KR20200038131A - Apparatus for projecting three-dimensional image - Google Patents

Abstract

According to the present invention, a space image projection device comprises: a housing; a display part housed in the housing and playing a front image and a rear image, individually; and a space projection part configured to provide three-dimensional images of the front image and the rear image inside the housing. The space projection part comprises: a reflection module formed to project the front image and the rear image in different paths; and a front transparent screen and a rear transparent screen disposed to be spaced apart from each other, and receiving the front image and the rear image to form images thereof, respectively. Accordingly, three-dimensional holographic images can be provided.

Description

공간 영상 투영 장치{APPARATUS FOR PROJECTING THREE-DIMENSIONAL IMAGE}Spatial image projection device {APPARATUS FOR PROJECTING THREE-DIMENSIONAL IMAGE}

본 발명은 투명 스크린 프로젝션 방식으로 구성되는 공간 영상 투영 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a spatial image projection device configured by 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.The 3D stereoscopic image display technology is a technology that adds a certain depth information to a 2D image and uses the depth information to enable a viewer to feel a 3D dynamic and realism.

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 stereoscopic image display devices use a human binocular disparity principle. The method of separating the image so as to use binocular parallax is typically an anaglyph, polarized glasses, shutter glasses method, a lenticular method, a parallax barrier method, an optical plate It is divided into a glassesless method such as a method.

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 is a hologram and a volume type 3D display method implemented as a full stereoscopic method. This method has the advantage of being able to implement a free stereoscopic image in space, but currently, it is common to implement a still image by an expensive laser and precise optical component configuration, and it is not possible to provide a high quality stereoscopic image 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.As a representative method of the holographic spatial image projection apparatus, there is a reflective pseudo-hologram technique known as 'peppers ghost'. The 'Pepper's Ghost' technique allows you to see the transmitted light on the back of the material and the reflected light on the front of the material at the same time, providing the effect that the image on the front of the material exists together on the back background and space. It is also called a 'floating hologram' because it provides an effect of floating an object (image) in space. In this regard, 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, the floating hologram has a problem in that the size of the system is large, and the screen is directly seen depending on the angle or position. In addition, there is a limitation in that only a single layer spatial image is provided.

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.On the other hand, as an alternative to this, a transparent screen projection type spatial image projection apparatus has been proposed. This method can provide an impression that an image is formed in space by projecting an image on a transparent screen. However, since the transparent screen projection method transmits light as much as a value corresponding to the transparency of the screen, the more transparent it is, the more blurred the image appears. In addition, in the case of manufacturing 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 enhancing the three-dimensional effect and improving the brightness of the image while suppressing the increase in device size.

KRKR 10-2016-012135010-2016-0121350 AA (2018.03.30.(2018.03.30. 공개)open)

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 is provided with a transparent screen made of a double layer to improve the stereoscopic 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 apparatus made to improve the brightness of an image by minimizing transmitted light of 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 apparatus 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 stereoscopic image for the front image and the rear image, wherein the spatial projection unit is spaced apart from each other, and the front image and the rear image are reached to form a front transparent screen. 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 apparatus according to the present invention, a display unit for reproducing a front image and a rear image; A reflection module for guiding the front image in a first path and guiding the rear image in a second path; A front transparent screen forming a spatial image corresponding to the front image guided by the first path; And a rear transparent screen that is spaced apart from the front transparent screen and forms a spatial image corresponding to the rear image guided by 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 apparatus further includes a viewing angle adjustment filter formed to pass the image only in a direction within a predetermined viewing 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 have an angle greater than the viewing angle to reach the front transparent screen and the rear transparent screen.

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 an image 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 formed 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 formed to reflect the front image and the 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 apparatus may further include an image driver configured to synchronize the front image and the rear image to perform signal processing.

상기 영상 구동부는 상기 반사 모듈에서 발생되는 영상의 왜곡을 사전에 보정하도록 신호 처리를 수행할 수 있다.The image driver may perform signal processing to correct distortion of an image generated in the reflection module in advance.

이상에서 설명한 해결 수단에 의해 구성되는 본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention comprised by the solution means demonstrated above, it has the following effects.

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.In the spatial image projection apparatus according to the present invention, the front and rear images are respectively projected on the front and rear transparent screens arranged in the front-rear direction, thereby providing a stereoscopic image by a double layer. In the transparent screen projection method, there is an effect that the sense of space can be enhanced. Furthermore, the two transparent screen layers are variously configured such as a main layer, a user interface layer, and a background layer, so that a user-friendly environment can be provided, and various new types of content 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.In addition, the spatial image projection apparatus according to the present invention includes a viewing area adjustment filter capable of blocking an image passing through a transparent screen, so that a clear stereoscopic image can be provided to a user. By improving the disadvantages of the conventional transparent screen projection method, it is possible to improve the image quality and contribute to miniaturization of the device.

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 view showing a spatial image projection apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an image processing process and image contents performed in the spatial image projection apparatus illustrated in FIG. 1.
FIG. 3 is a view showing in detail the viewing area adjustment filter illustrated in FIG. 1.
FIG. 4 is a diagram illustrating an image provided by the spatial image projection apparatus illustrated 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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains can easily practice. However, the present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, in order to clearly describe the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and like reference numerals are assigned to similar parts 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 “includes” a certain component, this means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise specified. In addition, when it is said that a part is "connected" with another part in the whole specification, this includes not only the case of being directly connected but also being connected through another part in the middle. Furthermore, throughout this specification, when a member is said to be "on" another member, this includes not only the case where one member is in contact with the other member but also another member 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 apparatus according to the present invention is configured by a transparent screen projection method, and a plurality of transparent screens can be provided to provide a three-dimensional effect, and it is characterized in that the brightness of the image is improved 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 view showing a spatial image projection apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing an image processing process and image contents performed in the spatial image projection apparatus illustrated in FIG. 1. In addition, FIG. 3 is a view showing in detail the viewing area adjustment filter shown in FIG. 1, and FIG. 4 is a view showing an image provided by the spatial image projection device shown in FIG. 1 as an example.

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 image projection apparatus 10 according to the present invention may include a housing 100, a display unit 150, and a spatial projection unit 200. The housing 100 forms the exterior of the spatial image projection apparatus 10 according to the present invention, and may be formed in a cylindrical shape extending in the vertical direction, as shown in the illustrated embodiment. The display unit 150 and the spatial projection unit 200 may be accommodated inside the housing 100. The housing 100 may be formed of a transparent material so that the spatial projection 200 positioned therein can be seen from the outside.

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 display 150 may perform a function of reproducing an image for projection. The image reproduced on the display 150 may be a two-dimensional projection image. In the present invention, the display unit 150 may be formed of a laser beam scanning (LBS) type projector. The laser beam scanning method can be implemented regardless of the distance between the screen and the projector, and thus is suitable for the spatial image projection apparatus 10 according to the present invention.

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 display unit 150 according to the present invention may be composed of a front image and a rear image. To this end, the display unit 150 is composed of two display devices to reproduce the front image and the rear image. Alternatively, as shown in FIG. 2, a partial region of an image reproduced by one display device (a laser beam scanning type projector) may be a front image, and a remaining partial region of the image may be a rear image. As illustrated, the entire image in a 16: 9 ratio may consist of a front image and a rear image divided by a 8: 9 ratio.

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 spatial projection unit 200 may be formed to provide an observer (viewer) a stereoscopic image combining the front image and the rear image within the housing 100. Specifically, the spatial projection unit 200 may include a reflection module 210 and a front transparent screen 220F and a rear transparent screen 220R.

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 reflection module 210 may be formed to project the front image and the rear image in different paths. By the reflection module 210, an optical path may be formed such that the front image is transmitted to the front transparent screen 220F and the rear image is transmitted to the rear transparent screen 220R.

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 transparent screens 220F and 220R may be disposed to be spaced apart from each other in the front-rear direction inside the housing 100. Here, the front-rear direction may be a direction in which the observer looks at the spatial image projection apparatus 10 according to the present invention.

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 transparent screens 220F and 220R may have front and rear images, respectively, to form images, and an observer looks at the front and rear transparent screens 220F and 220R at a time in the front-rear direction, and the front and rear images. You can see a stereoscopic image that combines images.

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 and 220R transmit light (image) by a ratio corresponding to transparency, and an image is formed for the remaining ratio of light (image) to be provided as a holographic image to the viewer. have.

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 image projection apparatus 10 according to the present invention may be provided with a stereoscopic image by a double layer by front and rear transparent screens 220F and 220R. For example, a spatial image corresponding to the front image guided by the first path described below is formed by the front transparent screen 220F, and corresponds to a rear image guided by the rear transparent screen 220R to the second path. Spatial images can be formed.

이에 따라, 투명 스크린 프로젝션 방식에서 공간감이 더욱 강화된 영상이 제공될 수 있는 이점이 있다.Accordingly, there is an advantage in that a space-enhanced image may 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 transparent screens 220F and 220R of the spatial image projection apparatus 10 according to the present invention can be variously configured as a main layer, a user interface layer, and a background layer, respectively. . For example, as shown in FIG. 4, the character is represented on the rear transparent screen 220R, and the front screen is used as a user interface layer, so that the content with which the interaction with the character is realized in three dimensions is provided. Can be. Accordingly, there is an advantage that new and various types of content can be provided to the user.

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 image projection apparatus 10 according to the present invention, the spatial projection unit 200 may further include a visual field adjustment filter 230. As shown in FIG. 3, the viewing area adjustment filter 230 may include a plurality of opaque partition walls 231 extending side by side in a predetermined direction (front-to-back direction).

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 area control filter 230 may function to pass light (image) only between the opaque partitions 231. The viewing range adjustment filter 230 may be attached to at least one of the front and rear transparent screens 220F and 220R, and may be disposed between the front and rear transparent screens 220F and 220R.

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 angle θ may be set according to the spacing and size of the opaque partition wall 231, and the viewing angle adjustment filter 230 may only light in a direction within the viewing angle θ with respect to the front-rear direction ( Video).

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 image 12 formed on the front and rear transparent screens 220F and 220R can be seen by the viewer viewing within the viewing angle θ range, while the front and rear transparent screens 220F, The light or image 11 passing through 220R) may be blocked.

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 to block the images passing through the front and rear transparent screens 220F and 220R, the front and rear images form an angle greater than the viewing angle θ with respect to the front and rear directions to reach the front and rear transparent screens 220F and 220R. The optical path can be formed as much as possible. For example, the second reflector 212, which will be described later, may be configured such that an angle formed with the front and rear transparent screens 220F and 220R with respect to the front-rear direction has a value greater than the viewing angle θ.

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 range adjustment filter 230 in the spatial projection unit 200 according to the present invention, the disadvantages of the conventional transparent screen projection method are compensated, and thus a clearer stereoscopic image can be provided to the viewer. Furthermore, when the system is downsized, the constraint that the image is blurred can be alleviated due to the low brightness of the projector, so that the downsizing of the device can be easily implemented.

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 the viewing area adjustment configuration of the spatial image projection apparatus 10 according to the present invention have been described. Hereinafter, the configuration and function of the reflection module 210 and the image driver 130 of the spatial image projection apparatus 10 according to the present invention will be described.

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 reflection module 210 provided in the present invention may include a first reflector 211 and a second reflector 212. The first reflector 211 may serve to guide a separate path by separating each other with front and rear images. For example, the first reflector 211 may guide the front image to the first path and the rear image to the second path.

제 2 반사경(212)은 분리된 전방 및 후방 영상을 전방 및 후방 투명 스크린(220F, 220R)으로 전달하도록 기능할 수 있다.The second reflector 212 may function to transfer the separated front and rear images to the front and rear transparent screens 220F and 220R.

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 illustrated, the first reflector 211 is formed in a triangular column shape, and may be disposed on the lower side of the display unit 150 so that one edge faces the upper side.

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.Also, the first reflector 211 may include a front reflector 211F and a rear reflector 211R, which are divided around one edge toward the display unit 150. The front image may be reflected forward by the front reflector 211F, and the rear image may be reflected backward by the rear reflector 211R.

제 2 반사경(212)은 제 1 반사경(211)에서 반사되는 영상을 반사시키도록 하우징(100)의 내주면에 장착될 수 있다. The second reflector 212 may be mounted on the inner peripheral surface of the housing 100 to reflect the image reflected from the first reflector 211.

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 second reflector 212 may reflect the front and rear images toward the front and rear transparent screens 220F and 220R. In particular, the second reflector 212 may be formed to have a curved surface in the vertical direction so as to widen the image in the vertical direction.

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 second reflector 212 may include a front curved mirror 212F and a rear curved mirror 212R disposed at positions symmetrical in the front-rear direction. The front and rear curved mirrors 212F and 212R, respectively, may have a cylindrical shape (right side in FIG. 1) or a semi-cylindrical shape (left side in FIG. 1), as shown in FIG. The central axis of the cylinder may be configured to extend in the horizontal direction (lateral direction).

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 second reflector 212 is shown as having a curved surface only in the vertical direction, but the second reflector 212 of the reflective module 210 according to the present invention may be formed to have a curved surface in the left and right directions. In addition, the curved surface in the vertical direction and the left and right direction may be formed in a three-dimensional elliptical shape. By this shape design, the path through which the image is projected can be optimized for the position and shape of the reflection module 210 and the front and rear transparent screens 220F and 220R.

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 image projection apparatus 10 according to the present invention may further include an image driver 130. The image driving unit 130 may serve to drive and control an image reproduced in the display unit 150. In particular, the image driving unit 130 according to the present invention may perform signal processing by synchronizing the front image and the rear image with each other, so that the stereoscopic image finally provided to the viewer can be optimized and reproduced.

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.In addition, the image driver 130 may perform a function of correcting distortion that may occur in the reflection process of the image in the reflection module 210 in advance. For example, if an optical distortion occurs when an image is reflected from the front and rear curved mirrors 212F and 212R of the second reflector 212, the image driver 130 reflects and corrects the distortion in advance to display the ( 150).

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, by the image driver 130 provided in the spatial image projection apparatus 10 according to the present invention, distortion caused by hardware constraints and design conditions of components are complemented in software to improve performance. It becomes possible.

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 illustration only, and those skilled in the art to which the present invention pertains can understand that the present invention can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. There will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may 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 following claims rather than the above detailed description, and it should be interpreted that all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts thereof are 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: image driving unit
150: display unit
200: space projection
210: reflective 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 adjustment filter
231: bulkhead

Claims (16)

하우징;
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 포함하는 공간 영상 투영 장치.
housing;
A display unit accommodated in the housing and reproducing front and rear images; And
And a spatial projection configured to provide a stereoscopic image of the front image and the rear image inside the housing,
The spatial projection unit,
A reflection module formed to project the front image and the rear image in different paths; And
A spatial image projection apparatus including a front transparent screen and a rear transparent screen, which are arranged to be spaced apart from each other, and the front and rear images are reached to form images, respectively.
제 1 항에 있어서,
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 visual field 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 predetermined viewing angle.
제 2 항에 있어서,
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,
The front image and the rear image form an angle greater than the viewing angle to reach the front transparent screen and the rear transparent screen, spatial image projection apparatus.
제 1 항에 있어서,
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 visual field adjustment filter formed to block an image passing through the front transparent screen and the rear transparent screen.
제 1 항에 있어서,
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 포함하는 공간 영상 투영 장치.
According to claim 1,
The reflection module,
A first reflector formed to reflect the front image and the rear image to the front and rear, respectively, to separate them from each other; And
And a second reflector formed to reflect the front image and the rear image reflected from the first reflector toward the front transparent screen and the rear transparent screen, respectively.
제 5 항에 있어서,
상기 제 2 반사경은 상하 방향으로 곡면을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 공간 영상 투영 장치.
The method of claim 5,
The second reflector is a spatial image projection apparatus characterized in that it is formed to have a curved surface in the vertical direction.
제 1 항에 있어서,
상기 전방 영상 및 후방 영상을 서로 동기화하여 신호 처리를 수행하도록 형성되는 영상 구동부를 더 포함하는 공간 영상 투영 장치.
According to claim 1,
And an image driver configured to synchronize the front image and the rear image to perform signal processing.
제 7 항에 있어서,
상기 영상 구동부는 상기 반사 모듈에서 발생되는 영상의 왜곡을 사전에 보정하도록 신호 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 공간 영상 투영 장치.
The method of claim 7,
The image driver is a spatial image projection apparatus characterized in that for performing signal processing to correct the distortion of the image generated in the reflection module in advance.
공간 영상 투영 장치에 있어서,
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 스크린
을 포함하는 공간 영상 투영 장치.
In the spatial image projection apparatus,
A display unit for reproducing front and rear images;
A reflection module for guiding the front image in a first path and guiding the rear image in a second path;
A front transparent screen forming a spatial image corresponding to the front image guided by the first path; And
A rear transparent screen that is spaced apart from the front transparent screen and forms a spatial image corresponding to the rear image guided by the second path.
Spatial image projection device comprising a.
제 9 항에 있어서,
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.
The method of claim 9,
And a viewing angle 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 predetermined viewing angle.
제 10 항에 있어서,
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.
The method of claim 10,
The front image and the rear image form an angle greater than the viewing angle to reach the front transparent screen and the rear transparent screen, spatial image projection apparatus.
제 9 항에 있어서,
상기 전방 투명 스크린 및 상기 후방 투명 스크린을 통과하는 영상을 차단하도록 형성되는 시역 조절 필터를 더 포함하는 공간 영상 투영 장치.
The method of claim 9,
And a visual field adjustment filter formed to block the image passing through the front transparent screen and the rear transparent screen.
제 9 항에 있어서,
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 포함하는 공간 영상 투영 장치.
The method of claim 9,
The reflection module,
A first reflector formed to reflect the front image and the rear image to the front and rear, respectively, to separate them from each other; And
And a second reflector formed to reflect the front image and the rear image reflected from the first reflector toward the front transparent screen and the rear transparent screen, respectively.
제 13 항에 있어서,
상기 제 2 반사경은 상하 방향으로 곡면을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 공간 영상 투영 장치.
The method of claim 13,
The second reflector is a spatial image projection apparatus characterized in that it is formed to have a curved surface in the vertical direction.
제 9 항에 있어서,
상기 전방 영상 및 후방 영상을 서로 동기화하여 신호 처리를 수행하도록 형성되는 영상 구동부를 더 포함하는 공간 영상 투영 장치.
The method of claim 9,
And an image driver configured to synchronize the front image and the rear image to perform signal processing.
제 15 항에 있어서,
상기 영상 구동부는 상기 반사 모듈에서 발생되는 영상의 왜곡을 사전에 보정하도록 신호 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 공간 영상 투영 장치.The method of claim 15,
The image driver is a spatial image projection apparatus characterized in that for performing signal processing to correct the distortion of the image generated in the reflection module in advance.

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