KR101378407B1 - 광시야각이 가능한 입체 영상 디스플레이 장치 및 그 입체영상 디스플레이 장치에서의 표시부 위치 조절 방법 - Google Patents

광시야각이 가능한 입체 영상 디스플레이 장치 및 그 입체영상 디스플레이 장치에서의 표시부 위치 조절 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 영상 재생 장치로부터 출력되는 영상 신호를 디스플레이하는 입체 영상 디스플레이 장치에 있어서, 좌측 눈용 영상과 우측 눈용 영상을 각각 출력하는 제1 및 제2 표시부, 사용자 얼굴의 일정 영역을 촬영하는 촬영부, 상기 촬영부에 의해 촬영된 영상에서 동공을 검출하고, 상기 검출된 동공의 위치 정보를 구한 후 이전 동공 위치 정보와 비교하여 위치의 변화가 있으면, 그 위치 변화에 의한 위치 변화값을 표시부 위치 조절부에 전송하는 동공 위치 측정부, 상기 동공 위치 측정부로부터 전송된 위치 변화값에 따라 상기 제1 및 제2 표시부의 위치를 조절하는 표시부 위치 조절부로 구성된 것으로서, 동공의 이동에 따라 입체 영상 디스플레이 장치 표시부를 이동시켜 넓은 영상을 지속적으로 볼 수 있다.
입체 영상, 동공위치

Description

광시야각이 가능한 입체 영상 디스플레이 장치 및 그 입체 영상 디스플레이 장치에서의 표시부 위치 조절 방법{Apparatus for displaying three-dimensional image and method for controlling location of display in the apparatus}
본 발명은 광시야각이 가능한 입체 영상 디스플레이 장치 및 그 입체 영상 디스플레이 장치에서의 표시부 위치 조절 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 촬영부에 의해 촬영된 영상에서 동공을 검출하고, 그 동공의 위치 정보와 이전 위치 정보를 비교하여 동공의 위치 변화가 있으면, 그 위치 변화값에 따라 표시부의 위치를 조절하여 동공의 위치 변화에 따라 표시부를 이동시켜 사용자로 하여금 넓은 시야각을 가질 수 있도록 하는 광시야각이 가능한 입체 영상 디스플레이 장치 및 그 입체 영상 디스플레이 장치에서의 표시부 위치 조절 방법에 관한 것입니다.
집적 기술의 발달로 인하여 다양한 휴대 기기들이 등장하게 되었다.
테이프 재생 장치, CD 플레이어 등의 음향 재생 장치로 시작하여 휴대 전화 및 MP3 플레이어가 널리 보급되고 있고, 휴대용 게임기도 등장하게 되었다.
특히, 휴대 전화의 경우 통신 수단으로서의 용도를 넘어서 다양한 수단으로 이용되기도 하는데, 그 중 시계, 디지털 카메라 및 MP3 플레이어로서의 역할이 대표적이다.
가상 현실(Virtual Reality)이란, 컴퓨터를 이용하여 구축한 가상 공간에서 인간 감각계와의 상호작용을 통해 공간적, 물리적 제약에 의해 현실 세계에서는 직접 경험하지 못하는 상황을 간접적으로 체험할 수 있도록 만든 정보 활동 분야의 새로운 패러다임 중의 하나이다.
가상 현실의 궁극적인 목표는 다양한 입출력 방법을 사용하여 컴퓨터와 인간과의 대화 능력을 높임으로써 컴퓨터와 좀 더 현실적인 통신을 할 수 있는 환경을 제공하는 데 있다. 컴퓨터와 인간과의 입출력 방법으로는 HMD(Head-Mounted Display), 데이터 글러브(Data Glove) 및 모션 캡쳐(Motion Capture)와 같은 장치가 사용된다.
HMD는 사용자의 머리 움직임에 따른 위치 변화 데이터를 컴퓨터에 송신하여 컴퓨터로 하여금 사용자의 시야에 있을 대상의 크기 및 깊이를 계산하여 시뮬레이션하도록 한다.
데이터 글러브는 사용자 손의 위치와 방향을 감지하는데, 사용자가 3차원 공간에서 손을 움직이면 데이터 글러브가 데이터의 흐름을 3차원 좌표 형식으로 컴퓨터에 보내고, 컴퓨터는 그 데이터에 대응하는 대상을 조작한다.
증강 현실(Augmented Reality)이란, 일반적으로 가상 환경 및 가상 현실에서 파생한 용어로서, 실제 환경에 컴퓨터 그래픽 영상을 삽입하여 실세계 영상과 가상의 영상을 혼합한 것을 의미한다. 실세계 정보에는 사용자가 필요로 하지 않는 정보도 있고 때로는 사용자가 필요로 한 정보가 부족할 수도 있다.
그러나, 컴퓨터로 만든 가상 환경을 이용하면 필요로 하지않는 정보를 단순하게 하거나 보이지 않게 할 수도 있다. 즉, 증강 현실 시스템은 실세계와 가상 세계를 결합함으로써 실시간으로 사용자와 상호 작용이 이루어지도록 하는 것이다.
증강 현실의 가장 간단한 형태로는 엔터테인먼트와 뉴스 분야 등에서 응용되고 있다. TV에서 일기예보를 하는 경우 기상캐스터 앞의 날씨 지도가 자연스럽게 바뀌는 것을 볼 수 있는데, 실제로는 기상 캐스트가 블루스크린(Blue-Screen) 앞에 서 있고 컴퓨터로 만들어진 가상의 영상이 가상 스튜디오 환경을 만들어 증강 현실을 이루어내는 것이다.
이 밖에도, 자기 공명 영상(Magnetic Resonance Image), 단층 영상(Computed Tomography Image) 및 초음파 영상 등과 같은 간접 검사를 통해 실시간으로 환자의 3차원 데이터를 취득한 후, 취득된 데이터를 실시간으로 렌더링하여 환자와 겹쳐서 표현함으로써 의사로 하여금 환자의 수술을 원활하게 수행하도록 할 수도 있으며, 조종사 헬멧의 바이저(Visor) 또는 조종석의 방풍유리에 가상 영상을 디스플레이하여 조종사에게 조종에 필요한 많은 정보를 알려줄 수도 있다.
이와 같이, 증강 현실을 구현하기 위해서는 실제의 영상을 입력 받을 수 있는 카메라와 실제 영상과 가상 영상을 디스플레이 할 수 있는 HMD와 같은 디스플레이 장치가 필요하다.
HMD는 개인용 디스플레이 장치로서, 사용자가 머리에 착용한 상태에서 보다 대형 화면을 즐길 수 있고, 보다 현장감 있고 실감나는 화면을 감상할 수 있게 되었다.
이러한 HMD 장치는 액정표시장치(LCD) 또는 CRT(Cathode Ray Tube)와 같은 디스플레이 장치가 표시해주는 영상을 정밀한 광학메커니즘을 이용하여 사용자에게 보여주게 된다.
이러한, HMD는 눈과 매우 가까운 위치에 영상 스크린이 위치하기 때문에 매우 짧은 거리에 초점을 맞추어야 함과 아울러 눈에 피로감을 주지 않도록 하기 위하여 매우 정밀한 광학 장치들이 요구된다.
또한, 몰입감 및 현장감을 요하는 가상현실 체험용 입체 영상 디스플레이 장치의 경우 영상의 크기가 매우 중요하다.
그러나, 종래의 입체 영상 디스플레이 장치의 경우 광학 소자의 특성상 영상의 크기를 키우기 위해서는 더 많은 광학 소자와 광경로를 필요로 하게 되어 결과적으로 입체 영상 디스플레이 장치 표시부의 크기가 커지게 되는 단점이 있다.
또한, 높은 배열의 광학계는 수차와 왜곡 또한 심해지게 되어 이를 보정을 위한 복잡한 구조를 요하게 되는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 동공의 이동에 따라 입체 영상 디스플레이 장치 표시부를 이동시키는 광시야각이 가능한 입체 영상 디스플레이 장치 및 그 입체 영상 디스플레이 장치에서의 표시부 위치 조절 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 넓은 FoV(Field of View)를 얻기 위해 무거운 광학 소자를 여러 개 조합하여 사용하던 기존 입체 영상 디스플레이 장치의 접안 모듈을 대신해 단순한 형태의 접안 모듈을 적용함으로써 소형, 경량의 구현이 가능하며 이를 통해 더 넓은 FoV를 지원하면서도 장시간 사용해도 피로감이 적은 광시야각이 가능한 입체 영상 디스플레이 장치 및 그 입체 영상 디스플레이 장치에서의 표시부 위치 조절 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적들을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따르면, 영상 재생 장치로부터 출력되는 영상 신호를 디스플레이하는 입체 영상 디스플레이 장치에 있어서, 좌측 눈용 영상과 우측 눈용 영상을 각각 출력하는 제1 및 제2 표시부, 사용자 얼굴의 일정 영역을 촬영하는 촬영부, 상기 촬영부에 의해 촬영된 영상에서 동공을 검출하고, 상기 검출된 동공의 위치 정보를 구한 후 이전 동공 위치 정보와 비교하여 위치의 변화가 있으면, 그 위치 변화에 의한 위치 변화값을 표시부 위치 조절부에 전송하는 동공 위치 측정부, 상기 동공 위치 측정부로부터 전송된 위치 변화값 에 따라 상기 제1 및 제2 표시부의 위치를 조절하는 표시부 위치 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광시야각이 가능한 입체 영상 디스플레이 장치가 제공된다.
상기 입체 영상 디스플레이 장치는 상기 영상 재생 장치로부터 출력되는 영상 신호의 싱크를 분리하는 싱크 분리부, 상기 싱크 분리부에서 출력되는 영상 신호가 상기 제1 및 제2 표시부에 디스플레이 가능하도록 처리하는 영상 신호 처리부, 상기 싱크 분리부에서 출력되는 필드신호의 동기신호에 맞추어 상기 영상 신호 처리부로부터 전송된 영상을 표시하도록 상기 제1 및 제2 표시부를 구동하는 제1 표시부 구동부 및 제2 표시부 구동부를 더 포함한다.
상기 촬영부에 의해 촬영된 영상은 좌표 정보와 맵핑되어 있다.
상기 촬영부는 상기 사용자 얼굴에서 좌측 눈 또는 우측 눈의 촬영이 가능한 곳에 위치한다.
상기 동공 위치 측정부는 상기 촬영된 영상에서 명암차를 이용하여 동공을 검출하고, 상기 검출된 동공에 해당하는 영역의 좌표 정보를 이용하여 위치 정보를 구한다.
상기 표시부 위치 조절부는 서보 모터이다.
상기 표시부 위치 조절부는 상기 제1 및 제2 표시부를 좌우로 이동시키는 제1 서보 모터, 상기 제1 및 제2 표시부를 상하로 이동시키는 제2 서보 모터를 포함하되, 상기 제1 서보 모터 및 상기 제2 서보 모터에는 케이블이 서로 다른 방향으로 감겨져 있어, 상기 위치 변화값에 따라 케이블 감기와 풀기 동작에 의해 상기 제1 및 제2 표시부의 위치를 조절한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 영상 재생 장치로부터 출력되는 영상 신호를 디스플레이하는 입체 영상 디스플레이 장치에 있어서, 상기 영상 재생 장치로부터 출력되는 영상 신호의 싱크를 분리하는 싱크 분리부, 좌측 눈용 영상과 우측 눈용 영상을 각각 출력하는 제1 및 제2 표시부, 사용자 얼굴의 일정 영역을 촬영하는 촬영부, 상기 촬영부에 의해 촬영된 영상에서 동공을 검출하여 위치 정보를 구하고, 상기 구해진 동공의 위치 정보를 이전 동공 위치 정보와 비교하여 위치의 변화가 있는 경우 위치 변화값을 표시부 위치 조절부와 영상 신호 처리부로 전송하는 동공 위치 측정부, 상기 동공 위치 측정부로부터 전송된 위치 변화값에 따라 상기 제1 및 제2 표시부의 위치를 조절하는 표시부 위치 조절부, 상기 동공 위치 측정부로부터 전송된 위치 변화값에 따라 상기 싱크 분리부에서 출력되는 영상 신호의 디스플레이되는 위치를 변경하는 영상 신호 처리부를 포함하는 광시야각이 가능한 입체 영상 디스플레이 장치가 제공된다.
상기 광시야각이 가능한 입체 영상 디스플레이 장치는 상기 싱크 분리부에서 출력되는 필드신호의 동기신호에 맞추어 상기 영상 신호 처리부로부터 전송된 영상을 표시하도록 상기 제1 및 제2 표시부를 구동하는 제1 표시부 구동부 및 제2 표시부 구동부를 더 포함한다.
상기 영상 신호 처리부에 의해 위치 조절된 영상은 상기 표시부 위치 조절부에 의해 위치 조절된 제1 표시부 및 제2 표시부의 위치에 맞게 디스플레이 된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 영상 재생 장치로부터 출력되는 영상 신호를 디스플레이하는 입체 영상 디스플레이 장치가 동공의 이동에 따라 표시부의 위치를 조절하는 방법에 있어서, (a)촬영부에 의해 실시간으로 촬영된 영상에서 동공을 검출하는 단계, (b)상기 검출된 동공의 위치 정보를 구하는 단계, (c)상기 구해진 위치 정보를 이전 위치 정보와 비교하여 동공의 위치 변화가 있는지를 판단하는 단계, (d)상기 판단결과 동공의 위치 변화가 있는 경우, 그 위치 변화값에 따라 상기 표시부의 위치를 조절하는 단계를 포함하는 입체 영상 디스플레이 장치에서의 표시부 위치 조절 방법이 제공된다.
상기 입체 영상 디스플레이 장치에서의 표시부 위치 조절 방법은 상기 위치 변화값에 따라 상기 영상 재생 장치로부터 출력되는 영상 신호의 디스플레이되는 위치를 조절하는 단계를 더 포함한다.
상기 영상 재생 장치로부터 출력되는 영상 신호는 동공의 이동에 따라 상기 표시부의 위치 조절과 함께 이동하여 디스플레이된다.
상기 (b)단계는, 상기 검출된 동공에 해당하는 영역의 좌표 정보를 읽어서 위치 정보로 한다.
상기 (a)단계에서, 상기 촬영부에 의해 촬영된 영상은 사용자의 좌측 눈 또는 우측 눈이 포함된 영상이다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 사용자 얼굴에 안경 형태로 착용되는 프레임, 상기 프레임 내부의 좌우측에 각각 장착되어 영상 신호를 디스플레이하는 제1 및 제2 표시부, 상기 제1 및 제2 표시부를 상하좌우 이동 가능한 상태가 되도록 상기 프레임에 가이드시키는 제1 내지 제4케이블, 상기 프레임 상측에 탑재되어 사용자 얼굴의 일정 영역을 촬영하는 촬영부, 상기 촬영부에 의해 촬영된 영상에서 동공을 검출하고, 동공의 위치 변화값에 따라 제1 및 제2 서보 모터에 구동 신호를 제공하는 동공 위치 측정부, 상기 동공 위치 측정부로부터 입력된 구동 신호에 따라 상기 제1 내지 제4 케이블을 연동시켜 상기 제1 및 제2 표시부를 상하좌우 이동시키는 제1 및 제2 서보 모터를 포함하는 광시야각이 가능한 입체 영상 디스플레이 장치가 제공된다.
상기 제1 서보 모터에는 제1 표시부의 좌측과 제2 표시부의 우측을 연결하는 제1 케이블이 감겨져 있어, 상기 위치 변화값에 따라 제1 케이블을 감기 또는 풀기 동작을 수행하여 상기 제1 및 제2 표시부를 좌우로 이동시킨다.
상기 제2 서보 모터에는 제1 표시부의 상측과 하측을 연결하는 제2 케이블, 제2 표시부의 상측과 하측을 연결하는 제3 케이블이 감겨져 있어, 상기 위치 변화값에 따라 제2 및 제3 케이블을 감기 또는 풀기 동작을 수행하여 제1 및 제2 표시부를 상하로 이동시킨다.
상기 제4케이블은 제1 표시부의 우측과 제2 표시부의 좌측을 연결한다.
따라서, 본 발명은 동공의 이동에 따라 입체 영상 디스플레이 장치 표시부를 이동시켜 넓은 영상을 지속적으로 볼 수 있는 광시야각이 가능한 입체 영상 디스플레이 장치 및 그 입체 영상 디스플레이 장치에서의 표시부 위치 조절 방법을 제공할 수 있다.
또한, 단순한 형태의 접안 모듈을 적용함으로써 소형, 경량의 구현이 가능하 며 이를 통해 더 넓은 FoV를 지원하면서도 장시간 사용해도 피로감이 적은 광시야각이 가능한 입체 영상 디스플레이 장치 및 그 입체 영상 디스플레이 장치에서의 표시부 위치 조절 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 전술한 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 영상 재생 장치로부터 출력되는 영상 신호를 디스플레이하는 입체 영상 디스플레이 장치에서 표시부의 위치를 조절하기 위한 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 영상 재생 장치로부터 출력되는 영상 신호를 디스플레이하는 입체 영상 디스플레이 장치에서 표시부의 위치를 조절하기 위한 장치는 좌측 눈용 영상과 우측 눈용 영상을 각각 출력하는 제1 및 제2 표시부(130a, 130b), 사용자 얼굴의 일정 영역을 촬영하는 촬영부(140), 상기 촬영부(140)에 의해 촬영된 영상에서 동공을 검출하여 위치 정보를 구하고, 상기 구해진 동공의 위치 정보를 이전 동공 위치 정보와 비교하여 위치의 변화가 있는 경우 위치 변화값을 표시부 위치 조절부(160)에 전송하는 동공 위치 측정부(150), 상기 동공 위치 측정부(150)로부터 전송된 위치 변화값에 따라 상기 제1 및 제2 표시부(130a, 130b)의 위치를 조절하는 표시부 위치 조절부(160)를 포함한다.
상기와 같이 구성된 표시부 위치 조절 장치를 포함하는 입체 영상 디스플레이 장치가 영상 재생 장치로부터 출력되는 영상을 출력하기 위해서는 상기 영상 재생 장치로부터 출력되는 영상 신호의 싱크를 분리하는 싱크 분리부(미도시), 상기 싱크 분리부(미도시)에서 출력되는 영상 신호의 사이즈를 상기 제1 및 제2 표시부(130a, 130b)의 화면 사이즈와 상응하도록 조절하는 영상 신호 처리부(미도시), 상기 싱크 분리부(미도시)에서 출력되는 필드신호의 동기신호에 맞추어 상기 영상 신호 처리부(미도시)로부터 전송된 영상을 표시하도록 상기 제1 및 제2 표시부(130a, 130b)를 구동하는 제1 표시부 구동부 및 제2 표시부 구동부(120a, 120b)를 더 포함할 수 있다.
상기와 같이 영상 재생 장치로부터 출력되는 영상을 출력하는 입체 영상 디스플레이 장치에 대한 상세한 설명은 도 2를 참조하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 광시야각이 가능한 입체 영상 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 광시야각이 가능한 입체 영상 디스플레이 장치는 영상 신호가 입력되면, 상기 영상 신호의 싱크를 분리하는 싱크(sync)) 분리부(100), 상기 싱크 분리부(100)에서 출력되는 영상 신호를 디스플레이 가능하도록 처리하는 영상 신호 처리부(110), 상기 영상 신호 처리부(110)에서 처리된 영상 신호를 디스플레이하는 제1 및 제2 표시부(130a, 130b), 상기 싱크 분리부(100)에서 출력되는 각 필드신호의 동기신호에 맞추어 상기 영상 신호 처리부(110)로부터 전송된 영상을 표시하도록 상기 제1 및 제2 표시부(130a, 130b)를 구동하는 제1 및 제2 표시부 구동부(120a, 120b), 사용자 얼굴의 일정 영역을 촬영하는 촬영부(140), 상기 촬영부(140)에 의해 촬영된 영상을 이용하여 동공의 위치를 구하는 동공 위치 측정 부(150), 상기 동공 위치 측정부(150)에 의해 측정된 동공 위치 변화값에 맞도록 상기 제1 및 제2 표시부(130a, 130b)의 위치를 조절하는 표시부 위치 조절부(160)를 포함한다.
상기 영상 신호 처리부(110)는 상기 싱크 분리부(100)에서 출력되는 영상 신호가 상기 제1 및 제2 표시부(130a, 130b)의 화면 사이즈에 맞게 디스플레이되도록 상기 영상 신호의 사이즈를 조절하는 역할을 수행한다.
상기 제1 및 제2 표시부(130a, 130b)에 디스플레이되는 영상은 제1 접안 광학계(미도시) 및 제2 접안 광학계(미도시)에 의한 상으로서, 좌측 눈과 우측 눈을 통해 사용자에게 인식되도록 이루어진다.
또한, 상기 제1 및 제2 표시부(130a, 130b)는 상기 표시부 위치 조절부(160)의 제어에 의해 위치 이동이 가능하다.
상기 촬영부(140)는 광원으로부터 방출되는 빛을 이용하여 상기 사용자 얼굴의 일정 영역을 촬영하는 카메라일 수 있다. 상기 촬영부(140)는 실시간으로 영상을 촬영하고, 상기 촬영된 영상은 좌측 눈 또는 우측 눈을 포함하는 영상일 수 있다.
상기 동공 위치 측정부(150)는 상기 촬영부(140)에 의해 촬영된 영상에서 동공을 검출하고, 상기 검출된 동공의 위치 정보를 구한다. 그런 다음 상기 동공 위치 측정부(150)는 상기 구해진 동공의 위치 정보를 이전 동공 위치 정보와 비교하여 위치의 변화가 있으면, 그 위치 변화에 의한 위치 변화값을 포함하는 위치 조절 요청 메시지를 생성하여 상기 표시부 위치 조절부(160)에 전송한다.
즉, 상기 동공 위치 측정부(150)는 상기 촬영부(140)에 의해 촬영된 영상에서 명암차를 이용하여 동공을 검출한다. 그런 다음 상기 동공 위치 측정부(150)는 상기 검출된 동공에 해당하는 좌표를 이용하여 위치 정보를 구한다. 상기 촬영부(140)에 의해 촬영된 영상은 좌표 정보와 맵핑되어 있으므로, 상기 동공 위치 측정부(150)는 상기 동공에 해당하는 좌표를 구할 수 있다.
또한, 상기 동공 위치 측정부(150)는 상기 영상에서 동공의 움직임을 나타내는 벡터를 계산하여 위치 정보를 구할 수도 있다.
그런 다음 상기 동공 위치 측정부(150)는 상기 구해진 위치 정보와 이전에 저장된 동공의 위치 정보를 비교하여 위치 변화가 있는지를 판단한다. 상기 판단결과 위치 변화가 있으면, 상기 동공 위치 측정부(150)는 위치 변화값을 포함하는 위치 조절 요청 메시지를 생성하여 표시부 위치 조절부(160)에 전송한다. 상기 위치 조절 요청 메시지는 상기 제1 표시부 및 제2 표시부(130a, 130b)의 위치가 사용자의 동공에 맞게 조절되도록 하는 메시지일 수 있다.
또한, 상기 동공 위치 측정부(150)는 상기 비교 판단 시에 일정한 오차를 허용하여 일정한 범위의 위치 변화는 동공의 위치가 변동하지 않은 것으로 인식하도록 할 수도 있다.
상기 표시부 위치 조절부(160)는 상기 동공 위치 측정부(150)로부터 위치 조절 요청 메시지가 수신되면, 상기 메시지에 포함된 위치 변화값에 따라 상기 제1 및 제2 표시부(130a, 130b)의 위치를 조절한다. 상기 표시부 위치 조절부(160)는 서보 모터일 수 있다.
또한, 상기 표시부 위치 조절부(160)는 동공의 위치에 따라 상기 제1 및 제2 표시부(130a, 130b)의 위치를 조절해야 하므로, 상기 제1 및 제2 표시부(130a, 130b)를 상하좌우로 이동시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 표시부 위치 조절 메시지의 위치 변화값이 좌측으로 1cm 이동이면, 상기 표시부 위치 조절부(160)는 상기 제1 및 제2 표시부(130a, 130b)를 좌측으로 1cm 이동시킨다.
또한, 상기 표시부 위치 조절 메시지의 위치 변화값이 상측으로 1cm 이동이면, 상기 표시부 위치 조절부(160)는 상기 제1 및 제2 표시부(130a, 130b)를 상측으로 1cm 이동시킨다.
상기와 같은 역할을 수행하는 표시부 위치 조절부(160)는 상기 제1 및 제2 표시부(130a, 130b)의 좌우 운동을 담당하는 제1 표시부 위치 조절부, 상기 제1 및 제2 표시부(130a, 130b)의 상하 운동을 담당하는 제2 표시부 위치 조절부로 나눌 수도 있다.
상기 표시부 위치 조절부(160)는 서보 모터이므로, 상기 제1 및 제2 표시부(130a, 130b)를 좌우로 이동하게 하는 제1 서보 모터, 상기 제1 및 제2 표시부(130a, 130b)를 상하로 이동하게 하는 제2 서보 모터를 포함할 수 있다.
이 경우의 상기 제1 서보 모터 및 상기 제2 서보 모터는 각각 상기 제1 표시부 및 제2 표시부(130a, 130b)와 연결된 케이블이 각각 서로 다른 방향으로 감겨져 있어, 상기 표시부 위치 조절 메시지에 포함된 위치 변화값에 따라 케이블의 감기와 풀기 동작에 의해 상기 제1 및 제2 표시부(130a, 130b)의 위치를 조절한다.
상기와 같이 제1 서보 모터와 제2 서보 모터가 케이블로 연결된 형태로 구성된 경우에 표시부 위치를 조절하는 방법에 대한 설명은 도 3을 참조하기로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 동공 위치 측정부(150)는 상기 구해진 동공의 위치 정보를 이전 동공 위치 정보와 비교하여 위치의 변화가 있는 경우 그 위치 변화값을 표시부 위치 조절부(160)와 영상 신호 처리부(110)로 전송한다.
그러면, 상기 표시부 위치 조절부(160)는 상기 동공 위치 측정부(150)로부터 전송된 위치 변화값에 따라 상기 제1 및 제2 표시부(130a, 130b)의 위치를 조절하고, 상기 영상 신호 처리부(110)는 상기 위치 변화값에 따라 상기 싱크 분리부(100)에서 출력되는 영상 신호의 디스플레이 되는 위치를 변경한다.
즉, 상기 영상 신호 처리부(110)는 상기 제1 표시부 및 제2 표시부(130a, 130b)의 위치 조절과 함께 상기 싱크 분리부(100)에서 출력되는 영상 신호가 상기 제1 표시부 및 제2 표시부(130a, 130b)의 조절된 위치에 맞게 디스플레이 되도록 한다.
상기 영상 신호 처리부(110)에 의해 위치 조절된 영상은 상기 표시부 위치 조절부(160)에 의해 위치 조절된 제1 표시부 및 제2 표시부(130a, 130b)의 위치에 맞게 디스플레이 된다. 다시 말하면, 상기 영상 신호 처리부(110)에 의해 위치 조절된 영상은 사용자의 시선(동공)의 이동에 따라 이동하는 제1 표시부 및 제2 표시부(130a, 130b)에 맞게 디스플레이 되도록 위치 이동하게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 입체 영상 디스플레이 장치가 동공의 이동에 따라 표 시부의 위치를 조절하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 입체 영상 디스플레이 장치는 촬영부에 의해 촬영된 영상이 입력되면(S200), 상기 입력된 영상에서 동공을 검출한다(S202).
즉, 상기 입체 영상 디스플레이 장치에는 동공에 대한 정보(예를 들면, 동공의 형태, 명암 등의 정보)가 등록되어 있으므로, 상기 촬영부에 의해 촬영된 영상에서 동공을 검출할 수 있다.
또한, 상기 입체 영상 디스플레이 장치는 상기 입력된 영상에서 명암차를 이용하여 동공을 검출할 수 있다.
상기 S202의 수행 후, 상기 입체 영상 디스플레이 장치는 상기 검출된 동공의 위치 정보를 구한다(S204). 즉, 상기 촬영부에 의해 촬영된 영상의 각 영역에는 좌표 정보가 맵핑되어 있다. 따라서, 상기 입체 영상 디스플레이 장치는 동공이 검출되면, 그 동공이 위치한 영역의 좌표 정보를 이용하여 위치 정보를 구할 수 있다.
상기 S204가 수행되면, 상기 입체 영상 디스플레이 장치는 상기 구해진 위치 정보와 이전 동공의 위치 정보를 비교하여(S206), 동공의 위치 변화가 있는지를 판단한다(S208).
상기 S208의 판단결과 동공의 위치 변화가 있으면, 상기 입체 영상 디스플레이 장치는 상기 동공의 위치 변화값에 따라 표시부의 위치를 조절한다(S210).
예를 들면, 위치 변화값이 좌측으로 1cm 이동이면, 상기 입체 영상 디스플레이 장치는 제1 및 제2 표시부를 좌측으로 1cm 이동되도록 한다. 또한, 위치 변화값 이 상측으로 1cm 이동이면, 상기 입체 영상 디스플레이 장치는 상기 제1 및 제2 표시부를 상측으로 1cm 이동되도록 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 입체 영상 디스플레이 장치는 상기 S210의 수행 후 상기 위치 변화값에 따라 영상 재생 장치로부터 출력되는 영상 신호의 디스플레이 되는 위치를 조절할 수 있다.
그러면, 상기 영상 재생 장치로부터 출력되는 영상 신호는 동공의 이동에 따라 상기 표시부의 위치 조절과 함께 이동하여 디스플레이된다.
상기와 같이 동공의 이동에 따라 표시부의 위치를 조절하게 되면, 입체 영상 디스플레이 장치의 작은 표시부를 이용하여 사람의 시야각과 유사한 수준의 넓은 FoV를 만족할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 표시부 위치 조절이 가능한 입체 영상 디스플레이 장치의 외부 구성도를 개략적으로 나타낸 예시도이다.
도 4를 참조하면, 표시부 위치 조절이 가능한 입체 영상 디스플레이 장치(300)는 사용자 얼굴에 안경 형태로 착용되는 프레임(310), 상기 프레임 내부의 좌우측에 각각 장착되어 영상 신호를 디스플레이하는 제1 및 제2 표시부(302a, 302b), 상기 제1 및 제2 표시부(302a, 302b)를 상하좌우 이동 가능한 상태가 되도록 상기 프레임(310)에 가이드시키는 제1 및 제4케이블(308a, 308b, 308c, 308d, 308e, 308f), 상기 프레임 상측에 탑재되어 사용자 얼굴의 일정 영역을 촬영하는 촬영부(304), 상기 촬영부(304)에 의해 촬영된 영상에서 동공을 검출하고, 동공의 위치 변화값에 따라 제1 및 제2 서보 모터(306a, 306b)에 구동 신호를 제공하는 동공 위치 측정부(미도시), 상기 동공 위치 측정부(미도시)로부터 입력된 구동 신호에 따라 상기 케이블(308a, 308b, 308c, 308d, 308e, 308f)을 연동시켜 상기 제1 및 제2 표시부(302a, 302b)를 상하좌우 이동시키는 제1 및 제2 서보 모터(306a, 306b)로 구성된다.
상기 제1 케이블은 제1 표시부(302a)의 좌측과 제2 표시부(302b)의 우측을 연결하는 케이블(308a, 308d)을 말하고, 제2 케이블은 제1 표시부(302a)의 상측과 하측을 연결하는 케이블(308b, 308f), 제3 케이블은 제2 표시부(302b)의 상측과 하측을 연결하는 케이블(308c, 308e), 제4케이블(미도시)은 제1 표시부(302a)의 우측과 제2 표시부(302b)의 좌측을 연결하는 케이블을 말한다. 여기서, 제1 케이블의 기호 308a와 308d은 같은 기호로 쓸 수 있고, 제2 및 제3 케이블의 기호도 마찬가지로 할 수 있다.
상기 제1 서보 모터(306a)에는 제1 표시부(302a)의 좌측과 제2 표시부(302b)의 우측을 연결하는 제1 케이블(308a, 308d)이 감겨져 있어, 상기 위치 변화값에 따라 제1 케이블(308a, 308d)을 감기 또는 풀기 동작을 수행하여 상기 제1 및 제2 표시부(302a, 302b)를 좌우로 이동시킨다.
상기 제2 서보 모터(306b)에는 제1 표시부(302a)의 상측과 하측을 연결하는 제2 케이블(308b, 308f), 제2 표시부(302b)의 상측과 하측을 연결하는 제3 케이블(308c, 308e)이 감겨져 있어, 상기 위치 변화값에 따라 제2 및 제3 케이블(308b, 308f, 308c, 308e)을 감기 또는 풀기 동작을 수행하여 제1 및 제2 표시부(302a, 302b)를 상하로 이동시킨다.
상기 촬영부(304)는 사용자의 동공을 촬영하여 동공 위치 측정부(미도시)가 동공 위치 정보를 구할 수 있도록 한다.
상기 서보 모터(306a, 306b)는 표시부 위치 조절부를 나타낸 것으로서, 상기 동공 위치 측정부로부터 동공 위치 변화값을 포함하는 표시부 위치 조절 메시지가 입력되면, 상기 동공 위치 변화값에 따라 상기 표시부(302a, 302b)가 사용자의 시선에 따라 이동하게 한다.
상기 서보 모터(306a, 306b)들에는 케이블(308a, 308b, 308c, 308d, 308e, 308f)들이 각각 서로 다른 방향으로 감겨 있어, 상황에 따라 어떤 케이블은 감기고 또 어떤 케이블은 풀리는 방식일 수 있다.
상기 제1 서보 모터(306a)는 표시부(302a, 302b)의 좌우 운동을 담당하고, 제2 서보 모터(306b)는 표시부(302a, 302b)의 상하 운동을 담당한다.
예를 들어, 사용자의 동공이 좌측으로 이동하였을 경우, 상기 제1 서보 모터(306a)는 동공의 위치 변화값만큼 정확하게 시계방향으로 회전한다. 이때, 케이블1(308a)은 상기 제1 서보 모터(306a)의 회전부에 감기게 되고, 케이블 4(308d)는 상기 제1 서보 모터(306a)의 회전부에서 풀리게 된다.
그러면, 두개의 표시부(302a, 302b)는 또 다른 케이블로 서로 연결되어 있기 때문에 결국 케이블1(308a)이 짧아짐에 따라 두개의 표시부(302a, 302b)는 사용자의 시선에 따라 좌측으로 이동하게 된다.
다음으로 사용자의 동공이 위로 이동하였을 경우, 상기 제2 서보 모터(306b) 는 동공의 위치 변화값 만큼 정확하게 시계방향으로 회전한다.
이때, 케이블2(308b)와 케이블3(308c)은 상기 제2 서보 모터(306b)의 회전부에 감기게 되고, 케이블5(308e)와 케이블6(308f)은 상기 제2 서보 모터(306b)의 회전부에서 풀리게 된다. 이에 따라 두개의 표시부(302a, 302b)는 사용자의 시선에 따라 위로 이동하게 된다.
다음으로 사용자의 동공이 좌측 상방으로 이동하였을 경우, 제1서보 모터(306a)와 제2 서보 모터(306b)는 동공의 위치 변화값만큼 정확하게 시계 방향으로 회전한다. 이때, 케이블1(308a)이 당겨지고, 케이블 4(308d)가 풀리면서 표시부(302a, 302b)가 좌측으로 이동하게 됨과 동시에 케이블2(308b)와 케이블3(308c)이 당겨지고, 케이블5(308e)와 케이블6(308f)이 풀리면서 두개의 표시부(302a, 302b)가 위로 이동하게 되어 결과적으로 두개의 표시부(302a, 302b)는 좌측 상방으로 이동하게 된다.
상기와 같은 방식으로 두개의 표시부(302a, 302b)는 사용자 동공의 이동에 따라 프레임(310)안에 2차원 평면상에서 자유롭게 이동하게 된다. 이러한 방식으로 실제로는 작은 표시부(302a, 302b)를 이용하여 사람의 시야각과 유사한 수준의 넓은 FoV를 만족할 수 있다.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예 시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명에 따른 광시야각이 가능한 입체 영상 디스플레이 장치 및 그 입체 영상 디스플레이 장치에서의 표시부 위치 조절 방법은 동공의 이동에 따라 표시부도 같이 이동되도록 하여 사용자로 하여금 넓은 시야각을 가질 수 있고, 장시간 착용감 및 몰입감을 증진시킴은 물론 피로감이 적게 하도록 하는 기술에 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 영상 재생 장치로부터 출력되는 영상 신호를 디스플레이하는 입체 영상 디스플레이 장치에서 표시부의 위치를 조절하기 위한 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 광시야각이 가능한 입체 영상 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도.
도 3은 본 발명에 따른 입체 영상 디스플레이 장치가 동공의 이동에 따라 표시부의 위치를 조절하는 방법을 나타낸 흐름도.
도 4는 본 발명에 따른 표시부 위치 조절이 가능한 입체 영상 디스플레이 장치의 외부 구성도를 개략적으로 나타낸 예시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 싱크 분리부 110 : 영상 처리부
120a, 120b : 표시부 구동부 130a, 130b : 표시부
140 : 촬영부 150 : 동공 위치 측정부
160 : 표시부 위치 조절부

Claims (22)

  1. 영상 재생 장치로부터 출력되는 영상 신호를 디스플레이하는 입체 영상 디스플레이 장치에 있어서,
    좌측 눈용 영상과 우측 눈용 영상을 각각 출력하는 제1 및 제2 표시부;
    사용자 얼굴의 일정 영역을 촬영하는 촬영부;
    상기 촬영부에 의해 촬영된 영상에서 동공을 검출하여 위치 정보를 구하고, 상기 구해진 동공의 위치 정보를 이전 동공 위치 정보와 비교하여 위치의 변화가 있는 경우 위치 변화값을 표시부 위치 조절부에 전송하는 동공 위치 측정부;및
    상기 동공 위치 측정부로부터 전송된 위치 변화값에 따라 상기 제1 및 제2 표시부의 위치를 조절하는 표시부 위치 조절부;
    를 포함하는 광시야각이 가능한 입체 영상 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 영상 재생 장치로부터 출력되는 영상 신호의 싱크를 분리하는 싱크 분리부;
    상기 싱크 분리부에서 출력되는 영상 신호의 사이즈를 상기 제1 및 제2 표시부의 화면 사이즈와 상응하도록 조절하는 영상 신호 처리부;및
    상기 싱크 분리부에서 출력되는 필드신호의 동기신호에 맞추어 상기 영상 신호 처리부로부터 전송된 영상을 표시하도록 상기 제1 및 제2 표시부를 구동하는 제1 표시부 구동부 및 제2 표시부 구동부를 더 포함하는 광시야각이 가능한 입체 영상 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 촬영부에 의해 촬영된 영상은 좌표 정보와 맵핑되어 있는 것을 특징으로 하는 광시야각이 가능한 입체 영상 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 촬영부는 상기 사용자 얼굴에서 좌측 눈 또는 우측 눈의 촬영이 가능한 곳에 위치한 것을 특징으로 하는 광시야각이 가능한 입체 영상 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 동공 위치 측정부는 상기 촬영된 영상에서 명암차를 이용하여 동공을 검출하는 것을 특징으로 하는 광시야각이 가능한 입체 영상 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 동공 위치 측정부는 상기 검출된 동공에 해당하는 영역의 좌표 정보를 이용하여 위치 정보를 구하는 것을 특징으로 하는 광시야각이 가능한 입체 영상 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 표시부 위치 조절부는 서보 모터인 것을 특징으로 하는 광시야각이 가능한 입체 영상 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 표시부 위치 조절부는 상기 제1 및 제2 표시부를 좌우로 이동시키는 제1 서보 모터;
    상기 제1 및 제2 표시부를 상하로 이동시키는 제2 서보 모터를 포함하되,
    상기 제1 서보 모터 및 상기 제2 서보 모터에는 케이블이 서로 다른 방향으로 감겨져 있어, 상기 위치 변화값에 따라 케이블 감기와 풀기 동작에 의해 상기 제1 및 제2 표시부의 위치를 조절하는 것을 특징으로 하는 광시야각이 가능한 입체 영상 디스플레이 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 입체 영상 디스플레이 장치는 헤드 마운트 디스플레이 장치인 것을 특징으로 하는 광시야각이 가능한 입체 영상 디스플레이 장치.
  10. 영상 재생 장치로부터 출력되는 영상 신호를 디스플레이하는 입체 영상 디스플레이 장치에 있어서,
    상기 영상 재생 장치로부터 출력되는 영상 신호의 싱크를 분리하는 싱크 분 리부;
    좌측 눈용 영상과 우측 눈용 영상을 각각 출력하는 제1 및 제2 표시부;
    사용자 얼굴의 일정 영역을 촬영하는 촬영부;
    상기 촬영부에 의해 촬영된 영상에서 동공을 검출하여 위치 정보를 구하고, 상기 구해진 동공의 위치 정보를 이전 동공 위치 정보와 비교하여 위치의 변화가 있는 경우 위치 변화값을 표시부 위치 조절부와 영상 신호 처리부로 전송하는 동공 위치 측정부;
    상기 동공 위치 측정부로부터 전송된 위치 변화값에 따라 상기 제1 및 제2 표시부의 위치를 조절하는 표시부 위치 조절부;및
    상기 동공 위치 측정부로부터 전송된 위치 변화값에 따라 상기 싱크 분리부에서 출력되는 영상 신호의 디스플레이되는 위치를 변경하는 영상 신호 처리부;
    를 포함하는 광시야각이 가능한 입체 영상 디스플레이 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 싱크 분리부에서 출력되는 필드신호의 동기신호에 맞추어 상기 영상 신호 처리부로부터 전송된 영상을 표시하도록 상기 제1 및 제2 표시부를 구동하는 제1 표시부 구동부 및 제2 표시부 구동부를 더 포함하는 광시야각이 가능한 입체 영상 디스플레이 장치
  12. 제10항에 있어서,
    상기 영상 신호 처리부에 의해 위치 조절된 영상은 상기 표시부 위치 조절부에 의해 위치 조절된 제1 표시부 및 제2 표시부의 위치에 맞게 디스플레이되는 것을 특징으로 하는 광시야각이 가능한 입체 영상 디스플레이 장치.
  13. 영상 재생 장치로부터 출력되는 영상 신호를 디스플레이하는 입체 영상 디스플레이 장치가 동공의 이동에 따라 표시부의 위치를 조절하는 방법에 있어서,
    (a)촬영부에 의해 실시간으로 촬영된 영상에서 동공을 검출하는 단계;
    (b)상기 검출된 동공의 위치 정보를 구하는 단계;
    (c)상기 구해진 위치 정보를 이전 위치 정보와 비교하여 동공의 위치 변화가 있는지를 판단하는 단계;및
    (d)상기 판단결과 동공의 위치 변화가 있는 경우, 그 위치 변화값에 따라 상기 표시부의 위치를 조절하는 단계;
    를 포함하는 입체 영상 디스플레이 장치에서의 표시부 위치 조절 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 위치 변화값에 따라 상기 영상 재생 장치로부터 출력되는 영상 신호의 디스플레이되는 위치를 조절하는 단계를 더 포함하는 입체 영상 디스플레이 장치에서의 표시부 위치 조절 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 영상 재생 장치로부터 출력되는 영상 신호는 동공의 이동에 따라 상기 표시부의 위치 조절과 함께 이동하여 디스플레이되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 장치에서의 표시부 위치 조절 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 (b)단계는,
    상기 검출된 동공에 해당하는 영역의 좌표 정보를 읽어서 위치 정보로 하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 장치에서의 표시부 위치 조절 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 (a)단계에서, 상기 촬영부에 의해 촬영된 영상은 사용자의 좌측 눈 또는 우측 눈이 포함된 영상인 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 장치에서의 표시부 위치 조절 방법.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 (d)단계에서, 상기 표시부의 위치를 조절하는 것은 상기 위치 변화값에 따라 상기 표시부를 이동시키기 위해 연결된 케이블의 감기와 풀기 동작에 의해 상기 표시부의 위치를 조절하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 장치에서의 표시부 위치 조절 방법.
  19. 사용자 얼굴에 안경 형태로 착용되는 프레임;
    상기 프레임 내부의 좌우측에 각각 장착되어 영상 신호를 디스플레이하는 제1 및 제2 표시부;
    상기 제1 및 제2 표시부를 상하좌우 이동 가능한 상태가 되도록 상기 프레임에 가이드시키는 제1 내지 제4케이블;
    상기 프레임 상측에 탑재되어 사용자 얼굴의 일정 영역을 촬영하는 촬영부;
    상기 촬영부에 의해 촬영된 영상에서 동공을 검출하고, 동공의 위치 변화값에 따라 제1 및 제2 서보 모터에 구동 신호를 제공하는 동공 위치 측정부;
    상기 동공 위치 측정부로부터 입력된 구동 신호에 따라 상기 제1 내지 제4 케이블을 연동시켜 상기 제1 및 제2 표시부를 상하좌우 이동시키는 제1 및 제2 서보 모터;
    를 포함하는 광시야각이 가능한 입체 영상 디스플레이 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 서보 모터에는 제1 표시부의 좌측과 제2 표시부의 우측을 연결하는 제1 케이블이 감겨져 있어, 상기 위치 변화값에 따라 제1 케이블을 감기 또는 풀기 동작을 수행하여 상기 제1 및 제2 표시부를 좌우로 이동시키는 것을 특징으로 하는 광시야각이 가능한 입체 영상 디스플레이 장치.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 제2 서보 모터에는 제1 표시부의 상측과 하측을 연결하는 제2 케이블, 제2 표시부의 상측과 하측을 연결하는 제3 케이블이 감겨져 있어, 상기 위치 변화값에 따라 제2 및 제3 케이블을 감기 또는 풀기 동작을 수행하여 제1 및 제2 표시부를 상하로 이동시키는 것을 특징으로 하는 광시야각이 가능한 입체 영상 디스플레이 장치.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 제4케이블은 제1 표시부의 우측과 제2 표시부의 좌측을 연결한 것을 특징으로 하는 광시야각이 가능한 입체 영상 디스플레이 장치.
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