KR100598957B1 - 이동통신 단말기용 헤드마운트 디스플레이 - Google Patents

Abstract

본 발명은 헤드마운트 디스플레이에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이동통신 단말기로부터 입력되는 작은 영상을 현실감 있고 입체적으로 감상할 수 있는 헤드마운트 디스플레이에 관한 것이다.

본 발명에 따른 헤드마운트 디스플레이는 이동통신 단말기(100)로부터 압축 처리된 디지털 영상신호를 입력받는 인터페이스부(210)와, 상기 인터페이스부(210)를 통해 입력된 디지털 영상신호를 압축 해제하여 출력하는 디코더(220)와, 상기 디코더(220)로부터 출력된 영상신호를 보간(interpolation) 처리하여 확대하고, 이로부터 동기화된 한 쌍의 영상필드신호를 출력하는 영상신호 변환부(230)와, 상기 영상신호 변환부(230)를 통해 출력되는 각각의 영상필드신호에 따라 대응하는 표시 구동 신호를 출력하는 표시 구동부(240)와, 상기 표시구동 신호에 따라 좌우측 영상신호를 각각 디스플레이 하는 한 쌍의 표시부(250)와, 장치 전반을 제어하는 제어부(260)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

헤드마운트 디스플레이, HMD, 이동통신 단말기, 카메라, 캠코더, 멀티미디어

Description

이동통신 단말기용 헤드마운트 디스플레이{Head mounted display for mobile terminal}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 헤드마운트 디스플레이의 사용 상태를 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 헤드마운트 디스플레이의 내부 구성을 도시한 구성 블록도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 이동통신 단말기

200 : 헤드마운트 디스플레이

210 : 인터페이스부 220 : 디코더

230 : 영상신호 변환부 240 : 표시 구동부

250 : 표시부 260 : 제어부

본 발명은 헤드마운트 디스플레이에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이동통신 단말기로부터 입력되는 작은 크기의 디지털 영상신호를 현실감 있고 입체적으로 재 생할 수 있는 헤드마운트 디스플레이에 관한 것이다.

최근 멀티미디어 기술의 발달로 화상 촬상소자가 내장된 휴대폰이나 캠코더폰, PDA폰 등과 같이 이동통신 단말기들이 등장하고 있다. 또 동영상을 포함한 멀티미디어 파일을 재생할 수 있는 코덱을 내장한 제품들도 점차 보편화되고 있다.

이들 이동통신 단말기들은 화상 촬상소자에 의해 정지영상, 또는 동영상을 촬영하여 이들을 표시장치 상에 표시하거나, 내부 메모리에 저장한다. 나아가 촬영된 영상 파일이나 또는 별도의 컨텐츠로 제공되는 멀티미디어 파일들을 이동통신망을 통해 전송하거나 혹은 자체에 구비된 인터페이스를 통해 외부기기와 송수신하는 것이 가능하다.

한편, 이동통신 단말기에서 유통되는 영상 데이터는 대체로 이동통신 단말기의 표시장치의 해상도에 상응하는 해상도를 가진다. 최근들어 사용자들은 촬영된 영상을 좀 더 큰 화면에서 즐기고자 하는 요구를 표현하고 있고, 이에 따라 각 단말기 회사들은 표시부의 크기를 키우기 위해 고심하고 있다.

그러나 별도로 입수 가능한 외부 장치로 흔히 생각하는 컴퓨터용 모니터 등은 휴대가 불가능하다는 문제로 인하여 이동통신 단말기와는 도무지 어울리지 않는다. 본 발명자는 이에 따라 고심하던 중 입체 텔레비젼이나 게임에서 이용되는 헤드마운트 디스플레이(HMD : Head Mound Display)를 이동통신 단말기 용으로 사용하고자하는 착상을 하였다.

통상 HMD는 사람의 육안에 맞는 한 쌍의 소형 디스플레이를 채택하고 있지만 매우 고해상도이며 실질적으로 육안으로 볼 때는 수십인치에 달하는 대형의 영상을 제공한다. 따라서 휴대가 비교적 간편하고 이동통신 단말기와 매우 잘 어울리는 표시장치로 생각된다.

하지만 이와 관련하여 몇 가지 문제점이 도출되었다. 하나는 이동통신 단말기에서 유통되는 영상 데이터들이 저해상도이므로 HMD에 적합하지 않다는 문제이다. 또 하나는 이동통신 단말기가 제공하는 외부 인터페이스는 직렬 통신으로 매우 제한된 통신속도를 가지기 때문에 실시간으로 동영상 전송이 불가능하다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 도출된 것으로, 본 발명은 멀티미디어 파일을 지원하는 이동통신 단말기로부터 입력되는 디지털 영상신호를 현실감 있고 입체적으로 디스플레이 하는 헤드마운트 디스플레이를 제공하는 것을 목적으로 한다.

나아가 본 발명은 이동통신 단말기의 인터페이스를 통해 전송되는 디지털 영상신호를 실시간으로 디스플레이 하는 것이 가능한 헤드마운트 디스플레이를 제공하는 것을 추가적인 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 헤드마운트 디스플레이는 이동통신 단말기와 인터페이스를 통해 압축된 영상 신호를 수신하고, 이를 압축 해제하여 표시하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라 본 발명에 따른 헤드마운트 디스플레이는 비교적 저속의 인터페이스를 통해서도 자연스러운 동영상을 표시하기에 충분한 정도의 영상 데이터를 수신하는 것이 가능하다.

나아가 본 발명의 또다른 양상에 따른 헤드마운트 디스플레이는 이동통신 단말기로부터 수신하여 압축 해제된 영상신호를 보간 처리를 통해 확대하여 표시부에 표시하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라 본 발명에 따른 헤드마운트 디스플레이는 저해상도의 이동통신 단말기용 영상신호를 고해상도의 표시부에 자연스럽게 표시하는 것이 가능하다.

본 발명의 전술한 및 추가적인 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 후술하는 바람직한 실시예를 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 이러한 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 헤드마운트 디스플레이의 사용 상태를 개략적으로 도시한 것이다. 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드마운트 디스플레이(200)는 카메라 폰(101), 캠코더 폰(102), 티브이 폰(103) 또는 PDA 폰(104)과 같은 이동통신 단말기(100) 중의 하나에 유선이나 무선으로 연결되어 이동통신 단말기로부터 영상신호를 입력받아 헤드마운트 디스플레이의 표시부에 출력한다.

이 때 영상을 전송하는 이동통신 단말기(100) 측에는 본 발명에 따른 헤드마운트 디스플레이와 영상 데이터를 송수신하는데 관련된 제어 프로그램이 구비된다. 이 제어 프로그램은 이동통신 단말기용 가상 머신(virtual machine), 예를 들면 GVM, KVM과 같은 플랫폼에서 실행되도록 작성된 응용 프로그램일 수 있다. 이들 프 로그램의 제어에 의해 이동통신 단말기(100)는 유선 혹은 무선 인터페이스를 통해 본 발명에 따른 헤드마운트 디스플레이(200)가 연결되었음을 확인할 수 있다.

예를 들어 이동 통신 단말기(100)는 표준적인 인터페이스상의 프로토콜에 의해 외부기기가 연결되었음을 확인한 경우 연결을 설정하고 이후에 외부기기의 종류를 특정한 코드에 의해 확인할 수 있다. 이 같은 통신 프로토콜 자체는 당해 분야에 공지된 것이므로 상세한 설명은 생략한다.

헤드마운트 디스플레이의 기구적인 구성은 다양한 형태가 상업화되어 제공되고 있으며 본 발명의 요지와 관계가 없으므로 상세한 설명은 생략한다. 특징적인 부분이 있다면 이동통신 단말기와 인터페이스 하기 위해 필요한 유선, 혹은 무선의 인터페이스와, 내부의 신호처리회로가 내장된 회로기판이 추가된 정도일 것이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 헤드마운트 디스플레이의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다. 이하에서는 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드마운트 디스플레이의 구성을 상세히 설명하기로 한다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 헤드마운트 디스플레이(200)는 인터페이스부(210)와 디코더(220) 및 영상신호 변환부(230), 표시 구동부(240), 표시부(250) 그리고 장치 전반을 제어하는 제어부(260)를 포함하고 있다. 그리고 도시되지는 않았지만, 전원 공급부를 포함하고 있다.

인터페이스부(210)는 이동통신 단말기으로부터 압축 처리된 디지털 영상신호를 입력받는다. 본 발명의 일 실시예에 있어서 인터페이스부(210)는 이동통신 단말기와 무선으로 데이터 통신을 수행하는 무선 통신부, 예를 들면 근거리 통신규격의 일종인 블루투스(Bluetooth) 방식을 사용하는 무선 통신부이다. 또 다른 실시예에 있어서 인터페이스부(210)는 이동통신 단말기 하단에 구비되는 시그널 잭과 인터페이스하는 통신 포트일 수 있다. 이들 통신 인터페이스들은 통상 RS-232 또는 USB 방식의 직렬 통신을 채택하고 있다.

디코더(220)는 상기 인터페이스부(210)를 통해 입력되는 압축된 디지털 영상신호를 압축 해제하여 복원된 디지털 영상신호로 출력한다. 이동통신 단말기에서 영상은 모션 제이피이지(Motion-JPEG), 또는 동영상 압축 방식인 엠피이지(MPEG) 방식으로 압축되며, 이들 압축 알고리즘과 관련된 코덱들은 그 자체는 공지된 것이므로 상세한 설명은 생략한다.

디코더에서 복원된 영상 신호는 디지털 신호 처리를 수행하는 영상신호 변환부(230)로 입력된다. 바람직한 일 실시예에 있어서, 영상신호 변환부(230)는 프레임 단위로 입력되는 영상신호를 보간(interpolation)처리하여 확대된 영상으로 변환한다. 영상 보간 기술은 주변 화소를 이용하여 새로운 화소를 생성함에 의해 영상을 확대하는 기술이며, 통상 2차 보간 정도에 의해 자연스러운 확대 영상을 얻는 기술이 알려져 있다. 추가적으로 영상신호 변환부는 표시부에 적절한 휘도 및 대비(contrast)를 처리한다.

바람직한 일 실시예에 있어서, 영상신호 변환부(230)는 헤드마운트 디스플레이에 적합한 동기화된 한 쌍의 영상필드신호를 출력하기 위한 신호처리를 수행한다. 양 눈에 적합한 영상신호를 생성하기 위해 프레임 별로 동기화된 동일한 영상을 복제하여 사용할 경우 양 눈으로 느껴지는 영상은 거리감이 없는 평면 영상이 된다. 이에 대해 동기 신호를 이용하여 양 프레임에 약간의 위상 차를 줌에 의해 입체감을 가지는 영상이 가능하다. 본 명세서에서 "동기화된 한 쌍의 영상필드신호"란 양 눈에 평면 영상 또는 거리감이 있는 입체 영상으로 표현하기 위해 동기 신호를 사용하는 영상 필드신호를 의미하도록 해석된다. 이 같은 구체적인 헤드마운트 디스플레이의 표시 기술은 본 발명의 출원일 이전에 공지된 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.

표시 구동부(240)는 영상신호 변환부(230)를 통해 출력되는 각각의 영상필드신호에 따라 예를 들면 액정표시장치와 같은 표시부를 직접 구동하는 표시 구동 신호를 출력하며, 이는 헤드마운트 디스플레이를 구성하는 한 쌍의 액정표시장치의 구성의 일부로 상용화되어 제공되는 회로이므로 상세한 설명은 생략한다.

표시부(250)는 상용화되어 제공되는 헤드마운트 디스플레이의 표시장치이다.

제어부(260)는 장치 전반을 제어하는 예를 들면 마이크로프로세서 또는 로직 제어기로, 인터페이스로부터 이동통신 단말기와 통신하여 통신 프로토콜을 설정하는 과정이나, 디코더가 수신하는 압축된 영상신호를 압축 해제하는 과정 및 영상신호 변환부의 처리와 표시구동부의 동작을 전반적으로 제어한다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 헤드마운트 디스플레이의 작용을 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 헤드마운트 디스플레이는 제어부(260)의 제어 신호에 따라 인터페이스부(210)를 통해 이동통신 단말기와 접속되었는지를 확인하고 이동통신 단말기로 자신의 존재를 알리게 된다. 이는 간단한 확인 프로토콜을 거쳐 이루어지 며, 연결이 설정되면 이동통신 단말기로부터 압축된 영상신호를 입력받게 된다. 이와 같이 인터페이스부(210)를 통해 입력되는 압축된 영상신호는 상기 디코더(220)를 통하여 압축 이전의 신호로 복원되어 출력된다.

이와 같이 디코더(220)를 통해 압축 해제된 영상신호는 상기 영상신호 변환부(230)를 거쳐 확대되고 양 안 디스플레이에 디스플레이될 수 있는 예를 들면 입체영상으로 변환된다.

이에 따라 본 발명에 따른 헤드마운트 디스플레이는 저속의 인터페이스를 통해 실시간으로 고해상도의 영상을 표시하는 것이 가능해진다.

이후에 변환된 영상신호는 표시구동부(240)를 거쳐 헤드마운트 디스플레이의 한 쌍의 표시부(250)에 표시된다.

따라서 사용자는이동통신 단말기로부터 입력되는 영상을 좌우측 망막 전방의 표시부를 통해 고해상도의 대형 화면으로 입체적으로 사실감 있게 느낄 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 헤드마운트 디스플레이는 디지털카메라가 장착된 이동통신 단말기나 캠코더 폰 등과 같은 작은 화면을 가지는 멀티미디어 기기로부터 입력되는 디지털 영상신호를 확대하여 현실감 있고 입체적인 영상을 사용자에게 제공할 수 있다.

특히 본 발명은 무선 통신부나 통신 포트를 통해 전술한 멀티미디어 기기로부터 영상신호를 실시간으로 입력받아 확대 처리를 통해 디스플레이 화면의 끊김 없이 대형 화면으로 감상할 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.

Claims (3)

1. 전원공급부를 포함하는 헤드마운트 디스플레이에 있어서,

   이동통신 단말기로부터 압축 처리된 디지털 영상신호를 입력받는 인터페이스부와;

   상기 인터페이스부를 통해 입력된 디지털 영상신호를 압축 해제하는 디코더와;

   상기 디코더에 의해 압축 해제된 영상신호를 보간(interpolation) 처리하여 확대하고, 이로부터 동기화된 한 쌍의 영상필드신호를 출력하는 영상신호 변환부와;

   상기 영상신호 변환부로부터 출력되는 각각의 영상필드신호에 따라 대응하는 표시 구동 신호를 출력하는 표시 구동부와;

   상기 표시 구동 신호에 따라 좌우측 영상신호를 각각 디스플레이하는 한 쌍의 표시부와;

   상기 인터페이스부와, 상기 디코더와, 상기 영상신호 변환부와, 상기 표시 구동부 각각의 동작을 제어하는 제어부;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드마운트 디스플레이.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 인터페이스부는 :

   상기 이동통신 단말기로부터 무선 전송된 디지털 영상신호를 입력받는 인터페이스를 제공하는 무선 통신부인 것을 특징으로 하는 헤드마운트 디스플레이.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 인터페이스부는 :

   상기 이동통신 단말기로부터 유선 전송된 디지털 영상신호를 입력받는 물리적인 인터페이스를 제공하는 통신포트인 것을 특징으로 하는 헤드마운트 디스플레이.

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