KR20120088609A - 중대형 ｐｅｄ를 위한 휴대용 3ｄ 뷰어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어에 관한 것으로, 본 발명은, PED(Personal Electronic Device)의 스크린에 분할 출력되는 영상의 상측마다 각각 경사지게 배치되어 대응되는 영상 화면을 반사시키는 미러; 상기 미러의 이웃한 상단을 연결하는 연결부; 상기 미러 중 후방 미러의 전, 후면에 각각 구비되며, 각각이 상이한 편광축을 가지는 편광렌즈; 및 상기 미러 또는 편광렌즈 중 어느 하나에 구비되어 상기 PED에 고정하기 위한 고정부;를 포함하며, 상기 미러는 상기 스크린의 단변(短邊)과 평행하게 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 중대형 PED를 통해 제공되는 2차원 스테레오 영상을 편광렌즈와 미러를 사용하여 분할 영상에 대한 시야를 분리한 후, 편광안경을 통해 3D 영상으로 볼 수 있으므로 PED의 스크린 사이즈가 큰 중대형의 경우에도 사용 가능하고, 구조가 단순하여 제작이 용이하며, 경제적인 효과가 있다. 또한, 휴대용 3Ｄ 뷰어를 절첩식으로 구비하므로 접을 경우 부피가 축소되어 보관, 이동 및 휴대가 용이한 효과가 있다.

Description

중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어{PORTABLE 3Ｄ VIEWER FOR MIDDLE OR LARGE SIZE PERSONAL ELECTRONIC DEVICE}

본 발명은 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3D 뷰어(viewer)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중대형 PED에 장착한 후 PED에서 제공되는 2차원 영상을 3차원으로 변환시킴으로써, 스크린의 사이즈가 커도 관찰자가 용이하게 3D 입체영상을 볼 수 있는 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3D 뷰어(viewer)에 관한 것이다.

일반적으로 3차원을 표현하는 입체영상을 두 눈을 통한 스테레오 시각의 원리에 의하여 이루어지게 되는데, 두 눈이 약 65mm 정도 떨어져서 존재하기 때문에 나타나게 되는 양안 시차는 입체감의 가장 중요한 요인이라 할 수 있다. 좌우의 눈은 각각 서로 다른 2차원 영상을 보게 되고, 이 두 영상이 망막을 통해 뇌로 전달되면, 뇌는 이를 정확히 인식하여 본래 3차원 영상의 깊이감과 실제감을 재생하는 것이다.

3차원 입체영상 기술은 1838년 영국의 찰스 위트스톤(Charles Wheatstone)이 스테레오스코프(Stereoscope)를 발표한 이후 국내외 연구소 및 교육기관 등에서 활발히 연구작업을 진행하고 있으며, 1990년대 중반 이후 평면적인 영상 정보에 깊이 정보를 더하여 입체감을 실생활 같이 느낄 수 있는 스테리오스코픽(stereoscopic) 디스플레이 시스템이 주목을 받기 시작하였다. 근래에는 3DTV, 입체 영상 게임, 3차원 애니메이션, 입체 영상 영화 등 영상 산업 전반에 걸쳐 빠르게 발전하고 있다.

입체영상을 보는 방식으로서는 관찰자의 안경착용 여부에 따라 안경을 착용하는 안경방식과 안경을 착용하지 않는 무안경 방식이 있다. 안경을 착용하는 방식은 양안에 각각 청색과 적색의 색안경을 쓰는 애너그리프(anaglyph) 방식, 좌우 안경에 투과율이 다른 필터를 장착하여 입체감을 느끼는 농도차 방식, 각각 편광 방향이 다른 편광안경을 쓰는 편광안경 방식, 시간 분할된 화면을 주기적으로 반복시키고 이 주기에 동기 시킨 액정셔터가 설치된 안경을 쓰는 시분할방식이 있다. 안경을 착용하지 않는 무안경 방식에는 원통형의 렌즈 어레이를 수직으로 배열한 렌티큘러(lenticular) 렌즈판을 영상패널 전방에 설치하는 렌티큘러 방식과 패러랙스 배리어(parallax barrier) 방식이 있다.

한편, 휴대용 전자 기기는 현대인에게 없어서는 안 될 필수품으로서 남녀노소를 막론하고 사용되고 있으며, 서비스 제공자 및 단말기 제조자가 다른 업체와의 차별화를 위해 끊임없이 제품 및 서비스를 개발하고 있는 실정이다. 휴대용 전자 기기는 폰 북, 게임, 단문 메시지, 이메일, 모닝콜, MP3, 일정관리 기능, 디지털 카메라 및 무선 인터넷 서비스가 가능한 멀티 미디어 기기로 발전하여 관찰자에게 다양한 서비스를 제공한다. 뿐만 아니라 최근에는 3차원 객체를 지원하는 휴대용 전자 기기가 생산되어 관찰자는 3차원 게임뿐 아니라 3차원 영상의 시청도 가능하게 되었다. 이와 같은 3차원 환경은 게임에서 일반적인 유저 인터페이스(user interface, UI)까지 범용적으로 사용되며, Web 뿐만 아니라 휴대용 단말기에도 적용되고 있다. 이에 따라 입체영상을 휴대폰을 포함한 휴대용 전자 기기에 적용하여 높은 품질의 입체영상을 생성하는 기술에 대한 기대가 커지고 있다.

이렇게 2차원 영상을 3차원 입체영상을 보는 뷰어와 관련된 기술이 관련된 기술이 등록특허 제10-0733047호에 제안된 바 있다.

이하에서 종래기술로서 등록특허 제10-0733047호에 개시된 뷰어 구조를 간략히 설명한다.

도 1은 등록특허 제10-0733047호(이하 '종래기술'이라 함)의 스테레오 뷰어의 사시도이다.

프린터(31)의 모니터 디스플레이(32)의 부분에 착탈할 수 있는 스테레오 뷰어(41)를 나타내고, 렌즈 보드부(42)와 프린트 홀더부(43)로 이루어지고, 렌즈 보드부(42)에는 좌우 한 쌍의 접안 렌즈(44L, 44R)가 장착되어 있고, 프린트 홀더부(43)에는 도 13의 프린터(31)의 모니터 디스플레이(32) 상에 투영되는 스테레오 화상에 대응하는 좌우 한 쌍의 창(45L, 45R)이 마련되어 있다.

렌즈 보드부(42)와 프린트 홀더부(43)는 각각 좌우 중앙부에 칸막이 판(46, 47)을 구비하고 있고, 렌즈 보드부(42)의 상자형 단면의 칸막이 판(46)에 프린트 홀더부(43)의 칸막이 판(47)을 삽입하여, 렌즈 보드부(42)와 프린트 홀더부(43)가 슬라이드할 수 있게 연결되어 있어, 렌즈 보드부(42)와 프린트 홀더부(43)를 상호 접근 혹은 이반(離反)시킴으로써 시도(視度)조절을 행하고, 잠금 나사(48)에 의해 그 간격을 고정한다.

프린트 홀더부(43)의 배면측 좌우 양단의 내벽면에는 프린터(31)의 모니터 디스플레이(32) 부분의 플랜지(33)에 대응하는 수직방향 홈(49)이 형성되어 있고, 플랜지(33)에 이 수직방향 홈(49)을 결합시킴으로써, 스테레오 뷰어(41)를 프린터(31)의 모니터 디스플레이(32)에 장착할 수 있다. 또한, 프린터(31)로부터 떼어내었을 때는 스테레오 뷰어(41)의 프린트 홀더부(43)의 수직방향 홈(49)에 상방으로부터 스테레오 포토 프린트를 삽입하여 감상할 수 있다. 또한, 프린트 홀더부(43)의 창(45)의 배면에 대하여 수직방향 홈(49)에는 단차(段差)가 마련되어 있어, 스테레오 포토 프린트를 삽입하였을 때, 스테레오 포토 프린트의 표면이 창(45)의 배면에 접촉하지 않도록 하여, 스테레오 포토 프린트에 상처가 생기는 것을 방지할 수 있다. 도 15는 다른 형태의 스테레오 뷰어(41)를 나타내고, 이와 같은 프린터 홀더부(43)의 상변 부분을 제거한 형상으로 하는 등 다양한 형태를 생각해 볼 수 있다.

그러나 종래기술에 의한 뷰어는 이미지를 출력한 후 2차원 이미지를 3차원 이미지화시킴에 따라 진보적이지 못한 문제점이 있었다.

특히, 태블릿 PC 등과 같은 중대형 휴대용 전자 기기는 스크린 화면이 소형 휴대용 전자 기기의 스크린 화면보다 큰 사이즈로 제조된다. 이때, 스크린의 사이즈가 커짐에 따라 출력 영상의 중앙 축이 너무 이격되어 있어 관찰자로 하여금 스테레오 퓨전(stereo fusion) 현상을 발생시키는데 한계가 있다. 이는 그만큼 스테레오 영상을 3D 영상으로 보는 과정이 난해하여 관찰자가 만족할 만한 결과를 얻기 힘든 문제점을 야기한다.

KR 10-0733047 B1

본 발명의 목적은, 중대형 PED를 통해 제공되는 2차원 스테레오 영상을 편광렌즈와 미러를 사용하여 분할 영상에 대한 시야를 분리한 후, 편광안경을 통해 3D 영상으로 볼 수 있으므로 PED의 스크린 사이즈가 큰 중대형의 경우에도 사용 가능하고, 구조가 단순하여 제작이 용이하며, 경제적인 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 휴대용 3Ｄ 뷰어를 절첩식으로 구비하므로 접을 경우 부피가 축소되어 보관, 이동 및 휴대가 용이한 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은, PED(Personal Electronic Device)의 스크린에 분할 출력되는 영상의 상측마다 각각 경사지게 배치되어 대응되는 영상 화면을 반사시키는 미러; 상기 미러의 이웃한 상단을 연결하는 연결부; 상기 미러 중 후방 미러의 전, 후면에 각각 구비되며, 각각이 상이한 편광축을 가지는 편광렌즈; 및 상기 미러 또는 편광렌즈 중 어느 하나에 구비되어 상기 PED에 고정하기 위한 고정부;를 포함하며, 상기 미러는 상기 스크린의 단변(短邊)과 평행하게 설치되는 것을 특징으로 하는 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어를 통해 달성된다.

그리고 상기 미러는 제1, 2 미러로 구분되고, 상기 편광렌즈는 제1, 2 편광렌즈로 구비되며, 상기 제2 미러의 후면에 상기 제1 편광렌즈가 면 접촉하게 구비되고, 상기 제2 미러의 전면 하단에 상기 제2 편광렌즈가 상기 스크린과 평행하도록 선 접촉하여 연결되게 구비될 수 있다.

그리고 상기 제1, 2 편광필름 중 어느 하나의 편광축은 편광안경의 좌, 우측 편광판 중 어느 하나의 편광축 방향과 일치할 수 있다.

그리고 상기 제1 미러는 불투명하고, 상기 제2 미러는 반투명한 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 상기 연결부에는 양 측단에 힌지 연결되고, 상기 제1, 2 미러의 경사각을 제한할 수 있도록 맞닿는 전, 후벽에 경사 형성된 격벽이 더 구비될 수 있다.

그리고 상기 제1 미러는 사이즈가 제2 미러의 사이즈보다 더 작은 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 상기 제1 미러는 경사각이 제2 미러의 경사각보다 더 작은 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 상기 제1 미러와, 연결부와, 제2 미러 및 제2 편광렌즈는 이웃단이 서로 힌지 연결되어 상호 절첩될 수 있다.

본 발명에 의하면, 중대형 PED를 통해 제공되는 2차원 스테레오 영상을 편광렌즈와 미러를 사용하여 분할 영상에 대한 시야를 분리한 후, 편광안경을 통해 3D 영상으로 볼 수 있으므로 PED의 스크린 사이즈가 큰 중대형의 경우에도 사용 가능하고, 구조가 단순하여 제작이 용이하며, 경제적인 효과가 있다. 또한, 휴대용 3Ｄ 뷰어를 절첩식으로 구비하므로 접을 경우 부피가 축소되어 보관, 이동 및 휴대가 용이한 효과가 있다.

도 1은 종래기술 1에 대한 스테레오 뷰어를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어를 PED에서 분리한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어와 편광안경을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어를 도시한 측면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어에서 제1 미러의 각도가 2 미러의 각도와 동일 또는 상이한 경우에 투영축과 반사축에 따라 상이 투영되는 상태를 비교한 개략도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 7a, 7b, 7c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어에서 각도 제한부의 일실시예를 확대 분해한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어에서 각도 제한부의 다른 실시예를 도시한 측면도이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어에서 격벽이 펼쳐지고 접히는 상태를 도시한 사시도이다.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어에서 고정부의 여러 실시예를 도시한 사시도이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하 도면을 참고하여 본 발명에 의한 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어의 각 실시예들의 구성을 상세하게 설명하기로 한다.

제 1 실시예

도 2에는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어를 PED에서 분리한 구성이 사시도로 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어와 편광안경의 구성이 사시도로 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어의 구성이 측면도로 도시되어 있고, 도 5a 및 도 5b에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어에서 제1 미러의 각도가 2 미러의 각도와 동일 또는 상이한 경우에 투영축과 반사축에 따라 상이 투영되는 상태를 비교한 구성이 개략도로 도시되어 있고, 도 6에는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어의 개략적인 구성이 평면도로 도시되어 있고, 도 7a, 7b, 7c에는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어에서 각도 제한부의 일실시예를 나타낸 구성이 분리하면서 확대한 사시도로 도시되어 있으며, 도 8에는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어에서 각도 제한부의 다른 실시예를 나타낸 구성이 측면도로 도시되어 있다.

이들 도면에 의하면, 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어(100)는 크게 미러(110)와, 편광렌즈(120)와, 연결부(130) 및 고정부(140)로 구성되며, 본 실시예에서의 중대형 ＰＥＤ이라 함은 휴대폰 및 스마트폰의 스크린 크기보다 큰 휴대용 전자 기기의 일종으로, 일 예로 태블릿 PC(Tablet PC) 등이 포함된다.

미러(mirror: 110)는 제1 미러(112)와 제2 미러(114)로 구성되며, 휴대용 전자 기기(1, 이하 'PED' 라 함)의 스크린(Screen: 2)에서 출력되는 영역을 전후 2개의 영역으로 분할할 경우, 2D 영상으로 출력되는 좌, 우측 영상(4a, 4b)의 선단(3) 상측마다 각각 위치되도록 한다. 여기서, PED(1)의 스크린(2)에 출력되는 영상은 분할된 전후 2개의 구역으로 출력되도록 예시하였지만, 이에 한정하지 않고 영상의 분할 개수에 대한 증감이 가능하다.

즉, 제1 미러(112)와 제2 미러(114)는 스크린(2)의 장변(長邊)을 전후 두 공간으로 분할시켜 출력되는 좌, 우측 영상(4a, 4b)마다 선단 상측에 단변(短邊)과 평행하도록 각각 배치하는 것으로, 상기 스크린(2)에서 각각 출력되는 2개의 좌, 우측 영상(4a, 4b)이 한 방향(관찰자 방향)으로 반사되도록 경사지게 배치된다.

특히, 제2 미러(114)는 스크린(2)에 대한 가로 폭(D)의 절반인 'D/2'에 위치하는 것이 바람직하며, 이 경우, 스크린(2)에 출력되는 좌우 이미지의 경계선 또한 상기 스크린(2)의 'D/2' 지점에 위치하는 것이 바람직하다.

한편, 본 실시예에서 스크린(2)에서 출력되는 좌측 영상(4a)은 제1 미러(112)를 통해 반사시켜 상(像)이 맺히도록 하고, 우측 영상(4b)은 제2 미러(114)를 통해 반사시켜 상(像)이 맺히도록 한다.

여기서, 제1 미러(112)는 투과가 가능하도록 반투명하게 구비되고, 제2 미러(114)는 완전반사가 가능하도록 불투명하게 구비된다. 이렇게 제1 미러(112)를 반투명하게 구비하는 이유는 제1 미러(112)의 후방에 제2 미러(114)가 배치되므로 상기 제2 미러(114)를 통해 반사되는 우측 영상(4b)은 상관없지만, 상기 제1 미러(112)를 통해 반사되는 좌측 영상(4a)은 상기 제2 미러(114)를 투과하여야 하기 때문이다.

특히, 제1 미러(112)는 관찰자와의 거리가 제2 미러(114)보다 더 길기 때문에, 제1 미러(112)의 가로×세로 사이즈와 경사각이 상기 제2 미러(114)의 가로×세로 사이즈와 경사각보다 더 작게 형성되므로 좌측 영상(4a)이 우측 영상(4b)에 비해 작게 보일 수 있는 상황을 방지하게 한다.

여기서, 제1 미러(112)와 제2 미러(114)의 각도 및 크기에 대한 영상의 투영 현상에 대해 설명하면 다음과 같다. 이때, 관찰자의 양안은 제1 미러(112)와 제2 미러(114)의 투영 축과 직각임을 가정한다. 우선, 제1 미러(112)와 제2 미러(114)에 의해 투영되는 영상은 관찰자와의 각도, 각각의 미러 크기 및 각각의 미러와 양안과의 거리에 따라 투영되는 크기가 달라지게 된다.

도 5a에 도시된 바와 같이 제1 미러 각(θ₁)과 제2 미러 각(θ₂)이 같고(θ₁=θ₂), 제1 미러(112)와 제2 미러(114)의 사이즈가 같은 경우, 좌측 영상(4a)의 빛이 제1 미러(112)를 통해 반사된 후 제2 미러(114)를 투과한 투영축(실선)과, 우측 영상(4b)의 빛이 제2 미러(114)를 통해 반사된 반사축(점선)은 서로 평행하게 투영되므로 좌측 영상(4a)과 우측 영상(4b)에서의 동일 지점의 영상이 양안이 아닌 타 영역에 미치게 되고, 동일한 미러 사이즈에 의해 제1 미러(112)에서 반사된 좌측 영상(4a)이 반사각에 의해 제2 미러(114)에서 반사된 우측 영상(4b)보다 크게 보이게 되며, 이에 스테레오 퓨전(stereo fusion) 현상이 발생되지 않는다.

그러나 도 5b에 도시된 바와 같이 제1 미러 각(θ₁)이 제2 미러 각(θ₂)보다 작고(θ₁＜θ₂), 제1 미러(112)의 크기가 제2 미러(114)의 크기보다 작은 경우, 좌측 영상(4a)의 빛이 제1 미러(112)를 통해 반사된 후 제2 미러(114)를 투과한 투영축(실선)과, 우측 영상(4b)의 빛이 제2 미러(114)를 통해 반사된 반사축(점선)은 서로 설정각을 갖으면서 투영되므로 좌측 영상(4a)과 우측 영상(4b)에서의 동일 지점의 영상이 양안에 미치게 되고, 크기가 작은 제1 미러(112)에서 반사된 좌측 영상(4a)이 제2 미러(114)에서 반사된 우측 영상(4b)과 같게 보이게 되며, 이에 스테레오 퓨전 현상이 발생된다.

특히, 제1 미러 각(θ₁)과 제2 미러 각(θ₂)이 같고(θ₁=θ₂), 제1 미러(112)와 제2 미러(114)의 크기가 같은 경우, 제1 미러(112)를 통한 좌측 영상(4a)이 제2 미러(114)를 통한 우측 영상(4a)에 가려지고 중첩되면서 우측 영상(4a)만 우안에 보여지게 된다.

그러나 제1 미러 각(θ₁)이 제2 미러 각(θ₂)보다 작고(θ₁＜θ₂), 제1 미러(112)의 크기가 제2 미러(114)의 크기보다 작은 경우, 제1 미러(112)를 통한 반사각이 제2 미러(114)를 통한 반사각보다 커지면서 좌측 영상(4a)이 우측 영상(4a)에 가려지지 않도록 하므로 양안에 모두 보여지게 된다.

결국, 제1 미러(112)에 의해 반사 투영되는 좌측 영상(4a)은 제2 미러(114)에 의해 반사 투영되는 우측 영상(4b)에 비해 관찰자의 양안까지의 거리가 멀기 때문에 상기 제1 미러(112)와 제2 미러(114)의 크기 및 각도(θ₁, θ₂)가 동일할 경우 각각의 반사되는 영상이 양안에 다른 크기로 보여질 수 있으며, 이는 관찰자로 하여금 입체감을 저해시키는 원인이 될 수 있다.

이를 방지하기 위해 제1 미러(112)와 좌측 영상(4a)과의 각도(θ₁)가 제2 미러(114)와 우측 영상(4b)과의 각도(θ₂) 보다 작아야 하며, 제1 미러 각(θ₁)과 제2 미러 각(θ₂)의 각도차(θ₂ - θ₁ =Δθ)는 스크린(2) 크기의 절반인 'D/2'에 비례한다. 이는 PED(1)의 스크린(2)의 절반인 'D/2' 값이 커질수록 각도차(Δθ)도 커져야 함을 알 수 있다. 더욱이, 제1 미러 각(θ₁)과 제2 미러 각(θ₂)의 각도차(Δθ)는 0.1°∼20°범위 내에 형성되는 것이 바람직하다. 결과적으로 봤을 때, 제1 미러 각(θ₁)과 제2 미러 각(θ₂)의 각도차(Δθ)가 커지면 커질수록 우측 영상(4b)에 비해 좌측 영상(4a)에 대한 반사각이 커짐으로써 입체감을 향상시키게 되므로 관찰자 역시 손쉽게 스테레오 영상을 3D 영상으로 볼 수 있다.

편광렌즈(110)는 필름 형태 등으로 구비된 제1 편광렌즈(122)와 제2 편광렌즈(124)로 구성되며, 상기 제1 편광렌즈(122)가 제2 미러(124)의 후면에 밀착되어 면 접촉하게 구비되고, 상기 제2 편광렌즈(124)가 제1 미러(122)의 전면 하단에 스크린(2)에 출력되는 영상 중 우측 영상(4b)과 평행하도록 선 접촉하여 연결된다.

더욱이, 제1 편광렌즈(122)는 편광 방향이 편광안경(5)의 좌측 편광판(5a)에 대한 편광 방향과 일치하고, 제2 편광렌즈(124)는 편광 방향이 편광안경(5)의 우측 편광판(5b)에 대한 편광 방향과 일치한다.

예를 들어, 편광안경(5)의 좌측 편광판(5a)은 세로 방향의 빛만 통과시킬 수 있도록 편광 패턴이 형성되고, 편광안경(5)의 우측 편광판(5b)은 가로 방향의 빛만 통과시킬 수 있도록 편광 패턴이 형성되어 있다고 가정할 때, 스크린(2)을 통해 제공되는 좌측 영상(4a)의 빛은 제1 미러(112)에 의해 반사되면서 제1 편광렌즈(122)를 통해 세로 방향의 빛만 제2 미러(114)에 투과시키게 하고, 투과된 세로 방향의 빛이 편광안경(5)의 좌측 편광판(5a)으로 제공된다.

여기서, 제1 미러(112)에 의해 반사된 세로 방향의 빛은 편광안경(5)의 좌측 편광판(5a)에 대한 편광 방향과 일치하기 때문에, 좌측 영상이 편광안경(5)의 좌측(5a)을 통과하여 관찰자의 좌안에 보여지게 된다. 그러나 편광안경(5)의 우측 편광판(5b)은 좌측 영상(4a)의 빛의 편광 방향과 다르기 때문에 관찰자의 우안에는 보여지지 않게 된다.

반면, 스크린(2)을 통해 제공되는 우측 영상(4b)의 빛은 제2 편광렌즈(124)를 통해 투과되면서 가로 방향의 빛만 제2 미러(114)에 의해 반사되고, 반사된 가로 방향의 빛이 편광안경(5)의 우측 편광판(5b)으로 제공된다.

여기서, 제2 편광필름(124)을 투과한 가로 방향의 빛은 제2 미러(114)에 의해 반사되고, 편광안경(5)의 우측 편광판(5b)에 대한 편광 방향과 일치하기 때문에, 우측 영상이 우측 편광판(5b)을 통과하여 관찰자의 우안에 보여지게 된다. 그러나 편광안경(5)의 좌측 편광판(5a)은 좌측 영상(4a)의 빛에 대한 편광 방향과 다르기 때문에 관찰자의 좌안에는 보여지지 않게 된다.

연결부(130)는 제1 미러(112)와 제2 미러(114)의 대향되는 상단을 힌지(hinge) 연결하여 상기 제1 미러(112)와 상기 제2 미러(114)가 설정 각도 내에서 회전 가능하므로 상기 제1 미러(112)는 상방(하방)으로 접혀지게 하고, 상기 제2 미러(114)는 하방(상방)으로 접혀지게 할 수 있다. 결국, 상기 연결부(130)는 제1 미러(112)와 제2 미러(114)가 절첩될 수 있도록 힌지 연결하여 접었을 경우 부피를 최소화시킬 수 있다.

예컨대, 제1 미러(112)는 상방으로 접혀지면서 제2 미러(114)가 하방(상방)으로 접혀질 경우, 상기 제1 미러(112)가 연결되는 연결부(130)의 앞쪽에 상방으로 절곡되는 연장부(132)가 형성되고, 상기 제2 미러(114)가 연결되는 연결부(130)의 뒤쪽에 하방으로 절곡되는 연장부(134)가 형성된다. 이 경우, 연결부(130)의 앞뒤로 형성되는 연장부(132, 134)와 마주보는 제1 미러(112)와 제2 미러(114)의 내측 단에는 연장부(132, 134)의 길이만큼 홈(112a, 114a)이 각각 형성된다. 상기 제1 미러(112)와 제2 미러(114)의 내측 단에 각각 형성된 홈(112a, 114a)은 돌출되는 연장부(132, 134)에 각각 삽입되어 상호 힌지 연결할 수 있도록 형성되는 공간을 말한다. 그리고 연장부(132, 134)의 양 외벽과, 이와 대향되는 제1, 2 미러(112, 114)에 형성된 홈(112a, 114a)의 양 내벽에 상기 제1, 2 미러(112, 114)의 각도를 제한하는 각도 제한부가 더 구비될 수 있다. 상기 각도 제한부는 도 7a 내지 도 7c에 도시된 바와 같이 연장부(132, 134)의 양 외벽마다 힌지 중심을 기점으로 적어도 2개씩 각각 형성된 결합 홈(136a)과, 제1, 2 미러(112, 114)에 형성된 홈(112a, 114a)의 양 내벽에 상기 결합 홈(136a) 내에 위치되면 걸리면서 상기 제1, 2 미러(112, 114)의 회전각도를 제한하는 적어도 1개의 결합 돌기(136b)를 포함한다. 여기서, 결합 홈(136a)은 힌지 축 중심과 이격되면서 제1, 2 미러(112, 114)의 중심선과 일치하는 위치에 형성되고, 결합 돌기(136b)는 힌지 축 중심에서 동일거리에 각각 형성되며 상기 힌지 축 중심과의 수평선상 위치와, 상기 힌지 축 중심의 하측이면서 상기 제1, 2 미러(112, 114)의 회전각도와 대응되는 위치에 형성된다. 결국, 제1, 2 미러(112, 114)가 접힐 경우, 상기 제1, 2 미러(112, 114)의 결합 돌기(136b)는 힌지 축과 수평선상에 위치된 결합 홈(136a) 내에 위치되어 상기 제1, 2 미러(112, 114)의 회전각도를 제한하는 것이고, 상기 제1, 2 미러(112, 114)가 펼쳐질 경우, 상기 제1, 2 미러(112, 114)의 결합 돌기(136b)는 힌지 축의 하측에 위치된 결합 홈(136a) 내에 위치되어 상기 제1, 2 미러(112, 114)의 회전각도를 제한하는 것이다. 이와 다르게 제1, 2 미러(112, 114)에 형성된 홈(112a, 114a)의 양 내벽에 적어도 1개의 결합 홈이 형성되고, 연장부(132, 134)의 양 외벽마다 2개의 결합 돌기가 형성될 수 있다.

상기 각도 제한부의 다른 실시예로는 도 8에 도시된 바와 같이 연결부(130)의 양 측벽에 돌출 형성되면서 돌출된 선단과 후단에 동일 방향으로 경사면이 각각 형성되는 경사면 부재(138)이다. 즉, 경사면 부재(138)는 선, 후단에 각각 경사면이 형성되므로 회전되는 제1, 2 미러(112, 114)의 외벽 표면이 상기 경사면에 접할 경우 상기 제1, 2 미러(112, 114)가 더 이상 회전하지 못한다.

고정부(140)는 제2 편광렌즈(124)의 후단에 설치되어 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어(100)를 PED(1)에 고정하기 위해 구비된다. 이때, 본 실시예에서의 고정부(140)는 PED(1)의 양측단에 고정되는 것으로 예시하였으며, 일측단에만 고정도 가능하다. 이때, 고정부(140)는 제2 편광렌즈(124)의 후단에 힌지 연결되면서 구비되는 것으로 예시하였지만 제1 미러(112) 또는 제2 미러(114)의 하단 등에 설치될 수 있으며, 본 발명의 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어(100)를 PED(1)에 고정하는 것이 주목적이므로 설치 위치는 변경 실시가 가능하다.

특히, 고정부(140)는 삽입되는 PED(1)의 선단을 감쌀 수 있는 커버형, 집게, 클램프(clamp) 또는 신축성이 있는 밴드(band) 등으로 적용 가능하다. 나아가서, 고정부(140)가 PED(1)의 선단을 감싸는 커버형일 경우, 고정부(140)의 입구 상단과 제1 미러(112)의 하단에 힌지 연결되어 PED(1)의 조작을 위해 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어(100)를 스크린(2)에서 외측 방향으로 회전시켜 이격시킬 수 있다.

그리고 제1 미러(112)와 연결부(130)가 이웃하여 맞닿는 내측단과, 상기 연결부(130)와 제2 미러(114)가 이웃하여 맞닿는 내측단과, 상기 제2 미러(114)와 제2 편광렌즈(124)가 이웃하여 맞닿는 내측단에는 상호 힌지 연결되므로 접거나 펼침이 가능하다.

한편, 미러(110)와 편광렌즈(120)는 PED(1)의 스크린(2)에 2 영역의 좌측 영상(4a)과 우측 영상(4b)이 출력되는 경우 제1, 2 미러(112, 114)와 제1, 2 편광렌즈(122, 124)로 구성됨을 예시하였지만, 상기 스크린(2)에 영상이 3 영역 또는 3 영역 이상으로 출력되면 미러와 편광렌즈 역시 제1, 2, 3 미러와 제1, 2, 3 편광렌즈 또는 3개 이상으로 각각 구성된다.

그러므로 본 실시예에서의 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어(100)에 의해 스테레오 영상을 3D 영상으로 보는 과정은 다음과 같다.

우선, 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어(100)를 고정부(140)를 통해 PED(1)에 고정시킨다.

다음으로, PED(1)의 스크린(2)에 출력되는 좌, 우측 영상(4a, 4b)의 선단(3)에 제1, 2 미러(112, 114)의 하단이 위치되도록 한다.

다음으로, PED(1)의 스크린(2)에 출력되는 영상 중 좌측 영상(4a)의 빛은 경사진 제1 미러(112)에 의해 반사된 후, 제1 편광렌즈(122)와 빛의 진행 방향인 앞쪽인 제2 미러(114)에 의해 상기 제1 편광렌즈(122)의 편광 방향과 일치하는 빛만 투과하면서 제1 편광렌즈(122)의 편광 방향과 일치하는 편광안경(5)의 좌측 편광판(5a)으로 제공된다.

다음으로, PED(1)의 스크린(2)에 출력되는 영상 중 우측 영상(4b)의 빛은 제2 편광렌즈(124)에 의해 상기 제2 편광렌즈(124)의 편광 방향과 일치하는 빛만 통과하여 경사진 제2 미러(114)에 의해 반사된 후, 제2 편광렌즈(124)의 편광 방향과 일치하는 편광안경(5)의 우측 편광판(5b)으로 제공된다.

즉, 관찰자가 착용한 편광안경(5)의 좌측 편광판(5a)과 우측 편광판(5b)을 통해 시각을 분리시켜 서로 다른 영상을 제공받게 된다. 이로써, 관찰자는 좌안 및 우안에 서로 다른 영상을 제공받아 2차원인 스테레오의 영상을 3차원으로 볼 수 있게 된다.

제 2 실시예

도 9와 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어에서 격벽이 펼쳐지고 접히는 구성이 사시도로 도시되어 있다.

이들 도면에 의하면, 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어(200)는 크게 미러(210)와, 편광렌즈(220)와, 연결부(230)와, 고정부(240) 및 격벽(250)으로 구성되며, 상기 미러(210)와, 편광렌즈(220)와, 연결부(230) 및 고정부(240)는 앞선 실시 예의 그것과 동일한 구조와 기능을 하므로 상세한 설명은 생략한다.

격벽(250)은 연결부(230)의 양 측벽에 힌지 결합되고, 미러(210)를 구성하는 경사진 제1 미러(212)와 제2 미러(214)의 경사 각도에 대응되는 각도인 경사면(254)이 전, 후면에 각각 형성된다.

결국, 연결부(230)의 양 측벽에서 힌지 결합되어 회전되는 격벽(250)은 상기 연결부(230)로부터 펼칠 경우 전, 후면에 경사면(254)이 형성됨으로써 상기 경사면(254)에 제1 미러(212)와 제2 미러(214)의 표면을 각각 접촉시키면 별도의 각도 조절이 필요하지 않다.

나아가서 격벽(250)은 표면이 무광택 및 무반사 처리되므로 영상의 반사 또는 반사되는 영상의 겹침 현상을 방지할 수 있으며, 표면에 광고나, 홍보, 3D 영상을 보기 위한 설명 등의 문구 또는 도안 등이 새겨질 수 있다. 이때, 격벽(250)은 표면에 무광택 및 무반사 등의 처리가 실시됨을 감안할 때 검정색인 것이 바람직하다.

여기서, 설명하지 않은 부호 222는 제1 편광렌즈이고 224는 제2 편광렌즈이다.

제 3 실시예

도 11 내지 도 13에는 본 발명의 제3 실시예에 따른 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어에서 고정부의 여러 실시예가 사시도로 도시되어 있다.

이들 도면에 의하면, 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어(100)는 제1 , 2 실시예의 그것과 동일한 구조와 기능을 하므로 상세한 설명은 생략하며, 다만, 고정부(140)의 구조가 상이하다.

즉, 고정부(140)는 미러 또는 편광렌즈 중 어느 하나에 구비되어 PED에 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어(100)를 고정하기 위한 기능을 하며, 앞선 실시예에서는 클립 형태로 장착하는 구조에 한정한 반면, 본 실시예에서는 자석 등에 의해 고정시키는 구조를 예를 들어 설명한다. 한편, 고정부(140)는 PED에 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어(100)를 고정하기 위한 기능을 하므로 앞선 실시예에 한정하지 않고 자석 고정을 위한 다양한 구조로의 변경 실시가 가능하다.

도 11에 도시된 고정부(140)는 PED의 바닥면에 구비된 금속 또는 자석 등에 자력이 발생하도록 자석(140a)이 대응면("ㄷ"자로 형성된 하측 수평부 상면)에 구비된다. 여기서, PED의 바닥면에 금속 또는 자석 등이 구비되지 않을 경우, 케이스의 저면에 금속 또는 자석을 장착하고, 상기 케이스에 뷰어를 자력으로 장착할 수 있다. 더욱이, 본 실시예에서의 고정부(140)는 "ㄷ"자 형상을 유지한 상태이며, 경첩 등을 통해 연결되어 접고 펼침이 가능하다.

도 12에 도시된 고정부(142)는 PED의 바닥면에 구비된 금속 또는 자석 등에 자력이 발생하도록 자석(142b)이 대응면("ㄷ"자로 형성된 하측 수평부 상면)에 구비된다. 여기서, PED의 바닥면에 금속 또는 자석 등이 구비되지 않을 경우, 케이스의 저면에 자석을 구비하고, 상기 케이스에 뷰어를 자력으로 장착할 수 있다. 더욱이, 본 실시예에서의 고정부(142)는 직사각 형태로 절첩선(142a)이 다수(2개) 형성되어 상기 절첩선(142a)을 기점으로 안쪽으로 접게 되면 "ㄷ"자 형상을 유지하게 되는 것이다.

도 13에 도시된 고정부(144)는 PED의 바닥면에 구비된 금속 또는 자석 등에 자력이 발생하도록 자석(144b)이 대응면("ㄴ"자로 형성된 수평부 상면)에 구비된다. 여기서, PED의 바닥면에 금속 또는 자석 등이 구비되지 않을 경우, 케이스의 저면에 자석을 구비하고, 상기 케이스에 뷰어를 자력으로 장착할 수 있다. 더욱이, 본 실시예에서의 고정부(144)는 제2 편광렌즈의 측면에서 연장된 돌기에 고정부(144)의 안쪽면에 홈을 형성한 후 상기 돌기와 홈을 힌지로 체결하여 상기 고정부(144)가 회전될 수 있게 구비된다. 그리고 회전시킨 고정부(144)에 부착된 자석(144a)을 PED의 바닥면에 부착시킨다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예들과 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예들에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

1: PED 2: 스크린
3: 선단 4a, 4b; 좌, 우측 영상
5: 편광안경 5a, 5b: 좌, 우측 편광판
100: 제1 실시예의 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어
110: 미러 112, 114: 제1, 2 미러
120: 편광렌즈 122, 124: 제1, 2 편광렌즈
130: 연결부 140; 고정부
200: 제2 실시예의 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어
210: 미러 212, 214: 제1, 2 미러
220: 편광렌즈 222, 224: 제1, 2 편광렌즈
230: 연결부 240; 고정부
250: 격벽

Claims (8)

1. PED(Personal Electronic Device)의 스크린에 분할 출력되는 영상의 상측마다 각각 경사지게 배치되어 대응되는 영상 화면을 반사시키는 미러;
   상기 미러의 이웃한 상단을 연결하는 연결부;
   상기 미러 중 후방 미러의 전, 후면에 각각 구비되며, 각각이 상이한 편광축을 가지는 편광렌즈; 및
   상기 미러 또는 편광렌즈 중 어느 하나에 구비되어 상기 PED에 고정하기 위한 고정부;를 포함하며,
   상기 미러는 상기 스크린의 단변(短邊)과 평행하게 설치되는 것을 특징으로 하는 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 미러는 제1, 2 미러로 구분되고, 상기 편광렌즈는 제1, 2 편광렌즈로 구비되며,
   상기 제2 미러의 후면에 상기 제1 편광렌즈가 면 접촉하게 구비되고, 상기 제2 미러의 전면 하단에 상기 제2 편광렌즈가 상기 스크린과 평행하도록 선 접촉하여 연결되게 구비되는 것을 특징으로 하는 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 제1, 2 편광필름 중 어느 하나의 편광축은 편광안경의 좌, 우측 편광판 중 어느 하나의 편광축 방향과 일치하는 것을 특징으로 하는 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 미러는 불투명하고, 상기 제2 미러는 반투명한 것을 특징으로 하는 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어.
   
5. 제 2항에 있어서,
   상기 연결부에는 양 측단에 힌지 연결되고, 상기 제1, 2 미러의 경사각을 제한할 수 있도록 맞닿는 전, 후벽에 경사 형성된 격벽이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 미러는 사이즈가 제2 미러의 사이즈보다 더 작은 것을 특징으로 하는 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 미러는 경사각이 제2 미러의 경사각보다 더 작은 것을 특징으로 하는 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어.
   
8. 제 2항에 있어서,
   상기 제1 미러와, 연결부와, 제2 미러 및 제2 편광렌즈는 이웃단이 서로 힌지 연결되어 상호 절첩되는 것을 특징으로 하는 중대형 ＰＥＤ를 위한 휴대용 3Ｄ 뷰어.

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