KR101883883B1 - method for glass-free hologram display without flipping images - Google Patents
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Abstract
본발명은 무안경 원통형 홀로그램 디스플레이 장치에 관한 것으로, 3차원 물체로 부터 요소영상을 생성하는 요소영상생성부; 상기 요소영상생성부에서 생성된 요소영상을 디스플레이 패널에 표시하는 디스플레이장치부; 상기 디스플레이장치부 앞에 위치하며 디스플레이장치부에 표시된 요소영상을 3차원 영상으로 변환하는 렌즈광학부; 상기 렌즈광학부로부터 재생되는 플립영상을 보여지지 않도록 차단하는 플립영상차단부; 상기 디스플레이장치부, 렌즈광학부, 플립영상차단부를 포함하는 케이스로 내부로 침투하는 외부 빛을 차단하는 하우징부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고 본발명은 무안경 원통형 홀로그램 디스플레이 방법에 관한 것으로, 3차원 물체로 부터 요소영상생성부에서 요소영상을 생성하는 요소영상생성단계; 상기 요소영상생성부에서 생성된 요소영상을 디스플레이장치부에서 디스플레이 패널에 표시하는 디스플레이 패널 표시단계; 상기 디스플레이장치부 앞에 위치하며 디스플레이장치부에 표시된 요소영상을 렌즈광학부에서 3차원 영상으로 변환하는 변환단계; 상기 렌즈광학부로부터 재생되는 플립영상을 플립영상차단부에서 보여지지 않도록 차단하는 플립영상차단 단계; 를 포함하는 것으로,
본 발명 플립영상을 차단하는 무안경 원통형 홀로그램 디스플레이 방법은 렌티큘러 시트와 같은 렌즈 광학소자로부터 발생하는 플립영상을 차단하여 관측자에게 안정적인 3차원 영상을 제공하고, 외부의 빛을 차단하여 3차원 영상을 보다 깨끗하게 제공하도록 하는 현저한 효과가 있다.The present invention relates to an ophthalmic cylindrical hologram display device, and more particularly, to an ophthalmic cylindrical hologram display device which includes an element image generating unit for generating an element image from a three-dimensional object; A display unit for displaying the element image generated by the element image generating unit on a display panel; A lens optical unit positioned in front of the display unit and converting an element image displayed on the display unit into a three-dimensional image; A flip image blocking unit for blocking a flip image reproduced from the lens optical unit from being displayed; And a housing unit for shielding external light penetrating into the interior of the case including the display unit, the lens optical unit, and the flip image blocking unit.
The present invention relates to a spectacle-free cylindrical hologram display method, comprising: an element image generating step of generating an element image in an element image generating unit from a three-dimensional object; A display panel displaying step of displaying the element image generated by the element image generating unit on a display panel in a display unit; A conversion step of converting an element image displayed in front of the display device unit into a three-dimensional image in the lens optical unit; A flip image blocking step of blocking the flip image reproduced from the lens optical unit from being seen by the flip image blocking unit; And,
The present invention provides a stereoscopic holographic display method for blocking a flip image by blocking a flip image generated from a lens optical element such as a lenticular sheet to provide a stable three-dimensional image to an observer, There is a remarkable effect of providing clean.
Description
본 발명은 플립영상을 차단하는 무안경 원통형 홀로그램 디스플레이 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플립영상이 발생하는 광학필터가 부착된 디스플레이 장치에서 플립영상을 차단하도록 플립영상차단부를 설치하며, 외부의 빛을 차단하도록 하우징케이스를 가지도록 제작된 무안경 원통형 홀로그램 디스플레이 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a spectacle-free cylindrical hologram display method for blocking a flip image, and more particularly, to a flip image blocking device for blocking a flip image in a display device having an optical filter for generating a flip image, Eye cylindrical hologram display method which is manufactured to have a housing case so as to shut off the hologram.
3차원 디스플레이 장치는 크게 안경 없이 시청 가능한 무안경식 시스템과 안경을 착용하여 시청하여야 하는 안경식 시스템으로 분류할 수 있다. 무안경식 시스템은 오토스테레오스코피(autostereoscopy)시스템이라고도 한다. 무안경 방식의 3D 디스플레이 장치는 공간적으로 쉬프트된 다시점 영상으로 구성된 요소영상을 디스플레이하면서 패러랙스 배리어(Parallax Barrier) 기술 또는 렌티큘러(Lenticular) 렌즈를 이용하여 시청자의 좌안 및 우안에 다른 시점의 영상에 해당하는 광이 투사되도록 하여, 사용자가 입체감을 느낄 수 있도록 한다. 이러한 무안경 시스템에서는 일반적으로 관측자의 각도에 따라서 플립영상이 생성되는 문제점 있다. 관측자는 관측영역(viewing region)내에 있을 때에는 올바른 3차원 영상을 관측하지만, 관측영역을 벗어나서 관측하는 경우에는 플립된 3차원 영상을 관측하게 된다. The three-dimensional display device can be roughly divided into a non-eye-tightening system that can be largely watched without glasses, and a spectacular-type system that must be watched with glasses. The non-eye-tightening system is also referred to as an autostereoscopy system. The non-eyeglass 3D display device displays an element image composed of spatially shifted multi-view images while displaying images at different viewpoints on the left and right eyes of the viewer using a Parallax Barrier technique or a lenticular lens The corresponding light is projected so that the user can feel the three-dimensional feeling. In such a non-eyeglass system, a flip image is generally generated according to an angle of an observer. The observer observes the correct three-dimensional image when it is in the viewing region, but observes the flipped three-dimensional image when observing it outside the observation region.
종래기술로서 공개특허공보 공개번호 제10-2012-0059961 호의 광 시야각을 갖는 패턴드 리타더를 사용한 3차원 영상 표시장치에 의하면, 패턴드 리타더를 사용한 3차원 영상 표시장치는, 표시패널; 상기 표시패널의 외측부에 부착된 패턴드 리타더; 그리고 상기 패턴드 리타더 위에 부착된 렌즈층을 포함한다. 본 발명에 의한 패턴드 리타더를 사용한 3차원 영상 표시장치는 패턴드 리타더를 통과하여 좌안 영상과 우안 영상이 서로 다른 편광축으로 구분된 이후에, 확산 렌즈를 통해 확산되어 출사됨으로써 광 시야각을 구현할 수 있다라고 기재되어 있다. According to a conventional three-dimensional image display apparatus using a patterned retarder having a wide viewing angle of Laid-Open Publication No. 10-2012-0059961, a three-dimensional image display apparatus using a patterned retarder includes a display panel; A pattern drifter attached to an outer side of the display panel; And a lens layer attached on the pattern reliader. The three-dimensional image display apparatus using the pattern reliader according to the present invention diffuses the left eye image and the right eye image through different polarizing axes through the patterned retarder and diffuses through the diffusion lens to emit a wide viewing angle .
다른 종래기술로서 등록특허공보 등록번호 제10-0710347호의 3차원 영상 디스플레이 장치 및 방법에 의하면, 2차원 투영상들을 합성하여 3차원 영상으로 재현하는 3차원 영상 디스플레이 장치에 있어서, 상기 3차원 영상을 관찰하는 관찰자 헤드의 이동을 실시간으로 추적하는 헤드 트랙킹(head tracking)부, 상기 헤드 트랙킹부에서 추적된 상기 관찰자 헤드의 위치를 계산하는 헤드 위치 검출부, 상기 헤드 위치 검출부로부터 입력되는 신호에 따라 상기 투영상들이 새로운 관찰자 헤드 위치에 대응하도록 가시 영역을 조절하는 가시 영역 조절부 및 상기 가시 영역 조절부에 의해 이동된 가시 영역에 상기 투영상들을 재생하여 상기 3차원 영상의 왜곡을 보상하는 투영상 재생부를 포함하여 구성됨으로써, 가시 영역 밖에서도 왜곡이 없는 3차원 영상을 관찰할 수 있다라고 기재되어 있다.As another prior art, according to a three-dimensional image display apparatus and method of Patent Registration No. 10-0710347, a three-dimensional image display apparatus for synthesizing two-dimensional projection images and reproducing them as a three-dimensional image, A head position detection unit for calculating a position of the observer head tracked by the head tracking unit, a head position detection unit for tracking the movement of the observer head observed in real time according to a signal input from the head position detection unit, A visible region regulating unit for regulating a visible region so that the images correspond to a new observer head position, and a two-dimensional image reproducing unit for regenerating the two-dimensional images in the visible region moved by the visible region regulating unit to compensate for the distortion of the three- Dimensional image without distortion even in the outside of the visible region It has been described that there.
그러나 상기와 같은 종래의 장치는 플립영상이 발생하는 광학소자에 대해서 광시야각을 생성하도록 제작하거나 관측자의 위치를 추적하는 방법등으로 플립영상 문제를 해결하고자 하였으나 고가의 복잡한 광학소자 설계나 관측자의 위치 추척 모듈과 소프트웨어가 필요한 단점이 있었다.However, in the conventional apparatus, the flip image problem is solved by producing a wide viewing angle for the optical element in which the flip image is generated or by tracking the position of the observer. However, the complicated optical element design and the position of the observer There was a drawback that tracking modules and software were required.
따라서 본 발명 플립영상을 차단하는 무안경 원통형 홀로그램 디스플레이 방법을 통하여, 플립영상이 발생하는 광학필터가 부착된 디스플레이 장치에서 플립영상을 차단하도록 플립영상차단부를 설치하며, 외부의 빛을 차단하도록 하우징케이스를 가지도록 제작된 무안경 원통형 홀로그램 디스플레이 방법을 제공하고자 하는 것이다.Therefore, it is possible to provide a flip image blocking unit for blocking a flip image in a display device having an optical filter in which a flip image is generated, and to provide a flip image blocking unit for blocking external light, Spherical cylindrical hologram display method which is manufactured to have a spherical shape.
상기 목적을 달성하기 위한 본발명은 무안경 원통형 홀로그램 디스플레이 장치에 관한 것으로, 3차원 물체로 부터 요소영상을 생성하는 요소영상생성부; 상기 요소영상생성부에서 생성된 요소영상을 디스플레이 패널에 표시하는 디스플레이장치부; 상기 디스플레이장치부 앞에 위치하며 디스플레이장치부에 표시된 요소영상을 3차원 영상으로 변환하는 렌즈광학부; 상기 렌즈광학부로부터 재생되는 플립영상을 보여지지 않도록 차단하는 플립영상차단부; 상기 디스플레이장치부, 렌즈광학부, 플립영상차단부를 포함하는 케이스로 내부로 침투하는 외부 빛을 차단하는 하우징부로 이루어지는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a spectacle-free cylindrical hologram display device comprising: an element image generating unit for generating an element image from a three-dimensional object; A display unit for displaying the element image generated by the element image generating unit on a display panel; A lens optical unit positioned in front of the display unit and converting an element image displayed on the display unit into a three-dimensional image; A flip image blocking unit for blocking a flip image reproduced from the lens optical unit from being displayed; And a housing unit for shielding external light penetrating into the interior of the case including the display unit, the lens optical unit, and the flip image blocking unit.
그리고 본발명은 무안경 원통형 홀로그램 디스플레이 방법에 관한 것으로, 3차원 물체로 부터 요소영상생성부에서 요소영상을 생성하는 요소영상생성단계; 상기 요소영상생성부에서 생성된 요소영상을 디스플레이장치부에서 디스플레이 패널에 표시하는 디스플레이 패널 표시단계; 상기 디스플레이장치부 앞에 위치하며 디스플레이장치부에 표시된 요소영상을 렌즈광학부에서 3차원 영상으로 변환하는 변환단계; 상기 렌즈광학부로부터 재생되는 플립영상을 플립영상차단부에서 보여지지 않도록 차단하는 플립영상차단 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a spectacle-free cylindrical hologram display method, comprising: an element image generating step of generating an element image in an element image generating unit from a three-dimensional object; A display panel displaying step of displaying the element image generated by the element image generating unit on a display panel in a display unit; A conversion step of converting an element image displayed in front of the display device unit into a three-dimensional image in the lens optical unit; A flip image blocking step of blocking the flip image reproduced from the lens optical unit from being seen by the flip image blocking unit; And a control unit.
본 발명 플립영상을 차단하는 무안경 원통형 홀로그램 디스플레이 방법은 렌티큘러 시트와 같은 렌즈 광학소자로부터 발생하는 플립영상을 차단하여 관측자에게 안정적인 3차원 영상을 제공하고, 외부의 빛을 차단하여 3차원 영상을 보다 깨끗하게 제공하도록 하는 현저한 효과가 있다.The present invention provides a stereoscopic holographic display method for blocking a flip image by blocking a flip image generated from a lens optical element such as a lenticular sheet to provide a stable three-dimensional image to an observer, There is a remarkable effect of providing clean.
도 1은 종래의 디스플레이 패널과 렌티큘러시트를 사용하는 디스플레이 구조의 개념도
도 2는 회전된 렌티큘러시트를 사용하는 개념도
도 3은 회전된 렌티큘러시트에서 3차원 영상을 표시하는 콘텐츠 생성 방법의 원리
도 4는 요소영상 콘텐츠 생성과정
도 5는 기하광학적 요소영상 생성 관계
도 6은 관측자의 관측영상 및 플립영상 생성의 원리
도 7은 본 발명에서 플립영상을 차단하는 무안경 원통형 홀로그램 디스플레이 장치의 개념도
도 8은 본 발명에서 플립영상을 차단하는 무안경 원통형 홀로그램 디스플레이 장치의 구성도
도 9는 플립영상차단부에 의한 플립영상 제거 원리
도 10은 하우징부를 포함하는 전체 시스템의 구성도1 is a conceptual view of a display structure using a conventional display panel and a lenticular sheet.
2 is a conceptual diagram using a rotated lenticular sheet
Fig. 3 shows a principle of a content generation method for displaying a three-dimensional image on a rotated lenticular sheet
FIG. 4 is a flowchart illustrating an elementary-
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the geometric-
6 is a view showing an observation image of the observer and a principle of flip image generation
7 is a conceptual diagram of a spectacle-free cylindrical hologram display device for blocking a flip image in the present invention
8 is a configuration diagram of a spectacle-free cylindrical hologram display device for blocking a flip image in the present invention
9 is a diagram illustrating a flip image removal principle
10 is a schematic view of an entire system including a housing part
본발명은 무안경 원통형 홀로그램 디스플레이 장치에 관한 것으로, 3차원 물체로 부터 요소영상을 생성하는 요소영상생성부; 상기 요소영상생성부에서 생성된 요소영상을 디스플레이 패널에 표시하는 디스플레이장치부; 상기 디스플레이장치부 앞에 위치하며 디스플레이장치부에 표시된 요소영상을 3차원 영상으로 변환하는 렌즈광학부; 상기 렌즈광학부로부터 재생되는 플립영상을 보여지지 않도록 차단하는 플립영상차단부; 상기 디스플레이장치부, 렌즈광학부, 플립영상차단부를 포함하는 케이스로 내부로 침투하는 외부 빛을 차단하는 하우징부로 이루어지는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to an ophthalmic cylindrical hologram display device, and more particularly, to an ophthalmic cylindrical hologram display device which includes an element image generating unit for generating an element image from a three-dimensional object; A display unit for displaying the element image generated by the element image generating unit on a display panel; A lens optical unit positioned in front of the display unit and converting an element image displayed on the display unit into a three-dimensional image; A flip image blocking unit for blocking a flip image reproduced from the lens optical unit from being displayed; And a housing unit for shielding external light penetrating into the interior of the case including the display unit, the lens optical unit, and the flip image blocking unit.
또한, 상기 렌즈광학부는 상기 디스플레이장치부 앞에 위치하며 디스플레이장치부에 표시된 요소영상을 3차원 영상으로 변환하는 광학소자로서 렌티큘러시트이며, 상기 렌티큘러시트(200)는 디스플레이패널(100)의 수직중심선으로부터 일정각도 회전되어 있는 것을 특징으로 한다.The
그리고 본발명은 무안경 원통형 홀로그램 디스플레이 방법에 관한 것으로, 3차원 물체로 부터 요소영상생성부에서 요소영상을 생성하는 요소영상생성단계; 상기 요소영상생성부에서 생성된 요소영상을 디스플레이장치부에서 디스플레이 패널에 표시하는 디스플레이 패널 표시단계; 상기 디스플레이장치부 앞에 위치하며 디스플레이장치부에 표시된 요소영상을 렌즈광학부에서 3차원 영상으로 변환하는 변환단계; 상기 렌즈광학부로부터 재생되는 플립영상을 플립영상차단부에서 보여지지 않도록 차단하는 플립영상차단 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a spectacle-free cylindrical hologram display method, comprising: an element image generating step of generating an element image in an element image generating unit from a three-dimensional object; A display panel displaying step of displaying the element image generated by the element image generating unit on a display panel in a display unit; A conversion step of converting an element image displayed in front of the display device unit into a three-dimensional image in the lens optical unit; A flip image blocking step of blocking the flip image reproduced from the lens optical unit from being seen by the flip image blocking unit; And a control unit.
또한, 상기 요소영상생성단계는 어느 한 픽셀을 선택하는 픽셀선택단계; 선택된 픽셀에 해당되는 렌티큘러렌즈(210)의 위치를 결정하는 렌즈위치결정단계; 선택된 픽셀과 최단거리가 되는 연산된 렌티큘러렌즈의 중심선의 점 P 좌표를 연산하는 최단위치연산단계; 선택된 픽셀과 점 P 좌표를 이용하여 3차원물체(300)의 대응점 정보를 획득하는 세기정보획득단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The element image generating step may include: a pixel selecting step of selecting a pixel; A lens positioning step of determining a position of the
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체 에 걸쳐 동일 또는 유사한 부호를 사용한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. In the following detailed description of the preferred embodiments of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The same or similar reference numerals are used throughout the drawings for portions having similar functions and functions.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 따른 플립영상을 차단하는 무안경 원통형 홀로그램 디스플레이 방법에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a spectacle-free cylindrical hologram display method for blocking a flip image according to the most preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 무안경 원통형 홀로그램 디스플레이 장치에 사용되는 디스플레이 방식의 원리는 도 1에서 보여지는 것과 같이 기본적인 무안경 디스플레이 방식인 디스플레이 패널과 회전된 렌티큘러시트를 사용할 수 있다. The principle of the display method used in the spectacle-free cylindrical hologram display device of the present invention is that a display panel, which is a basic spectaclesless display method, and a rotated lenticular sheet, as shown in FIG. 1, can be used.
도 1은 디스플레이패널(100)과 회전된 렌티큘러시트(200) 사이의 관계를 보여준다. 이때 회전되는 각도는 관측자의 관측범위를 좌우영역으로 가정할 경우 -45도에서 45도 이내로하는 것이 바람직하다. 도 2에서는 수직렌티큘러시트(200)를 디스플레이패널(100) 크기에 해당하게 임의의 각도 방향으로 회전한 경우를 나타낸다. 1 shows the relationship between the
도 3은 3차원 영상을 디스플레이 하기 위해서 필요로 하는 요소영상 콘텐츠를 생성하기 위해서 어느 하나의 픽셀과 이 픽셀을 포함하는 렌티큘러렌즈(210)의 중심선을 이용하여 최단거리에 있는 점 P를 찾는 개념도이다. 도 3에서와 같이 상기 렌티큘러시트(200)는 디스플레이패널(100)의 수직중심선으로부터 일정각도 회전되어 있다.3 is a conceptual diagram for searching for a point P at a shortest distance using one pixel and a center line of a
상기 디스플레이패널(100)의 (x,y)번째 픽셀은 k번째 렌티큘러렌즈(210)에 포함된다. 본 발명에서는 요소영상콘텐츠(400) 생성을 위해서 렌티큘러렌즈(210)의 중심선까지의 최단거리를 이용한다. The (x, y) th pixel of the
상기 렌티큘러시트(200)의 회전각도는 -45∼45°이다.The rotation angle of the
도 4는 요소영상콘텐츠생성부(30)에서 요소영상콘텐츠(400)를 생성하는 계산 과정을 나타낸다. 상기 본 발명은 어느 한 픽셀을 선택하는 픽셀선택단계; 선택된 픽셀에 해당되는 렌티큘러렌즈(210)의 위치를 결정하는 렌즈위치결정단계; 선택된 픽셀과 최단거리가 되는 연산된 렌티큘러렌즈의 중심선의 점 P 좌표를 연산하는 최단위치연산단계; 선택된 픽셀과 점 P 좌표를 이용하여 3차원물체(300)의 대응점 정보를 획득하는 세기정보획득단계; 로 이루어진다.FIG. 4 shows a calculation process of generating the
상기 렌즈위치결정단계에서는 (x,y) 픽셀을 포함하는 렌티큘러렌즈(210)를 찾는 과정이다. 픽셀값에 따른 해당하는 렌티큘러렌즈(210) 순번 k는 다음 식 (1)로 계산한다.In the lens positioning step, a
식 (1)
여기서
k번째 렌티큘러렌즈(210)가 결정이 되면 해당픽셀과 렌티큘러렌즈(210) 중심선의 최단거리가 되는 점 P를 찾는 최단위치연산단계를 수행한다. 렌티큘러렌즈(210)를 사용하는 경우 렌티큘러렌즈(210)의 중심선과 디스플레이패널(100)의 (x,y) 픽셀이 수직으로 하여 만나는 점 P까지의 거리를 최단거리로 하며, 최단거리는 d가 된다. (x,y)번째 픽셀의 세기값은 점 P를 통하여 3차원물체(300)에 대응하는 세기값이 된다. 따라서 점 P의 위치를 찾는 것이 중요하다. 점 P의 위치를 계산하는 과정은 다음과 같다. 먼저 (x,y) 픽셀에서 k번째 렌티큘러렌즈(210)의 중심선이 지나는 x축의 좌표와의 거리 b를 구하면 다음 식 (2)와 같다.When the k-th
식 (2)
여기서 D는 렌티큘러렌즈(210)의 직경이다. 다음과정은 이 거리 b 값을 이용하여 최단거리에 위치한 중심선에 있는 점 P를 계산한다. 점 P의 좌표 (x', y')은 다음 식 (3)과 (4)로 계산한다. Where D is the diameter of the
식 (3)
식 (4)
다음 과정인 세기정보획득단계에서는 (x,y) 픽셀의 중심좌표와 점 P(x', y') 좌표를 이용하여 3차원물체(300)의 대응점의 세기정보를 픽업한다. 이 과정은 도 5에 나타내었다. 렌티큘러렌즈(210) 중심점 P(x', y')을 통하여 대응하는 3차원물체(300)의 거리를 z라고 한다면, 3차원물체(300)의 대응점 (X,Y)는 다음 식 (5)와 (6)으로 계산되어진다.In the next step, the intensity information acquiring step, intensity information of the corresponding point of the three-
식 (5)
식 (6)
그리고 모든 픽셀에 대해 픽셀선택단계부터 세기정보획득단계까지 반복하며, 모든 픽셀에 대해 정보획득단계에서 정보를 획득하면 세기정보획득단계 이후 최종 요소영상콘텐츠(400)를 획득하는 것이다.Then, all pixels are repeated from the pixel selection step to the intensity information acquisition step. When the information is acquired in the information acquisition step for all the pixels, the final
도 6은 관측자의 관측영상 및 플립영상 생성의 원리이다. 즉, 디스플레이 패널과 렌티큘러시트를 통하여 관측영역 (viewing region) 내에서 관측되는 영상은 올바른 영상으로 재생되지만, 관측영역을 벗어나서 관측되는 영상은 이웃하는 렌티큘러시트를 통하여 관측되기 때문에 원치않은 플립영상이 관측되게 된다. 이러한 플립영상은 관측자에게 잘못된 영상을 제공하여 어지러움과 같은 휴먼팩터문제를 야기한다.6 shows the principle of observation image and flip image generation by an observer. That is, an image observed in a viewing region through a display panel and a lenticular sheet is reproduced as a correct image, but an image observed outside a viewing region is observed through a neighboring lenticular sheet, . These flip images provide false images to observers and cause human factor problems such as dizziness.
도 7은 본 발명에서 플립영상을 차단하는 무안경 원통형 홀로그램 디스플레이 장치의 개념도이다. 디스플레이 장치는 원통형 구조를 가지며, 3차원 홀로그램이 표시되는 표시창을 통하여 관측자가 홀로그램을 관측한다.7 is a conceptual diagram of a spectacle-free cylindrical hologram display device for blocking a flip image in the present invention. The display device has a cylindrical structure, and an observer views the hologram through a display window on which a three-dimensional hologram is displayed.
도 8은 본 발명에서 플립영상을 차단하는 무안경 원통형 홀로그램 디스플레이 장치의 구성도이다. 이 구성도에서 3차원 물체로 부터 요소영상을 생성하는 요소영상생성부, 상기 요소영상생성부에서 생성된 요소영상을 디스플레이 패널에 표시하는 디스플레이장치부, 상기 디스플레이장치부 앞에 위치하며 디스플레이장치부에 표시된 요소영상을 3차원 영상으로 변환하는 렌즈광학부, 상기 렌즈광학부로부터 재생되는 플립영상을 보여지지 않도록 차단하는 플립영상차단부, 상기 디스플레이장치부, 렌즈광학부, 플립영상차단부를 포함하는 케이스로 내부로 침투하는 외부 빛을 차단하는 하우징부로 구성되어 있다. 8 is a configuration diagram of a spectacle-free cylindrical hologram display device for blocking a flip image in the present invention. In this configuration diagram, an element image generating unit for generating an element image from a three-dimensional object, a display unit for displaying the element image generated by the element image generating unit on a display panel, A flip image blocking unit for blocking a flip image reproduced from the lens optical unit from being displayed, a display unit unit, a lens optical unit, and a flip image blocking unit And a housing portion that shields external light penetrating into the interior of the housing.
상기 디스플레이장치부와 렌즈광학부를 통하여 3차원 영상을 표시하기 위해서는 요소영상을 생성하여야 한다. 렌즈광학부에서 사용되는 광학소자에 따라서 생성방법이 달라질 수 있다. In order to display a three-dimensional image through the display unit and the lens optical unit, an element image must be generated. The generation method may be changed depending on the optical element used in the lens optic portion.
실 예로 렌즈광학부에 사용하는 광학소자를 회전된 렌티큘러시트라고 가정하면 도 4의 과정으로 요소영상을 생성할 수 있다.Assuming that the optical element used in the lens optical unit is a rotated lenticular sheet, an elemental image can be generated by the process of FIG.
도 8에서 요소영상생성부는 디스플레이하고자 하는 3차원 물체에 대해서 디지털 카메라와 같은 이미지센서를 이용하여 직접 기록하거나 가상의 카메라를 이용하여 컴퓨터 환경에서 요소영상을 생성하는 기능을 수행한다. In FIG. 8, the elementary image generating unit performs a function of directly recording the three-dimensional object to be displayed using an image sensor such as a digital camera or generating an elementary image in a computer environment using a virtual camera.
그리고 디스플레이장치부는 상기 요소영상생성부에서 생성된 요소영상을 디스플레이 패널에 표시하는 기능을 수행한다. The display device unit displays the element image generated by the element image generator on the display panel.
렌즈광학부는 상기 디스플레이장치부 앞에 위치하며 디스플레이장치부에 표시된 요소영상을 3차원 영상으로 변환하는 기능을 수행한다. 이러한 3차원 영상 변환 기능을 수행하는 광학소자로는 대표적인적으로 렌티큘러시트이다. 렌티큘러시트를 사용할 경우에 디스플레이장치부와 렌즈광학부 사이의 관계는 다음과 같은 관계식을 가진다.The lens optical unit is positioned in front of the display unit and performs a function of converting the element image displayed on the display unit into a three-dimensional image. An optical element that performs such a three-dimensional image conversion function is typically a lenticular sheet. When the lenticular sheet is used, the relationship between the display device portion and the lens optical portion has the following relational expression.
상기 디스플레이장치부의 디스플레이 패널의 크기를 D이고, 렌즈광학부의 렌티큘러시트의 초점거리를 f라고 하면, 관측자가 올바른 3차원 영상이 표시되는 시야각은 다음과 같다.If the size of the display panel of the display unit is D and the focal length of the lenticular sheet of the lens optic is f, then a viewing angle at which a viewer views a correct three-dimensional image is as follows.
식 (7)
따라서 도 6에 표시된 시야각 범위에서 관측자가 3차원 영상을 관측하면 올바른 3차원 영상을 관측할 수 있지만, 식 (7)의 시야각을 벗어나서 3차원 영상을 관측하게되면 왜곡된 영상인 플립영상이 관측되게 된다. 이러한 플립영상은 관측자에게 왜곡된 영상을 제공하여 어지러움증을 유발하는 원인이 된다.Therefore, if an observer views a three-dimensional image in the viewing angle range shown in FIG. 6, a correct three-dimensional image can be observed. However, if a three-dimensional image is observed outside the viewing angle of Equation (7) do. These flip images provide distorted images to observers and cause dizziness.
따라서 이러한 원하지 않는 플립영상을 차단하기 위해서 본 발명에서는 플립영상차단부를 사용한다. 플립영상차단부는 상기 렌즈광학부로부터 재생되는 플립영상을 보여지지 않도록 차단하는 기능을 수행한다. Therefore, in order to block such unwanted flip images, the present invention uses a flip image blocking unit. The flip image blocking unit blocks the flip image reproduced from the lens optical unit from being displayed.
도 9는 렌티큘러시트가 부착된 디스플레이 패널 앞에 플립영상차단부가 설치된 구조도를 보여준다. 플립영상차단부는 하우징의 전방 개구부 주위에 벽으로 형성되어 관측자가 관측시야각을 벗어나면 플립영상이 원천적으로 차단되도록 설계된다.9 shows a structure in which a flip image blocking unit is installed in front of a display panel having a lenticular sheet. The flip image blocking portion is formed as a wall around the front opening portion of the housing so that the flip image is originally blocked when the observer deviates from the viewing angle of view.
도 10은 본 발명의 무안경 홀로그램 디스플레이 장치의 전체 구성도이다. 하우징부는 상기 디스플레이장치부, 렌즈광학부, 플립영상차단부를 포함하는 하우징으로 내부로 침투하는 외부 빛을 차단하는 기능을 수행한다. 10 is an overall configuration diagram of the spectacle-free hologram display device of the present invention. The housing unit functions to block external light penetrating into the housing including the display unit, the lens optical unit, and the flip image blocking unit.
따라서 본 발명 플립영상을 차단하는 무안경 원통형 홀로그램 디스플레이 방법은 렌티큘러 시트와 같은 렌즈 광학소자로부터 발생하는 플립영상을 차단하여 관측자에게 안정적인 3차원 영상을 제공하고, 외부의 빛을 차단하여 3차원 영상을 보다 깨끗하게 제공하도록 하는 현저한 효과가 있다.Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a stable three-dimensional image to an observer by blocking a flip image generated from a lens optical element such as a lenticular sheet, There is a remarkable effect of providing more clean.
이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다. The present invention may be embodied in many other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics and scope of the invention.
30 : 요소영상콘텐츠생성부
100 : 디스플레이패널
200 : 렌티큘러시트
210 : 렌티큘러렌즈
300 : 3차원물체
400 : 요소영상콘텐츠30: elementary image content generation unit
100: Display panel
200: Lenticular sheet
210: Lenticular lens
300: 3D object
400: element image content
Claims (4)
상기 요소영상생성단계는 어느 한 픽셀을 선택하는 픽셀선택단계; 선택된 픽셀에 해당되는 렌티큘러렌즈(210)의 위치를 결정하는 렌즈위치결정단계; 선택된 픽셀과 최단거리가 되는 연산된 렌티큘러렌즈의 중심선의 점 P 좌표를 연산하는 최단위치연산단계; 선택된 픽셀과 점 P 좌표를 이용하여 3차원물체(300)의 대응점 정보를 획득하는 세기정보획득단계; 로 이루어지는 것이며,
렌티큘러시트(200)는 디스플레이패널(100)의 수직중심선으로부터 일정각도 회전된 것으로, 상기 디스플레이패널(100)의 (x,y)번째 픽셀은 k번째 렌티큘러렌즈(210)에 포함되며, 상기 렌티큘러시트(200)의 회전각도(θ)는 -45∼45°인 것이며,
상기 렌즈위치결정단계에서는 (x,y) 픽셀을 포함하는 렌티큘러렌즈(210)를 찾는 것으로, 픽셀값에 따른 해당하는 렌티큘러렌즈(210) 순번 k는 다음 식 (1)로 계산하는 것이며,
식 (1)
k번째 렌티큘러렌즈(210)가 결정이 되면 해당픽셀과 렌티큘러렌즈(210) 중심선의 최단거리가 되는 점 P를 찾는 최단위치연산단계를 수행하고, 상기 렌티큘러렌즈(210)를 사용하는 경우 렌티큘러렌즈(210)의 중심선과 디스플레이패널(100)의 (x,y) 픽셀이 수직으로 하여 만나는 점 P까지의 거리를 최단거리로 하며, 최단거리는 d가 되며, (x,y)번째 픽셀의 세기값은 점 P를 통하여 3차원물체(300)에 대응하는 세기값이 되는 것이며, 상기 점 P의 위치를 계산하는 과정은 먼저 (x,y) 픽셀에서 k번째 렌티큘러렌즈(210)의 중심선이 지나는 x축의 좌표와의 거리 b를 구하면 다음 식 (2)와 같은 것으로,
식 (2)
D는 렌티큘러렌즈(210)의 직경이며, 다음 과정은 이 거리 b 값을 이용하여 최단거리에 위치한 중심선에 있는 점 P를 계산하는 것으로, 점 P의 좌표 (x', y')은 다음 식 (3)과 (4)로 계산하는 것이며,
식 (3)
식 (4)
다음 과정인 세기정보획득단계에서는 (x,y) 픽셀의 중심좌표와 점 P(x', y') 좌표를 이용하여 3차원물체(300)의 대응점의 세기정보를 픽업하는 것이며, 상기 렌티큘러렌즈(210) 중심점 P(x', y')을 통하여 대응하는 3차원물체(300)의 거리를 z라고 한다면, 3차원물체(300)의 대응점 (X,Y)는 다음 식 (5)와 (6)으로 계산되는 것이며,
식 (5)
식 (6)
모든 픽셀에 대해 픽셀선택단계부터 세기정보획득단계까지 반복하며, 모든 픽셀에 대해 정보획득단계에서 정보를 획득하면 세기정보획득단계 이후 최종 요소영상콘텐츠(400)를 획득하는 것을 특징으로 하는 플립영상을 차단하는 무안경 원통형 홀로그램 디스플레이 방법.
An element image generating step of generating an element image in the element image generating unit from the three-dimensional object 300; A display panel displaying step of displaying the element image generated by the element image generating unit on a display panel in a display device; A conversion step of converting an element image displayed in front of the display device unit into a three-dimensional image in the lens optical unit; A flip image blocking step of blocking the flip image reproduced from the lens optical unit from being seen by the flip image blocking unit; Eyeglass cylindrical hologram display method for blocking a flip image,
Wherein the element image generating step comprises: a pixel selecting step of selecting a pixel; A lens positioning step of determining a position of the lenticular lens 210 corresponding to the selected pixel; A shortest position calculating step of calculating a point P coordinate of a center line of the calculated lenticular lens having the shortest distance from the selected pixel; An intensity information acquiring step of acquiring corresponding point information of the three-dimensional object 300 using the selected pixel and the point P coordinates; Lt; / RTI >
The lenticular sheet 200 is rotated at a predetermined angle from the vertical center line of the display panel 100. The (x, y) th pixel of the display panel 100 is included in the kth lenticular lens 210, The rotation angle [theta] of the rotation shaft 200 is -45 to 45 [deg.],
In the lens positioning step, the lenticular lens 210 including the (x, y) pixel is found. The order number k of the corresponding lenticular lens 210 according to the pixel value is calculated by the following equation (1)
Equation (1)
When the k-th lenticular lens 210 is determined, a shortest position calculating step of finding a point P that is the shortest distance between the pixel and the center line of the lenticular lens 210 is performed. When the lenticular lens 210 is used, 210 and the point P where the (x, y) pixels of the display panel 100 meet vertically is the shortest distance, the shortest distance is d, and the intensity value of the (x, y) The process of calculating the position of the point P is performed by first calculating the position of the x-axis passing through the center line of the k-th lenticular lens 210 in the (x, y) If the distance b to the coordinates is obtained, the following equation (2)
Equation (2)
D is the diameter of the lenticular lens 210, and the next step is to calculate the point P at the center line located at the shortest distance using the distance b, and the coordinates (x ', y' 3) and (4), respectively,
Equation (3)
Equation (4)
In the next step of acquiring intensity information, intensity information of the corresponding point of the three-dimensional object 300 is picked up using the coordinates of the center (x, y) and the coordinates of the point P (x ', y'), (X, Y) of the three-dimensional object 300 is represented by the following equations (5) and (5), where z is the distance of the corresponding three-dimensional object 300 through the center point P 6)
Equation (5)
Equation (6)
And the final element image contents (400) are acquired after the intensity information acquisition step, when information is obtained in the information acquisition step for all the pixels, from the pixel selection step to the intensity information acquisition step for all the pixels. / RTI > The method of claim 1,
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