KR101409845B1 - 영상 표시 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 사용자와 상호 작용이 가능한 3차원 영상을 디스플레이해주는 영상 표시 장치 및 방법에 관한 것으로서, 종래의 체적형 디스플레이 장치에 의하여 생성된 3차원 영상을 다른 위치에서 재현하고 사용자의 움직임에 따라 변경, 재생되도록 함으로써 사용자와 상호 작용이 가능한 3차원 영상 표시 장치 및 방법을 제공한다. 또한, 본 발명은 초음파를 통해 사용자의 촉감을 자극함으로써 사용자가 3차원 영상과 실감나는 상호 작용을 할 수 있도록 한다.

Description

영상 표시 장치 및 방법 {Image Display Apparatus and Method}
본 발명은, 3차원 영상을 재생하는 영상 표시 장치 및 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는, 사용자가 재생되는 3차원 영상과 상호 작용할 수 있도록 하는 영상 표시 장치 및 방법에 관한 것이다.
종래의 상호 작용이 가능한 무안경식 3차원 디스플레이는 대부분이 시차 격벽(Parallax barrier)이나 렌티큘러 렌즈(Lenticular lens) 등을 사용하고, 사용자가 패널 전면에서 3차원 영상을 관찰할 수 있게 함으로써 사용자와 상호 작용하는 방식을 사용한다.
이러한 무안경식 3차원 디스플레이는 광학 소자가 디스플레이 전면에 배치되어 방향별 영상을 보여주고, 이를 동작 인식 카메라 등을 이용하여 인식된 관찰자의 움직임을 토대로 상호 작용이 가능한 3차원 영상을 재생하는 것을 특징으로 한다.
그러나, 이와 같은 방법은 관찰자가 실감나는 3차원 영상을 관찰할 수 없는 문제점을 가지고 있으며, 실제 3차원 영상이 아니라 방향별 영상(Directional-view image)이기 때문에 평면 영상을 재생하는 것이라는 한계가 있다. 또한, 관찰자는 3차원 영상이 재생되는 평면형 디스플레이를 관찰하면서 상호 작용을 하기 때문에 다수의 관찰자가 상호 작용하기 힘들다는 문제점이 존재하며, 시야각이 매우 제한적이라는 단점을 가지고 있기 때문에 이를 개선해야 할 필요가 있다.
그리고, 종래의 상호 작용이 가능한 체적형 디스플레이 방식은 관찰자가 3차원 영상을 직접 만지거나 제어할 수 없고 관찰자로 하여금 보조 도구의 착용을 통해 동작을 인식하고 이를 영상으로 재생하는 방법을 사용함으로써 사용자의 긴장감이 떨어지는 단점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여, 전방향에서 관찰이 가능한 체적형 디스플레이(Volumetric display) 상단에 잘 설계된 포물면 형태의 광학 거울을 배치하고 3차원 영상을 부양시켜, 관찰자가 전방향에서 3차원 영상을 관찰할 수 있으면서도 동작 인식 방법을 이용한 상호 작용이 가능하고 초음파를 이용하여 촉감까지 제공받을 수 있는 오감만족형 상호 작용 무안경식 3차원 디스플레이를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 3차원 영상을 생성하는 디스플레이 생성부; 상기 3차원 영상을 상기 3차원 영상이 생성된 위치와 다른 위치에서 재현하는 광학 처리부; 상기 광학 처리부에 의하여 재현된 3차원 영상에 대한 사용자의 움직임을 수신하는 움직임 수신부; 및 상기 사용자의 움직임에 따라 상기 재현된 3차원 영상을 변경하고, 변경된 3차원 영상을 재생하는 화상 처리부를 포함하는 영상 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 일면에 따르면, 상기 광학 처리부는, 거울 또는 렌즈를 이용하여 상기 3차원 영상을 재현하는데, 포물면 형태의 광학 거울을 배치하고, 상기 재현된 3차원 영상을 부양시켜 상기 사용자가 전방향에서 상기 재현된 3차원 영상을 관찰할 수 있도록 한다.
본 발명의 다른 면에 따르면, 초음파 생성부를 더 포함하고, 상기 초음파 생성부는, 상기 사용자가 상기 재현된 3차원 영상과 상호 작용하는 경우, 상기 재현된 3차원 영상이 표시되는 곳에 초음파를 집중시켜 상기 사용자가 촉감을 인지할 수 있도록 한다.
한편 본 발명은, 3차원 영상을 생성하고 재생하는 단계; 상기 3차원 영상이 재생되는 위치와 다른 위치에서 상기 3차원 영상을 재현하는 단계; 상기 재현된 3차원 영상에 대한 사용자의 움직임을 수신하는 단계; 상기 사용자의 움직임에 따라, 상기 재현된 3차원 영상을 변경하고, 변경된 3차원 영상을 재생하는 단계; 및 상기 사용자가 상기 재현된 3차원 영상과 상호 작용하는 경우, 초음파를 이용하여 상기 사용자가 촉감을 인지하도록 하는 단계를 포함하는 영상 표시 방법으로 이용될 수 있다.
본 발명은, 종래의 상호 작용이 가능한 무안경식 3차원 디스플레이와는 달리 전방향에서 관찰이 가능하며 상호 작용이 가능한 무안경식 3차원 영상을 제공한다.
또한, 본 발명은, 다수의 관찰자가 상호 작용할 수 있게 하며, 사용자의 촉감까지 제공이 가능한 오감만족형 영상 표시 장치 및 방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 표시 장치의 구조를 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 표시 장치가 실시되는 예를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 표시 방법의 과정을 나타낸 흐름도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의된다.
한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 표시 장치의 구조를 나타낸 블록도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 영상 표시 장치(100)는 디스플레이 생성부(101), 광학 처리부(102), 화상 처리부(103), 움직임 수신부(104) 및 초음파 생성부(105)를 포함한다.
디스플레이 생성부(101)는 영상 표시 장치(100)를 통해 디스플레이하고자 하는 3차원 영상을 생성한다. 따라서, 디스플레이 생성부(101)는 3차원 영상을 생성하기 위해 종래의 체적형 디스플레이 장치에 포함된 구성 요소들을 포함한다. 디스플레이 생성부(101)는 생성한 3차원 영상을 광학 처리부(102)로 전달한다.
광학 처리부(102)는 디스플레이 생성부(101)에 의하여 생성된 3차원 영상을 전달받고, 사용자(관찰자, 110)가 상기 3차원 영상과 상호 작용할 수 있도록, 상기 생성된 3차원 영상을 다른 위치에서 재현한다.
광학 처리부(102)는 3차원 영상을 다른 위치에서 재현할 수 있도록 거울 또는 렌즈를 포함한다. 광학 처리부(102)가 3차원 영상을 다른 위치에서 재현하는 일실시예로서, 포물면 형태의 광학 거울을 배치하고 재현된 3차원 영상을 부양시킴으로써, 사용자(110)가 전방향에서 상기 재현된 3차원 영상을 관찰하고, 상기 3차원 영상과 상호 작용할 수 있도록 한다.
움직임 수신부(104)는 사용자(110)와 상호 작용하기 위하여 사용자의 움직임을 수신하고, 화상 처리부(103)로 전달한다. 움직임 수신부(104)는 이미지 센서 또는 카메라 등을 포함하고, 상기 이미지 센서나 카메라 등을 통해 사용자(110)의 행동, 표정 또는 시선 등을 수신한다.
화상 처리부(103)는 광학 처리부(102)에 의하여 재현된 3차원 영상을, 움직임 수신부(104)로부터 수신한 사용자(110)의 움직임에 따라 변경하고, 변경된 3차원 영상을 재생한다. 따라서, 화상 처리부(103)는 광학 처리부(102)로부터 재현된 3차원 영상을 입력받고, 움직임 수신부(104)로부터 전달받은 사용자(110)의 행동, 표정 또는 시선 등에 따라 상기 재현된 3차원 영상에 변화를 주고, 변경된 3차원 영상을 사용자(110)가 볼 수 있도록 재생한다.
초음파 생성부(105)는 사용자(110)가 광학 처리부(102)에 의하여 재현된 3차원 영상 또는 화상 처리부(103)에 의하여 변경된 3차원 영상과 상호 작용할 때 지정된 사용자(110)의 신체 일부에 촉감을 느끼게 한다. 초음파 생성부(105)는 사용자(110)에게 촉감을 제공하기 위하여, 초음파를 생성하고 3차원 영상이 표시되는 곳에 상기 초음파를 집중시킴으로써, 사용자(110)가 촉감을 인지할 수 있도록 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 표시 장치가 실시되는 예를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 광학 미러 주변 부분 혹은 위/아래 부분에 움직임을 감지할 수 있는 센서 또는 카메라 등의 움직임 수신부(104)를 통해 사용자(110)가 상호 작용할 수 있게 한다. 그리고, 사용자(110)의 움직임 신호를 감지하고 주변 부분 혹은 위/아래 부분에 설치된 초음파 발생기를 통해 사용자(110)가 촉감을 느낄 수 있도록 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 표시 방법의 과정을 나타낸 흐름도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 영상 표시 장치는 종래의 방법에 따라 3차원 영상을 생성하고(S300), 생성된 3차원 영상과 사용자가 상호 작용을 할 수 있도록 하기 위하여, 생성된 3차원 영상을 다른 위치에서 재현한다(S320).
재현되는 3차원 영상은 사용자와 상호 작용을 한다. 따라서, 사용자가 3차원 영상에 대하여 하는 행동, 표정, 시선 등을 수신하고(S340), 수신한 사용자의 움직임을 3차원 영상에 반영한다.
이때, 3차원 영상과 상호 작용하는 사용자가 촉감을 인지할 수 있도록 하기 위하여, 초음파 생성기를 통해 초음파를 발생시키고 영상이 표시되는 곳에 초음파를 집중시킴으로써(S360), 사용자에게 촉감을 제공하고 실감나는 3차원 영상을 재현한다.
수신한 사용자의 움직임에 따라 3차원 영상을 변경하고, 변경된 3차원 영상을 재생하여 사용자가 계속해서 3차원 영상과 상호 작용할 수 있도록 한다(S380).
이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 본질적 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명에 표현된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등하거나, 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 영상 표시 장치
101 : 디스플레이 생성부
102 : 광학 처리부
103 : 화상 처리부
104 : 움직임 수신부
105 : 초음파 생성부
110 : 사용자(관찰자)

Claims (8)

  1. 3차원 영상을 생성하고 재생하는 디스플레이 생성부;
    상기 3차원 영상을 재현하는 광학 처리부;
    상기 광학 처리부에 의하여 재현된 3차원 영상에 대한 사용자의 움직임을 수신하는 움직임 수신부; 및
    상기 사용자의 움직임에 따라 상기 재현된 3차원 영상을 변경하고, 변경된 3차원 영상을 재생하는 화상 처리부를 포함하되,
    상기 광학 처리부는
    상기 3차원 영상이 생성된 위치와 다른 위치에서 상기 3차원 영상을 재현하는 것
    인 영상 표시 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 광학 처리부는
    거울 또는 렌즈를 이용하여, 상기 3차원 영상을 재현하는 것
    인 영상 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 광학 처리부는
    포물면 형태의 광학 거울을 배치하고, 상기 재현된 3차원 영상을 부양시켜 상기 사용자가 전방향에서 상기 재현된 3차원 영상을 관찰할 수 있도록 하는 것
    인 영상 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 움직임 수신부는
    이미지 센서 또는 카메라를 포함하고, 상기 이미지 센서 또는 상기 카메라를 통해 상기 사용자의 행동, 표정 또는 시선 등을 수신하는 것
    인 영상 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 사용자가 상기 재현된 3차원 영상과 상호 작용하는 경우, 상기 재현된 3차원 영상이 표시되는 곳에 초음파를 집중시켜 상기 사용자가 촉감을 인지할 수 있도록 하는 초음파 생성부
    를 더 포함하는 영상 표시 장치.
  7. 체적형 디스플레이 장치를 통해 3차원 영상을 생성하고 재생하는 단계;
    상기 3차원 영상이 재생되는 위치와 다른 위치에서 상기 3차원 영상을 재현하는 단계;
    상기 재현된 3차원 영상에 대한 사용자의 움직임을 수신하는 단계; 및
    상기 사용자의 움직임에 따라, 상기 재현된 3차원 영상을 변경하고, 변경된 3차원 영상을 재생하는 단계
    를 포함하는 영상 표시 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 사용자가 상기 재현된 3차원 영상과 상호 작용하는 경우, 초음파를 이용하여 상기 사용자가 촉감을 인지하도록 하는 단계
    를 더 포함하는 영상 표시 방법.
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