KR102530029B1 - Screen system for 3D opaque microscope - Google Patents
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Abstract
본 발명은 좌, 우 대물렌즈 시스템과 편광투사하는 좌, 우 투사시스템과 표면반사스크린이 하나의 시스템으로 구성되고
좌, 우대물렌즈 시스템은 좌, 우 입사렌즈와 좌, 우 영상센서와 결합 구성 하고 좌, 우측 대물렌즈의 초점위치를 하나의 초점으로 하고 좌, 우측 영상센서 간격은 사람의 좌, 우 눈 간격이 되게끔 상호 대칭 사각으로 구성하고
투사시스템은 좌, 우 프로젝터로 각각 구성하고 표면반사스크린은 알루미늄, 크롬, 실버, 스테인리스와 같은 백색 금속표면으로 구성되되 대각선 크기로 80“이상 300”로 구성되고 그 표면입자도는 편광 반사가 가능하게끔 표면 반사 스크린 으로 구성되므로서 다중 인원이 하나의 표면반사스크린에서 실물을 표면 반사하는 대형 표면반사스크린에서 입체영상으로 동시에 관측할 수 있는 것이 특징인 입체 실물 대형 표면반사스크린 투사 대물렌즈 시스템에 관한 것이다.The present invention consists of a left and right objective lens system, a left and right projection system for polarizing projection, and a surface reflection screen as one system.
The left and right objective lens system is configured by combining left and right incident lenses and left and right image sensors, and the focal position of the left and right objective lenses is a single focal point, and the distance between the left and right image sensors is the distance between the left and right eyes of a person It is composed of mutually symmetrical squares so that
The projection system is composed of left and right projectors, respectively, and the surface reflection screen is composed of a white metal surface such as aluminum, chrome, silver, and stainless steel, with a diagonal size of 80" or more and 300", and the surface particle size is such that polarization reflection is possible. It is composed of a surface reflection screen, so it is about a three-dimensional real large surface reflection screen projection objective lens system, which is characterized in that multiple people can simultaneously observe as a stereoscopic image on a large surface reflection screen that reflects the real thing on one surface reflection screen. .
Description
본 발명은 현미경으로 확대한 실체를 입체영상으로 대형스크린에서 관측 하되 잔상 없이 고선명으로 관측하는 것을 특징으로 하는 입체 영상이 구현되는 고선명 입체 영상이 구현되는 스크린 실체 현미경 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a screen stereoscopic microscope system that implements a high-definition stereoscopic image in which a stereoscopic image is realized, characterized in that a stereoscopic image magnified by a microscope is observed on a large screen in high definition without an afterimage.
실체(實體)라 함은 프레파라트가 아닌 광물, 반도체, 생물의 조직 등 실물을 말한다. 종래 실체 현미경이라 함은 개개인이 개별 시료를 각자의 현미경으로 보는 것이다. 따라서 교사가 보는 현미경 영상과 학생 각자가 보는 현미 영상이 다르다.Substance refers to the real thing, such as minerals, semiconductors, and biological tissues, not preparat. A conventional stereoscopic microscope means that individuals view individual samples through their respective microscopes. Therefore, the microscope image that the teacher sees and the microscope image that each student sees are different.
공과대학에서 반도체, 전자회로와 같은 실체, 작동하는 미세한 시계와 같은 정밀 작동구조 및 의과대학에서 피부 표면, 수술부위 등 프레파라트로 보지 못하는 실물 시료 및 실제 수술 영상을 초대형 화면에서 10배이상 100배의 확대된 영상을 3D 입체로 다수의 인원이 동시에 관측하는 필요성이 대두 되었다 .Substances such as semiconductors and electronic circuits in engineering colleges, precise operating structures such as minute clocks, and real samples and actual surgical images that cannot be seen with preparat, such as skin surfaces and surgical areas in medical colleges, are displayed on a super-large screen 10 times or more than 100 times. The need for a large number of people to observe the enlarged image in 3D at the same time has emerged.
입체 영상이라 함은 사람의 좌, 우 눈으로 보는 시각 차이에 의한다. 즉 좌, 우 눈 간격에 의한 편향 각도의 차이를 뇌가 인식하여 입체감을 느끼게 된다. 따라서 입체영상의 좌, 우 편차가 좌, 우 눈의 간격 편차보다 작으면 입체감이 감소되고 간격편차가 커지면 경험하지 못한 관측물의 편차로 관측자의 뇌에 전달되므로 어지러움 등을 느끼게 된다.A stereoscopic image is based on the difference in vision seen by the left and right eyes of a person. That is, the brain recognizes the difference in the deflection angle due to the distance between the left and right eyes, and feels a three-dimensional effect. Therefore, if the left and right deviation of the stereoscopic image is smaller than the distance deviation between the left and right eyes, the three-dimensional effect is reduced.
더욱이 본 발명처럼 10배 이상 100배로 확대된 입체 영상을 관측 할 때는 그 편차가 더 확대된다.Moreover, when observing a stereoscopic image magnified 10 times or more and 100 times as in the present invention, the deviation is further magnified.
따라서 입체영상을 스크린의 투사 시 그 편차가 더 커지게 되므로 교실이나 강의실에서 10명 이상 300명까지 동시에 볼 수 있는 화면 크기 80″ 이상 300″의 스크린에서 정밀한 현미 영상을 자연스러운 입체영상으로 다수가 동시에 관측할 수 있는 기술이 필요하게 되었다. Therefore, when a stereoscopic image is projected on a screen, the deviation becomes larger, so a precise brown image can be converted into a natural stereoscopic image on a screen with a screen size of 80″ or more and 300″ that can be viewed by 10 to 300 people at the same time in a classroom or lecture room. Observation skills are needed.
이와 관련된 종래기술로 대한민국 특허출원번호 10-2003-0051854호가 있으나 이러한 종래기술은 대형 스크린에서 실체 영상을 사람의 눈으로 보는 것과 같은 입체영상으로 구현 할 수가 없었다. 또한 좌, 우 CCD 카메라의 간격이 사람의 좌, 우 눈과 근접한 간격으로 구성되는 방법이 제시되지 않아 사람이 직접 관측할 때와 같은 자연스러운 입체감을 얻지 못하였으며 화면이 대형화 될수록 현미경 영상도 확대되므로 관측물의 해상도를 유지하지 못하고 고스트 현상과 같은 잔상이 발생하여 현미 영상 관측, 특히 선명한 입체영상 구현이 이루워 지지 않아 실용화 되지 못했다.As a prior art related to this, there is Korean Patent Application No. 10-2003-0051854, but this prior art could not implement a stereoscopic image on a large screen as a stereoscopic image that the human eye sees. In addition, since the method for configuring the distance between the left and right CCD cameras to be close to the left and right eyes of a person is not presented, it is not possible to obtain a natural three-dimensional effect as when a person directly observes. Since the resolution of water could not be maintained and afterimages such as ghosting occurred, observation of microscopic images, especially clear stereoscopic images, was not achieved, so it was not put to practical use.
또 하나의 종래기술인 대한민국 실용신안 출원 제 20-2002-0003563호 광시야 고휘도 스크린 영상 시스템 에 관한 것이 있으나 이 또한 현미경 영상에 적용 할 수가 없었다. 입체영상이라는 것은 일반스크린에서는 구현되지 않는다. 즉 입체용 좌, 우 영상의 편광도가 분리되어 좌 영상과 우 영상이 분리 반사되어야 입체영상이 구현되는데 반해 이러한 종래기술은 표면 산란 스크린으로서 좌, 우에서 입사되는 일반영상을 합치하여 좌, 우 시야각을 확대 하는 구조이다. 즉 편광도를 분리 반사하는 기능과는 반대의 기능이다. 따라서 입체 영상 구현자체가 불가능 하였다.Another prior art, Korean Utility Model Application No. 20-2002-0003563, relates to a wide-field, high-brightness screen imaging system, but this also could not be applied to microscope images. Stereoscopic images cannot be realized on a normal screen. That is, the polarization degree of the left and right images for stereoscopic is separated and the left and right images are separated and reflected to realize a stereoscopic image. It is a structure that expands the That is, it is the opposite function to the function of separating and reflecting the degree of polarization. Therefore, it was impossible to implement a stereoscopic image itself.
입체영상을 표현하는 종래기술로는 대한민국 특허출원 제 10-2011-7012726호의 기술이 있으나 이는 3차원 영상신호 전송 방법과, 영상표시 장치이며 두 개의 이미지 센서가 사람의 양안 시차 65mm의 떨어진 간격으로 구성된다는 일반론적이고 상식적인 설명만 제시 되어 있을 뿐 본 발명과 같은 입체 현미경에 적용기 위한 구체적 기술제시가 없다. As a conventional technology for expressing stereoscopic images, there is a technology of Korean Patent Application No. 10-2011-7012726, but this is a 3D image signal transmission method and an image display device, and two image sensors are configured at a distance of 65mm of human binocular parallax. There is no specific technical presentation for application to a stereoscopic microscope such as the present invention, only a general and common sense explanation is presented.
본 발명은 대물렌즈와 영상센서의 광학적 구성과 투사영상의 편광 방법과 이러한 편광영상의 분리반사가 이루워지는 표면반사스크린의 구성방법과 이러한 다수의 구성요소가 결합하여 하나의 시스템으로 유기적으로 작용하여 스크린에서 자연스러운 입체 영상을 시청할 수 있는 고선명 스크린 실물 입체 현미경 시스템의 구성 방법을 제공한다.The present invention is an optical configuration of an objective lens and an image sensor, a polarization method of a projected image, a method of configuring a surface reflection screen in which separate reflection of such a polarized image is achieved, and a plurality of these components combine to work organically as a system. To provide a method for constructing a high-definition screen real-life stereoscopic microscope system capable of viewing natural stereoscopic images on a screen.
본 발명은 좌, 우 대물렌즈와 좌, 우 대물렌즈의 좌, 우 영상이 입사되는 좌, 우 입사렌즈와 좌, 우 영상센서와 좌, 우 영상센서의 영상이 입력되어 투사되는 좌, 우 프로젝터와 좌, 우 프로젝터의 영상이 결상 되는 스크린으로 구성 되되In the present invention, left and right objective lenses and left and right incident lenses into which left and right images of the left and right objective lenses are incident, left and right image sensors, and left and right projectors in which images of the left and right image sensors are input and projected It consists of a screen on which the images of the left and right projectors are imaged.
좌, 우 입사렌즈 와 좌, 우 영상센서의 좌, 우 간격은 사람의 좌, 우 눈의 간격과 근접한 62mm이상 68mm 이내의 간격(A)으로 구성 되고, The left and right distances of the left and right incident lenses and the left and right image sensors are composed of distances (A) between 62 mm and 68 mm, which are close to the distance between the left and right eyes of a person,
좌, 우 대물 렌즈는 하나의 공통초점(G)을 갖게 구성하되 상기 공동초점(G)으로 부터 좌, 우 입사렌즈 까지의 거리를 명시거리인 250mm 이내로 구비함으로서 좌, 우 입사렌즈의 간격(A)과 좌, 우 대물렌즈의 공동초점(G)이 이루는 내각(∠A)이 15도 이내가 되도록 구성되고The left and right objective lenses are configured to have one common focus (G), but the distance from the common focus (G) to the left and right incident lenses is within 250 mm, which is the clear distance, so that the distance between the left and right incident lenses (A ) and the common focus (G) of the left and right objective lenses are configured so that the interior angle (∠A) is within 15 degrees,
좌, 우 프로젝터의 좌, 우 투사렌즈(206,207) 앞단에 편광방향이 좌, 우 대칭 사각방향으로 구성되는 좌, 우 편광판(204.205)이 구비되고 Left and
스크린은 알루미늄, 크롬, 실버, 스테인리스와 같은 백색 금속 표면 중 하나로 구성되고 표면 반사율은 2% 이상 30%의 반사율로 형성되는 반사면으로 구성 되되 반사면 위에 상기 좌, 우 투사렌즈(206.207)의 영상이 결상 되게 끔 스크린의 표면에 좌, 우 방향으로 산란하는 산란선(304)이 형성되고 상,하 방향으로는 반사면이 구성되는 표면반사스크린(303)으로 구성 한다 The screen is composed of one of the surfaces of white metal such as aluminum, chrome, silver, and stainless steel, and the surface reflectivity is composed of a reflective surface formed with a reflectance of 2% or more and 30%. It consists of a
좌, 우 대물렌즈의 영상이 각각 입력되는 좌, 우 영상센서와 좌, 우 입사렌즈의 좌, 우 간격을 사람의 좌, 우 눈의 간격(A)인 65mm를 기준으로 하고 좌, 우 입사렌즈는 하나의 공통초점(G)을 기준으로 하되 도2와 같이 좌, 우 영상센서와 좌, 우 입사렌즈의 좌, 우 간격(A)대비 명시거리 250mm의 위치에 형성되는 공통초점(G)이 형성하는 내각(∠A)은 15도 이내로 한다. The left and right distances between the left and right image sensors and the left and right incident lenses, to which the images of the left and right objective lenses are input respectively, are based on 65mm, the distance (A) between the left and right eyes of a person, and the left and right incident lenses is based on one common focus (G), but as shown in FIG. The interior angle (∠A) to be formed is within 15 degrees.
좌, 우 영상센서의 영상이 각각 입력 되는 좌, 우 프로젝터 시스템은 각 투사렌즈 전면에 좌, 우 편광방향이 좌, 우 대칭 사각방향으로 구비되는 좌, 우 편광판을 구비하고 좌, 우 투사렌즈의 좌, 우 투사 간격은 투사렌즈의 중심축을 기준으로 하여 좌, 우 간격이 동일하거나 65mm 이내가 되도록 구성한다. The left and right projector system, to which the images of the left and right image sensors are respectively input, is provided with left and right polarizers in front of each projection lens in which the left and right polarization directions are provided in symmetrical left and right square directions, and the left and right projection lenses are The left and right projection intervals are configured so that the left and right intervals are the same or within 65 mm based on the central axis of the projection lens.
표면 반사스크린은 대각선 80“ 이상 300”의 대형스크린으로 구성 하고 표면 반사율이 2% 이상 30%의 반사율로 구성하고 표면 자체를 알루미늄, 크롬, 실버, 스테인리스와 같은 백색 금속 표면 중 하나로 구성하되 표면에서 영상이 반사하는 반사 형태로 구성하고 이러한 반사면 표면 위에 좌, 우 방향으로 산란하는 미세한 헤어라인의 산란선을 형성하여 스크린의 주조 전체가 스크린의 표면에서 반사하는 표면 반사 스크린으로 구성한다.The surface reflection screen consists of a large screen with a diagonal of 80“ or more and 300”, and the surface reflectance is composed of a reflectance of 2% or more and 30%, and the surface itself is composed of one of the white metal surfaces such as aluminum, chrome, silver, and stainless steel. It is composed of a reflection form in which the image is reflected, and a fine hairline scattering line scattered in left and right directions is formed on the surface of the reflection surface, and the entire cast of the screen is composed of a surface reflection screen that reflects on the surface of the screen.
이러한 본 발명은 좌, 우 대물렌즈와 좌, 우 대물렌즈의 영상이 입사되는 좌, 우 입사렌즈와 좌, 우 입사렌즈의 영상이 입력되는 좌, 우 영상센서와 좌우영상센서의 입체용 좌우 영상이 입력 되는 좌, 우 프로젝터와 좌, 우 프로젝터에 구비되는 좌우 대칭 사각 편광판과 투사렌즈 및 반사표면 위에 산란선이 형성되는 표면 반사 스크린이 하나의 시스템으로 하여 상호 유기적으로 작용하게 구성 한다.In the present invention, the left and right objective lenses and the left and right incident lenses into which the images of the left and right objective lenses are incident, the left and right image sensors into which the images of the left and right incident lenses are input, and the left and right images for stereoscopic use of the left and right image sensors The left and right projectors, the left and right symmetrical square polarizers, the projection lens, and the surface reflective screen on which scattering lines are formed on the reflective surface are configured to work organically as a system.
이러한 본 발명은 좌, 우 프로젝터에서 투사되는 입체영상용 좌, 우 영상은 사람의 눈 간격(A)과 같은 좌, 우 편차에 의한 좌, 우 영상으로 좌, 우 편광판에 의해 좌,우 사각대칭 방향으로 각각 분리되어 표면 반사스크린의 표면으로 투사된다.In the present invention, the left and right images for stereoscopic images projected from the left and right projectors are left and right images by the left and right deviations such as the human eye distance (A), and the left and right square symmetry is achieved by the left and right polarizers. They are separated in each direction and projected onto the surface of the surface reflective screen.
표면반사스크린(303)으로 입사되는 좌, 우 영상은 표면 반사스크린에서 각각 분리되어 반사 되고 표면 반사스크린에서 분리 반사되는 좌, 우 영상은 사람의 좌, 우 눈의 간격(A)으로 보는 자연스러운 입체영상을 잔상 없는 고선명 입체영상으로 관측된다.The left and right images incident on the
좀더 상세히 설명 하면 좌, 우 영상센서와 좌, 우 입사렌즈와 좌, 우 입사렌즈의 중심을 기준으로 상하 방향으로 사람의 명시거리 250mm위치에 공동초점(G)이 갖는 내각을 15도 이내로 구성함으로서 관측자가 좌, 우 눈으로 명시거리에 있는 실체 사물을 볼 때와 동일한 자연스러운 입체감을 제공한다.In more detail, the left and right image sensors, the left and right incident lenses, and the interior angle of the common focus (G) at the position of 250mm in the vertical direction based on the center of the left and right incident lenses are configured to be within 15 degrees. It provides the same natural three-dimensional effect as when an observer sees a real object in the visual field with the left and right eyes.
좌, 우 프로젝터의 좌, 우 투사 간격을 상하 2단으로 동일한 간격 또는 사람의 좌, 우 눈 간격인 65mm이내로 구성함으로서 스크린에 투사 된 좌, 우 영상이 스크린에서 사람의 눈 간격인 65mm 이내의 간격으로 형성되게 분리 하여 각각 투사함으로서 스크린에서도 자연스러운 입체감을 구현 할 수 있게 된다.By configuring the left and right projection intervals of the left and right projectors in two stages, the same interval or within 65mm, the distance between the left and right eyes of the human eye, the left and right images projected on the screen are projected on the screen at an interval within 65mm, the distance between the human eye and the screen. It is possible to realize a natural three-dimensional effect on the screen by separating them to form and projecting them separately.
반사율 2%이상 30% 의 표면 위에 산란선이 형성되는 표면 반사스크린은 표면에서 좌, 우 사각으로 편광된 좌, 우영상을 각각 분리하여 반사를 하게 되므로 편광반사율이 1% 미만인 기존 스크린 대비 90% 이상에 이르므로 입체 영상 분리도가 90배 증대 된다. 즉 좌, 우 90% 이상 분리되어 영상이 중복 되지 않으며 잔상이 생기지 않는 고선명 입체 영상이 가능하게 된다. The surface reflection screen, in which scattering lines are formed on a surface with a reflectance of 2% or more and 30%, separates and reflects the left and right images polarized in left and right quadrilaterals on the surface, so it is 90% higher than conventional screens with a polarization reflectance of less than 1%. Since the above is reached, the degree of stereoscopic image separation is increased by 90 times. That is, more than 90% of the left and right sides are separated so that images do not overlap and high-definition stereoscopic images without afterimages are possible.
이러한 표면 반사는 기존 산란 스크린 대비 편광반사율 90% 이상 밝기 2배에서 30배의 고선명 입체영상을 제공 한다.This surface reflection provides high-definition stereoscopic images with a polarization reflectance of 90% or more and 2 to 30 times the brightness compared to existing scattering screens.
또한 표면 반사스크린의 표면강도가 금속 표면이므로 기존 스크린 대비 20배 이상 강해 미세한 입자도의 표면 구성이 가능하므로 반사특성에 의한 영상을 세밀하게 표현하는 효과가 있다.In addition, since the surface strength of the surface reflective screen is a metal surface, it is more than 20 times stronger than the existing screen, and it is possible to configure the surface with fine particle size, so there is an effect of expressing images in detail by reflection characteristics.
또한 이러한 본 발명은 좌, 우 대물렌즈와 좌, 우 입사렌즈와 좌, 우 영상센서의 좌, 우 간격과 공동초점(G)의 거리가 이루는 각도가 15 각도 이내로 구성함으로서 명시거리 250mm에서 보는 자연스러운 입체 영상 구현 효과를 얻게 된다.In addition, the present invention configures the angle formed by the left and right distances of the left and right objective lenses, the left and right incident lenses, the left and right image sensors, and the distance of the common focus (G) within 15 angles, so that a natural view at a visual distance of 250mm is formed. A three-dimensional image realization effect is obtained.
자연스러운 입체영상을 표면 반사스크린에서 구현 하도록 좌, 우 영상의 간격이 좌, 우 눈간격인 65mm 이내로 구성 할수 있도록 좌, 우 프로젝터의 투사간격을 좌, 우 간격이 동일하거나 65mm 이내로 구성함으로서 표면 반사 스크린에서 자연스러운 입체영상을 관측 할수 있다. In order to realize a natural three-dimensional image on the surface reflection screen, the projection distance of the left and right projectors is the same or within 65mm so that the distance between the left and right images can be configured within 65mm, the left and right eye distance, so that the surface reflection screen You can observe natural stereoscopic images in
따라서 이와 같은 본 발명은 10-100배로 확대된 현미경 영상을 사람이 명시거리에서 직접 관찰하는 자연스러운 좌, 우 편차에 의한 분리 투사되는 입체영상으로 종래 스크린 대비 2배 이상 30배의 밝기 및 90배의 편광반사율로 제공하며 종래 현미경의 시야 5“ 대비 256배에서 3600배까지 확대된 입체영상을 제공한다.Therefore, the present invention is a three-dimensional image in which a microscope image magnified 10 to 100 times is separately projected by natural left and right deviations directly observed by a person at a visual distance, and has more than 2 times, 30 times brightness and 90 times brightness compared to conventional screens. It is provided in polarized reflectance and provides a three-dimensional image enlarged from 256 times to 3600 times compared to the 5" field of view of the conventional microscope.
도1은 본 발명의 실시의 일예의 사시도
도2의 (a)는 렌즈 시스템의 결합 설명도
도2의 (b)는 대물렌즈 시스템의 측면 설명도
도3은 편광 시스템과 표면 반사스크린의 설명도
1 is a perspective view of an example of an embodiment of the present invention;
Figure 2 (a) is a combination explanatory diagram of the lens system
Figure 2 (b) is a side explanatory view of the objective lens system
Figure 3 is an explanatory diagram of a polarization system and a surface reflection screen
본 발명은 도1. 도2. 도3에 도시 된바와 같이 고선명 실체 스크린 현미경 시스템을 구성하기 위하여The present invention Figure 1. Figure 2. As shown in Figure 3, in order to construct a high-definition stereo screen microscope system
좌, 우 대물렌즈와 좌, 우 대물렌즈의 좌, 우 영상이 입사되는 좌, 우 입사렌즈와 좌, 우 영상센서와 좌, 우 영상센서의 영상이 입력되어 투사되는 좌, 우 프로젝터와 좌, 우 프로젝터의 영상이 결상 되는 표면반사스크린으로 구성 하되The left and right objective lenses and the left and right incident lenses into which the left and right images of the left and right objective lenses are incident, the left and right image sensors, and the left and right projectors where the images of the left and right image sensors are input and projected It consists of a surface reflection screen on which the image of the projector is formed.
좌, 우 입사렌즈(112.113)와 좌, 우 영상센서(114,115)의 좌, 우 간격은 사람의 좌, 우 눈의 간격인 65mm 간격(A)으로 구성 하고, The left and right distances between the left and right incident lenses (112.113) and the left and right image sensors (114, 115) are composed of a 65mm distance (A), which is the distance between the left and right eyes of a person,
좌, 우 대물 렌즈(110.111)는 하나의 공통초점(G)을 갖게 구성하되 공동초점(G)으로 부터 좌, 우 입사렌즈(112.113) 까지의 거리를 명시거리인 250mm 이내로 구비함으로서 좌, 우 입사렌즈(112.113)의 간격(A)과 좌, 우 대물렌즈(110.111)의 공동초점(G)으로 입체용 좌,우 영상을 분리하되 그 분리되는 좌,우 편차의 각도가 이루는 내각(∠A)이 15도 이내가 되도록 구성 한다.The left and right objective lenses (110.111) are configured to have one common focus (G), but the distance from the common focus (G) to the left and right incident lenses (112.113) is provided within 250mm, which is the visual distance, so that left and right incident Separate the left and right images for stereoscopic use by the gap (A) of the lens (112.113) and the common focus (G) of the left and right objective lenses (110.111), and the interior angle (∠A) formed by the angle of the separated left and right deviation It is configured so that it is within 15 degrees.
좌, 우 프로젝터(202.203)의 좌, 우 투사렌즈(206,207) 앞단에 구비되는 좌, 우 편광판(204.205)의 편광방향은 좌, 우 대칭 사각방향으로 구비하고The polarization direction of the left and right polarizers 204.205 provided at the front ends of the left and
표면 반사스크린(303)의 표면 반사율은 2% 이상 30%의 반사율로 구성되는 알루미늄, 크롬, 실버, 스테인리스와 같은 백색 금속 표면 중 하나로 구성 하되 좌, 우 투사렌즈(206.207)의 영상이 상기 표면반사스크린(303)의 표면에서 결상 되게 끔 좌, 우 방향으로 산란하는 산란선(304)을 표면반사스크린(303)의 표면에 형성 하므로서 좌, 우 프로젝터(202.203)에서 투사되는 입체영상용 좌, 우 영상은 사람의 눈 간격과 같은 좌, 우 편차에 의한 좌, 우 영상으로 분리하여 상기 표면 반사스크린(303)의 표면으로 투사하고 표면반사스크린(303)으로 투사되는 좌, 우 영상은 표면 반사스크린(303)에서 또 한번 각각 분리되어 반사 하고 표면반사스크린(303)에서 분리 반사 되는 좌, 우 영상은 잔상 없는 고선명 입체영상으로 구현한다 The surface reflectance of the
또한 좌, 우 대물렌즈(111,110)와 좌, 우 영상센서(112,113) 사이에 좌, 우 대물렌즈(110,111)에 의해 도립되는 관측 영상을 정립상으로 도립되게 하는 도립 렌즈(117) 또는 배율을 확대하는 가변렌즈(116)가 더 구비 한다In addition, between the left and right
--
이와 같은 본 발명을 좀 더 상세히 설명 하면 도1, 도2, 도3과 같이 대물렌즈 시스템(100)은 스테이지(101), 스테이지(100)일방에 조명장치(105)를 추가하고 스테이지(101) 후방에 수직으로 구비되는 지지대(102), 지지대 내부에서 상, 하로 이동하는 상,하 이동대(104), 상,하 이동대(104) 앞단에 구비되어 전자신호로 변환시키는 좌, 우 영상센서(114,115)로 구성 한다. Describing the present invention in more detail, as shown in FIGS. 1, 2, and 3, the
지지대(102)전방에 모니터(108)와 좌, 우 영상센서(114,115)에 영상을 입사 시키는 좌, 우 입사렌즈(112,113)로 구성하며 좌, 우 대물 렌즈(110,111)과 좌, 우 프로젝터 (202,203)시스템과 표면에서 반사 하는 표면 반사 스크린(303)으로 구성 한다. It is composed of left and
대물렌즈 시스템(100)은 도2와 같이 좌, 우 사각 형태의 광축 (l,r)으로 구성하고 좌 광축(l)은 좌 대물렌즈(110)와 좌 입사렌즈 (112)와 좌 영상센서(114)로 구성되고 우 광축(r)은 우 대물렌즈(111)와 우 입사렌즈(113)와 우 영상센서(115)로 구성한다. As shown in FIG. 2, the
즉 상기 좌,우광축(l,r)이 공통초점(G)과 이루는 내각(∠A)이 15도이내가 되는 것 이다.That is, the interior angle (∠A) formed by the left and right optical axes (l, r) and the common focus (G) is less than 15 degrees.
이러한 본 발명은 공통초점(G)에서 좌 대물렌즈(111)로 입사한 영상은 좌 입사렌즈(113)로 좌 영상센서(114)에 입사되고 좌 영상센서(114)의 영상은 좌 프로젝터(202)에 입사되고 좌 프로젝터(202)에 입사된 좌 영상센서(114)의 영상은 좌 편광판(204)에 의해 편광되어 표면 반사스크린(303)의 표면(301)에 입사된다.In the present invention, the image incident on the left
우 대물렌즈(110)로 입사한 영상은 우 입사렌즈(112)로 우 영상센서(115)에 입사되고 우 영상센서(115)의 영상은 우 프로젝터(203)에 입사되며 우 프로젝터(203)에 입사된 우 영상센서(115)의 영상은 우 편광판(205)에 의해 편광되어 표면반사스크린(303)의 표면(301)에 입사된다. The image incident on the right
좌, 우 편광판(204, 205)의 편광방향은 좌, 우 대칭 사각 방향으로 구성 한다. 즉 좌 편광판(204)이 좌 45도이면 우 편광판(205)은 우향 45도 로 구성 하는 것이다. 이에 사용되는 편광안경(302)도 같은 방향으로 구성 한다.The polarization direction of the left and
도2의 (a)와 도3과 같이 이러한 표면반사스크린(303)에서 반사되는 좌 프로젝터(202)의 영상은 관측자의 편광안경(302)중 좌측 편광판에 입사하여 관측자의 좌측 눈에 입사되고 우측 프로젝터(203)의 영상은 관측자의 편광안경(302) 중 우측 편광판에 입사하여 관측자의 우측 눈에 입사되므로 관측자는 좌, 우가 분리된 좌, 우 영상을 보게 된다2(a) and 3, the image of the
즉 공동초점(G)에 의해 관측된 관측물의 실체는 좌측 광축에 의한 현미경 영상과 우측 광축에 의한 현미경 영상은 각각 분리되어 표면 반사스크린(303)의 표면에서 반사 된 후 각각 좌, 우 편광각으로 분리되어 관측자의 편광안경으로 좌측 영상은 좌측 눈에 우측 영상은 우측 눈에 분리 입사되므로 관측자는 입체 영상을 관측하게 되는 것이다.That is, the substance of the observed object observed through the joint focus (G) is separated from the microscope image by the left optical axis and the microscope image by the right optical axis, and is reflected on the surface of the
이러한 본 발명은 좌, 우 대물렌즈(110.111) 상부에 좌, 우 입사렌즈(110,111)와 그 상부에 좌, 우 영상센스(114,115)로 구비 하되 좌, 우 입사렌즈(112,113)와 좌, 우 영상(114,115)의 좌, 우 간격(A)은 65mm를 기준으로 한다In the present invention, the left and
본 발명의 좌,우 간격(A)은 사람의 차이를 감안하여 60mm 이상 70mm이내로 적용 할수 있다 .The left and right distance (A) of the present invention can be applied within 60 mm or more and 70 mm or more in consideration of the difference between people.
좌, 우 대물렌즈(110,111)는 하부에 형성되는 초점을 하나의 공동초점(G)이 되도록 좌, 우 간격(A) 기준으로 좌, 우 광축(l,r)을 상하 방향 사각으로 구성 하되 사각이 하단이 일치 되는 위치에 공동초점(G)을 갖도록 구성 하되 그 길이는 사람의 명시거리인 250mm로 하여 좌, 우간격(A) 기준으로 공동 초점(G)이 이루는 꼭지점의 내각(∠A)은 15도 이내가 되도록 구성 한다.The left and right
따라서 좌, 우 대물렌즈(110,111)의 좌, 우 편향 각도 또한 15도 이내가 되어야 하므로 공동 초점 (G)부터 좌, 우 대물렌즈(110,111)와 좌, 우 입사렌즈(112,113)를 거쳐 좌, 우 영상센서(G)까지 총 광축의 길이는 250mm로 구성 한다.Therefore, since the left and right deflection angles of the left and right
명시거리 250mm 의 광축거리에서 좌, 우 15도의 편차를 갖는 좌, 우 대물렌즈(110,111)의 구조는 사람의 눈 기준 250mm 명시거리에 있는 실물을 보듯 자연스러운 좌, 우 편차에 의한 입체 영상을 제공하게 된다.The structure of the left and right
명시거리 250mm 이내에서 좌, 우 입사렌즈(110,111)와 좌, 우 영상센서(114,115) 사이에 영상의 상하를 반전하는 도립렌즈(117)또는 좌, 우 대물렌즈(110,111)의 배율을 증배하는 가변 렌즈(116)를 필요에 따라 추가 할 수 있다.Variable multiplication of the magnification of the
이러한 본 발명은 좌 영상 프로젝터(202)의 좌 투사렌즈(206) 앞단에 좌 편광판(204)을 구비하고 우 영상 프로젝터(203) 앞단에 우 편광판(205)을 구비하고 좌 편광판(204)과 우 편광판(205)의 편광방향은 상호 대칭 각도로 구성한다. 즉 좌 편광판(204)의 편광 방향을 좌 대각방향 45°로 구비하면 우 편광판(205)의 편광방향은 우 대각방향 45°로 구비하는 것이다.In the present invention, the
이러한 입체영상을 스크린에 투사하는 구조 또한 스크린에 투사된 좌, 우영상의 좌, 우 간격이 동일하거나 65mm 이내가 되도록 좌, 우 프로젝터(202.203)의 투사 각을 구성 한다.The projection angle of the left and right projectors (202.203) is configured so that the left and right distances of the left and right images projected on the screen are the same or within 65 mm.
즉 좌, 우 프로젝터(202,203)를 상,하 이단으로 구비하여 상,하로 구성된 투사렌즈 중심축을 일치하게 구성 하거나 좌, 우 프로젝터(202,203)를 좌, 우 방향으로 구성 할때는 좌, 우 프로젝터(202,203)의 투사렌즈 간격을 65mm 이내로 구성 하는 것 이다That is, when the left and
이 범위를 벗어나게 되면 스크린에서 좌, 우 영상의 간격이 확대되여 복상으로 시청하게 되고 입체 영상 구현이 불가능 하게 되며 이와 같이 좌, 우 편차 15도 이내로 관측된 좌, 우 영상을 투사하는 좌, 우 프로젝터(202,203)의 구성은 표면반사 스크린(303)에서 확대 되는 입체영상의 좌, 우 시각 차이를 사람의 눈 간격 이내로 결상하는 효과가 발생하므로 대형 스크린에서도 자연스러운 입체 영상 관측이 가능하게 된다 If it is out of this range, the distance between the left and right images on the screen is enlarged so that it can be viewed in double image, and it is impossible to implement 3D images. The configuration of (202, 203) produces an effect of imaging the left and right visual difference of the stereoscopic image magnified on the
이러한 표면반사스크린(303)은 도3과 같이 표면은 반사면이고 반사면위에 좌, 우 방향으로 산란하는 산란선(304)을 구성한다. 즉 반사표면위에 산란선이 일방향으로 형성 되는 것이다.As shown in FIG. 3, the surface
이러한 구성 이유는 좌, 우 대칭 사각방향으로 편광된 좌 영상과 우 영상이 표면 반사 스크린(303)에서 각각 반대방향의 사각, 예를 들면 좌 영상은 좌향 45도 각도로 편광되고 반사되며 우영상은 우향 45도 각도로 편향되고 반사하므로 상호 중첩 되지 않고 표면 반사스크린(303)표면에서 분리 반사하기 때문이다/The reason for this configuration is that the left and right images polarized in the left and right symmetrical square directions are polarized and reflected at the
일반 스크린은 표면에서 편광도가 흡수 산란되여 약 1% 미만의 편광도를 반사하여 사실상 입체영상 구현자체가 불가능하다.In general screens, the degree of polarization is absorbed and scattered on the surface, and less than about 1% of the degree of polarization is reflected, making it virtually impossible to realize 3D images.
본 발명은 표면 반사스크린(303)의 표면에서 반사 되므로 일반 스크린 대비 90%까지 편광도를 유지 하여 반사 하게 되므로 고스트 현상이나 복상의 잔상이 없이 좌, 우 영상이 각각 분리 반사 되므로 종래 대비 90배의 선명한 입체 영상 제공이 가능 하게 된다.Since the present invention is reflected on the surface of the
이와 같이 표면 반사스크린(303)에 결상 되는 좌, 우 프로젝터(202,203)의 좌, 우 영상 간격을 65mm 미만이 되게 구비한다.In this way, the distance between the left and right images of the left and
65mm 이상이 될 시 통상 두뇌가 경험적으로 인지하던 좌, 우 눈 간격보다 넓어 쉬 피로 하거나 두통이 발생 하게 되기 때문이다. If it is more than 65mm, it is because it is wider than the left and right eye distance that the brain is empirically recognized, so fatigue or headaches occur easily.
표면반사스크린(303)은 도3과 같이 표면이 알루미늄, 크롬, 실버, 스테인리스와 같은 백색 금속표면으로 구성되고 표면 반사율이 2% 이상 30%의 반사율을 갖는 반사표면으로 구성함으로써 좌 편광판(204)과 우편광판(205)으로부터 현미경 영상을 각각의 편광도가 유지되는 상태로 분리 반사가 가능한 편광 반사 표면 반사스크린(300)으로 구성한다. As shown in FIG. 3, the
이러한 표면 반사스크린(300)은 도3과 같이 상, 하 방향으로 반사율이 높은 반사면으로 구성 하고 그 표면에는 산란방향이 좌, 우 방향으로 확산하는 산란선(301)을 구성 하되 이러한 산란선(301)은 반사면 표면에 형성 되어야 한다. 예를 들면 산란 방향이 좌 우 방향이 되게끔 상하 방향으로 미세한 50-100미크론 굵기의 미세한 헤어라인을 형성하면 영상을 결상하는 스크린의 산란 기능을 유지하면서 전체적으로는 반사율이 높은 반사면을 형성 하는 것 이다. This
이러한 구성 이유는 일반 스크린의 기능 자체가 주로 산란면에서 투사되는 영상을 결상 시키는 기능이 있으나. 본 발명처럼 세밀한 실체 현미영상을 입체영상으로 구현 할 때는 영상 자체가 선명해야 하고 좌, 우 편광도가 명확하게 분리 반사되어야 하기 때문이다.The reason for this configuration is that the function of the general screen itself is mainly to form an image projected on the scattering surface. This is because the image itself must be clear and the left and right polarization degrees must be clearly separated and reflected when a detailed stereo microscopic image is implemented as a stereoscopic image as in the present invention.
또한 이러한 표면반사스크린(303)은 좌, 우 편광판(204,205)에 의해 좌, 우 대칭 사각으로 편광되어 각각 투사되는 입체 영상의 편광각도를 좌, 우 방향에서는 분리하되 영상을 결산하면서 동시의 상, 하 반사면에서 효율적으로 반사하기 때문이다.In addition, this
즉 좌, 우 편광판(204,205)의 영상 방향을 대칭 좌, 우 사각이 아닌 수직, 수평 방향으로 편광 되게 편광판을 구비 할시는 좌 편광영상 또는 우 편광영상중 하나의 편광영상만 표면 반사스크린(300)에서 반사하게 되므로 입체 영상 구현자체가 불가능 하게 되기 때문이다.That is, when the polarizer is provided so that the image direction of the left and
따라서 이러한 본 발명은 다수의 시스템 구성을 하나의 시스템으로 작용하게 하여 대각선 80″ 이상 300″ 미만의 초대형 화면에서 입체 영상을 실시간으로 실제 동작하는 그대로 입체 화면으로 구현한다. Therefore, according to the present invention, a plurality of system configurations act as one system, and a stereoscopic image is implemented as a stereoscopic screen as it actually operates in real time on a super-large screen with a diagonal of 80″ or more and less than 300″.
본 발명과 같은 금속재질의 표면반사스크린 표면은 강하므로 반사 특성이 우수하다. 따라서 편광판에 의해 편광된 영상의 편광도를 90% 이상 유지하면서 반사하므로 잔상 없는 현미경 영상을 미세하게 입체적으로 관측할 수 있다.Since the surface of the surface reflective screen made of a metal material like the present invention is strong, it has excellent reflective properties. Therefore, since the image polarized by the polarizer is reflected while maintaining 90% or more of the polarization degree, microscopic images without afterimages can be observed in three dimensions.
도3과 같이 이러한 편광판의 최대 투과율은 50%이다. 좌, 우 투사렌즈(206,207) 앞단에 구비되는 좌, 우 편광판(204,205)에서 각각 밝기가 50%, 편광안경(302)에서 각각 50% 저하되므로 전체적인 밝기는 2D 영상 대비 25%(1/4)로 저하된다.As shown in FIG. 3, the maximum transmittance of this polarizer is 50%. Since the brightness of the left and
본 발명은 표면 반사스크린(303)의 표면(301)에서 최대 반사율은 30%의 반사율이다. 일반 스크린의 반사율은 1% 미만이다. 편광필름의 전체 투과율이 1/4 인 점을 감안하면 본 발명은 30배 밝기까지 증대되므로 편광필름에서 감소된다고 하더라도 전체 밝기는 7배 이상이 되므로 밝은 실내에서 고선명의 입체 영상을 제공할 수 있는 것이다. In the present invention, the maximum reflectance on the
이러한 본 발명은 도3과 같이 표면반사스크린(300)의 크기는 대각선 80″에서 300″까지 투사 가능하므로 종래 현미경으로 보는 영상 시야 크기인 5″대비 16²= 256배에서 60²= 3600배의 확대된 대형 화면으로 영상을 확대하는 것이며 기존 스크린 대비 2배 이상 30배의 고선명으로 현미경 입체영상을 제시하며 핫스팟 없이 균일한 밝기의 화면 제공이 가능하다. 따라서 10명에서 300명까지 동시에 밝은 장소에서 교육 및 관측이 가능하게 된다In the present invention, as shown in FIG. 3, the size of the
또한 그 작용효과에 있어서 살아있는 곤충 또는 광석, 결정 등 10배 내지 100배로 확대된 실체의 현미경 영상을 80″이상 300″의 초대형 표면 반사스크린(303)에서 256배에서 3600배의 확대된 화면으로 2배 이상 30배의 밝은 영상으로 관측물의 움직이는 실체를 사람의 좌, 우 눈의 간격으로 보는 것과 같은 3D 입체 영상으로 관측할 수 있는 것이다.In addition, in terms of its action and effect, microscopic images of living insects, ores, and crystals magnified by 10 to 100 times are displayed on a super-large
이러한 본 발명은 대물렌즈의 구조와 입사렌즈와 영상센서구조 및 표면 반사스크린의 구성요소가 상호 유기적으로 결합한 전체로서의 작용을 함으로서 현미경 영상을 사람의 눈으로 보는 것과 같은 자연스러운 입체 영상 간격으로 대물렌즈와 영상카메라와 편광된 좌, 우 프로젝터를 거치면서도 대형 표면반사스크린(303)에서 잔상 없이 정밀하고 선명한 입체영상을 관측 할수 있다.The present invention acts as a whole in which the structure of the objective lens, the incident lens, the image sensor structure, and the components of the surface reflection screen are organically combined with each other, so that the objective lens and It is possible to observe precise and clear 3D images without afterimages on the large
100.대물렌즈 시스템 200.입체영상투사시스템 303. 표면반사스크린
400.편광 시스템 101.스테이지 102.지지대 103.초점 조정대 104.상,하 이동대 105.조명장치 106.가변 배율 조정대 107.대물 렌즈부 108.모니터 110.좌 대물렌즈 111.우 대물렌즈 112.좌 입사렌즈 113.우 입사렌즈 114.좌 영상센서 115.우 영상센서 116.가변렌즈 117. 도립렌즈 201.받침대 202.좌 프로젝터 203.우 프로젝터 204.좌 편광판 205.우 편광판 206.좌 투사렌즈 207.우 투사렌즈 301.스크린 표면 302.편광안경 303.편광 반사 스크린 304. 산란선 d.투사거리 G,공동초점 l. 좌광측 r.우광측100.
400.
Claims (2)
좌, 우 대물렌즈와 상기 좌, 우 대물렌즈의 좌, 우 영상이 입사되는 좌, 우 입사렌즈와 좌, 우 영상센서와 상기 좌, 우 영상센서의 영상이 입력되어 투사되는 좌, 우 프로젝터와 좌, 우 프로젝터의 영상이 결상 되는 스크린으로 구성 되되
상기 좌, 우 입사렌즈 와 상기 좌, 우 영상센서의 좌, 우 간격은 사람의 좌, 우 눈의 간격과 근접한 62mm이상 68mm 이내의 간격(A)으로 구성 되고,
상기 좌, 우 대물 렌즈는 하나의 공통초점(G)을 갖게 구성하되 상기 공동초점(G)으로 부터 상기 좌, 우 입사렌즈 까지의 거리를 명시거리인 250mm 이내로 구비함으로서 상기 좌, 우 입사렌즈의 간격(A)과 상기 좌, 우 대물렌즈의 공통초점(G)이 이루는 내각(∠A)이 15도 이내가 되도록 구성되고
상기 좌, 우 프로젝터의 좌, 우 투사렌즈(206,207) 앞단에 편광방향이 좌, 우 대칭 사각방향으로 구성되는 좌, 우 편광판(204,205)이 구비되고
상기 스크린은 알루미늄, 크롬, 실버, 스테인리스와 같은 백색 금속 표면 중 하나로 구성되고 표면 반사율은 2% 이상 30% 이하의 반사율로 형성되는 반사면으로 구성 되되 상기 반사면 위에 상기 좌, 우 투사렌즈(206.207)의 영상이 결상 되게 끔 상기 스크린의 표면에 좌, 우 방향으로 산란하는 산란선(304)이 형성되고 상,하 방향으로는 반사면이 구성되는 표면반사스크린(303)으로 구성됨으로서
상기 좌, 우 프로젝터에서 투사되는 입체영상용 좌, 우 영상은 상기 사람의 눈 간격(A)과 같은 좌, 우 간격에 의한 좌, 우 영상으로 좌, 우 편광판(204,205)에 의해 좌,우 사각대칭 방향으로 각각 분리되어 상기 표면 반사스크린(303)의 표면으로 투사되고
상기 표면반사스크린(303)으로 입사되는 상기 좌, 우 영상은 상기 표면 반사스크린(303)에서 각각 분리되어 반사 되고
상기 표면 반사스크린(303)에서 분리 반사되는 상기 좌, 우 영상은 잔상 없는 고선명 입체영상으로 관측되는 것을 특징으로 하는 고선명 입체 영상이 구현되는 스크린 실체 현미경 시스템In a screen stereoscopic microscope system in which high-definition stereoscopic images are realized
Left and right objective lenses, left and right incident lenses and left and right image sensors into which the left and right images of the left and right objective lenses are incident, and left and right projectors into which images of the left and right image sensors are input and projected It consists of a screen on which the images of the left and right projectors are imaged.
The left and right distances between the left and right incident lenses and the left and right image sensors consist of a distance (A) of 62 mm or more and 68 mm or less, which is close to the distance between the left and right eyes of a person,
The left and right objective lenses are configured to have one common focus (G), and the distance from the common focus (G) to the left and right incident lenses is within 250 mm, which is the clear distance, so that the left and right incident lenses It is configured so that the interior angle (∠A) formed by the gap (A) and the common focus (G) of the left and right objective lenses is within 15 degrees,
The left and right polarizers 204 and 205 are provided at the front ends of the left and right projection lenses 206 and 207 of the left and right projectors, and the left and right polarizers 204 and 205 are formed in the left and right symmetric square directions of polarization.
The screen is composed of one of the surfaces of white metal such as aluminum, chrome, silver, and stainless steel, and is composed of a reflective surface formed with a reflectance of 2% or more and 30% or less, and the left and right projection lenses (206.207) on the reflective surface. ), scattering rays 304 scattered in left and right directions are formed on the surface of the screen so that the image of ) is formed, and a surface reflection screen 303 composed of a reflective surface in the up and down directions.
The left and right images for stereoscopic images projected from the left and right projectors are left and right images by the same left and right distance as the human eye distance (A), and left and right squares are formed by the left and right polarizers 204 and 205. It is separated from each other in a symmetrical direction and projected onto the surface of the surface reflection screen 303.
The left and right images incident to the surface reflection screen 303 are separated and reflected from the surface reflection screen 303, respectively.
The left and right images separated and reflected by the surface reflection screen 303 are observed as high-definition stereoscopic images without afterimages.
상기 좌, 우 대물렌즈(111,110)와 상기 좌, 우 영상센서(112,113) 사이에 상기 좌, 우 대물렌즈(110,111)에 의해 도립되는 관측 영상을 정립상으로 도립되게 하는 도립 렌즈(117) 또는 배율을 확대하는 가변렌즈(116)가 더 구비 되는 것을 특징으로 하는 고선명 입체 영상이 구현되는 스크린 실체 현미경 시스템According to claim 1
Between the left and right objective lenses 111 and 110 and the left and right image sensors 112 and 113, an inverted lens 117 or magnification for inverting the observation image inverted by the left and right objective lenses 110 and 111 into an erect image A screen stereoscopic microscope system in which a high-definition stereoscopic image is implemented, characterized in that a variable lens 116 for enlarging is further provided.
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2022
- 2022-12-05 KR KR1020220167887A patent/KR102530029B1/en active Active
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