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KR102592588B1 - 프리폼 반사부를 구비한 몰입형 디스플레이 장치 - Google Patents

프리폼 반사부를 구비한 몰입형 디스플레이 장치 Download PDF

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KR102592588B1
KR102592588B1 KR1020210136366A KR20210136366A KR102592588B1 KR 102592588 B1 KR102592588 B1 KR 102592588B1 KR 1020210136366 A KR1020210136366 A KR 1020210136366A KR 20210136366 A KR20210136366 A KR 20210136366A KR 102592588 B1 KR102592588 B1 KR 102592588B1
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South Korea
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projector
reflecting device
immersive
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KR1020210136366A
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윤선규
심하몽
이진수
전성국
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한국광기술원
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Abstract

프리폼 반사부를 구비한 몰입형 디스플레이 장치를 개시한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 프로젝터로부터 출력되는 몰입 영상을 스크린으로 반사시켜, 시청자가 영상을 인지할 수 있도록 하는 반사장치에 있어서, 중심을 기준으로 기 설정된 범위 내에 해당하며, 평평한 형태를 갖는 중앙부 및 중앙부 외의 나머지 범위에 해당하며, 곡률을 갖는 굴곡부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사장치를 제공한다.

Description

프리폼 반사부를 구비한 몰입형 디스플레이 장치{Immersive Display Apparatus with Free-form Reflector}
본 발명은 프리폼 반사부를 구비한 몰입형 디스플레이 장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
몰입형 디스플레이 기술은 대화면의 디스플레이를 이용하여 관찰자가 영상 정보만을 관찰할 수 있도록 하는 몰입감을 제공한다. 이때, 대화면은 시청이 가능한 화각이 40도 이상이다. 이에 따라, 몰입도를 증가시키기 위해 몰입형 디스플레이 기술은 평면의 화면을 동굴 형태, 반구, 원통 및 호롭터 등의 형태로 영상을 배치하여 최적의 영상 관찰 환경을 제공한다.
종래의 몰입형 디스플레이 장치는 몰입 영상을 출력할 출력장치와 출력되는 몰입 영상을 시청자가 볼 수 있도록 하는 스크린으로 구현된다. 종래의 몰입형 디스플레이 장치는 넓은 화면을 시청자가 볼 수 있도록, 통상, 영상을 직접 디스플레이 면으로 출력하는 것이 아니라, 출력된 영상을 반사부(Reflector)에 반사시킨 후 디스플레이 면으로 출력한다.
인간은 시야각에 따라 인지하는 정도가 달라진다. 인간은 일정 각도 범위 내에서는 컨텐츠까지 모두 인지할 수 있는 반면, 해당 각도 범위를 벗어날수록 인지되는 컨텐츠의 양이나 질이 현저히 감소하게 된다.
이때, 종래의 몰입형 디스플레이 장치는 디스플레이 면으로 출력되는 영상의 해상도를 균일하게 처리하여 출력해왔다. 이에 따라, 시청자가 높은 해상도의 영상을 인지할 수 있도록, 종래의 몰입형 디스플레이 장치는 높은 해상도를 갖는 영상을 제공해야 했다. 종래의 몰입형 디스플레이 장치는 영상 처리에 있어 상당한 연산량을 가져야 하는 불편이 있었다.
본 발명의 일 실시예는, 프리폼 반사부를 이용해 시청자가 시청하는데 있어 최적화된 몰입 영상을 제공하는 몰입형 디스플레이 장치를 제공하는 데 일 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 프로젝터로부터 출력되는 몰입 영상을 스크린으로 반사시켜, 시청자가 영상을 인지할 수 있도록 하는 반사장치에 있어서, 중심을 기준으로 기 설정된 범위 내에 해당하며, 평평한 형태를 갖는 중앙부 및 중앙부 외의 나머지 범위에 해당하며, 곡률을 갖는 굴곡부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 굴곡부는 끝단이 상기 프로젝터를 기준으로 멀어지는 방향으로 곡률을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 중앙부는 상기 스크린의 기 설정된 부위로, 상기 굴곡부는 상기 스크린의 기 설정된 부위 이외의 부위로 각각 입사하는 광을 반사시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 스크린의 기 설정된 부위로 반사되는 광정보량은 상기 스크린의 기 설정된 부위 이외의 부위로 반사되는 광정보량보다 상대적으로 많은 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 기 설정된 부위는 시청자의 시야각의 중심을 기준으로 기 설정된 각도 범위 내인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 기 설정된 각도는 60°인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 반사장치와 상기 반사장치로 몰입 영상을 출력하는 프로젝터 및 상기 프로젝터의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 몰입형 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 프로젝터로부터 출력되는 몰입 영상을 스크린으로 반사시켜, 시청자가 영상을 인지할 수 있도록 하는 반사장치에 있어서, 중심을 기준으로 기 설정된 범위 내에 해당하며, 기 설정된 방향으로 곡률을 갖는 중앙부 및 중앙부 외의 나머지 범위에 해당하며, 상기 중앙부와 반대되는 방향으로 곡률을 갖는 굴곡부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 중앙부는 끝단이 상기 프로젝터를 향하는 방향으로 곡률을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 중앙부는 상기 스크린의 기 설정된 부위로, 상기 굴곡부는 상기 스크린의 기 설정된 부위 이외의 부위로 각각 입사하는 광을 반사시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 스크린의 기 설정된 부위로 반사되는 광정보량은 상기 스크린의 기 설정된 부위 이외의 부위로 반사되는 광정보량보다 상대적으로 많은 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 기 설정된 부위는 시청자의 시야각의 중심을 기준으로 기 설정된 각도 범위 내인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 기 설정된 각도는 60°인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 반사장치와 상기 반사장치로 몰입 영상을 출력하는 프로젝터 및 상기 프로젝터의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 몰입형 디스플레이 장치를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따르면, 프리폼 반사부를 이용해 인간의 생리적인 시청요소를 고려하여 시청자에게 최적화된 영상을 제공할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 몰입형 디스플레이 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 몰입형 디스플레이 장치의 일 구현예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사부를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 몰입형 디스플레이 장치에서 출력된 영상이 스크린에 출력되는 예를 도시한 도면이다.
도 5는 인간의 시야각에 따라 인간이 인지하는 정보를 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 몰입형 디스플레이 장치의 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 몰입형 디스플레이 장치의 일 구현예를 도시한 도면이다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 몰입형 디스플레이 장치(100)는 프로젝터(110), 반사부(120), 제어부(130) 및 전원부(140)를 포함한다.
프로젝터(110)는 몰입 영상(220)을 출력한다. 프로젝터(110)는 반사부(120)를 향해 몰입 영상(220)을 출력하며, 몰입 영상(220)은 반사부(120)에서 반사되어 스크린(210)으로 출력된다. 스크린(210)에 출력되는 영상이 프로젝터(110)에 의해 가려지지 않도록, 프로젝터(110)는 스크린(210)의 최상단보다 상대적으로 높은 위치에 배치된다.
반사부(120)는 프로젝터(110)에서 출력되는 몰입 영상(220)을 입사받아 스크린(210)으로 반사한다. 반사부(120)는 프로젝터(110)에서 출력되는 몰입 영상(220)을 온전히 입사받을 수 있는 위치에 배치되며, 입사받은 몰입 영상(220)을 스크린(210)으로 투사시킬 수 있는 각도로 배치된다. 반사부(120)에 의해 몰입 영상(220)이 스크린(210)으로 투사됨에 따라, 시청자는 몰입 영상(220)을 인지할 수 있다.
이때, 인간은 자신에게 출력되는 영상을 인지함에 있어, 도 5에 도시된 바와 같이 영상을 인지한다.
도 5는 인간의 시야각에 따라 인간이 인지하는 정보를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 인간은 생리적으로 자신의 시야각의 중심을 기준으로 좁게는 10°(좌안 또는 우안 방향으로 5°)에서 넓게는 60°(좌안 또는 우안 방향으로 30°)까지는 출력되는 이미지 내 컨텐츠까지 심도있게 인지할 수 있는 반면, 해당 범위를 벗어날 경우, 형상이나 색상 정도만을 인지할 수 있을 뿐 출력되는 컨텐츠까지 인지하지는 못한다.
다시 도 1 및 2를 참조하면, 반사부(120)는 이러한 인간의 생리적은 특성을 고려하여 출력되는 영상의 기 설정된 수준(예를 들어, 절반을 초과하는 정도 또는 그 이상)의 해상도에 해당하는 광 정보를 인간이 컨텐츠까지 인지할 수 있는 시야각 내로 반사시킨다. 반사부(120)는 프리폼(Free-form)으로 구현될 수 있어, 도 3에 도시된 형상을 갖도록 구현된다. 반사부(120)가 도 3에 도시된 형상으로 구현됨에 따라, 전술한 효과를 가질 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사부를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 몰입형 디스플레이 장치에서 출력된 영상이 스크린에 출력되는 예를 도시한 도면이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 반사부(120)는 중앙부(중심을 기준으로 기 설정된 범위 내, 310)는 평평한 형태를 갖는 반면, 굴곡부(320)는 끝단이 프로젝터(110)를 기준으로 멀어지는 방향으로 곡률을 갖는다.
이와 같은 형상을 가질 경우, 반사부(120)는 도 4a에 도시된 효과를 가져올 수 있다. 반사부(120)는 평평한 형태의 중앙부(310)와 곡률을 갖는 굴곡부(320)를 가짐에 따라, 프로젝터(110)에서 출력되어 평평한 형태의 중앙부(310)로 입사된 광들을 스크린(210) 내 중심부(414, 인간의 시야각의 중심을 기준으로 60°의 범위 내)로 반사시킨다. 반면, 반사부(120)는 프로젝터에서 출력되어 굴곡부(320)로 입사된 광들을 스크린(210) 내 외곽부(418)로 반사시킨다. 이때, 곡률을 가지고 있는 굴곡부(320)의 구조상, 상대적으로 더 적은 범위(양)만큼 광이 입사되더라도 굴곡부(320)에서 분산되며 외곽부(418) 전부분으로 반사될 수 있다. 따라서, 중심부(414)와 외곽부(418)의 면적이 동일하다고 하더라도, 중앙부(310)로는 상대적으로 더 많은 양의 광정보가 입사할 수 있으며, 굴곡부(320)로는 상대적으로 더 적은 양의 광정보가 입사해도 무방하다. 이에 따라, 특정 해상도를 갖는 영상이 출력된다고 가정하면, 시청자는 종래와 같이 스크린(210)의 전 부분이 동일한 해상도로 출력되는 것 같이 인식하는 것이 아니라, 중심부(414)에서는 상대적으로 고 해상도의 영상이 출력되는 것처럼 인지하며, 외곽부(418)에서는 상대적으로 저 해상도의 영상이 출력되는 것처럼 인지할 수 있다. 도 5를 참조하여 설명한 바와 같이, 시청자는 중심부(414)로 출력되는 영상까지만 컨텐츠를 선명하게 인지할 수 있다. 이 때문에, 반사부(120)는 프로젝터(110)에서 출력되는 광의 경로를 조정하여, 의도적으로 중심부(414)로 상대적으로 많은 양의 광정보를 반사시킨다. 여기서, 광 정보는 시청자가 인지하는 영상의 해상도에 영향을 미치는 광의 요소로서, 광량 또는 광밀도 등을 포함한다. 이에 따라, 시청자는 중심부(414)에 상대적으로 고밀도로 화소가 배치된 것처럼 인지할 수 있다. 반사부(120)의 중앙부가 반사시키는 정도는 프로젝터(110)에서 출력되는 영상의 전체 광정보의 절반을 초과하는 정도일 수 있고, 보다 바람직하게는 2/3 정도일 수 있다.
한편, 도 3b에 도시된 바와 같이, 반사부(120)의 중앙부(315)는 굴곡부(320)와 반대되는 방향(중앙부의 끝단이 프로젝터를 향하는 방향)으로 곡률을 갖는다. 중앙부(315)가 이와 같은 굴곡을 갖기 때문에, 스크린(210)의 중심부(414)로 보다 많은 양의 광정보가 수월하게 반사될 수 있다.
다시 도 1 및 2를 참조하면, 반사부(120)의 전술한 특징에 따라, 시청자는 자신이 인지할 수 있는 범위(스크린의 중심부)에서 보다 높은 해상도의 영상이 출력되는 것처럼 인지할 수 있다.
제어부(130)는 프로젝터(110)의 동작을 제어하며, 출력할 영상을 가공한다.
제어부(130)는 프로젝터(110)가 몰입 영상을 출력하도록 프로젝터(110)를 제어한다.
제어부(130)는 프로젝터(110)가 출력할 몰입 영상을 보정한다. 전술한 대로, 스크린의 중심부(414)로는 기 설정된 수준의 광정보가 반사된다. 이에 따라, 프로젝터(110)가 스크린(210)의 전면적으로 동일한 해상도의 영상이 출력되는 것과 동일하게 몰입 영상을 출력한다면, 시청자에게 인지될 영상에 왜곡이 발생할 수 있다. 특히, 반사각도에 따라, 영상에 왜곡이 발생할 수 있다. 제어부(130)는 반사부(120)의 형태와 그에 따른 반사 형태를 고려하여, 프로젝터(110)가 출력할 영상을 보정한다. 보정에 따라, 시청자는 스크린의 중심부(414)에서 상대적으로 높은 해상도의 영상을 왜곡없이 시청할 수 있다.
전원부(140)는 프로젝터(110) 및 제어부(130)가 동작할 수 있도록 하는 전원을 공급한다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 몰입형 디스플레이 장치
110: 프로젝터
120: 반사부
130: 제어부
140: 전원부
210: 스크린
220: 몰입 영상
310, 315: 중앙부
320: 굴곡부
414: 중심부
418: 외곽부

Claims (14)

  1. 프로젝터로부터 출력되는 몰입 영상을 스크린으로 반사시켜, 시청자가 영상을 인지할 수 있도록 하는 반사장치에 있어서,
    중심을 기준으로 기 설정된 범위 내에 해당하며, 평평한 형태를 갖는 중앙부; 및
    중앙부 외의 나머지 범위에 해당하며, 곡률을 갖는 굴곡부를 포함하며,
    상기 중앙부는 상기 스크린의 기 설정된 부위로, 상기 굴곡부는 상기 스크린의 기 설정된 부위 이외의 부위로 각각 입사하는 광을 반사시키되,
    상기 기 설정된 부위는 시청자의 시야각의 중심을 기준으로 기 설정된 각도 범위 내인 것을 특징으로 하는 반사장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 굴곡부는,
    끝단이 상기 프로젝터를 기준으로 멀어지는 방향으로 곡률을 갖는 것을 특징으로 하는 반사장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스크린의 기 설정된 부위로 반사되는 광정보량은 상기 스크린의 기 설정된 부위 이외의 부위로 반사되는 광정보량보다 상대적으로 많은 것을 특징으로 하는 반사장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기 설정된 각도는,
    60°인 것을 특징으로 하는 반사장치.
  7. 제1항, 제2항, 제4항 및 제6항 중 어느 한 항의 반사장치;
    상기 반사장치로 몰입 영상을 출력하는 프로젝터; 및
    상기 프로젝터의 동작을 제어하는 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 몰입형 디스플레이 장치.
  8. 프로젝터로부터 출력되는 몰입 영상을 스크린으로 반사시켜, 시청자가 영상을 인지할 수 있도록 하는 반사장치에 있어서,
    중심을 기준으로 기 설정된 범위 내에 해당하며, 기 설정된 방향으로 곡률을 갖는 중앙부; 및
    중앙부 외의 나머지 범위에 해당하며, 상기 중앙부와 반대되는 방향으로 곡률을 갖는 굴곡부를 포함하며,
    상기 중앙부는 상기 스크린의 기 설정된 부위로, 상기 굴곡부는 상기 스크린의 기 설정된 부위 이외의 부위로 각각 입사하는 광을 반사시키되,
    상기 기 설정된 부위는 시청자의 시야각의 중심을 기준으로 기 설정된 각도 범위 내인 것을 특징으로 하는 반사장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 중앙부는,
    끝단이 상기 프로젝터를 향하는 방향으로 곡률을 갖는 것을 특징으로 하는 반사장치.
  10. 삭제
  11. 제8항에 있어서,
    상기 스크린의 기 설정된 부위로 반사되는 광정보량은 상기 스크린의 기 설정된 부위 이외의 부위로 반사되는 광정보량보다 상대적으로 많은 것을 특징으로 하는 반사장치.
  12. 삭제
  13. 제8항에 있어서,
    상기 기 설정된 각도는,
    60°인 것을 특징으로 하는 반사장치.
  14. 제8항, 제9항, 제11항 및 제13항 중 어느 한 항의 반사장치;
    상기 반사장치로 몰입 영상을 출력하는 프로젝터; 및
    상기 프로젝터의 동작을 제어하는 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 몰입형 디스플레이 장치.
KR1020210136366A 2021-10-14 2021-10-14 프리폼 반사부를 구비한 몰입형 디스플레이 장치 Active KR102592588B1 (ko)

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