KR101119781B1 - 스테레오 영상화 터치 장치 - Google Patents

스테레오 영상화 터치 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 스테레오 영상화 터치 장치(stereo imaging touch device)는 순차적으로 서로 전기적으로 접속된 영상 캡쳐 유니트, CPU, 및 터치 디스플레이 유니트를 포함한다. 터치 디스플레이 유니트는 터치 바디(touch body)에 의해서 터치될 수 있고 터치 바디의 움직임 트랙(motion track)을 산출하는 터치 유니트(touch unit)와 스테레오 영상을 다중 영상들(multiple images)로 변환할 수 있는 스테레오 영상화 유니트를 구비한다. 터치 디스플레이 유니트가 디스플레이 유니트 상에 배치되면, 디스플레이 유니트에 의해 디스플레이된 스테레오 영상은 움직임 트랙을 따라서 실시간으로 변화하여, 터치 동작 중에 가상 스테레오 영상(virtual stereo image)의 대화식 효과(interactive effect)를 수득할 수 있다.
스테레오 영상, 영상 캡쳐 유니트, 터치 디스플레이 유니트, 터치 바디, 대화식

Description

스테레오 영상화 터치 장치{Stereo Imaging Touch Device}
본 발명은 터치 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스테레오 영상을 디스플레이 할 수 있고, 상기 스테레오 영상이 터치될 때 적절하게 변화될 수 있게 할 수 있는 스테레오 영상화 터치 장치에 관한 것이다.
디스플레이 기술의 급속한 발전에 따라서, 평판 디스플레이는 이미 고해상도 및 풀컬러 디스플레이 효과를 달성하였으나, 아직까지 사람들의 시각적 지각(visual perception)에 대한 요구를 충족시키지 못하고 있다. 그 이유는 평판 디스플레이에서, 심천(deep/shallow) 및 원근(far/near)의 시각적 효과를 감지하는 것이 어렵기 때문이고, 또한 디스플레이된 물체(object)의 다른 부분들이 그 물체를 다른 시야각으로 보이기 위한 영상으로 변환된 이후에만 보일 수 있기 때문이다.
따라서 본 발명이 속하는 기술 분야의 많은 사람들은 스테레오 영상(stereo image)을 디스플레이할 수 있는 표시장치에 대한 연구를 시작하였다. 주로 하나의 물체가 광선에 의해서 조사된 이후에, 반사된 광선이 사람의 눈에 의해 수신되고, 이어서 시신경을 통해서 뇌로 전달되어 스테레오 영상으로 합성된다. 여기서, 물체는 실제의 스테레오 물체(real stereo object)이다. 그러나 이러한 스테레오 물체는 디스플레이 상에 실제적으로 생성될 수 없다. 따라서 디스플레이 상에 생성되는 영상은 그레이팅(grating)과 같은 기술을 이용하여 적어도 두 개의 부분으로 분할되는데, 하나의 부분은 좌안(left eye)에 의해서만 수신되고, 다른 부분은 우안(right eye)에 의해서만 수신되어 뇌에서 스테레오 영상으로 합쳐진다.
현재, 편광분할(polarization division), 시분할(time division), 파장분할(wavelength division), 및 공간 분할(spatial division)과 같은 주지의 기술들이 이용가능하다.
편광분할(polarization division)에서는, 영상이 스크린에 입력되기 전에 좌우측에 대해서 상이한 편광방향(polarization directions)을 갖는 편광판이, 생성된 영상이 다른 편광 방향의 두 개의 프레임을 갖게 하기 위해서 이용된다. 즉, 좌안 및 우안에 의해서 감지되는 영상들이 서로 다른 편광방향을 갖도록 하기 위해서 편광판이 이용되는데, 하나의 편광 방향은 수평방향이고, 다른 하나의 편광방향은 수직방향이다. 사용자에 의해서 착용되는 편광 안경(polarized glasses)은 서로 수직인 좌측 및 우측 편광 방향을 갖는 렌즈들을 갖는다. 구체적으로, 편광 안경의 좌안 렌즈는 수평 편광 렌즈이어서, 수평 방향으로 편광된 영상들만 통과하게 하고, 수직 방향으로 편광된 영상들은 차단한다. 우안 렌즈(right eye lens)는 수직 편광 렌즈이어서, 수직 방향으로 편광된 영상들만 통과하게 하고, 수평 방향으 로 편광된 영상들은 차단한다.
시분할에서는 좌안 및 우안을 위한 영상들이 서로 다른 시점에 제공된다. 좌안의 시계(visual field) 내에 프레임이 제공되면, 3D 안경의 좌안 윈도우가 개방되고, 3D 안경의 우안 윈도우는 닫힌다. 다음으로, 우안의 시계 내의 프레임이 제공되면, 3D 안경의 우안 윈도우가 개방되고, 3D 안경의 좌안 윈도우는 닫힌다. 따라서 좌안은 좌안의 시야각 내의 영상들만 보고, 우안은 우안의 시야각 내의 영상들만 본다. 이미터(emitter)가 3D 안경과 잘 협동작용하면, 3D 안경의 두 개의 렌즈들은 각각 초당 60회를 개폐할 수 있다. 더욱이, 시각 잔상 현상(visual staying phenomenon) 때문에 뇌는 좌우안에 의해서 수신된 영상들을 하나의 스테레오 영상으로 합성한다.
파장 분할에서는, 레드-쉬프트 프레임 처리(red-shift frame processing )와 그린-쉬프트 프레임 처리(green-shift frame processing)가 좌우안에 의해서 인식된 영상들 상에서 일차적으로 수행된다. 보는 사람이 레드 좌안 렌즈와 그린 우안 렌즈를 갖는 컬러 안경을 착용하면, 그/그녀의 좌안은 좌안의 시야각 영상들만을 보게 되고, 우안은 우안의 시야각 내의 영상들만 보게 되어, 각각 서로 상이한 색의 좌측 및 우측 프레임들을 갖는 스테레오 영상이 생성된다.
공간분할에서는, 좌측 및 우안에 의해서 감지되는 영상들은 각각 개별적으로 독립된 디스플레이 상에 보여지는데, 여기서 좌안 디스플레이(left-eye display)는 좌안의 시야각 영상들만을 보이고, 우안 디스플레이(right-eye display)는 좌안의 시야각 영상들만을 보인다. 대안으로, 좌측 및 우측 영상들이 각각 좌안 및 우안으로 들어가도록 제한해서 두 개의 영상들이 뇌에서 자동적으로 통합되어 스테레오 깊이(stereo depth)를 갖는 영상 효과(image effect)를 생성하도록 하기 위해서, 좌측 및 우측 영상들을 인터레이싱(interlacing)하고 합성하는 기술들이 영상 합성을 위해서 렌티큘러 시이트(lenticular sheet) 또는 시차장벽(parellex barrier)과 함께 사용된다.
이상의 네 가지 방법에 의해서 만들어진 영상들은 서로 다른 정도의 스테레오 효과(stereo effects)를 달성한다. 오늘날, 보통의 평판 디스플레이에 디스플레이 되는 대부분의 스테레오 영상들은 3D 안경을 착용하고 보아야 하기 때문에, 이러한 스테레오 시스템은 안경 타입 3D-시스템(Eyeglass-type 3D system)이라고도 불리운다.
안경 타입 3D 시스템에 의해서 디스플레이되는 영상들이 훌륭한 스테레오 효과를 갖지만, 보는 사람들은 일반 사람들이 쉽게 구하기 어려운 특수한 안경을 착용해야만 한다. 3D 안경의 괴상한 모양에 더하여, 주된 이유는 보는 사람이 친숙하지 않은 시각적 방해(unfamiliar visual interface)를 받을 때 발생하는 가능한 심리적 요인 문제(human factor problems)에 있다. 헤드-마운트 디스플레이(HMD)를 예로 들면, 점점 더 많은 연구자들이 보는 사람이 HMD를 장시간 착용한 후에 어럼증이나 통증을 느낄 수 있다고 지적하였다. 따라서 현재의 스테레오 영상 디스플레이는 안경을 쓰지 않고 자유롭게 볼 수 있는 기술을 개발하는 쪽으로 개발되어야 한다.
최근 육안으로 감상할 수 있는 3D 스테레오 영상 디스플레이 방법이 랜티 큘러 시이트, 시차장벽(a parallax barrier), 양안시차(binocular parallax), 또는 광원 슬릿 방법(light source slit method)에 의해 실현되었다.
시차장벽 방법에서는, 스테레오 감각은 주로 양안시차(binocular parallax)에 의해서 생성된다. 서로 상이한 각도에서 수득된 두 개의 영상들은 각각 등간격으로 이격된 수직의 스트라이프들로 분절되고, 이어서 좌우 영상들은 비월 방식(interlacing manner)으로 교대로 배치되어 함께 합성된다. 합성된 영상의 짝수 부분(even-number part)은 우측 영상(right image)이고, 홀수 부분(odd-number part)은 좌측 영상이다. 그러나 스테레오 효과를 달성하기 위해서, 서로 수직으로 이격된 광투과 슬릿들(light-transmissive slits)과 불투명한 배리어(opaque barriers)를 갖는 격자 스트라이프들(grating stripes)이 합성된 프레임에 배치되고, 슬릿과 배리어의 폭은 좌우 영상들을 분절하는 폭과 일치해야 한다. 한편, 좌?우안이 각각 좌우 영상들만을 보도록 제한하기 위해 배리어의 차단 효과가 이용되는데, 양안에 의해 감지되는 영상들은 서로 상이하여 스테레오 영상을 생성할 수 있다. 배리어 스트라이프들은 좌?우안이 각각 비월 영상들(interlaces images)을 보아서, 원하는 스테레오 감각을 만들어내도록 하기 위하여 합성된 프레임들로부터 일정한 거리만큼 떨어져야 한다는 것을 유의해야 한다.
스테레오 영상화 기술이 제안된 후, 다음 도전은 그러한 기술을 터치 패널에 적용하는 것이다. 기술의 발전에 따라서, 터치 기술은 예를 들어, 음극선관 디스플레이(CRT) 또는 액정 디스플레이 (LCDs)와 같은 물리적 제품들에 완전하게 접목되었다. 따라서 디스플레이가 스테레오 영상을 보일 때, 스테레오 영상은 사용 자의 터치에 따라서 움직임을 만들어내야 한다. 따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 터치 동작에 따라서 스테레오 영상을 변화시키는 방법을 제공하는 것이다.
또한 기존의 실시간 스테레오 영상 디스플레이 방법으로서, 연속적인 스테레오 영상들을 생성하는 방법이 예를 들어, 미국특허 제6,404,913호(“Image Synthesizing Apparatus and Method, Position Detecting Apparatus and Method, and Supply Medium”)에 개시되어 있다. 상기 특허에서는 물체의 표면을 캡쳐하기 위해서 몇 개의 영상 픽업 장치가 이용되고, 캡쳐된 영상들은 액정 패널과 같은 디스플레이 장치 상에 실시간으로 디스플레이되고, 디스플레이된 스테레오 영상들은 좌표 예측(coordinate prediction) 및 좌표 산출(coordinate computation)에 의해서 더욱 생생하게 된다. 그러나 이 특허에서, 스테레오 영상이 디스플레이되지만, 영상이 사용자와 상호작용할 수 없어서, 즉, 스테레오 영상을 감상할 때, 사용자가 키보드 또는 마우스와 같은 외부 입력 장치를 이용해서 영상의 모양(appearance)을 변경하거나 영상의 각도를 바꾸어야만 하기 때문에, 스테레오 영상을 실시간으로 디스플레이할 수 없다.
상술한 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명자는 장기간의 실험에 기초한 연구 끝에 새로운 개념의 스테레오 영상화 터치 장치를 안출하게 되었다.
본 발명은 스테레오 영상을 디스플레이 할 수 있는 터치 장치에 관한 것이다.
본 발명은 물체의 스테레오 영상을 캡쳐할 수 있는 터치 장치에 관한 것이다.
본 발명은 스테레오 영상이 터치될 때 적절하게 변화될 수 있도록 할 수 있는 터치 장치에 관한 것이다.
본 발명은 스테레오 영상(stereo image)과 평면 영상(plane image) 사이의 디스플레이 스위칭을 할 수 있는 터치 장치에 관한 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 서로 전기적으로 접속된 영상 캡쳐 유니트, CPU, 및 터치 디스플레이 유니트를 포함하는 스테레오 영상화 터치 장치를 제공한다. 영상 캡쳐 유니트는 소정의 터치 바디 또는 소정의 물체의 제 1 및 제 2 영상을 캡쳐해서 영상들을 CPU로 전송하는 제 1 영상 캡쳐 유니트 및 제 2 영상 캡쳐 유니트를 구비한다. 이어서 CPU는 상기 제 1 및 제 2 영상들에 따라서 소정의 물체 또는 소정의 터치 바디의 움직임 트랙의 스테레오 영상을 생성한다. 터치 디스플레이 유니트는 디스플레이 유니트에 연결되고, 터치 유니트 및 스테레오 영상화 유니트를 구비한다.
터치 유니트는 터치 패널 및 터치 구동 부재에 전기적으로 접속된다. 스테레오 영상화 유니트는 스테레오 영상화 컨버터 플레이트 및 스테레오 영상화 구동 부재와 함께 배치된다. 터치 패널, 스테레오 영상화 컨버터 플레이트, 및 디스플레이 패널은 위에서 아래로 차례대로 적재된다. 터치 구동 부재, 디스플레이 구동 부재, 및 스테레오 영상화 구동 부재는 각각 CPU에 전기적으로 접속된다.
스테레오 영상은 CPU 내의 스테레오 영상 합성 유니트에 의해 합성되고나서, 터치 디스플레이 유니트로 전송되어, 디스플레이 유니트는 스테레오 영상을 디스플레이한다. 한편, 스테레오 영상화 구동 부재가 스테레오 영상을 다중 영상들로 변환하고나서, 다중 영상들이 육안에 의해 감지되고나서 스테레오 영상이 생성된다.
사용자가 터치 바디를 이용하여 터치 디스플레이 유니트를 터치하면, 터치 유니트는 터치 바디의 움직임 트랙을 산출하고, CPU는 움직임 트랙의 변화를 기록하여, 디스플레이 유니트에 의해 디스플레이된 스테레오 영상은 움직임 트랙을 따라서 변화한다.
또한 디스플레이 유니트가 스테레오 영상을 생성하고, 스테레오 영상이 스테레오 영상화 컨버터 플레이트를 지나면, 스테레오 영상화 구동 부재는 스테레오 영상화 컨버터 플레이트의 모드를 스테레오 영상 또는 평면 영상을 디스플레이하는 것으로 선택할 수 있다.
본 발명의 스테레오 영상화 터치 장치에 의하면, 사용자가 스테레오 영상 감상 중에, 외부 입력 장치를 이용하지 않고도, 영상과 상호작용할 수 있어, 가상 스테레오 영상(virtual stereo image)의 대화식 효과(interactive effect)를 수득할 수 있다.
본 발명은 이하의 발명의 상세한 설명에 의해서 보다 잘 이해될 것이다. 이러한 설명은 단지 설명의 목적을 위한 것으로, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
심사관이 본 발명의 내용을 쉽게 이해할 수 있도록, 이하에서 첨부 도면을 참고하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 바람직한 구현예의 제 1 블록도 및 제 2 블록도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 스테레오 영상화 터치 장치는 영상 캡쳐 유니트(1), CPU(3), 및 터치 디스플레이 유니트(7)를 구비한다.
영상 캡쳐 유니트(1)는 적어도 소정의 터치 바디의 제 1 및 제 2 영상을 캡쳐하거나 물체 부근의 모양을 캡쳐하는 제 1 영상 캡쳐 유니트(11) 및 제 2 영상 캡쳐 유니트(12)를 포함한다. 캡쳐된 영상이 더 나은 스테레오 효과를 갖도록 하기 위해서, 영상 캡쳐 유니트(1)에는 세 개, 네 개, 또는 더 많은 영상 캡쳐 유니 트들이 제공될 수 있다. 일반적으로, 제 1 및 제 2 영상 캡쳐 유니트(11, 12)들은 주로 제 1 및 제 2 영상들을 직접 생성하는 상보형 금속산화막 반도체 (CMOS)에 의해 형성된 전하결합소자(CCD: Charge Coupled Device)이거나 감광 소자(photo-sensitive devices)이다. 구체적으로, 제 1 및 제 2 영상 캡쳐 유니트(11, 12)들이 CCD일 때, 제 1 및 제 2 영상 캡쳐 유니트(11, 12)들은 적오도 그들의 특성에 따라서 선형 CCD (linear CCD), 인터라인 전송(interline transfer) CCD, 풀-프레임 CCD (Full-frame CCD), 및 프레임 전송 CCD (Frame transfer CCD)로 구성되는 군에서 선택된다. 대안으로 영상 캡쳐 유니트들은 적외선 또는 초음파를 통해서 터치 바디의 상이한 표면들의 모양 감지 신호들(appearance sensing signals)을 캡쳐하는 적외선 센서 또는 초음파 센서일 수도 있다. 실제로, 본 발명에서 소위 터치 바디(touch body)는 손가락, 터치를 위해서 개발된 터치 펜, 또는 터치에 이용될 수 있는 임의의 일반적인 물체를 의미하고, 이들은 모두 본 발명의 보호 범위내에 포함된다.
CPU(3)는 터치 디스플레이 유니트(7) 내의 각각의 유니트에 전기적으로 접속된다. CPU(3)는 주로 후술하는 스테레오 영상 및 움직임 트랙을 수신해서 움직임 트랙에 따른 스테레오 영상의 변화를 계산하는데 이용된다.
예를 들어, 스테레오 영상이 삼각형 피라미드 형태이고, 그것의 첨단 부분이 사용자의 육안의 바로 보이는 방향(direct-viewing direction)을 가리킨다. 움직임 트랙은 위에서부터 아래로이므로, 삼각형 피라미드는 적절하게 회전되고, 그의 하단부의 편평한 표면은 사용자의 육안의 바로 보이는 방향을 면한다. 상기 설 명은 스테레오 영상과 움직임 트랙의 상관관계를 설명하기 위한 예일 뿐이고, 임의의 각도로의 회전, 확대, 수평 또는 수직 방향으로의 이동과 같은 다른 움직임들도 모두 본 발명에 포함된다.
더욱이, CPU(3)는 제 1 및 제 2 영상 캡쳐 유니트들(11, 12)에 의해 전송된 제 1 및 제 2 영상들을 수신하여 수신된 영상들을 스테레오 영상으로 합성하는, 각각 제 1 및 제 2 영상 캡쳐 유니트들(11, 12)에 전기적으로 접속된 스테레오 영상 합성 유니트(2)를 포함한다. 이상의 견지에서, 제 1 및 제 2 영상 캡쳐 유니트(11, 12)들이 CCD일 때, 스테레오 영상 합성 유니트(2)는 직접 제 1 및 제 2 영상들을 스테레오 영상 신호로 통합한다. 대안으로, 스테레오 영상 합성 유니트들(2)은 시차장벽(parallax barrier), 양안시차(binocular parallax), 또는 광원 슬릿 방법(light source slit manner)에 의해서 스테레오 영상을 만들 수 있다.
더욱이, 제 1 및 제 2 영상 캡쳐 유니트들(11, 12)은 터치 동작 중에 터치 바디의 제 1 및 제 2 영상을 캡쳐하고, 스테레오 영상 합성 유니트(2)는 스테레오 영상의 생성 후에 터치 바디의 움직임 트랙을 산출한다.
터치 디스플레이 유니트(7)는 터치 유니트(4) 및 스테레오 영상화 유니트(5)를 포함하고, 외부에 소정의 디스플레이 유니트(6)를 포함한다.
터치 유니트(4)는 터치 패널(42) 및 터치 구동 부재(41)에 전기적으로 접속되고, 터치 구동 부재(41)는 CPU(3)에 전기적으로 접속된다. 터치 구동 부재(41)는 터치 패널(42) 상에서의 터치 바디의 움직임 트랙을 기록하고, 움직임 트랙 신호를 CPU(3)로 전송하는데 이용된다. 일반적으로, 터치 패널(42)은 저항식 터치 패널(resistive touch panel), 정전용량식 터치 패널(capacitive touch panel), 적외선 터치 패널(infrared touch panel), 광학 터치 패널(optical touch panel), 또는 초음파 터치 패널(ultrasonic touch panel)이다. 터치 패널(42)의 구체적인 타입에 관계 없이, 터치 바디가 터치 패널(42)에 접촉되면, 터치 구동 부재(41)는 움직이는 동안에 터치 바디의 움지임 트랙을 기록한다. 단방향 이동뿐만 아니라, 움직임 트랙은 다방향 움직임(multi-directional motions)도 포함한다. 손으로 터치하는 경우를 예로 들면, 집게 손가락과 엄지 손가락이 터치 패널(42)에 접촉되면, 터치 구동 부재(41)는 두 가지 접촉을 감지해서, 두 가지 접촉의 이동 방향을 기록하는데, 여기서 상기 접촉들의 이동방향들은 동일하거나 상이할 수 있다.
디스플레이 유니트(6)는 디스플레이 패널(62) 및 디스플레이 구동 부재(61)에 전기적으로 접속되고, 디스플레이 구동 부재(61)는 CPU(3)에 전기적으로 접속된다. 이러한 구현예에서, 디스플레이 유니트(6)는 LCD인데, 이는 단지 설명을 위해서 예를 드는 것뿐이다. 실제로, 디스플레이 유니트(6)는 음극선관 (CRT) 디스플레이, LCD, 꼬인 네마틱(TN) LCD, 수직 배향(VA) LCD, 멀티-도메인 수직 배향(MVA) LCD, 패터닝된 수직 배향 (PVA) LCD, 인플레인 스위칭 (IPS) LCD, CPA (continuous pinwheel alignment) LCD, OCB (optical compensated bend) LCD, 유기 발광 다이오드 (OLED) 디스플레이, 능동형 매트릭스 유기 발광 다이오드 (AMOLED) 디스플레이, 수동형 매트릭스 유기 발광 다이오드 (PMOLED) 디스플레이, VFD (vacuum fluorescent display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 표면 전도형 전자 방출 (surface conduction electron-emitter, SED) 디스플레이, 전계방사 디스플레이 (FED), 또는 E-페이퍼일 수 있는데, 이들은 모두 본원에서의 디스플레이 유니트(6)의 범위 내에 포함되고, 본 발명에서 디스플레이 유니트(6)의 형태는 이들로 제한되는 것은 아니다.
스테레오 영상화 유니트(5)는 스테레오 영상화 컨버터 플레이트(52) 및 스테레오 영상화 구동 부재(51)에 전기적으로 접속되고, 스테레오 영상화 구동 부재(51)는 CPU(3)에 전기적으로 접속된다.
스테레오 영상화 구동 부재(51)는 스테레오 영상화 컨버터 플레이트(52)를 구동하기 위해 이용된다. 디스플레이 유니트(6)가 스테레오 영상을 생성할 때, 스테레오 영상화 컨버터 플레이트(52)는 스테레오 영상을 수신해서 다중 영상들로 변환하는데, 스테레오 영상은 육안으로 영상을 수신할 때의 특징에 따라서 좌안 및 우안에 의해서 각각 수신되는 영상들로 분할된다. 이어서 영상들은 감지되고 양안시차에 의해서 스테레오 영상으로 통합된다. 또한, 스테레오 영상화 컨버터 플레이트(52)는 디스플레이 유니트에 의해 생성된 스테레오 영상을 다중 영상들로 분할하기 위해서 광 격자 (light grating) 또는 랜티큘러 시이트를 이용한다. 한편, 스테레오 영상화 구동 부재(51)는 디스플레이 패널(62)에 의해 디스플레이된 스테레오 영상을 평면 모드 또는 스테레오 모드로 변환하기 위하여, 스테레오 영상화 컨버터 플레이트(52)를 제어하는데 이용된다.
더욱이, 실제 이용시, 스테레오 영상 합성 유니트(2), 터치 구동 부재(41), 스테레오 영상화 구동 부재(51), 또는 디스플레이 구동 부재(61)는 CPU(3) 에 전기적으로 접속된 집적회로 (IC) 형태이거나, 또는 CPU(3)에 기록된 펌웨어 형태이거나, CPU(3)에 의해 독출되고 컴퓨팅되는 소프트웨어의 형태이거나, 능동 및 수동 소자로 구성되는 전자회로의 형태이다.
도 2 및 4는 본 발명의 바람직한 구현예의 제 2의 블록도 및 제 1 의 흐름도이다. 본 발명에서, 스테레오 영상화 과정은 다음의 방식으로 수행된다.
단계 100에서는, CPU가 소정의 스테레오 영상을 디스플레이 유니트로 전송한다. 이 단계에서, CPU(3)는 소정의 스테레오 영상을 디스플레이 유니트(6)로 전송하고, 스테레오 영상은 소정의 저장매체에 미리 저장되고, 터치 장치는 휴대폰, LCD 스크린, 또는 TV 스크린에 통합되며, 상기 저장 매체는 메모리, 메모리 카드, 하드 디스크, 또는 광학 디스크일 수 있다.
단계 101에서, 디스플레이 유니트는 스테레오 영상을 디스플레이하고, 스테레오 영상은 터치 디스플레이 유니트의 스테레오 영상화 유니트를 통해서 전달된다.
단계 102에서, 스테레오 영상화 유니트는 스테레오 영상을 다중 영상들로 변환한다.
단계 103에서, 다중 영상들은 육안에 의해 감지되어 스테레오 영상을 생성한다.
상기 단계들에서, CPU (3)에 의해 전송된 스테레오 영상의 수신 시에, 디스플레이 유니트(6)의 디스플레이 구동 유니트(61)는 디스플레이 패널(62)을 구동시켜 스테레오 영상을 디스플레이하게 한다 (액정 패널 또는 다른 디스플레이 기술 들의 표시 원리는 수년간 개시되고 적용되어 왔고, 본 발명의 요지가 아니므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다). 한편, 스테레오 영상화 유니트(5)의 스테레오 영상화 구동 부재(51)는 스테레오 영상화 컨버터 플레이트(52)가 동작하도록 구동한다. 스테레오 영상화 컨버터 플레이트(52)가 디스플레이 패널(62) 위에 적재되므로, 디스플레이 패널(62)에 의해 생성된 스테레오 영상은 스테레오 영상화 컨버터 플레이트(52)에 의해서 다중 영상들로 변환되고, 스테레오 영상은 영상 수신시의 육안의 특징에 따라서 좌안 및 우안에 의해 감지되는 영상들로 분할된다. 이어서 영상들은 감지되고, 양안시차에 의해서 스테레오 영상으로 통합된다.
더욱이, 사용자가 디스플레이 패널(62) 상에 영상을 디스플레이하고자 하는 경우에, 스테레오 영상화 구동 부재(51)는 스테레오 영상과 평면 영상 사이의 디스플레이 스위칭을 행하도록 채택될 수 있다. 일반적으로, 평면 영상이 디스플레이되는 경우에, 스테레오 영상화 구동 부재(51)는 스테레오 영상화 컨버터 플레이트(52)의 내부 구조가 동일한 방향으로 편광되고, 디스플레이 패널(62)에 의해서 생성된 영상이 다중 영상들로 분할되지 않아서, 디스플레이 패널(62) 상의 현재의 디스플레이 프레임을 유지하게 하는 전기적 신호를 생성한다.
스테레오 영상이 디스플레이될 때에는, 스테레오 영상화 구동 부재(51)가, 스테레오 영상화 컨버터 플레이트(52)의 내부 구조가 상이한 방향들로 규칙적인 구조로 편광되고, 디스플레이 패널(62)에 의해서 생성된 영상이 다중 영상들로 분할되게 하는 전기적 신호를 생성한다. 스테레오 영상과 평면 영상 사이의 상기 스위칭은 도 7 및 8의 능동 렌즈(active lens)에 의해서 실현되고, 도 9 및 10의 LC 배 리어에 의해서 실현된다. 랜티큘러 렌즈 또는 LC 렌즈와 같은 다른 구조들도 스테레오 영상과 평면 영상 사이의 스위칭 기능을 구현하기 위해서 이용될 수 있다.
도 2 및 5는 각각 본 발명의 바람직한 구현예의 제 2 블록도 및 제 2 흐름도이다. 본 발명에서, 스테레오 영상화 터치 동작은 다음과 같은 방식으로 수행된다.
단계 200에서, 디스플레이 유니트는 스테레오 영상을 디스플레이한다.
이 단계는 제 1 흐름도와 유사하므로, 상세한 설명은 생략한다.
단계 201에서, 터치 바디는 터치 디스플레이 유니트 상에서 터치 동작을 수행한다.
이상의 단계에서, 터치 바디는 터치 유니트(4)의 터치 패널(42)과 직접 접촉하여, 터치 패널(42)의 표면 상에서 터치 동작을 직접 수행한다. 이것을 이하에서 접촉 터치(contact touch)라 한다.
단계 202에서, 터치 디스플레이 유니트는 터치 바디의 움지임 트랙을 산출한다.
단계 203에서, CPU는 움직임 트랙을 디스플레이 유니트로 전송한다.
상기 단계에서, 터치 구동 부재(41)는 이동 중에 예를 들어, 단방향 이동, 다방향 이동, 선형 이동(linear movement), 또는 비선형 이동(non-linear movement)과 같은 터치 바디의 움지임 트랙을 기록하고 좌표를 통해서 움직의 트랙의 이동을 산출한다.
단계 204에서, 디스플레이 유니트(6)는 디스플레이된 스테레오 영상이 움 직임 트랙에 따라서 변하게 한다.
이상의 단계들에서, 움직임 트랙 수신 시, CPU(3)는 움직임 트랙을 소정의 움직임과 매치시켜, 스테레오 영상이 움직임 트랙을 따라서 변하게 하고, 디스플레이 유니트(6)에 의해 디스플레이된 스테레오 영상(6)이 움직임 트랙을 따라서 변하게 한다. 예를 들어서, 움직임 트랙이 위에서 아래로 이면, 스테레오 영상은 위아래로 회전하고; 대안으로 움직임 트랙이 두 접촉들 사이에서 거리를 증가시키면, 스테레오 영상은 적절하게 확대된다. 한편, 스테레오 영상화 유니트(5)는 스테레오 영상을 다중 영상들로 분할한다. 즉, 스테레오 영상화 유니트(5)는 스테레오 영상을 좌안에 의해서 특수하게 수신된 영상과 우안에 의해서 특수하게 수신된 영상으로 분할하여, 두 개의 영상들은 좌안 및 우안에 의해 각각 감지된 후 뇌 안에서 스테레오 영상으로 합성되어, 스테레오 영상의 실시간 움직임 효과(real-time motion effect)를 생성한다.
도 2 및 도 6은 각각 본 발명의 바람직한 구현예의 제 2 블록도 및 제 3 흐름도이다. 본 발명에서, 스테레오 영상화 터치 동작은 다음과 같은 방식으로 수행된다.
단계 300에서, 디스플레이 유니트는 스테레오 영상을 디스플레이한다.
이 단계는 제 1 흐름도와 유사하므로, 상세한 설명은 생략한다.
단계 301에서, 터치 바디는 터치 디스플레이 유니트 상에 터치 동작을 수행한다.
이 단계에서, 터치 바디는 접촉하지 않고, 터치 유니트(4)의 터치 패 널(42)에 근접하여, 터치 패널(42)의 표면 상에 터치 동작을 직접 수행한다. 이것을 이하에서 비접촉 터치(non-contact touch)라 한다.
단계 302에서, 영상 캡쳐 유니트의 제1 및 제2 영상 캡쳐 유니트들은 각각 터치 바디의 제 1 및 제 2 영상들을 캡쳐한다.
이 단계에서, 제 1 및 제 2 영상 캡쳐 유니트들(11, 12)은 상이한 각도(예컨대, 전후측 또는 좌우측)로부터 터치 바디의 영상들을 캡쳐한다.
단계 303에서, CPU는 터치 동작 중에 터치 바디의 움지임 트랙을 제 1 및 제 2 영상들을 따라서 통합한다.
이 단계에서, 스테레오 영상 합성 유니트(2)는 제 1 및 제 2 영상 캡쳐 유니트들(11, 12)에 의해서 전송된 제 1 및 제 2 영상들을 수신해서, 스테레오 계산(CAD에서 흔히 사용되는 3D 시뮬레이션)을 통해서 터치 바디의 움직임 트랙을 생성한다.
단계 304에서, CPU는 움직임 트랙을 디스플레이 유니트로 전송한다.
단계 305에서, 디스플레이 유니트는 디스플레이된 스테레오 영상을 움직임 트랙에 따라서 변화시킨다.
상기 단계들에서, 움직임 트랙 수신 시, CPU(3)는 움직임 트랙을 소정의 움직임과 매치시켜, 스테레오 영상이 움직임 트랙을 따라서 변하게 하고, 디스플레이 유니트(6)에 의해 디스플레이된 스테레오 영상(6)이 움직임 트랙을 따라서 변하게 한다. 한편, 스테레오 영상화 유니트(5)는 스테레오 영상을 각각 좌안 및 우안에 의해서 감지될 다중 영상들로 분할하여, 스테레오 영상이 뇌 안에서 생성되어, 스 테레오 영상의 실시간 움직임 효과(real-time motion effect)를 생성한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 구현예의 제1 블록도이다;
도 2는 본 발명의 바람직한 구현예의 제 2 블록도이다;
도 3은 본 발명의 바람직한 구현예의 개략사시도이다;
도 4는 본 발명의 바람직한 구현예의 제 1 흐름도이다;
도 5는 발명의 바람직한 구현예의 제 2 흐름도이다;
도 6은 본 발명의 바람직한 구현예의 제 3 흐름도이다;
도 7은 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 영상 스위칭의 제 1 개략도이다;
도 8은 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 영상 스위칭의 제 2 개략도이다;
도 9는 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 영상 스위칭의 제 3 개략도이다; 및
도 10은 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 영상 스위칭의 제 4 개략도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1: 영상 캡쳐 유니트 2: 스테레오 영상 합성 유니트
11: 제 1 영상 캡쳐 유니트 12: 제 2 영상 캡쳐 유니트
3: CPU 4: 터치 유니트
41: 터치 구동 부재 42: 터치 패널
5: 스테레오 영상화 유니트 6: 디스플레이 유니트
51: 스테레오 영상화 유니트 구동 부재
52: 스테레오 영상화 컨버터 플레이트
61: 디스플레이 구동 부재 62: 디스플레이 패널
7: 터치 디스플레이 유니트

Claims (24)

  1. 적어도 소정의 물체의 제 1 및 제 2 영상을 캡쳐하는제 1 영상 캡쳐 유니트 및 제 2 영상 캡쳐 유니트를 포함하는 영상 캡쳐 유니트;
    터치 유니트 및 스테레오 영상화 유니트를 포함하는 터치 디스플레이 유니트로서, 여기서 터치 유니트는 터치 유니트를 터치할 때 소정의 터치 바디의 움직임 트랙을 기록하는데 이용되고, 상기 스테레오 영상화 유니트는 스테레오 영상을 다중 영상들로 변환하여, 다중 영상들이 육안에 의해서 감지된 후에 스테레오 영상이 생성되도록 하는데 이용되는 터치 디스플레이 유니트; 및
    영상 캡쳐 유니트 및 터치 디스플레이 유니트에 각각 전기적으로 접속되고, 제 1 및 제 2 영상들을 스테레오 영상으로 합성하고, 움직임 트랙을 수신하고, 스테레오 영상과 움직임 트랙을 소정의 디스플레이 유니트로 전송하여, 디스플레이 유니트가 움직임 트랙을 따라서 스테레오 영상의 실시간 움직임(real time motion)을 디스플레이하게 하는 중앙 처리 유니트 (CPU)를 포함하는 스테레오 영상화 터치 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제2 영상 캡쳐 유니트들은 상보형 금속산화막 반도체 (CMOS)에 의해 형성된 전하결합소자(CCD) 또는 감광 소자인 스테레오 영상화 터치 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제 1 및 제2 영상 캡쳐 유니트들은 선형 CCD(linear CCD), 인터라인 전송 CCD (interline transfer CCD), 풀-프레임 CCD, 및 프레임 전송 CCD로 구성되는 군에서 선택되는 전하결합소자(CCD)인 스테레오 영상화 터치 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 및 제2 영상 캡쳐 유니트들은 소정의 물체의 상이한 표면들의 모양 감지 신호들(appearance sensing signals)을 생성하는 적외선 센서이고, 상기 CPU는 상기 신호들을 스테레오 영상으로 합성하는 스테레오 영상화 터치 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 및 제2 영상 캡쳐 유니트들은 소정의 물체의 상이한 표면들의 모양 감지 신호들을 생성하는 초음파 센서이고, 상기 CPU는 상기 신호들을 스테레오 영상으로 합성하는 스테레오 영상화 터치 장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 및 제2 영상 캡쳐 유니트들은 터치 바디의 제 1 및 제 2 영상을 추가로 캡쳐하고, 상기 CPU는 터치 바디의 움직임 트랙을 제 1 및 제 2 영상들을 따라서 통합하는 스테레오 영상화 터치 장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 터치 유니트는 터치 바디에 의해서 터치되는 터치 패널과 터치 바디의 움지임 트랙을 산출하는 터치 구동 부재를 포함하는 스테레오 영상화 터치 장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 터치 구동 부재는 상기 CPU에 전기적으로 접속된 집적회로 (IC)의 형태, 상기 CPU에 기록된 펌웨어 형태, 상기 CPU에 의해서 독출되고 컴퓨팅되는 소프트웨어 형태, 또는 능동 및 수동 소자로 구성되는 전자회로의 형태인 스테레오 영상화 터치 장치.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 터치 패널은 저항형 터치 패널, 정전용량방식 터치 패널, 적외선 터치 패널, 광학 터치 패널, 및 초음파 터치 패널로부터 선택되는 것인 스테레오 영상화 터치 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 스테레오 영상화 유니트는 스테레오 영상화 컨버터 플레이트 및 스테레오 영상화 구동 부재를 포함하고,
    상기 스테레오 영상화 컨버터 플레이트는 스테레오 영상을 다중 영상들로 변환하는데 이용되고; 및
    상기 스테레오 영상화 구동 부재는 상기 스테레오 영상화 컨버터 플레이트에 전기적으로 접속되고, 상기 스테레오 영상화 컨버터 플레이트가 동작하도록 구동하는데 이용되어, 스테레오 영상을 평면 모드와 스테레오 모드 사이에서 변환시키는 스테레오 영상화 터치 장치.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 스테레오 영상화 컨버터 플레이트는 광 격자 구조(light grating structure)이거나 랜티큘러 시이트인 스테레오 영상화 터치 장치.
  12. 제 10항에 있어서, 상기 다중 영상들은 적어도 좌안 영상 및 우안 영상으로 분할되는 스테레오 영상화 터치 장치.
  13. 제 10항에 있어서, 상기 스테레오 영상화 구동 부재에 의해서 제어되는 상기 스테레오 영상화 컨버터 플레이트는 능동 렌즈 구조(active lens structure), 랜티 큘러 렌즈 구조, 액정 렌즈 구조, 및 LC 배리어 구조로 구성되는 군에서 선택되는 구조를 갖는 스테레오 영상화 터치 장치.
  14. 제 10항에 있어서, 상기 스테레오 영상화 구동 부재는 상기 CPU에 전기적으로 접속된 집적회로 (IC)의 형태, 상기 CPU에 기록된 펌웨어 형태, 상기 CPU에 의해서 독출되고 컴퓨팅되는 소프트웨어 형태, 또는 능동 및 수동 소자로 구성되는 전자회로의 형태인 스테레오 영상화 터치 장치.
  15. 제 1항에 있어서, 상기 CPU는 제 1 및 제 2 영상들을 스테레오 영상으로 합성하는 스테레오 영상 합성 유니트를 포함하는 스테레오 영상화 터치 장치.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 스테레오 영상 합성 유니트는 시차장벽(parallax barrier), 양안시차(binocular parallax), 또는 광원 슬릿 방식을 이용하여 스테레오 영상을 합성하는 스테레오 영상화 터치 장치.
  17. 제 15항에 있어서, 상기 스테레오 영상 합성 유니트는 상기 CPU에 전기적으로 접속된 집적회로 (IC)의 형태, 상기 CPU에 기록된 펌웨어 형태, 상기 CPU에 의 해서 독출되고 컴퓨팅되는 소프트웨어 형태, 또는 능동 및 수동 소자로 구성되는 전자회로의 형태인 스테레오 영상화 터치 장치.
  18. 제 1항에 있어서, 상기 터치 디스플레이 유니트의 터치 유니트는 상기 스테레오 영상화 유니트 위에 적재되고, 상기 스테레오 영상화 유니트는 상기 디스플레이 유니트 위에 적재되어, 상기 디스플레이 유니트에 의해 디스플레이된 스테레오 영상이 스테레오 영상화 유니트를 통해서 전달되는 스테레오 영상화 터치 장치.
  19. 제 1항에 있어서, 상기 디스플레이 유니트는 음극선관 (CRT) 디스플레이, 액정 디스플레이 (LCD), 꼬인 네마틱 (TN) LCD, 수직 배향(VA) LCD, 멀티-도메인 수직 배향(MVA) LCD, 패터닝된 수직 배향 (PVA) LCD, 인플레인 스위칭(IPS) LCD, CPA (continuous pinwheel alignment) LCD, OCB (optical compensated bend) LCD, 유기 발광 다이오드 (OLED) 디스플레이, 능동형 매트릭스 유기 발광 다이오드 (AMOLED) 디스플레이, 수동형 매트릭스 유기 발광 다이오드 (PMOLED) 디스플레이, 진공 형광 디스플레이 (VFD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 표면 전도형 전자방출(SED) 디스플레이, 전계방사 디스플레이 (FED), 및 E-페이퍼로 구성되는 군에서 선택되는 것인 스테레오 영상화 터치 장치.
  20. 제1항의 스테레오 영상화 터치 장치에서 스테레오 영상화 처리를 행하는 방법으로서,
    CPU가 소정의 스테레오 영상을 디스플레이 유니트로 전송하는 단계;
    상기 디스플레이 유니트에 의해서 스테레오 영상을 디스플레이하는 단계로서, 상기 스테레오 영상이 상기 터치 디스플레이 유니트의 상기 스테레오 영상화 유니트를 통해서 전달되는 단계;
    상기 스테레오 영상화 유니트에 의해서, 스테레오 영상을 다중 영상들로 변환하는 단계; 및
    육안으로 감지하여, 상기 다중 영상들을 소정의 스테레오 영상으로 생성하는 단계를 포함하는
    스테레오 영상화 처리 방법.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 방법이
    디스플레이 유니트에 의해서 스테레오 영상을 디스플레이하는 단계;
    터치 바디에 의해서 터치 디스플레이 유니트 상에 터치 동작을 행하는 단계;
    터치 디스플레이 유니트에 의해서 터치 바디의 움지임 트랙을 산출하는 단계;
    CPU에 의해서 움직임 트랙을 디스플레이 유니트로 전송하는 단계; 및
    디스플레이 유니트에 의해서, 디스플레이된 스테레오 영상을 움직임 트랙을 따라서 변화시키는 단계를 포함하는 스테레오 영상화 터치 동작을 행하는 스테레오 영상화 처리 방법.
  22. 제 21항에 있어서, 터치 바디에 의해서 터치 디스플레이 유니트 상에 터치 동작을 행하는 단계에서, 터치 동작이 접촉 터치인 스테레오 영상화 처리 방법.
  23. 제 21항에 있어서, 상기 터치 단계는
    디스플레이 유니트에 의해서 스테레오 영상을 디스플레이하는 단계;
    터치 바디에 의해서 터치 디스플레이 유니트 상에 터치 동작을 행하는 단계;
    영상 캡쳐 유니트의 제 1 및 제2 영상 캡쳐 유니트들에 의해서 터치 바디의 제 1 및 제 2 영상들을 각각 캡쳐하는 단계;
    CPU에 의해서, 터치 바디의 움지임 트랙을 터치 동작 중에 제 1 및 제 2 영상들을 따라서 통합하는 단계;
    CPU에 의해서 움직임 트랙을 디스플레이 유니트로 전송하는 단계; 및
    디스플레이 유니트에 의해서, 디스플레이된 스테레오 영상을 움직임 트랙에 따라서 변화시키는 단계로 진행되는 것을 특징으로 하는 스테레오 영상화 처리 방법.
  24. 제 23항에 있어서, 터치 바디에 의해서 터치 디스플레이 유니트 상에 터치 동작을 행하는 상기 단계에서, 상기 터치 동작이 비접촉 터치인 스테레오 영상화 처리 방법.
KR1020090070633A 2009-04-22 2009-07-31 스테레오 영상화 터치 장치 KR101119781B1 (ko)

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