KR101502603B1 - 입체 영상 표시 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

입체 영상 표시 장치 및 방법이 제공된다. 입체 영상 표시 장치는 영상 표시 유닛과 시역 생성부 사이의 거리 및 시역 생성부의 표시 패턴을 변경함으로써, 입체 영상의 시점 수 및 시점간 간격 등을 조절할 수 있다. 이에 따라 입체 영상 표시 장치는 다양한 시청 환경에 적합한 입체 영상을 효율적으로 표현할 수 있다.
입체 영상, 3D display, 패럴랙스 배리어, 백라이트 분산, backlight distribution

Description

입체 영상 표시 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DISPLAYING THREE DIMENSIONAL IMAGE}
본 발명의 실시예들은 입체 영상을 표시하는 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 입체 영상의 시점 수와 시야 각도를 조절할 수 있는 입체 영상 표시 장치 및 그 방법과 관련된 것이다.
게임 및 영화 등과 같은 분야에서 3차원 입체영상에 대한 수요가 증가함에 따라, 3차원 입체영상을 표시하는 입체 영상 표시에 관한 기술이 점점 발전해가고 있다.
일반적으로, 상기 입체 영상 표시 장치는 사람의 두 눈에 서로 다른 2차원 평면 영상들을 인가함으로써 상기 3차원 입체영상을 표시한다. 즉, 사람은 두 눈을 통해 상기 한 쌍의 2차원 평면영상들을 보게 되고, 뇌에서 상기 평면영상들을 융합하여 입체감을 느끼게 된다.
입체 영상을 표시하기 위한 장치로서, 입체 안경을 이용하여 좌안 화상과 우안 화상을 분리하는 선편광 방식 입체 표시 장치가 있는데, 이는 시청자가 안경을 착용해야 한다는 불편함이 있었다. 따라서 이를 해결하기 위하여 안경을 착용 하지 않는 다양한 방식들이 제안되었다.
이들 방식은 주로 LCD 혹은 PDP와 같은 평판 디스플레이 소자에 방향별 영상을 분리하는 소자를 결합하여 입체 시스템을 구성하게 되는데, 이러한 시스템은 방향별 영상을 분리하는 소자에 따라 다시 렌티큘러 렌즈 시트(Lenticular Lens Sheet)를 이용하는 렌티큘러(Lenticular) 방식, 슬릿 어레이 시트(Slit Array Sheet)를 이용하는 패럴랙스(Parallax)방식, 백라이트 분배(backlight distribution) 방식 마이크로 렌즈 어레이 시트(microlens array sheet)를 이용하는 인티그럴 포토그래피(integral photography)방식, 간섭 현상을 이용하는 홀로그래피(holography) 방식 등으로 구분된다.
본 발명의 일실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는 다시점 영상을 표시하는 영상 표시 유닛, 표시 패턴을 구비하고, 상기 표시 패턴에 따라 상기 다시점 영상에 대응되는 복수 개의 시역(viewing zone)을 생성하는 시역 생성부, 및 영상 표시 유닛과 상기 시역 생성부 사이의 거리, 및 상기 표시 패턴을 변경하는 제어부를 포함한다.
이 때, 본 발명의 일실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는 입체 영상의 시점수, 시점간 거리, 및 상기 입체 영상 표시 장치로부터 시점까지의 거리에 관한 정보 중에서 적어도 하나를 포함하는 영상 표시 파라미터를 획득하는 파라미터 획득부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 영상 표시 파라미터에 기초하여 동작할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 입체 영상 표시 방법은 다시점 영상을 획득하는 단계, 상기 다시점 영상을 렌더링하여 상기 영상 표시 유닛에 표시하는 단계, 상기 렌더링된 다시점 영상에 대응되는 복수 개의 시역을 생성하기 위하여 상기 패턴 표시 유닛의 표시 패턴을 변경하는 단계, 및 상기 영상 표시 유닛과 상기 패턴 표시 유닛 사이의 거리를 변경하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 입체 영상 표시 장치 및 그 방법은 다양한 시청 상황 각각에 적합한 입체 영상을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는 시청 상황에 대한 정보의 입력 없이도 시청 상황에 적합한 입체 영상을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 2시점 입체 영상 표시 장치의 동작 원리를 도시한 도면이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 입체 영상 표시 장치는 영상 표시 유닛(110)과 백라이트(backlight) 패턴 표시 유닛(120)을 포함하여 구성될 수 있다.
영상 표시 유닛(110)은 입력 받은 다시점 영상을 표시하는 기능을 수행한다.
백라이트 패턴 표시 유닛(120)은 영상 표시 유닛(110)에서 표시되는 다시점 영상을 입체 영상으로 변환하는 기능을 수행한다.
백라이트 패턴 표시 유닛(120)은 특정 패턴에 따라 black과 white 패턴이 반복되어 표시된다. 이 때, black 부분은 빛을 발산하지 않는 영역을 의미하고, white 부분은 빛을 발산하는 영역을 의미한다. 일례로서, 백라이트 패턴 표시 유닛(120)은 발광 소자와 비 발광 소자를 포함하여 구성될 수 있으며, 발광 소자는 white 영역에, 비 발광 소자는 black 영역에 각각 배치될 수 있다.
영상 표시 유닛(110)에 표시된 다시점 영상은 백라이트 패턴 표시 유닛(120)에 의해 특정한 패턴으로 표시되어 시청자(130)에게 입체 영상으로 인식될 수 있다. 즉, 도 1을 참고하면, 시청자(130)는 왼쪽 눈을 통해 영상 표시 유닛(110)의 홀수 번째 화소가 표시하는 영상을 인식하고, 오른쪽 눈을 통해서는 영상 표시 유닛(110)의 짝수 번째 화소가 표시하는 영상을 인식한다. 시청자(130)는 왼쪽 눈과 오른쪽 눈을 통해 각각 인식한 영상을 합성하여 입체 영상으로 인식하게 된다.
이 때, 입체 영상을 효과적으로 표시하기 위해서는 여러 가지 파라미터가 고려되어야 한다. 도 1에서는 일례로서, white 부분의 길이(b), 영상 표시 유닛(110)에 포함되는 화소의 길이(p), 영상 표시 유닛(110)과 백라이트 패턴 표시 유닛(120) 사이의 거리(g), 시청자(130)로부터 입체 영상 표시 장치(정확하게는, 입체 영상 표시 장치에 포함되는 영상 표시 유닛(110))까지의 거리(d), 시청자(130)의 양안 간격(E)를 고려하여 입체 영상을 표시하는 동작을 도시하였다. 이 때, 각각의 파라미터들의 관계는 하기 수학식 1 에 따라서 결정될 수 있다.
Figure 112008066373535-pat00001
즉, 입체 영상 표시 장치는 상기 5개의 파라미터들을 상기 수학식 1에 따라 조절하여 입체 영상을 효과적으로 표시할 수 있다. 일례로서, 입체 영상 표시 장치는 기설정된 화소의 길이(p)와 입력받은 양안 간격(E) 및 시청자(130)으로부터 입체 영상 표시 장치까지의 거리(d)를 기초로 하여 white 부분의 길이(b)와 영상 표시 유닛(110)과 백라이트 패턴 표시 유닛(120) 사이의 거리(g)를 조절함으로써 입체 영상을 표시할 수 있다.
다음으로, 도 2을 참조하면, 입체 영상 표시 장치는 영상 표시 유닛(210)과 배리어(barrier) 패턴 표시 유닛(220)을 포함하여 구성될 수 있다.
영상 표시 유닛(210)은 입력 받은 다시점 영상을 표시하고, 배리어 패턴 표시 유닛(220)은 영상 표시 유닛(210)에서 표시되는 다시점 영상을 입체 영상으로 변환하는 기능을 수행한다.
도 1의 백라이트 패턴 표시 유닛(120)과 마찬가지로 배리어 패턴 표시 유닛(220)은 특정 패턴에 따라 black과 white 패턴이 반복되어 표시된다. 이 때, black 부분은 빛을 차단하는 영역을 의미하고, white 부분은 빛을 투과하는 영역을 의미한다. 이 경우, 영상 표시 유닛(210) 후면에 빛을 발사하기 위한 광원이 위치할 수 있고, 영상 표시 유닛(210) 자체가 빛을 발산하는 소자로 구성될 수도 있다. 일례로서, 배리어 패턴 표시 유닛(220)은 투명 슬릿과 불투명 슬릿을 포함하여 구성될 수 있으며, 투명 슬릿은 white 영역에, 불투명 슬릿은 black 영역에 각각 배치될 수 있다.
이에 따라, 도 1의 입체 영상 표시 장치와 마찬가지로, 시청자(230)는 왼쪽 눈을 통해 영상 표시 유닛(210)의 홀수 번째 화소가 표시하는 영상을 인식하고, 오 른쪽 눈을 통해서는 영상 표시 유닛(210)의 짝수 번째 화소가 표시하는 영상을 인식한 후, 각각의 영상을 합성하여 입체 영상을 인식할 수 있게 된다. 이 때, 입체 영상을 효과적으로 표시하기 위한 파라미터는, 도 1의 입체 영상장치에서의 파라미터(p, b, g, d, E)와 동일하다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 상세한 구성을 도시한 블록도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 입체 영상 표시 장치(300)는 영상 표시 유닛(310), 시역(viewing zone) 생성부(320), 및 제어부(330)를 포함한다. 또한 본 발명의 일실시예에 따르면 입체 영상 표시 장치(300)는 파라미터 획득부(340), 및 데이터베이스(350)를 더 포함할 수 있다. 이하, 각 구성 요소 별로 그 기능을 상술하기로 한다.
영상 표시 유닛(310)은 입력된 다시점 영상을 표시한다.
다시점 영상(multiview image)은 영상을 입체적으로 표시하기 위하여 다양한 시점으로부터 획득한 오브젝트(object)에 대한 영상을 의미한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 영상 표시 유닛은 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display), 전계 발광 표시 장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시 장치(Plasma Display Panel), 및 전기 발광 표시 장치(Electroluminescent Display) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
액정 표시 장치는 인가 전압에 따라 액정의 투과도의 변화시켜 각종 장치에서 발생되는 전기적 정보를 시각 정보로 변화시키는 전기 소자이고, 전계 발광 표 시 장치는 평면 상태의 전자 방출원(emitter)으로부터 진공 중에 전자를 방출하고, 이를 형광체 부딪쳐 발광시키는 전기 소자이다. 플라즈마 표시 장치는 전면 유리와 배면 유리 및 그 사이의 칸막이에 의해 밀폐된 유리 사이에 Ne+Ar, Ne+Xe 등의 가스를 넣고 양극과 음극의 전극에 의해 전압을 인가하여 네온 광을 발광시키는 전기 소자를 의미한다.
시역 생성부(320)는 표시 패턴을 구비하고, 상기 표시 패턴에 따라 상기 다시점 영상에 대응되는 복수 개의 시역(viewing zone)을 생성한다.
즉, 시역 생성부는 다시점 영상을 입체 영상으로 표시하기 위하여, 특정 패턴에 따라서 다시점 영상에 포함된 각각의 시점 영상에 대한 시역을 생성하는 기능을 수행한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 시역 생성부(320)는 영상 표시 유닛(310)의 전면에 배치되는 패럴랙스 배리어(parallax barrier)를 포함할 수 있고, 이 경우, 시역 생성부(320)의 표시 패턴은 상기 패럴랙스 배리어를 구성하는 투명 슬릿(slit) 및 불투명 슬릿의 배열 패턴을 포함할 수 있다.
즉, 입체 영상 표시 장치(300)는 패럴랙스 배리어 방식에 따라 입체 영상을 표시할 수 있는데, 패럴랙스 배리어를 포함하는 시역 생성부(320)는 영상 표시 유닛(310)의 전면, 즉 영상 표시 유닛(310)과 시청자 사이에 위치하여 패럴랙스 배리어의 표시 패턴에 따라 복수 개의 시역을 생성하여 시청자가 입체 영상을 인식할 수 있도록 한다. 이 경우, 영상 표시 유닛(310)의 후면에는 영상 표시 유닛(310)에 광을 공급하기 위한 광원이 위치할 수 있고, 영상 표시 유닛(310) 자체가 빛을 발산하는 소자를 포함하여 구성될 수도 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 시역 생성부(320)는 영상 표시 유닛(310)의 후면에 배치되어 상기 영상 표시 패널에 광을 공급하는 백라이트(backlight)를 포함할 수 있고, 이 경우, 시역 생성부(320)의 표시 패턴은 백라이트를 구성하는 발광 소자 및 비 발광 소자의 배열 패턴을 포함할 수 있다.
또한, 시역 생성부(320)가 영상 표시 유닛(310)의 후면에 배치되어 상기 영상 표시 패널에 광을 공급하는 역할을 할 때, 시역 생성부(320)는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display), 전계 발광 표시 장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시 장치(Plasma Display Panel), 및 전기 발광 표시 장치(Electroluminescent Display) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
즉, 입체 영상 표시 장치(300)는 백라이트 분배(back light distribution) 방식에 따라 입체 영상을 표시할 수 있는데, 백라이트 역할을 하는 시역 생성부(320)는 영상 표시 유닛(310)의 후면에 위치하여 백라이트의 표시 패턴에 따라 복수 개의 시역을 생성하여 시청자가 입체 영상을 인식할 수 있도록 한다.
제어부(330)는 영상 표시 유닛(310)과 시역 생성부(320) 사이의 거리 및 시역 생성부(320)의 표시 패턴을 변경한다.
시점간 거리가 촘촘하지 않은 경우, 장시간 입체 영상을 시청하는 시청자는 시각적 피로를 느끼게 되므로, 시각적 필요를 줄이기 위해서는 시점간 거리를 촘촘하게 하여야 한다. 그러나 시점간 거리를 촘촘하게 하고 복수의 시청자가 동시에 입체 영상을 시청하기 위해서는 한 시점의 2D 영상의 해상도가 현저히 낮아지게 된 다. 이러한 각 시점 영상의 해상도 열화를 막기 위해서는 시점간 거리를 보다 길게 하여 복수의 시청자가 동시에 시청할 수 있는 시야각을 확보할 필요가 있다.
이에 따라, 제어부(330)는 시청 상황에 따라 시점 수 및 시점간 거리를 변화시켜 효과적으로 입체 영상을 표현하기 위하여, 영상 표시 유닛(310)과 시역 생성부(320)사이의 거리 및 시역 생성부(320)의 표시 패턴을 변경하는 기능을 수행한다.
즉, 1인의 시청자가 입체 영상을 시청할 경우, 촘촘한 시점간 거리를 확보하여 자연스러운 입체 영상을 시청할 수 있도록 하고, 다수가 시청자가 입체 영상을 시청할 경우, 시야각을 넓히기 위해 충분한 시점간 거리를 확보하여 다수의 시청자 모두가 함께 입체 영상을 시청할 수 있도록 하는데, 이는 영상 표시 유닛(310)과 시역 생성부(320) 사이의 거리 및 시역 생성부(320)의 표시 패턴의 변경에 의해 구현될 수 있다. 이 경우, 영상 표시 유닛(310)은 변경된 영상 표시 유닛(310)과 시역 생성부(320) 사이의 거리 및 시역 생성부(320)의 표시 패턴에 기초하여 렌더링된 다시점 영상을 표시할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 입체 영상 표시 장치(300)는 파라미터 획득부(340)를 더 포함할 수 있다.
파라미터 획득부(340)는 입체 영상의 시점수, 시점간 거리, 및 입체 영상 표시 장치(300)로부터 시점까지의 거리에 관한 정보 중에서 적어도 하나를 포함하는 영상 표시 파라미터를 획득한다.
즉, 파라미터 획득부(340)는 시청 상황에 따라 효과적으로 입체 영상을 표 현하기 위하여 요구되는 영상 표시 파라미터를 획득하는 기능을 수행한다. 입체 영상의 시청 상황은 입체 영상의 시점 수, 시점간 간격, 및 시청 거리에 관한 정보들을 포함할 수 있다.
파라미터 획득부(340)에서 입체 영상의 시점 수, 시점간 간격, 및 입체 영상 표시 장치(300)로부터 시점까지의 거리(즉 시청 거리) 중에서 적어도 하나를 포함하는 영상 표시 파라미터를 획득한 경우, 제어부(330)는 영상 표시 파라미터에 기초하여 영상 표시 유닛(310)과 시역 생성부(320)사이의 거리 및 시역 생성부(320)의 표시 패턴을 변경한다. 영상 표시 파라미터는 시청자에 의해 직접 입력될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 제어부(330)는 입력된 다시점 영상을 영상 표시 파라미터에 기초하여 렌더링(rendering)하는 렌더링부(미도시)를 포함할 수 있다. 이 경우, 영상 표시 유닛(310)은 렌더링된 다시점 영상을 표시하고, 입체 영상 표시 장치(300)는 렌더링된 다시점 영상을 기초로 하여 입체 영상을 표현하게 된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 입체 영상 표시 장치(300)는 영상 표시 파라미터를 획득하기 위한 센서(sensor)(미도시)를 더 포함할 수 있다.
즉, 입체 영상 표시 장치(300)는 센서(미도시)를 이용하여 영상 표시 파라미터에 포함되는 입체 영상의 시점 수, 시점간 간격 및 시청 거리에 관한 정보를 획득할 수 있다. 이 경우, 시청자는 영상 표시 파라미터를 직접 입력하지 않고도 자연스러운 입체 영상을 시청할 수 있게 된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 입체 영상 표시 장치(300)는 데이터베이스(350)을 더 포함할 수 있다.
데이터베이스(350)는 시역 생성부(320)의 표시 패턴에 대한 적어도 하나의 표시 패턴 유형을 저장하는 기능을 수행한다.
영상 표시 파라미터가 획득된 경우, 제어부(330)는 획득된 영상 표시 파라미터와 대응되는 패턴 표시 유형이 데이터베이스(350)에 저장되어 있는지를 검색하고, 대응되는 패턴 표시 유형이 존재하는 경우, 제어부(330)는 시역 생성부(320)의 표시 패턴을 검색된 패턴 표시 유형으로 변경한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 입체 영상 표시 장치(300)는 액정 유닛(미도시)를 더 포함할 수 있다.
액정 유닛(미도시)는 영상 표시 유닛(310)과 시역 생성부(320) 사이에 배치된다.
상기 언급한 바와 같이, 입체 영상 표시 장치(300)는 영상 표시 유닛(310)과 시역 생성부(320) 사이의 거리를 변경함으로써, 입체 영상을 효과적으로 표현할 수 있게 되는데, 이는 상기 언급한 물리적 거리의 변경뿐만 아니라 광학적 거리의 변경에 의해서도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
즉, 입체 영상 표시 장치(300)는 영상 표시 유닛(310)과 시역 생성부(320)사이에 액정 유닛(미도시)를 더 포함하여 구성될 수 있고, 이 경우 제어부(330)는 액정 유닛의 굴절률을 조절하여, 빛이 진행하는 거리, 즉 광학적 거리를 변경함으로써, 입체 영상을 효과적으로 표현할 수 있게 된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 제어부(330)는 액정 유닛(미도시)을 구성하는 분자의 배열 방향을 변경함으로써, 액정 유닛(미도시)의 굴절률을 조절하고 이에 따라 영상 표시 유닛(310)과 시역 생성부(320)의 거리(즉 광학적 거리)를 변경할 수 있다. 이 때, 제어부(330)는 액정 유닛에 인가하는 전압의 크기를 변경하여 액정 유닛을 구성하는 분자의 배열 방향의 변경할 수 있다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 백라이트 분배 방식의 입체 영상 표시 장치의 동작 원리를 도시한 도면이다.
도 4 내지 도 6에 도시된 입체 영상 표시 장치는 도 1에 도시된 입체 영상 표시 장치와 대응된다.
먼저, 도 4는 도 1의 경우와 비교하였을 때, 입체 영상의 시점 수가 증가한 경우의 입체 영상 표시 장치의 동작을 도시하고 있다. 즉, 도 4에서는 입체 영상의 시점 수가 2시점에서 4시점으로 증가하였다. 이는 시청자의 수가 1인에서 2인으로 증가됨을 의미할 수 있다.
도 1 및 도 4를 참고하면, 시점 수가 증가한 경우, 충분한 시야각을 확보하기 위하여 백라이트 패턴 표시 유닛(420)의 black과 white의 패턴이 변경되었다. 또한, 일례로서, 백라이트 패턴 표시 유닛(420)의 black과 white의 길이 비율은 하기 수학식 2에 따라 결정될 수 있다.
black 부분의 길이: white 부분의 길이 = 1 : n-1
여기서, n은 입력 영상의 시점 수를 의미한다.
다음으로, 도 5는 도 4의 경우와 비교하였을 때, 입체 영상의 시점간 간격이 좁아진 경우의 입체 영상 표시 장치의 동작을 도시하고 있다.
도 4 및 도 5를 참고하면, 시점간 간격이 좁아진 경우, 시야각을 줄이기 위하여 영상 표시 유닛(410)과 백라이트 패턴 표시 유닛(420) 사이의 거리는 증가하였고, 백라이트 패턴 표시 유닛(420)의 black과 white의 패턴도 변경되었다. 이 경우에도 백라이트 패턴 표시 유닛(420)의 black과 white의 길이 비율은 상기 수학식 2에 따라 결정될 수 있다
마지막으로, 도 6은 도 4의 경우와 비교하였을 때, 입체 영상의 시점 수가 증가한 경우의 입체 영상 표시 장치의 동작을 도시하고 있다. 즉, 도 6에서 입체 영상의 시점 수가 4시점에서 6시점으로 증가하였다. 이는 시청자의 수가 2인에서 3인으로 증가됨을 의미할 수 있다.
도 4 및 도 6을 참고하면, 입체 영상 표시 장치는 충분한 시야각을 확보하기 위하여 백라이트 패턴 표시 유닛(420)의 black과 white의 패턴이 변경되었다. 백라이트 패턴 표시 유닛(420)의 black과 white의 길이 비율은 상기 수학식 2에 따라 결정될 수 있다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 패럴랙스 배리어 방식의 입체 영상 표시 장치의 동작 원리를 도시한 도면이다.
도 7 내지 도 9에 도시된 입체 영상 표시 장치는 도 2에 도시된 입체 영상 표시 장치와 대응된다.
먼저, 도 7은 도 2의 경우와 비교하였을 때, 입체 영상의 시점 수가 증가한 경우의 입체 영상 표시 장치의 동작 도시하고 있다. 즉, 도 7에서는 입체 영상의 시점 수가 2시점에서 4시점으로 증가하였다.
도 2 및 도 7을 참고하면, 시점 수가 증가한 경우, 충분한 시야각을 확보하기 위하여 배리어 패턴 표시 유닛(720)의 black과 white의 패턴이 변경되었다. 배리어 패턴 표시 유닛(720)의 black과 white의 길이 비율은 역시 상기 수학식 2에 따라 결정될 수 있다.
다음으로, 도 8은 도 7의 경우와 비교하였을 때, 입체 영상의 시점간 간격이 좁아진 경우의 입체 영상 표시 장치의 동작을 도시하고 있다.
도 7 및 도 8을 참고하면, 시점간 간격이 좁아진 경우, 시야각을 줄이기 위하여 영상 표시 유닛(710)과 배리어 패턴 표시 유닛(720) 사이의 거리는 증가하였고, 배리어 패턴 표시 유닛(720)의 black과 white의 패턴도 변경되었다. 배리어 패턴 표시 유닛(720)의 black과 white의 길이 비율은 상기 수학식 2에 따라 결정될 수 있다
마지막으로, 도 9는 도 7의 경우와 비교하였을 때, 입체 영상의 시점 수가 증가한 경우의 입체 영상 표시 장치의 동작을 도시하고 있다. 즉, 도 9에서는 입체 영상의 시점 수가 4시점에서 6시점으로 증가하였다.
도 7 및 도 9를 참고하면, 입체 영상 표시 장치는 충분한 시야각을 확보하기 위하여 배리어 패턴 표시 유닛(720)의 black과 white의 패턴이 변경되었다. 배 리어 패턴 표시 유닛(720)의 black과 white의 길이 비율은 상기 수학식 2에 따라 결정될 수 있다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 입체 영상 표시 방법에 대한 흐름도를 도시한 도면이다. 이하 도 10 및 도 11을 참고하여, 각 단계별로 수행되는 과정을 상술하기로 한다.
먼저, 단계(S1010)에서는 외부로부터 다시점 영상을 획득한다.
다시점 영상은 입체 영상으로 표현하기 위한 복수의 2차원 영상을 의미한다.
단계(S1020)에서는 획득한 다시점 영상을 렌더링하여 영상 표시 유닛에 표시한다.
상기 렌더링은 이후 단계에서 수행되는 패턴 표시 유닛의 표시 패턴의 변경(S1030) 및 영상 표시 유닛과 패턴 표시 유닛 사이의 거리의 변경(S1040)에 대응하여 수행될 수 있다.
단계(S1030)에서는 렌더링된 다시점 영상에 대응되는 복수 개의 시역을 생성하기 위하여 패턴 표시 유닛의 표시 패턴을 변경한다.
다시점 영상은 패턴 표시 유닛에 의해 특정 패턴으로 표시되고, 입체 영상의 시청자는 왼쪽 눈과 오른쪽 눈을 통해 각각 다른 영상을 인식하고, 이를 합성하여 입체 영상으로 인식하게 된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 패턴 표시 유닛은 영상 표시 유닛의 전면에 배치되는 패럴랙스 배리어를 포함하고, 패턴 표시 유닛의 표시 패턴은 패럴랙스 배 리어를 구성하는 투명 슬릿 및 불투명 슬릿의 배열 패턴을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 패턴 표시 유닛은 영상 표시 유닛의 후면에 배치되어 상기 영상 표시 유닛에 광을 공급하는 백라이트를 포함하고, 패턴 표시 유닛의 표시 패턴은 백라이트를 구성하는 발광 소자 및 비 발광 소자의 배열 패턴을 포함할 수 있다. 이는 각각 패럴랙스 배리어 방식 및 백라이트 분배 방식에 따라 입체 영상을 표시하기 위함이다.
단계(S1040)에서는 영상 표시 유닛과 상기 패턴 표시 유닛 사이의 거리를 변경한다.
단계(S1030)과 단계(S1040)은 다양한 입체 영상 시청 상황에 따라 효율적으로 입체 영상을 표현하기 위한 것으로서, 입체 영상 시청 상황에는 입체 영상의 시점 수 및 시점간 간격 등에 관한 내용이 포함될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 입체 영상 표시 방법은 입체 영상의 시점수, 시점간 거리, 및 입체 영상 표시 장치로부터 시점까지의 거리에 관한 정보 중에서 적어도 하나를 포함하는 영상 표시 파라미터를 획득하는 단계를 더 포함할 수 있다.
즉, 영상 표시 파라미터를 획득하는 단계에서는 시청 상황에 따라 효과적으로 입체 영상을 표현하기 위하여 필요한 정보가 포함된 영상 표시 파라미터를 획득한다. 상기 정보에는 입체 영상의 시청 상황에 따른 입체 영상의 시점 수, 시점간 간격, 및 시청 거리에 관한 정보들이 포함될 수 있다.
영상 표시 파라미터를 획득한 경우, 단계(S1020) 내지 단계(S1040)은 획득 한 영상 표시 파라미터에 기초하여 수행될 수 있다. 즉, 단계(S1020)에서는 영상 표시 파라미터에 기초하여 다시점 영상을 렌더링하여 영상 표시 유닛에 표시하고, 단계(S1030)에서는 영상 표시 파라미터에 기초하여 패턴 표시 유닛의 패턴을 변경하고, 단계(S1040)에서는 영상 표시 파라미터에 기초하여 상기 영상 표시 유닛과 상기 패턴 표시 유닛 사이의 거리를 변경할 수 있다.
일례로서, 영상 표시 파라미터는 시청자에 의해 직접 입력될 수 있고, 또한 영상 표시 파라미터는 시청자에 의해 입력 받지 않고, 입체 영상 표시 장치에 부착된 센서를 통해 획득될 수 도 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 단계(S1040)은 영상 표시 유닛과 패턴 표시 유닛 사이에 배치되는 액정 유닛의 굴절률을 조절함으로써, 영상 표시 유닛과 패턴 표시 유닛 사이의 광학적 거리를 변경할 수 있다.
즉, 영상 표시 유닛과 패턴 표시 유닛 사이의 광학적 거리를 조절함으로써, 영상 표시 유닛과 패턴 표시 유닛 사이의 물리적 거리를 조절하는 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따르면, 단계(S1040)은 액정 유닛을 구성하는 분자의 배열 방향을 변경함으로써, 액정 유닛의 굴절률을 조절하고 이에 따라 영상 표시 유닛과 패턴 표시 유닛의 거리(즉 광학적 거리)를 변경할 수 있다. 이는 액정 유닛에 인가하는 전압의 크기를 변경함으로써 수행될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 단계(S1030)은 데이터베이스에 저장된 적어도 하나의 표시 패턴 유형 중에서 하나를 선택하는 단계(S1031), 및 표시 패턴을 상기 선택된 표시 패턴 유형으로 변경하는 단계(S1032)를 포함할 수 있다. 이 경우, 단계(S 1031) 및 단계(S1032)는 상기 획득된 영상 표시 파라미터에 기초하여 수행될 수 있다. 즉, 영상 표시 파라미터가 획득된 경우, 단계(S1031)에서는 획득된 영상 표시 파라미터와 대응되는 패턴 표시 유형이 데이터베이스에 저장되어 있는지를 검색하고, 대응되는 패턴 표시 유형이 존재하는 경우, 단계(S1032)에서는 패턴 표시 유닛의 표시 패턴을 검색된 패턴 표시 유형으로 변경한다.
지금까지 본 발명에 따른 입체 영상 표시 방법의 실시예들에 대하여 설명하였고, 앞서 도 3에서 설명한 입체 영상 표시 장치에 관한 구성이 본 실시예에도 그대로 적용 가능하다. 이에, 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명에 따른 입체 영상 표시 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의 해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 2시점 입체 영상 표시 장치의 동작 원리를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 상세한 구성을 도시한 블록도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 백라이트 분배 방식의 입체 영상 표시 장치의 동작 원리를 도시한 도면이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 패럴랙스 배리어 방식의 입체 영상 표시 장치의 동작 원리를 도시한 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 입체 영상 표시 방법에 대한 흐름도를 도시한 도면이다.

Claims (18)

  1. 다시점 영상을 표시하는 영상 표시 유닛;
    표시 패턴을 구비하고, 상기 표시 패턴에 따라 상기 다시점 영상에 대응되는 복수 개의 시역(viewing zone)을 생성하는 시역 생성부; 및
    시점 수의 변화에 기초하여, 영상 표시 유닛과 상기 시역 생성부 사이의 거리, 및 상기 표시 패턴을 변경하는 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시역 생성부는 상기 영상 표시 유닛의 전면에 배치되는 패럴랙스 배리어(parallax barrier)를 포함하고,
    상기 시역 생성부의 표시 패턴은 상기 패럴랙스 배리어를 구성하는 투명 슬릿(slit) 및 불투명 슬릿의 배열 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 시역 생성부는 상기 영상 표시 유닛의 후면에 배치되어 상기 영상 표시 유닛에 광을 공급하는 백라이트(backlight)를 포함하고,
    상기 시역 생성부의 표시 패턴은 상기 백라이트를 구성하는 발광 소자 및 비 발광 소자의 배열 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    입체 영상의 시점수, 시점간 거리, 및 상기 입체 영상 표시 장치로부터 시점까지의 거리에 관한 정보 중에서 적어도 하나를 포함하는 영상 표시 파라미터를 획득하는 파라미터 획득부
    를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 영상 표시 파라미터에 기초하여 동작하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 영상 표시 파라미터를 획득하기 위한 센서(sensor)
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는 입력된 다시점 영상을 상기 영상 표시 파라미터에 기초하여 렌더링(rendering)하는 렌더링부를 포함하고,
    상기 영상 표시 유닛은 상기 렌더링된 다시점 영상을 표시하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 시역 생성부에 대한 적어도 하나의 표시 패턴 유형을 저장하는 데이터베이스
    를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 영상 표시 파라미터에 기초하여 상기 데이터베이스에 저장된 적어도 하나의 표시 패턴 유형 중에서 하나를 선택하고, 상기 시역 생성부의 표시 패턴을 상기 선택된 표시 패턴 유형으로 변경하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 영상 표시 유닛과 상기 시역 생성부 사이에 배치되는 액정 유닛
    을 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 액정 유닛의 굴절률을 조절하여 상기 영상 표시 유닛과 상기 시역 생성부 사이의 광학적 거리를 변경하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 액정 유닛을 구성하는 분자의 배열 방향을 변경하여 상기 액정 유닛의 굴절률을 조절하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 영상 표시 유닛은 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display), 전계 발광 표시 장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시 장치(Plasma Display Panel), 및 전기 발광 표시 장치(Electroluminescent Display) 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  11. 영상 표시 유닛, 패턴 표시 유닛을 포함하는 입체 영상 표시 장치를 이용하여 입체 영상을 표시하는 방법에 있어서,
    다시점 영상을 획득하는 단계;
    상기 다시점 영상을 렌더링하여 상기 영상 표시 유닛에 표시하는 단계;
    상기 렌더링된 다시점 영상에 대응되는 복수 개의 시역을 생성하기 위하여 상기 패턴 표시 유닛의 표시 패턴을 변경하는 단계; 및
    시점 수의 변화에 기초하여, 상기 영상 표시 유닛과 상기 패턴 표시 유닛 사이의 거리를 변경하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 패턴 표시 유닛은 상기 영상 표시 유닛의 전면에 배치되는 패럴랙스 배리어를 포함하고,
    상기 패턴 표시 유닛의 표시 패턴은 상기 패럴랙스 배리어를 구성하는 투명 슬릿 및 불투명 슬릿의 배열 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 패턴 표시 유닛은 상기 영상 표시 유닛의 후면에 배치되어 상기 영상 표시 유닛에 광을 공급하는 백라이트를 포함하고,
    상기 패턴 표시 유닛의 표시 패턴은 상기 백라이트를 구성하는 발광 소자 및 비 발광 소자의 배열 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    입체 영상의 시점수, 시점간 거리, 및 상기 입체 영상 표시 장치로부터 시점까지의 거리에 관한 정보 중에서 적어도 하나를 포함하는 영상 표시 파라미터를 획득하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 영상 표시 유닛에 표시하는 단계는 상기 영상 표시 파라미터에 기초하여 상기 다시점 영상을 렌더링하여 상기 영상 표시 유닛에 표시하고,
    상기 표시 패턴을 변경하는 단계는 상기 영상 표시 파라미터에 기초하여 상기 패턴 표시 유닛의 패턴을 변경하고,
    상기 거리를 조절하는 단계는 상기 영상 표시 파라미터에 기초하여 상기 영상 표시 유닛과 상기 패턴 표시 유닛 사이의 거리를 변경하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 표시 패턴을 변경하는 단계는
    상기 영상 표시 파라미터에 기초하여 데이터베이스에 저장된 적어도 하나의 표시 패턴 유형 중에서 하나를 선택하고, 상기 표시 패턴을 상기 선택된 표시 패턴 유형으로 변경하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 거리를 조절하는 단계는
    상기 영상 표시 유닛과 상기 패턴 표시 유닛 사이에 배치되는 액정 유닛의 굴절률을 조절하여 상기 영상 표시 유닛과 상기 패턴 표시 유닛 사이의 광학적 거리를 변경하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 거리를 조절하는 단계는
    상기 액정 유닛을 구성하는 분자의 배열 방향을 변경하여 상기 액정 유닛의 굴절률을 조절하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 방법.
  18. 11항 내지 제17항 중 어느 한 항의 방법을 수행하는 프로그램을 기록한 컴 퓨터 판독 가능 기록 매체.
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