KR20020021105A - 입체경 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 입체투사시스템은 렌즈 모양의 래스터 스크린 상에 좌우의 입체쌍으로 구성된 영상을 투사하기 위한 투사렌즈를 구비하는 입체 프로젝터를 포함한다. 렌즈 모양의 래스터 시각화스크린은 관람자의 좌측 눈에 대한 좌측 화상과 우측 눈에 대한 우측 화상의 해당 시각영역 상에 영상을 분리하고 초점을 맞춘다. 상기 프로젝터는 다수의 별개의 광학시스템을 사용하여 다수의 분리된 입체투사를 형성하기 위한 빔분리 시스템을 포함하고, 여기서 각각의 광학시스템은 소정의 관람자에 의해 시각화되는 각각의 입체투사를 제공하기 위한 두 쌍의 투사렌즈들을 구비한다. 상기 입체투사시스템은 각 관람자의 눈의 위치좌표를 모니터하기 위한 센서에 연결된 자동교정기를 더 구비한다. 상기 자동교정기는 스크린에 의해 초점이 맞춰지는 좌측 및 우측 입체쌍 영상들의 투사영상들 간의, 그리고 관람자의 좌측 및 우측 눈에 대한 소정의 시각영역들의 입체적 영상들 간의 광학적인 동적 등록(dynamic registration)을 수행하는 렌즈 액츄에이터(actuator)를 포함한다.

Description

입체경 시스템{STEREOSCOPIC SYSTEM}

편광 또는 셔터형의 안경(viewing glasses)을 통해 관객의 좌측 및 우측 눈에 의해 좌측 및 우측영상을 각각 개별적으로 보기 위한 입체영상을 형성하는 시스템들은 널리 알려져 있다(Valyus N. A.의 저서 "Stereoscopy: Photography, Cinematography, Television" - Moscow, Iskusstvo Publishers, 1986년, 263 페이지 참조).

편광 또는 셔터형 입체안경의 사용 덕분에 관객의 눈은 동등한 광부하(lightload)를 인지하고 매우 많은 수의 관객이 광각의 시야 내에서 총천연색의 입체적 영상을 동시에 관찰할 수가 있다.

그러한 편광방식의 주요한 문제점은, 편광필터에 의해서 광속(light flux)의 70%까지 흡수되기 때문에 대형 스크린 상에 필름의 영사를 위해서는 막대한 광속을 사용할 필요가 있다는 것이다.

또한 셔터방식의 기본적인 단점은, 영상의 저주파수 깜박임 때문에 눈의 피로를 일으키고 이것은 입체영상이 장시간 동안 관람될 때 과민증, 심지어는 안과질환을 야기할 지도 모른다는 점이다. 상기한 깜박임을 느끼지 않게 하기 위해서는 매 초당 83회까지 프레임이 변화되어야만 한다.

일반적으로 안경을 사용하는 시스템에서는 관람자가 입체안경을 통해 입체영상을 관람할 때 불편함을 경험하는데, 이것은 다양한 바람직하지 못한 심리적 효과, 초조함 및 시야의 피로함을 초래한다.

각각의 입체적 영상의 동시적이고 연속적인 광학적 교정(광학적 파라미터들의) 또는 여러 관객에 대해 다른 입체적 영상들의 동시적인 분리 상영(표현)은 실현 불가능하다. 그 이유는 동시에 모든 관람객에 의해서 관람되도록 공통적인 입체쌍(stereopair) 영상이 일반적인 입체스크린에 형성되기 때문이다.

안경을 사용치 않는 고창(high aperture) 렌즈형 입체스크린을 구비한 입체 투사시스템들은 잘 알려져 있다. 이 시스템은 입체스크린에 대해 다른 각도로 조합된 좌측 및 우측 화상의 입체쌍을 투사하기 위한 입체 프로젝터를 구비한다. 렌즈모양의 래스터(raster)는 입체스크린에 영상의 자동적인 입체적 표현을 제공한다(스크린 면에 기록되는 수직으로 평행하거나 또는 방사상의 스트립들로 이루어진 자동-입체화(auto-stereogram)로서). 상기 렌즈모양의 래스터는 입체영상을 보기 위한 자동-입체화의 정면에 장착된다.

상기 스크린 상의 영상은 각각 관객의 좌측 및 우측 눈에 의해 좌측 및 우측 영상들을 선택적으로 관람하는 영역에서 렌즈모양의 래스터에 의해 관람실에 초점이 맞춰진다.

상기한 렌즈형 래스터 입체영상 기술은 관람되는 입체영상의 탁월한 품질을 제공하지만, 반면에 안경 없이 입체영상을 관람하는 것은 안경을 통해 보는 것보다 눈에 더 편안하다. 상기한 입체영상은, 수평 베이스라인에 의해 분리된, 하강중심을 갖는 두 개의 중앙 투사영상의 형태로 두 개의 시차결합형(parallax-mated) 좌측 및 우측 영상들(동일 물체의 화상들)로 이루어진 입체화(입체쌍 화상)로서 비디오 모니터 또는 입체스크린의 화면에 형성된다. 입체투사시스템에 있어서 좌측 및 우측 입체쌍 화상들은 반투명(후방투사) 또는 반사(전방투사) 형의 외부 시각화 렌즈형 래스터 스크린에 대해 투사축의 다른 각도(수평면에서)에서 두 개의 프로젝터에 의해 투사된다. 투사된 좌측 및 우측 화상의 입체쌍 영상은 수직의 실린더형 렌즈(평행한 또는 방사상으로 수렴하는 장축의)에 의해 형성되는 렌즈형 래스터의 도움으로 자동-입체화로서 스크린 면에 기록된다. 자동-입체화(시차 입체화)는 좌측 및 우측의 기록된 영상의 입체쌍이 좁은 수직 스트립으로 분할되는 기록된 입체화를 표현한다. 이러한 스트립들은 연속적으로 교번하도록 비월(interlaced) 된다. 스크린 래스터 상의 렌즈의 수는 스트립 쌍의 수와 동일해야만 한다. 우측 입체쌍스트립들(좌측 화상의)은 관객의 왼쪽 눈(좌측 영상을 보기 위해)에 렌즈에 의해 투사되고, 반면에 좌측 입체쌍 스트립들(우측 화상의)은 관객의 오른쪽 눈(우측 영상을 보기 위해)에 동일한 렌즈에 의해 투사된다.

그러한 렌즈형 래스터 입체영상 시스템에서의 문제는 관람되는 입체영상의 입체 관점의 중심으로부터 관람자의 눈이 이동할 때 관람되는 영상의 불균일한 밝기와 렌즈형 래스터의 낮은 광학적 효율이다. 관람자는 선택적인 시야영역에서 머리를 움직이지 않고 유지함에 의해서 야기되는 불편함을 경험하게 되고, 반면에 그러한 입체영상은 이상적인 것과는 거리가 멀다. 이것은 각각의 시야영역의 폭이 눈의 기부 크기(눈동자 사이의 거리)보다 작아야만 한다는 사실에 의해 설명되고, 반면에 이러한 영역들의 중심에 대하여 눈의 2센티미터 또는 그 이상의 이동은 관람되는 영상의 밝기에 있어 필연적인 감소를 야기한다. 관람자가 위치를 바꾸거나 또는 이 영역들을 떠나면, 입체적 효과는 상실될 것이다. 수 분 동안이나마 이 시야영역에 대해 관객의 위치를 엄격하게 고정한다는 것은 불편함, 즉 답답함, 빠른 피로감 등을 야기하는데, 이것은 관람자가 움직임 없이 앉아 있어야 하고 입체적 효과의 깨끗한 시야를 확보하기 위해서는 가장 좋은 시야각도(시야영역의 중심)를 계속적으로 탐색해야만 하기 때문이다.

공통 베이스라인을 따라 목적물에서 연속적인 시점에 상응하는, 수평 및 수직 시차에 있어 모두 상이한 입체쌍 영상의 단위 요소들의 모자이크 면을 포함하는 애스펙트그램(aspectgram)의 형태로 다상의(multi-aspect) 래스터 영상을 생성하는 입체화 시스템이 공지되어 있다. 상기 애스펙트그램(aspectgram)의 매 단위영상은렌즈의 정면에 위치한 평면에 위치한 분리된 셋의 투사중심들로부터 중앙투사에 의해 생성된다.

다수의 입체쌍의 존재는 렌즈형 래스터의 도움으로 입체적 영상의 더 안락한 관람을 가능케 하고, 관람자의 수평적 이동시 적절한 시야측면의 다른 위치에서부터 상기 래스터 입체영상을 볼 수 있는 능력을 제공한다. 비조화(unharmonic) 방식(구형의 렌즈를 갖는)의 스크린은 어떠한 시각측면(시야구간 내에서 관람자의 자유로운 수평 움직임과 이동시의 시점)들에서부터 그리고 관람자가 입체영상에 접근할 때 영상의 안락한 관람을 가능케 한다. 상기한 스크린은 또한 선형구조의 렌즈 배열을 갖는 래스터스크린과 비교할 때 증진된 광학능력을 나타낸다.

촬영과 필름의 복사에 있어 상기 애스펙트그램의 기본적인 단점은 운반매체(사진필름, 사본) 상에 여분의 정보(다수의 입체측면을 갖는 입체영상을 촬영하고 복사하기 위한)를 기록할 필요성이다. 이것은 기하학적 오류가 없는 고품질, 고해상도의 다상(multi-aspect) 영상의 기록, 복사 및 관람에 있어 상당한 기술적 및 경제적 문제에 봉착하게 하는 결과를 초래한다.

렌즈형 래스터를 갖는 모든 통상적인 입체화 스크린의 주요 결점은 상기 스크린이 충분히 넓은 및/또는 곡선화 표면으로 제작될 수 없기 때문에 넓은 분야의 관람 영역 내에서 입체영상들을 표현할 수가 없다는 것이고, 반면에 선택 가능한 유용한 시각영역은 극히 좁다. 스크린의 끝에 가까이 앉아 있는 관람자들에게는 입체영상의 깊이가 스크린의 가까운 쪽 끝에서부터 먼 쪽 끝을 향해 왜곡된다. 소수의(10개까지의) 미리 지정된 시각측면들(좁은 시야영역)에 대한 입체효과 없는 시각위치의 공간적 제약은 관람의 불편함을 일으킨다.

모든 통상적인 입체화 시스템에 있어서, 안경을 사용하든 아니든, 관람실의 중앙에 위치한 소수의 관람자들만이 최대의 해상도와 넓은 시야범위로 기하학적 오류가 없는 고품위의 중심적 투사를 관람할 수 있다. 이것은 공통적인 입체스크린 상에 대한 물체의 다면화 영상 또는 단일한 공통 입체쌍 영상의 형성에 의해 강요된다. 따라서 입체영상의 광학적 왜곡을 교정하는 것과 모든 관람자들에게 개별적으로 입체영상의 선택적인 시각영역의 최적화된 동적 기록을 제공하는 것이 불가능하고, 뿐만 아니라 공통의 스크린 상에서 다른 내용을 갖는 영화나 비디오 프로그램을 동시에 선택적으로 관람하는 것이 불가능하다.

하나의 대형 렌즈 형태로 구성된 렌즈형 스크린을 구비한 입체투사시스템이 당해 기술분야에서 공지되어 있다. 이 입체투사시스템은 다른 투사측면에서부터 다수의 입체쌍 영상을 동시에 투사하기 위한 그리고 동시에 임의의 관람자에 의해 모든 투사영상을 관람하기 위한 하나 또는 다수의 입체 프로젝터를 포함한다. 렌즈형 입체스크린을 통과한 다음, 입체스크린(입체영상의 시각영역에서)의 정면에 있는 공간에 모든 투사렌즈들의 출력 눈의 영상들을 끌어당기는 수렴성(convergent) 빔으로 광선들이 초점이 맞춰지고 집속된다. 관람자는 동시에 다른 입체 국면에서부터 입체적 영상을 관람할 수 있다.

이러한 시스템의 장점은 입체스크린의 단순한 설계와 아울러 관람자가 입체시야측면의 중앙에 대해 이동할 때 관람되는 입체쌍 영상의 최적 밝기를 제공한다는 것이다.

이러한 시스템에 관한 문제점은 입체스크린의 화면에 대한 투사축의 경사도에 비례하여 시야각도가 감소하고 또한 입체스크린 렌즈의 중심 광축에 대해 각을 주어 관람될 때 입체화상에서 기하학적 오류가 초래된다는 점이다.

상당한 기술적 성과에 의해 본 발명에 가장 근접하게 접근하는 것은 대형 오목 구형 또는 파라볼라형 거울을 갖는 입체화 시스템이다. 이 입체화 시스템은 다른 투사 측면들에서부터의 다수의 입체쌍 영상들을 동시에 투사하고 임의의 관람자에 의해 각각의 투사영상을 동시에 관람하기 위한 하나 또는 다수의 입체프로젝터를 포함한다. 다른 입체프로젝터들은 동일한 또는 상이한 입체영상들을 동시에 투사할 수 있다. 구형거울 입체스크린에서 반사된 빔은 입체스크린(입체영상의 시계영역에서)의 정면에 있는 공간에 모든 투사렌즈들의 출력 눈들의 영상들을 끌어당기는 수렴성 빔으로 초점이 맞춰지고 집속된다. 좌측영상을 투사하기 위한 렌즈 눈들의 영상은 관람자들의 좌측 눈들이 위치한 공간의 지점에 배치되어야 하고, 반면에 우측영상을 투사하기 위한 렌즈 눈들의 영상은 관람자들의 우측 눈들이 위치한 공간의 지점에 각각 배치되어야 한다. 상기 입체 프로젝터를 더 간단히 만들기 위해서는 각각의 투사렌즈의 출력에서 광선 빔은 광분리 시스템에 의해서 여러 개의 빔들로 분리된다. 모든 분리된 광선 빔은 구형 거울 입체스크린 상에서 입체화의 일부분의 완전한 영상을 인출할 것이고, 반면에 빔의 투사중심은 다른 빔의 투사중심에 대하여 이동될 것이다. 극장과 같은 영역의 스크린 정면에서 모든 빔은 다른 빔으로부터 분리되어 수집된다. 즉, 상기 빔은 임의의 관람자에 의해 하나의(좌측 또는 우측)영상의 입체쌍을 위한 분리된 영역 상에서 스크린에 의해 수집될 것이다. 광분리 시스템은 반-투명 거울, 배율 프리즘 및 다른 광학 시스템일 것이다. 분리된 입체투사 쌍들의 수는 각각의 수의 관람자들에 의해 관람되는 입체영상 시각측면의 수와 같아야만 한다.

렌즈형 스크린을 통한 또는 오목경 상의 입체투사에 있어서의 이점은 그러한 입체적 투사영상들이 관람자들의 적응노력과 눈의 수렴상태(눈 축의 수렴)를 사실상 조절한다는 점에 의해 야기되는 시각적인 피로감의 감소 능력이다. 상기 입체스크린들은 최대의 광파워를 시현하며 각 입체쌍 영상의 광학적 파라미터들의 광학적 교정능력과 함께 관람되는 입체영상의 최적의 광학적 파라미터를 제공한다.

구형 거울 입체스크린에 있어서의 기본적인 문제점은 시계영역에 대해 관람자의 위치를 엄격하게 고정시켜야 한다는 것인데, 모든 관람자들은 움직임이 없이 앉아 있어야 하고 입체영상 효과를 명료하게 볼 수 있도록 하기 위해서는 가장 양호한 시야측면을 계속적으로 찾아야만 하기 때문에 몇 분 후에도 불편함과 빠른 피로감을 초래하게 된다.

본 발명은 안경을 사용하지 않고 입체경 효과의 투사가 가능한 입체적 영상을 나타내기 위한 입체영상(stereoscopic) 시스템에 관한 것이다.

본 발명은 입체적 동화상, 입체적 텔레비전 및 컴퓨터에서 바람직하게 적용 가능하다.

본 발명은 또한 전시회, 박물관, 음악회, 스포츠센터, 경기장 및 운동장에서, 그리고 영상광고, 자동차, 게임 및 교육시스템 등에서 입체적 정보를 표현하는 데에 사용될 수 있다.

도 1은 반투명 입체스크린 및 이동 가능한 투사렌즈를 갖는 입체투사시스템의 광학적 다이어그램의 평면도.

도 2는 반투명 렌즈형 래스터 입체스크린의 일부의 광학적 다이어그램의 평면도 또는 정면도.

도 3은 이동 가능한 렌즈형 래스터를 구비한 시각화 입체스크린에 대한 입체투사의 광학적 다이어그램의 평면도.

도 4는 반사경 렌즈형 고양이 눈 형상의 입체스크린에 대한 입체투사의 광학적 다이어그램의 평면도.

도 5는 반사경-구형 입체스크린에 대한 투사를 위한 입체영상 시스템의 광학적 다이어그램의 평면도 또는 정면도.

도 6 및 도 7은 각각 반투명 입체스크린을 갖는 입체적 평면형 투사시스템의 광학적 다이어그램의 우측면도 및 정면도.

따라서 본 발명의 목적은, 관람자의 이동시 어떠한 각도에서도 입체효과가 관람될 수 있도록 해주는, 통상적인 광각 포맷의 파노라마 시각화스크린 상에서의 입체영상을 안경 없이 안락하게 관람하기 위한 입체영상 시스템을 제공함에 있다.

본 발명을 실시함으로써 제공되는 주요 기술적 효과는, 상기 입체투사시스템은 임의의 관람자의 좌측 눈과의 좌측 입체쌍 영상의 각각의 시야영역과 아울러 관람자의 우측 눈과의 우측 입체쌍 영상의 각각의 시야영역의 동적인 광학적 등록(registration)을 보장한다는 점이다. 관람자들을 위한 시각적 안락함을 제공하기 위하여, 이러한 시각영역의 등록은 입체영상 관람구역의 어떤 지점에서도 관람자의 자유로운 위치와 이동에 상관없이 모든 관람자에 대하여 연속적으로, 동시적으로, 그리고 독립적으로 상기한 시스템에 의해 수행된다.

상술한 기술적 결과는 안경 없이 입체영상을 관람하기 위한 입체영상 시스템에 의해 달성되는데, 상기 시스템은, 독립적으로 구역화(localized)된 스크린영상들의 입체쌍을 형성하기 위한 시각화 입체스크린을 구비한 장치를 포함한다. 상기입체영상 시스템은, 입체스크린 상에, 좌측 또는 우측 스크린 영상의 각각의 입체쌍을 소정의 관람자의 좌측 또는 우측 눈에 의해 각각 관람될 단일한 입체 시각측면(stereo aspect)으로 광학적으로 분리하기 위한 시스템을 포함한다. 본 시스템을 관련된 종래의 기술로부터 구별하는 기술적 특징들의 조합은 렌즈형 래스터(raster) 입체스크린, 고양이 눈 스크린, 또는 오목한 구형 또는 파라볼라형 입체스크린을 구비하는 입체투사 시스템으로서 제작되는 입체영상을 형성하기 위한 장치를 포함한다. 상기 투사시스템은 관람자들의 숫자에 동등한 다수의 입체쌍들을 형성하도록 관람자들의 숫자와 같은 다수의 입체프로젝터들을 포함한다. 각각의 입체프로젝터들의 투사렌즈는 입체스크린과 평행하게 배치되도록 구성된다. 상기 렌즈들은, 각 입체프로젝터의 렌즈에 의해 투사되는 하나의 입체쌍의 스크린영상이 하나의 소정의 관람자가 입체영상을 관람하기 위한 시각측면에 입체스크린에 의해 초점이 맞춰지도록 배열된 공간에 배치된다. 상기 입체투사 시스템은, 소정의 관람자의 각각의 눈에 대해 하나의 소정의 입체 시각측면의 등록방향으로 입체스크린과 평행하게 상기 렌즈들을 개별적으로 이동하기 위한, 입체프로젝터들의 각각의 쌍의 투사렌즈들에 개별적으로 연결되는 액츄에이터(actuator)를 갖는 자동교정기를 포함한다. 이러한 목적을 위해, 상기 시스템은 해당 관람자가 입체쌍 스크린 영상을 관람하기 위한 입체 시각측면에 관하여 각 관람자의 눈의 위치좌표를 개별적으로 결정하기 위한 센서를 포함한다. 상기 센서는 자동교정기에 연결되고 상기 자동교정기에 제공되는 제어신호를 발생하도록 구성된다.

본 발명의 청구범위 제2항에 따르면, 제1항에 기재된 상기 입체영상시스템은 렌즈형 래스터 입체스크린의 구성을 특징으로 한다. 상기 스크린은 세 개의 평행한 층으로 된 렌즈형 래스터(raster)들을 구비하는 반투명 스크린이고, 각각의 래스터 층은 구형 렌즈로 형성된다. 상기 래스터 층의 모든 렌즈들은, 모든 세 개의 양(positive)의 렌즈들이 각각의 래스터 층에서 하나씩 공통의 광학적 축 상에 위치하고, 단일체(unity)와 같은 선형 배율을 갖는 평각인출형(straight-drawing) 렌즈 구조로 구성된다. 투사렌즈 쌍들의 모든 출력동공들(output pupils)은 입체스크린의 면에 평행하고 상기 스크린에서 이격된 공통 평면에서 상기 입체스크린의 후방에서의 관통투사를 위해 배치됨으로써, 모든 입체쌍 스크린영상에 의해서 각 관람자가 입체효과를 명료하게 관람하기 위한 입체시각측면의 지점에 정확하게 초점이 맞춰질 수 있도록 한다. 관람자의 눈은 또한 이러한 입체시각측면의 평면에, 즉 스크린에서부터 투사렌즈 쌍들의 출력동공들의 평면까지의 거리와 같은, 스크린에서부터의 거리에 배치되어야만 한다. 입체스크린 상의 단일한 입체영상(소정의 관람자에 의해 관람되는)의 투사를 확대하기 위해서, 각각의 쌍의 투사렌즈가 다른 쌍들의 렌즈들로부터 개별적으로 이러한 렌즈 쌍의 개별적인 자동교정을 위한 독립된 액츄에이터에 연결된다. 다른 입체영상을 동시에 관람하기 위해서, 상기 투사시스템은 공통스크린 상의 다른 전체 스크린 입체영상들의 동시적인 병행투사를 위한 둘 또는 다수의 분리된 입체프로젝터들을 포함할 수 있다.

이러한 입체영상시스템은 해당 시각영역으로부터 다른 관람자들에 의한 공통 시각화 스크린 상의 다른 입체영상들의 동시적인 편안한 관람(입체안경 없이)을 가능하게 해준다. 관람자들(입체영상 투사구역 내에서 관람자들의 어떠한 위치에서 또는 이동시의) 수는 천명 이상에 상당할 것이다. 각 쌍의 입체프로젝터들(모든 투사축은 입체스크린 면에 직각으로 배치됨)에 의한 중앙투사를 제공하는 상기한 렌즈형 래스터스크린은 입체영상들이 동일한 광학적 파라미터들로써 90도까지의 광각으로 관람되는 것을 가능하게 해줌으로써 시각구역에서 그들의 위치에 상관없이 모든 관람자들에게 시각적인 편안함을 보장한다.

본 발명의 청구범위 제3항에 따르면, 상기 입체영상시스템은, 입체스크린이 후방에 거울코팅을 구비한 구형의 마이크로렌즈 형태의 고양이 눈을 포함하는 고양이 눈 형태의 거울 렌즈형 래스터스크린인 것을 특징으로 한다. 또 다른 실시예에 있어서 상기 고양이 눈 입체스크린은 모서리 거울 반사기들에 의해 제공되는 하나의 래스터를 포함한다. 하나의 고양이 눈 입체스크린을 구비하는 어떠한 실시예의 입체영상 시스템에 있어서, 각 쌍의 투사렌즈들(입체스크린 상의 확대투사를 위한)은 소정의 관람자의 머리에 가깝게 배치된다. 이러한 렌즈들은 이 관람자의 우측눈에 그의 우측 머리에서 렌즈에 의해 투사되는 우측 입체쌍 영상을 입체스크린에 의해 반사하고 또한 관람자의 좌측 눈에 그의 좌측 머리에서 렌즈에 의해 투사되는 좌측 입체쌍 영상을 입체스크린에 의해 반사하도록 하기 위하여 상기 입체스크린에 조준된다. 많은 수의 관람자들에 의해 공통의 스크린 상에 다른 입체영상들을 동시에 관람하게 하기 위해 각각의 쌍의 투사렌즈들이 상기 입체스크린과 관람자의 머리에 대하여 유사하게 배열된다.

이러한 입체영상시스템의 실시예는 입체스크린으로부터 다른 거리에서 각각의 시각영역들에서부터 다른 관람자들에 의해서 공통의 스크린 상에서 다른 입체영상들을 동시에 안락하게 관람하는 것(안경 없이)을 가능하게 해준다. 관람자들의 숫자(이러한 입체영상들의 투사구역 내에서 관람자들의 어떠한 위치 및 이동에 있어서의)는 천명이상에 상당할 수 있다. 고양이 눈 마이크로렌즈를 갖는 입체영상 스크린은 90도까지의 광각 및 파노라마 각도에서 입체영상들의 관찰을 가능케 해준다. 관람자들의 각각의 눈과의 좌측 및 우측 입체쌍 영상들의 선택적인 시각영역을 등록(기록)하기 위한 자동교정기는 입체영상의 사각구역 내에서 관람자의 머리(전후, 좌우 및 상하의)의 이동시에 입체영상효과를 편안하게 관람하는 것을 제공한다.

본 발명의 청구범위 제4항에 따르면, 상기 입체영상시스템은, 투사영상을 반사하기 위한 입체스크린이 관람자의 측면에 위치한 굴곡의 직경 중심을 갖는 구형 또는 파라볼라형의 오목거울임을 특징으로 한다. 각각의 소정의 투사렌즈는 상기 관람자의 각각의 눈에 대칭인 공간에서의 한 지점으로 자동교정기에 의해 계속적으로 이동된다. 이러한 대칭의 축은 스크린 거울의 굴곡의 직경이다. 이 경우에 있어서, 거울의 굴곡의 직경에 따른 대칭의 축과 관람자의 눈은 대칭의 동일 평면에 존재한다.

이 실시예의 입체영상시스템은 어떠한 투사렌즈의 출력동공을 벗어나 상기 입체스크린의 어떤 의사조명(spurious illumination) 시에 상기 스크린 상에서 빛의 번쩍임이 없는 상기 입체스크린의 간단한 설계를 제공한다. 따라서, 상기 시스템은 상기 입체스크린의 어떠한 외부적 의사조명에서도 입체영상들의 표현에 유용하다.

본 발명의 청구범위 제5항에 따르면, 상기한 제1항 내지 제4항 중의 어느 하나에 기재된 입체영상시스템은, 상기 입체프로젝터가 거울 또는 프리즘 요소들에 의해 구성되는 광분리 시스템을 구비한 한 쌍의 정적 투사 망원렌즈(하나는 좌측영상의 투사를 위한 것이고, 다른 하나는 우측영상의 투사를 위한 것임)를 포함함을 특징으로 한다. 상기 광분리 시스템은 망원렌즈들의 출력동공들로부터 투사된 빔들을 분리하기 위하여, 그리고 상기 입체스크린 상에 입체쌍 투사영상들을 확대하고 이동하기 위한 광각 또는 보통의 이동식 투사렌즈들의 입력동공들에 상기 빔들을 조준하기 위하여 상기 망원렌즈들 후단에 배열된다. 스크린 상의 영상들을 확대하기 위한 상기 이동식 투사렌즈들 및 광분리 시스템 요소들은 상기 입체스크린의 평면과 평행하게 렌즈들을 개별적으로 배치하기 위한 상기 자동교정기의 액츄에이터에 연결됨으로써, 각각의 관람자들의 눈으로써 소정의 입체 시각측면들을 등록하도록 배열된다.

이러한 실시예의 입체영상 시스템은 하나의 공통 입체스크린에 다수의 관람자들에 의해 동시에 관람될 다수의 입체쌍들을 형성하기 위한 상기 입체프로젝터의 간단한 설계를 제공한다. 이러한 간단함은 광분리 시스템과 자동교정 액츄에이터를 구비한 더 간단한 투사렌즈 시스템으로 다수의 복잡한 입체프로젝터를 교체함으로써 달성된다.

본 발명의 청구범위 제6항에 따르면, 상기 입체영상시스템은 입체영상들을 발생하기 위한 장치가 입체쌍 영상들의 다수의 자동입체화(auto-stereogram)를 형성하기 위한 렌즈형 래스터 입체스크린을 구비한 모니터임을 특징으로 한다. 다수의 관람자들에 의해 명료하게 관람되는 많은 수의 입체쌍들을 형성하기 위하여 상기 래스터는 규칙적(regular)이어야 하며 구형 렌즈들을 포함한다. 하나의 렌즈형 래스터 입체스크린을 갖는 상기한 모니터의 한 실시예에 있어서, 모니터의 전달형(transmission-type) 스크린 상에 형성되는 영상 요소들은 방향성으로 조명된다. 상기한 모니터의 다른 실시예에 있어서, 입체스크린의 상기 렌즈형 래스터는 서로 광학적으로 분리된 단일-렌즈 래스터 셀들을 포함한다. 상기 양 실시예에 있어서, 하나의 입체쌍의 좌측 스크린영상의 요소로부터의 모든 광 빔은 소정의 관람자의 좌측 눈을 위한 하나의 시각영역에 초점이 맞춰지고, 반면에 동일 입체쌍의 우측 스크린영상의 요소로부터의 광 빔은 상기한 동일 관람자의 우측 눈을 위한 시각영역에 각각 초점이 맞춰진다. 또 다른 입체쌍은 또 다른 입체 시각측면으로부터 또 다른 관람자에 의한 관람을 위하여 또 다른 래스터 렌즈들에 의해 유사하게 초점이 맞춰진다. 이러한 래스터에 의해 초점이 맞춰지는 스크린 입체쌍 영상으로써각각의 래스터의 동시적인, 연속적인, 자동적인 그리고 독립적인 등록을 제공하기 위해서, 상기 모니터는 래스터 렌즈에 대하여 상기 입체화 입체쌍의 영상들을 이동시키기 위한 자동교정기가 제공된다. 이러한 목적으로 상기 시스템은 각 관람자의 눈의 공간적 위치좌표를 개별적으로 결정하기 위한 센서를 포함한다. 상기 센서는 자동교정기에 연결되고, 상기 렌즈형 래스터와 평행하게 입체스크린 상에서 자동입체화 영상들의 이러한 요소들을 동시적으로 그리고 개별적으로 이동시키기 위한 상기 자동교정기에 제공되는 제어신호들을 발생하도록 구성됨으로써, 관람될 입체영상의 각각의 입체영상 래스터가 임의의 관람자의 눈으로써 그의 이동에 따라 상기 렌즈형 래스터에 의해 광학적으로 등록된다.

이러한 실시예의 입체영상시스템은 모든 관람자들에게 깨끗한 시야의 입체영상효과를 계속적으로 제공하고 렌즈형 래스터 스크린의 최대 광 파워를 또한 제공한다. 해당 관람자들의 눈으로써 다른 입체쌍들의 입체 시각측면을 등록하기 위한 자동교정(다른 스크린의 입체쌍 영상들의 상기 스크린 상의 상호적인 이동)에 있어 관람자들에 대한 어떠한 광학적 간섭도 없다. 모든 관람자들은 모니터의 공통 스크린 상에서 각각의 내용을 갖는 전화면 입체영상을 관람할 수가 있고, 반면에 다른 관람자들은 다른 입체영상들을 동시에 관람할 것이다.

본 발명의 청구범위 제7항에 따르면, 상기 입체영상시스템은 시각화 입체스크린을 갖는 장치를 포함한다. 상기 시스템의 일실시예에 있어서 입체영상을 형성하기 위한 상기 장치는 렌즈형 래스터 스크린을 갖는 모니터이다. 또 다른 실시예에 있어서 상기 시스템은 렌즈형 래스터 입체스크린을 갖는 입체투사 시스템이다.양 실시예에 있어서, 상기 시스템은 하나 또는 동시에 다수 개의 입체쌍들(시차화상(parallaxgram)의 형태로 자동입체화와 같이 독립적으로 배치된)의 영상들을 형성하도록 구성되는데, 여기서 상기 영상들은 입체스크린 상에 고정된다. 상기 렌즈형 래스터는 자동교정기의 도움으로 관람자의 눈과 입체 시각측면을 자동적으로 등록하기 위하여 입체스크린을 따라 이동 가능하다. 다수의 관람자들의 경우에, 상기 스크린에 형성되는 입체쌍들의 수는 관람자들의 수와 동일하다. 각 숫자의 이동 가능한 렌즈형 래스터들은 상기 입체스크린에 배열된다. 모든 렌즈형 래스터는 하나의 임의의 관람자에 의해 관람하기 위한 단지 하나의 영상의 입체쌍의 초점을 소정의 입체 시각측면에 맞춘다. 이를 위해, 상기 래스터는 상기 청구항 제6항에 기재된 입체스크린의 설계에 유사하게 상기 입체스크린에 배치될 수 있다. 자동입체화의 스크린 입체쌍 영상들로써 상기 래스터를 등록하기 위하여 상기 시스템은 자동교정기를 포함한다. 상기 자동교정기는 각각의 개별적인 렌즈형 래스터에 연결된 액츄에이터들을 포함한다. 상기 시스템은 각 관람자의 눈의 공간적 위치좌표를 개별적으로 결정하기 위한 센서를 포함한다. 상기 센서는 자동교정기에 연결되고, 상기 스크린을 따라(각각의 입체 시각측면이 각 관람자의 눈으로써 광학적으로 등록되도록 상기 래스터에 의해 투사되는 스크린 입체쌍 영상들에 대해) 각각의 래스터를 자동적으로 이동하기 위한 상기 자동교정기에 제공되는 제어신호들을 발생하도록 구성된다.

이러한 입체영상시스템은 모든 관람자들에게 깨끗한 시야의 입체영상효과를 제공하고 렌즈형 래스터 입체스크린의 최대 광 파워를 또한 제공한다. 해당 관람자들의 눈으로써 다른 입체쌍들의 입체 시각측면을 등록하기 위한 자동교정(입체스크린 상의 렌즈형 래스터들의 상호적인 이동)에 있어 관람자들에 대한 어떠한 광학적 간섭도 없다. 모든 관람자들은 상기 모니터의 공통 스크린 상에서 각각의 내용을 갖는 전-화면 입체영상을 관람할 수가 있고, 반면에 다른 관람자들은 다른 입체영상들을 동시에 관람할 것이다.

본 발명의 청구범위 제8항에 따르면, 상기 입체영상시스템은 시각화 스크린을 갖는 장치를 포함한다. 상기 시스템은, 입체영상들을 형성하기 위한 상기 장치가 렌즈형 래스터 입체스크린과 관람자들의 수와 동일한 입체프로젝터의 수를 갖는 자동입체화상(auto-stereogram) 영상들을 형성하기 위한 입체투사 시스템인 것을 특징으로 한다. 각각의 입체프로젝터의 투사렌즈들은 각 입체프로젝터의 렌즈들에 의해서 투사된 하나의 입체쌍의 스크린영상이 소정의 한 관람자에 의해 관람될 입체 시각측면에 입체스크린에 의해 초점이 맞춰지도록 공간적으로 배치된다. 다른 실시예에 있어서, 입체영상들을 형성하기 위한 상기 장치는 관람자들의 수와 동일한 입체쌍 영상들을 갖는 자동입체화 영상들을 형성하기 위한 렌즈형 래스터 입체스크린을 갖는 모니터이다. 상기 입체영상시스템의 양 실시예에 있어서, 관람자들을 위한 의자들이 입체영상을 관람하기 위한 구역에 장착되고, 각각의 의자는 소정의 하나의 입체 시각측면을 갖는 관람자의 눈의 등록 및 관람자의 이동영역 내에서 이동 가능하게 배치된다. 상기 시스템은, 관람자가 착석한 각각의 의자를 입체영상 효과가 관람자에게 최적상태로 관람될 수 있는 위치(관람자의 눈으로써 입체 시각측면의 등록영역)에 독립적으로 이동하기 위한 각각의 의자에 연결된 액츄에이터들을 갖는 자동교정기를 포함한다. 상기 시스템은 각 관람자의 눈의 공간적 위치좌표를 개별적으로 결정하기 위한 센서를 포함한다. 상기 센서는 상기 자동교정기에 연결되고, 상기 자동교정기에 제공되는 제어신호들을 발생하도록 구성된다.

상기 시스템은 입체 시각측면이 어떤 방향으로든 관람자들의 눈과 정확하게 등록될 수 있기 때문에, 광화면 및 파노라마 입체 영상을 관람하기에 더 편안한 어떠한 방향으로든, 즉 상하, 좌우, 전후 방향으로 의자에서 관람자의 이동시 자동교정을 가능하게 해준다.

본 발명의 청구범위 제9항에 따르면, 상기한 청구항 제1항 내지 제5항, 제7항 및 제8항에 기재된 상기 입체영상시스템은, 입체영상들을 형성하기 위한 투사시스템을 갖는 실시예에 있어서 입체스크린 상의 영상을 확대하기 위한 투사렌즈들은 기하학적 오차를 교정하기 위한 굴곡형 거울 또는 렌즈, 및/또는 영상영역 상의 휘도 또는 색도를 조절하기 위한 중간조(half tone) 및/또는 칼라 광 필터들과 같은 개별적인 광학 교정요소들을 포함한다. 제8항에 따르면, 제1항 내지 제4항 중의 어느 하나에 기재된 입체영상시스템은 각 쌍의 투사확대 렌즈들(하나 또는 다수의 관람자들에 대한 좌측 및 우측 입체쌍 영상들의 투사를 형성하기 위한)은 각자의 광학적 교정요소들을 포함한다. 프리즘, 실린더 또는 구형 렌즈와 같은 광학적 교정요소들은 영상의 변환, 및/또는 영상의 선형적 확대, 기하학적 오차의 제거, 및/또는 시야각도의 조절을 위해 설계되며, 반면에 그레이(gray) 또는 칼라 필터들은 영상영역 상에서 휘도 또는 색도를 조정하기 위해 제공된다. 투사렌즈들은 모든 관람자들이 다른 거리에서 동일한 해상도로 같은 시각에서 스크린의 입체영상을 볼 수있도록 동일한 각도의 확대로써 초점이 맞춰진다.

상기한 입체영상 시스템은 투사와 관람의 위치에 상관없이 모든 관람자에 대해서 입체영상의 기하학적 오차, 색도 및 휘도 이탈을 완전하게 제거하는 것을 보장한다.

본 발명의 청구범위 제10항에 따르면, 상기한 청구항 제1항 내지 제9항 중의 하나에 기재된 상기 입체영상시스템은, 상기 입체투사 시스템이 입체스크린의 중앙부에서만 좌측 및 우측의 조합된 화상들의 입체쌍의 형태로 스크린 입체영상을 독립적으로 투사하도록 구성됨을 특징으로 한다. 상기 투사시스템은 상기 입체쌍의 좌측 화상의 좌측 부분의 단일영상(monoscopic images)을 스크린의 좌측 부분에, 그리고 상기 입체쌍의 우측 화상의 우측 부분의 단일영상을 스크린의 우측 부분에 동시에 투사한다.

상기한 입체영상 시스템은 스크린의 좌측 및 우측 부분들에서는 단일영상을 관람하게 되는 반면에 스크린 중앙에서는 더 넓은 시각으로 더 큰 입체감을 느끼는 주변적 시야의 능력 덕분에 입체영상 효과를 볼 때 더 확장된 시각을 보장한다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 상세히 기술한다. 도1을 참조하면, 입체영상 시스템은 투사 망원렌즈 1l(입체쌍의 좌측영상을 투사하기 위한) 및 1r(입체쌍의 우측영상을 투사하기 위한)을 갖는 두 개의 분리된 입체프로젝터들 1(1) 및 1(2)를 포함한다. 상기 시스템은 다수의 확대된 스크린 영상들의 입체쌍들을 동시에 형성하고 각각의 소정의 관람자에 대해 해당하는 입체 시각측면들(좌측 눈에는 좌측영상의 그리고 우측 눈에는 우측영상의 시야영역 3l, 3r)에 상기 스크린 영상들의 광속의 초점을 맞추기 위한 반투명의 시각화 입체스크린 2를 포함한다. 상기 입체프로젝터 광학 시스템은, 망원렌즈 1l 및 1r을 확대용 투사렌즈 4l(상기 입체스크린 2에 좌측 입체쌍 영상을 확대하기 위해) 및 4r(상기 입체스크린에 우측 입체쌍 영상을 확대하기 위해)의 입력 동공으로 입체투사의 광속을 분리하고,분배하고, 그리고 공간적으로 이동하기 위한, 거울 또는 광학 프리즘과 같은, 광학적 요소들(미도시)에 의해 형성된다. 상기 입체스크린은, 관람자들의 모든 눈들 3r 및 3l이 위치한 공간평면에 그리고 투사렌즈들 4l 및 4r이 위치한 평면에 평행하게 배열된다. 각각의 투사렌즈들 1l 또는 1r은 해당하는 투사 단초점(short-focus)(정상 또는 광각의) 렌즈 4l 또는 4r의 입력창 영역 내에서 영상확대율을 갖는 방향(a)으로 광분리 시스템을 통해 투사하기 위한 장초점(long-focus) 렌즈이다. 렌즈 4l 또는 4r은 상기 입체스크린 2에 대해 큰 확대율을 갖는 방향(b)으로 이 영상들을 투사하기 위하여 입체스크린의 후방에 투사의 다른 지점들(각각의 투사 시각측면들)에 배치된다. 입체스크린 2의 렌즈형 래스터들은 각각 좌측 눈 및 우측 눈 3l 및 3r에 의해 좌측 및 우측 입체쌍 영상들을 관람하기 위한 해당 선택적 시야영역의 위치 방향(c)으로 상기 입체스크린 상에 투사된 영상의 초점을 맞추기 위해 광학적으로 배열된다. 상기 시스템은 투사 렌즈 4l 또는 4r 각각에 연결된 개별적인 액츄에이터(actuator)들을 갖는 자동교정기 5를 포함한다. 상기 자동교정기 시스템은, 광 신호(d)로부터 관람자들의 해당 눈의 공간적 위치좌표들을 결정하기 위한 자동교정기 5에 연결된 하나의 공통 센서 6 또는 다수의 센서들 6을 포함하는데, 여기서 상기 자동교정기는 후속적으로 각 관람자의 좌측 눈 3l에 대한 좌측 입체쌍 영상 및 우측 눈 3r에 대한 우측 입체쌍 영상의 각각의 시각영역의 동적 등록을 고려하여 투사 렌즈 4l 또는 4r의 위치좌표들의 방향(g)으로 자동교정을 위한 제어신호들을 발생한다. 이것은 관람자들의 이동시 깨끗한 입체영상 효과를 계속적으로 관람하는 것을 가능하게 해줄 것이다.

도 2는 비조화(unharmonic) 방식의 반투명 렌즈형 래스터 입체스크린 2의 광학적 다이어그램의 일부(각 층의 입체스크린에서 세 개의 렌즈들을 갖는)를 도시한다. 상기 스크린은 구형(spherical) 마이크로렌즈를 포함하는 세 층의 렌즈형 래스터들로 이루어진다. 다른 래스터 층에 배치된 각각의 세 개의 렌즈들 7, 8 및 9는 단일체(unity)와 같은 선형 확대율을 갖는 평각인출형(straight-drawing) 마이크로렌즈의 광학적 설계에 따라서 공통 광축 상에 광학적으로 배열된다. 상기 입체스크린 2의 중심으로부터 투사 렌즈 4l 또는 4r의 출력렌즈들이 배치된 평면까지의 거리 A1은 상기 입체스크린의 중심으로부터 입체영상 시야영역 3l 및 3r(관람자들 눈의 최적위치) 배치된 평면까지의 거리 A2와 같다.

도 3을 참조하면, 입체영상 시스템은 우측 입체쌍 영상의 렌즈(1r) 및 좌측 입체쌍 영상의 렌즈(1l)에 의해 입체스크린 10(투사시스템 또는 모니터) 상에 투사하도록 지향된 입체프로젝터를 포함한다. 이러한 시스템에서 투명한 렌즈형 래스터 입체스크린은 자동입체화 영상을 형성하기 위한 중앙 광학 면 10과 상기 스크린의 전후방 측면에 배치된 두 개의 래스터들을 갖는다. 래스터 11(후방의)은 렌즈들 1l 및 1r에 의해 자동입체화상(성 또는 점의 형태로 단일영상으로써)에 투사된 입체쌍(입체화상)의 영상들 1l 및 1r을 상기 면 10 상에 형성하는 역할을 한다. 전방 래스터 13은 상기 면 10과 평행하게 이동하도록 구성되고, 자동입체화상의 스크린 영상과 광학적으로 결합되며, 상기 자동교정기 5의 액츄에이터에 연결된다. 상기 자동교정기는, 상기 래스터 3을 자동입체화에 동적으로 결합하고 관람자들의 이동시 깨끗한 입체영상 효과를 갖는 입체영상을 일정하게 제공하기 위하여 자동교정기에 제공되는 제어신호를 발생함과 아울러 관람자들의 눈의 공간적 위치좌표들을 결정하기 위한 센서 6에 연결된다.

도 4는 투사 렌즈 4l 및 4r의 적절한 입력창에 방향(a)으로 각각 좌측 및 우측 입체쌍 영상들을 투사하는 투사 망원렌즈 1l 및 1r을 구비한 입체프로젝터 1을 도시한다. 광분리 시스템은 상기 렌즈들 4l 및 4r과 렌즈들 1l 및 1r의 사이에 장착된다. 각각의 하나의 쌍의 렌즈들 4l 및 4r은 소정의 관람자의 머리에 근접하게 배치되고 정상 또는 광각 렌즈시스템의 형태로 제작되어, 렌즈 4r(우측 입체쌍 영상의 투사를 위한)이 우측 눈3l에 근접한 머리의 우측면에 배치되는 반면에 렌즈 4l은 좌측 눈3l에 근접한 머리의 좌측면에 배치되도록 구성된다. 상기 렌즈들 4l 및 4r은 입체쌍 영상의 확대를 갖는 방향 (b)으로 투사를 위하여 렌즈형 래스터 반사 입체스크린 13에 배치된다. 상기 입체스크린 13은 후방에 거울 코팅 15를 갖는 고양이 눈 모양의 마이크로구형(microsphere) 렌즈들 14의 구슬체(bead)들을 관람자들의 측면에 포함한다. 각각의 렌즈 14는 렌즈 구의 비직경(rated radius), 상기 거울 코팅의 직경을 가지며, 렌즈들 4l 및 4r에 의해 방향(b)으로 입체스크린에 투사되는 입체쌍 영상의 초점을 맞추기 위해 상기 입체스크린에 대해 배치된다(상기 영상들은 관람자의 좌측 눈에 대해 좌측 입체쌍 영상의 그리고 우측 눈에 대해 우측 입체쌍 영상의 시각영역들 상의 방향 (e)로 렌즈거울에 의해 반사됨). 이러한 관람자들의 이동시 관람자들의 눈과의 시각영역들의 동적, 개별적, 동시적 등록을 위한 모든 투사렌즈들의 자동교정 시스템은 도 1과 연관하여 개시된 시스템과 유사하다.

도 5는 투사렌즈들 1l(좌측 입체쌍 영상의 투사를 위한) 및 1r(우측 입체쌍 영상의 투사를 위한), 광분리 시스템(미도시) 및 확대용 정상 및 광각 투사렌즈들 4l(좌측 입체쌍 영상의 투사를 위한) 및 4r(우측 입체쌍 영상의 투사를 위한)을 갖는 입체프로젝터를 포함하는 입체영상 시스템을 도시한다. 반사거울 구형 입체스크린 16은 굴곡부 R의 내부직경과 굴곡부 O_R의 중심을 갖는 오목 구형 거울 15(투사의 측면에서 입체영상의 관람을 위한)를 포함한다. 각각의 투사렌즈 4l 및 4r의 출력창은 좌측 눈 3l에 대한 좌측 스크린 영상과 우측 눈 3r에 대한 좌측 스크린 영상의 시각영역 중심들의 좌표들에 대칭적으로 소정의 투사점(투사 시각측면)들에 자동교정기 5의 도움으로 배치되고, 여기서 상기한 대칭의 축은 입체스크린 거울 구체의 굴곡부 R의 직경의 중심 O_R에 대한 축이다. 이러한 관람자들의 눈으로써 스크린 입체영상들의 시각영역들의 자동적, 개별적인 등록을 하기 위한 모든 투사렌즈들 4l 및 4r의 개개의 동적 자동교정 시스템은 도 1을 참조하여 기술된 시스템과 유사하다.

도 6 및 7은 다수의 광각 투사렌즈들 18(반투명 렌즈형 래스터 입체스크린 10 상에 공통 입체영상의 일부를 확대하기 위한) 및 두 개 또는 다수의 투사 망원렌즈들 17을 갖는 모니터들 1l(좌측 입체쌍 영상의 형성을 위한) 및 1r(우측 입체쌍 영상의 형성을 위한)을 포함하는 평면형 입체영상 시스템을 도시한다. 상기 모니터들 1l 및 1r은 상기 입체스크린의 단부에 배치된 그리고 렌즈들 18의 입력창들에 입체스크린 면을 따라 영상의 확대 없이 방향 (b)로 투사하도록 지향된 망원렌즈들 17을 향해 방향 (a)로 투사의 광속을 형성한다. 망원렌즈들 17은 비디오 모니터들 1l 또는 1r에 의해 형성되는 전-화면 영상에 대한 일반영역을 갖는 하나 또는 다수의 입체쌍들의 좌측 및 우측 영상들의 일반영역의 국부적인 일부를 투사한다. 상기 렌즈 18은 반사경들 19와 결합되고, 입체스크린 10에 평행한 면에서 다른 지점들(투사 시각측면들)에 배치되고, 투명한 입체스크린 10 영역의 소정의 국부화 구역 20 상에 영상 영역의 일부를 확대하는 방향(c)으로 상기 영상을 투사하도록 배열된다. 상기 입체스크린 10은 자동입체화의 입체영상들을 형성하기 위한 2-측면 렌즈형 래스터를 포함한다. 하나 또는 다수의 렌즈형 래스터들은 상기 입체스크린 면을 따라 라인 (g)에서 상호 이동 가능하고, 자동교정기 5의 액츄에이터와 연결된다. 상기 센서 6은 자동교정기 5와 연결되고 관람자들의 눈의 공간적 위치좌표들의 신호들(d)을 입력한다. 상기 자동교정기는 관람자들의 이동시 관람자의 눈으로써 입체영상 시각영역들을 자동적으로, 동적으로 등록한다.

본 발명에 따른 입체투사 시스템은 다음과 같이 동작한다.

도 1을 참조하면, 상기 프로젝터들 1(1) 및 1(2)는 다른 시각측면들로부터의 렌즈들 4l 및 4r을 갖는 광분리 시스템을 구비한 모든 쌍의 렌즈들 1l 및 1r에 의해서 자동입체화들로서 상기 시각화스크린 2 상에 시차결합 되는 좌측 및 우측 영상의 입체쌍들을 투사한다. 제1층의 입체스크린(도 1 및 2에서의)은 중앙(제2) 층의 입체스크린(렌즈 8의 래스터를 갖는) 상의 프로젝터들(렌즈 7의 래스터를 갖는)의 측면에 투사렌즈들 4l 및 4r의 출력창(output aperture)들의 모든 영상의 애스펙트그램(aspectgram) 형태로 영상들을 형성한다. 제3층(렌즈 9의 래스터를 갖는)은 관람자들의 각각의 눈 3l 및 3r에 대한 상기 영상들의 해당 시각영역들 상의 상기 애스펙트그램에 투사렌즈들의 출력창들의 각 영상의 초점을 맞춘다. 상기 센서 6 또는 다수의 개별적인 센서들 6은 관람자의 각각의 눈의 공간적 위치좌표를 입력하고 자동교정기 5에 제공되는 자동교정 신호들을 발생한다. 상기한 신호들에 기초하여, 상기 교정기는 개개의 액츄에이터에 의해 해당 관람자의 눈의 이동경로에 평행한 방향(g)으로 각각의 한정된 쌍의 투사렌즈들 4l 및 4r을 이동시키고, 이로써 관람자의 각각의 눈과의 각 특정 시각영역의 독립적인 동적 등록을 가능하게 하여준다. 상기 자동교정기는 어떤 관람자에게도 관람자들의 눈의 위치지점에서 또는 다른 관람자와 독립적으로 관람자들의 수평적 이동과정에 있어 명료한 입체영상 효과를 보장한다.

도 3에 도시된 입체투사 시스템은 이러한 스크린의 면 10에 하나 또는 다수의 자동 입체화들을 형성하기 위한(상기 애스펙트그램 영상에 유사하게 다수의 시차화상 입체쌍들을 개별적으로 투사함으로써) 상기 입체스크린 10의 렌즈형 래스터 11 상에 좌측 및 우측 결합형 영상들의 입체화를 투사렌즈들 1l 및 1r을 갖는 입체모니터 1에 의해 투사한다. 관람자들의 눈의 좌표들을 모니터하기 위한 센서들 6을 구비한 자동교정기 5의 개개의 액츄에이터들의 도움으로, 관람자들의 측면에 배치된 전방 레스터 12 또는 다수의 전방 독립형 래스터들 12는 각 관람자의 눈과의 각 입체쌍 스크린 영상의 등록 방향(g)으로 동적으로 배치된다. 따라서 각각의 관람자는 입체영상 관람구역에서 관람자들의 이동시에도 어떤 시각측면에서도 명료한 입체영상 효과를 변함 없이 관람할 수 있다. 전방 래스터들의 유사한 자동교정 기능을 구비한 상기 입체영상 시스템은 비디오 모니터, 텔레비전 셋, 컴퓨터 모니터, 입체 사진술, 입체 조명, 상점의 윈도우, 또는 광고판 등의 입체스크린 상에 형성될 수 있다(투사가 없는 상기 스크린 10과 상기 스크린의 후방에서의 래스터 11의 평면에).

도 1에 도시된 입체영상 투사시스템의 실시예와 유사하게, 도 5에 도시된 고양이 눈 렌즈형 래스터 또는 거울 구형 입체스크린을 구비한 도 4에 도시된 입체영상 시스템은 또한 다른 투사지점들(투사측면들)로부터 다수의 입체쌍 영상들을 동시적으로 투사한다. 상기한 독립적인 동적 자동교정 기능은 소정의 관람자의 각각의 눈과 각 입체쌍 영상의 모든 소정의 시각영역을 등록하기 위한 센서들 6(관람자들의 눈의 공간적 위치좌표들을 정의하기 위한)을 구비한 유사한 자동교정기들 5에 의해 제공된다.

도 5 및 6에 도시된 입체영상 시스템에 있어서 모니터 1l은 좌측 영상을 형성하고 모니터 1r은 우측 영상의 입체쌍을 형성한다. 투사 망원렌즈들 17, 광각 렌즈들 18 및 편향(deflecting) 거울들 19는 상기 입체스크린 10의 영역 상의 일부분 20에 입체화 스크린 영상의 형태로 전화면 영상의 입체쌍 영역의 일부를 투사한다. 상기 입체스크린 10의 렌즈형 래스터는 자동입체화로서 전화면 영상들을 형성한다. 상기 자동교정기의 개개의 액츄에이터들의 도움으로, 입체스크린 10(관람자들의 측면에 위치한)의 이동식 전방 래스터 또는 다수의 독립적인 이동하는 래스터들에 의해서 상기 자동교정기 5는 관람자의 이동시 각 관람자의 좌측 및 우측 눈과의 좌측 및 우측 전화면 영상들의 입체쌍의 시각영역의 동적 독립적 등록을 제공한다. 상기센서들 6은 관람자들의 눈의 공간적 위치좌표들을 결정한다. 상기 센서들은 상기 자동교정기에 연결되고, 자동교정기에 제공되는 제어신호들을 발생한다.

본 발명에 따른 모든 입체투사 시스템은 통상적인 그리고 입체적 영상을 형성하기 위한 투사 및 모니터 시스템들의 통상적인 설계 및 제조방법을 사용하여 상업적인 규모로 제조될 수 있다. 본 발명에 따른 모든 입체스크린들은 렌즈형 래스터 및 구형 거울 스크린들을 제조하기 위한 통상적인 방법에 의해 제조될 수도 있다. 본 발명의 자동교정 시스템은 물체들을 자동적으로 추적하기 위하여 여러 분야에서 사용되는 유사한 자동교정 시스템들의 통상적인 설계 및 제조방법을 사용하여 제조될 수 있다. 따라서, 본 발명의 산업상 이용가능성은 명백하다. 상기 입체영상 시스템은 다수의 관람자들의 어떠한 이동(변위)시에 어떠한 시각에서도 명료한 입체영상 효과를 관람할 필요가 있는 영화, 텔레비전 또는 컴퓨터 시스템들에서 특히 넓은 응용이 가능하다. 이러한 입체영상 시스템은 안경 없이 관람자들의 자유로운 위치설정 및 상호적인 이동시에도 최적의 광학적 조건(파라미터)들로써 입체영상의 가장 안락한 관람을 가능케 할 뿐만 아니라 광각의 시계로써 공통 입체스크린 상에서 동일하거나 또는 상이한 입체영상들을 집합적으로 동시에 관람하는 것을 가능하게 만들어줄 것이다.

전술한 실시예들은 단지 예를 들어 설명한 것이며, 당해 기술분야의 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 정신을 이탈하지 않고 어떠한 변경도 가능할 것임을이해하여야 할 것이다. 본 발명의 범위는 단지 첨부한 청구범위에 의해서만 정해질 것이다.

Claims (10)

1. 입체영상을 형성하기 위한 장치는 렌즈형 래스터(raster) 입체스크린, 고양이 눈 스크린, 또는 오목한 구형 또는 파라볼라형 입체스크린을 구비하는 입체투사 시스템을 포함하고, 상기 투사시스템은 관람자들의 숫자에 동등한 다수의 입체프로젝터들을 포함하고, 각각의 입체프로젝터들의 투사렌즈는 입체스크린과 평행하게 배치되도록 구성되고, 상기 렌즈들은 각 입체프로젝터의 렌즈에 의해 투사되는 하나의 입체쌍의 스크린영상이 소정의 한 관람자가 입체영상을 관람하기 위한 시각측면에 상기 입체스크린에 의해 초점이 맞춰지도록 배치된 공간에 배열되고, 상기 입체투사 시스템은 소정의 관람자의 적절한 눈에 대해 하나의 소정의 입체시각측면의 등록방향으로 상기 렌즈들을 개별적으로 이동하기 위한 입체프로젝터들의 투사렌즈들의 쌍들에 연결되는 액츄에이터들을 구비한 자동교정기를 포함하고, 이러한 목적을 위해서, 상기 시스템은 해당 관람자가 입체쌍 스크린 영상을 관람하기 위한 입체시각측면에 관하여 각 관람자의 눈의 위치좌표를 개별적으로 결정하기 위한 센서를 포함하고, 상기 센서는 상기 자동교정기에 연결되는 한편으로 상기 자동교정기에 제공되는 제어신호를 발생하도록 구성됨을 특징으로 하는,

   안경을 사용하지 않고 입체영상을 관람하기 위한, 개별적으로 구역화(localized)된 스크린영상들의 입체쌍들을 형성하기 위한 시각화 입체스크린을 구비한 장치를 포함하는 입체영상 시스템으로서, 상기 입체쌍들의 수는 관람자들의 수와 동일하게 구성되며, 상기 입체영상 시스템은 입체스크린 상에 좌측 또는우측 스크린 영상의 각각의 입체쌍을 소정의 한 관람자의 좌측 또는 우측 눈에 의해 각각 관람될 단일한 입체 시각측면으로 각각 광학적으로 분리하기 위한 시스템을 더 구비하는 입체영상 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 스크린은 구형의 양 마이크로렌즈로 형성되는 세 개의 평행한 층으로 된 렌즈형 래스터들을 구비하는 반투명 스크린이고, 상기 래스터 층의 모든 렌즈들은, 모든 세 개의 렌즈들이 각각의 래스터 층에서 하나씩, 상기 렌즈들 간의 이격거리에서 래스터들의 면에 수직인 공통의 광학적 축 상에 단일체와 같은 선형의 광배율을 갖는 평각인출형(straight-drawing) 렌즈 구조에 따라 배치되고, 모든 투사렌즈 쌍들은 입체스크린의 면에 평행하고 상기 스크린에서 이격된 공통 평면에서 상기 입체스크린의 후방에서의 관통투사를 위해 장착되어, 각 관람자가 입체효과를 명료하게 관람하기 위한 입체시각측면의 지점에 각 입체쌍 스크린영상의 입체스크린에 의해 정확하게 초점이 맞춰질 수 있도록 하는 거리에 배치됨을 특징으로 하는 입체영상 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 입체스크린은 후방에 거울코팅을 구비한 구형의 마이크로렌즈 형태의 고양이 눈에 의해 형성되는 고양이 눈 형태의 거울 렌즈형 래스터스크린을 포함하고, 또는 상기 입체스크린은 모서리 거울 반사기들에 의해 제공되는 하나의 래스터를 포함하고, 입체스크린 상의 확대투사를 위한 각 쌍의 투사렌즈들은 소정의 관람자의 머리에 가깝게 배치되고, 상기 렌즈들은 이 관람자의 우측 눈에 그의 우측 머리에서 렌즈에 의해 투사되는 우측 입체쌍 영상을 상기 입체스크린에 의해 반사하는 한편, 또한 관람자의 좌측 눈에 그의 좌측 머리에서 렌즈에 의해 투사되는 좌측 입체쌍 영상을 입체스크린에 의해 반사하기 위하여 상기 입체스크린에 조준되도록 배열됨을 특징으로 하는 입체영상 시스템.
4. 제1항에 있어서, 투사영상을 반사하기 위한 입체스크린은 관람자의 측면에 위치한 굴곡(curvature)의 직경 중심을 갖는 구형 오목거울을 포함하고, 각각의 소정의 투사렌즈는 대칭면에 존재하는 상기 스크린 거울의 굴곡의 직경에 대하여 상기 관람자의 해당되는 눈에 대칭적으로 연속적으로 등록되도록 구성됨을 특징으로 하는 입체영상 시스템.
5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 하나에 있어서, 상기 입체프로젝터는, 거울 또는 프리즘 요소들을 포함하는 광분리 시스템을 구비한 한 쌍의 투사 망원렌즈를 포함하는, 단일한 공통 입체쌍의 영상들을 형성하기 하나의 입체프로젝터를 포함하고, 상기 광분리 시스템은 망원렌즈들의 출력동공들로부터 투사된 빔들을 분리하기 위하여, 그리고 상기 입체스크린 상에 입체쌍 영상들을 확대하기 위한 광각 또는보통의 투사렌즈들의 입력동공들에 상기 빔들을 안내하기 위하여 배열되고, 상기 광분리 시스템 요소들과 함께 상기 영상들을 확대하기 위한 상기 투사렌즈들은 상기 입체스크린의 평면과 평행하게 상기 렌즈들을 개별적으로 이동하기 위한 상기 자동교정기의 액츄에이터에 연결됨으로써, 각각의 관람자들의 눈으로써 소정의 입체 시각측면들을 등록하도록 배열됨을 특징으로 하는 입체영상 시스템.
6. 입체영상들을 발생하기 위한 장치는 다수의 자동 입체화상(auto-stereogram)를 형성하기 위한 렌즈형 래스터 입체스크린을 구비한 모니터를 포함하고, 상기 모니터의 입체스크린은, 상기 관람자들의 자유로운 이동시 임의의 관람자에 의해 각 입체쌍을 관람하기 위한 소정의 분리된 입체 시각측면들에 상기 렌즈형 래스터에 의해 초점이 맞춰지고 또한 상기 스크린 면에서 이동 가능한 입체쌍 영상들을 형성하기 위하여 상기 스크린 상에 투명화의 방향성 전달로서 형성되며, 그러한 목적을 위해 상기 모니터는 각각의 입체 시각측면이 소정의 관람자의 눈으로써 렌즈형 래스터에 의해 광학적으로 등록되도록 상기 렌즈형 래스터와 평행으로 영상요소들을 상기 입체스크린 상에서 개별적으로 이동하기 위한 자동교정기를 포함하며, 또한 그러한 목적으로 상기 시스템은 각 관람자의 눈의 공간적 위치좌표를 개별적으로 결정하기 위한 센서를 포함하고, 상기 센서는 자동교정기에 연결되어, 상기 자동교정기에 제공되는 제어신호들을 발생하도록 구성됨을 특징으로 하는,

   안경을 사용하지 않고 입체영상을 관람하기 위한, 개별적으로 구역화된 스크린영상들의 입체쌍들을 형성하기 위한 시각화 입체스크린을 구비한 장치를 포함하는 입체영상 시스템으로서, 상기 입체쌍들의 수는 관람자들의 수와 동일하게 구성되며, 상기 입체영상 시스템은 입체스크린 상에 좌측 또는 우측 스크린 영상의 각각의 입체쌍을 소정의 한 관람자의 좌측 또는 우측 눈에 의해 각각 관람될 단일한 입체 시각측면으로 각각 광학적으로 분리하기 위한 시스템을 더 포함하는 입체영상 시스템.
7. 스크린은 개별적인 렌즈형 래스터들을 포함하고, 입체영상을 형성하기 위한 장치는 방향성 광방출 스크린 또는 투명화 전달을 구비한 모니터이거나, 또는 관람자들의 자유로운 이동시 소정의 관람자에 의해 입체쌍을 관람하기 위한 소정의 시각측면에 소정의 입체쌍의 스크린 영상들의 초점을 렌즈에 의해 맞춤에 의해, 입체스크린의 소정의 개개의 렌즈형 래스터의 렌즈들에 대한 각 입체쌍 영상의 방향성 광 방출로써 고정된 영상의 입체쌍들을 상기 입체스크린에 형성하기 위한 입체투사시스템이고, 이러한 목적을 위해 상기 모니터 또는 투사시스템은 매 관람자의 눈의 위치에 따라 별개의 렌즈형 래스터들을 개별적으로 이동하기 위한 자동교정기를 포함하고, 상기 자동교정기는 해당 관람자의 눈으로써 각각의 입체 시각측면이 광학적으로 등록되도록 상기 래스터에 의해 투사되는 스크린 입체쌍 영상들에 대해 스크린을 따라 상기 래스터를 개별적으로 이동하기 위한 각각의 렌즈형 래스터에 연결된 액츄에이터들을 포함하고, 또한 그러한 목적으로 상기 시스템은 각 관람자의눈의 공간적 위치좌표를 개별적으로 결정하기 위한 센서를 포함하고, 상기 센서는 자동교정기에 연결되어, 상기 자동교정기에 제공되는 제어신호들을 발생하도록 구성됨을 특징으로 하는,

   안경을 사용하지 않고 입체영상을 관람하기 위한, 개별적으로 구역화된 스크린영상들의 입체쌍들을 형성하기 위한 시각화 입체스크린을 구비한 장치를 포함하는 입체영상 시스템으로서, 상기 입체쌍들의 수는 관람자들의 수와 동일하게 구성되며, 상기 입체영상 시스템은 입체스크린 상에 좌측 또는 우측 스크린 영상의 각각의 입체쌍을 소정의 한 관람자의 좌측 또는 우측 눈에 의해 각각 관람될 단일한 입체 시각측면으로 각각 광학적으로 분리하기 위한 시스템을 더 포함하는 입체영상 시스템.
8. 입체쌍 스크린 영상들의 고정된 입체 시각측면을 형성하기 위한 장치는 관람자들의 수와 동일한 입체쌍 영상들의 수에 대하여 렌즈형 래스터를 갖는 방향성 광 방출 스크린 또는 투명화 전달을 구비한 모니터를 포함하고, 또는 상기 장치는 렌즈형 래스터 입체스크린과 관람자들의 수와 동일한 다수의 입체프로젝터들을 갖는 입체투사 시스템을 포함하고, 각각의 입체프로젝터의 투사렌즈들은 각 입체프로젝터의 렌즈들에 의해서 투사된 하나의 입체쌍의 스크린영상이 소정의 한 관람자에 의해 관람될 입체 시각측면에 입체스크린에 의해 초점이 맞춰지도록 공간적으로 배치되고, 입체영상들을 형성하기 위한 장치의 실시예에 있어서, 관람자들을 위한 의자들이 입체영상을 관람하기 위한 구역에 장착되고, 각각의 의자는 소정의 하나의 입체 시각측면을 갖는 관람자의 눈의 등록 및 관람자의 이동영역 내에서 이동 가능하게 배치되고, 상기 시스템은, 관람자가 착석한 각각의 의자를 입체영상 효과가 관람자에게 최적상태로 관람될 수 있는 위치에 독립적으로 이동하기 위한 각각의 의자에 연결된 액츄에이터들을 갖는 자동교정기를 더 포함하고, 상기 시스템은 각 관람자의 눈의 공간적 위치좌표를 개별적으로 결정하기 위한 센서를 포함하고, 상기 센서는 상기 자동교정기에 연결되고, 상기 자동교정기에 제공되는 제어신호들을 발생하도록 구성됨을 특징으로 하는,

   안경을 사용하지 않고 입체영상을 관람하기 위한, 개별적으로 구역화된 스크린영상들의 입체쌍들을 형성하기 위한 시각화 입체스크린을 구비한 장치를 포함하는 입체영상 시스템으로서, 상기 입체쌍들의 수는 관람자들의 수와 동일하게 구성되며, 상기 입체영상 시스템은 입체스크린 상에 좌측 또는 우측 스크린 영상의 각각의 입체쌍을 소정의 한 관람자의 좌측 또는 우측 눈에 의해 각각 관람될 단일한 입체 시각측면으로 각각 광학적으로 분리하기 위한 시스템을 더 포함하는 입체영상 시스템.
9. 제1항 내지 제5항, 제7항 및 제8항 중의 어느 하나에 있어서, 상기 입체스크린 상의 영상을 확대하기 위한 투사렌즈들은 기하학적 오차를 교정하기 위한 굴곡형 거울 또는 렌즈, 및/또는 영상영역 상의 휘도 또는 색도를 조절하기 위한 중간조 및/또는 칼라 광 필터들과 같은 개별적인 광학 교정요소들을 포함함을 특징으로 하는 입체영상 시스템.
10. 제1항 내지 제9항 중의 어느 하나에 있어서, 상기 입체영상시스템은, 상기 입체스크린의 다른 부분들에서 개별적인 입체프로젝터들에 의한 각 입체쌍의 공통적인 좌측 및 우측 영상 부분들의 분리된 입체투사, 및/또는 상기 입체스크린의 중앙부분에 대한 입체투사, 및 좌측 부분의 좌측 화상의 스크린의 좌측 부분에 대한 그리고 우측 부분의 우측 화상의 스크린의 우측 부분에 대한 단일투사에 적응되도록 구성함을 특징으로 하는 입체영상 시스템.