KR101464986B1 - 입체 영상 표시 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치에서 표시되는 한개의 프레임 내의 신호를 조정하여 인위적으로 보정된 복굴절값을 가지는 2개의 프레임 화면으로 나누어 구성하고, 조정된 복굴절율값을 보상할 수 있는 위상차판을 적용한 안경을 사용하여 좌우안의 정보를 구분하여 전달하는 방식으로 입체 화면을 구현하는 입체 영상 표시 시스템에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 입체 영상 표시 시스템은, 액정을 구동시켜 영상을 표시하는 액정 표시장치; 상기 액정 표시장치 내에 구비되며, 상기 액정 표시 장치에서 표시되는 영상을 이루어는 하나의 프레임을 2개의 프레임으로 분할하되, 분할된 2개의 프레임 중 하나의 프레임은 (1 - a)nd의 복굴절값을 가지도록 제어되고, 나머지 하나의 프레임은 (1 - b)nd의 복굴절값을 가지도록 제어하는 제어부; 상기 액정 표시장치에서 표시되는 영상을 시청하는 시청자가 착용하며, 좌우측 안경알 중 하나의 안경알은 and의 굴절값을 가지는 위상차 보상필름이 부착되고, 나머지 하나의 안경알은 bnd의 굴절값을 가지는 위상차 보상필름이 부착되는 위상차 보상 안경;을 포함한다.

Description

입체 영상 표시 시스템{THE SYSTEM FOR DISPLAYING 3D VISUAL}
본 발명은 입체 영상 표시 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액정표시장치에서 표시되는 한개의 프레임 내의 신호를 조정하여 인위적으로 보정된 복굴절값을 가지는 2개의 프레임 화면으로 나누어 구성하고, 조정된 복굴절율값을 보상할 수 있는 위상차판을 적용한 안경을 사용하여 좌우안의 정보를 구분하여 전달하는 방식으로 입체 화면을 구현하는 입체 영상 표시 시스템에 관한 것이다.
최근에는 디스플레이 기술의 발전에 따라 입체 영상에 대한 요구가 커지고 있는 실정이며, 이러한 요구에 대하여 영화에서는 3D 영화 등이 많이 제작되고 있으며, 많은 입체 영상 컨텐츠들이 제작되고 있다.
이러한 입체 영상을 구현하는데 있어, 가장 전통적인 방법으로서는 적색과 청색의 고대비 컬러를, 표시하는 화면 정보의 좌우측에 각각 부가한 후, 적색 및 청색으로 구성된 안경을 착용하여 좌측과 우측 눈의 표시 정보를 다르게 전달함으로써, 입체감있는 화면을 느끼게 하는 방법이 있다.
그런데 이러한 방법의 경우 적색 안경을 통한 화면에서 청색 표시 부분을 감지하는 경우 청색 표시 부분의 컬러를 인식하지 못하여 정보가 원활히 전달되지 않으며, 흑백 표시에 가까운 현상으로 청색 표시 부분을 표시 정보로 인식함에 따라서 고해상도의 표시가 불가능한 문제점이 있다. 즉, 이러한 방식의 입체 화면 구현의 경우 선명한 영상 표시가 근본적으로 불가능한 문제점이 있는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 위상차 필름을 사용하여 시청자 좌우안의 정보를 구분하여 전달하는 방식을 이용함으로써, 다양한 방식의 액정 표시 장치에 적용가능하면서도 선명한 입체 영상을 얻을 수 있는 입체 영상 표시 시스템을 제공하는 것이다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 입체 영상 표시 시스템은, 액정을 구동시켜 영상을 표시하는 액정 표시장치; 상기 액정 표시장치 내에 구비되며, 상기 액정 표시 장치에서 표시되는 영상을 이루어는 하나의 프레임을 2개의 프레임으로 분할하되, 분할된 2개의 프레임 중 하나의 프레임은 (1 - a)nd의 복굴절값을 가지도록 제어되고, 나머지 하나의 프레임은 (1 - b)nd의 복굴절값을 가지도록 제어하는 제어부; 상기 액정 표시장치에서 표시되는 영상을 시청하는 시청자가 착용하며, 좌우측 안경알 중 하나의 안경알은 and의 굴절값을 가지는 위상차 보상필름이 부착되고, 나머지 하나의 안경알은 bnd의 굴절값을 가지는 위상차 보상필름이 부착되는 위상차 보상 안경;을 포함한다.
그리고 본 발명에서 상기 액정 표시장치는, 복굴절 방식의 액정을 사용하는 것이 바람직하다.
또한 상기 액정 표시장치는, IPS 모드 또는 VA 모드 등의 다양한 방식의 액정을 사용하는 것이 가능하다.
또한 본 발명에서 상기 a, b는, 0.1 < a < 0.6, 0.1 < b < 0.6의 범위를 가지는 수인 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면 IPS 또는 VA 모드 등 복굴절을 활용하는 다양한 액정표시장치에 사용가능하므로 적용 범위가 넓으며, 기존의 액정표시장치의 구조에는 전혀 변화를 주지 않고, 액정 구동을 제어하는 제어 방식의 간단한 변화를 통하여 구현되므로 기존의 액정표시장치 제조라인을 그대로 활용할 수 있는 장점이 있다.
더구나 본 발명에 따른 입체 영상 표시 시스템에서는 종래의 방식에 비하여 선명한 고품위의 입체 영상을 표시할 수 있으므로, 저렴한 비용으로 입체 화면을 구현할 수 있는 현저한 효과를 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 시스템의 구성을 도시하는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시장치에서 표시되는 영상을 구성하는 각 프레임의 구성을 도시하는 도면이다 .
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위상차 보상 안경의 구조를 도시하는 사시도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.
본 실시예에 따른 입체 영상 표시 시스템(1)은 도 1에 도시된 바와 같이, 액정 표시장치(10), 제어부(도면에 미도시) 및 위상파 보상 안경(20)을 포함하여 구성될 수 있다.
먼저 상기 액정 표시장치(10)는 액정을 구동시켜 영상을 표시하는 디스플레이(display) 장치이며, 일반적으로 사용되는 다양한 액정 표시장치가 사용될 수 있다. 물론 본 실시예에서는 전술한 바와 같이, 액정의 복굴절율을 조정하여 입체 영상을 표시하는 방식이므로, 상기 액정 표시 장치(10)는 액정의 복굴절을 이용하는 방식의 모든 액정표시장치, 예를 들어 IPS 모드 또는 VA 모드 등의 액정 방식을 이용하는 액정표시장치가 활용가능하다.
그리고 본 실시예에 따른 액정표시장치(10)는 기존의 액정표시장치 구조에 전혀 변화를 주지 않고 그대로 사용할 수 있으므로, 기존 제조 라인에 변화를 줄 필요가 없이 그대로 생산이 가능한 장점이 있다. 이러한 액정 표시장치의 구체적인 구조는 일반적으로 알려진 주지의 사실이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
더 나아가서는 이미 사용되고 있는 액정 표시 장치의 경우에도 제어부 구성을 변화시킨 업그레이드 키트를 장착하는 등의 방법으로 입체 영상 표시 시스템을 도입할 수 있는 등, 기존에 이미 사용하고 있는 액정 표시장치까지 활용할 수 있을 정도로 본 발명이 적용 범위가 넓은 장점이 있다.
다음으로 상기 제어부는 상기 액정 표시장치(10)에 영상이 표시되도록 상기 액정 표시장치를 제어하는 구성요소이다. 특히, 본 실시예에 따른 상기 제어부는 이러한 일반적인 액정표시장치에 구비되는 제어 기능과 더불어서, 상기 액정 표시 장치(10)에서 표시되는 영상을 이루는 하나의 프레임을 2개의 프레임으로 분할하되, 분할된 2개의 프레임 중 하나의 프레임은 (1 - a)nd의 복굴절값을 가지도록 제어하고, 나머지 하나의 프레임은 (1 - b)nd의 복굴절값을 가지도록 제어하는 독특한 기능을 수행한다.
이하에서 이 기능을 도 2를 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 도 2에서는 액정 표시장치에서 1초에 60프레임의 영상을 표시하는 것을 예를 들어 도시한 것이다. 물론 1초에 120 프레임 등 다양한 형식으로 변화가 가능할 것이다. 이렇게 1초 동안 표시되는 60개의 프레임 각각을, 도 2에 도시된 바와 같이, 2개의 프레임으로 분할하는 것이다.
이때 하나의 프레임에서 분할되는 2개의 프레임 중 하나의 프레임은 이 영상을 시청하는 시청자의 좌우안 중 어느 한쪽 눈을 위한 영상이고, 나머지 하나의 프레임은 시청자의 양 눈 중 나머지 하나의 눈을 위한 영상으로 준비되는 것이다. 예를 들어, 하나의 프레임은 시청자의 양 눈 중 우측눈을 위하여 복굴절율이 인위적으로 조정된 영상이고, 나머지 하나의 프레임은 좌측눈을 위하여 복굴절율이 인위적으로 조정된 영상이 되는 것이다. 따라서 액정 표시장치에서 기존에 60Hz의 주파수로 영상을 표시하던 것이 120Hz의 주파수로 영상을 표시하게 된다.
이때 각 프레임에서 조정되는 복굴절율은 도 2에 도시된 바와 같이, 2개의 프레임 중 좌측 프레임은 (1-a)nd의 복굴절율을 가지도록 조정되고, 우측 프레임은 (1-b)nd의 복굴절율을 가지도록 조정될 수 있다. 물론 60개의 각 프레임들도 동일한 복굴절율값을 가지도록 조정된다.
여기에서 상기 a, b는, 각각 독립적으로 0.1 < a < 0.6, 0.1 < b < 0.6의 범위를 가지는 수인 것이 바람직하며, 그 값이 0.1 이하인 경우에는 좌우 양측 눈에서 영상이 차이를 감지하지 못하여 입체 영상을 구현하지 못하는 문제점이 있으며, 그 값이 0.6 이상인 경우에는 액정을 과도하게 조정하여 영상 구현에 무리가 발생할 수 있는 문제점이 있다.
결국 상기 제어부에서는 상기 위상차 보상 안경(20)에서 각각 다른 값으로 보상될 수 있도록 동일한 프레임의 영상을 다른 굴절율값을 가지도록 2개의 프레임으로 나누어서 하나의 프레임에 배치하는 것이다.
그리고 본 실시예에 따른 입체 영상 표시 시스템(1)에서 상기 제어부는 상기 액정 표시장치(10) 내에 내장되는 구조를 가질 수 있으며, 전술한 바와 같이, 별도의 키트로 제작되어 상기 액정 표시장치에 결합되어 사용되는 구조를 가질 수 있다.
다음으로 상기 위상차 보상 안경(20)은, 상기 액정 표시장치(10)에서 표시되는 영상을 시청하는 시청자가 착용하며, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 액정 표시장치(10)와 시청자의 눈(30) 사이에서 상기 제어부에 의하여 조정된 굴절율값을 보상하여 시청자의 양 눈 중 어느 한 눈에서는 정상적인 영상이 인식되도록 하고 나머지 한 눈에서는 이 영상이 인식되지 않도록 하는 기능을 한다.
구체적으로 상기 위상차 보상 안경(20)은, 상기 제어부의 굴절율 조정에 대응하여, 2개의 안경알 중 하나의 안경알에는 and의 굴절값을 가지는 위상차 보상필름(26)이 부착되고, 나머지 하나의 안경알에는 bnd의 굴절값을 가지는 위상차 보상필름(26)이 부착되는 구조를 가진다. 물론 위상차 보상필름이 부착되는 구조가 아니라 위상차 보상막이 코팅되는 등 다른 형태로 구현될 수도 있을 것이다.
따라서 도 3에 도시된 바와 같이, 시청자의 오른쪽 눈의 앞에 놓이는 오른쪽 안경알(22)에는 and 만큼의 위상차 보상필름(26)이 부착되어 있으므로, 상기 액정표시장치(10)에서 표시되는 좌측 프레임의 (1-a)nd 값으로 조정된 화상을 보게되며, 이때 상기 위상차 보상 안경(20)에 의하여 보상된 화면에서는 복굴절에 의한 착색현상을 느낄 수 없는 깨끗한 화면을 시청자의 오른쪽 눈이 받아들이게 된다. 물론 이때 시청자의 좌측 눈에도 이 이미지가 유입되나, 보정된 복굴절율값과 위상차 필름의 보상값이 상이하여 복굴절율값이 해소된 정상적인 화면이 아니기 때문에 착색 현상을 느끼면서 시청자의 좌측눈으로는 화면의 선명한 정보 입력이 불가능하게 된다.
그러나 이후에 우측 프레임의 (1-b)nd 값으로 조정된 화상을 보게 되면, 좌측눈이 정확한 정보를 획득하게 되고, 반대로 우측눈은 선명하지 않은 비정상적인 정보를 획득하게 된다. 따라서 기존의 액정 표시장치에서 하나의 프레임으로 전달되는 영상을 시청자의 양쪽 눈에 개별적으로 정보를 입력할 수 있는 것이다. 이때 (1-a)nd 및 (1-b)nd의 이미지는 시청자의 두 눈의 거리차를 고려해 설치한 두개의 카메라에 의해서 획득된 영상으로 구성되어 좌우 시차를 고려한 이미지로 구성되는 것이 바람직하다.
결론적으로 시청자는 안경에 부착된 위상차 보상 필름의 정량적인 값에 의해서 획득되는 정보를 두 눈에서 구분적으로 획득하게 되므로, 결과적으로 입체 효과를 느낄 수 있다. 이러한 방식의 입체 영상 표현은, 적색 청색으로 구성된 방식에 비해서 그림자 효과가 없고 선명한 표시가 가능하므로 보다 고정세의 입체 표시에 응용될 수 있는 장점이 있다.
1 : 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 시스템
10 : 액정 표시장치 20 : 위상차 보상 안경
30 : 시청자의 눈

Claims (4)

  1. 액정을 구동시켜 영상을 표시하는 액정 표시장치;
    상기 액정 표시장치 내에 구비되며, 상기 액정 표시 장치에서 표시되는 영상을 이루어는 하나의 프레임을 2개의 프레임으로 분할하되, 분할된 2개의 프레임 중 하나의 프레임은 (1 - a)nd의 복굴절값을 가지도록 제어되고, 나머지 하나의 프레임은 (1 - b)nd의 복굴절값을 가지도록 제어되는 제어부;
    상기 액정 표시장치에서 표시되는 영상을 시청하는 시청자가 착용하며, 좌우측 안경알 중 하나의 안경알은 and의 굴절값을 가지는 위상차 보상필름이 부착되고, 나머지 하나의 안경알은 bnd의 굴절값을 가지는 위상차 보상필름이 부착되는 위상차 보상 안경;을 포함하며,
    상기 a, b는,
    0.1 < a < 0.6, 0.1 < b < 0.6의 범위를 가지는 수인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 액정 표시장치는,
    복굴절 방식의 액정을 사용하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 액정 표시장치는,
    IPS 모드 또는 VA 모드를 사용하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 시스템.
  4. 삭제
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