KR20220082204A - Flight simulator by using holographic optical element - Google Patents

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김영민
홍성희
홍지수
정진수
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한국전자기술연구원
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Abstract

홀로그래픽 광학 소자를 이용한 비행기 시뮬레이터 장치가 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 시뮬레이터 장치는, 원거리 영상을 표시하는 디스플레이, AR 영상을 생성하는 프로젝터 및 프로젝터에 의해 생성된 AR 영상을 공간에 표출하는 홀로그래픽 광학 소자를 포함한다. 이에 의해, 영상 소스를 두 종류를 사용하여 하나의 영상 소스로는 원거리의 영상을 그대로 표현하고 다른 하나의 영상 소스로는 원거리와 사용자 위치 사이에 원하는 깊이에 영상을 제공함으로써, 서로 다른 깊이감을 사용자에게 제공하여 몰입감 있는 비행기 시뮬레이션을 가능하게 한다.An airplane simulator device using a holographic optical element is provided. A simulator device according to an embodiment of the present invention includes a display for displaying a long-distance image, a projector for generating an AR image, and a holographic optical element for expressing the AR image generated by the projector in space. Thereby, by using two types of image sources, one image source expresses a distant image as it is and the other image source provides an image at a desired depth between the distance and the user's location, thereby allowing users to sense different depths. to enable immersive airplane simulation.

Description

홀로그래픽 광학 소자를 이용한 비행기 시뮬레이터 장치{Flight simulator by using holographic optical element}Flight simulator by using holographic optical element

본 발명은 홀로그래픽 관련 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 홀로그래픽 광학 소자를 이용한 비행기 시뮬레이터 장치 및 이를 통한 시뮬레이션 영상 제공 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a holographic-related technology, and more particularly, to an airplane simulator apparatus using a holographic optical element and a method for providing a simulation image through the same.

기존에 개발된 비행 훈련 시뮬레이터 등은 도 1에 도시된 바와 같이 다수의 모니터 혹은 프로젝터를 활용하여 영상 소스를 공간적으로 다중화하는 방법을 사용하거나 이와 동일 혹은 유사하게 그 화면의 형태가 굴곡진(Curved) 형태의 디스플레이가 대부분이었다. The previously developed flight training simulator uses a method of spatially multiplexing image sources using a plurality of monitors or projectors as shown in FIG. Most of the displays were in the form of a display.

하지만 시스템이 거대하고 상시 사용하기 어려운 시스템(마일라 필름의 거울 효과를 위해 내부를 진공 상태에 가까운 상태로 상시 유지해야 함.)이기 때문에 보완이 필요한 상황이다. 그리고 원거리에 있는 영상을 먼 곳으로 보내는 일종의 Collimated display(평행광 디스플레이)이기 때문에 사용자의 위치와 시선이 매우 제한되는 단점을 지니고 있었다.However, since the system is huge and difficult to use all the time (for the mirror effect of Mylar film, it is necessary to keep the inside in a state close to vacuum at all times), it is a situation that needs to be supplemented. And since it is a kind of collimated display that sends a distant image to a distant place, it has the disadvantage that the user's position and gaze are very limited.

또한 영상이 표현되는 깊이에 있어서 기존의 비행기 시뮬레이터는 2D 화면의 몰입감을 높이기 위해 Cave 형태의 몰입형 디스플레이를 사용하거나, 굴곡진 형태의 곡면형 디스플레이를 사용하는 경우가 대다수인데, 실감나는 몰입형 비행기 시뮬레이터를 제작하기 위해서는 표현되는 몰입형 디스플레이 이외에 공간 상에 원하는 위치에 깊이감을 표현할 수 있는 디스플레이 방법이 필요하다.In addition, in terms of the depth at which the image is expressed, in most cases, the existing airplane simulator uses a cave-type immersive display or a curved curved display to increase the immersion of the 2D screen. In order to manufacture a simulator, a display method capable of expressing a sense of depth at a desired location in space is required in addition to the immersive display expressed.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 비행기 시뮬레이션에서 몰입감을 높이기 위한 방안으로, 영상 소스를 두 종류를 사용하여 하나의 영상 소스로는 원거리의 영상을 그대로 표현하고 다른 하나의 영상 소스로는 원거리와 사용자 위치 사이에 원하는 깊이에 영상을 제공하는 시뮬레이터 장치를 제공함에 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to increase the sense of immersion in airplane simulation, using two types of image sources and one image source as it is. An object of the present invention is to provide a simulator device that provides an image at a desired depth between a remote location and a user's location as another image source.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 시뮬레이터 장치는, 원거리 영상을 표시하는 디스플레이; AR 영상을 생성하는 프로젝터; 및 프로젝터에 의해 생성된 AR 영상을 공간에 표출하는 홀로그래픽 광학 소자;를 포함한다.According to an embodiment of the present invention for achieving the above object, a simulator device, a display for displaying a long-distance image; a projector that generates an AR image; and a holographic optical device that displays the AR image generated by the projector in space.

홀로그래픽 광학 소자는, 디스플레이와 사용자 사이의 깊이에 AR 영상을 표출할 수 있다.The holographic optical element may express an AR image at a depth between the display and the user.

그리고, AR 영상은, 디스플레이와 홀로그래픽 광학 소자 사이에 표출될 수 있다.And, the AR image may be displayed between the display and the holographic optical element.

원거리 영상과 사용자 사이의 깊이는, AR 영상과 사용자 사이의 깊이 보다 깊을 수 있다.The depth between the remote image and the user may be greater than the depth between the AR image and the user.

홀로그래픽 광학 소자를 제작하는 장치는, 광원; 광원에서 출사되는 광을 확대하는 광확대기; 광확대기에서 출사되는 광을 물체광과 참조광으로 분배하는 광분배기; 광분배기에서 분배되어 물체광을 홀로그래픽 기록 물질로 전달하는 제1 렌즈; 광분배기에서 분배된 참조광을 홀로그래픽 기록 물질로 전달하는 제2 렌즈;를 포함할 수 있다.An apparatus for manufacturing a holographic optical element, comprising: a light source; a light magnifier that magnifies the light emitted from the light source; a light splitter that distributes the light emitted from the light expander into an object light and a reference light; a first lens distributed in the light splitter to transmit object light to the holographic recording material; and a second lens that transmits the reference light distributed from the light splitter to the holographic recording material.

그리고, 제1 렌즈와 홀로그래픽 기록 물질 사이의 광 이동 거리는, 조절가능하다.And, the light travel distance between the first lens and the holographic recording material is adjustable.

제1 렌즈와 홀로그래픽 기록 물질 사이의 광 이동 거리는, AR 영상과 사용자 사이의 거리에 의해 결정될 수 있다.The light movement distance between the first lens and the holographic recording material may be determined by the distance between the AR image and the user.

디스플레이는, 모니터 또는 프로젝터를 이용한 스크린일 수 있다.The display may be a screen using a monitor or a projector.

원거리 영상은, 비행기 조종시 전방을 통해 보이는 하늘을 모사한 영상이고, AR 영상은, 비행기 HUD(Head Up Display)로 표시되는 정보가 나타난 영상일 수 있다.The long-distance image may be an image simulating the sky seen through the front when an airplane is operated, and the AR image may be an image in which information displayed by an airplane head-up display (HUD) is displayed.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 시뮬레이션 영상 제공 방법은, 디스플레이가, 원거리 영상을 표시하는 단계; 및 프로젝터가, AR 영상을 생성하는 단계; 및 홀로그래픽 광학 소자가, 생성된 AR 영상을 공간에 표출하는 단계;를 포함한다.On the other hand, according to another embodiment of the present invention, a simulation image providing method, the display, displaying a long-distance image; and generating, by the projector, an AR image; and displaying, by the holographic optical element, the generated AR image in space.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 시뮬레이터 장치는, AR 영상을 생성하는 프로젝터; 및 프로젝터에 의해 생성된 AR 영상을 공간에 표출하는 홀로그래픽 광학 소자;를 포함하고, 홀로그래픽 광학 소자는, 원거리 영상을 표시하는 디스플레이와 사용자 사이의 깊이에 AR 영상을 표출한다.On the other hand, according to another embodiment of the present invention, the simulator device, a projector for generating an AR image; and a holographic optical element that displays the AR image generated by the projector in space; the holographic optical element expresses the AR image at a depth between a display displaying a distant image and the user.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 시뮬레이션 영상 제공 방법은, 프로젝터가, AR 영상을 생성하는 단계; 및 홀로그래픽 광학 소자가, 생성된 AR 영상을 공간에 표출하는 단계;를 포함하고, 표출 단계는, 원거리 영상을 표시하는 디스플레이와 사용자 사이의 깊이에 AR 영상을 표출한다.Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, a method for providing a simulation image includes, by a projector, generating an AR image; And the holographic optical element, the step of expressing the generated AR image in space; includes, in the expression step, expressing the AR image at a depth between a display displaying a distance image and the user.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 영상 소스를 두 종류를 사용하여 하나의 영상 소스로는 원거리의 영상을 그대로 표현하고 다른 하나의 영상 소스로는 원거리와 사용자 위치 사이에 원하는 깊이에 영상을 제공함으로써, 서로 다른 깊이감을 사용자에게 제공하여 몰입감 있는 비행기 시뮬레이션을 가능하게 한다.As described above, according to embodiments of the present invention, using two types of image sources, one image source expresses a distant image as it is, and the other image source uses a desired depth between the remote and the user's location. By providing an image to the space, it provides users with different senses of depth, enabling immersive airplane simulation.

도 1은 기존 개발된 평행광 디스플레이를 이용한 비행기 시뮬레이터,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비행기 시뮬레이터 장치의 구조를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 홀로그래픽 광학 소자 제작 장치의 구조를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 비행기 시뮬레이터 장치를 통해 사용자에게 제공되는 시뮬레이션 영상의 일 예,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비행기 시뮬레이션 영상 제공 방법의 설명에 제공되는 흐름도,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 홀로그래픽 광학 소자 제작 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.1 is an airplane simulator using a conventionally developed parallel light display;
2 is a view showing the structure of an airplane simulator device according to an embodiment of the present invention;
3 is a view showing the structure of an apparatus for manufacturing a holographic optical element according to another embodiment of the present invention;
4 is an example of a simulation image provided to a user through an airplane simulator device according to an embodiment of the present invention;
5 is a flowchart provided for explaining a method for providing an airplane simulation image according to another embodiment of the present invention;
6 is a flowchart provided to explain a method of manufacturing a holographic optical device according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

본 발명의 실시예에서는 홀로그래픽 광학 소자(Holographic optical element)를 이용한 비행기 시뮬레이터 장치를 제시한다.An embodiment of the present invention provides an airplane simulator device using a holographic optical element.

기존의 비행기 시뮬레이터는 몰입감을 높이기 위해 원거리의 영상 표현을 목적으로 방대한 크기의 시뮬레이터를 운행하거나 광학적 장치가 복잡한 단점을 가지고 있었다. 또한 몰입감을 위해 원하는 위치에 영상을 표현하는 것이 아니라 원거리에 있는 영상을 최대한 멀리 보이게 하는 효과를 내기 위하여 평행광 디스플레이(Collimated display)라는 방법을 사용하여 사용자의 시점은 고정시킨 채 원거리에 영상을 표현하는 방법이 있었는데, 이런 방법들은 대체적으로 시스템의 크기가 복잡하고 방대하다. 또한 몰입감 있는 비행기 시뮬레이터의 경우 공간 상에 원하는 깊이에 영상을 표현하는 것이 필수적인데, 기존의 비행기 시뮬레이터의 경우 이런 방법은 거의 진행된 바가 없다.Existing airplane simulators have disadvantages in that a large-scale simulator is operated for the purpose of long-distance image expression in order to increase immersion, or an optical device is complicated. In addition, instead of expressing the image at a desired location for an immersive feeling, a method called collimated display is used to express the image at a distance while fixing the user's point of view in order to produce the effect of making the distant image appear as far away as possible. There was a way to do this, but in general, the size of the system is complicated and vast. In addition, in the case of an immersive airplane simulator, it is essential to express an image at a desired depth in space, but in the case of an existing airplane simulator, this method has hardly been performed.

따라서 본 발명의 실시예에서는 홀로그램 광학 소자를 이용하여 원하는 깊이에 영상을 표현할 수 있어 몰입감이 높은 비행기 시뮬레이터 장치를 구성하는 방법을 제시한다.Therefore, in an embodiment of the present invention, an image can be expressed at a desired depth using a holographic optical element, and thus a method of configuring an airplane simulator device with a high sense of immersion is provided.

본 발명의 실시예에 따라, 홀로그래픽 광학 소자를 이용한 비행기 시뮬레이터를 제작하면, 복잡한 광학계가 필요없이 원하는 위치에 깊이감 있는 영상을 표시할 수 있게 되며 광학계 구성도 매우 간단한 몰입도가 높은 비행기 시뮬레이터를 제작할 수 있게 된다.According to an embodiment of the present invention, if an airplane simulator using a holographic optical device is manufactured, an image with a sense of depth can be displayed at a desired location without the need for a complicated optical system, and an immersive airplane simulator with a very simple optical system configuration can be crafted.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비행기 시뮬레이터 장치의 구조를 도시한 도면이다. 본 발명의 실시예에 따른 비행기 시뮬레이터 장치는, 도시된 바와 같이, 디스플레이(110), 홀로그래픽 광학 소자(120) 및 프로젝터(130)을 포함하여 구성된다.2 is a diagram illustrating the structure of an airplane simulator device according to an embodiment of the present invention. An airplane simulator device according to an embodiment of the present invention is configured to include a display 110 , a holographic optical element 120 and a projector 130 , as shown.

디스플레이(110)는 비행기 조종시 전방을 통해 보이는 하늘을 모사한 영상을 원거리 영상으로 표시한다. 디스플레이(110)는 모니터 또는 프로젝터를 이용한 스크린 등으로 구현할 수 있다.The display 110 displays an image simulating the sky seen through the front when flying an airplane as a long-distance image. The display 110 may be implemented as a monitor or a screen using a projector.

프로젝터(130)는 비행기 HUD(Head Up Display)로 표시되는 정보가 나타난 영상을 생성하기 위한 소자이다. 즉, 프로젝터(130)는 비행기 HUD 모사 영상을 생성한다.The projector 130 is a device for generating an image in which information displayed by an airplane HUD (Head Up Display) is displayed. That is, the projector 130 generates an airplane HUD simulation image.

홀로그래픽 광학 소자(120)는 프로젝터(130)에서 생성된 비행기 HUD 모사 영상을 공간 상에 표출한다. 구체적으로, 홀로그래픽 광학 소자(120)는 프로젝터(130)에서 생성된 비행기 HUD 모사 영상을 사용자의 몰입감을 극대화할 수 있는 깊이인 디스플레이(110)와 사용자 사이의 깊이에 AR(Augmented Reality) 영상으로 표시한다.The holographic optical element 120 displays an airplane HUD simulated image generated by the projector 130 in space. Specifically, the holographic optical element 120 is an AR (Augmented Reality) image at the depth between the display 110 and the user, which is the depth that can maximize the user's immersion sense of the airplane HUD simulated image generated by the projector 130. indicate

즉, 디스플레이(110)에 표시되는 원거리 영상과 사용자 사이의 깊이는, AR 영상과 사용자 사이의 깊이 보다 더 깊다. AR 영상이 원거리 영상 보다 사용자에 더 가깝게 표출되는 것이다.That is, the depth between the user and the remote image displayed on the display 110 is greater than the depth between the AR image and the user. The AR image is displayed closer to the user than the distant image.

보다 구체적으로, 홀로그래픽 광학 소자(120)에 의해 표출되는 AR 영상은 디스플레이(110)와 홀로그래픽 광학 소자(120)의 사이에 나타난다.More specifically, the AR image displayed by the holographic optical element 120 appears between the display 110 and the holographic optical element 120 .

기존의 비행기 시뮬레이터와는 달리, 본 발명의 실시예에 따른 비행기 시뮬레이터 장치는 위에서 특정한 위치(깊이)에 AR 영상을 표출함으로써 원거리(Monitor/Screen)의 영상과 결합되어, 사용자의 몰입감을 극대화할 수 있게 된다. Unlike a conventional airplane simulator, the airplane simulator device according to an embodiment of the present invention is combined with a distant (Monitor/Screen) image by expressing an AR image at a specific location (depth) from above, thereby maximizing the user's immersion feeling. there will be

도 2에 제시한 홀로그래픽 광학 소자(120)를 제작하는 장치에 대해, 이하에서 도 3을 참조하여 상세히 설명한다. 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 홀로그래픽 광학 소자 제작 장치의 구조를 도시한 도면이다.An apparatus for manufacturing the holographic optical element 120 shown in FIG. 2 will be described in detail below with reference to FIG. 3 . 3 is a view showing the structure of a holographic optical device manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention.

RGB에 반응하는 컬러 홀로그래픽 광학 소자(120)를 제작하기 위해 해당하는 파장의 레이저를 이용하여 AR 영상을 표현할 수 있는 홀로그래픽 광학 소자(120)를 제작해야 한다.In order to manufacture the color holographic optical element 120 that responds to RGB, it is necessary to manufacture the holographic optical element 120 capable of expressing an AR image by using a laser having a corresponding wavelength.

이에, 640 nm(RED), 515 nm(GREEN), 457 nm(BLUE)의 레이저 광원에서 생성된 광들이 광확대기(Beam expander)에서 확대된 후에, 거울에서 반사되고, 광분배기(Beam splitter)를 거쳐 물체광과 참조광으로 분배된다.Accordingly, after the light generated by the laser light source of 640 nm (RED), 515 nm (GREEN), and 457 nm (BLUE) is expanded in the beam expander, it is reflected by the mirror, and the beam splitter is It is then divided into object light and reference light.

광분배기에서 분배된 물체광은 집광렌즈 #1(Objective lens #1)을 거쳐 미러에서 반사되어 홀로그래픽 기록 물질(Holographic film)로 입사되고, 광분배기에서 분배된 참조광은 미러에서 반사된 후 집광렌즈 #2를 통해 홀로그래픽 기록 물질로 입사된다.The object light distributed from the light splitter passes through the condensing lens #1 and is reflected from the mirror to be incident on the holographic film, and the reference light distributed from the light splitter is reflected from the mirror and then the condensing lens It is incident on the holographic recording material through #2.

한편, AR 영상이 사용자로부터 관찰가능한 위치에 표시될 수 있도록, 홀로그래픽 광학 소자 제작 장치에서 물체광이 통과하는 집광렌즈 #1과 홀로그래픽 기록 매질 사이의 광 이동거리를 조절한다.Meanwhile, in the holographic optical element manufacturing apparatus, the light movement distance between the condensing lens #1 through which the object light passes and the holographic recording medium is adjusted so that the AR image can be displayed at a position observable by the user.

즉, 물체광이 통과하는 집광렌즈 #1과 홀로그래픽 기록 매질의 거리가 도 2에서 사용자와 AR 영상 사이의 거리가 된다. 따라서, 물체광이 통과하는 집광렌즈 #1과 홀로그래픽 기록 매질의 거리는 AR 영상과 사용자 사이의 거리에 의해 결정된다.That is, the distance between the condensing lens #1 through which the object light passes and the holographic recording medium becomes the distance between the user and the AR image in FIG. 2 . Accordingly, the distance between the condensing lens #1 through which the object light passes and the holographic recording medium is determined by the distance between the AR image and the user.

위 장치에 의해 제작된 홀로그래픽 기록 물질은 도 2에 도시된 홀로그래픽 광학 소자(120)로 활용될 수 있다.The holographic recording material produced by the above device may be utilized as the holographic optical element 120 shown in FIG. 2 .

본 발명의 실시예에 따르면, 이론적으로 원거리 영상(Monitor/Screen)과 사용자 사이에 원하는 위치에 홀로그래픽 광학 소자를 활용한 AR 영상을 재생할 수 있게 되며, 컬러 표현이 가능한 몰입감 있는 비행기 시뮬레이터 장치를 구현할 수 있게 된다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 비행기 시뮬레이터 장치를 통해 사용자에게 제공되는 시뮬레이션 영상의 일 예이다.According to an embodiment of the present invention, it is theoretically possible to reproduce an AR image using a holographic optical element at a desired position between a long-distance image (Monitor/Screen) and a user, and to implement an immersive airplane simulator device capable of color expression. be able to 4 is an example of a simulation image provided to a user through an airplane simulator device according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비행기 시뮬레이션 영상 제공 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.5 is a flowchart provided to explain a method for providing an airplane simulation image according to another embodiment of the present invention.

비행기 시뮬레이션 영상 제공을 위해, 먼저 디스플레이(110)는 비행기 조종시 전방을 통해 보이는 하늘을 모사한 영상을 원거리 영상으로 표시한다(S210).In order to provide an airplane simulation image, first, the display 110 displays an image simulating the sky seen through the front when controlling an airplane as a long-distance image (S210).

그리고, 프로젝터(130)는 비행기 HUD(Head Up Display)로 표시되는 정보가 나타난 비행기 HUD 모사 영상을 생성한다(S220).Then, the projector 130 generates an airplane HUD simulated image in which information displayed as an airplane HUD (Head Up Display) is displayed (S220).

그러면, 홀로그래픽 광학 소자(120)는 S220단계에서 생성된 비행기 HUD 모사 영상을 사용자의 몰입감을 극대화할 수 있는 깊이인 디스플레이(110)와 사용자 사이의 깊이에 AR 영상으로 표시한다(S230).Then, the holographic optical element 120 displays the plane HUD simulated image generated in step S220 as an AR image at a depth between the display 110 and the user, which is a depth that can maximize the user's immersion (S230).

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 홀로그래픽 광학 소자 제작 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.6 is a flowchart provided to explain a method of manufacturing a holographic optical device according to another embodiment of the present invention.

홀로그래픽 광학 소자(120)를 제작하기 위해, 먼저 레이저 광원은 레이저 광들을 생성하고(S310), 광확대기는 S310단계에서 생성된 광들을 확대한다(S320).In order to manufacture the holographic optical device 120 , first, a laser light source generates laser lights ( S310 ), and a light expander magnifies the lights generated in step S310 ( S320 ).

광분배기는 S320단계에서 확대된 광을 거울을 통해 전달받아 물체광과 참조광으로 분배한다(S330).The light splitter receives the light enlarged in step S320 through the mirror and distributes it into object light and reference light (S330).

S330단계에서 분배된 물체광은 집광렌즈 #1과 미러를 거쳐 거쳐 홀로그래픽 기록 물질로 입사되고(S340), S330단계에서 분배된 참조광은 미러와 집광렌즈 #2를 거쳐 홀로그래픽 기록 물질로 입사된다(S350).The object light distributed in step S330 is incident on the holographic recording material through the condensing lens #1 and the mirror (S340), and the reference light distributed in step S330 is incident on the holographic recording material through the mirror and the condensing lens #2. (S350).

이에 의해, 제작된 홀로그래픽 기록 물질은 홀로그래픽 광학 소자(120)로 기능할 수 있게 된다.Thereby, the manufactured holographic recording material can function as the holographic optical element 120 .

홀로그래픽 광학 소자(120)에 의한 AR 영상 표시 위치, 즉, 도 2에서 사용자와 AR 영상 사이의 거리는, 물체광이 통과하는 집광렌즈 #1과 홀로그래픽 기록 매질 사이의 광 이동 거리에 의해 결정된다.The AR image display position by the holographic optical element 120, that is, the distance between the user and the AR image in FIG. 2, is determined by the light movement distance between the condenser lens #1 through which the object light passes and the holographic recording medium. .

지금까지, 홀로그래픽 광학 소자를 이용한 비행기 시뮬레이터 장치에 대해 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였다.Up to now, a preferred embodiment of the airplane simulator device using the holographic optical element has been described in detail.

기존의 비행기 시뮬레이터는 몰입감을 높이기 위해 원거리의 영상 표현을 목적으로 방대한 크기의 시뮬레이터를 운행하거나 광학적 장치가 복잡한 단점을 가지고 있었고, 몰입감을 높이기 위한 다른 방법으로 공간 상에 원하는 위치에 영상 콘텐츠를 표현하기 위한 방법이 제한적이었다.Existing airplane simulators have disadvantages such as operating a large-scale simulator for the purpose of long-distance image expression to increase immersion, or having a complicated optical device. methods were limited.

하지만, 본 발명의 실시예에서는 기존의 방법 보다 몰입감 높은 비행기 시뮬레이터를 제공하기 위해 영상 소스를 두 종류를 사용하여 하나의 영상 소스로는 원거리의 영상을 그대로 표현하고 다른 하나의 영상 소스로는 원거리와 사용자 위치 사이에 원하는 깊이에 영상을 제공함으로써 서로 다른 깊이감을 사용자에게 제공하여 몰입감 있는 비행기 시뮬레이터를 제공하고자 한다.However, in the embodiment of the present invention, in order to provide an airplane simulator with a higher immersion than the existing method, two types of image sources are used to express a distant image as it is with one image source and a long distance and a long distance image with the other image source. It is intended to provide an immersive airplane simulator by providing different senses of depth to users by providing images at a desired depth between user positions.

또한, 원하는 깊이에 AR 영상을 제공하는 방법은 홀로그래픽 광학 소자를 활용하여 제작하며 이는 아날로그 혹은 디지털 방식 모두 적용 가능하다. In addition, a method of providing an AR image at a desired depth is produced using a holographic optical device, and both analog and digital methods are applicable.

한편, 위 실시예에서 제시한 비행기 시뮬레이터 장치는 시뮬레이터 장치의 일 예로 언급한 것이다. 비행기 시뮬레이터 장치 이외의 다른 조율의 시뮬레이터 장치에 대해서도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.On the other hand, the airplane simulator device presented in the above embodiment is mentioned as an example of the simulator device. The technical idea of the present invention can also be applied to a simulator device of a tuning other than the airplane simulator device.

한편, 본 실시예에 따른 장치와 방법의 기능을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기술적 사상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 형태로 구현될 수도 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의해 읽을 수 있고 데이터를 저장할 수 있는 어떤 데이터 저장 장치이더라도 가능하다. 예를 들어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광디스크, 하드 디스크 드라이브, 등이 될 수 있음은 물론이다. 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 또는 프로그램은 컴퓨터간에 연결된 네트워크를 통해 전송될 수도 있다.On the other hand, it goes without saying that the technical idea of the present invention can be applied to a computer-readable recording medium containing a computer program for performing the functions of the apparatus and method according to the present embodiment. In addition, the technical ideas according to various embodiments of the present invention may be implemented in the form of computer-readable codes recorded on a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium may be any data storage device readable by the computer and capable of storing data. For example, the computer-readable recording medium may be a ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical disk, hard disk drive, or the like. In addition, the computer-readable code or program stored in the computer-readable recording medium may be transmitted through a network connected between computers.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.In addition, although preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the technical field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims In addition, various modifications are possible by those of ordinary skill in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present invention.

110 : 디스플레이
120 : 홀로그래픽 광학 소자
130 : 프로젝터110: display
120: holographic optical element
130: projector

Claims (12)

원거리 영상을 표시하는 디스플레이;
AR 영상을 생성하는 프로젝터; 및
프로젝터에 의해 생성된 AR 영상을 공간에 표출하는 홀로그래픽 광학 소자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 시뮬레이터 장치.
a display for displaying a distant image;
a projector that generates an AR image; and
A simulator device comprising: a holographic optical element that displays the AR image generated by the projector in space.
 청구항 1에 있어서,
홀로그래픽 광학 소자는,
디스플레이와 사용자 사이의 깊이에 AR 영상을 표출하는 것을 특징으로 하는 시뮬레이터 장치.
The method according to claim 1,
The holographic optical element,
A simulator device characterized in that the AR image is expressed in the depth between the display and the user.
 청구항 1에 있어서,
AR 영상은,
디스플레이와 홀로그래픽 광학 소자 사이에 표출되는 것을 특징으로 하는 시뮬레이터 장치.
The method according to claim 1,
AR video,
A simulator device, characterized in that it is displayed between the display and the holographic optical element.
 청구항 1에 있어서,
원거리 영상과 사용자 사이의 깊이는,
AR 영상과 사용자 사이의 깊이 보다 깊은 것을 특징으로 하는 시뮬레이터 장치.
The method according to claim 1,
The depth between the distant image and the user is
A simulator device, characterized in that it is deeper than the depth between the AR image and the user.
 청구항 1에 있어서,
홀로그래픽 광학 소자를 제작하는 장치는,
광원;
광원에서 출사되는 광을 확대하는 광확대기;
광확대기에서 출사되는 광을 물체광과 참조광으로 분배하는 광분배기;
광분배기에서 분배되어 물체광을 홀로그래픽 기록 물질로 전달하는 제1 렌즈;
광분배기에서 분배된 참조광을 홀로그래픽 기록 물질로 전달하는 제2 렌즈;를 포함하는 것을 특징으로 하는 시뮬레이터 장치.
The method according to claim 1,
An apparatus for manufacturing a holographic optical element,
light source;
a light magnifier that magnifies the light emitted from the light source;
a light splitter for distributing the light emitted from the light expander into object light and reference light;
a first lens distributed in the light splitter to transmit object light to the holographic recording material;
and a second lens that transmits the reference light distributed from the light splitter to the holographic recording material.
 청구항 5에 있어서,
제1 렌즈와 홀로그래픽 기록 물질 사이의 광 이동 거리는,
조절가능한 것을 특징으로 하는 시뮬레이터 장치.
6. The method of claim 5,
The light travel distance between the first lens and the holographic recording material is
A simulator device characterized in that it is adjustable.
 청구항 6에 있어서,
제1 렌즈와 홀로그래픽 기록 물질 사이의 광 이동 거리는,
AR 영상과 사용자 사이의 거리에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 시뮬레이터 장치.
7. The method of claim 6,
The light travel distance between the first lens and the holographic recording material is
A simulator device, characterized in that determined by the distance between the AR image and the user.
 청구항 2에 있어서,
디스플레이는,
모니터 또는 프로젝터를 이용한 스크린인 것을 특징으로 하는 시뮬레이터 장치.
3. The method according to claim 2,
display is,
A simulator device, characterized in that it is a screen using a monitor or a projector.
 청구항 2에 있어서,
원거리 영상은,
비행기 조종시 전방을 통해 보이는 하늘을 모사한 영상이고,
AR 영상은,
비행기 HUD(Head Up Display)로 표시되는 정보가 나타난 영상인 것을 특징으로 하는 시뮬레이터 장치.
3. The method according to claim 2,
long-distance video,
It is a video that simulates the sky seen through the front when flying an airplane,
AR video,
A simulator device, characterized in that it is an image in which information displayed by an airplane HUD (Head Up Display) is displayed.
 디스플레이가, 원거리 영상을 표시하는 단계; 및
프로젝터가, AR 영상을 생성하는 단계; 및
홀로그래픽 광학 소자가, 생성된 AR 영상을 공간에 표출하는 단계;를 포함하는 시뮬레이션 영상 제공 방법.
displaying, by the display, a long-distance image; and
generating, by the projector, an AR image; and
A method for providing a simulation image comprising a; the holographic optical element, displaying the generated AR image in space.
 AR 영상을 생성하는 프로젝터; 및
프로젝터에 의해 생성된 AR 영상을 공간에 표출하는 홀로그래픽 광학 소자;를 포함하고,
홀로그래픽 광학 소자는,
원거리 영상을 표시하는 디스플레이와 사용자 사이의 깊이에 AR 영상을 표출하는 것을 특징으로 하는 시뮬레이터 장치.
a projector that generates an AR image; and
Including; a holographic optical element that displays the AR image generated by the projector in space;
The holographic optical element,
A simulator device, characterized in that the AR image is expressed at a depth between the display displaying the remote image and the user.
 프로젝터가, AR 영상을 생성하는 단계; 및
홀로그래픽 광학 소자가, 생성된 AR 영상을 공간에 표출하는 단계;를 포함하고,
표출 단계는,
원거리 영상을 표시하는 디스플레이와 사용자 사이의 깊이에 AR 영상을 표출하는 것을 특징으로 하는 시뮬레이션 영상 제공 방법.
generating, by the projector, an AR image; and
Including, by the holographic optical element, expressing the generated AR image in space;
The expression stage is
A method for providing a simulation image, characterized in that the AR image is expressed at a depth between a display displaying a remote image and a user.
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