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KR102204074B1 - 3D spatial image display system - Google Patents

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KR102204074B1 KR1020190044306A KR20190044306A KR102204074B1 KR 102204074 B1 KR102204074 B1 KR 102204074B1 KR 1020190044306 A KR1020190044306 A KR 1020190044306A KR 20190044306 A KR20190044306 A KR 20190044306A KR 102204074 B1 KR102204074 B1 KR 102204074B1
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Abstract

본발명은 3차원공간영상 디스플레이 시스템에 관한 것으로, 3차원물체(100)와, 상기 3차원물체(100)의 우측에 설치되는 렌즈어레이(200)와, 상기 렌즈어레이(200) 우측에 설치되는 카메라(300)와, 상기 카메라(300)가 촬영한 이미지가 요소영상(400)이 되어 전송되는 프로젝터(500)로 이루어지는 집적영상픽업시스템과;3차원물체(100)와, 상기 3차원물체(100)의 우측에 설치되는 렌즈어레이(200)와, 상기 렌즈어레이(200) 우측에 설치되는 카메라(300)와, 상기 카메라(300)가 촬영한 이미지가 요소영상(400)이 되어 전송되는 프로젝터(500)로 이루어지는 디스플레이시스템으로 구성되어, 3차원콘텐츠를 공간에 용이하게 표현할 수 있으며, 관찰자는 시야영역에서 공간상에 표현된 3차원물체를 볼 수 있는 현저한 효과가 있다.The present invention relates to a 3D spatial image display system, a 3D object 100, a lens array 200 installed on the right side of the 3D object 100, and a lens array 200 installed on the right side of the lens array 200 An integrated image pickup system comprising a camera 300 and a projector 500 in which the image captured by the camera 300 becomes an element image 400 and is transmitted; a three-dimensional object 100 and the three-dimensional object ( A projector in which the lens array 200 installed on the right side of 100), the camera 300 installed on the right side of the lens array 200, and the image captured by the camera 300 become an element image 400 and are transmitted Consisting of a display system consisting of 500, it is possible to easily express 3D contents in space, and there is a remarkable effect that the observer can see the 3D objects expressed in space in the field of view.

Description

3차원공간영상 디스플레이 시스템{3D spatial image display system}3D spatial image display system

본발명은 3차원공간영상 디스플레이 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 집적영상픽업시스템과, 디스플레이시스템으로 이루어져서 3차원콘텐츠를 공간에 용이하게 표현할 수 있으며, 관찰자는 시야영역에서 공간상에 표현된 3차원물체를 볼 수 있는 3차원공간영상 디스플레이 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a three-dimensional spatial image display system, and more particularly, consists of an integrated image pickup system and a display system, so that three-dimensional content can be easily expressed in space, and the observer It relates to a three-dimensional spatial image display system for viewing dimensional objects.

일반적으로 3차원공간영상 디스플레이 시스템이 개발되어 왔고, 일례로서 등록특허공보 등록번호 10-1615828호에는 영상획득단계(100)에서 요소영상들을 획득시, 영상획득장치(130)에서는 각각의 요소영상들의 영역을 n배만큼 확장시켜서 획득하고, 디스플레이장치(230)와 렌즈어레이(220)를 통해 공간상에 3차원 영상으로 디스플레이될 때, 디스플레이장치(230)에서 확장되어 획득된 요소영상들을 표시함으로써 3차원 영상에 대한 시야각이 n배로 확장되어 디스플레이되는 것으로, 상기 디스플레이장치(230)에 표시되는 각각의 요소영상들의 크기는 n배만큼 증가되기 때문에 요소영상들이 서로 중첩되지 않도록 시간순차적으로 일련의 요소영상배열들을 표시하되, 각 요소영상들의 크기는 np(p는 기존 요소영상의 크기)이며, 요소영상들이 통과하는 마스크 패널(240)의 투과영역(241)은 np간격으로 형성시키는 것이 특징인 마스크 패널을 이용한 집적영상 디스플레이 시스템에서의 시야각 증가방법이 공개되어 있다,In general, a three-dimensional spatial image display system has been developed, and as an example, when the element images are acquired in the image acquisition step 100 in Registration No. 10-1615828, the image acquisition device 130 When the area is obtained by expanding the area by n times and displayed as a 3D image in space through the display device 230 and the lens array 220, the element images are expanded and acquired by the display device 230 to be displayed. The viewing angle of the dimensional image is displayed by expanding n times, and since the size of each of the element images displayed on the display device 230 is increased by n times, a series of element images in time sequence so that the element images do not overlap each other. A mask panel characterized by displaying arrays, wherein the size of each element image is np (p is the size of the existing element image), and the transmission area 241 of the mask panel 240 through which the element images pass is formed at np intervals A method of increasing the viewing angle in an integrated image display system using

등록특허공보 등록번호 10-0950628호에는 픽업부에서 촬영한 3차원 기초영상을 재생하기 위한 디스플레이부를 갖는 집적 영상 시스템에 있어서, 상기 디스플레이부는 제2 디스플레이 소자와 프로젝션 렌즈로 구성된 투사형 디스플레이 장치와, 제1 디스플레이 소자와 렌즈 어레이로 구성된 평판형 디스플레이 장치를 직각 또는 둔각을 갖도록 설치되며, 상기 제1 디스플레이 소자와 제2 디스플레이 소자는, 상기 픽업부에서 촬영한 3차원 기초 영상을 3차원으로 재생하기 위해 상호 직각 또는 둔각으로 배치되며, 상기 렌즈 어레이는 상기 제1 디스플레이 소자 전면에 설치되며 상기 제1 디스플레이 소자에 대한 실상을 표시하고, 상기 제2 디스플레이 소자의 허상을 표시하기 위해 볼록 거울을 사용하며, 상기 프로젝션 렌즈는, 상기 제2 디스플레이 소자 전면에 설치되는 것을 특징으로 하는 허상과 실상 결합형 집적 영상 시스템이 공개되어 있다.Registered Patent Publication No. 10-0950628 describes an integrated imaging system having a display unit for reproducing a 3D basic image captured by a pickup unit, wherein the display unit includes a projection type display device including a second display element and a projection lens, 1 A flat panel display device composed of a display element and a lens array is installed to have a right angle or an obtuse angle, and the first display element and the second display element are configured to reproduce a three-dimensional basic image captured by the pickup unit in three dimensions. Arranged at right angles or obtuse angles, the lens array is installed in front of the first display element and displays a real image of the first display element, and uses a convex mirror to display a virtual image of the second display element, The projection lens is a virtual image and real image combined integrated imaging system, characterized in that installed on the front of the second display device is disclosed.

그러나 종래기술들인 기존의 패널 기반 집적 영상 시스템은 3차원 공간 영상 표현이 가능하지만, 영상간 섞이는 플립 영역이 존재한다.However, the conventional panel-based integrated imaging system, which is the prior art, can represent a 3D spatial image, but there is a flip area where images are mixed.

기존의 미러 어레이 기반 프로젝션 집적 영상 시스템은 플립 영역은 제거되었지만, 공간 영상을 표현할 수 없다. 그리고 기존의 공간 영상 표현 디스플레이들은 2차원 영상만을 표현할 수 있는 단점이 있었다.In the conventional mirror array-based projection integrated image system, the flip area is removed, but the spatial image cannot be expressed. In addition, the existing spatial image expression displays have a disadvantage in that they can only express 2D images.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 3차원콘텐츠를 공간에 용이하게 표현할 수 있으며, 관찰자는 시야영역에서 공간상에 표현된 3차원물체를 볼 수 있는 3차원공간영상 디스플레이 시스템을 제공하고자 하는 것이다.Accordingly, the present invention was devised to solve the above problems, and a three-dimensional spatial image display system in which three-dimensional content can be easily expressed in space, and an observer can see three-dimensional objects expressed in space in the field of view. Is to provide.

본발명은 3차원공간영상 디스플레이 시스템에 관한 것으로, 집적영상픽업시스템과, 디스플레이시스템으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a three-dimensional spatial image display system, characterized by comprising an integrated image pickup system and a display system.

따라서 본발명은 3차원콘텐츠를 공간에 용이하게 표현할 수 있으며, 관찰자는 시야영역에서 공간상에 표현된 3차원물체를 볼 수 있는 현저한 효과가 있다.Therefore, the present invention can easily express 3D contents in space, and the observer has a remarkable effect of being able to see a 3D object expressed in space in the field of view.

도 1은 본발명의 3차원공간영상 디스플레이 시스템 배치도1 is a layout diagram of a 3D spatial image display system of the present invention

본발명은 3차원공간영상 디스플레이 시스템에 관한 것으로, 집적영상픽업시스템과, 디스플레이시스템으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a three-dimensional spatial image display system, characterized by comprising an integrated image pickup system and a display system.

또한, 상기 집적영상픽업시스템은 3차원물체(100)와, 상기 3차원물체(100)의 우측에 설치되는 렌즈어레이(200)와, 상기 렌즈어레이(200) 우측에 설치되는 카메라(300)와, 상기 카메라(300)가 촬영한 이미지가 요소영상(400)이 되어 전송되는 프로젝터(500)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the integrated image pickup system includes a 3D object 100, a lens array 200 installed on the right side of the 3D object 100, a camera 300 installed on the right side of the lens array 200, and , The image captured by the camera 300 is characterized by consisting of a projector 500 that is transmitted as an element image 400.

또한, 상기 디스플레이시스템은 프로젝터의 우측에 미러어레이(600), 하프미러(800), 재귀반사모듈(700)이 함께 설치되되, 재귀반사모듈의 전면하면에서 하부로 경사지게 하프미러가 설치되며, 상기 하프미러 하면에 미러어레이가 설치되어, 프로젝터로(500)로 전송된 요소영상(400)이 미러어레이(600)로 프로젝션되며, 미러어레이의 하나의 요소미러에서 반사된 광선들은 하프미러(800)를 지나 재귀반사모듈(700)로 전달되고, 상기 재귀반사모듈(700)을 만난 광선은 동일한 광경로로 재반사 되며 재반사된 광선들은 하프미러(800)에서 재반사되어 공간상에 영상을 집적하고 공간상에 집적된 영상은 3차원복원영상을 만들어 내며, 관찰자는 공간에 표현되는 3차원 복원영상을 볼 수 있는 것을 특징으로 한다.In addition, in the display system, a mirror array 600, a half mirror 800, and a retroreflective module 700 are installed together on the right side of the projector, and a half mirror is installed inclined downward from the front surface of the retroreflective module. A mirror array is installed on the lower surface of the half mirror, and the element image 400 transmitted to the projector 500 is projected onto the mirror array 600, and the rays reflected from one element mirror of the mirror array are the half mirror 800. After passing through, the light rays that meet the retroreflection module 700 are re-reflected in the same optical path, and the reflected rays are re-reflected by the half mirror 800 to collect the image in space. And, the image integrated in the space creates a 3D reconstructed image, and the observer can view the 3D reconstructed image expressed in the space.

본발명을 첨부도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본발명의 3차원공간영상 디스플레이 시스템 배치도이다. The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings as follows. 1 is a layout diagram of a 3D spatial image display system of the present invention.

본발명은 3차원콘텐츠를 공간에 표현할 수 있으며, 관찰자는 시야영역에서 공간상에 표현된 3차원물체를 볼 수 있다.In the present invention, three-dimensional content can be expressed in space, and an observer can see three-dimensional objects expressed in space in the field of view.

본시스템은 3단계를갖는다. The system has three stages.

1. 집적영상픽업시스템을 이용하여 3차원물체에 대한 요소영상을 생성한다. 집적영상시스템은 3차원물체(100), 렌즈어레이(200) 그리고 카메라(300)로 구성 되어 있다. 3차원물체(100)는 렌즈어레이 왼쪽에 위치한다. 3차원물체(100)에서 나온 광선이 렌즈어레이(200)를 통과후 맺힌 이미지를 카메라(300)가 촬영한다. 촬영된 이미지가 요소영상(400)이 된다. 생성된 요소영상은 프로젝터(500)로 전송된다.1. Using an integrated image pickup system, an elemental image for a 3D object is created. The integrated imaging system consists of a 3D object 100, a lens array 200, and a camera 300. The 3D object 100 is located on the left side of the lens array. The camera 300 photographs an image formed after the light rays emitted from the 3D object 100 pass through the lens array 200. The photographed image becomes the element image 400. The generated elemental image is transmitted to the projector 500.

2.본발명의 디스플레이 시스템은 프로젝터(500), 미러어레이(600), 재귀반사모듈(700), 하프미러(800)로 구성되어 있다. 시스템구조는 다음과 같다. 먼저 미러어레이(600)는 밑에 위치해 있다. 그위로 하프미러(800)가 45도로 기울여져 있다. 하프미러 위에는 재귀반사모듈(700)이 위치해 있다. 2. The display system of the present invention is composed of a projector 500, a mirror array 600, a retroreflective module 700, and a half mirror 800. The system structure is as follows. First, the mirror array 600 is located below. Above it, the half mirror 800 is inclined at 45 degrees. A retroreflective module 700 is positioned on the half mirror.

3. 3차원공간영상은 다음 순서로 재생된다. 프로젝터로(500)로 전송된 요소영상(400)이 미러어레이(600)로 프로젝션된다. 미러어레이의 하나의 요소미러에서 반사된 광선들은 하프미러(800)를 지나 재귀반사모듈(700)로 전달된다. 재귀반사모듈(700)을 만난 광선은 동일한 광경로로 재반사 된다. 재반사된 광선들은 하프미러(800)에서 재반사되어 공간상에 영상을 집적한다. 3. The 3D spatial image is played in the following order. The element image 400 transmitted to the projector 500 is projected onto the mirror array 600. Light rays reflected from one element mirror of the mirror array pass through the half mirror 800 and are transmitted to the retroreflection module 700. The light rays that meet the retroreflection module 700 are reflected back in the same optical path. The re-reflected rays are re-reflected by the half mirror 800 to integrate an image in space.

4. 공간상에 집적된 영상은 3차원복원영상(900)을 만들어 내며, 관찰자(1000)는 공간에 표현되는 3차원복원영상을 볼 수 있다.4. The image integrated in the space creates a 3D reconstructed image 900, and the observer 1000 can see the 3D reconstructed image expressed in the space.

따라서 본발명은 3차원공간 영상 디스플레이가 가능하며, 디지털사이니지, AI 스피커등다양한 산업분야에서 사용가능하다.Therefore, the present invention can display 3D spatial images and can be used in various industrial fields such as digital signage and AI speakers.

100 : 3차원물체 200 : 렌즈어레이
300 : 카메라 400 : 요소영상
500 : 프로젝터
600 : 미러어레이 700 : 재귀반사모듈
800 : 하프미러100: three-dimensional object 200: lens array
300: camera 400: element video
500: projector
600: mirror array 700: retroreflective module
800: half mirror

Claims (3)

집적영상픽업시스템과, 디스플레이시스템으로 이루어지는 3차원공간영상 디스플레이 시스템에 있어서,
상기 집적영상픽업시스템을 이용하여 3차원물체에 대한 요소영상을 생성하는 것으로, 상기 집적영상픽업시스템은 3차원물체(100), 렌즈어레이(200) 그리고 카메라(300)로 구성 되어, 3차원물체(100)는 렌즈어레이 왼쪽에 위치하며, 3차원물체(100)에서 나온 광선이 렌즈어레이(200)를 통과후 맺힌 이미지를 카메라(300)가 촬영하는 것으로, 촬영된 이미지가 요소영상(400)이 되고, 상기 생성된 요소영상은 프로젝터(500)로 전송되는 것이며,
상기 디스플레이 시스템은 프로젝터(500), 미러어레이(600), 재귀반사모듈(700), 하프미러(800)로 구성되는 것으로, 미러어레이(600)는 밑에 위치해 있고 그 위로 하프미러(800)가 45도로 기울여져 있고 하프미러 위에는 재귀반사모듈(700)이 위치해 있으므로,
프로젝터로(500)로 전송된 요소영상(400)이 미러어레이(600)로 프로젝션되고, 미러어레이의 하나의 요소미러에서 반사된 광선들은 하프미러(800)를 지나 재귀반사모듈(700)로 전달되며, 재귀반사모듈(700)을 만난 광선은 동일한 광경로로 재반사 되고, 재반사된 광선들은 하프미러(800)에서 재반사되어 공간상에 영상을 집적하는 것이며,
공간상에 집적된 영상은 3차원복원영상(900)을 만들어 내며, 관찰자(1000)는 공간에 표현되는 3차원복원영상을 볼 수 있는 것을 특징으로 하는 3차원공간영상 디스플레이 시스템In a three-dimensional spatial image display system comprising an integrated image pickup system and a display system,
By using the integrated image pickup system to generate an elemental image for a 3D object, the integrated image pickup system is composed of a 3D object 100, a lens array 200 and a camera 300, the 3D object Reference numeral 100 is located on the left side of the lens array, and the camera 300 photographs an image formed after the light rays emitted from the three-dimensional object 100 pass through the lens array 200, and the photographed image is an element image 400 Becomes, and the generated elemental image is transmitted to the projector 500,
The display system is composed of a projector 500, a mirror array 600, a retroreflective module 700, and a half mirror 800. The mirror array 600 is located below and above the half mirror 800 is 45 Since it is inclined to the road and the retroreflective module 700 is located on the half mirror,
The element image 400 transmitted to the projector 500 is projected to the mirror array 600, and the rays reflected from one element mirror of the mirror array pass through the half mirror 800 and are transmitted to the retroreflective module 700. And, the light rays that meet the retroreflection module 700 are re-reflected in the same optical path, and the re-reflected rays are re-reflected in the half mirror 800 to integrate the image in space,
A 3D spatial image display system characterized in that the image integrated in the space creates a 3D reconstructed image 900, and the observer 1000 can view the 3D reconstructed image expressed in the space. 삭제delete 삭제delete
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