KR101063478B1 - 안경을 이용한 입체영상 제공 장치 및 그 방법 - Google Patents

안경을 이용한 입체영상 제공 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기존의 셔터 방식에 비해 선명도를 높이고 입체 안경의 무게와 비용 을 낮추며 구동 속도를 개선할 수 있도록 한 안경을 이용한 입체영상 제공 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 제공되는 영상보다 밝은 빛을 안구 근처에 제공하도록 하여 해당 안구의 시야를 순간적으로 차단하도록 하는 새로운 방식을 적용하여 안경의 구성을 단순화하고 구동부의 크기와 비용 및 효율을 개선하도록 하는 것으로 영상 품질, 안경의 경제성을 모두 개선할 수 있는 뛰어난 효과가 있으며, 기존의 셔터를 이용하는 입체영상 제공 장치에 대체 적용할 수 있어 높은 호환성을 제공하는 효과가 있다.

Description

안경을 이용한 입체영상 제공 장치 및 그 방법{3-Dimension stereograph providing apparatus using spectacle and method thereof}
본 발명은 안경을 이용한 입체영상 제공 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존의 셔터 방식에 비해 선명도를 높이고 입체 안경의 무게와 비용 을 낮추며 구동 속도를 개선할 수 있도록 한 안경을 이용한 입체영상 제공 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
입체 영상에 관한 기술은 비교적 오래전(1830년대에 반사경을 이용한 방식, 1920년경에 현재 사용되는 색차, 편광, 렌티큘러 렌즈 방식 등이 등장)에 개발되어 다양한 분야에서 이용되고 있었으나, 그 구현의 복잡성과 시청을 위한 부가 장비 의 필요성, 높은 콘텐츠 제작 비용 등에 의해서 오랫동안 본격적으로 확산되지 못하였다. 하지만, 최근의 급속한 디지털 기술의 발전에 의해서 입체 영상 제작의 편의성과 비용이 개선되고, 새로운 영상 효과를 기대하는 시장의 요구가 높아짐에 따라 3D 영상이 급속도로 주목받고 있다.
이미 3D 효과를 부가한 영화나 TV 컨텐츠 및 게임 등이 각광받고 있으며, 이를 제공하기 위한 장치들 역시 점차 일반인에게 친숙해지고 있다. 이러한 양질의 컨텐츠 보급과 입체영상 재생 장치들의 가격 하락에 의해서 3D TV나 PC용 3D 그래픽 카드 등이 급속하게 확산되고 있다.
이러한 입체 영상의 원리는 인간이 입체감을 인식하는 양안시차의 원리를 이용하는 것으로, 수평 방향으로 약 6.5Cm 이격된 좌안과 우안이 각각 다른 시각 정보를 획득하며 이러한 다른 시각 정보를 뇌에서 처리하여 깊이감이 있는 3D 이미지를 재구성한다는 원리이다. 이러한 생리적 요인 외에도 물체의 크기나 높이, 형상, 중첩도 등과 같은 기하학적 입체시와 명함, 해상도, 채도, 색상 등의 광학적 입체시와 같은 심리적 요인이 작용하여 상이한 영상으로부터 입체적인 영상을 인식하게 된다.
실질적으로 3D 영상을 제공하기 위해서는 생리적 요인에 의한 양안 시차와 양안의 폭주각을 이용하게 되는데, 두 눈 사이의 시선이 이루는 각도는 가까운 물체를 볼 경우 크고 멀리 있는 물체를 볼 경우 작아지게 되므로 물체의 근접 정도에 따라 양안에 제공되는 영상에서 물체의 위치를 조절하게 되면 깊이감을 조절할 수 있는 원리를 이용한다.
이러한 입체 영상 제공 원리는 다양한 이론이 공개되어 있으므로 더욱 상세한 설명은 생략하도록 한다.
이러한 입체 영상을 제공하기 위한 장치는 기본적으로 양안에 서로 다른 영상이 제공되도록 하는 것으로, 이를 위해서 고전적인 적청 안경을 이용하여 적색 영상은 청색렌즈로, 청색 영상은 적색렌즈로 제공되도록 하는 방식(색차 방식)과, 편광 안경을 이용하여 편광 회전 방향에 따라 분리된 영상을 각각의 안구에 제공하는 방식(편광 방식)과, 액정 셔터 안경을 이용하여 셔터 동작에 동기된 영상을 각각의 안구에 선별적으로 제공하는 방식(셔터 방식)이 있다. 물론, 그 외에도 시차 베리어 방식과 렌티큘러 방식과 같이 안경을 이용하지 않는 다양한 방식들이 논의되고 있으나, 아직까지 제작이 어렵고 실효성이 높지 않아 논외로 한다.
현재 실용적으로 대중화된 기술은 편광 방식과 셔터 방식으로, 편광 방식은 재생 장치의 구성이 복잡하고 가격이 높지만 안경의 가격이 저렴하기 때문에 다수의 시청자에게 입체감을 제공하기 위한 용도로 이용되고 있고, 비교적 시청자의 수가 작은 일반 가정용으로는 안경의 가격이 비교적 높지만 재상 장치의 구성이 간단하고 저렴한 셔터 방식이 이용되고 있다.
최근 상용화되어 널리 시판되고 있는 3DTV의 경우 대부분 셔터 방식을 이용하고 있다.
이러한 셔터 방식의 경우, 입체용 안경에 액정 셔터를 구성하고 화상을 재생하는 디스플레이의 좌우안 영상과 액정 셔터의 동작을 동기화 시킴으로써 좌안 영상 제공시에는 안경의 우측 액정 셔터가 차단되어 재생 영상이 좌안으로만 제공되도록 하고, 우안 영상 제공시에는 안경의 좌측 액정 셔터가 차단되어 재생 영상이 우안으로만 제공되도록 하는 방식을 이용한다.
이러한 액정 셔터의 동작은 안경의 액정 구동부가 디스플레이에서 제공되는 동기 신호를 수신하여 1초당 60번 정도의 속도로 액정 셔터의 개폐 동작을 제어하는 것으로 이루어진다.
하지만, 이러한 액정 셔터를 적용한 안경의 경우 비교적 높은 구동 전압을 필요로 하는 액정의 특성상 복잡한 구동부를 필요로 한다. 더불어, 일반적으로 TNLC(Twisted Nematic Liquid Crystal)가 사용되는 액정 셔터방식 안경의 경우 액정의 배열 방식을 전압 인가를 통해 변화시킴으로써 투과 광의 차단 여부를 결정하므로 고속 동작이 어렵고, 정확한 영상의 선택을 위해서 순간적이지만 양안이 모두 차단되는 기간도 필요하게 되어 깜빡임이 발생하게 되는 등 구동에 제한이 발생하게 된다.
더불어, 액정 셔터의 경우 개방된 셔터를 통해서 영상이 투과되지만 완전히 개방된 경우라 하더라도 투과율은 39% 정도(차단시 1% 이하)로 비교적 낮으며 이러한 낮은 투과성과 깜빡임에 의해서 제공되는 영상은 상당히 어두워지게 되며 피로도가 높아진다.
결국, 아주 어두운 환경에서 영상을 관람하는 영화관이 아닌 일반적인 환경에서라면 셔터 방식의 경우 제공되는 영상의 품질이 크게 낮아지게 된다. 이는 편광 방식의 경우도 마찬가지로 안경의 편광 패턴에 의해서 투과성이 크게 낮아지므로 제공되는 영상이 전체적으로 어두워지는 것을 막을 수 없다.
즉, 현재 안경을 통해서 3D 영상을 제공하는 장치의 경우 안경의 투과율이 낮아 영상 품질이 낮으며, 셔터 방식의 경우 셔터 구성 비용과 구동부 비용이 높고 동작 속도에 제한이 있어 고품질 영상 제공이 어렵고 편광 방식 역시 고품질 영상 제공이 어려우며 재생부 구성이 복잡해져 비용이 높다.
전술한 문제점을 개선하기 위한 본 발명 실시예들의 목적은 영상 차단을 위해 발광부를 적용한 안경을 제공하여 영상의 밝기를 개선하고 구동 속도의 제한을 줄여 고품질 입체 영상 감상이 가능하도록 한 안경을 이용한 입체영상 제공 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명 실시예들의 다른 목적은 제공되는 영상보다 밝은 빛을 안구 근처에 제공하도록 하여 해당 안구의 시야를 순간적으로 차단하도록 하는 새로운 방식을 적용하여 안경의 구성을 단순화하고 구동부의 크기와 비용 및 효율을 개선하도록 하는 것으로 영상 품질, 안경의 경제성을 모두 개선할 수 있도록 한 안경을 이용한 입체영상 제공 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명 실시예들의 또 다른 목적은 제공되는 영상의 밝기를 센서나 영상 처리부의 신호를 기준으로 파악하여 안경에 구성된 광원의 밝기를 실시간 조절하는 것으로 최적의 밝기로 시야 차단을 실시함으로써 눈의 부담을 줄이고 영상의 명암비를 극대화할 수 있도록 한 안경을 이용한 입체영상 제공 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명 실시예들의 또 다른 목적은 입체 영상 재생 장치의 변경 없이도 비교적 고가이고 관리가 어려운 셔터방식의 입체 안경을 비교적 저가이고 관리가 용이한 입체 안경으로 대체할 수 있도록 한 안경을 이용한 입체영상 제공 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 안경을 이용한 입체영상 제공 장치는 좌우안용 영상을 제공하는 디스플레이로부터 동기 신호를 수신하여 좌우안 영상을 선택적으로 차단하는 안경을 이용한 입체영상 제공 장치로서, 시청자가 착용하는 안경 프레임과; 상기 안경 프레임의 양 안구 측에 구성되어 좌안과 우안에 시야 차단을 위한 광을 제공하는 한쌍의 발광부와; 상기 디스플레이로부터 제공되는 동기 신호에 따라 상기 한쌍의 발광부의 발광 동작을 제어하는 발광 구동부를 포함하여 이루어진다.
상기 한쌍의 발광부는 각각 하나 이상의 발광 소자 혹은 발광 소자와 광 확산 수단으로 이루어진다.
상기 한쌍의 발광부는 안경 프레임에 배치되는 도광판을 구비하여 각 안구 주변에 균일한 광을 제공할 수 있다.
상기 발광 구동부는 상기 동기 신호를 기준으로 동작하되, 잔상을 고려하여 상기 동기 신호의 주기보다 짧은 시간 동안 상기 발광부를 동작시키는 것이 바람직하다. 부가적으로, 상기 발광 구동부는 상기 한쌍의 발광부 구동 시 일측 안구에 잔상이 남아 있는 시간 내에 타측 발광부를 구동할 수 있다.
상기 발광 구동부는 상기 디스플레이로부터 동기 신호 외에 영상의 밝기 신호를 더 수신하여 해당 영상의 밝기에 따라 상기 한쌍의 발광부 구동 밝기를 제어할 수 있고, 상기 발광 구동부는 상기 영상의 밝기 또는 외부 광의 밝기를 측정하는 하나 이상의 센서를 더 구비하여 상기 센서의 출력에 따라 상기 발광부의 밝기를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 안경을 이용한 입체영상 제공 장치는 좌안용 영상과 우안용 영상을 교대로 화면에 표시하며 상기 영상 전환에 따른 동기 신호를 출력하는 디스플레이와; 상기 디스플레이와 유무선으로 연결되어 상기 동기 신호에 따라 시청자가 착용하는 안경 프레임의 각 안구 영역에 구성된 시야 차단용 광원을 잔상 시간을 고려하여 교번 동작시키는 입체 안경을 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 안경을 이용한 입체영상 제공 방법은 좌우안용 영상을 제공하는 디스플레이로부터 동기 신호를 수신하여 좌우안 영상을 선택적으로 차단하는 안경을 이용한 입체영상 제공 방법으로서, 상기 디스플레이가 좌안 영상을 제공하는 경우 상기 동기 신호에 따라 우측 안구에 인접하도록 안경에 배치된 시야 차단용 발광부를 상기 좌안 영상 제공 기간 이내로 동작시켜 우측 안구의 시야를 차단하는 우안 시야 차단 단계와; 상기 디스플레이가 우안 영상을 제공하는 경우 상기 동기 신호에 따라 좌측 안구에 인접하도록 상기 안경에 배치된 시야 차단용 발광부를 상기 우안 영상 제공 기간 이내로 동작시켜 좌측 안구의 시야를 차단하는 좌안 시야 차단 단계를 포함하여 이루어진다.
본 발명 실시예에 따른 안경을 이용한 입체영상 제공 장치 및 그 방법은 영상 차단을 위해 발광부를 적용한 안경을 제공하여 영상의 밝기를 개선하고 구동 속도의 제한을 줄여 고품질 입체 영상 감상이 가능하도록 하는 효과가 있다.
본 발명 실시예에 따른 안경을 이용한 입체영상 제공 장치 및 그 방법은 제공되는 영상보다 밝은 빛을 안구 근처에 제공하도록 하여 해당 안구의 시야를 순간적으로 차단하도록 하는 새로운 방식을 적용하여 안경의 구성을 단순화하고 구동부의 크기와 비용 및 효율을 개선하도록 하는 것으로 영상 품질, 안경의 경제성을 모두 개선할 수 있는 뛰어난 효과가 있으며, 기존의 셔터를 이용하는 입체영상 제공 장치에 대체 적용할 수 있어 높은 호환성을 제공하는 효과가 있다.
본 발명 실시예에 따른 안경을 이용한 입체영상 제공 장치 및 그 방법은 제공되는 영상의 밝기를 센서나 영상 처리부의 신호를 기준으로 파악하여 안경에 구성된 광원의 밝기를 실시간 조절하는 것으로 최적의 밝기로 시야 차단을 실시함으로써 눈의 부담을 줄이고 영상의 명암비를 극대화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 제공 시스템의 개념도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 제공 시스템의 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 입체 안경의 구성예.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 입체 안경의 구성예.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 입체 안경의 발광부의 동작 타이밍을 나타내는 타이밍도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 입체 안경부.
상기한 바와 같은 본 발명을 첨부된 도면들과 실시예들을 통해 상세히 설명하도록 한다.
먼저, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 제공 시스템의 개념도를 보인 것으로, 도시한 바와 같이 좌우안용 영상을 제공하는 디스플레이(15)를 포함하는 입체영상 재생부(10)로부터 동기 신호를 수신하여 입체 안경(100)에 구비된 한쌍의 시야 차단용 발광부(110, 120)를 동작시켜 좌우안 영상을 선택적으로 차단하는 것으로 입체 영상의 감상이 가능하도록 구성되어 있다.
기존의 입체 영상 제공 시스템의 경우 편광 방식이나 셔터 방식을 이용하기 때문에 투과성이 낮아 영상이 어두워지게 되며, 편광 방식의 경우 입체영상 재생부(10)의 구성이 복잡하고 가격이 높아지므로 보급이 어렵고 셔터 방식의 경우 고가의 입체 안경을 이용해야 하기 때문에 파손 시 손해가 크고 액정의 반응 속도가 느려 깜빡임이 발생하는 등 구동 제한에 의한 영상 품질 저하가 발생할 뿐만 아니라 액정의 구동 전압이 높아 승압 회로를 필요로 하는 등 구동부가 복잡하다.
하지만, 도시된 본 발명의 실시예에 따른 입체 안경(100)은 물리적인 광 필터링이나 차단 방식이 아닌 안구에 광을 직접 혹은 간접적으로 제공함으로써 해당 안구의 시야를 차단하는 새로운 방식을 이용한다. 즉, 도시한 바와 같이 입체 안경(100)의 각 안구 대향 부분에 발광부(110, 120)를 각각 구성하고, 상기 입체영상 재생부(10)가 제공하는 좌안 영상과 우안 영상에 대한 동기 신호를 유선(20) 혹은 무선(미도시) 방식으로 수신하여 상기 한쌍의 발광부(110, 120)를 교번하여 동작시킨다. 그에 따라 좌안 영상이 표시되는 경우에는 우측 안구(132)에 인접한 발광부(120)가 동작하여 해당 우측 안구(132)의 시야를 차단함으로써 좌측 시야를 통해 좌안 영상을 인식하도록 하고, 우안 영상이 표시되는 경우에는 좌측 안구(131)에 인접한 발광부(110)가 동작하여 해당 좌측 안구(131)의 시야를 차단함으로써 우측 시야를 통해서 우안 영상을 인식하도록 함으로써 시청자가 자신의 뇌에서 좌우측 영상을 결합한 입체 영상을 인식할 수 있게 된다.
실질적으로, 이렇게 각 안구(131, 132)에 인접 배치된 발광부(110, 120)를 동작시키는 것으로 일측 안구의 시야를 차단하는 것은 주변광이 밝을 경우 그보다 덜 밝은 영상이 보이지 않는 원리를 이용하는 것이다. 특히, 1초에 60프레임 수준의 고속 영상을 시청하는 경우 시야로 확인되는 영상보다 조금 더 밝은 수준으로 발광부(110, 120)를 순간적으로 동작시키게 되면 눈의 피로를 최소화하면서 효과적으로 일측 안구의 시야를 차단할 수 있게 된다. 이때 안구에 제공되는 광의 밝기는 영상 시청시 제공되는 밝기보다 다소 밝은 정도이므로 조명 하에서 영상을 시청하는 경우와 큰 차이가 없다.
특히, 광에 의한 시야 차단의 경우 일측 안구를 위한 영상이 제공되는 모든 주기동안 광을 제공하는 것이 아니라 인간 시야의 잔상을 고려하여 더욱 짧은 시간 동안 순간적으로 광을 제공하는 방식을 이용하며, 양측 안구에 광을 순간적으로 교번하여 지속적으로 제공하므로 양측 시야 밝기에 대한 편차도 작아 셔터 방식과 비교하여 유사한 수준의 시청 환경을 제공할 수 있다.
더불어, 본 발명의 실시예의 경우에는 발광부(110, 120)가 동작하지 않을 경우 영상의 투과성이 100%가 되기 때문에 약 39% 수준의 셔터 방식에 비해 영상 품질의 저하를 크게 줄일 수 있을 뿐만 아니라 시청 시간 중 절반에 해당하는 시간 동안에만 각 안구에 영상이 제공됨에 따른 영상의 밝기 저하를 광 제공에 의해서 전체적으로 개선해 줄 수 있는 이점도 있다. 또한 도 6을 통해 좀 더 상세히 설명하겠지만 제공되는 영상의 밝기에 연동하는 방식으로 상기 발광부(110, 120)의 광량을 능동 제어할 경우 영상이 어두운 경우 시야 차단용 발광부의 광량을 줄임으로써 영상의 명암비를 개선할 수 있어 실질적으로 체감되는 영상은 셔터 방식이나 편광 방식에 비해서 더 밝고 선명하게 된다.
그 외에도 구동부 구성과 발광부의 구성이 간단하고 고속 구동이 가능하며 비용이 저렴하다. 또한, 렌즈에 대한 관리 필요성도 낮아 관리 편의성이 높고 수명도 크게 연장된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 제공 시스템의 구성도로서, 도시한 바와 같이 입체영상 재생부(30)와 입체 안경부(200)의 구성이 개시되어 있다.
상기 입체영상 재생부(30)는 순차적으로 좌우측 영상을 제공하는 모든 종류의 입체영상 재생 수단을 이용할 수 있으므로 본 발명은 도시된 구성에 의해 제한되지 않는다는 것에 주의한다. 이는 현재 존재하는 대부분의 셔터형 입체 안경을 이용하는 입체영상 재생부에 본 발명의 입체 안경을 적용할 수 있음을 의미하는 것으로, 상당히 고가인 셔터형 입체 안경을 대체하거나 선택적으로 적용 가능한 추가 입체 안경으로 이용될 수 있어 범용성과 호환성이 극히 뛰어나다.
일반적으로 입체영상 재생부(30)는 도시한 바와 같이 영상 소스를 처리하여 좌우측 영상을 교번하여 전환 출력함과 아울러 해당 영상의 전환 타이밍 신호를 출력하는 입체 영상 제어부(31)와, 상기 입체 영상 제어부(31)가 제공하는 좌우측 영상을 표시하는 디스플레이부(34)와, 상기 입체 영상 제어부(31)가 제공하는 영상의 전환 타이밍 신호를 외부 입체 안경에 제공하기 위한 동기 신호로 변환하는 동기 신호 생성부(32)와, 상기 동기 신호 생성부(32)가 생성한 동기 신호를 상기 외부 입체 안경에 유무선으로 제공하는 송신부(33)를 포함한다.
본 실시예에서 상기 송신부(33)는 무선 송신부로서, 일반적으로 적외선 통신 방식을 이용하지만 RF 통신이나 기타 다양한 근거리 통신 방식(블루투스, 지그비, 초광대역 통신, 근거리 직접통신, 가시광 통신 등)을 이용할 수 있다.
상기 송신부(33)를 통해 제공되는 동기 신호에 따라 시야 차단용 발광부가 동작하는 입체 안경부(200)는 도시한 바와 같이 상기 송신부(33)가 제공하는 동기 신호를 수신하는 수신부(210)와, 상기 수신부(210)가 제공하는 동기 신호를 분석하여 발광부(240) 및 좌안 발광부(250)를 각각 구동시키는 발광 구동부(230)와, 상기 수신부(210) 및 발광 구동부(230)에 전원을 제공하는 전원부(220)를 포함한다. 경우에 따라서 유선 연결이 가능한 경우라면 상기 전원부(220)는 필요하지 않을 수 있고, 수신부(210)의 구성도 달라질 수 있다. 한편, 도시되지는 않았으나, 상기 입체 안경부(200)는 사용자 안면에 거치되거나 사용자의 기존 안경에 탈착되는 형태의 안경 프레임을 더 포함한다.
우안 발광부(240) 및 좌안 발광부(250)는 각각 하나 이상의 발광 소자로 이루어질 수 있으며, 필요에 따라 광을 확산시키는 광섬유나 도광판 등을 더 포함할 수 있고, 사용자가 입체 안경을 착용할 경우 사용자의 안구 중심에 광을 제공하도록 구성되거나 혹은 사용자의 안구에 간접적으로 광을 제공하도록 구성될 수 있다.
상기 발광 구동부(230)는 상기 수신부(210)를 통해 수신하는 하나 이상의 동기 신호를 분석하여 상기 우안 발광부(240) 및 좌안 발광부(250)를 각각 동작시키는 구동 신호를 생성하는데, 인간 시각의 잔상 효과를 고려한 발광이 필요하기 때문에 상기 구동 신호는 실질적인 동기 신호에 의한 좌우안용 영상의 제공 주기 보다는 더 짧게 제공되는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 입체 안경의 구성예를 보인 것으로, 도 3a는 안경 프레임(310)의 각 안구 영역마다 복수의 발광 소자(311)를 배치하여 발광부를 구성한 경우를 보인 것이고, 도 3b는 안경 프레임(310)의 각 안구 영역마다 발광 소자와 광섬유로 이루어진 발광 광섬유(321)를 배치하여 전체적으로 고른 광을 제공하는 발광부를 구성한 경우를 보인 것이다. 이러한 구성 외에도 다양한 발광 소자 및 확산부가 구성될 수 있다. 상기 구성에서 발광 소자로는 LED를 이용하는 것이 바람직하며, 그 외에도 다른 종류의 발광 소자를 이용할 수도 있다.
상기 도시된 입체 안경 구성들은 렌즈가 없는 형태이므로 렌즈 관리가 필요하지 않아 안경의 관리가 용이하고 수명이 길어질 뿐만 아니라 영상의 투과율이 100%가 되므로 선명한 영상을 시청할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 입체 안경의 구성예를 보인 것으로 도시한 바와 같이 안경 프레임(330)의 각 안구 영역마다 하나 이상의 발광 소자를 포함하는 선발광부(330)와 상기 선발광부(330)가 제공하는 광을 확산시키는 도광판(332)으로 이루어진 발광부를 구성한 경우이다. 이러한 경우, 직접 광을 안구에 적용하는 경우보다 피로감을 줄일 수 있으면서 효과적으로 시야를 차단할 수 있다. 상기 도광판의 경우 다양한 소재와 확산 정도의 것을 이용할 수 있으므로 투과성을 높게 유지할 수 있으며, 비교적 저렴하며 분리가 가능한 도광판의 경우 쉽게 교체할 수 있어 유지 보수가 용이하게 된다. 물론, 상기 선발광부(330)의 구성을 도시된 구성과 달리 각 안구 영역의 안경 프레임을 감싸는 형태(예를 들어 도 3b와 같은 형태)로 구성할 수도 있다. 한편, 상기 선광원(330)과 도광판(332)는 OLED 등과 같은 공지의 투명한 자체 발광 수단으로 대체될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 입체 안경의 발광부의 동작 타이밍을 나타내는 타이밍도로서, 도시한 바와 같이 입체 영상 재생부의 디스플레이가 제공하는 영상의 전환 시점을 기준으로 우안 발광부와 좌안 발광부의 발광 타이밍 및 그에 따른 발광 상태가 나타나있다.
즉, 디스플레이 영상이 좌안 영상인 경우, 우안 발광부는 해당 좌안 영상이 제공되는 주기 중 일부 기간 동안 복수의 펄스 형태로 발광 되다가 해당 영상 제공 주기가 끝나기 전에 발광을 종료한다. 이렇게 발광이 종료되더라도 인간의 시야에는 잔상이 남기 때문에 점선으로 나타낸 바와 같이 일정 시간 동안 잔상에 의해 해당 좌안 영상은 우측 시야에서 차단되게 된다. 이후 디스플레이 영상이 우안 영상으로 전환되면 좌안 발광부가 동작하여 해당 우안 영상을 차단하게 되는데, 이때 우안 발광부에 의한 잔상이 다소 남아 있는 상태에서 좌안 발광부가 동작하면 상기 디스플레이 영상의 전환과 시야 차단의 편차가 미세하게 발생한다 하더라도 시청자는 이를 거의 인식하지 못하게 된다. 물론, 상기 주기 중 일정 기간 동안 지속적으로 발광하는 방식을 이용할 수도 있다.
이렇게 좌안과 우안 발광부의 발광 타이밍이 잔상을 고려하여 다소 겹치도록 함으로써 디스플레이에서 제공되는 영상의 전환 시점과 시야 차단 시점의 편차에 의해 발생되는 입체감 저하를 방지할 수 있게 된다. 물론 정확한 타이밍에 의해 동작하거나 영상 전환 시 블랭크 기간을 추가하는 경우도 있으므로 이러한 잔상을 고려한 동작 타이밍은 다소 조정될 수 있다.
한편, 사람의 시력이나 잔상의 길이에 대한 편차를 고려하여 입체 안경의 발광 구동부에 잔상 기간을 설정하는 신호를 제공하는 잔상기간 선택 수단을 입체 안경에 추가할 수 있으며, 이는 간단한 스위치나 볼륨 등이 이용될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 입체 안경부의 구성을 보인 것으로, 도시한 바와 같은 입체 안경부(201)의 경우 외부 환경의 광량을 측정하거나 사용자의 각 안구로 전달되는 영상의 광량을 측정하는, 혹은 이들을 각각 측정하는 센서를 구비하는 센서부(260)를 더 구성한 것이다. 도시된 발광 구동부(231)는 상기 센서부(260)의 출력을 기준으로 상기 발광부(240, 250)의 광량을 능동적으로 조절할 수 있다. 이를 통해서 외부 환경이 밝은 경우 더 밝게 발광부를 동작시키고 외부 환경이 어두운 경우 덜 밝게 발광부를 동작시킬 수 있으며, 제공되는 영상의 밝기를 고려하여 발광부의 밝기를 조절할 수도 있다. 예를 들어, 상기 외부 환경과 제공 영상의 밝기를 모두 고려할 수 있도록 센서부(260)를 구성한 경우라면 외부 환경의 밝기가 밝은 경우 외부 환경의 밝기를 기준으로 발광부를 밝게 제어하고, 외부 환경의 밝기가 어두운 경우에는 영상의 밝기를 기준으로 발광부를 제어하도록 함으로써 외부 환경과 영상을 모두 고려한 밝기 제어가 가능할 수 있다. 이를 통해서 영상이 어두운 경우 발생할 수 있는 영상의 명도 증가를 최대한 억제할 수 있다.
한편, 최근의 입체 영상 재생장치는 대부분 디지털 영상처리 수단을 포함하고 있으며 영상의 밝기에 따라 백라이트의 밝기를 조절하는 기능을 구비하고 있고, 이러한 기능이 없다고 하더라도 영상의 밝기를 영상처리 수단에서 검출하는 것은 용이하게 구현될 수 있기 때문에 영상의 밝기 정보를 동기 신호와 함께 입체 영상 재생장치에서 입체 안경에 제공해 줄 수도 있다. 이러한 경우, 입체 안경부의 발광 구동부는 수신되는 동기 신호와 영상의 밝기 신호를 이용하여 별도의 추가 수단이 없더라도 시야 차단을 위한 발광부의 밝기를 능동적으로 제어할 수 있게 된다. 물론, 외부 환경의 광량을 측정하기 위한 센서부가 더 구성된다면 더욱 효과적인 발광부 광량 제어가 가능할 수 있다.
이상에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예들에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 첨부하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능할 것이다.
10: 입체영상 재생부 100: 입체 안경
110, 120: 발광부 200: 입체 안경부
210: 수신부 220: 전원부
230: 발광 구동부 240: 우안 발광부
250: 좌안 발광부 260: 센서부

Claims (17)

  1. 좌우안용 영상을 제공하는 디스플레이로부터 동기 신호를 수신하여 좌우안 영상을 선택적으로 차단하는 안경을 이용한 입체영상 제공 장치로서,
    시청자가 착용하는 안경 프레임과;
    상기 안경 프레임의 양 안구 측에 구성되어 좌안과 우안에 시야 차단을 위한 광을 제공하는 한쌍의 발광부와;
    상기 디스플레이로부터 제공되는 동기 신호에 따라 상기 한쌍의 발광부의 발광 동작을 제어하는 발광 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 안경을 이용한 입체영상 제공 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 한쌍의 발광부는 각각 하나 이상의 발광 소자 혹은 발광 소자와 광 확산 수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 안경을 이용한 입체영상 제공 장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 한쌍의 발광부는 안경 프레임에 배치되는 도광판을 구비하여 각 안구 주변에 균일한 광을 제공하는 것을 특징으로 하는 안경을 이용한 입체영상 제공 장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 안경 프레임은 기존 안경에 거치할 수 있는 거치형 프레임인 것을 특징으로 하는 안경을 이용한 입체영상 제공 장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 발광 구동부는 상기 동기 신호를 기준으로 동작하되, 잔상을 고려하여 상기 동기 신호의 주기보다 짧은 시간 동안 상기 발광부를 동작시키는 것을 특징으로 하는 안경을 이용한 입체영상 제공 장치.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 발광 구동부는 상기 한쌍의 발광부 구동 시 일측 안구에 잔상이 남아 있는 시간 내에 타측 발광부를 구동하는 것을 특징으로 하는 안경을 이용한 입체영상 제공 장치.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 발광 구동부는 상기 디스플레이로부터 동기 신호 외에 영상의 밝기 신호를 더 수신하여 해당 영상의 밝기에 따라 상기 한쌍의 발광부 구동 밝기를 제어하는 것을 특징으로 하는 안경을 이용한 입체영상 제공 장치.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 발광 구동부는 상기 영상의 밝기 또는 외부 광의 밝기를 측정하는 하나 이상의 센서를 더 구비하며, 상기 센서의 출력에 따라 상기 발광부의 밝기를 제어하는 것을 특징으로 하는 안경을 이용한 입체영상 제공 장치.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 발광 구동부는 상기 디스플레이로부터 동기 신호를 포함하는 구동 신호를 무선으로 수신하는 것을 특징으로 하는 안경을 이용한 입체영상 제공 장치.
  10. 좌안용 영상과 우안용 영상을 교대로 화면에 표시하며 상기 영상 전환에 따른 동기 신호를 출력하는 디스플레이와;
    상기 디스플레이와 유무선으로 연결되어 상기 동기 신호에 따라 시청자가 착용하는 안경 프레임의 각 안구 영역에 구성된 시야 차단용 광원을 잔상 시간을 고려하여 교번 동작시키는 입체 안경을 포함하는 것을 특징으로 하는 안경을 이용한 입체영상 제공 장치.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 디스플레이는 상기 영상의 밝기 정보를 더 제공하며, 상기 입체 안경은 상기 디스플레이가 제공하는 영상의 밝기 정보에 따라 상기 시야 차단용 광원의 밝기를 제어하는 것을 특징으로 하는 안경을 이용한 입체영상 제공 장치.
  12. 청구항 10에 있어서, 상기 입체 안경은 영상의 밝기나 외부 밝기를 측정하는 센서를 더 구비하며 상기 센서의 측정값에 따라 상기 시야 차단용 광원의 밝기를 제어하는 것을 특징으로 하는 안경을 이용한 입체영상 제공 장치.
  13. 청구항 10에 있어서, 상기 입체 안경은 상기 일측 시야 차단용 광원에 의한 잔상 시간 내에 타측 광원을 동작시키며 상기 광원의 동작 시점은 상기 디스플레이의 영상 전환 시점을 기준으로 결정되는 것을 특징으로 하는 안경을 이용한 입체영상 제공 장치.
  14. 좌우안용 영상을 제공하는 디스플레이로부터 동기 신호를 수신하여 좌우안 영상을 선택적으로 차단하는 안경을 이용한 입체영상 제공 방법으로서,
    상기 디스플레이가 좌안 영상을 제공하는 경우 상기 동기 신호에 따라 우측 안구에 인접하도록 안경에 배치된 시야 차단용 발광부를 상기 좌안 영상 제공 기간 이내로 동작시켜 우측 안구의 시야를 차단하는 우안 시야 차단 단계와;
    상기 디스플레이가 우안 영상을 제공하는 경우 상기 동기 신호에 따라 좌측 안구에 인접하도록 상기 안경에 배치된 시야 차단용 발광부를 상기 우안 영상 제공 기간 이내로 동작시켜 좌측 안구의 시야를 차단하는 좌안 시야 차단 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 안경을 이용한 입체영상 제공 방법.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 우안 시야 차단 단계와 좌안 시야 차단 단계는 상기 동기 신호의 주기와 상기 발광부의 밝기를 기준으로 얻어지는 잔상 시간을 고려하여 다음번 영상이 제공되기 전에 발광부의 동작을 중지하는 잔상 고려 발광부 정지 단계를 각각 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안경을 이용한 입체영상 제공 방법.
  16. 청구항 14에 있어서, 상기 우안 시야 차단 단계와 좌안 시야 차단 단계는 상기 디스플레이로부터 영상 밝기 신호를 더 수신하여 해당 영상 밝기 신호에 따라 상기 발광부의 밝기를 제어하는 밝기 조절 단계를 각각 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안경을 이용한 입체영상 제공 방법.
  17. 청구항 14 있어서, 상기 우안 시야 차단 단계와 좌안 시야 차단 단계는 상기 안경에 더 구성되어 영상의 밝기나 주변 환경의 밝기를 측정하는 센서의 출력에 따라 상기 발광부의 밝기를 제어하는 밝기 조절 단계를 각각 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안경을 이용한 입체영상 제공 방법.
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