KR101398804B1 - the eye position calculating method of the stereoscopy displaying device which consists of the pair-eye type eye position calculator, the fan-shape modified lenticular and the liquid crystal type barrier. - Google Patents

the eye position calculating method of the stereoscopy displaying device which consists of the pair-eye type eye position calculator, the fan-shape modified lenticular and the liquid crystal type barrier. Download PDF

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KR101398804B1 KR1020120048111A KR20120048111A KR101398804B1 KR 101398804 B1 KR101398804 B1 KR 101398804B1 KR 1020120048111 A KR1020120048111 A KR 1020120048111A KR 20120048111 A KR20120048111 A KR 20120048111A KR 101398804 B1 KR101398804 B1 KR 101398804B1
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Abstract

본 발명에서는 정방형으로 3개의 미세화소로 이루어진 RGB 컬러화소의 크기를 작게 축소하고 색이 혼합된 합성광을 방사하는 구조로 이루어져 방사하는 광의 면적을 작게 축소하는 구조의 변형된 렌티큘러를 사용함으로써 색번짐을 줄이는 효과와 함께 화면과 눈 사이의 광의 경로를 제어 가능한 상태로 변화시키는 특징을 가진다. 액정식 배리어선들을 균등한 간격으로 연속적으로 배열하고 그 배열의 폭을 변형된 화소의 가로 폭과 동일하게 제작한다. 이러한 것은 액정소자 한 개의 가로 폭을 제어의 최소단위로 하여 매우 다양한 제어 패턴의 변화를 가능하게 한다. 다양한 제어용 이진수배열(binary array)을 사용하고 간단한 이진수 연산을 통하여 신속한 처리가 가능한 디지털데이터형태로 배리어 면을 제어할 수 있는 독특한 특징이 있다. 변형된 렌티큘러와 액정식 배리어의 결합으로 미세한 광의 경로들을 제어할 수 있게 되어 안경을 사용하지 않는 편리한 입체영상시청을 가능하게 하며, 여러 시청자들이 동시에 입체영상을 시청할 수 있도록 할 수 있다.
본 발명에서는 입체영상표시장치에 통신장치를 부가하여 다수의 시청자뿐만 아니라 다수의 지역에서 더 많은 사람들이 쌍방간 대화적인 입체영상통화를 이용할 수 있도록 함으로써, 좀더 대중적인 입체영상표시장치를 구현한다.
In the present invention, by using a modified lenticular structure having a structure in which the size of an RGB color pixel composed of three fine pixels in a square is reduced to a small size and a composite light in which colors are mixed is radiated to reduce the area of emitted light, And changes the light path between the screen and the eye into a controllable state. The liquid crystal barrier lines are continuously arranged at equal intervals and the width of the arrangement is made equal to the width of the deformed pixel. This enables a wide variety of control patterns to be changed by setting the width of one liquid crystal element as a minimum unit of control. There is a unique feature that can control the barrier surface in the form of digital data that can be processed quickly by using binary array of various control and simple binary operation. The combination of the deformed lenticular lens and the liquid crystal barrier enables fine light paths to be controlled, enabling convenient viewing of stereoscopic images without using glasses, and enabling viewers to view stereoscopic images at the same time.
In the present invention, a more popular stereoscopic image display device is realized by adding a communication device to the stereoscopic image display device so that more people can use interactive stereoscopic image communication between a plurality of viewers as well as a plurality of people.

Figure 112012036259158-pat00026
Figure 112012036259158-pat00026

Description

양안 식의 안위감지기, 부채꼴의 변형 렌티큘러와 액정식 배리어를 사용한 입체영상표시장치에서의 안위인식방법 {the eye position calculating method of the stereoscopy displaying device which consists of the pair-eye type eye position calculator, the fan-shape modified lenticular and the liquid crystal type barrier.}[0001] The present invention relates to a stereoscopic image display apparatus, and more particularly, to a stereoscopic image display apparatus using a binocular type sensor, -shape modified lenticular and the liquid crystal type barrier.

본 발명은 입체영상을 구현하기 위한 디스플레이장치에 관한 것으로 광학과 전자공학에 관련한 것이다. 광학에서는 빛의 굴절, 반사, 산란, 편광, RGB(red-green-blue), 액정(Liquid Crystal), 3D, 렌티큘러, 시차배리어, 적청안경방식, 편광안경방식, 셔터안경방식, 무안경방식, 공간분할, 시간분할, 얼굴인식촬영, 안구위치추적 등이, 전자공학에는 이진수의 시프트연산(shift operation), OR연산, AND연산, TFT, 화상압축, 통신장치 등이 관련되어 있다.
The present invention relates to a display device for realizing a stereoscopic image, and relates to optical and electronic engineering. In optical, there are various types of optical systems such as refraction, reflection, scattering, polarization, RGB (red-green-blue), liquid crystal, 3D, lenticular, parallax barrier, Space division, time division, facial recognition, eye position tracking, and the like. Electronic engineering involves binary shift operations, OR operations, AND operations, TFTs, image compression, and communication devices.

평면적인 매체인 TV에서 제공하는 현실감(reality)은 인체 감각인 청각과 시각을 자극하여 직접 뇌에 연결된 감각기관을 통하여 사람으로 하여금 현실감을 느끼도록 한다. 더 나아가 청각을 자극하는 방법에서 입체음향(stereophony)이 발명되고 시각에 있어 입체영상(stereoscopy)이 발명되었으며 이로 인하여 더욱 큰 현실감인 입체감(three-dimensional feeling)을 느끼게 한다.The reality provided by TV, which is a plane medium, stimulates the sense of hearing and vision of the human body so that people can feel reality through the sensory organs directly connected to the brain. Furthermore, stereophony was invented in a way to stimulate auditory sense, and stereoscopy was invented in the visual sense, which leads to a feeling of three-dimensional feeling, which is a more realistic feeling.

입체영상을 평면적인 화면에 표현하는 기술은 양 눈에 각기 다른 영상을 보여줌으로써 입체감이 표현된 2개의 화면을 동시에 뇌에 전달하여 마치 1개의 입체를 보고 있는 것처럼 착시를 일으키는 방법을 사용한다. 평면적인 화면에 입체영상을 표현하는 방법은 적청안경방식, 편광안경방식, 셔터안경방식의 안경방식이 주류를 이루고 있으며 다만 안경의 착용이 불편한 사람을 위하여 시차배리어방식이나 렌티큘러방식을 사용하고 있으나, 고정된 시점을 기준으로 제작되어 제한된 사람만 볼 수 있다거나 입체감의 역전현상이 있다거나 하는 문제점이 있으므로, 현재 이런 문제점을 줄이고 다수의 시청자를 위해 디스플레이하는 방법의 개발이 계속되고 있다.
The technique of expressing a stereoscopic image on a flat screen uses a method of displaying two different images on both eyes to transmit two images of the stereoscopic effect to the brain at the same time and causing an illusion as if looking at one stereoscopic body. The stereoscopic image is expressed on a flat screen by using a red-eye glasses system, a polarized glasses system and a shutter glasses system. However, a parallax barrier system or a lenticular system is used for a person who is not comfortable wearing glasses. There is a problem that only a limited number of people can see it or a reversal of the stereoscopic effect is produced. Therefore, there is a continuing development of a method of reducing this problem and displaying it for a large number of viewers.

모니터, TV 등의 컬러디스플레이장치들은 컬러의 표현을 위해 미세한 R-G-B 3화소 방식을 채용하고 있으므로 일반적인 컬러화면을 감상하기에는 매우 적절하다. 그러나, 입체영상을 위해 광의 경로에 변화를 주는 경우에 시청자의 눈거리를 멀리 떨어뜨릴수록 광경로의 편차가 심하여 색번짐이 발생하게 된다. 또한 격자무늬로 배열된 발광화소의 패턴과 배리어선의 경로가 잘못 설계되기 쉬워 물결무늬의 무아레(moire)의 발생이 잦아진다. 이러한 문제점은 화소의 크기를 매우 작게 만들거나 광 경로의 설계를 아주 미세하게 하면 해결할 수도 있다. 현대의 전자공학기술은 매우 미세하게 작은 화소를 가능하게 하고 있고, 광 경로를 설계하고 제작할 때 틀어짐이 없도록 정밀하게 만들어 낼 수 있다. 그럼에도 불구하고 입체영상을 표현하는 분야에서는 색의 번짐이나 무아레의 발생이 계속되고 있다.The color display devices such as a monitor and a TV employ a fine R-G-B three-pixel method for color representation, and thus are very suitable for viewing a general color image. However, when the path of the light is changed for the stereoscopic image, the more distant the viewer's eye distance, the more the deviation of the light path becomes, and the color unevenness occurs. In addition, the pattern of the luminescent pixel arranged in a lattice pattern and the path of the barrier line are liable to be designed in a wrong manner, and moire of wave pattern is frequently generated. This problem can be solved by making the size of the pixel very small or designing the optical path very finely. Modern electronics technology enables very small pixels and can be precisely produced so that it does not become distorted when designing and manufacturing the optical path. Nevertheless, in the field of stereoscopic images, color blurring and moiré are continuing to occur.

입체영상을 위한 렌티큘러 및 시차배리어는 눈의 위치를 결정하는 렌티큘러시트의 굴절된 광의 경로나 시차배리어선의 개구패턴이 정해져 있으며 이렇게 정해진 경로나 패턴에 의해 정해진 위치에서 입체영상을 감상할 수 있었다. 시차배리어를 예로 들면, 세밀하게 그려진 좌안과 우안을 위한 입체영상의 패턴이 투명한 필름 위에 인쇄되거나 그려지고 디스플레이 화면을 세로로 길게 쪼개어, 좌안과 우안의 교차된 영역들로 분리하므로 좌안 또는 우안의 입체영상의 광경로는 세로로 분리된 화면영역의 다른 발광화소들에서 교차하여 출발하며, 각기 다른 영역에서 출발한 좌안영상, 우안영상의 광경로들은 시차배리어 패턴의 동일한 개구부를 통과하여 좌안과 우안을 목적지로 하여 서로 다른 각도를 가지고 공간을 진행한다. 따라서, 시차배리어는 필름 등에 패턴으로 그려져 교차해 표시된 좌안영상과 우안영상의 섞임을 방지하는 역할을 하며, 이미 그려져 고정된 패턴으로 인하여 시청위치를 변경할 수 없고 이러한 문제점은 렌티큘러도 동일하다. 또한, 액정을 사용하는 방식의 몇몇 시차배리어도 동일한 원리의 시차패턴을 사용하고 있으므로 입체영상을 감상할 수 있는 눈의 위치를 변동하기 어렵다. 만약 시청위치가 틀어지면 입체감의 반전현상이 있어, 물체의 음각이 뒤집혀 보이는 등의 문제가 있다.The lenticular and parallax barrier for the stereoscopic image have a path of the refracted light of the lenticular sheet for determining the position of the eye and an opening pattern of the parallax barrier line, and the stereoscopic image can be appreciated at the position determined by the determined path or pattern. For example, a parallax barrier is a pattern of stereoscopic images for a left eye and a right eye, which are drawn on a transparent film or printed on a transparent film. The display screen is divided longitudinally into long areas and separated into crossed regions of the left eye and right eye. The light path of the image starts from the intersection of the other light emitting pixels of the vertically separated screen area. The light path of the left eye image and the right eye image originating from different areas pass through the same opening of the parallax barrier pattern, Move to the destination with different angles. Therefore, the parallax barrier plays a role of preventing mixing of the left eye image and the right eye image which are drawn in a pattern on a film or the like and crossed, and the viewing position can not be changed due to the already drawn and fixed pattern. In addition, since some parallax barriers using the liquid crystal use a parallax pattern of the same principle, it is difficult to change the position of the eyes that can appreciate the stereoscopic image. If the viewing position is changed, there is a problem of inverting the three-dimensional sensation, and the obtrusive angle of the object is reversed.

광 경로를 제어하는 시차 패턴이나 렌티큘러 굴절각이 고정되어 있으므로 동일한 입체감의 반전현상이 시청범위의 여러 곳에서 발생하며 이로 인하여 여러 시청자를 위한 다중시점의 실시가 매우 어렵다.Since the parallax pattern controlling the optical path and the lenticular refraction angle are fixed, the inversion phenomenon of the same stereoscopic effect occurs in various places of the viewing range, and thus it is very difficult to perform the multi-view point for various viewers.

입체영상을 표시하는 영상장치는 사용조건이 매우 까다로워 대중적이지 않고 특수한 곳에서만 사용이 되었다. 따라서, 대중적인 전자제품시장에선 입체영상장치가 판매된 적이 거의 없다. 이러한 문제점은 입체영상표시장치를 다른 전자제품과 결합하여 대중적으로 사용하도록 한다면 쉽게 해결될 것으로 보인다.
The stereoscopic image display device was used only in a special place, not popular because it was very difficult to use. Therefore, stereoscopic imaging devices have rarely been sold in the popular electronics market. Such a problem is likely to be solved easily if a stereoscopic image display device is combined with other electronic products and used publicly.

본 발명에서는 색번짐이나 무아레의 발생을 줄이기 위해 정방형으로 3개의 미세화소로 이루어진 RGB 컬러화소의 크기를 작게 축소하고 Red, Green, Blue 3개의 분리된 컬러를 1개의 산란면으로 수렴하여 색이 혼합된 합성광을 방사하는 구조로, 진행되는 광의 총면적을 작게 축소하는 변형된 렌티큘러를 사용함으로써 색번짐을 줄이는 효과와 함께 화면과 눈 사이의 광의 경로를 제어 가능한 상태로 변화시키는 특징을 제공한다.In the present invention, in order to reduce the occurrence of color blurring and moiré, the size of RGB color pixels composed of three fine pixels in a square is reduced to a small size, and three separated colors of Red, Green, and Blue are converged to one scattering surface, The use of a modified lenticular structure that reduces the total area of the traveling light by a structure that radiates synthetic light provides an effect of reducing the color blur and changing the light path between the screen and the eye into a controllable state.

본 발명에서는 세로로 매우 길고 또한 좁은 가로 폭을 가진 액정 선들을 배리어 면에 적용한다. 이러한 액정식 배리어선들(barrier lines)을 균등한 간격으로 평행하게 배열하고 그 배열의 폭을 화소의 가로 폭과 동일하게 제작한다. 이러한 것은 본 발명의 특징이 되는 것으로, 한 개의 가로 폭을 제어의 기본단위로 하는 규칙적이고 비선형적인 구조가 되며 'on'과 'off'의 간단한 제어단위를 사용하여 매우 다양한 패턴의 변화를 가능하게 한다. 또한 이런 특징은 다양한 제어용 이진수 배열(binary arrangement)을 사용하여 신속한 연산 처리가 가능한 디지털데이터 형태의 이진수 패턴으로 배리어 면을 제어할 수 있는 독특한 특징이 있다.In the present invention, liquid crystal lines having vertically very long and narrow widths are applied to the barrier surface. These liquid crystal barrier lines are arranged in parallel at even intervals and the width of the array is made equal to the width of the pixel. This is a feature of the present invention. It is a regular and nonlinear structure having one width as a basic unit of control, and enables a very wide variety of patterns to be changed by using simple control units of 'on' and 'off' do. This feature also has a unique feature that can control the barrier surface with binary data patterns in the form of digital data that can be processed quickly by using various binary arrangements for control.

본 발명에서는 입체영상표시장치에 통신장치를 부가하여 다수의 시청자뿐만 아니라 다수의 지역에서 더 많은 사람들이 쌍방간 대화적인 입체영상을 감상할 수 있도록 함으로써, 좀더 대중적인 입체영상표시장치를 구현하고자 한다.
In the present invention, a more popular stereoscopic image display device is implemented by providing a communication device to a stereoscopic image display device so that a larger number of viewers as well as a larger number of people can enjoy interactive stereoscopic images between both parties .

변형된 렌티큘러와 액정식 배리어의 결합으로 안경을 사용하지 않는 편리한 입체영상시청을 가능하게 하며, 동시에 여러 시청자들이 입체영상을 시청할 수 있도록 할 수 있다.
The combination of the deformed lenticular and the liquid crystal barrier enables convenient viewing of stereoscopic images without using glasses, and at the same time, various viewers can view stereoscopic images.

제1도는 안위인식부가 표현된 전체 외형도
제2도는 촬영된 화면을 바탕으로 얼굴과 눈의 형태를 인식함을 표현한 도면
제3도는 변형 렌티큘러의 구조도
제4도는 변형 렌티큘러의 여러 형태도
제5도는 변형 렌티큘러의 제작방법을 표현한 도면
제6도는 배리어면의 구조도
제7도는 단위시프트의 기본틀을 그린 도면
제8도는 단위시프트의 동작을 표현한 도면
제9도는 시청거리와 단위길이의 표
제10도는 시청거리의 변화표
제11도는 패턴용 이진수 표
제12도는 대표도, 배리어를 중심으로 표현한 도면
FIG. 1 shows the overall appearance of the relief recognition unit
Fig. 2 is a drawing showing the recognition of the shape of the face and the eye based on the photographed screen
Fig. 3 shows the structure of the modified lenticular
Figure 4 shows the various forms of the modified lenticular
5 is a drawing expressing a production method of a deformed lenticular;
6 shows the structure of the barrier surface
Figure 7 is a drawing of the basic framework of the unit shift.
FIG. 8 is a drawing expressing the operation of unit shift
Figure 9 shows a table of viewing distance and unit length
Figure 10 shows a table of changes in viewing distance
11 shows a binary table for patterns
FIG. 12 is a representation of a representative figure, centered on a barrier

본 발명은 눈의 위치를 판별하는 안위인식(眼位認識)부와 광원을 가공하는 변형 렌티큘러, 광경로를 제어하는 액정식 배리어와 입체영상제어부를 주 구성으로 한다.The present invention mainly includes a position recognition unit for recognizing the position of an eye, a deformed lenticular for processing a light source, a liquid crystal barrier for controlling an optical path, and a stereoscopic image control unit.

본 발명의 안위인식부는 충분한 화소의 카메라 두 대와 카메라에서 촬영하는 영상들을 비교하여 눈의 각도와 거리를 계산하고 그 값을 수평거리 i와 수평편위 j로 변환하여 입체영상제어부에 실시간으로 전달하는 안위인식모듈로 구성되어 있으며, 적외선 내지 적외선과 가시광선을 발광하는 광원이 추가될 수 있다. 본 발명을 HDTV화면에 실시한 예시에서 안위인식모듈은 화면의 중심축에서 좌측 및 우측으로 동일한 간격으로 고정된 두 대의 최소 200 메가픽셀 이상의 컬러카메라들로부터 시청거리에 따라 미세한 각도의 시차가 있는 시청자의 영상들을 제공받는다. 본 발명의 HDTV화면에 실시한 예시에서 사용하는 카메라들의 CCD화소수는 HDTV화면의 기본 화소수와 동일하거나 고화질인 200메가픽셀 이상이며 약 100°의 화각을 가진 컬러카메라를 기준으로 사용하고, 처리속도를 높이기 위한 단색카메라를 사용할 때는 동일한 성능 이상을 가진 것으로 대체하여 사용할 수 있다. 또한, 일체형이 아니고 분리형인 경우에도, 예를 들어 안위인식부만 따로 제작하여 TV화면과 PC모니터에 부착하거나, 메이커제작이 아니고 조립형인 경우, 예를 들어 PC에서 본 발명을 이용한 입체영상시스템을 구성하기 위하여 모니터 상부에 카메라 2대를 부착하고 안위인식모듈에 연결하는 대신 PC에 연결하며, PC에 안위인식모듈을 내장시키거나, 혹은 PC의 중앙처리장치를 사용하여 카메라 2대와 연결되어 동작하는 소프트웨어를 구동시켜 동일한 실시를 행하는 것 등도 역시 본 발명에 포함된다.The relief recognition unit of the present invention compares two cameras of sufficient pixels and images taken by the camera to calculate eye angles and distances, converts the values into horizontal distance i and horizontal deviation j, and transmits them to the stereoscopic image control unit in real time And a light source that emits infrared rays or infrared rays and visible rays may be added. In the example in which the present invention is applied to an HDTV screen, the relief recognition module is configured to detect, from two color cameras of at least 200 mega pixels or more fixed at the same interval on the left and right sides of the central axis of the screen, Images are provided. The number of CCD pixels of the cameras used in the example of the HDTV screen of the present invention is set to be equal to or higher than the number of basic pixels of the HDTV screen or 200 mega pixels or more and is used as a reference with a color camera having a view angle of about 100 degrees, A monochromatic camera can be used instead of one having the same performance or more. In addition, in the case of a separate type rather than an integral type, for example, a stereoscopic image system using the present invention may be used in a case where only a recognition recognition portion is separately prepared and attached to a TV screen and a PC monitor, Two cameras are attached to the upper part of the monitor to connect to the PC instead of connecting to the recognition recognition module, and a built-in security recognition module is incorporated in the PC, or connected to two cameras using the PC's central processing unit And the like are executed in the same manner.

본 발명의 실시 예를 간단하게 그린 외부 그림을 도 1에 보였다.A simplified external drawing of an embodiment of the present invention is shown in Fig.

본 발명에서 안위인식부는 카메라 2대에서 전달되는 영상을 직접 전달받는 장치일 수 있다.In the present invention, the comfort recognition unit may be a device for directly receiving images transmitted from two cameras.

본 발명에서 안위인식부는 카메라 2대에서 전달되는 영상을 PC의 입출력 인터페이스를 통하여 전달받는 위치인 PC내 장치일 수도 있다.In the present invention, the comfort recognition unit may be an in-PC device, which is a location to receive images transmitted from two cameras through an input / output interface of the PC.

본 발명에서 안위인식부는 카메라 2대에서 전달되는 영상을 PC의 입출력인터페이스를 통하여 전달받고, 중앙처리장치를 사용해 소프트웨어적으로 동작하는 프로그램일 수도 있다.In the present invention, the comfort recognition unit may be a program which receives an image transmitted from two cameras via an input / output interface of a PC and operates in a software manner using a central processing unit.

본 발명에서 시청자의 눈의 위치는 촬영된 화면들에서 구한다. 그 실시 예를 들면 화면의 중앙에서 수평방향으로 128개의 단위각으로 나눈다. 이때 화면 전체의 각은 카메라의 화각, 즉, 화면의 좌우로 벌어진 정도이므로 단위각은 화각을 128으로 나눈 각도가 되고, 중심의 각은 0단위각이 되며 양쪽으로 벌어질수록 단위각이 커진다. FULL HD TV의 경우 화면의 가로해상도는 1920이므로 좌측으로 960개의 화소가 있으며, 우측으로도 동일한 960개의 화소가 있다. 가로해상도 1920을 128개의 단위각으로 나누면 각 단위각마다 15개의 화소가 있다. 따라서, 눈의 위치가 화면의 중심에서 화소 단위로 좌우로 벌어진 정도를 J라고 하면, J를 15로 나눈 값이 눈의 위치를 고려한 각도가 된다.In the present invention, the position of the viewer's eyes is obtained from the captured images. The embodiment is divided into 128 unit angles in the horizontal direction at the center of the screen. In this case, since the angle of the entire screen is the view angle of the camera, that is, the angle of the view angle to the left and right of the screen, the unit angle is an angle obtained by dividing the view angle by 128, and the center angle is 0 unit angle. In the case of FULL HD TV, the horizontal resolution of the screen is 1920, so there are 960 pixels on the left side and 960 pixels on the right side. When the horizontal resolution 1920 is divided by 128 unit angles, there are 15 pixels for each unit angle. Therefore, if the degree of the left-right spreading of the position of the eye from the center of the screen to the left and right is J, the value obtained by dividing J by 15 is an angle considering the position of the eye.

카메라의 화각에 있어 화면 근처의 시청자의 위치를 추적하는 작동 외에 만약 시청자의 주 시청범위가 더 멀리 떨어져 있는 경우에는 좀더 좁은 화각을 사용할 필요가 있다. 통상적으로 화면길이의 약 2.25배의 위치에서 평균적으로 시청하게 되므로 본 발명의 시청자 안위판별조건을 충족하는 화각인 11mm ~ 20mm렌즈보다 권장시청범위의 평균시청거리에 상응하는 조건을 충족하는 35mm 내지 50mm렌즈가 사용될 필요가 있다. 본 발명의 바람직한 실시 예시로 200만화소의 2배 이상의 충분한 화소를 가진 카메라를 사용하여 11mm ~ 20mm렌즈로 촬영하고 전체 촬영영상에서 중앙의 화소들만 취하여 시청자의 주요시청범위를 제어하는데 사용할 수 있다. 또한, 35mm 내지 50mm렌즈의 좌우 측 양끝의 곡률을 조절하여 더 넓은 범위를 촬영하는 효과를 내거나 11mm ~ 20mm 렌즈의 감광부의 양끝부분을 저밀도의 감광부를 사용하여 보다 적은 화소를 가지고 같은 효과를 낼 수도 있다.In addition to tracking the position of viewers near the screen in the angle of view of the camera, if the viewer's main viewing range is further away, a narrower angle of view is needed. The average viewing distance is about 2.25 times the screen length. Therefore, the viewing distance satisfying the condition corresponding to the average viewing distance of the recommended viewing range is not less than 11 mm to 20 mm, The lens needs to be used. According to a preferred embodiment of the present invention, a camera having a sufficient number of pixels of at least twice the size of 200-megapixels is used, and the image can be photographed with a lens of 11 mm to 20 mm. In addition, the curvature of the left and right ends of the 35 mm to 50 mm lens can be adjusted to capture a wider range, or both ends of the photosensitive portion of the 11 mm to 20 mm lens can be made to have the same effect with fewer pixels have.

본 발명의 안위인식을 위한 카메라는 촬영범위를 조절하기 위해 더 많은 화소의 카메라에서 촬영된 영상으로 눈의 위치를 추적하고 범위조절이 필요한 경우엔 촬영된 영상 중에서 화면의 중심의 영상만 사용하는 방법을 사용할 수도 있다.The camera for comfort recognition according to the present invention tracks the position of the eye with an image captured by a camera of more pixels to adjust the shooting range and uses only the center image of the captured image when the range adjustment is required May be used.

본 발명의 안위인식을 위한 카메라는 촬영범위를 조절하기 위해 렌즈 양끝의 굴절곡률이 조절된 변형렌즈를 사용하거나 감광부의 양끝의 화소 밀도를 조절한 변형감광부를 사용할 수도 있다.In order to adjust the photographing range, the camera for recognition recognition of the present invention may use a deformed lens whose refractive curvature is adjusted at both ends of the lens or a modified photosensitive unit whose pixel density at both ends of the photosensitive unit is adjusted.

본 발명을 HDTV화면에 실시하는 예시에서 화각은 촬영된 화면을 구성하는 요소인 1920개의 가로 화소수를 여러 개의 단위 화소각으로 나누어 사용하기에 적합한 화각을 구성한다. 계산의 편의를 위해 수평 각으로 128도, 120도, 96도, 80도, 64도 등이 사용될 수 있다.In the example in which the present invention is applied to an HDTV screen, the angle of view constitutes an angle of view suitable for dividing the number of 1920 horizontal pixels constituting the captured screen into a plurality of unit pixel angles. For convenience of calculation, horizontal angles of 128 deg., 120 deg., 96 deg., 80 deg., 64 deg. Can be used.

화면의 중앙에서 수평으로 약 64도의 각을 64개의 미세한 단위 화소각으로 나눌 수 있다. 각 단위 화소각의 크기는 1도 정도이다. 카메라의 화각 128도에 대해 128개의 화소 각도로 나누며 1920개의 전체 화소에 대하여 매 단위 화소각마다 15개의 화소가 배열된다.In the center of the screen, an angle of about 64 degrees horizontally can be divided into 64 fine unit pixel angles. The size of each unit pixel angle is about 1 degree. The camera is divided into 128 pixel angles with respect to the angle of view of 128 degrees, and 15 pixels are arranged for every 1920 pixels in each unit pixel angle.

화면의 중앙에서 수평으로 약 60도의 각을 60개의 미세한 단위 화소각으로 나눌 수 있다. 각 단위 화소각의 크기는 1도 정도이다. 카메라의 화각 120도에 대해 120개의 화소 각도로 나누며 1920개의 전체 화소에 대하여 매 단위 화소각마다 16개의 화소가 배열된다.An angle of about 60 degrees horizontally from the center of the screen can be divided into 60 fine unit pixel angles. The size of each unit pixel angle is about 1 degree. 16 pixels are arranged in each unit pixel angle for all 1920 pixels divided by 120 pixel angles with respect to the angle of view of 120 degrees of the camera.

화면의 중앙에서 수평으로 약 48도의 각을 48개의 미세한 단위 화소각으로 나눌 수 있다. 각 단위 화소각의 크기는 1도 정도이다. 카메라의 화각 96도에 대해 96개의 화소 각도로 나누며 1920개의 전체 화소에 대하여 매 단위 화소각마다 20개의 화소가 배열된다.An angle of about 48 degrees horizontally from the center of the screen can be divided into 48 fine unit pixel angles. The size of each unit pixel angle is about 1 degree. The camera is divided into 96 pixel angles with respect to an angle of view of 96 degrees, and 20 pixels are arranged for every 1920 pixels in each unit pixel angle.

상기와 같은 방식으로 촬영된 HD 화면의 화소와 눈의 위치각의 관계를 연결짓는 매핑(mapping)을 실시한다.Mapping is performed to link the relationship between the pixels of the HD screen photographed in the above manner and the eye position angles.

촬영된 화면에서 눈의 위치를 추적하는 여러 방법이 있을 수 있다.There may be several ways to track the position of the eye on the photographed screen.

본 발명에 있어 안위인식부가 카메라에서 촬영된 영상의 화소와 연결지어진 단위각의 크기는 상기의 실행 예와 같이 화면의 중심축에서 가장자리로 갈수록 변화가 없이 균등한 단위각일 수 있다.In the present invention, the size of the unit angle connected with the pixels of the image taken by the camera of the position recognizing unit can be an uniform unit angle without change as it goes from the central axis of the screen to the edge as in the above-described execution example.

본 발명에 있어 안위인식부가 카메라에서 촬영된 영상의 화소와 매핑하는 단위각의 크기는 화면의 중심축에서 가장자리로 갈수록 지수적으로 증가하는 단위각일 수 있다.In the present invention, the size of a unit angle mapped to a pixel of an image photographed by the camera of the relief recognition unit may be a unit angle that exponentially increases from the center axis of the screen to the edge.

본 발명에 있어 안위인식부가 카메라에서 촬영된 영상의 화소와 매핑하는 단위각의 크기는 화면의 중심축에서 가장자리로 갈수록 카메라을 중심으로 각도의 증가에 따라 호도법에 의해 증가하는 단위 각일 수 있다.In the present invention, the size of the unit angle that is mapped to the pixel of the image captured by the camera of the position recognition unit may be a unit angle that increases according to the increase of the angle around the camera from the center axis of the screen to the edge.

본 발명의 안위인식부의 실시 예에서 눈에 특정한 파장의 광선을 특정한 각으로 입사하는 경우 전반사가 이루어지는 것을 이용할 수 있다. 통상 눈의 적목현상이라고 불려지는데 눈의 구조에서 렌즈형태의 수정체를 통과한 빛은 망막의 표면에서 쉽게 반사하고 되돌아 나오는데, 망막의 모세혈관구조에 의하여 혈관 내 철분의 성분에 관계된 특정스펙트럼을 반사시키는 것으로 알려져 있다. 이때 반사되는 특정 스펙트럼은 가시광선과 적외선의 범위 내에 있으므로 화면에서 특정 색을 추적하는 경우 눈의 위치를 쉽게 정할 수 있다. 그리고, 이를 위하여 카메라에서 1개의 감광모듈로 가시광선과 적외선을 배합해 같이 촬영하거나 2개의 감광모듈로 가시광선, 적외선 별도로 촬영하며, 또한, 설치된 카메라들의 중앙을 기준으로 화면의 상부와 하부에 1개소씩 적외선광원만을 혹은 가시광선, 적외선광원들을 구성한다. 이 바람직한 실시 예로서 어두운 환경에서도 쉽게 촬영함은 물론이고 특히 강조되는 동공의 형태로 인해 눈의 위치를 쉽게 추적할 수 있다.In the embodiment of the relief recognition unit of the present invention, it is possible to utilize the fact that total reflection occurs when a ray of a specific wavelength is incident at a specific angle. It is commonly referred to as the red-eye phenomenon of the eye. Light that passes through a lens-like lens in the eye structure is easily reflected from the surface of the retina and returns to the retina. The capillary structure of the retina reflects a specific spectrum . Since the specific spectrum reflected is within the range of visible light and infrared rays, the position of the eye can be easily determined when a specific color is traced on the screen. In order to achieve this, in the camera, a visible light beam and an infrared light are mixed with one light modulating module in the camera, or two visible light modulating modules are separately photographed with visible light and infrared light. In addition, Infrared light sources or visible light and infrared light sources, respectively. As a preferred embodiment of the present invention, the position of the eye can be easily tracked due to the shape of the pupil to be emphasized, as well as to be easily photographed even in a dark environment.

본 발명의 눈의 위치를 추적하는 다른 실시 예로, 눈동자 혹은 얼굴의 패턴을 미리 저장한 후 촬영된 화면에서 동일한 패턴을 추출하여 눈동자 혹은 얼굴의 위치를 정할 수도 있다. 이 실시 예에서는 시청자가 화면에서 일정거리 멀어져 저장버튼을 누르는 경우 특정한 위치에서 촬영되는 얼굴의 형태를 여러 종류 저장하고 나서, 도 2에서 보이는 것처럼 촬영되는 화면을 검색하여 눈 주위의 형태를 구분하여 비교한 후 눈의 위치를 정하는 방법을 사용할 수 있다. 본 실시 예에서는 눈 주위의 형태와 색상이 일치하여야 하므로 미리 시청자의 얼굴을 촬영하고 저장할 때, 얼굴을 좌우로 회전시키도록 유도함으로써 여러 개의 이미지를 얻는다. 눈과 얼굴의 이미지는 화소 단위로 저장되고 더 작은 크기의 이미지패턴으로 여러 번 축약되어 시청자가 뒤로 멀어지는 경우에도 사용할 수 있다.In another embodiment for tracking the position of the eye of the present invention, the pupil or the face may be located by extracting the same pattern on the captured image after storing the pattern of the pupil or the face in advance. In this embodiment, when the viewer moves away from the screen and presses the save button, various types of faces photographed at a specific position are stored. Then, as shown in FIG. 2, A method of locating the eye can be used. In this embodiment, since the shape and color of the eyes around the eyes must match, a plurality of images are obtained by guiding the face to rotate left and right when photographing and storing the face of the viewer in advance. The images of the eyes and the face are stored in pixel units and can be shortened several times in a smaller size image pattern to be used even when the viewer moves away backward.

본 발명의 실시 예로 얼굴에서 구할 수 있는 특정한 형태는 눈동자의 동그란 형태, 눈의 타원형태, 코의 기울기 형태, 코끝에서 위로 뻗은 콧등의 긴 형태, 뺨의 부풀어진 형태, 턱 선의 기울기 형태, 귀 끝의 다른 높낮이, 입의 타원형태, 입술의 중심선의 길이, 머리의 모양, 안경의 유무와 형태 등 기본적인 형태를 이용할 수도 있고, 이러한 지역적인 형태의 특징들을 조합하여 그 위치들을 더하거나, 위치를 연결하는 선분들의 길이와 기울기, 색 변화 값을 사용하는 등 향상된 형태의 패턴들을 이용할 수도 있다. 이러한 추적방법을 도 2에 간단하게 표현하였다.The specific forms that can be obtained from the face of an embodiment of the present invention include a round shape of the pupil, an oval shape of the eye, a tilt shape of the nose, a long shape of the nose extending upward from the nose tip, a swollen shape of the cheek, The basic shapes such as the height of the mouth, the shape of the ellipse of the mouth, the length of the center line of the lips, the shape of the head, the presence or absence of the glasses, and the like can be used. You can also use advanced types of patterns, such as using the length, slope, and color change values of line segments. This tracking method is briefly shown in Fig.

본 발명에서의 눈의 위치추적은 눈의 적목현상을 이용하는 방법을 사용할 수 있다.The eye position tracking in the present invention can use a method using eye red eye phenomenon.

본 발명에서 눈의 위치추적은 눈과 얼굴의 패턴을 촬영화면에서 검색함으로써 추적하는 방법을 사용할 수도 있다.In the present invention, the eye position tracking may use a method of tracking the eye and face patterns by searching the photographing screen.

본 발명에서 눈의 위치추적은 눈과 얼굴의 여러 형태를 조합하여 더 쉽게 추적할 수 있도록 발전된 패턴을 이용할 수도 있다.In the present invention, it is possible to use an advanced pattern for tracking an eye in order to more easily track various types of eyes and faces.

본 발명에서 눈의 위치추적은 눈의 적목현상을 이용하거나 눈과 얼굴의 일반적인 패턴 혹은 발전된 패턴 등을 촬영된 화면에서 검색하는 방법을 같이 사용할 수도 있다.In the present invention, the eye position tracking may be performed by using a red eye phenomenon of the eyes, or a general pattern of the eyes and the face or a developed pattern in the photographed screen.

본 발명은 안위인식부의 속도를 높여 실시간으로 눈의 위치를 생성하기 위하여 카메라에서 전달되는 촬영이미지를 단순한 이미지로 가공할 수도 있다. 그 실시 예로서, 카메라로부터 영상을 전달받으면 화면의 정보량을 단순하게 한다. 촬영화면의 3가지 색상인 RGB값을 화소 별로 평균하여 단색의 그레이톤(gray tone)이미지를 생성한다거나, 그레이톤의 화면에 균등하게 지정된 여러 개의 표준 화소들의 명도 값을 평균하고 이 평균값을 기준으로 전체화면을 더 밝거나 더 어두운 흑과 백의 1도로 매우 단순하게 샘플링할 수도 있다. 평균값이 기준이 되어 어두운 점은 흑색이 되고, 밝은 점은 백색이 되는 흑과 백의 이진수로 추출한 영상데이터 값은 같은 해상도내에서 가장 단순한 영상이 된다. 눈의 위치를 판별할 수 있을 만큼의 가장 단순한 이미지로 가공함으로써 처리속도를 높여 눈의 위치를 입체영상제어부에 거의 실시간으로 전달할 수 있다. 상기의 적목 현상을 이용하는 실행 예시에서 적외선광원을 사용하고 시청자의 주변이 매우 어두운 경우에 적외선에 반사되어 반짝거리는 동공부분과 그렇지 않은 부분의 값의 차이는 매우 크다. 따라서 처리하는 이미지를 매우 단순하게 할 수 있는데 흑과 백의 1비트 이미지로 할 수 있으며, 그 단순한 이미지에서도 쉽게 위치를 추적할 수 있다. 이렇게 가능한 한 단순화하여 처리속도를 높임으로써 입체영상제어부에 눈의 수평거리 i와 수평편차 j를 실시간에 가까운 시간에 전달할 수 있는 효과가 있다.The present invention can also process a captured image transmitted from a camera into a simple image in order to increase the speed of the position recognition unit and generate the position of the eye in real time. As an embodiment of the present invention, the amount of information on the screen is simplified by receiving the image from the camera. A gray tone image is generated by averaging the three RGB values of the shot screen on a pixel basis or a brightness value of a plurality of standard pixels uniformly designated on a gray tone screen is averaged, The entire screen can be sampled very simply in lighter or darker black and white 1s. The image data values extracted by the binary values of black and white which become the reference based on the average value become black and the bright point becomes white becomes the simplest image within the same resolution. It is possible to transmit the position of the eye to the stereoscopic image control unit in near real time by increasing the processing speed by processing the simplest image so that the position of the eye can be discriminated. In the example using the above-described red eye phenomenon, when an infrared light source is used and the surroundings of the viewer are very dark, the difference between the shining pupil portion reflected by the infrared ray and the non-shining portion is very large. Therefore, the image to be processed can be made very simple, and it can be made into a 1-bit image of black and white, and the position can be easily traced even in the simple image. By increasing the processing speed as much as possible, the horizontal distance i and the horizontal deviation j of the eye can be transmitted to the stereoscopic image control unit in near real time.

촬영된 화면에서 눈의 위치가 추적되면 다른 쪽 화면에서 추적된 눈의 위치와 비교하여 그 거리와 각도를 결정한다. 먼저 위치가 추적된 눈이 좌안 또는 우안인지 확인한다. 인식되는 얼굴의 이미지 패턴에서 오른쪽으로 치우쳐 있으면 우안이고 반대로 왼쪽으로 치우쳐 있으면 좌안이다. 이런 방식으로 눈의 좌, 우를 먼저 확인하고 eyeR 속성과 eyeL 속성으로 분류하고 다음 과정을 거쳐 위치를 계산하고 i, j를 취한다.When the position of the eye is tracked on the photographed screen, the distance and the angle are determined by comparing with the position of the eye tracked on the other screen. First, make sure that the eye where the position is tracked is the left eye or the right eye. If the image pattern of the recognized face is shifted to the right, it is in the right eye. If it is shifted to the left, it is in the left eye. Check the left and right eye, first this way and eye R Attributes and eye L Attribute, calculate the position through the following process, and take i, j.

눈의 거리는 두 카메라에서 촬영된 화면에서 추적되는 눈의 위치들이 카메라의 중심축으로부터 벌어진 각각의 각도들을 시점 eyeL과 시점 eyeR의 화소각 AL과 화소각 AR이라고 할 때, 촬영된 화면들에서 추적되는 눈의 위치 편이와 두 카메라 사이의 거리 d와 삼각법을 이용하여 좌측, 우측 영상카메라들의 중심축으로부터의 거리 및 각도를 계산한다.When the position of the eye to be tracked in the image shooting in the two camera distance of the eye to be said pixel each of A L and pixels each A R of each point angles eye L and the point eye R took place from the central axis of the camera, the image sensing screen And distance and angle from the center axis of the left and right image cameras are calculated using the distance between the two cameras and the trigonometry.

눈의 거리 i′는The distance of the eye i '

Figure 112012036259158-pat00001
Figure 112012036259158-pat00001

이다. 그리고, 눈의 화소 각도는 좌 화면과 우 화면에서의 각 화소 각도들을 평균하며 눈의 화소 각도 A 는to be. The pixel angle of the eye averages each pixel angle in the left and right images, and the pixel angle A of the eye is

Figure 112012036259158-pat00002
Figure 112012036259158-pat00002

이다.to be.

본 발명의 예시에서 한 눈의 위치가 좌측카메라에 촬영된 화면에서는 중심에서 좌측으로 165번째 화소의 위치에 있으며 우측카메라에 촬영된 화면에서는 중심에서 좌측으로 225번째 화소에 있으면 눈의 거리 i´는 두 카메라 사이의 거리 d가 60mm이고 화면의 화소대 화소각의 비가 15 대 1 일 때,In the example of the present invention, when the position of one eye is photographed by the left camera, the position of the 165th pixel is located from the center to the left of the screen, and when the right camera is located at the 225th pixel from the center to the left of the screen, When the distance d between the two cameras is 60 mm and the ratio of the pixel pixel angles of the screen is 15 to 1,

Figure 112012036259158-pat00003
Figure 112012036259158-pat00003

Figure 112012036259158-pat00004
Figure 112012036259158-pat00004

Figure 112012036259158-pat00005
Figure 112012036259158-pat00005

눈의 화소 각도 A 는 좌 화면과 우 화면의 화소각들의 평균이므로The pixel pixel angle A of the eye is the average of the pixel angles of the left screen and the right screen

Figure 112012036259158-pat00006
Figure 112012036259158-pat00006

이다. 여기에서 좌측, 우측 영상카메라들의 중심축방향으로 수직선을 세울 때 그 수직선의 길이인 눈의 수평거리 i와, 그 중심축으로부터 좌, 우 방향으로 치우쳐진 정도인 수평편위(水平偏位) j는 to be. Here, when a vertical line is formed in the center axis direction of the left and right image cameras, the horizontal distance i of the eye, which is the length of the vertical line, and the horizontal deviation (horizontal deviation) j shifted from the center axis to the left and right direction

Figure 112012036259158-pat00007
Figure 112012036259158-pat00007

Figure 112012036259158-pat00008
Figure 112012036259158-pat00008

이므로, 상기의 예시에서Therefore, in the above example

Figure 112012036259158-pat00009
Figure 112012036259158-pat00009

Figure 112012036259158-pat00010
Figure 112012036259158-pat00010

이다.to be.

본 발명에서는 이러한 방법으로 생성되는 eyeL, eyeR 여부와 수평거리 i, 수평편위 j의 값을 입체영상제어부에 전달하는 과정을 계속하여 반복한다.In the present invention, the process of transmitting the values of the eye L , eye R , the horizontal distance i, and the horizontal deviation j generated by this method to the stereoscopic image control unit is repeated.

컬러 영상을 표현하기 위하여 R-G-B(Red-Green-Blue) 3개의 화소 방식을 사용하는 현대의 통상적인 디스플레이 시스템은 분리된 3개 화소에서 따로 발광된 빛이 멀리 떨어져 있는 눈으로 직접 전달되는 방식(direct-view)으로 화소들이 미세한 크기로 매우 작고 또한 눈까지의 거리가 멀어 눈의 분해능의 범위 바깥에 있어 색의 합성과정이 필요 없으며 시청자가 화면에 가까이 접근하기 전에는 개개의 색을 구분하기 어렵다.Modern conventional display systems using RGB (Red-Green-Blue) three-pixel system to represent color images can be classified into three types: a direct mode in which light emitted separately from three pixels is directly transmitted to distant eyes -view), the pixels are very small in size, and the distance to the eye is too far away from the resolution of the eye, so there is no need to synthesize colors and it is difficult to distinguish individual colors before the viewer approaches the screen.

본 발명에서 고려하는 TV 등의 디스플레이장치의 경우도 컬러의 표현을 위해 미세한 3화소 방식을 채용하고 있으므로 일반적인 컬러화면을 감상하기에는 매우 적절하다. 그러나, 입체영상을 위해 미세한 화소들의 그룹과 광이 투과하는 배리어면을 화면의 기저(基底)에서 사용하는 경우에 눈의 거리를 멀리 떨어뜨릴수록 광 경로의 편차가 심하여 색 번짐이 발생하게 된다. 또한 격자무늬로 배열된 발광 화소의 패턴과 배리어 선의 경로가 잘못 설계되기 쉬워 물결무늬의 무아레(moire)의 발생이 잦아진다. 이러한 문제점은 화소의 크기가 충분히 작아지거나 화소를 겹쳐 한 화소에서 발광하는 것과 같은 효과를 낸다면 해결할 수 있다.In the case of a display device such as a TV considered in the present invention, since a fine three-pixel method is used for color representation, it is very suitable for viewing a typical color screen. However, when a group of fine pixels for a stereoscopic image and a barrier surface through which light is transmitted are used at the base of the screen, the farther the distance of the eye is, the greater the deviation of the optical path becomes, and the color fading occurs. In addition, the pattern of the luminescent pixel arranged in a lattice pattern and the path of the barrier line are liable to be designed in a wrong manner, and moire of wave pattern is frequently generated. This problem can be solved if the size of the pixel is sufficiently small or when the pixel has the effect of emitting light in the overlapping pixel.

본 발명에서는 이 문제점을 해결하기 위한 화소의 합성구조체를 제공한다. 도 3에 대략적인 그림이 있다. RGB 3화소(301)의 형태에 맞는 3개의 볼록 수렴 면과 부채꼴로 좁아진 색의 경로와 1개의 산란 면으로 이루어진 합성구조체는 보다 많은 컬러광선의 흡수 기능, 반사 면에 의하여 중심축방향으로 모으는 수렴 기능, 그리고, 광선의 경로들이 산란 면의 중앙에서 공간으로 방사형으로 퍼져나가는 산란 기능을 적절하게 갖추어야 하며 이를 아래의 실행 예시를 통하여 상세하게 설명한다.The present invention provides a composite structure of pixels for solving this problem. Figure 3 shows a rough figure. The composite structure composed of three convex convergence planes, a path of a narrowed color, and one scattering plane corresponding to the shape of the RGB three pixels 301 has a function of absorbing more color rays, convergence in the central axis direction Function, and the scattering function of the rays of light radially spread from the center of the scattering surface to the space, and will be described in detail in the following examples.

도 3의 부채꼴에서 3개의 원통형을 겹쳐놓은 것처럼 만들어진 형태의 흡수면은 더 많은 컬러 광선들을 흡수하기 위해 발광면(301)을 마주한다. 발광면에 근접하여 광을 흡수하는 흡수면(304)은 볼록한 형태이다. 흡수면에는 발광면을 향해 세워진 얇은 판 모양의 반사판(302)이 최소 1개 이상 있다. 좌우 대칭인 중심 흡수면의 볼록한 형태는 돌출한 볼록의 천정이 발광면에 접하고, 좌측 흡수면과 우측 흡수면인 좌와 우의 양쪽 볼록 형태는 화소의 발광면에 수직으로 세워진 반사판의 끝에서 시작한 곡선형의 원통면이 구조체의 중심축으로 다가갈수록 액정의 발광면에 접근하는 형태이어야 한다. 좌와 우의 볼록 원통면 위 부분의 빈 공간에 굴절 공간을 축소하여 컬러광의 흡수를 높이는 효과를 가진 투명한 충전재(spacer)(303)를 설치하여 발광면 부착을 쉽게 하도록 할 수 있다. 부채꼴의 부채날개 위치에 투명한 볼록 원통 형태들을 화소의 발광면에 가까이 위치하게 하고, 원통 사잇골의 짧은 반사판(302)들은 중심의 볼록 원통면의 양측 떨어지는 바닥쪽에서 발광면에 맞닿은 천정까지 짧은 길이의 반사판 형태로 제작하며, 좌와 우의 양쪽 볼록 형태들 바깥 가장자리에 위치하는 2개의 반사판(302)들은 사잇골의 반사판들보다 화소의 발광면에서 볼록 원통 형태의 천정에 이르는 길이만큼 더 넓은 구조를 가진다.The absorbing surface in the form of a superimposed three cylindrical shape in the sector of FIG. 3 faces the light emitting surface 301 to absorb more color light rays. The absorbing surface 304, which is close to the light emitting surface and absorbs light, is convex. At least one thin plate-like reflector 302 is disposed on the absorption surface toward the light emitting surface. The convex form of the symmetrical center absorbing surface is such that the protruding convex ceiling is in contact with the light emitting surface and both convex shapes of the left and right absorbing surfaces are curved shapes starting from the end of the reflecting plate erected perpendicular to the light emitting surface of the pixel Should approach the light emitting surface of the liquid crystal as the cylindrical surface approaches the central axis of the structure. A transparent spacer 303 having an effect of reducing the refraction space by increasing the absorption of the color light can be provided in a space above the convex cylindrical surface of the left and right sides to facilitate attachment of the light emitting surface. The short convex cylindrical shapes of the cylindrical sidewalls are positioned such that the convex cylindrical shapes of the short sidewall of the convex cylindrical surface of the cylindrical sidetail are located at the bottom of the convex cylindrical surface, The two reflectors 302 located at the outer edges of the convex shapes of the left and right convex shapes are wider than the reflector plates of the sagittal bone by the length from the light emitting surface of the pixel to the convex cylindrical shape ceiling.

흡수면은 일정한 각도로 기울어진 반사면(306)을 지지하고 있다. 지지되는 반사면의 각도(305)는 약 15˚를 기준으로 하고 있다. 면의 길이 즉 깊이는 미리 정해진 축소비율에 따라 조절될 수 있다. 반사면의 노출된 겉면에는 전반사를 일으키는 재료가 칠해져 있어 반사작용을 한다. 예컨대 은이나 알루미늄 등을 코팅한 것일 수 있다. 부채꼴형태의 실시 예에서 반사면의 양쪽 끝은 흡수면에서 축소비율 r만큼 폭이 좁아진 산란면을 일정한 기울기로 연결하는 형태이다. 흡수면을 통과해 원통 렌즈표면으로부터의 초점을 향한 굴절과 반사면의 반사작용에 의하여 중심축으로 수렴된 여러 색의 광선들은 산란면을 투과하며 합성되어 공간으로 퍼져나간다.The absorbing surface supports the reflecting surface 306, which is inclined at a constant angle. The angle 305 of the supported reflecting surface is about 15 degrees. The length or depth of the face can be adjusted according to a predetermined reduction ratio. The exposed surface of the reflective surface has a reflective effect due to the material that causes total internal reflection. For example, it may be coated with silver or aluminum. In the fan-shaped embodiment, both ends of the reflection surface are connected at a constant slope to the scattered surface whose width is narrowed by the reduction ratio r on the absorption surface. Reflected from the surface of the cylindrical lens through the absorbing surface, refracted toward the focus, and reflected by the reflecting surface, the rays of various colors converging to the central axis penetrate the scattering surface and are synthesized and spread out into space.

산란면(307)은 최소 1개 이상의 볼록, 오목형태가 조합된 투명한 형태일 수 있으며, 산란작용을 돕기 위하여 표면 내지 표면 아래의 일부 재질을 반투명하게 하거나 칠(paint)할 수도 있다.The scattering surface 307 may be a transparent form combining at least one convex or concave shape and may be made semi-transparent or painted on the surface or some of the material under the surface to help scattering.

본 발명의 실시 예로 도 3의 부채꼴 손잡이 위치의 투명한 산란면(307)은 3개 컬러광선들이 모아져 합성된 광선이 투과하는 곳이다. 양측의 반사면을 통과하는 동안 직접 혹은, 1회 내지 2회 반사된 컬러광선들이 이곳으로 수렴되고 합성되어 투과하는 구조로 마치 1개 발광 면에서 발광하는 것과 같은 효과를 낸다. 정방형의 RGB 3화소의 폭을 1 : r로 줄이는 효과 또는 화소의 면적을 r로 축소하는 효과는 발광면에서 눈까지 빛을 전달하는 광의 경로들 전체에서 색의 번짐을 줄이고 광의 경로들을 제어 가능하게 변형하고 규칙성을 이끌어내는 효과가 있다. 산란면은 최소 1개의 볼록 또는 1개 이상의 볼록 내지 오목 형태의 투명한 세로 원통형으로 이루어져 있다. 원통의 볼록면을 통과하면서 표면의 다양한 굴절면을 투과하며 광이 산란하는 효과를 이용하여 정방형의 발광면의 폭을 상대적으로 작은 폭의 인공적인 산란면으로 축소하고 수렴된 컬러광선들을 합성한다. 이렇게 부채꼴로 변형된 원통형 투명구조체를 통해 본 발명에서 의도하는 컬러광의 흡수, 수렴 및 산란의 기능이 실시된다.In the embodiment of the present invention, the transparent scattering surface 307 at the sector handle position of FIG. 3 is where the synthesized light rays are collected by gathering the three color rays. The color light beams reflected directly or through one or two times during passing through the reflection surfaces on both sides are converged into a synthesized and transmitted light, resulting in the same effect as light emission on one light emitting surface. The effect of reducing the width of the square RGB 3 pixels to 1: r or reducing the area of the pixel by r is to reduce the blurring of the color throughout the light paths that transmit light from the light emitting surface to the eye, It has the effect of deforming and drawing regularity. The scattering surface is made of a transparent vertical cylinder having at least one convex or at least one convex or concave shape. Through the convex surface of the cylinder, the light is transmitted through various refracting surfaces and the light scattering effect is used to reduce the width of the light emitting surface of the square to a relatively small artificial scattering surface and synthesize the converged color rays. The function of absorption, convergence and scattering of the color light, which is contemplated in the present invention, is carried out through the sector-shaped transparent structure deformed in this manner.

흡수면에서 산란면으로 축소된 면적의 비율을 축소비율 r이라고 한다. 이 합성구조체의 기능은 입사광선을 r의 면적으로 축소하는 것이다. 이 합성구조체는 일방향성이 있으며 양쪽 면에 대해 서로 비대칭적인 구조로 다른 기능을 한다. 예를 들어 광량의 변화 없이 화소 면적만 r 로 축소되는 정상적인 방향에 비하여 흡수면과 산란면의 위치를 뒤집는 경우 광량이 r 만큼만 투과된다.The ratio of the area reduced from the absorption surface to the scattering surface is called the reduction ratio r. The function of this composite structure is to reduce incident light to the area of r. This composite structure has a unidirectional structure and functions asymmetrically with respect to both sides. For example, when the positions of the absorption surface and the scattering surface are reversed relative to the normal direction in which the pixel area is reduced to r without changing the light amount, the light amount is transmitted only by r.

본 발명의 실시 예에서 자세하게 설명하고 있는 3개의 볼록 면들과 그 사이 수직한 얇은 전반사면들 그리고 일정한 기울기로 조금씩 좁아지는 양측 전반사면, 1개 이상의 볼록 내지 오목 형태로 만들어진 좁은 폭의 산란 면으로 이루어진 부채꼴 모양으로 변형된 렌티큘러(fan-shape modified lenticular)라고 하고 본 발명은 이 변형 렌티큘러의 구조와 제조방법, 이를 화면에 부착하는 부착방법 등을 포함한다.The three convex surfaces described in detail in the embodiment of the present invention, the thin total frontal slopes between them, the both side total slanting surfaces narrowed gradually by a constant slope, and the narrow-width scattering surfaces made of at least one convex or concave shape The present invention refers to a fan-shape modified lenticular, and the present invention includes a structure and a manufacturing method of the deformed lenticular, and a method of attaching the deformed lenticular to a screen.

본 발명의 변형 렌티큘라는 도 4에서 보이는 것처럼 부채꼴형태가 아닌 깔대기형태(funnel-shape)로 만들어져 RGB화소를 수평적으로 또 수직적으로 축소하는 것일 수 있다.The deformed lenticular according to the present invention may be made of a funnel-shape rather than a fan shape as shown in FIG. 4 to horizontally and vertically shrink RGB pixels.

본 발명의 변형 렌티큘라는 여러 화소들을 1개의 합성된 화소로 축소하므로 광 경로의 수를 줄이며, 따라서 제어 가능하게 하는 것일 수 있다.The modified lenticular lens of the present invention can reduce the number of optical paths and thus controllability by reducing the number of pixels to one synthesized pixel.

본 발명의 변형 렌티큘라는 광의 효과적인 흡수를 위하여 부가적인 렌즈구조와 반사구조를 화소부착면 쪽에 가질 수 있다.The modified lenticular lens of the present invention may have an additional lens structure and a reflective structure on the pixel attachment surface side for effective absorption of light.

본 발명의 변형 렌티큘라는 산란면에 광의 산란을 돕는 렌즈의 구조가 더해질 수 있다.The structure of a lens that helps light scattering can be added to the scattering surface called the modified lenticular of the present invention.

본 발명의 변형 렌티큘라는 산란면에 광의 산란을 돕는 다양한 형태의 반투명구조가 더해질 수 있다.Various types of translucent structures can be added to the scattering surface of the modified lenticular according to the present invention to assist light scattering.

본 발명의 변형 렌티큘라는 색을 합성하기 위하여 3개의 발광화소로 이루어진 기본면적을 1개의 합성화소로 합성하는 것으로 산란면의 면적이 여러 화소들의 원래의 면적과 같지 않을 수도 있다.In order to synthesize the color of the modified lenticular according to the present invention, the area of the scattering surface may not be the same as the original area of the plurality of pixels by synthesizing a basic area composed of three light-emitting pixels into one composite pixel.

본 발명의 변형 렌티큘라는 흡수면의 가로 폭이 화면의 RGB 3화소의 가로 폭과 같지 않거나 변형 렌티큘라가 부착되는 면적 및 형태가 3화소의 면적 및 형태와 다를 수도 있다.The lateral width of the absorption surface called the deformed lenticular according to the present invention may not be equal to the lateral width of the three RGB pixels of the screen or the area and shape in which the deformed lenticular is attached may be different from the area and shape of the three pixels.

본 발명에서는 색번짐이나 무아레의 발생을 줄이기 위해 정방형으로 3개의 미세화소로 이루어진 RGB 컬러화소의 크기를 작게 축소하고 Red, Green, Blue 3개의 분리된 컬러를 1개의 산란면으로 수렴하여 색이 혼합된 합성광을 방사하는 구조로, 진행되는 광 경로의 총 면적을 작게 축소하는 변형 렌티큘러를 사용함으로써 화면과 눈 사이의 광의 경로를 제어 가능한 상태로 변화시키는 특징을 제공한다.In the present invention, in order to reduce the occurrence of color blurring and moiré, the size of RGB color pixels composed of three fine pixels in a square is reduced to a small size, and three separated colors of Red, Green, and Blue are converged to one scattering surface, And the light path between the screen and the eye is changed into a controllable state by using a deformed lenticular structure that reduces the total area of the advancing optical path by reducing the combined light.

본 발명의 실시 예에서 부채꼴모양으로 변형된 렌티큘러는 RGB 3화소의 폭을 기준으로 제작할 수 있다. 여기서 디스플레이장치의 화면은 PDP방식, MOLED방식 등 화소발광방식, LCD방식 등의 후면발광방식, 평면CRT방식, 혹은 레이저 등 제어가 가능한 광선(beam)을 스크린의 뒤에 흩뿌려 표현하는 Projection방식 등에 모두 사용이 가능하므로 본 명세서는 화면의 종류에 대하여 상세한 설명을 하지 않는다. 예를 들어 HD TV의 RGB 화소의 폭이 1mm 미만이고, 다른 예로 컴퓨터모니터의 RGB 화소의 폭이 약 0.2mm 인 것을 고려하여 각각의 경우에 맞도록 폭과 전반사면 그리고 그 깊이를 조절하여 본 변형 렌티큘러를 제작한다. 컴퓨터모니터의 경우 발광 화소의 크기가 0.2mm정도로 매우 작아 부채꼴의 반사면 길이를 짧게 하는 구조로 제작할 수 있고, HD TV의 경우 발광화소의 크기가 0.6mm정도이므로 부채꼴의 깊이가 상대적으로 깊어지게 된다.In the embodiment of the present invention, a lenticular deformed into a fan shape can be manufactured based on the width of three RGB pixels. Here, the screen of the display device may include a backlight system such as a PDP system or a MOLED system, a backlight system such as an LCD system, a flat CRT system, or a projection system in which a laser beam The present specification does not describe the types of screens in detail. For example, in consideration of the fact that the width of the RGB pixel of the HD TV is less than 1 mm, and the width of the RGB pixel of the computer monitor is about 0.2 mm, the width, the total reflection surface, Create a lenticular. In the case of a computer monitor, the size of a light emitting pixel is as small as about 0.2 mm so that the length of a reflecting surface of a fan can be shortened. In HD TV, the depth of the fan is relatively deep because the size of the light emitting pixel is about 0.6 mm .

본 발명에서 산란면은 가로길이를 0.1mm로 하며, 또한 제작의 편의를 위하여, 0.05mm ~ 0.2mm의 범위로 제작할 수도 있다. 이 크기범위는 0.2mm ~ 1.0mm 크기범위인 디스플레이의 RGB 화소에 비해 미세하고 작다. 만일 이 폭이 0.05mm 이하로 작게 제작하는 경우엔 미세한 공정으로 제작비용이 증가하게 되고, 폭이 증가하여 0.2mm를 넘게 되는 경우에는 제어를 위한 공간이 넓어져 디스플레이장치의 크기가 커지게 되므로 오히려 제어의 정밀도가 작아져 좌우영상의 광 경로 분리에 어려움이 발생할 수 있으며 대형화되어 제작비용의 증가를 초래한다. 통상의 휴대용 영상기기 및 가정용 TV 및 PC 등에 사용되는 보통 크기의 디스플레이장치에는 0.1mm정도의 폭을 가진 산란면으로 제작하고, 만약 영화관같이 매우 다른 환경, 즉 프로젝터 방식의 대형스크린에는 1.0mm정도의 산란면 폭으로 제작할 수도 있을 것이다.In the present invention, the scattering surface has a lateral length of 0.1 mm and may be fabricated in a range of 0.05 mm to 0.2 mm for convenience of production. This size range is finer and smaller than the RGB pixels of the display, which range in size from 0.2 mm to 1.0 mm. If the width is less than 0.05 mm, the manufacturing cost is increased by a fine process. If the width is increased to be more than 0.2 mm, the space for control is widened and the size of the display device is increased. The accuracy of the control is reduced, and it is difficult to separate the optical path of the left and right images, which leads to an increase in manufacturing cost. Sized display device used for ordinary portable video devices, home TVs, and PCs is made of a scattering surface having a width of about 0.1 mm, and if a large screen such as a movie theater is used, It may be produced with a scattering surface width.

본 발명의 화소 합성구조체 즉, 변형 렌티큘러의 제작에는 먼저 RGB화소의 폭에 알맞게 끼워지는 폭이 좁은 반사격자판을 제작하고, 부채꼴의 성형 틀에서 가래떡을 뽑아내듯이 부채꼴모양의 변형 렌티큘러 몸체를 길게 성형 사출하는 방법으로 제작할 수 있다. 양측의 전반사면에 은을 코팅하고, 산란면 표면에 반투명 처리를 실시하며, 구조체보다 굴절율이 높은 재질의 역시 길게 성형된 추가되는 원통형 렌즈들을 산란 면에 부가해 끼우는 순서로 변형 렌티큘러를 조립한다. 이후 디스플레이의 화소 면에 적절하게 제작된 전반사 격자를 수직으로 부착하고 변형 렌티큘러를 그 위에 길게 부착한다. 변형렌티큘러를 화면의 위에 부착한 후에는 RGB화소의 발광면들이 꼼꼼하게 가려져 있고 정확한 간격과 방향으로 부착되었는가 확인하여야 한다. 도 5에 변형 렌티큘러의 제작 예시가 그려져 있다. In order to manufacture a pixel synthesis structure of the present invention, that is, a deformed lenticular, first, a reflective grating plate having a narrow width fitted to the width of an RGB pixel is manufactured, and a fan- shaped lenticular body is elongated, . ≪ / RTI > Silver is coated on the both sides of the total reflection surface, the translucent treatment is performed on the scattering surface, and a deformed lenticular is assembled in the order that the additional cylindrical lenses having a higher refractive index than that of the structure are added to the scattering surface. Then, a total reflection grating appropriately manufactured on the pixel surface of the display is attached vertically, and the deforming lenticular is attached on the front surface thereof. After attaching the deformed lenticular to the top of the screen, the light emitting surfaces of the RGB pixels should be carefully checked to ensure that they are attached in the correct spacing and direction. An example of production of a modified lenticular is shown in Fig.

발광면에 수직방향으로 기다랗게 부착되는 변형 렌티큘러의 갯수는 화면의 수평해상도와 관계가 있다. 예컨대 10인치 미만으로 휴대형인 화면의 일반적인 수평해상도는 1024본(pixel)정도이다. 이러한 화면에서 본 발명의 실시를 위하여 부착하는 변형 렌티큘러의 수 P는 1024개이다. 또한, Full HDTV의 경우에 수평해상도는 1920본이므로 본 발명을 실시하기 위해 부착하는 변형 렌티큘러의 개수는 1920개이다. 화면 크기와 화소의 배치, 밀도가 다양하게 다르기 때문에 산란 면의 폭을 0.1mm 정도로 설계하는 것 외에는 변형 렌티큘러의 바닥 면의 크기도 각기 다르게 제작되고 측면의 전반사면의 기울기나 너비도 조금씩 다르게 된다.The number of deformed lenticules that are vertically attached to the light emitting surface is related to the horizontal resolution of the screen. For example, a typical horizontal resolution of a screen that is less than 10 inches in size is about 1024 pixels. In this screen, the number P of deformed lenticules attached to the present invention is 1024. In the case of Full HDTV, since the horizontal resolution is 1920, the number of deformed lenticules attached to implement the present invention is 1920 pieces. Since the screen size, pixel arrangement, and density vary widely, the width of the scattering surface is designed to be about 0.1 mm, and the size of the bottom surface of the deformed lenticular is also made different, and the slope or width of the frontal slope of the side is slightly different.

본 발명의 변형 렌티큘러는 위 실시 예에서 만들어진 1920개의 변형 렌티큘러 구조체를 화면의 발광 화소(pixel) 위에 한 줄씩 부착할 수도 있다.In the modified lenticular according to the present invention, 1920 modified lenticular structures made in the above embodiment may be attached one by one on the light emitting pixels of the screen.

본 발명에서 화면 위에 변형 렌티큘러를 고정하는 것은 선 형태 내지 점 형태의 변형 렌티큘러들을 딱딱한 판형, 혹은, 부드러운 시트형태로 집합형으로 제작하고 일시에 부착하는 방법일 수 있으며, 전체를 한 번에, 혹은, 작은 부분들을 수 회로 나누어 부착할 수도 있다.In the present invention, fixing the deformed lenticular on the screen may be a method of integrally forming the linear lenticular or point lenticular lenticular in the form of a rigid plate or a soft sheet, , Small parts can be attached in several circuits.

부착면의 RGB 화소들의 여러 변화 가능한 형태에 본 발명이 제한되지 않는다. 예를 들어 RGB화소의 형태는 통상 정방형으로 왼쪽부터 RED, GREEN, BLUE의 순으로 제작되나, 경우에 따라 해상도를 높이려는 목적으로 사선방향으로 배열하거나 화소 배열의 순서를 역으로 바꾸기도 하고, 수직방향으로 RGB화소를 배열하는 것도 있을 수 있다. 그러나 본 투명구조체는 RGB 화소면에 접한 3개의 흡수면에 입사하는 광선의 컬러에 제한이 없으며, 흡수, 수렴, 산란하는 합성 기능이 본시 부채꼴의 구조적 기능인 입사광선의 면적을 축소하여 통과시키는 특징에 의하므로, 컬러의 변화를 유발하는 화소의 면적이나 형태 변화와는 그다지 인과 관계가 없다. 따라서, 변형 렌티큘러의 구조가 본 발명의 특징적인 형태인 부채꼴로 만들어져 있고 이 변형 렌티큘러를 정해진 방향으로 정확한 간격으로 부착하였다면 수렴, 반사, 산란의 기능들이 작동된다고 할 수 있을 것이다.The present invention is not limited to the various changeable forms of the RGB pixels of the attachment surface. For example, RGB pixels are usually formed in a square shape in the order of RED, GREEN, and BLUE from the left, but they may be arranged in an oblique direction or a reverse order of pixel arrangement for the purpose of increasing resolution, May be arranged to arrange RGB pixels. However, this transparent structure has no limitation on the color of the light rays incident on the three absorption planes adjacent to the RGB pixel planes, and the composite function of absorption, convergence and scattering is a feature that reduces the area of the incident light, There is no causal relationship with the change in the area or shape of the pixel causing the color change. Accordingly, if the structure of the deformed lenticular is made of a fan, which is a characteristic feature of the present invention, and the deformed lenticular is attached at an accurate interval in a predetermined direction, functions of convergence, reflection, and scattering can be operated.

본 발명에서 화면에 부착된 변형 렌티큘러 배열면에서 시청자의 눈으로 향하는 빛의 진행방향으로 일정거리만큼 이격한 공간에 디스플레이 화면 및 변형 렌티큘러 배열 면에 평행하게 고정되는 배리어면은 광 경로의 크기를 줄여 제어 가능하게 바꾸는 변형 렌티큘러의 기능에 시청자의 좌안과 우안에 개별적인 영상을 전달하도록 광의 경로를 제어하는 기능을 추가한다.In the present invention, the barrier surface fixed parallel to the display screen and the deformed lenticular array surface in a space separated by a certain distance in the direction of light traveling toward the viewer's eyes from the surface of the deformed lenticular array attached to the screen reduces the size of the optical path The function of the deformed lenticular to controllably change is added to the function of controlling the light path so as to transmit individual images to the viewer's left and right eyes.

통상의 시차배리어를 광의 경로에서 고려하는 경우에는 화면의 일정영역에 표시되는 좌안 영상을 좌안에 보이게 하고, 우안 영역의 영상은 우안에 보이게 하는 구조로 일정 영역으로부터의 광의 경로들을 선별하여 열어주는 영역개념의 개구 배리어이다. 그러나, 본 발명의 바람직한 예시에서 배리어는 화면에 표시되는 좌안의 영상을 우안에 보이지 않게 차단하고, 우안의 영상을 좌안에 보이지 않도록 차단하는 차단개념의 차단 배리어이며 또한, 좌안 영상과 우안 영상이 시간의 차이를 두고 한 화면에 번갈아 표시되는 시간차 디스플레이방식이다.
In the case of considering the ordinary parallax barrier in the light path, the left eye image displayed in a certain region of the screen is displayed in the left eye, and the image in the right eye region is displayed in the right eye. The concept is the opening barrier. However, in the preferred embodiment of the present invention, the barrier is a blocking barrier of a blocking concept for blocking the image of the left eye displayed on the screen from being seen in the right eye and blocking the image of the right eye from being seen in the left eye, Time difference display method which is alternately displayed on one screen.

*본 발명은 미세한 광선들의 경로를 매 발광점마다 개별적으로 차단할 수 있는 섬세한 차단방식 배리어를 특징으로 하며 이 배리어면을 화면과 시청자의 눈 사이의 공간에 화면으로부터 이격 g만큼 근접하게 위치한다. 화면에서 우안의 영상이 점멸하는 순간, 배리어의 제어부는 좌안으로 진행하는 경로를 차단하여 좌안으로 하여금 우안 영상의 점멸을 볼 수 없도록 하고, 차단되지 않은 나머지 열린 각도에서 우안으로 하여금 화면의 점멸들을 관찰할 수 있도록 한다. 또한, 본 발명의 특징적인 변형 렌티큘러 구조에 의하여 화소의 폭이 일정하게 축소되어 반사면 겉면의 비 투광성의 비 점멸 영역이 산란면 주변을 채우고 있으므로 산란면에 일대일 대응하는 액정선들만 켜고 끔으로써 광 경로를 선별하여 차단하는 제어 동작이 가능하다. 이때 비 점멸 영역에 매핑된 비 차단영역, 즉, 배리어에서 차단된 경로가 아닌 나머지의 열린 경로들을 통하여 반대쪽 눈으로 영상이 전달된다.The present invention is characterized by a delicate barrier type barrier that can block the path of fine rays individually for each light emitting point, and this barrier face is located in a space between the screen and the viewer's eye by a distance g from the screen. As soon as the image of the right eye flickers on the screen, the control unit of the barrier blocks the path to the left eye so that the left eye can not see the blink of the right eye image, and the right eye is blinked . In addition, since the pixel width is uniformly reduced by the characteristic lenticular structure of the present invention, the opaque non-blinking region of the reflection surface fills the scattering surface, so that only the liquid crystal lines corresponding to the scattering surface are turned on, It is possible to perform a control operation to selectively block the paths. At this time, the image is transmitted to the opposite eye through the non-blind area mapped to the non blinking area, that is, the remaining open paths other than the path blocked in the barrier.

본 발명의 배리어의 제어는 전기를 사용한 제어방식으로 실행 예에서 전기에 반응하는 액정(Liquid Crystal)을 사용되었으며, 전압을 인가했을 때 액정이 광선을 차단하고, 전압을 제거하면 광선을 통과시키는 액정의 전기적 특성을 이용하여 전기적으로 배리어를 제어한다. 본 발명의 배리어면의 제어는 전기적인 소자를 사용하는데, 작동부분이 고정되어 있으며 전기적으로 광선의 통과를 제어할 수 있는 종류의 것으로 액정과 같은 종류의 전기적인 광 경로 제어소자와 이러한 전기회로를 구성하기 위한 전류의 흐름을 제어하는 게이트, 메모리 등의 전기 제어소자를 사용한다.In the control of the barrier of the present invention, a liquid crystal that responds to electricity is used in a control method using electricity, a liquid crystal blocks light rays when a voltage is applied, So that the barrier is electrically controlled. The control of the barrier surface of the present invention uses an electric element, which is a kind of an electric light path control element of a kind such as a liquid crystal that has a fixed operating portion and can control the passage of light rays electrically, And an electric control element such as a gate or a memory for controlling the flow of the current for constitution is used.

본 발명의 실시 예에서, 액정(Liquid Crystal)에 대하여 간단히 설명하고자 한다. 액정을 두 유리판 사이에 채우고 얇은 홈들을 배열한 투명한 전극을 끼운 후 전압을 인가하면 기저상태에 있던 액정분자가 일렬로 배열되어 광선의 진행을 즉시 차단한다. 인가된 전압을 제거하면 차츰 본래대로 색이 옅어지고 투명해져 광선이 진행할 수 있게 된다. 같은 원리가 백라이트(back-Light)를 구비한 LCD화면(Liquid Crystal Display)에 사용된다. 색상을 표시하는 화소들의 발광량을 미세하게 제어하기 위하여 액정에 공급하는 전압의 세기를 조절하는 방식으로 전기 제어소자인 트랜지스터와 기타 회로소자들이 결합된 TFT(Thin Film Transistor)의 배열이 사용되고 있다.In an embodiment of the present invention, a liquid crystal will be briefly described. When the liquid crystal is filled between the two glass plates and the transparent electrode having the thin grooves arranged thereon is inserted and the voltage is applied, the liquid crystal molecules in the base state are arranged in a line to immediately block the progress of the light beam. When the applied voltage is removed, the color becomes gradually lighter and transparent, and the rays can proceed. The same principle is used for a liquid crystal display (LCD) having a back light. An array of TFTs (Thin Film Transistors) is used in which transistors, which are electric control elements, and other circuit elements are combined with each other in such a manner as to control the intensity of a voltage supplied to the liquid crystal in order to finely control the amount of light emitted from pixels displaying color.

본 발명은 액정으로 채우고 전압을 가함으로써 광선의 진행을 차단하는 액정식 구조를 배리어 내에 사용할 수 있다.The present invention can use a liquid crystal structure in a barrier that fills with a liquid crystal and blocks the progress of a light beam by applying a voltage.

액정식 배리어를 사용하는 본 발명의 실시 예에서 동일하게 액정을 사용하는 LCD방식의 화면을 영상의 표시수단으로 사용하는 경우에는 광선이 액정면을 투과할 때 생겨나는 편광(polarization) 속성을 고려하여야 한다. 따라서 액정면을 회전하여 편광축을 일치, 또는, 접근시키는 방법 등으로 최대 투과율을 가지도록 투과율을 조절하여 제작할 수 있다.In the embodiment of the present invention using a liquid crystal barrier, in the case of using an LCD type screen using the liquid crystal in the same manner as the display means of the image, consideration should be given to the polarization property generated when the light ray passes through the liquid crystal surface do. Accordingly, the transmittance can be adjusted so as to have the maximum transmittance by rotating the liquid crystal surface to align or approach the polarization axis.

본 발명의 실시 예로 도 6에 액정을 사용한 배리어 구조를 확대하여 표현하였다. 이 도면은 양측의 유리판 사이에 미세한 홈이 있는 투명 전극 판들을 넣고 그 사이를 액정으로 채운 배리어면의 구조이다. 도 6의 실시 예에서 보인 것처럼 투명 전극 판은 세로로 매우 길고 또한 좁은 가로 폭을 가지고 있다. 투명한 전극 판 사이에 걸리는 전압의 차가 액정을 일정한 방향으로 향하게 하며 이때 일 방향으로 늘어선 액정들이 광선의 진행을 차단한다. 이러한 액정식 배리어선들(barrier lines)을 균등한 간격으로 평행하게 배열하고 그 배열의 폭을 산란 면의 가로 폭과 동일하게 제작한다. 이러한 것은 본 발명의 특징이 되는 것으로, 한 개의 가로 폭을 제어의 기본단위로 하는 비선형적인 형태가 되어 'on' 과 'off'의 최소단위를 사용하여 켜고 끔의 두 가지 변화를 가능하게 한다. 또한 이런 특징은 입체영상 제어부(stereoscopy controller)에서 전달되는 다양한 제어용 이진수배열(binary array)을 사용한 제어로써 액정식 배리어선을 다양한 형식으로 제어하도록 할 수 있는 기반이 된다.In the embodiment of the present invention, the barrier structure using the liquid crystal is enlarged and represented in Fig. This drawing shows a structure of a barrier surface in which transparent electrode plates having fine grooves are sandwiched between glass plates on both sides and liquid crystal is filled therebetween. As shown in the embodiment of Fig. 6, the transparent electrode plate is very long and narrow in width. The difference in voltage between the transparent electrode plates directs the liquid crystal in a certain direction, and the liquid crystals aligned in one direction block the progress of the light rays. These liquid crystal barrier lines are arranged at equal intervals in parallel and the width of the array is made equal to the width of the scattered surface. This is a feature of the present invention, and it becomes a nonlinear form having one width as a basic unit of control, and enables two changes of on and off using a minimum unit of 'on' and 'off'. This feature is also a basis for controlling various types of liquid crystal barrier lines by using a binary array for various control transmitted from a stereoscopy controller.

산란면에서 시작되는 광선의 경로는 배리어의 차단되지 않은 부분을 통과하여 실내 공기로 채워진 빈 공간을 지나서 시청자의 눈에 이르는 직선경로를 순간적으로 진행한다. 이 경로는 아주 빠른 빛의 속도에 의해 찰나에 진행되지만 동시에 매우 견실하게 제어되어야 하는 미세한 경로이기도 하다. 만약 변형 렌티큘러와 같이 산란면의 폭을 미세하게 축소하는 구조체를 생략한다면 시청자의 눈을 향하는 광선들의 경로들에 빈틈이 없어져 미세하고 견실한 제어가 불가능하게 되고, 광 경로를 제어할 수 없으므로 입체영상효과를 발생할 수 없다.The path of the light beam originating from the scattering surface instantaneously travels through the unobstructed portion of the barrier and through the empty space filled with the room air to the straight path leading to the viewer's eyes. This path is also a microscopic path that must be controlled very robustly at the same time, but at a very fast light speed. If a structure that reduces the width of the scattering surface finely is omitted, such as a deformed lenticular lens, there is no space in the paths of the rays toward the viewer's eye, so that fine and robust control becomes impossible and the optical path can not be controlled. The effect can not be generated.

본 발명에서 배리어의 배리어선 폭이 산란면의 폭과 같은 구조는 명백히 과거의 발명과 다른 것이다. 통상의 시차배리어를 이용하는 발명에서 배리어면에 그려지는 배리어 패턴의 폭은 좌안 영상과 우안 영상을 교차하여 표시하는 단위영역의 적절한 폭과 비례하는 특징이 있다. 그러나 본 발명은 산란면의 폭을 배리어의 폭과 동일하게 하여 산란면으로부터 시작해 눈을 향하는 광들의 경로를 세밀하게 제어하는 특징을 가진다. 좌안 영상과 우안 영상이 교차된 영역들을 개구부를 통해 좌우의 눈에 선별하여 보이도록 배리어면의 패턴을 정의하는 과거의 발명과 달리, 매 광원의 발광점을 제어하고, 개구부가 정의되지 않고, 매 광원마다 일정한 방향에 대하여 제어하며, 전체적으로는 'on'과 'off'의 비선형적 패턴을 사용하여 제어된다.In the present invention, the structure in which the barrier line width of the barrier is equal to the width of the scattering surface is distinctly different from the past invention. In the invention using a common parallax barrier, the width of the barrier pattern drawn on the barrier surface is characterized by being proportional to the appropriate width of the unit area displaying the left eye image and the right eye image. However, the present invention is characterized in that the width of the scattering surface is the same as the width of the barrier, and the path of the light directed from the scattering surface to the eye is finely controlled. Unlike the past invention in which the pattern of the barrier surface is defined so that the regions where the left eye image and the right eye image intersect are displayed on the left and right eyes through the opening portion, the light emission point of each light source is controlled, The light source is controlled in a certain direction, and the whole is controlled using a non-linear pattern of 'on' and 'off'.

본 발명의 배리어선의 고정된 가로 폭은, 입체영상을 시청하는 시청범위를 의도적으로 멀게 늘이거나 의도적으로 작게 줄이는 특수한 경우에 산란면의 폭에 대한 배리어선의 폭을 일부 늘이거나 줄이는 의도적인 변경을 실시할 수도 있다.The fixed horizontal width of the barrier line of the present invention is intentionally changed to increase or decrease the width of the barrier line with respect to the width of the scattered surface in a special case in which the viewing range for viewing a stereoscopic image is intentionally enlarged or reduced intentionally You may.

본 발명의 실시 예에서 배리어면의 대체적인 형태는 세로로 수직한 액정선의 가로배열이라고 할 수 있으며, 투명전극 사이에 옅게 채워진 액정선이 0.1mm정도의 가로 폭으로 배열된 형태이다. 이 배리어면의 배리어선의 개수는 디스플레이 화면에 부착된 변형 렌티큘라의 개수 P에 광원의 축소비율 r의 역수를 곱하여 구한다. 예를 들어 축소비율이 50%로 RGB 화소폭을 절반으로 축소한 경우엔 변형 렌티큘라 1개마다 2개의 배리어 액정선들을 구성해야 한다. 이 경우에 가로 화소수가 1024개라면 배리어선은 2048개를 배열하는 비율로 구성한다.In the embodiment of the present invention, an alternative form of the barrier surface is a horizontal arrangement of vertically vertical liquid crystal lines, and liquid crystal lines lightly filled between transparent electrodes are arranged in a width of about 0.1 mm. The number of barrier lines on the barrier surface is obtained by multiplying the number P of deformed lenticules attached to the display screen by the reciprocal of the reduction ratio r of the light source. For example, if the reduction ratio is 50% and the RGB width is reduced by half, two barrier liquid lines must be constructed for each variation lenticular. In this case, if the number of horizontal pixels is 1024, the barrier lines are configured with a ratio of arranging 2048 pixels.

본 발명의 실시 예에서 HDTV의 가로 해상도 p가 1920본이고 화소면적의 축소비율 r이 20%라면 계산할 수 있는 액정식 배리어선의 액정선 수 B는 1920개의 해상도를 축소비율 0.2의 역수인 5로 곱하여 구하므로 9600개가 된다.In the embodiment of the present invention, if the horizontal resolution p of the HDTV is 1920 and the reduction ratio r of the pixel area is 20%, the liquid crystal line count B of the liquid crystal barrier line can be calculated by multiplying 1920 resolutions by 5, which is the inverse number of the reduction ratio of 0.2 Therefore, the number becomes 9600.

이 실시 예에서 9600개의 배리어선과 1920개의 발광면을 평행하게 서로 겹쳐 놓았을 때, 일정한 간격마다 규칙적으로 패턴이 반복되는 것을 알 수 있다. 1개의 발광면과 5개의 배리어 선이 계속하여 규칙적으로 펼쳐지고 반복된다. 축소비율 20%, 즉, 0.2배의 비율로 축소되었다면 5개의 배리어 선마다 1개의 발광면의 비율로 볼 수 있으며, 이를 액정식 배리어를 전기적으로 제어하는 'on'과 'off'로 표시한다면In this embodiment, when 9,600 barrier lines and 1920 light emitting surfaces are overlapped in parallel, it can be seen that the pattern is repeated regularly at regular intervals. One light emitting surface and five barrier lines are continuously and repeatedly repeated. If the reduction ratio is reduced to 20%, that is, 0.2 times, it can be seen as a ratio of one light emitting surface to each of five barrier lines. If this is expressed as 'on' and 'off' for electrically controlling the liquid crystal barrier

'-off-off-off-off-on-off-off-off-off-on-off-off-off-off-on-off-'off-off-off-off-off-off-off-off-off-off-

와 같이 9600개의 전기 제어 신호가 배열된 형태로 표현할 수 있을 것이다.And 9,600 electric control signals as shown in FIG.

이를 '0'과 '1'의 이진수로 표시하면If you mark this as a binary number of '0' and '1'

'……0001000010000100001000010000100001000010000100001……''... ... 0001000010000100001000010000100001000010000100001 ... ... '

과 같이 9600자리의 이진수 B로 표현할 수도 있다. 이진수'1'과 전기적인 표시 'on', 배리어에서의 차단 배리어선, 그리고 산란면의 발광 위치들은 서로 연관되어 있으며, 논리적인 이진수값이 게이트 집합에서 전기적인 제어신호로, 배리어에서 광의 경로를 차단하는 패턴으로 계속 연결되어 동작하며 서로 등가가 된다.And can be expressed as a binary number B of 9600 digits. The binary positions '1' and the electrical mark 'on', the barrier lines in the barrier, and the emission positions of the scattering surface are interrelated, and the logical binary value is the electrical control signal from the gate set, They continue to work with the blocking pattern and become equivalent to each other.

본 발명의 실시 예에서 공기 중으로 퍼지는 광의 경로들을 배리어면에서 차단하기 위해서는 아래의 예처럼 변형 렌티큘러의 산란면들이 있는 위치에 '1'과 빈 공간에 '0'이 반복되는 원형패턴 B0을 가질 수 있다. RGB 화소 면적에 대한 산란면의 축소비율 r이 50%이면 In the embodiment of the present invention, in order to cut off the paths of light spreading in the air on the barrier surface, it is necessary to have a circular pattern B 0 in which the scattering planes of the modified lenticular are '1' . If the reduction ratio r of the scattering surface with respect to the RGB pixel area is 50%

'……10101010101010101010101010101010101010101010……''... ... 1010101010101010101010101010101010101010101010 ... ... '

의 패턴이 되고, 축소비율 r이 33.3%이면, And if the reduction ratio r is 33.3%

'……00100100100100100100100100100100100100100100……''... ... 00100100100100100100100100100100100100100100100 ... ... '

축소비율 r이 25%이면If the reduction ratio r is 25%

'……00100010001000100010001000100010001000100010……''... ... 00100010001000100010001000100010001000100010 ... ... '

축소비율 r이 20%이면If the reduction ratio r is 20%

'……00100001000010000100001000010000100001000010……''... ... 00100001000010000100001000010000100001000010 ... ... '

축소비율이 16.7%라면If the reduction ratio is 16.7%

'……0001000001000001000001000001000001000001000……''... ... 0001000001000001000001000001001000001000001000 ... ... '

의 패턴을 가진다..

본 발명은 이진수의 배열을 광의 경로를 제어하기 위해 배리어의 액정선을 제어하는 신호패턴 B로 사용한다.The present invention uses an array of binary numbers as a signal pattern B for controlling a liquid crystal line of a barrier in order to control a light path.

본 발명은 이진수의 '1'로 액정을 켜거나, 이진수의 '0'으로 액정을 끄는 제어동작과 이진수의 '0'으로 액정을 켜거나, 이진수의 '1'로 액정을 끄는 제어동작을 모두 포함한다.The present invention can be applied to both a control operation for turning on a liquid crystal with a binary number '1', a control operation for turning off a liquid crystal at a binary number '0', a control operation for turning a liquid crystal on a binary number '0' .

본 발명은 광의 경로를 제어하기 위한 다양한 패턴들로써 다른 경로를 모두 차단하고 제어하기를 원하는 광의 경로만 투과하는 투과패턴을 사용할 수도 있다.In the present invention, various patterns for controlling the path of light may be used, and a transmission pattern that transmits only a path of light that is desired to block and control all other paths may be used.

본 발명은 보다 다양한 제어동작과 넓은 적용범위를 위하여 이진수, 4진수, 8진수, 16진수 등의 2의 n제곱 승을 기반으로 하는 다양한 진수의 배열을 사용할 수도 있다.The present invention may use various arrays of base numbers based on n squared powers of 2, such as binary, quadrature, octal, and hexadecimal numbers, for more various control operations and a wider range of applications.

본 발명의 실시 예에서 이진수 배열이 게이트 집합을 통과하면서 배리어의 액정전극에 전압을 인가하는 기능을 하는 것을 보였다. 이 게이트 집합의 구조는 기억소자인 레지스터와 제어소자인 트렌지스터 등 회로소자의 조합으로 되어 있으며, 본 발명에서 사용하고 있는 곱하기(AND)연산, 시프트(Shift)연산 등을 효과적으로 처리할 수 있어야 한다. 하기에 자세히 설명된 본 발명의 실시 예에서 볼 수 있듯이 본 발명에서 요구하는 OR연산, 시프트연산 등을 처리하는 회로라면 어떠한 전자회로를 사용하여도 동일한 결과를 얻을 수 있다. 따라서 본 실행 예에서는 게이트 회로집합의 세부적인 면에 대한 자세한 설명을 하지 않는다.In the embodiment of the present invention, it has been shown that the binary array arrangement functions to apply a voltage to the liquid crystal electrode of the barrier while passing through the gate set. The structure of this gate set is a combination of a circuit element such as a memory element and a transistor such as a transistor, which is a control element, and must be capable of effectively performing an AND operation, a shift operation, and the like used in the present invention. As can be seen from the embodiments of the present invention described in detail below, the same result can be obtained by using any electronic circuit as long as it is a circuit for processing an OR operation, a shift operation, and the like required by the present invention. Therefore, detailed description of the details of the gate circuit set is not described in this embodiment.

본 발명에서 배리어를 제어하는 게이트 집합은 매 액정선마다 개별적으로 구성되는 구조일 수 있다.In the present invention, the gate sets controlling the barrier may be structured separately for each liquid crystal line.

본 발명에서 배리어를 제어하는 게이트 집합은 본 발명의 실행 예와 같이 여러 개의 작은 모듈로 이루어져 전체 배리어선들을 제어하는 집적회로의 조합으로 구성되는 구조일 수도 있다.In the present invention, the gate assembly for controlling the barrier may be a structure composed of a combination of integrated circuits which consist of several small modules and control the entire barrier lines as in the embodiment of the present invention.

본 발명에서 배리어를 제어하는 게이트 집합은 한 개의 모듈로 이루어져 전체를 일괄적으로 제어하는 단일집적회로 구조일 수도 있다.In the present invention, the gate set for controlling the barrier may be a single integrated circuit structure which is composed of one module and controls the entire block collectively.

본 발명에서 배리어를 제어하는 게이트 집합은 상위의 입체영상제어부 내에 포함되어 하위의 배리어 액정선을 간접적으로 제어하는 구조일 수도 있다.In the present invention, the gate set for controlling the barrier may be included in the upper stereoscopic image control unit to indirectly control the lower barrier liquid crystal lines.

통상의 시차 배리어는 눈의 위치를 결정하는 시차 배리어선의 패턴이 정해져 있으며 이렇게 정해진 패턴에 의해 정해진 위치에서 입체영상을 감상할 수 있었다. 통상의 시차 배리어는 투명한 필름에 세밀하게 그려진 좌안과 우안을 위한 입체 영상의 패턴을 인쇄하거나 그림을 그려 움직일 수 없도록 고정하고, 한 개의 화면을 세로로 길게 쪼개어 적절한 좌안과 우안의 영역들로 분리하여, 좌안 또는 우안의 입체영상의 광 경로들이 세로로 분리된 화면영역의 다른 발광 화소들에서 출발하게 된다. 각기 다른 영역에서 출발한 좌안 영상, 우안 영상의 광 경로들은 나눠진 영역에 대하여 비례적이며 알맞은 거리와 각도를 가지도록 부드럽게 잘 그려진 시차 배리어 패턴의 동일한 개구부를 통과하여 좌안과 우안을 목적지로 하여 서로 다른 각도를 가지고 공간을 진행한다. 통상의 시차 배리어는 필름 등에 그려져 교차 표시된 좌안 영상과 우안 영상의 섞임을 방지하는 역할을 하며, 액정을 사용하는 방식의 몇몇 시차 배리어도 동일한 원리의 시차 패턴을 사용하고 있으므로 입체영상을 감상할 수 있는 눈의 위치를 변동하기 어렵다.In a typical parallax barrier, a pattern of a parallax barrier line for determining the position of an eye is determined, and a stereoscopic image can be appreciated at a position determined by the determined pattern. Conventional parallax barriers are used to print stereoscopic image patterns for the left and right eyes, which are painted on transparent films, and to fix them so that they can not move and draw pictures. One screen is divided longitudinally into appropriate regions of the left and right eyes , The optical paths of the stereoscopic images of the left eye or the right eye start from the other light-emitting pixels of the vertically separated screen area. The optical paths of the left eye image and the right eye image originating from different regions are proportional to the divided regions and pass through the same opening portion of the smoothly parallax barrier pattern so as to have an appropriate distance and angle so that the left eye image and the right eye image are different Advances the space with an angle. Since the ordinary parallax barrier serves to prevent mixing of the left eye image and the right eye image crossed with each other by being drawn on a film or the like and some parallax barrier using the liquid crystal uses a parallax pattern of the same principle, It is difficult to change the position of the eyes.

본 발명에서 배리어는 배리어의 패턴이 먼저 고정되지 않고 눈의 다양한 위치마다 다양하게 달라지는 패턴을 적용하는 방식으로 눈의 위치에 제한이 없는 특징이 있다. 이를 위하여 배리어면에 세밀하게 균등간격으로 채워진 액정선들의 집합을 적당한 단위길이로 나누고, 이렇게 나눠진 단위길이들을 개별적인 논리 집합인 것처럼 취급한다. 단위길이 내에서, 모든 발광 면들에서 수직의 위치에 놓인 액정 선으로부터 일정한 각도만큼 벌어져 위치한 액정선들을 차단하는 제어 패턴에 의하여 진행하는 광의 경로들을 같은 각도로 제어하며, 옆 단위길이 내의 발광 면에서 시작하는 광 경로도 약간 더 기울어진 각도로 변경된 제어 패턴을 사용함으로써 눈이 위치한 공간상의 한 점을 향한 변경되는 광의 경로들에 적절히 제어한다. 배리어면을 물리적으로 밀어 움직이지 않고 한 칸씩 밀려있는 패턴신호에 의하여 전기적으로 패턴의 액정 선들을 1자리씩 밀어 옮기는 것과 같은 효과를 내는 방식을 취한 것을 본 발명의 특징적인 부분이라 하겠다. 배리어의 패턴을 실제로 밀어뜨리지 않으나 단위길이 내 배리어 선의 'on'/'off' 패턴을 눈을 향한 중심방향으로 일정단위만큼 똑같이 이동시키므로 마치 밀어뜨리는 것과 동일한 효과를 낸다.In the present invention, the barrier is characterized in that the pattern of the barrier is not fixed at first, but the pattern is varied in various positions of the eyes and there is no limitation on the position of the eyes. To do this, we divide the set of liquid crystal lines, which are finely evenly spaced on the barrier surface, into appropriate unit lengths, and treat the divided unit lengths as if they were separate logical sets. Controlling the paths of light proceeding at the same angle by a control pattern for blocking liquid crystal lines located at a predetermined angle from a liquid crystal line positioned at a vertical position on all light emitting surfaces within a unit length, The light path for the light path also appropriately controls the paths of the changed light toward one point on the space where the eye is located by using the control pattern changed to a slightly more inclined angle. The present invention is characterized in that a method of electrically shifting the liquid crystal lines of the pattern one by one by a pattern signal pushed one space at a time without physically pushing the barrier face is taken to be a characteristic part of the present invention. It does not actually push the pattern of the barrier, but moves the 'on' / 'off' pattern of the barrier line within the unit length equally to the center of the eye in the direction of the center of the eye.

본 발명에서 동일한 단위 길이 내의 모든 광원의 경로는 동일한 각도로 배리어와 눈을 향하고 서로 평행하다. 단위길이 중앙의 광의 경로는 눈의 정확한 중앙을 향하며, 단위길이 양끝의 광의 경로는 중앙의 광의 경로와 평행하고 목표로 하는 눈의 양 옆으로 단위길이 절반만큼 떨어진 지점을 향한다. 이러한 매 단위길이마다 1자리씩 제어용 이진수를 미끄러뜨림의 결과로서 화면의 모든 광원에서 출발한 광선이 제어패턴이 적용된 배리어면을 거치며 공간의 한 지점을 향하여 모이는 경로들을 진행할 수 있다. 실제로는 차단된다는 것을 제외하면, 마치 넓은 볼록렌즈에서 광선이 굴절하여 초점을 향하는 렌즈의 수렴효과와 같다.In the present invention, the paths of all the light sources within the same unit length are parallel to each other with the barrier and the eye facing the same angle. The path of the light in the center of the unit length is directed to the exact center of the eye and the path of the light at both ends of the unit length is parallel to the path of the central light and is directed to a point half a unit length to both sides of the target eye. As a result of slipping the control binary number by one digit per unit length, the light rays originating from all the light sources of the screen travel through the barrier surface to which the control pattern is applied and converge toward one point of the space. It is like a converging effect of a lens that refracts and focuses on a focal point, as if it were actually blocked, in a wide convex lens.

이를 단위시프트(unit shift)이라고 한다. 이를 도 7과 도 8에 보였다.This is called a unit shift. This is shown in FIGS. 7 and 8.

본 발명은 단위시프트라는 연산도구에 의하여, 다양한 시청자의 거리에 따라 배리어면 제어 패턴을 생성하는 방법을 실시 예를 통하여 자세히 설명할 수 있다. 도 7에서 보이는 것처럼 입체화면의 가로길이를 단위길이 m으로 나눈다. 나누는 단위길이는 화면의 가로길이가 1280mm 일 때 눈과의 거리 i에 대략적으로 다음 관계를 가지는 것으로 한다.A method of generating a barrier surface control pattern according to the distance of various viewers by means of an arithmetic unit called a unit shift can be described in detail through an embodiment. As shown in FIG. 7, the horizontal length of the stereoscopic image is divided by the unit length m. It is assumed that the division unit length has approximately the following relationship with the distance i from the eye when the width of the screen is 1280 mm.

Figure 112012036259158-pat00011
Figure 112012036259158-pat00011

화면의 폭이 넓어 입체영상을 감상하기에 충분하리만큼 먼 거리 i에서 시청하는 경우, 예를 들어, 화면과 눈과의 거리 i′가 3000mm라면 시프트연산을 위한 단위길이 m은 23.4375mm일 것이다. 그러나 여기에서, 배리어선의 최소단위인 액정선의 폭이 0.1mm이이므로 단위길이 m을 구하기 위한 값 i의 측정단위는 12.8의 배수로 표현되어야 한다. 예를 들어 3000mm보다 작은 12.8의 배수는 2995.2mm이며 큰 배수는 3008mm이다. 2995.2mm일 때 단위길이 m은 23.4mm이며, 3008mm일 때 단위길이 m은 23.5mm이다. 눈과의 거리가 5120mm일 때 단위길이 m은 40mm 이고, 2560mm일 때 단위길이 m은 20mm 이며, 1280 mm일 때 m은 10mm 이다. 알아보기 쉽도록 그려 놓은 도 9의 표를 참조하기 바란다.For example, if the distance from the screen to the eye is 3000 mm, the unit length m for the shift operation will be 23.4375 mm when watching at a distance i which is wide enough for viewing a stereoscopic image. However, since the width of the liquid crystal line which is the minimum unit of the barrier line is 0.1 mm, the unit of measurement of the value i for obtaining the unit length m should be expressed by a multiple of 12.8. For example, a multiple of 12.8 smaller than 3000mm is 2995.2mm and a large multiple is 3008mm. The unit length m is 23.4 mm at 2995.2 mm, and the unit length m is 23.5 mm at 3008 mm. When the distance from the eye is 5120mm, the unit length m is 40mm, and the unit length m is 20mm at 2560mm, and m is 10mm at 1280mm. Please refer to the table in FIG. 9 for easy understanding.

그러나, 만약 디스플레이장치가 휴대형으로 작다면, 즉, 휴대통화장치(mobile communication equipment)이나 팜탑(palm-top computer), 개인휴대정보단말기(PDA) 같은 경우처럼, 가로폭 L이 작아 근거리에서 시청하는 기기의 경우처럼 디스플레이 장치의 작아지는 크기 같은 주변 환경의 변화에 의해 단위길이 m의 길이를 조절할 경우가 있을 것이다. 다양한 경우들을 위해, 아래에 더 일반적인 식이 있다.However, if the display device is portable and small, that is, as in the case of a mobile communication equipment, a palm-top computer, a personal digital assistant (PDA), etc., There may be a case where the length of the unit length m is adjusted by the change of the surrounding environment such as the size of the display device which is reduced as in the case of the apparatus. For various occasions, there is a more general expression below.

Figure 112012036259158-pat00012
Figure 112012036259158-pat00012

또한, 단위길이 m은 시청거리 i와 이진수에 대해 아래의 관계가 있다.The unit length m has the following relationship with respect to the viewing distance i and the binary number.

Figure 112012036259158-pat00013
Figure 112012036259158-pat00013

단위길이는 화면의 가로길이가 길어 더 먼 곳에서 볼 수 있으면 더 길며, 가로길이가 짧아 가까이에서 본다면 더 짧다.The length of the unit is longer if the screen is longer, so that it can be viewed from a longer distance, and is shorter if viewed from a shorter distance.

본 실시 예에서 단위길이 m은 전체적으로 균등한 것으로 하였으나 본 발명은 미리 정해놓은 평균시청거리에서 원활하게 동작하도록 하기 위하여Although the unit length m is generally uniform in the present embodiment, in order to smoothly operate at a predetermined average viewing distance

Figure 112012036259158-pat00014
Figure 112012036259158-pat00014

Figure 112012036259158-pat00015
Figure 112012036259158-pat00015

Figure 112012036259158-pat00016
Figure 112012036259158-pat00016

Figure 112012036259158-pat00017
Figure 112012036259158-pat00017

의 비율로 배리어면의 단위길이 m′및 액정선폭 f′을 작게 할 수도 있다.The unit length m 'of the barrier surface and the liquid crystal line width f' may be made smaller.

본 발명에 있어 입체영상제어부가 배리어를 제어하기 위하여 나누는 단위길이는 상기의 실행 예와 같이 화면의 중심에서 가장자리로 갈수록 변화가 없이 균등한 단위길이일 수 있다.In the present invention, the unit length of the stereoscopic image control unit for controlling the barrier may be an even unit length without any change from the center to the edge of the screen as in the above-described example.

본 발명에 있어 입체영상제어부가 배리어를 제어하기 위하여 나누는 단위길이는 화면의 중심에서 가장자리로 갈수록 지수적으로 증가하는 단위길이일 수 있다.In the present invention, the unit length of the stereoscopic image control unit for controlling the barrier may be a unit length that exponentially increases from the center to the edge of the screen.

본 발명에 있어 입체영상제어부가 배리어를 제어하기 위하여 나누는 단위길이는 화면의 중심에서 가장자리로 갈수록 눈을 중심으로 하는 각도의 증가에 따라 호도법에 의해 증가하는 단위길이일 수 있다.In the present invention, the unit length that the stereoscopic image control unit divides to control the barrier may be a unit length that increases according to an increase in angle around the eye toward the edge from the center of the screen.

입체영상제어부가 배리어를 제어하기 위하여 나누는 단위길이의 패턴은 화면의 크기가 충분히 작고 시청거리가 짧은 경우 동일한 너비의 개구부와 폐구부가 반복되는 전형적인 시차배리어의 패턴과 같아질 수 있다. 따라서 본 발명은 시차배리어를 매우 복잡한 형태로 변형시킨 일종의 변형 시차 배리어라고 할 수도 있을 것이다. 그러나 본 발명을 입체영상의 실제적인 표현방식에서 보면 좌안 영상과 우안 영상을 시간적으로 분리하여 동작하는 방식으로 안경이 사용되는 셔터글라스방식에 더 가깝다.The pattern of the unit length divided by the stereoscopic image controller to control the barrier can be the same as the pattern of the typical parallax barrier in which the opening of the same width and the closed loop are repeated when the screen size is sufficiently small and the viewing distance is short. Therefore, the present invention may be regarded as a kind of modified parallax barrier in which the parallax barrier is deformed into a very complicated shape. However, according to the present invention, a stereoscopic image is more similar to a shutter glass system in which glasses are used in a manner in which the left eye image and the right eye image are temporally separated.

본 발명의 실시 예에서 2n이 화면의 가로길이 L에 비례하며, 단위길이 m은 시청거리 i와 화면의 가로길이 L에 대하여 도 9의 표와 같은 관계가 있다.In the embodiment of the present invention, 2 n is proportional to the horizontal length L of the screen, and the unit length m is as shown in the table of FIG. 9 for the viewing distance i and the horizontal length L of the screen.

본 발명의 실시 예를 도 9의 표에 의하여 설명하면 화면의 가로길이 L이 1280mm이며 2n이 128일 때 단위길이는 2.5mm 에서 40mm 이며, 이때의 시청범위는 단위길이 2.5mm에서 320mm 이고, m이 5mm에서 시청거리 640mm, m이 10mm에서 시청거리 1280mm, m이 20mm에서 시청거리 2560mm, 단위길이 40mm일 때 5120mm 이다. 같은 요령으로, 화면의 가로길이 L이 640mm 라면, 입체영상의 시청가능거리는 160mm에서 2560mm의 범위를 가질 것이다. 도 10의 표에 같은 내용을 담았다.9, when the horizontal length L of the screen is 1280 mm and 2n is 128, the unit length is 2.5 mm to 40 mm, and the viewing range at this time is 2.5 mm to 320 mm, m At 5 mm, the viewing distance is 640 mm, m is 10 mm, viewing distance is 1280 mm, m is 20 mm, viewing distance is 2560 mm, and 5120 mm when the unit length is 40 mm. In the same manner, if the horizontal length L of the screen is 640 mm, the viewable distance of the stereoscopic image will range from 160 mm to 2560 mm. Table 10 shows the same contents.

다양한 화면크기와 다양한 시청거리에 따라서 배리어선이 포함된 단위길이들을 제어하기에 적합한 비율이 매우 다양해져 2n승의 값으로 나누지 않아도 본 발명은 실행이 가능하다. 즉, L = 1000mm 일 때, 단위길이는 시청거리 i를 나눔에 있어 100으로 2n을 대체하여 나눌 수도 있다. 본 실시 예에서 2n승을 보이는 것은 이진수로 이루어지는 배리어의 패턴을 제어하기에 가장 효과적이기 때문이다. 또한, 더 미세한 액정선을 사용하여 본 발명을 실시하는 경우에 2의 승수 n을 증가시킬 수도 있다.The ratio suitable for controlling the unit lengths including the barrier lines varies greatly depending on various screen sizes and various viewing distances, and the present invention can be implemented without dividing by the value of 2n . That is, when L = 1000 mm, the unit length may be divided by 100 by 2 n in dividing viewing distance i. This is because it is most effective to control the pattern of the barrier composed of binary numbers to show 2 n power in this embodiment. Further, in the case of implementing the present invention by using a finer liquid crystal line, the multiplier n of 2 may be increased.

본 발명에서 배리어의 제어패턴을 나누는 단위길이는 화면의 크기, 시청거리, 배리어면의 이격거리, 액정선폭 등의 변화에 의한 다양한 길이가 가능할 수도 있다.In the present invention, the unit length dividing the control pattern of the barrier may be various lengths depending on the size of the screen, the viewing distance, the separation distance of the barrier surface, the liquid crystal line width, and the like.

본 발명에서 배리어의 제어패턴에 의한 시청거리는 단위길이에 이진수의 n제곱승의 길이와 비례한다.In the present invention, the viewing distance by the control pattern of the barrier is proportional to the unit length and the length of the n-th power of the binary number.

화면의 가로길이에 따라 권장되는 시청범위가 도 8의 표와 같으며, 양 눈 사이의 거리가 변동되지 않는 것을 이유로 하여, 본 발명의 실시를 위한 표의 예시에서는, m을 대략 40mm 이하의 길이를 사용하는 것으로 한다. 한편으로 본 발명에서 가능한 단위길이의 가능한 최대 범위는 눈 사이의 거리인 60mm 미만이다. 그 이유로 단위길이 양끝의 광의 경로는 눈의 좌와 우를 스치는 경로인데 양 눈 사이의 거리는 단지 60mm이므로 단위길이 m이 60mm에 근접하는 경우, 좌안 영상과 우안 영상이 모이는 좌안과 우안의 시점범위가 서로 교차하여 입체영상의 시청이 불가능할 수 있기 때문이다.The recommended viewing range according to the horizontal length of the screen is as shown in the table of Fig. 8, and for the reason that the distance between both eyes does not vary, in the example of the table for carrying out the present invention, m is about 40 mm or less Shall be used. On the other hand, the maximum possible range of the unit length possible in the present invention is less than 60 mm, which is the distance between the eyes. The reason for this is that the path of light at both ends of the unit length is a path passing through the left and right eyes of the eye. Since the distance between the eyes is only 60 mm, when the unit length m approaches 60 mm, the view ranges of the left eye and right eye, It is impossible to view the stereoscopic images crossing each other.

따라서, 만약 동일한 길이의 화면으로 더 먼 거리에서 시청하고자 한다면 단위길이를 늘이기보다는 이격을 늘이거나 배리어선을 더 미세하게 제작하기를 권한다. Therefore, if you want to watch at a much longer distance with the same length of screen, it is recommended to increase the spacing or to make the barrier line finer rather than increase the unit length.

입체영상을 제어하는 제어부에서 배리어로 전달하는 제어용 이진수 B는 좌안 영상 타이밍용 BL과 우안 영상 타이밍용 BR의 2 종류이다. BL 은 각 산란면에서 우측 눈을 향하는 광의 경로를 차단하는데 사용되는 이진수이고 BR 은 좌측 눈을 향하는 광의 경로를 제어하는 이진수이다. 알맞은 단위길이 m으로 조각내어 각각을 제어함으로써 연속적이지 않은 액정식 배리어면에 적용한다.The binary number B for control to be transmitted to the barrier in the control unit for controlling the stereoscopic image are two types, B L for left eye image timing and B R for right eye image timing. B L Is a binary number used to block the light path from the scattering surface to the right eye and B R is a binary number that controls the path of the light to the left eye. Applicable to non-continuous liquid crystal barrier surfaces by engraving with the appropriate unit length m and controlling each.

입체영상제어부는 제어용 이진수를 계산하여 저장한 후 배리어에 전달한다. 예를 들어, 제어용 패턴 B0는 축소비율 r이 20%인 경우, 액정선 배열에 산란면 배열을 일대일로 중첩하여 표현한 기본패턴The stereoscopic image controller calculates and stores the control binary number, and then transmits the binary number to the barrier. For example, when the reduction ratio r is 20%, the control pattern B 0 is a basic pattern in which the scattering surface arrays are superposed one on the other in the liquid crystal line array

'……000010000100001000010000100001000010000100001000……''... ... 000010000100001000010000100001000010000100001000 ... ... '

을 사용하며 액정선 20개에 해당하는 2mm를 단위길이로 하고 m으로 나누면,And 2 mm corresponding to twenty liquid crystal wires are used as a unit length and divided by m,

'…… 00001000010000100001 00001000010000100001 000010001000010001 ……''... ... 00001000010000100001 00001000010000100001 000010001000010001 ... ... '

과 같이 동일한 패턴이 반복되게 된다.The same pattern is repeated.

발광화소에서 시작한 광의 경로가 배리어선을 통과하여 수직으로 공간을 진행할 때의 이진수의 패턴이 기본패턴 B0이다. 목표가 되는 눈의 위치가 화면에 대하여 수직의 방향에 있을 때 b0 와 B0의 패턴이 서로 일치하고 이때 눈의 위치에서 볼 때 최단거리의 즉, 화면방향으로 수선을 내렸을 때 그 수선에 가까운 액정면에서는 광의 경로가 차단되어 화면의 발광화소들이 보이지 않는다. 그리고 내려진 수선에서 단위길이의 절반만큼 멀어지면서부터 산란면들의 점멸이 보이기 시작한다.The pattern of binary numbers when the path of the light starting from the light-emitting pixel passes through the barrier line and travels vertically through the space is the basic pattern B 0 . When the position of the target eye is in the vertical direction with respect to the screen, the patterns of b 0 and B 0 coincide with each other. At this time, when viewing the position of the eye at the shortest distance, that is, The light path is cut off and the light-emitting pixels of the screen are not seen. Then, as the distance from the downward waterline is half of the unit length, the scattering surfaces begin to blink.

기본패턴 B0 를 사용해 배리어를 제어할 때, 화면을 향해 내려진 수선에서부터 단위길이의 절반만큼 멀어진 지점부터 산란면들이 보이기 시작하므로, 그 다음 단위길이의 액정선의 집합은 배리어의 패턴을 중심축 방향으로 조금 이동할 필요가 있다. 배리어에 의해 차단된 광의 경로 직선이 중심축 방향으로 각도가 벌어져 약간 치우쳐지게 하여 눈의 위치를 향하여 해당영역의 산란면도 차단되어 보이지 않도록 광의 경로를 조절하는 것이다. 예컨대When the barrier is controlled by using the basic pattern B 0 , scattering planes start to be visible from a distance half a unit length from a water line down to the screen. Therefore, a set of liquid crystal lines of the next unit length You need to move a little. The path straight line of the light blocked by the barrier is slightly inclined in the direction of the central axis so as to adjust the path of the light so that the scattered surface of the corresponding region is not seen blocked toward the eye. for example

'……00001000010000100001000010……''... ... 00001000010000100001000010 ... ... '

'…… ^ ^ ^ ^ ^ ……''... ... ^ ^ ^ ^ ^ ... ... '

이 단위길이의 패턴에서 시프트연산을 실시하고, 끝의 한 자리를 삭제하여 중심축방향으로 1자리씩 밀리도록 하면The shifting operation is performed on the pattern of this unit length, and one digit of the end is deleted and is pushed by 1 digit in the direction of the central axis

'…… 0000100001000010000100001……''... ... 0000100001000010000100001 ... ... '

'…… ^ ^ ^ ^ ^ ……''... ... ^ ^ ^ ^ ^ ... ... '

와 같이 수직으로 일치하던 패턴의 기울기가 우측으로 밀리는 것을 볼 수 있다.The slope of the vertically coincident pattern is shifted to the right.

산란면에서 시작된 광의 경로의 직선이 약간 뒤쪽으로 밀려난 배리어의 차단 패턴을 통과함으로써 목표가 되는 눈의 위치를 향하도록 기울기를 조절할 수 있다. 이러한 처리는 앞서 설명한 이진수의 시프트연산을 이용한다. 패턴 Bm에 이진수의 2의 -1제곱승 즉 0.5를 곱하여 중심축방향으로 약간 밀리도록 하여 광의 경로를 조절한다.The slope can be adjusted so that the straight line of the path of the light originating from the scattering surface passes through the barrier pattern of the barrier slightly pushed backward and is directed to the position of the target eye. This processing uses the binary shift operation described above. The pattern Bm is multiplied by a power of 2, i.e., -1, of the binary number, that is, 0.5, and is slightly pushed in the direction of the central axis to adjust the light path.

액정식 배리어면을 화면 중심축을 기준으로 단위길이 m으로 나눈다.Divide the liquid crystal barrier surface by the unit length m with respect to the screen center axis.

‘…… m7, m6, m5, m4, m3, m2, m1, m0, m-1, m-2, m-3, m-4, m-5, m-6, m-7, ……’'... ... m 7, m 6, m 5 , m 4, m 3, m 2, m 1, m 0, m -1, m -2, m -3, m -4, m -5, m -6, m - 7 , ... ... '

‘…… Bm7, Bm6, Bm5, Bm4, Bm3, Bm2, Bm1, Bm0, Bm-1, Bm-2, Bm-3, Bm-4, Bm-5, Bm-6, Bm-7, ……’'... ... 7 Bm, Bm 6, 5 Bm, Bm 4, 3 Bm, Bm 2, Bm 1, 0 Bm, Bm -1, -2 Bm, Bm -3, -4 Bm, Bm -5, -6 Bm, Bm - 7 , ... ... '

와 같이 순서를 정한다. 이런 방식으로 나뉘어진 단위길이들(units)을 중심축을 향해 단위시프트(unit shift)를 실시한 후 다시 합쳐 한 개의 패턴 B를 산출한다.And so on. Unit units divided in this manner are subjected to unit shift toward the central axis, and then summed again to calculate one pattern B.

이를 수학식In this case,

Figure 112012036259158-pat00018
Figure 112012036259158-pat00018

으로 간단히 할 수도 있다..

다양한 거리만큼 떨어진 눈의 위치를 향하여 단위길이마다 2-1 씩 시프트연산을 실시한다. A shift operation is performed by 2 -1 for each unit length toward the position of the eye which is separated by various distances.

Figure 112012036259158-pat00019
Figure 112012036259158-pat00019

상기 식은 좌측에서만 시프트연산을 실시하는 방법으로 좌측에서는 2의 -n제곱승을 곱하고 우측에서는 좌측의 이진수 패턴을 중심축을 기준으로 뒤집는 방법으로, 중심축을 향하여 차단패턴을 균일하게 이동시킨다. In the above equation, shift patterns are uniformly shifted toward the central axis by multiplying the left side by a -n power of 2 on the left side and by inverting the left side binary pattern on the left side with respect to the central axis.

단위길이의 기울기를 제어하는 과정이 도 8에 그려져 있다. 매 단위길이마다 빠지지 않고 실시된 단위시프트들의 결과로, 화면크기 L이고 시청거리 i일 때, 모든 광의 경로들이 눈이 위치한 공간상의 한 점을 향하도록 제어할 수 있는 이진수 패턴이 생성된다. 이 패턴은 도 11의 표와 같이 화면의 크기 L과 눈의 거리 i에 따라 미리 계산하여 메모리에 저장하여 둠으로써 입체영상제어부의 처리를 신속하게 진행하도록 한다. 입체영상TV를 제작할 때부터 미리 계산된 제어패턴들을 저장장치에 저장하여 둠으로써 안위인식부로부터 눈의 거리 i를 전달받는 즉시 해당하는 패턴 Bi를 읽어 들이고, 배리어면에 전달하여 배리어에서 광경로 수렴(convergence)제어를 실시할 수 있도록 한다.The process of controlling the slope of the unit length is depicted in Fig. As a result of the unit shifts performed per unit length, a binary number pattern is generated that can control all the paths of light to point to a point on the space where the eye is located when the screen size is L and the viewing distance is i. This pattern is calculated in advance according to the screen size L and the eye distance i as shown in the table of Fig. 11, and is stored in the memory so that the processing of the stereoscopic image control unit can be rapidly performed. By storing the previously calculated control patterns in the storage device from the time of stereoscopic TV production, upon receiving the distance i of the eyes from the recognition unit, the corresponding pattern Bi is read and transmitted to the barrier surface, so that convergence control can be performed.

본 발명의 실시 예로 화면길이 L이 160mm인 PC모니터에서 눈의 거리 i에 따라 달라지는 제어용 이진수패턴 Bi의 저장 데이터의 예시를 도 11의 표에 보였다. 실제 패턴은 1600개의 이진수로 이루어져 있으며, 본 표의 예시에서는 패턴의 중심축에 가까운 부분인 Bm-1, Bm0, Bm+1만 예를 들어 표시하였다.An example of the storage data of the control binary pattern Bi varying with the eye distance i in the PC monitor having the screen length L of 160 mm in the embodiment of the present invention is shown in the table of FIG. The actual pattern consists of 1600 binary numbers. In the example of this table, only Bm -1 , Bm 0 , and Bm +1 , which are close to the central axis of the pattern, are shown for example.

눈의 거리 i에 의해 저장되었던 Bi0는 화면에서 수직으로 세운 중심축에 눈의 위치하는 특수한 경우에만 초점을 구성하도록 배리어를 동작하는 제어패턴이다. 그러나 실제로 같은 수평거리임에도 시청자의 눈의 위치는 좌측이나 우측으로 다양하게 치우칠 수 있어 매우 임의적이므로 메모리에 전달된 패턴 B0를 적절하게 변환해야 한다. 화면의 좌측에서 시청하는 눈을 위해서는 제어패턴 Bi0를 좌측으로 적절히 밀어서 움직여야 하고, 만약, 우측으로 치우친 곳에 시청자의 눈이 있으면 그 치우친 정도 즉, 편위만큼 적절한 자릿수 이동이 있어야 한다. 부분적인 패턴의 변화가 아닌 패턴 Bi 전체의 이동동작이므로, 마치 패턴 무늬를 그려 넣은 1장의 필름을 화면의 좌측 또는 우측에서 부드럽게 밀고 당기는 것과 흡사한 처리과정이다. 이런 밀고 당김을 제어 패턴을 연산처리하여 이진수적으로 실시하는 것을 본 발명의 패턴 슬라이딩(pattern sliding)이다.Bi 0, which was stored by eye distance i, is a control pattern that operates the barrier to focus only on special occasions where the eye is located on a vertical axis set on the screen. However, the position of the eye of the viewer can be variously shifted to the left or right, even though the horizontal distance is actually the same. Therefore, the pattern B 0 transferred to the memory should be appropriately converted. For the eyes to be watched on the left side of the screen, the control pattern Bi 0 must be pushed to the left appropriately, and if there is a viewer's eye in the right-handed position, there must be a shift in the degree of deviation, Since it is a movement operation of the entire pattern Bi rather than a partial pattern change, it is a process similar to pulling one film drawn pattern pattern gently from the left or right side of the screen. It is pattern sliding according to the present invention that the pushing and pulling is performed in a binary manner by calculating a control pattern.

본 발명의 패턴 슬라이딩은 좌측 혹은 우측으로 치우쳐진 눈의 위치값에 정비례하여 밀리거나 당겨진다. 눈의 치우쳐진 위치값 즉, 화면의 중심축에서부터 눈까지 가로방향으로 거리를 잰 것을 눈의 편위 j라고 하고, 화면의 가로길이의 2배이며 평균시청거리인 I에서의 j를 특정하여 J라고 한다.The pattern sliding of the present invention is pushed or pulled in direct proportion to the position value of the eye biased to the left or right. Let J be the distance from the central axis of the screen to the eye and the distance from the center of the screen in the horizontal direction is j, do.

눈의 편위 j에 의한 패턴 Bi의 슬라이딩 거리는 다음 식에 의한다.The sliding distance of the pattern Bi due to the eye deviation j is given by the following equation.

Figure 112012036259158-pat00020
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Figure 112012036259158-pat00021
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만약 Nj가 소수점미만 값을 가지는 경우는 정수부분의 값만을 Njfixed라고 하며, 소수점부분의 값을 Njdecimal이라고 하고 해당하는 Njdecimal에 r의 역수를 곱하여 Njfixed 에 더한다.If N j has a value less than the decimal point, only the value of the integer part is called Nj fixed , and the value of the decimal part is called Nj decimal , and the corresponding Nj decimal is multiplied by the inverse number of r and added to Nj fixed .

Figure 112012036259158-pat00022
Figure 112012036259158-pat00022

여기서 제어패턴은 미세한 액정식 배리어선을 기본단위로 하므로 소수점 미만의 값을 가지지 않는다. 만일 소수점 미만 값이 있는 경우, 그 나머지는 계산하지 않고 그 나머지에 해당하는 자릿수에 축소비율r의 역수를 곱하여 전체 패턴을 실제로 밀어버린다. 소수점까지의 Bjfixed는 패턴을 슬라이딩하여 광의 경로의 기울기를 조절하는 역할이고, 소수점 1이하의 Njdecimal는 눈을 향하여 패턴을 화소단위로 움직여 중심축을 슬라이딩하는 역할이다. 따라서, 눈의 수평편위 j를 전달받고 읽어들인 패턴 B0에서 액정선의 최소단위까지 각도를 조절하고, 그 이하는 화소의 폭단위로 패턴의 중심축을 눈으로 치우치게 하는 방법으로 패턴슬라이딩을 실시하여 눈의 다양한 위치에 정확히 수렴하도록 광의 경로를 제어한다.Here, the control pattern does not have a value less than the decimal point because the control unit uses a fine liquid crystal barrier line as a basic unit. If there is a value less than the decimal point, the rest is not calculated, but the actual number is actually multiplied by multiplying the number of digits corresponding to the remainder by the reciprocal of the reduction ratio r. Bj fixed to the decimal point controls the slope of the light path by sliding the pattern, and Nj decimal with a decimal point of 1 is the role of sliding the center axis by moving the pattern in the direction of the pixel toward the eye. Therefore, the pattern sliding is performed by receiving the horizontal deviation j of the eye, adjusting the angle from the read pattern B0 to the minimum unit of the liquid crystal line, and then shifting the center axis of the pattern by the unit of the width of the pixel, And controls the light path so as to converge accurately at various positions.

Figure 112012036259158-pat00023
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입체영상제어부에 i값과 j값이 전달되면 먼저 i값에 알맞은 기저장된 배리어 패턴을 불러 온 후 편위값 j를 이용하여 불러온 배리어 패턴 전체를 패턴슬라이딩 한다. 제어용 이진수 B 에 2의 Nj제곱승을 곱하는 시프트연산을 실시함으로써 배리어를 제어하는 이진수의 패턴이 배리어면에서 좌향 또는 우향으로 미끄러지게 하여 중심축에 놓인 광의 경로 수렴방향이 정확히 눈을 향하도록 조절된다.When the i value and the j value are transmitted to the stereoscopic image control unit, the previously stored barrier pattern corresponding to the i value is firstly called, and then the entire barrier pattern is laid using the deviation value j. By performing a shift operation of multiplying the control binary number B by the Nj power of 2, the pattern of binary numbers controlling the barrier is slid to the left or right on the barrier surface so that the path convergence direction of the light lying on the central axis is adjusted to be accurately directed to the eye .

본 발명은 변형렌티큘러와 차단배리어에 의하여 동시에 여러 사람이 입체영상을 시청할 수 있도록 하는 다중시점(multi-view)을 지원하는 기능을 가진다. 인체의 눈 역할과 같이 좌와 우의 카메라 2대에서 안위검색부를 거쳐 실시간으로 눈의 다양한 위치 값 i, j 가 전달되므로 이를 좌와 우로 분류하여 패턴들을 생성한 후 좌안용 차단패턴들을 서로 더하고, 우안용 차단패턴들을 서로 더하여 좌안용 차단패턴 1세트와 우안용 차단패턴 1세트를 완성한다. 그 방법으로, 좌안용 패턴들은 좌안용 패턴들끼리, 우안용 패턴들은 우안용 패턴들끼리 OR연산(OR operation)을 실시한다. 여기서 OR연산은 이진수의 한 연산형태로 '0'과 '0'을 더하면 '0'이 되고, '0'과 '1', '1'과 '0', '1'과 '1'을 더하면 '1'이 되므로, 이진수의 패턴들을 서로 더하고 중첩하는 효과가 있다.The present invention has a function of supporting a multi-view that enables a plurality of people to simultaneously view a stereoscopic image by means of a modified lenticular and a barrier. Since two different positions i and j of the eyes are transmitted in real time through the left and right cameras in the two left and right cameras as the eyes of the human body, the left and right eye patterns are classified into the left and right eyes and the left eye blocking patterns are added to each other. Patterns are added to each other to complete one set of left-eye shield patterns and one set of right-eye shield patterns. In this way, the left eye patterns perform an OR operation between the patterns for the left eye and the right eye patterns for the right eye patterns. Here, the OR operation is an operation type of a binary number. When 0 and 0 are added, it becomes 0, and 0 and 1, 1 and 0, and 1 and 1 are added Quot; 1 ", the effect of adding and superimposing patterns of binary numbers is obtained.

좌안과 우안으로 구별되어 배리어에 전달되는 이진수의 배열이 여러 쌍이 있는 경우 즉, 다수의 시청자가 있어 추적되는 눈의 위치가 여러 개인 경우는 각각의 i와 j를 받는 즉시 계산하여 제어용 패턴 BL1, BR1, BL2, BR2, BL3, BR3 , …… 와 같이 제어용 이진수 패턴들을 순서대로 생성한 후, 좌안 패턴은 좌안 패턴끼리, 우안 패턴은 우안 패턴끼리 같은 그룹의 패턴들만 묶어 OR연산을 실시함으로써 좌안용 패턴과 우안용 패턴이 포함된 새로운 패턴 1쌍을 생성한다.If there are multiple pairs of binary numbers that are separated by the left eye and right eye and are transmitted to the barrier, that is, when there are a plurality of viewers and a plurality of eye positions are tracked, the control patterns B L1 , B R1 , B L2 , B R2 , B L3 , B R3 , ... ... The left eye patterns and the right eye patterns are grouped into the same group of the right eye patterns and OR operations are performed to generate a pair of new patterns including the left eye pattern and the right eye pattern .

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이렇게 만들어진 BL과 BR을 입체영상화면의 좌측영상과 우측영상의 동기신호에 알맞은 적절한 타이밍에 배리어에 전달하여 좌와 우의 프레임이 30회, 즉 1초당 60프레임에 해당되는 제어 동작을 실시한다.The generated B L and B R are transferred to the barrier at appropriate timings appropriate for the synchronization signal of the left and right images of the stereoscopic image, and the left and right frames are controlled 30 times, that is, 60 frames per second.

1 시점의 패턴 여러 개를 OR연산을 실시하여 중첩하고 다중시점을 가진 하나의 패턴으로 재생성하는 것을 다시점화(multi-visualization)이라 하고, 다시점화를 실시함으로써 시점에 따른 프레임의 증가 없이 동시에 여러 시청자가 같은 입체영상을 보는 것이 가능하게 된다. 화면에 좌안 영상과 우안 영상을 교대로 디스플레이하는 과정을 최대 60프레임으로 제한하게 되므로, 본 발명의 액정식 배리어에 있어 전기적인 제어에 느리게 반응할 수밖에 없는 액정의 단점을 효과적으로 보완하는 특징이 있다.Multiple patterns are visualized by multiplying multiple patterns at one point by OR operation and then reproduced as a single pattern with multiple viewpoints. This is referred to as multi-visualization, and re-ignition is performed so that multiple viewers It is possible to view the stereoscopic image. Since the process of alternately displaying the left eye image and the right eye image on the screen is limited to a maximum of 60 frames, the liquid crystal barrier of the present invention effectively compensates for the disadvantage of the liquid crystal which is inevitably slow to respond to the electrical control.

차단되는 광의 경로들이 좌안과 우안에서 서로 중복이 되는 경우 즉, 여러 명의 입체영상시청자가 있을 때 눈의 위치와 광의 경로가 좌안과 우안에서 서로 중복되는 경우가 발생할 수도 있다. 시간적으로 서로 교차하여 표현되는 좌안 영상과 우안 영상에서 액정 배리어선이 중복 차단되면 입체화면에 '검은' 세로줄이 생겨난다. 이 경우에는 아래와 같이 차단 배리어의 액정선에 가하는 전압을 적게 공급한다.When the path of the blocked light is overlapped in the left eye and the right eye, that is, when there are several stereoscopic viewers, the eye position and the light path may overlap each other in the left eye and the right eye. When the liquid crystal barrier lines are overlapped in the left eye image and the right eye image which are expressed by crossing each other in time, a 'black' vertical line appears on the stereoscopic image. In this case, the voltage applied to the liquid crystal line of the blocking barrier is supplied as shown below.

화면의 '검은' 세로 부분은 원래 열려 있어야 할 광의 경로가 다른 시청자의 눈을 향한 광의 경로를 차단하려는 배리어선들의 의도적인 제어패턴으로 인하여 봉쇄되는 것이다. 본 발명에서는 동일한 시청자의 두 눈을 향한 다른 경로는 서로 섞이지 않는다. 그러나, 동일한 화면을 시청하는 다른 시청자의 눈의 위치가 안위인식부에서 추적되면 기존 시청자의 눈을 향한 차단경로를 제외하고 열려있어야 할 나머지 제어패턴의 빈 자리가 하나씩 채워지기 시작한다. 따라서 좌안 영상에서도 봉쇄되고, 우안 영상에서도 봉쇄되는 '검은' 영역이 생겨나게 된다. 이것을 방지하고자 AND연산을 사용한다. 예를 들어 좌안 영상 타이밍에 사용되는 제어용 이진수 패턴 BL을 바로 버리지 않고 잠시 저장한 후 다음 우안 영상 타이밍에 사용되는 BR 패턴값과 AND연산을 실시한다. AND연산은 두 값에 모두 '1'이 있을 때만 '1'을 출력하는 결과를 가져온다. 배리어의 게이트집합에서 현재의 BR값과 직전에 임시 저장된 BL값으로 AND연산을 실시한 출력값은 '0'과 '0', '0'과 '1', '1'과 '0' 입력에서 '0'의 출력이 나오며, 이 때 배리어선에 연결되는 전기회로에 정상전압을 공급하며, '1'과 '1'의 입력에서 '1'이 출력되는 경우에 배리어선의 전기회로에 저항의 회로를 부가하여 연결함으로써 액정선에 공급되는 전압을 낮게 하여 투과하는 광선의 음영를 조절하여 '검은' 부분을 방지한다.The 'black' vertical portion of the screen is blocked due to the intentional control pattern of the barrier lines whose path of light to be originally opened is intended to block the light path to the viewer's eye. In the present invention, different paths toward the two eyes of the same viewer do not mix with each other. However, if the positions of the eyes of other viewers watching the same screen are tracked in the position recognition unit, the empty positions of the remaining control patterns to be opened except for the blocking path toward the eyes of the existing viewer start to fill one by one. Therefore, the "black" region, which is also blocked in the left eye image and blocked in the right eye image, is generated. To prevent this, use an AND operation. For example, the control binary pattern B L used for the left eye image timing is temporarily stored without discarding it, and is then ANDed with the B R pattern value used for the next right eye image timing. The AND operation results in a '1' output only when both values are '1'. The output value obtained by performing the AND operation on the current B R value and the temporarily stored B L value in the gate set of the barrier is expressed by '0' and '0', '0' and '1', '1' and '0' The output of '0' is supplied. At this time, when the normal voltage is supplied to the electric circuit connected to the barrier line and '1' is outputted from the inputs of '1' and '1' Thereby lowering the voltage supplied to the liquid crystal line and controlling the shading of the transmitted light to prevent the 'black' portion.

또한, 좌안 영상과 우안 영상의 광 경로의 혼잡(cross-talk)현상의 방지를 위해 입체영상을 표현하는 발광면 즉, 화면에서 AND연산의 출력이 '1'이 되는 해당 발광면적의 발광량을 감소하며 해당하는 배리어의 액정선의 차단을 잠시 보류하는 방법으로 동일한 효과를 줄 수 있다.In order to prevent the cross-talk phenomenon of the optical path between the left eye image and the right eye image, the light emission amount of the corresponding light emission area where the output of the AND operation becomes '1' And the same effect can be obtained by temporarily holding off the liquid crystal line of the corresponding barrier.

본 발명에서, 이러한 '검은' 부분을 방지하는 과정은 입체영상을 화면에 제공하는 입체영상제어부에서 제어용 이진수 차단패턴에 AND연산을 미리 실시하여 차단패턴의 공백 부분에 해당하는 영상영역을 구별한 후, 그 영상영역의 선명도를 높이고 입체감을 강조하는 방법을 사용하여 실시될 수도 있다.In the present invention, in the process of preventing the 'black' portion, the stereoscopic image control unit for providing the stereoscopic image on the screen performs an AND operation on the control binary blanking pattern in advance to distinguish the image region corresponding to the blank portion of the blanking pattern , A method of enhancing the sharpness of the image region and emphasizing the three-dimensional feeling may be used.

또한 본 발명은 상기의 과정을 입체영상을 화면에 제공하는 입체영상제어부에서 해당되는 영역에 입체감이 없는 평면영상을 표현하고 매 짝수 프레임마다 좌우 1회씩 좌안 영상과 우안 영상을 입체감을 강조하여 표현하는 방식으로 입체영상 프레임 타이밍을 줄여 평면영상과 입체영상을 시간적으로 조절해 표시하는 방식으로 입체감의 표현빈도를 작아지게 하는 방법을 사용하여 실시될 수도 있다. 상기의 입체감 표현의 빈도는 시청자가 1인일 때 매 초당 30프레임이며 시청자가 1인씩 증가할수록 반비례하여 적어지는 것으로 한다. 상기의 해당영역에 입체감이 없는 평면영상을 표시할 때 보류된 제어패턴으로 인해 해당되는 베리어 영역을 그냥 투과하는 것으로 한다.In addition, the present invention provides a stereoscopic image control unit for providing a stereoscopic image on a screen, expressing a stereoscopic image having no stereoscopic effect in a corresponding region, and emphasizing a stereoscopic effect of a left stereoscopic image and a right stereoscopic image, A method of reducing the stereoscopic image frame timing by adjusting the temporal adjustment of the planar image and the stereoscopic image and displaying the stereoscopic image may be performed by using a method of reducing the frequency of the stereoscopic effect. The frequency of the stereoscopic effect expression is 30 frames per second when the viewer is 1, and decreases inversely as the viewer increases by 1 viewer. When the plane image having no three-dimensional effect is displayed on the corresponding area, the barrier area is allowed to pass through due to the control pattern that is held.

또한, 본 발명의 상기 실시 예에서, 입체감이 없는 평면 영상을 생성할 수 없다면, 해당하는 영역을 더 세분하여 좌안 영상과 우안 영상을 교차하여 표시함으로써 세로로 긴 좌안 영상과 세로로 긴 우안 영상을 번갈아 표시하는 통상의 시차배리어(parellex barier)방식으로 표시하여 가로해상도를 절반으로 줄이고 입체감을 살리는 보상방법을 실시할 수도 있다. 상기 영역의 좌안 영상과 우안 영상의 좁다란 영역의 반복에 결합되는 배리어 영역은 좌안 영상영역에서는 좌안 방향을 통과하고, 우안 영상영역에서는 우안 방향을 통과하는 통상적인 시차패턴을 그대로 따르는 것으로 한다.In addition, in the above embodiment of the present invention, if a planar image without three-dimensional sensation can not be generated, the corresponding region is further subdivided to display the left eye image and the right eye image in an intersecting manner to display a vertically long left eye image and a vertically long right eye image It is possible to implement a compensating method in which the horizontal resolution is reduced by half and the stereoscopic effect is realized by displaying in a parellex barier manner which is alternately displayed. The barrier region coupled to the repetition of the narrow region of the left eye image and the right eye image of the region passes through the left eye direction in the left eye image region and follows the normal parallax pattern passing through the right eye direction in the right eye image region.

본 발명의 특징인 다 시청자들을 입체영상을 시청할 수 있게 하는 보상과정이 AND연산으로 실시됨을 처음의 실시 예를 통하여 다시 상세하게 설명한다.The compensation process for enabling viewers to view a stereoscopic image, which is a feature of the present invention, is performed by an AND operation will be described in detail through the first embodiment.

배리어면에 제어용 이진수 B가 전달되면 배리어선에서 'on'/'off' 동작으로 표현이 된다. 이 동작은 배리어의 액정선이 직접 연결된 게이트 집합에서 제어한다. B의 '0', '1' 값은 정해진 위치의 게이트에 입력되어 'on' 또는 'off' 동작을 결정한다. 이때 '1'값은 회로 상에 잠시 저장한다. 일정시간 후 다음 타이밍에서 전달되는 반대쪽 눈을 위한 이진수 값과 비교하여 만일 그 값이 서로 '1'로 같은 경우 해당하는 액정 선에 공급하는 전압을 낮게 하여 액정 선을 통과하는 광량을 조절한다. 이런 방식으로 차단하는 광선의 차단율을 작게 하여 눈에 공급하는 광선의 총량을 보상한다. 이 처리과정을 꼭 필요로 하는 '검은' 세로줄에 해당하는 광의 경로는 시간적으로 분리되어 좌안과 우안으로 번갈아 향하게 되는 전후 과정의 광의 경로들이 배리어면에서 모두 봉쇄되므로 양 눈에서 볼 수 없는 '검은' 지점이다. 차단 광의 경로가 겹치는 영역이 매우 작고 매우 짧은 시간 동안 봉쇄된다면 이를 무시할 수도 있으나 액정선을 사용함으로써 배리어를 비선형적으로 제어하는 본 발명의 특성상 '검은' 경우가 자주 발생하여 화면영역에 있어 부분적으로 입체영상시청이 제한되는 문제가 발생할 수 있으므로 해당 광의 경로에서 좌안 영상과 우안 영상을 시간적으로 계속하여 표현하는 동시에 액정선에서 옅게 차단함으로써 눈에 공급되는 광선의 밝기를 보상하여 입체감이 감소한 선명도가 흐려진 영상을 사용하는 방법으로 다중시청자의 경우에 발생할 수 있는 '검은' 세로줄현상을 방지한다.When control binary number B is transferred to the barrier surface, it is represented as 'on' / 'off' operation on the barrier line. This operation is controlled by a set of gates directly connected to the liquid crystal lines of the barrier. The '0' and '1' values of B are input to the gate at the determined position to determine 'on' or 'off' operation. At this time, '1' value is stored temporarily on the circuit. When the values are equal to " 1 ", the voltage supplied to the corresponding liquid crystal line is lowered to adjust the amount of light passing through the liquid crystal line. In this way, the blocking rate of the blocking rays is reduced to compensate the total amount of rays to be supplied to the eye. Since the path of the light corresponding to the 'black' vertical line which needs this processing is temporally separated and the paths of the posterior and posterior processes that are alternately directed to the left eye and the right eye are blocked from the barrier surface, Point. If the area where the path of the blocking light is overlapped is very small and is blocked for a very short time, it may be ignored. However, in the characteristic of the present invention in which the barrier is nonlinearly controlled by using a liquid crystal line, 'black' occurs frequently, Since the left eye image and the right eye image are continuously displayed in the path of the light in the path of the light and the light is shielded from the liquid crystal line by compensating the brightness of the light beam supplied to the eye, To prevent 'black' vertical lines that may occur in the case of multiple viewers.

좌안 영상과 우안 영상의 두 차례의 타이밍에 각각 배리어면에 전달되는 제어용 이진수 패턴에 기반하여 이진수의 AND연산을 실시하고 도출된 결과값을 이용하여 배리어의 일부 액정선을 반투명하게 제어함으로써 적절한 밝기를 보상하여 화면의 검은 세로줄을 제거하고, 좌안 영상과 우안 영상이 같은 영역에 흐리게 겹쳐 표현되어 해당하는 부분에서 선명도가 줄어 입체영상의 화면을 보정하는 입체영상 다중 시청자들을 위한 밝기 보상구조를 광량보상(brightness compensation)라 하며, 본 발명에서 이러한 이진수의 AND연산에 의해 입체영상 시청 불가능 영역을 보상하여 시청이 가능한 영역으로 바꾸는 기능의 배리어 및 입체영상제어부에 부가되는 입체영상보상기(stereoscopy compensator)를 본 발명의 특징으로 한다.Based on the control binary pattern transmitted to the barrier surface at the two timings of the left eye image and the right eye image, an AND operation of binary numbers is performed. By using the resultant values, some liquid crystal lines of the barrier are semi-transparently controlled, The brightness compensating structure for stereoscopic multi-viewers, which removes the black vertical lines on the screen and compensates the stereoscopic image by reducing the sharpness in the corresponding part by blurring the left eye image and the right eye image in the same area, and a stereoscopic compensator added to a barrier and a stereoscopic image control unit that functions to compensate for a stereoscopic image unrecoverable area by an AND operation of binary numbers and convert it into a viewable area, .

본 발명의 입체영상보상기는 배리어 제어부에 있을 수 있다.The stereoscopic image compensator of the present invention may be in a barrier control unit.

본 발명의 입체영상보상기는 입체영상제어부에서 배리어면 및 화면을 동시에 제어하는 구조일 수도 있다.The stereoscopic image compensator of the present invention may be configured to simultaneously control the barrier surface and the screen in the stereoscopic image control unit.

본 발명의 입체영상보상은 발광 화소의 발광량과 배리어면의 제어시간을 조절하여 실시될 수도 있다.The stereoscopic image compensation of the present invention may be performed by adjusting the amount of light emission of the light-emitting pixels and the control time of the barrier surface.

본 발명의 입체영상보상은 입체영상과 평면영상을 같이 사용하여 입체영상을 표현하는 빈도 내지 영역을 줄이는 방법으로 실시될 수도 있다.The stereoscopic image compensation of the present invention may be implemented by a method of reducing the frequency or area of representing a stereoscopic image using a stereoscopic image and a flat image together.

본 발명은 만일 입체영상화면으로부터의 광량이 매우 충분하고, 눈의 위치를 추적하는 기능이 매우 정확하게 실시간으로 이루어진다면, 좌안 영상에서 우안을 차단하고, 우안영상에서 좌안을 차단하는 본 발명의 차단식 배리어를 움직이는 이진수 패턴의 최종 값을 '0'은 '1'로, '1'은 '0'으로 하는 약간의 수정을 거친 후, 좌안 영상에서 좌안의 경로를 열고, 우안 영상에서 우안의 경로를 여는 투과식 배리어로 바꿀 수도 있다. 투과식 배리어는 화면의 내용을 원하지 않는 사람에게 보이지 않게 제한할 수 있는 보안적인 기능이 있다.In the present invention, if the amount of light from the stereoscopic image is very sufficient and the function of tracking the position of the eye is very accurately performed in real time, the blocking of the left eye in the left eye image and the blocking of the left eye in the right eye image, The final value of the binary pattern that moves the barrier is slightly modified by setting '0' to '1' and '1' to '0'. Then, the path of the left eye is opened in the left eye image, It can be replaced with an open transmissive barrier. Transmissive barriers have a security feature that can limit the contents of the screen to invisible to unwanted people.

본 발명은 행렬로 확장가능한 이진수의 패턴을 사용한다. 따라서, 부채꼴의 변형 렌티큘러를 사용하지 않고 도 4의 우측에 그려진 피라미드꼴 혹은 깔때기꼴의 변형 렌티큘러를 사용하며, 안위인식부에서 수평거리 i, 수평편위 j를 전달함은 물론 촬영된 화면에서 수직방향 화소각까지 계산하여 수직편위 k값을 포함해 전달하며, 배리어에서 수평방향으로 중첩된 액정선(line)을 높이에 따라 미세하게 잘라 제어선을 각각 추가하여 '수평×수직'으로 배열된 점(dot) 방식으로 하고, 이렇게 추가된 수직 차원의 값들과 행렬 패턴들을 계산 또는 제어하는 과중한 방법을 사용하는 경우에는 본 발명의 특징이 되는 동작방법을 훼손하지 않고도 더 많은 사람에게 입체영상을 보여줄 수 있는 확장성을 가진다. 입체영상제어부의 제어용 이진수를 직선형 패턴에서 면을 표시하는 행렬 패턴으로 확장함으로써 극장에서 보는 것과 같이 가로세로로 줄지어 착석한 수십 인의 입체영상 시청자를 가능하게 한다.The present invention uses a pattern of binary numbers that can be extended to a matrix. Therefore, a pyramidal or funnel-shaped modified lenticular drawn on the right side of FIG. 4 is used without using a sector lenticular lenticular, and the horizontal position i and the horizontal position j are transmitted from the position recognition unit, The pixel lines are computed and transmitted along with the vertical deviation k. The line is superimposed horizontally on the barrier and finely cut along the height. dot method, and the weighted method of calculating or controlling the added vertical dimension values and matrix patterns is used, it is possible to display stereoscopic images to more people without damaging the operation method, which is a feature of the present invention It has scalability. By expanding the control binary number of the stereoscopic image control unit from a linear pattern to a matrix pattern for displaying a face, it becomes possible for a viewer of a stereoscopic image of dozens of people to be seated horizontally and vertically as seen in a theater.

본 발명은 카메라의 위치와 방향이 화면의 방향과 같으므로, 눈의 위치를 추적하는 두 개의 HD급 카메라에서 촬영되는 영상들에 영상압축장치와 통신인터페이스장치만 간단히 추가하여, 다른 장소에 있는 통화자의 입체영상디스플레이장치에 디스플레이하고, 같은 방식으로 압축장치와 통신장치를 사용하여 상대의 안위인식 카메라에서 생성된 입체영상화면을 현재 모니터의 입체영상디스플레이에 표시함으로써 입체화상통신을 손쉽게 실시할 수 있다.Since the position and direction of the camera are the same as the directions of the screen, it is possible to simply add the image compressing device and the communication interface device to the images photographed by the two HD cameras that track the position of the eye, The stereoscopic image communication apparatus can easily perform the stereoscopic image communication by displaying the stereoscopic image generated by the relative position recognition camera on the stereoscopic image display of the current monitor by using the compression device and the communication device in the same manner .

눈의 위치를 추적하기 위하여 시청자가 포함된 전면의 영상을 실시간으로 촬영하는 HD급 카메라의 촬영영상을 안위인식부와 영상압축장치에 동시에 전달하여 영상압축장치에서 다양한 압축형식의 영상데이터로 이미지의 형태를 바꾸고, 이 파일의 스트리밍(Streaming)를 인터넷 등의 통신매체에 연결된 네트워크인터페이스카드(Network Interface Card)와 통신선(Communication Line)을 통하여 통화상대자에게 전달하고, 통화상대자의 입체영상장치는 이 영상데이터을 전달받는 즉시 입체영상통화장치에 디스플레이하는 방식으로 이곳의 입체영상을 원격지에 디스플레이하며, 이곳에서 두 대의 카메라로 만들어진 입체영상을 전달하였듯이 통화상대자측에서도 여러 카메라들과 영상압축장치로 생성한 통화상대자의 입체영상을 통신장치와 통신선을 통해 본 발명품으로 전달받아 디스플레이하는 방식으로 본 발명품에서 입체영상통화기능의 장치가 쉽게 제작된다. 본 발명의 실시 예의 취지는 입체영상통화기능에 있으므로, 영상압축장치와 통신장치, 통신선은 자세히 설명하지 않는다.In order to track the position of the eye, the captured image of the HD-class camera that captures the image of the front side including the viewer in real time is simultaneously transmitted to the position recognition unit and the image compression apparatus, And transmits the streaming of the file to a communication partner via a network interface card and a communication line connected to a communication medium such as the Internet. As the stereoscopic image is displayed on the stereoscopic video communication device as soon as the data is received, the stereoscopic image of the stereoscopic image is displayed at a remote place. Here, as in the stereoscopic image created by the two cameras, The stereoscopic image of the present invention is transmitted through a communication device and a communication line, So that the apparatus of the present invention can easily produce a stereoscopic video call function device. Since the purpose of the embodiment of the present invention is the stereoscopic video calling function, the video compression device, the communication device, and the communication line are not described in detail.

이렇게 간단히 부가되는 장치들에 의해 확장되는 본 발명의 입체영상통화 효과는 오직 매스미디어에 의하여 입체영상이 제공되는 일방향성에서 벗어나 통신을 통하여 서로의 입체영상을 생성하고 교환하는 쌍방향의 입체영상 사용형태로 확장되는 것으로 그 의미가 매우 크다고 할 수 있다. 카메라의 렌즈가 화면 앞에 있어 상대편의 입체영상을 시청하면서 동시에 시청자의 입체적인 모습을 상대편에게 전달하기 쉽도록 고안된 본 발명품은 매우 소통적인 입체영상(communicational stereoscopy)장치라고 말할 수 있다.The stereoscopic video telephony effect of the present invention, which is extended by the devices thus simply added, is a two-way stereoscopic video using mode in which a stereoscopic image is generated and exchanged with each other through communication by deviating from one direction in which a stereoscopic image is provided by only mass media Which is very meaningful. The present invention, which is designed to allow a stereoscopic view of a viewer to be easily conveyed to an opponent while viewing a stereoscopic image of the opponent while the lens of the camera is in front of the screen, can be said to be a highly communicative stereoscopic apparatus.

입체영상통화를 실시할 때, 안경방식의 입체영상디스플레이장치는 통화자의 눈을 가리기 때문에 상대에게 무례하게 보여질 수 있으나, 시차배리어를 사용한 본 발명은 전혀 그렇지 않으니 다소 예절적이라고도 할 수 있다. 다수의 시청자에게 편리하게 입체영상을 제공하는 본 발명의 특성상 입체영상통화의 범위를 개인 대 개인에서 가족 대 가족으로 크게 확장할 수 있어 소통범위의 확장에도 도움이 된다고도 할 수 있다.
When performing a stereoscopic video call, the stereoscopic image display device of the glasses type can be seen as rude to the opponent because it covers the eyes of the caller. However, the present invention using the parallax barrier is not so at all, so it can be said that it is somewhat manners. The scope of the present invention, which provides stereoscopic images conveniently to a large number of viewers, can greatly expand the range of stereoscopic video calls from individual to individual to family to family, which is also helpful for expanding the communication range.

A - 카메라에서 촬영된 눈의 화소 기반 각도
B - 제어용 이진수
f - 합성화소폭
g - 화소면과 배리어면 사이의 이격거리
i - 눈의 수평거리
j - 눈의 수평편위
k - 눈의 수직편위
L - 화면가로길이
m - 단위길이
r - 축소비율
301 - 화소면
302 - 반사판
303 - 투명충전재
304 - 흡수면
305 - 반사각
306 - 반사면
307 - 산란면
A - The pixel-based angle of the eye taken by the camera.
B - binary for control
f - Synthesized small width
g - the distance between the pixel face and the barrier face
i - the horizontal distance of the eye
j - horizontal deviation of the eye
k - the vertical deviation of the eye
L - width of screen
m - the unit length
r - reduction ratio
301-pixel plane
302 - Reflector
303 - Transparent filler
304 - Absorbing surface
305 - Reflection angle
306 - Reflective surface
307 - scattering surface

Claims (1)

가시광선 또는 적외선과 가시광선을 촬영하는 HD급 이상의 영상카메라 2대에서 촬영된 영상을 눈과 얼굴의 형태를 단순하게 샘플링한 이미지패턴과 화소 단위로 비교하고, 삼각법을 이용하여 시청자의 눈의 위치를 추적하는 방법으로,
영상카메라들의 중심에서 좌측, 우측의 영상카메라의 2개의 영상카메라들에서 전방의 시청자의 영상을 촬영하는 단계;
촬영된 영상을 단색의 그레이톤 이미지 또는 흑백이미지로 단순화하여 비교속도를 높인 후 눈과 얼굴의 형태에서 정의되고 추출된 이미지패턴과 비교하는 단계;
단순화한 좌측, 우측 영상카메라의 각 영상들에서 확인된 눈과 얼굴의 이미지패턴의 위치가 각 영상의 중심으로부터 얼마나 떨어져 있는지 화소 단위의 거리값으로 각각 산출하는 단계;
각각 산출된 화소단위 거리값들과 두 영상카메라 사이의 거리값 그리고, 삼각법을 이용하여 좌측, 우측 영상카메라들의 중심축을 기준으로 하는 눈의 각도와 거리를 계산하는 단계;
계산된 눈의 각도와 거리를 이용하여 좌측, 우측 영상카메라들의 중심축을 기준으로 하는 시청자의 눈의 수평거리와 수평편위를 계산하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 안위인식방법.
The images captured by two HD or higher video cameras that capture visible light or infrared and visible light are compared with the image pattern that is simply sampled from the shape of the eye and face in pixel units, and the position of the viewer's eyes As a way to track,
Capturing an image of a viewer ahead of the two image cameras of the left and right image cameras at the center of the image cameras;
A step of simplifying the photographed image into a monochromatic gray-toned image or a monochrome image to increase the speed of comparison, and then comparing the photographed image with an image pattern defined and extracted in the shape of a face and a face;
Calculating a position of the image pattern of the eyes and the face of each of the simplified images of the left and right image cameras as distances from the center of each image as pixel values;
Calculating distances between the calculated pixel-unit distance values, distance between the two image cameras, and angles and distances of the eyes based on the center axes of the left and right image cameras using trigonometry;
And calculating a horizontal distance and a horizontal deviation of the viewer's eyes based on the center axis of the left and right image cameras using the calculated angle and distance of the eyes.
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