KR101058032B1 - 입체영상장치 - Google Patents

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Abstract

자이로센서를 통하여 입체 디스플레이의 자세 변화를 인식하고 이를 이용하여 좌영상과 우영상이 반전되는 것을 방지할 수 있도록 된 구조의 입체영상장치가 개시되어 있다.
이 개시된 입체영상장치는 본체와; 좌안용 입체영상 및 우안용 입체영상을 제공하는 멀티뷰 방식의 디스플레이와; 본체에 장착되는 것으로, 디스플레이의 자세 변화를 감지하는 자이로센서와; 자이로센서를 통하여 감지된 디스플레이의 자세 변화를 감지하여 제공되는 입체 영상의 반전을 방지하는 영상반전 제어부;를 포함하여, 우안용 영상신호와 좌안용 영상신호 각각을 시청자의 우안과 좌안 각각이 위치된 시역에서 시청할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

Description

입체영상장치{3D image display apparatus}
도 1은 일반적인 입체영상장치를 보인 개략적인 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 입체영상장치를 보인 개략적인 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 입체영상장치를 보인 개략적인 평면도.
도 4는 도 2의 개략적인 회로블럭도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 입체영상장치에 있어서, 시역과 시야각의 관계를 설명하기 위하여 나타낸 도면.
도 7 및 도 8 각각은 본 발명의 실시예에 따른 입체영상장치의 동작을 설명하기 위하여 나타낸 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10...본체 20...자이로센서
27...리셋부 30...디스플레이
31...스크린 35...렌티큘러렌즈
41...제어부 45...입체영상 데이터
본 발명은 자이로센서를 이용한 입체영상장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자이로센서를 통하여 입체 디스플레이의 자세 변화를 인식하고 이를 이용하여 좌영상과 우영상이 반전되는 것을 방지할 수 있도록 된 구조의 입체영상장치에 관한 것이다.
일반적으로 입체영상장치는 양안시차를 가지는 좌안용 영상과 우안용 영상을 시청자의 좌안과 우안 각각에 분리하여 보여주는 장치이다. 따라서, 시청자는 두 눈 각각의 망막을 통하여 획득된 좌안용 영상과 우안용 영상을 뇌에서 조합하여 입체감 있는 3차원 영상을 시청할 수 있다. 이 입체영상장치는 의료 영상, 게임, 광고, 교육, 군사 등 입체감 있는 영상의 제공이 요구되는 분야에서 널리 적용할 수 있다.
도 1은 일반적인 입체영상장치를 보인 개략적인 도면이다. 도면을 참조하면, 이 입체영상장치는 좌안용 영상(L1, L2, L3, L4, L5, L6)과 우안용 영상(R1, R2, R3, R4, R5, R6)을 제공하는 영상 스크린(1)과, 이 영상 스크린(1)의 전방에 설치되어 시역을 분리하는 렌티큘러(lenticular) 스크린(3)을 포함한다.
상기 좌안용 영상과 우안용 영상 각각은 사람의 좌안과 우안 사이의 간격에 대응되게 이격 배치된 2대의 카메라를 통하여 촬영된 것으로, 평균적인 양안시차에 만큼 차이를 가지는 영상이다. 이와 같이 획득된 두 영상은 영상 스크린(1)과 렌티큘러 스크린(3)을 통하여 제공된다. 이때, 좌안용 영상과 우안용 영상은 복수개의 영상으로 분할되어 있으며, 이 분할된 영상은 도시된 바와 같이 교대로 제공된다.
상기 렌티큘러 스크린(3)은 상기 영상 스크린(1)에서 제공된 좌안용 영상은 마름모 형태의 이점쇄선으로 도시된 좌영상 시청영역으로 향하도록 하고, 우안용 영상은 우영상 시청영역으로 향하도록 한다. 따라서, 상기 렌티큘러 스크린(3)에서 거리 D 만큼 이격된 위치에 분리된 두 영상 각각이 결상되도록 한다. 좌영상 시청영역과 우영상 시청영역 각각에 시청자의 좌안과 우안이 위치시, 두 눈을 통하여 시영 분리된 영상을 시청함으로써 입체감 있는 영상을 감상할 수 있다.
한편, 상기한 바와 같이 구성된 입체영상장치는 시청자의 좌안과 우안 위치 각각이 좌영상 시청영역과 우영상 시청영역에 위치시에만 입체영상을 시청할 수 있다는 제한이 있다.
따라서, 다양한 방향에서 입체영상을 시청하기 위하여, 도 2에 도시된 바와 같은 구조의 멀티뷰 방식의 입체영상장치가 개시된 바 있다. 도 2는 우안용과 좌안용 영상신호 각각을 4개의 시역으로 시역분리하여 입체영상을 제공하는 것을 예로 들어 나타낸 것이다.
도면을 참조하면, 입체영상 디스플레이(5)는 우안용 및 좌안용 영상신호를 제공하는 스크린(7)과, 이 스크린(7) 전방에 설치되어 상기 스크린(7)에 맺힌 영상을 시역분리하는 렌티큘러렌즈(9)를 포함한다. 따라서, 상기 스크린(7)에서 제공되는 입체영상은 상기 렌티큘러렌즈(9)에서 시역 분리되어 시역 1 내지 8에 결상된다. 여기서, 우안용 영상신호는 시역 1, 3, 5 및 7에 결상되고, 좌안용 영상신호는 시역 2, 4, 6 및 8에 결상된다.
따라서, 시청자의 우안과 좌안 각각이 시역 1과 2, 시역 3과 4, 시역 5와 6 및, 시역 7과 8 각각에 위치된 시청자들은 상기 디스플레이(5)에서 제공된 입체영상을 시청할 수 있다. 한편, 시청자의 우안과 좌안 각각이 시역 2와 3, 시역 4와 5, 시역 6과 7에 위치시, 우안으로 좌안용 영상신호를 시청하고 좌안으로 우안용 영상신호를 시청하게 된다.
예를 들어, 우안과 좌안 각각이 시역 5와 6에 위치된 시청자(USER1)는 정상적인 입체영상을 시청할 수 있는 반면, 우안과 좌안 각각이 시역 2와 3에 위치된 시청자(USER2)는 좌우가 서로 반전된 입체 영상을 시청하게 되는 결과를 초래할 수 있다.
또한, 종래의 멀티뷰 방식의 입체영상장치는 휴대형 전자기기 예컨대, 퍼스널 디스털 단말기(PDA: Personal Digital Assistant), 휴대폰 등에 적용하고자 하는 경우, 시청자에 대한 입체영상장치의 상대적인 위치 변화시 시역의 변화를 초래하게 된다. 따라서, 시청자의 상대적인 시청 위치에 따라 좌영상이 우안으로, 그리고 우영상이 좌안으로 반전될 수 있다는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 단점들을 감안하여 안출된 것으로서, 디스플레이의 위치 변화를 감지하여 제공되는 좌안영상과 우안영상이 반전되는 것을 방지할 수 있도록 된 구조의 입체영상장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 입체영상장치는, 본체와; 좌안용 입체영상 및 우안용 입체영상을 제공하는 멀티뷰 방식의 디스플레이와; 상기 본체에 장착되는 것으로, 상기 디스플레이의 자세 변화를 감지하는 자이로센서와; 상기 자이로센서를 통하여 감지된 상기 디스플레이의 자세 변화를 감지하여 제공되는 입체 영상의 반전을 방지하는 영상반전 제어부;를 포함하여, 우안용 영상신호와 좌안용 영상신호 각각을 시청자의 우안과 좌안 각각이 위치된 시역에서 시청할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 영상반전 제어부는 좌안용 영상신호와 우안용 영상신호를 반전하는 신호 반전부;를 포함하여, 상기 자이로센서를 통하여 상기 시청자에 대한 상기 디스플레이의 상대적인 위치 변화를 감지하여 초기의 우안 시청용 시역과 좌안 시청용 시역 각각에 시청자의 우안과 좌안이 위치 여부를 판별하고, 우안 시청용 시역에 좌안이 위치되고 좌안 시청용 시역에 우안이 위치된 경우 상기 신호 반전부를 통하여 좌안용 영상신호와 우안용 영상신호를 반전하여 제공되는 입체영상의 좌우 반전을 방지할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 입체영상장치를 상세히 설명하기로 한다.
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 입체영상장치를 보인 개략적인 사시도이고, 도 4은 도 3의 입체영상장치의 시역분리 모습을 보인 도면이다. 그리고, 도 5는 도 3의 개략적인 회로블럭도이다.
도면들을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 입체영상장치는 본체(10)와, 상기 본체(10) 내에 내장되는 것으로 입체영상(50)을 제공하는 멀티뷰 방식의 입체영상 디스플레이(30)와, 상기 본체(10)에 장착되어 디스플레이(30)의 자세 변화를 감지하는 자이로센서(20) 및, 영상반전 제어부(41)를 포함한다.
상기 본체(10)는 입체영상을 제공하는 기기로서, 본 실시예에 있어서는 PDA를 예로 들어 나타내었다. 한편, 상기 본체(10)는 상기한 PDA에 한정되는 것은 아니며, 휴대폰, 노트북 등의 디지털 휴대기기 또는 디지털 텔레비전, 모니터 등도 가능하다.
상기 디스플레이(30)는 좌안용 입체영상과 우안용 입체영상을 제공하는 스크린(31)과, 상기 스크린(31)에 맺힌 입체영상을 시역분리하는 시역분리부를 포함한다. 상기 스크린(31)은 제공되는 입체영상 데이터(45)가 맺힌다. 상기 시역분리부는 도시된 바와 같이 상기 스크린(31)의 전방에 설치된 렌티큘러렌즈(35) 또는 패럴렉스 배리어(미도시) 등으로 구성되는 것으로, 상기 스크린(31)에 맺힌 입체영상을 좌영상과 우영상을 시역분리한다. 상기한 바와 같이 입체 영상을 구현하는 디스플레이의 구성 자체는 잘 알려져 있으므로 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 자이로센서(20)는 상기 본체(10)에 내장 또는 외장되는 것으로, 상기 디스플레이(30)의 자세 변화를 감지한다. 즉, 상기 자이로센서(20)는 관성센서의 일종으로서, 상기 디스플레이(30)의 X, Y, Z축 방향의 위치 변화를 감지한다. 예컨대, 시청자(USER1)가 상기 본체(10)를 손으로 들고 Y축을 회전축으로 좌우로 회전시키는 경우, 상기 자이로센서(20)는 상기 디스플레이(30)의 X축방향에 대한 변위를 감지할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 자이로센서(20)의 초기값을 세팅하는 리셋부(27)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 리셋부(27)는 본체(10) 외부에 형성된 리셋 버튼(25)과 연결되는 것으로, 시청자가 임의의 위치에서 상기 리셋 버튼(25)을 누를 때, 그 위치의 (X, Y, Z) 좌표값이 (0,0,0)이 되도록 할 수 있다. 따라서, 리셋 위치를 초기 기준위치로 하여, 상기 본체(10) 및 디스플레이(30)의 변화되는 자세의 상대 위치를 감지할 수 있다. 여기서, 상기 자이로센서(20)의 구성 그 자체는 널리 알려져 있으므로, 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 영상반전 제어부(41)는 상기 자이로센서(20)를 통하여 감지된 상기 디스플레이 본체(10)의 자세 변화를 감지하여 제공되는 입체 영상의 반전을 방지한다. 이를 위하여, 상기 영상반전 제어부(41)는 좌안용 영상신호와 우안용 영상신호를 반전하는 신호 반전부를 포함한다.
신호 반전여부를 결정하기 위하여, 우선 상기 자이로센서(20)를 통하여 상기 시청자에 대한 상기 디스플레이(30)의 상대적인 위치 변화를 감지하여 초기의 우안 시청용 시역과 좌안 시청용 시역 각각에 시청자의 우안과 좌안이 위치 여부를 판별한다. 우안과 좌안의 위치 여부는 도 6에 도시된 바와 같은 시역분할을 근거로 판단할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 입체영상장치에 있어서, 시역과 시야각의 관계를 나타낸 도면이다. 도면을 참조하면, 본체(10)와 최적 시청거리를 대략 500mm로 하고, 시청자의 우안과 좌안 사이의 거리를 대략 65mm로 설정한 경우, 각 시역의 시야각은 대략 7.45°를 이룬다.
상기한 시역과 시야각 사이의 관계와, 상기 자이로센서(20)를 통한 상기 디스플레이(30)의 자세 감지를 통하여, 본체(10)의 초기 리셋를 기준으로 그 회전 정 도를 알 수 있고, 고정시역에 위치된 시청자(USER 1)의 우안과 좌안이 어느 시역에 위치되는지 알 수 있다.
따라서, 시청자의 우안이 시역 1, 3, 5 또는 7에 위치되고, 좌안이 시역 2, 4, 6 또는 8에 위치시에는 제공되는 영상 신호의 반전없이 시역 1, 3, 5 및 7에 우안용 영상신호를 제공하고, 시역 2, 4, 6 및 8에 좌안용 영상신호를 제공함으로써 시청자가 입체 영상을 시청할 수 있다.
도 7은 시역 1 및 2에 시청자(USER1)의 우안과 좌안이 각각 위치된 경우를 예로 들어 나타낸 것이다.
도 7은 시청자(USER1)가 고정시역에 위치된 상태로, 본체(10)를 도 3에 비하여 각α만큼 시계방향으로 회전시킨 경우를 나타낸 것이다. 이 경우, 시청자(USER1)의 우안과 좌안 각각은 시역 1과 2에 위치된다. 여기서, 자이로센서는 상기 본체의 변화된 자세를 감지하고, 자세 정보를 영상반전 제어부(41)에 전달한다. 영상반전 제어부(41)는 본체(10)의 회전각도 변화량으로부터 어느 시역에 시청자(USER1)의 우안과 좌안 각각이 위치되었는지를 판별한다. 본 실시예에 같이 시청자(USER1)의 우안과 좌안이 시역 1과 2 각각에 위치된 경우는 제공되는 입체 영상의 반전없이 시역 1에 우안용 영상신호를 제공하고, 시역 2에 좌안용 영상신호를 제공함으로써 시청자가 입체 영상을 시청할 수 있다.
반면, 시청자의 좌안이 시역 1, 3, 5 또는 7에 위치되고, 우안이 시역 2, 4, 6 또는 8에 위치시에는 상기 반전영상 제어부(41)를 통하여 신호의 반전이 필요하다. 즉, 제공되는 영상신호의 반전을 통하여 시역 1, 3, 5 및 7에 좌안용 영상신 호를 제공하고, 시역 2, 4, 6 및 8에 우안용 영상신호를 제공함으로써, 고정시역에 위치된 시청자(USER1)가 정상적인 입체영상을 시청할 수 있다.
도 8은 시역 6 및 7 각각에 시청자(USER1)의 우안과 좌안이 각각 위치된 경우를 예로 들어 나타낸 것이다. 즉, 도 8은 시청자(USER1)가 고정시역에 위치된 상태로, 본체(10)를 도 3에 비하여 각β만큼 반시계방향으로 회전시킨 경우를 나타낸 것이다. 이 경우, 시청자(USER1)의 우안과 좌안 각각은 시역 6과 7에 위치된다. 여기서, 자이로센서는 상기 본체의 변화된 자세를 감지하고, 자세 정보를 영상반전 제어부(41)에 전달한다. 영상반전 제어부(41)는 본체(10)의 회전각도 변화량으로부터 어느 시역에 시청자(USER1)의 우안과 좌안 각각이 위치되었는지를 판별한다. 본 실시예에 같이 시청자(USER1)의 우안과 좌안이 시역 6과 7 각각에 위치된 경우는 제공되는 입체 영상을 반전시켜, 시역 6에 우안용 영상신호를 제공하고, 시역 7에 좌안용 영상신호를 제공함으로써 입체 영상을 시청할 수 있다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 입체영상장치는 본체에 장착된 자이로센서를 통하여 디스플레이의 자세를 감지하고, 시청자와 디스플레이의 상대 위치 변화에 따라 제공되는 입체영상의 반전 여부를 결정함으로써, 입체 영상을 시청할 수 없는 사각지대를 배제함으로써, 시청 위치가 변경되더라도 시청자의 우안에 우안영상을 그리고 좌안에 좌안영상을 제공할 수 있다.
상기한 입체영상장치는 휴대형 디스플레이 기기 뿐만 아니라, LCD, PDP 디스플레이 장치, 평판형 디스플레이 장치, 3차원 입체 게임 영상장치, 방송용 3D 텔레 비전, 군사용 3D 디스플레이, 시뮬레이션 훈련용 3D 디스플레이 및, 의료용 3차원 디스플레이 등에 널리 응용될 수 있다.
상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.

Claims (5)

  1. 본체와;
    좌안용 입체영상 및 우안용 입체영상을 제공하는 멀티뷰 방식의 디스플레이와;
    상기 본체에 장착되는 것으로, 상기 디스플레이의 자세 변화를 감지하는 자이로센서와;
    상기 자이로센서를 통하여 감지된 상기 디스플레이의 자세 변화를 감지하여 제공되는 입체 영상의 반전을 방지하는 영상반전 제어부;를 포함하여,
    우안용 영상신호와 좌안용 영상신호 각각을 시청자의 우안과 좌안 각각이 위치된 시역에서 시청할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 입체영상장치.
  2. 제1항에 있어서, 시청자의 선택에 의하여 상기 디스플레이의 임의의 위치를 초기 위치로 설정하는 상기 자이로센서의 초기값을 세팅하는 리셋부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상장치.
  3. 제1항 또는 2항에 있어서, 상기 영상반전 제어부는,
    좌안용 영상신호와 우안용 영상신호를 반전하는 신호 반전부;를 포함하여, 상기 자이로센서를 통하여 상기 시청자에 대한 상기 디스플레이의 상대적인 위치 변화를 감지하여 초기의 우안 시청용 시역과 좌안 시청용 시역 각각에 시청자의 우 안과 좌안이 위치 여부를 판별하고,
    우안 시청용 시역에 좌안이 위치되고 좌안 시청용 시역에 우안이 위치된 경우 상기 신호 반전부를 통하여 좌안용 영상신호와 우안용 영상신호를 반전하여 제공되는 입체영상의 좌우 반전을 방지할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 입체영상장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 자이로센서는,
    상기 본체에 내장 또는 외장된 것을 특징으로 하는 입체영상장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 디스플레이는,
    상기 본체에 내장되는 것으로, 상기 제어부에 의하여 선택된 입체영상 데이터가 맺히는 스크린과;
    상기 스크린에 맺힌 입체영상을 좌영상과 우영상으로 시역분리하는 시역분리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상장치.
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