KR101695819B1 - 입체영상 디스플레이 장치 및 입체영상 디스플레이 방법 - Google Patents

입체영상 디스플레이 장치 및 입체영상 디스플레이 방법 Download PDF

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Abstract

입체영상 디스플레이 장치 및 입체영상 디스플레이 방법이 개시된다. 카메라부는 시청자의 영상을 촬상한다. 위치 추적부는 카메라부가 촬상한 영상에 포함된 영상 프레임을 이용하여 시청자의 위치를 탐지하고 탐지한 시청자의 위치를 기초로 입체영상의 불투과영역 위치를 산출한다. 디스플레이부는 위치 추적부가 산출한 불투과영역 위치에 따라 입체영상 필터의 불투과영역을 이동시킨다. 본 발명에 의하면, 시청자 이동에 맞추어 입체영상의 스윗 스포트(Sweet Spot)를 변경하므로 시청자의 시야각을 확장할 수 있고, 시청자가 이동하는 중에도 크로스턱(crosstalk) 및 이미지 플립핑(Image Flipping)의 발생을 방지할 수 있다.

Description

입체영상 디스플레이 장치 및 입체영상 디스플레이 방법 {A APPARATUS AND A METHOD FOR DISPLAYING A 3-DIMENSIONAL IMAGE}
본 발명은 입체영상 디스플레이 장치 및 입체영상 디스플레이 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무 안경 방식의 입체영상 디스플레이에 관한 것이다.
최근 3 차원 영상을 표현하는 디스플레이 기술이 다양한 분야에서 연구 및 활용되고 있다. 특히 3차원 영상을 디스플레이하는 기술을 활용하여, 3차원 영상을 디스플레이하는 전자 장치가 주목을 받고 있다.
3 차원 영상을 디스플레이하는 기술은 양안의 시차로 관찰자가 입체감을 느끼게 되는 양안 시차의 원리를 이용하는 것으로, 안경 방식(shutter glass method), 무안경 방식, 완전 3차원 방식 등으로 구분된다. 안경 방식에는 사용자가 별도의 편광 안경과 같은 별도의 장비를 착용해야 하는 문제점이 있으며, 무안경 방식에는 사용자가 특정 위치에서만 3차원 영상을 볼 수 있는 문제점이 있다. 따라서, 안경 방식 및 무안경 방식에는 여러 문제점들이 존재하므로, 최근에는 완전 3차원 방식에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
본 발명이 이루고자하는 다른 기술적 과제는 이동 중에도 크로스턱(crosstalk) 및 이미지 플립핑(image flipping)의 발생을 방지하는 입체영상 디스플레이 장치 및 입체영상 디스플레이 방법을 제공하는데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이 방법은, 시청자의 영상을 촬상하는 단계, 상기 촬상된 영상에 포함된 영상 프레임을 이용하여 상기 시청자의 위치를 탐지하는 단계, 상기 탐지된 시청자의 위치를 기초로 입체영상의 불투과영역 위치를 산출하는 단계 및 상기 산출된 불투과영역 위치에 따라 상기 입체영상 필터의 불투과영역을 이동시키는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 입체영상 필터는 고정될 수 있다. 또한 상기 입체영상 필터의 피치는 복수의 단위 배리어를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 복수의 단위 배리어 중 적어도 하나의 전원을 전환하여 상기 불투과영역을 이동시킬 수 있다.
바람직하게, 상기 불투과영역 일측에 위치하는 단위 배리어의 전원을 전환하고, 상기 불투과영역 타측에 이웃한 투과영역에 포함된 단위 배리어 중 상기 불투과영역 측에 위치하는 단위 배리어의 전원을 전환하여 상기 불투과영역을 이동시킬 수 있다.
바람직하게, 상기 전원이 전환되는 단위 배리어의 수는 상기 불투과영역의 이동량에 비례할 수 있다.
바람직하게, 상기 불투과영역 내의 상기 전원이 전환되는 단위 배리어가 복수개인 경우에는, 상기 단위 배리어들은 서로 이웃할 수 있다.
바람직하게, 상기 입체영상 필터는 단위 배리어와 단위 배리어 사이에 빛의 투과를 막는 빛샘 방지막(BM : Black Matrix)을 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 입체영상 필터의 각 피치내에서 동일한 순번을 갖는 단위 배리어의 전원은 공통으로 제어될 수 있다.
상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이 방법은, 시청자의 영상을 촬상하는 단계, 상기 촬상된 영상에 포함된 영상 프레임을 이용하여 상기 시청자의 위치를 탐지하는 단계, 상기 탐지된 시청자의 위치를 기초로 입체영상 필터의 렌즈 위치를 산출하는 단계 및 상기 산출된 렌즈 위치에 따라 상기 입체영상 필터의 렌즈를 이동시키는 단계를 포함할 수 있다. 여기서 상기 렌즈는 복수의 단위 전극에 인가된 전압에 의해 액정의 굴절률이 변화되어 형성되는 것일 수 있다. 또한 상기 인가된 전압의 분포를 상기 단위 전극 단위로 이동시켜 상기 렌즈를 이동시킬 수 있다.
상기의 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이 장치는, 시청자의 영상을 촬상하는 카메라부, 상기 촬상된 영상에 포함된 영상 프레임을 이용하여 상기 시청자의 위치를 탐지하고 상기 탐지된 시청자의 위치를 기초로 입체영상의 불투과영역 위치를 산출하는 위치 추적부, 및 상기 산출된 불투과영역 위치에 따라 상기 입체영상 필터의 불투과영역을 이동시키는 디스플레이부를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 입체영상 필터는 고정된 것일 수 있고, 상기 입체영상 필터의 피치는 복수의 단위 배리어를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 디스플레이부는, 상기 복수의 단위 배리어 중 적어도 하나의 전원을 전환하여 상기 불투과영역을 이동시킬 수 있다.
바람직하게, 상기 디스플레이부는, 상기 불투과영역 일측에 위치하는 단위 배리어의 전원을 전환하고, 상기 불투과영역 타측에 이웃한 투과영역에 포함된 단위 배리어 중 상기 불투과영역 측에 위치하는 단위 배리어의 전원을 전환하여 상기 불투과영역을 이동시킬 수 있다.
바람직하게, 상기 전원이 전환되는 단위 배리어의 수는 상기 불투과영역의 이동량에 비례할 수 있다.
바람직하게, 상기 불투과영역 내의 상기 전원이 전환되는 단위 배리어가 복수개인 경우에는, 상기 단위 배리어들은 서로 이웃할 수 있다.
바람직하게, 상기 입체영상 필터는 단위 배리어와 단위 배리어 사이에 빛의 투과를 막는 빛샘 방지막(BM : Black Matrix)을 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 디스플레이부는 상기 입체영상 필터의 각 피치내에서 동일한 순번을 갖는 단위 배리어의 전원을 공통으로 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 입체영상 디스플레이 장치 및 입체영상 디스플레이 방법에 의하면, 시청자 이동에 맞추어 입체영상의 스윗 스포트(Sweet Spot)를 변경하므로, 시청자의 시야각을 확장할 수 있고 시청자가 이동하는 중에도 크로스턱(crosstalk) 및 이미지 플립핑(Image Flipping)의 발생을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이 시스템에 대한 바람직한 일실시예의 구성을 도시한 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 위치 추적 장치에 대한 바람직한 일실시예의 구성을 도시한 블록도,
도 3은 본 발명에 따른 입체영상 처리 장치에 대한 바람직한 일실시예의 구성을 도시한 블록도,
도 4는 함수 W(x)의 그래프를 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 디스플레이 장치에 대한 바람직한 일실시예의 구성을 도시한 블록도,
도 6은 입체영상 필터에 의한 영상 분리를 도시한 도면,
도 7은 입체영상 필터의 위치 변화에 따른 스윗 스포트(Sweet Spot)의 이동을 도시한 도면,
도 8a 내지 도 8d는 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이 시스템이 시청자를 촬상한 영상 프레임을 도시한 도면,
도 9는 Barrier 방식에서 입체영상 필터의 투과영역 및 불투과영역의 이동 방식을 도시한 도면,
도 10은 액정 Lenticular의 원리를 도시한 도면,
도 11은 Lenticular 방식에서 입체영상 필터의 렌즈의 이동 방식을 도시한 도면,
도 12는 Barrier 필터의 전극 구조를 도시한 도면,
도 13은 Barrier 필터의 구동을 도시한 도면, 그리고,
도 14는 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이 방법에 대한 바람직한 일실시예의 수행과정을 도시한 순서도이다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 이때 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 당해 기술분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 함을 밝혀두고자 한다.
도 1은 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이 시스템에 대한 바람직한 일실시예의 구성을 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이 시스템(100)은 카메라(110), 입체영상 처리 시스템(120) 및 디스플레이 장치(130)를 포함할 수 있다. 입체영상 디스플레이 시스템(100)은 데스크톱, 랩톱, 태블릿 또는 핸드헬드 컴퓨터 등의 퍼스널 컴퓨터 시스템일 수 있다. 또한 입체영상 디스플레이 시스템(100)은 휴대폰, 스마트폰(smart phone), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 등과 같은 이동 단말기일 수 있고, 디지털 TV 같은 고정형 가전기기일 수 있다.
카메라(110)는 시청자의 영상을 촬상한다. 카메라(110)는 다양한 헤르츠를 가질 수 있고, 설정된 또는 주어진 헤르츠에 따라 시청자가 촬상된 영상 프레임을 입체영상 처리 시스템(120)에 출력한다. 만일 카메라(110)가 25Hz로 설정되어 있는 경우에는, 카메라(110)는 초당 25 영상 프레임을 촬상하여 입체영상 처리 시스템(120)에 출력할 수 있다.
입체영상 처리 시스템(120)은 카메라(110)로부터 출력된 영상 플레임을 통해 시청자의 위치를 탐지하고, 탐지된 위치에 맞추어 입체영상이 디스플레이되도록 제어할 수 있다. 또한 입체영상 처리 시스템(120)은 카메라(110)로부터 출력된 영상 프레임을 통해 일정 시간 후의 시청자의 위치를 추정하고, 추정된 위치에 맞추어 입체영상이 디스플레이되도록 제어할 수 있다. 입체영상 처리 시스템(120)은 위치 추적 장치(121) 및 입체영상 처리 장치(122)를 포함할 수 있다. 입체영상 처리 시스템(120)은 하나의 제품으로 구현될 수 있다. 일예로 입체영상 처리 시스템(120)은 셋톱박스로 구현될 수 있다.
위치 추적 장치(121)는 카메라(110)로부터 시청자가 촬상된 영상 프레임을 수신하고 수신한 영상 프레임을 이용하여 시청자의 위치를 탐지한다. 그리고 위치 추적 장치(121)는 탐지된 시청자의 위치를 기초로 입체영상 필터 위치를 산출할 수 있다. 여기서 입체영상 필터의 위치는 배리어 위치일 수 있고, 렌즈 위치일 수 있다.
또한 위치 추적 장치(121)는 산출한 입체영상 필터 위치 및 현재의 입체영상 필터 위치의 차이값을 산출하여 입체영상 필터 이동량을 산출할 수 있다. 여기서 입체영상 필터 이동량은 배리어 이동량일 수 있고, 렌즈 이동량일 수 있다.
위치 추적 장치(121)는 탐지된 시청자의 위치 및 이전에 탐지된 시청자의 위치들 중 적어도 하나를 이용하여 시청자의 이동 속도를 산출할 수 있다. 그리고 위치 추적 장치(121)는 탐지한 시청자의 위치 및 산출한 이동 속도를 이용하여 사전에 설정된 시간이 경과한 때의 시청자 위치를 추정하고, 추정한 시청자 위치를 기초로 입체영상 필터 위치 및 이동량을 산출할 수 있다.
위치 추적 장치(121)는 하나의 모듈로 구현될 수 있고, 모듈화된 위치 추적 장치가 입체영상 처리 장치(122)에 삽입되어 하나의 제품으로 생산될 수 있다. 또한 입체영상 처리 시스템(100)은 위치 추적 장치(121)의 기능을 수행하는 프로그램을 컨트롤러를 통해 실행하여, 위치 추적 장치(121)의 기능을 수행할 수 있다.
입체영상 처리 장치(122)는 위치 추적 장치(121)가 산출한 입체영상 필터 위치 및 입체영상 필터 이동량 중 하나를 기초로 입체영상 필터의 이동을 요청하는 제어 신호를 생성하여 디스플레이 장치(130)로 출력할 수 있다. 입체영상 처리 장치(122)는 수신된 입체영상 신호 또는 저장된 입체영상 파일을 인코딩하는 방송 수신기일 수 있다. 상기 방송 수신기는 지상파, 위성 및 케이블을 통해 전송되는 방송 및 인터넷을 통해 전송되는 방송을 수신할 수 있는 방송 수신기일 수 있다.
또한 상기 방송 수신기는 인터넷 서비스를 시청자에게 제공할 수 있는 방송 수신기일 수 있다. 여기서 인터넷 서비스는 CoD(Content's on Demand) 서비스, 유튜브 서비스, 날씨, 뉴스, 지역 정보 및 검색 등의 인포메이션 서비스, 게임, 노래방 등의 엔터테인먼트 서비스, TV 메일, TV SMS(Short Message Service) 등의 커뮤니케이션 서비스 등 인터넷을 통해 제공될 수 있는 서비스를 의미한다. 이에 따라 본 발명에서 방송 수신기는 네트워크 TV, 웹 TV 및 브로드밴드 TV를 포함한다.
또한 상기 방송 수신기는 네트워크를 통해 서버로부터 애플리케이션을 수신하고, 이를 설치 및 실행할 수 있는 스마트 TV일 수 있다.
입체영상 처리 장치(122)가 수신하는 방송 서비스는 지상파, 위성 및 케이블을 통해 제공되는 방송 서비스뿐만 아니라 인터넷 서비스를 포함할 수 있다. 방송 서비스는 2차원 영상뿐만 아니라 입체영상을 제공할 수 있다. 여기서 입체영상은 다시점 영상일 수 있다. 다시점 영상은 일정한 거리나 각도를 갖는 복수의 카메라로 동일한 피사체를 촬영하여 획득한 복수의 영상을 말하고, 각 카메라에 의해 획득된 영상은 각각 시점 영상으로 정의된다.
디스플레이 장치(130)는 입체영상 처리 시스템(120)의 제어에 따라 입체영상을 디스플레이한다. 디스플레이 장치(130)는 2View이상의 barrier 방식의 무 안경 3D display일 수 있고, lenticular 방식의 무 안경 3D display일 수 있다. 또한 디스플레이 장치(130)는 독립된 제품으로 구현될 수 있고, 입체영상 처리 시스템(120) 또는 입체영상 처리 장치(122)와 일체형으로 구현될 수 있다. 또한 디스플레이 장치(130)는 View format이 sub-pixel단위 또는 pixel단위의 무 안경 3D display일 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 위치 추적 장치에 대한 바람직한 일실시예의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 위치 추적 장치(121)는 위치 탐지부(210) 및 이동량 산출부(220)를 포함할 수 있다. 위치 탐지부(210)는 시청자가 촬상된 영상 프레임을 수신하고 수신한 영상 프레임을 이용하여 시청자의 위치를 탐지하다. 위치 탐지부(210)는 얼굴 영역을 인식하여 시청자의 위치를 탐지할 수 있다. 여기서, 위치 탐지부(210)는 얼굴의 대칭을 이용한 알고리즘, 머리카락 색과 얼굴 색을 이용한 알고리즘, 및 얼굴의 윤곽을 이용한 알고리즘을 이용하여 얼굴 영역을 인식할 수 있다. 또한 위치 탐지부(210)는 영상 프레임에서 스킨 칼라 정보를 산출하여 얼굴 영역을 인식할 수 있다.
이동량 산출부(220)는 탐지한 시청자 위치를 기초로 입체영상 필터 위치 및 입체영상 필터 이동량을 산출하고 산출한 입체영상 필터 이동량을 출력한다. 이동량 산출부(220)는 탐지된 시청자 위치에 해당하는 스윗 스포트(Sweet Spot)를 갖는 입체영상 필터의 투과영역 및 불투과영역의 위치를 찾고, 현재의 입체영상 필터의 투과영역 및 불투과영역의 위치의 차이를 계산하여 입체영상 필터 이동량을 산출할 수 있다. 여기서, 투과영역은 입체영상 필터에서 빛이 투과되는 영역을 의미하고, 불투과영역은 입체영상 필터에서 빛이 투과되지 않는 영역을 의미한다. 또한 불투과영역은 배리어가 차지하는 영역일 수 있다.
일부 실시예로, 이동량 산출부(220)는 탐지한 시청자 위치를 기초로 렌즈 위치 및 렌즈 이동량을 산출할 수 있고, 산출한 렌즈 위치 및 렌즈 이동량을 출력할 수 있다. 여기서 산출된 렌즈 위치 및 렌즈 이동량은 입체영상 처리 장치(122)로 출력될 수 있고, 디스플레이 장치(130)로 출력될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 입체영상 처리 장치에 대한 바람직한 일실시예의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 입체영상 처리 장치(122)는 튜너부(305), 복조부(310), 역다중화부(315), 네트워크 인터페이스부(320), 외부 신호 입력부(325), 비디오 디코더(330), 오디오 디코더(335), 제어부(340), 저장부(345), 버퍼(350), 그래픽 프로세서(360) 및 영상 드라이버(370)를 포함할 수 있다.
튜너부(305)는 안테나를 통해 수신되는 RF(Radio Frequency) 방송 신호 중 사용자에 의해 선택된 채널에 해당하는 RF 방송 신호를 선택하고, 선택된 RF 방송 신호를 중간 주파수 신호 혹은 베이스 밴드 영상 또는 음성 신호로 변환한다. 튜너부(305)는 ATSC(Advanced Television System Committee) 방식에 따른 단일 캐리어의 RF 방송 신호 또는 DVB(Digital Video Broadcasting) 방식에 따른 복수 캐리어의 RF 방송 신호를 수신할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 입체영상 처리 장치(122)는 적어도 2개의 튜너부를 구비할 수 있다. 적어도 2개의 튜너부를 구비하는 경우, 제2 튜너부는 제1 튜너부와 유사하게 안테나를 통해 수신되는 RF 방송 신호 중 사용자에 의해 선택된 채널에 해당하는 RF 방송 신호를 선택하고, 선택된 RF 방송 신호를 중간 주파수 신호 혹은 베이스 밴드 영상 또는 음성 신호로 변환한다.
또한, 제2 튜너부는 수신되는 RF 방송 신호 중 채널 기억 기능을 통하여 저장된 모든 방송 채널의 RF 방송 신호를 순차적으로 선택하여 이를 중간 주파수 신호 혹은 베이스 밴드 영상 또는 음성 신호로 변환할 수 있다. 제2 튜너부는 주기적으로 모든 방송 채널의 변환 작업을 수행할 수 있다. 따라서 입체영상 처리 장치(122)는 제1 튜너부를 통하여 변환된 방송 신호의 영상을 표시하면서, 제2 튜너부를 통하여 변환된 여러 채널의 영상을 썸 네일 형태로 제공할 수 있다. 이 경우, 제1 튜너부는 사용자가 선택한 메인 RF 방송 신호를 중간 주파수 신호 혹은 베이스 밴드 영상 또는 음성 신호로 변환하고, 제2 튜너부는 메인 RF 방송 신호를 제외한 모든 RF 방송 신호를 순차적/주기적으로 선택하여 이를 중간 주파수 신호 혹은 베이스 밴드 영상 또는 음성 신호로 변환할 수 있다.
복조부(310)는 튜너부(305)에서 변환된 디지털 IF 신호(DIF)를 수신하여 복조 동작을 수행한다. 일예로, 튜너부(305)에서 출력되는 디지털 IF 신호가 ATSC 방식인 경우, 복조부(310)는 8-VSB(8-Vestigial Side Band) 복조를 수행한다. 또 다른 예로, 튜너부(305)에서 출력되는 디지털 IF 신호가 DVB 방식인 경우, 복조부(310)는 COFDMA(Coded Orthogonal Frequency Division Modulation) 복조를 수행한다.
또한, 복조부(310)는 채널 복호화를 수행할 수도 있다. 이를 위해 복조부(310)는 트렐리스 디코더(Trellis Decoder), 디인터리버(De-interleaver), 및 리드 솔로먼 디코더(Reed Solomon Decoder) 등을 구비하여, 트렐리스 복호화, 디인터리빙, 및 리드 솔로먼 복호화를 수행할 수 있다.
복조부(310)는 복조 및 채널 복호화를 수행한 후 스트림 신호(TS)를 출력할 수 있다. 이때 스트림 신호는 영상 신호, 음성 신호 또는 데이터 신호가 다중화된 신호일 수 있다. 일예로, 스트림 신호는 MPEG-2 규격의 영상 신호, 돌비(Dolby) AC-3 규격의 음성 신호 등이 다중화된 MPEG-2 TS(Transport Stream)일 수 있다. 구체적으로 MPEG-2 TS는, 4 바이트(byte)의 헤더와 184 바이트의 페이로드(payload)를 포함할 수 있다.
역다중화부(315)는 복조부(310), 네트워크 인터페이스부(320) 및 외부 신호 입력부(325)로부터 스트림 신호를 수신할 수 있다. 또한 역다중화부(315)는 수신된 스트림 신호를 영상 신호, 음성 신호 및 데이터 신호로 역다중화하여 각각 비디오 디코더(330), 오디오 디코더(335) 및 제어부(340)로 출력할 수 있다.
비디오 디코더(330)는 역다중화부(315)로부터 영상 신호를 수신하고, 수신된 영상 신호를 복원하여 버퍼(350)에 저장한다. 여기서 영상 신호는 입체영상 신호를 포함할 수 있다.
오디오 디코더(335)는 역다중화부(315)로부터 영상 신호를 수신하고, 수신된 영상 신호를 복원하여 음성을 디스플레이 장치(130)로 출력한다.
네트워크 인터페이스부(320)는 네트워크 망으로부터 수신되는 패킷(packet)들을 수신하고, 네트워크 망으로 패킷을 전송한다. 즉 네트워크 인터페이스부(320)는 네트워크 망을 통해 서비스 제공 서버로부터 방송 데이터를 전달하는 IP 패킷을 수신한다. 여기서 방송 데이터는 컨텐츠, 컨텐츠 업데이트 여부를 알리는 업데이트 메시지, 메타데이터, 서비스 정보 데이터, 소프트웨어 코드를 포함한다. 또한 서비스 정보는 실시간 방송 서비스에 대한 서비스 정보 및 인터넷 서비스에 대한 서비스 정보를 포함할 수 있다. 여기서 인터넷 서비스는 CoD(Content's on Demand) 서비스, 유튜브 서비스, 날씨, 뉴스, 지역 정보 및 검색 등의 인포메이션 서비스, 게임, 노래방 등의 엔터테인먼트 서비스, TV 메일, TV SMS(Short Message Service) 등의 커뮤니케이션 서비스 등 인터넷을 통해 제공될 수 있는 서비스를 의미한다. 이에 따라 본 발명에서 디지털 방송 수신기는 네트워크 TV, 웹 TV 및 브로드밴드 TV를 포함한다. 또한 방송 서비스는 지상파, 위성 및 케이블을 통해 제공되는 방송 서비스뿐만 아니라 인터넷 서비스를 포함할 수 있다.
네트워크 인터페이스부(320)는 IP패킷을 스트림 신호를 포함하는 경우에는, IP패킷에서 스트림 신호를 추출하여 역다중화부(315)로 출력할 수 있다.
외부 신호 입력부(325)는 외부 장치와 입체영상 처리 장치(122)를 연결할 수 있는 인터페이스를 제공할 수 있다. 여기서 외부 장치는 DVD(Digital Versatile Disk), 블루레이(Bluray), 게임기기, 켐코더, 컴퓨터(노트북) 등 다양한 종류의 영상 또는 음성 출력 장치를 의미한다. 입체영상 처리 장치(122)는 외부 신호 입력부(325)로부터 수신된 영상 신호 및 음성 신호가 디스플레이되도록 제어할 수 있고, 데이터 신호를 저장하거나 사용할 수 있다.
제어부(340)는 명령어를 실행하고 입체영상 처리 장치(122)와 연관된 동작을 수행한다. 예를 들면, 저장부(345)로부터 검색된 명령어를 사용하여, 제어부(340)는 입체영상 처리 장치(122)의 컴포넌트들 간의 입력 및 출력, 데이터의 수신 및 처리를 제어할 수 있다. 제어부(340)는 단일 칩, 다수의 칩, 또는 다수의 전기 부품 상에 구현될 수 있다. 예를 들어, 전용 또는 임베디드 프로세서, 단일 목적 프로세서, 컨트롤러, ASIC, 기타 등등을 비롯하여 여러 가지 아키텍처가 제어부(340)에 대해 사용될 수 있다.
제어부(340)는 운영 체제와 함께 컴퓨터 코드를 실행하고 데이터를 생성 및 사용하는 동작을 한다. 운영 체제는 일반적으로 공지되어 있으며 이에 대해 보다 상세히 기술하지 않는다. 예로서, 운영 체제는 Window 계열 OS, Unix, Linux, Palm OS, DOS, 안드로이드 및 매킨토시 등일 수 있다. 운영 체제, 다른 컴퓨터 코드 및 데이터는 제어부(340)와 연결되어 동작하는 저장부(345) 내에 존재할 수 있다.
저장부(345)는 일반적으로 입체영상 처리 장치(122)에 의해 사용되는 프로그램 코드 및 데이터를 저장하는 장소를 제공한다. 예로서, 저장부(345)는 판독 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 하드 디스크 드라이브 등으로 구현될 수 있다. 프로그램 코드 및 데이터는 분리형 저장 매체에 존재할 수 있고, 필요할 때, 입체영상 처리 장치(122) 상으로 로드 또는 설치될 수 있다. 여기서 분리형 저장 매체는 CD-ROM, PC-CARD, 메모리 카드, 플로피 디스크, 자기 테이프, 및 네트워크 컴포넌트를 포함한다.
그래픽 프로세서(360)는 버퍼(350)에 저장된 영상 데이터가 디스플레이되도록 디스플레이 장치(130)를 제어한다. 그래픽 프로세서(360)는 마스크 생성부(362) 및 다중화부(363)를 포함할 수 있다.
마스크 생성부(362)는 입체영상에 대한 시점 마스크를 생성한다. 마스크 생성부(362)는 다음의 수학식 1을 이용하여 각 시점별 마스크 α를 생성할 수 있다.
Figure 112010052458032-pat00001
여기서, i는 서브 픽셀 수평 번호이고, Vi는 입체영상 픽셀 주기가 Q일 때 i 서브 픽셀의 시점번호이며, k는 시점 번호다. 또한 함수 W(x)에 대한 그래프는 도 4에 도시된다.
다중화부(363)는 마스크 생성부(362)가 생성한 시점 마스크를 이용하여 픽셀의 최종색을 결정할 수 있다. 다중화부(363)는 다음의 수학식 2를 이용하여 최종색 MCi를 결정할 수 있다.
Figure 112010052458032-pat00002
여기서, C(i, K)는 k시점 영상의 i서브 픽셀의 색이다.
영상 드라이버(370)는 최종색 MCi가 디스플레이되도록 제어 신호를 디스플레이 장치(130)로 출력할 수 있다. 또한 영상 드라이버(370)는 위치 추적 장치(121)가 산출한 입체영상 필터 위치 또는 입체영상 필터 이동량을 디스플레이 장치(130)로 출력할 수 있다. 여기서 출력되는 입체영상 필터 위치 및 입체영상 필터 이동량은 GPIO(General Purpose Input/Output) Pin을 통해 디스플레이 장치(130)로 출력될 수 있다.
일부 실시예로, 위치 추적 장치(121)가 입체영상 필터 위치 및 입체영상 필터 이동량을 디스플레이 장치(130)로 직접 출력할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 디스플레이 장치에 대한 바람직한 일실시예의 구성을 도시한 블록도이다.
도 5를 참조하면, 디스플레이 장치(130)는 제어부(510), 디스플레이 패널(520) 및 입체영상 필터(530)를 포함할 수 있다.
제어부(510)는 위치 추적 장치(121)가 산출한 입체영상 필터 위치를 기초로 입체영상 필터(530)의 배리어 또는 렌즈의 이동을 제어할 수 있다. 여기서 제어부(510)는 위치 추적 장치(121)가 산출한 입체영상 필터 위치 및 현재 입체영상 필터 위치의 차이값을 계산하여 입체영상 필터 이동량을 산출하고, 산출한 입체영상 필터 이동량을 기초로 배리어 또는 렌즈의 이동을 제어할 수 있다. 일부 실시예로, 제어부(510)는 위치 추적 장치(121)가 산출한 불투과영역 위치를 기초로 입체영상 필터(530)의 투과영역 및 불투과영역의 이동을 제어할 수 있다. 일부 실시예로, 제어부(510)는 위치 추적 장치(121)가 산출한 렌즈 위치를 기초로 입체영상 필터(530)의 렌즈의 이동을 제어할 수 있다.
제어부(510)는 위치 추적 장치(121)가 산출한 입체영상 필터 이동량을 기초로 입체영상 필터(530)의 배리어 또는 렌즈의 이동을 제어할 수 있다.
디스플레이 패널(520)은 입체영상 처리 장치(122)가 출력한 제어신호에 따라 최종색 MCi를 해당 픽셀 또는 서브 픽셀에 디스플레이할 수 있다. 즉 디스플레이 패널(520)은 좌안 영상과 우안 영상이 혼합된 시차 영상을 표시할 수 있다.
입체영상 필터(530)는 디스플레이 패널(520)에 표시된 시차 영상이 시청자에게 입체영상으로 보일 수 있도록 하는 필터로, 일정한 간격으로 배열된 투과영역들과 불투과영역들을 포함할 수 있다. 디스플레이 패널(520)에서 방출된 빛은 투과영역을 통해 투과되어 시청자의 우안 또는 좌안에 도달된다. 여기서 입체영상 필터(530)는 액정 패럴랙스 배리어(Parallax Barrier) 및 액정 레티큘라 필터(Lenticular filter) 중 하나일 수 있다.
입체영상 필터(530)가 액정 패럴랙스 배리어인 경우에는, 불투과영역은 배리어로 구성될 수 있고, 한쌍의 투과영역과 불투과영역은 피치(Pitch)로 명명될 수 있다. 입체영상 필터(530)의 투과영역 및 불투과영역은 제어부(510)의 제어에 따라 이동될 수 있다. 이때, 입체영상 필터(530)는 고정될 수 있다.
입체영상 필터(530)가 액정 레티큘라 필터인 경우에는, 투과영역과 불투과영역은 렌즈에 의해 구분될 수 있고, 하나의 렌즈는 피치(Pitch)로 명명될 수 있다.입체영상 필터(530)의 렌즈는 제어부(510)의 제어에 따라 이동될 수 있다. 이때, 입체영상 필터(530)는 고정될 수 있다.
도 6은 입체영상 필터에 의한 영상 분리를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 입체영상 패널(600)은 좌안 영상(L)과 우안 영상(R)이 혼합된 시차 영상(parallax images)을 표시하는 디스플레이 패널(610)은 불투과영역(621) 및 투과영역(622)이 일정 간격으로 배열되는 입체영상 필터(620)를 포함한다.
입체영상 필터(620)는 디스플레이 패널(610)의 전방에 일정한 거리를 두고 배치되고, 불투과영역(621) 및 투과영역(622)이 디스플레이 패널(610)과 나란한 방향으로 교번적으로 배열된다.
디스플레이 패널(610)이 좌안(L)과 우안(R)에 해당하는 시차 영상을 디스플레이하면, 시청자는 디스플레이된 좌안 영상(L) 및 우안 영상(R)을 입체영상 필터(620)를 통하여 보게 되고, 시청자의 좌안 및 우안은 각각 디스플레이 패널(610)에서 제공되는 좌안 영상(L)과 우안 영상(R)을 독립적으로 보게 되어, 시청자는 입체감을 느낄 수 있다.
시청자가 입체영상이 잘 볼 수 있는 지점을 스윗 스포트(Sweet Spot)라고 한다. 즉 스윗 스포트는 좌안 영상(L) 및 우안 영상(R)이 겹쳐 보이는 크로스 턱(Cross-talk) 및 좌안 영상(L) 및 우안 영상(R)이 역전되어 보이는 이미지 역전 현상(Image Flipping)이 발생하지 않는 지점을 의미한다. 좌안 영상(L)을 보기 위한 스윗 스포트는 지점(632, 634)일 수 있고, 우안 영상(R)을 보기 위한 스윗 스포트는 지점(631, 633)일 수 있다. 만일 지점(632, 634)에 시청자의 우안이 위치하고, 지점(631, 633)에 시청자의 좌안이 위치한 경우에는, 이미지 역전 현상이 일어 날 수 있다.
도 7은 입체영상 필터의 위치 변화에 따른 스윗 스포트(Sweet Spot)의 이동을 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 불투과영역(711) 및 투과영역(712)으로 배열된 입체영상 필터(710)에서는, 디스플레이 패널(701)에 디스플레이된 좌안 영상(L)을 보기 위한 스윗 스포트(717) 및 우안 영상(R)을 보기 위한 스윗 스포트(716)가 교번적으로 배열되는 스윗 스포트(715)를 갖는다.
불투과영역(721) 및 투과영역(722)으로 배열된 입체영상 필터(720)에서는, 디스플레이 패널(701)에 디스플레이된 좌안 영상(L)을 보기 위한 스윗 스포트(727) 및 우안 영상(R)을 보기 위한 스윗 스포트(726)가 교번적으로 배열되는 스윗 스포트(725)를 갖는다.
불투과영역(731) 및 투과영역(732)으로 배열된 입체영상 필터(730)에서는, 디스플레이 패널(701)에 디스플레이된 좌안 영상(L)을 보기 위한 스윗 스포트(737) 및 우안 영상(R)을 보기 위한 스윗 스포트(736)가 교번적으로 배열되는 스윗 스포트(735)를 갖는다.
불투과영역(741) 및 투과영역(742)으로 배열된 입체영상 필터(740)에서는, 디스플레이 패널(701)에 디스플레이된 좌안 영상(L)을 보기 위한 스윗 스포트(747) 및 우안 영상(R)을 보기 위한 스윗 스포트(746)가 교번적으로 배열되는 스윗 스포트(745)를 갖는다.
불투과영역(751) 및 투과영역(752)으로 배열된 입체영상 필터(750)에서는, 디스플레이 패널(701)에 디스플레이된 좌안 영상(L)을 보기 위한 스윗 스포트(757) 및 우안 영상(R)을 보기 위한 스윗 스포트(756)가 교번적으로 배열되는 스윗 스포트(755)를 갖는다.
불투과영역(761) 및 투과영역(762)으로 배열된 입체영상 필터(760)에서는, 디스플레이 패널(701)에 디스플레이된 좌안 영상(L)을 보기 위한 스윗 스포트(767) 및 우안 영상(R)을 보기 위한 스윗 스포트(766)가 교번적으로 배열되는 스윗 스포트(765)를 갖는다.
불투과영역(771) 및 투과영역(772)으로 배열된 입체영상 필터(770)에서는, 디스플레이 패널(701)에 디스플레이된 좌안 영상(L)을 보기 위한 스윗 스포트(777) 및 우안 영상(R)을 보기 위한 스윗 스포트(776)가 교번적으로 배열되는 스윗 스포트(775)를 갖는다.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이 시스템이 시청자를 촬상한 영상 프레임을 도시한 도면이다.
도 8a 내지 도 8d를 참조하면, 입체영상 처리 시스템(120)은 영상 프레임(820)을 이용하여 시청자의 위치(821)를 탐지할 수 있다. 입체영상 처리 시스템(120)은 영상 프레임(820)에서 얼굴 영역을 인식하여, 시청자의 위치(821)를 탐지할 수 있다. 여기서, 입체영상 처리 시스템(120)은 얼굴의 대칭을 이용한 알고리즘, 머리카락 색과 얼굴색을 이용한 알고리즘, 및 얼굴의 윤곽을 이용한 알고리즘을 이용하여 얼굴 영역을 인식할 수 있다. 또한 영상 처리 시스템(120)은 영상 프레임(820)에서 스킨 칼라 정보를 산출하여 얼굴 영역을 인식할 수 있다.
입체영상 처리 시스템(120)은 탐지된 시청자의 위치(821) 및 이전에 탐지된 시청자의 위치(811)를 이용하여 시청자의 이동 속도 V를 다음의 수학식 3으로부터 산출할 수 있다.
Figure 112010052458032-pat00003
여기서, H는 탐지된 시청자의 위치(821) 및 이전에 탐지된 시청자의 위치(811) 사이의 거리이고, T는 영상 프레임(810) 및 영상 프레임(820)이 촬상된 시간 간격이다.
영상 처리 시스템(120)은 탐지한 시청자의 위치(821) 및 이동 속도 V를 이용하여 사전에 설정된 시간이 경과한 때의 시청자 위치를 다음의 알고리즘에 따라 산출할 수 있다.
[알고리즘 1]
for(k=1, k<N+1, k++)
{지연시간+kt일 때의 시청자의 위치}
여기서, 지연시간+kt를 사전에 설정된 시간이고, 지연시간은 카메라 캡처 지연(camera capture delay), 탐지 처리 지연(detecting process delay), 이미지 드라이버 프레임 레이트 지연(image driver frame rate delay) 중 적어도 하나에 의해 지연된 시간일 수 있다.
t는 다음의 수학식 4에 의해 정해질 수 있다.
Figure 112010052458032-pat00004
여기서, M은 카메라의 최대 프레임 레이트(frame rate)이고, N은 다음의 수학식 5에 의해 정해질 수 있다.
Figure 112010052458032-pat00005
여기서, T는 영상변화가 일어나는 머리 위치변화의 경계값(Threshold)이다.
지연시간+kt일 때의 시청자의 위치 P는 다음의 수학식 6에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112010052458032-pat00006
여기서 P0는 탐지된 시청자의 위치이고 T는 지연시간+kt이다.
알고리즘 1에 따라, 입체영상 처리 시스템(120)은 영상 프레임이 촬상되는 시간 간격 동안 t 시간 간격으로 N개의 시청자의 위치를 추정할 수 있어, M Hz의 프레임 레이트로 촬상되는 카메라를 이용한 경우에, M*N Hz의 프레임 레이트로 촬상되는 카메라를 이용한 효과를 낼 수 있다.
영상 프레임(830)이 촬상된 시점에서, 입체영상 처리 시스템(120)은 시청자의 위치(831)를 탐지하고, 이전에 탐지된 시청자의 위치(811, 421) 중 적어도 하나를 이용하여 시청자의 이동 속도를 산출할 수 있다.
또한 영상 프레임(840)이 촬상된 시점에서, 입체영상 처리 시스템(120)은 시청자의 위치(841)를 탐지하고, 이전에 탐지된 시청자의 위치(811, 421, 431) 중 적어도 하나를 이용하여 시청자의 이동 속도를 산출할 수 있다.
입체영상 처리 시스템(120)은 특정 시점에서의 추정된 시청자 위치를 기초로 해당 시점의 입체영상 필터의 불투과영역 또는 투과영역의 위치를 산출할 수 있다. 시청자가 스윗 스포트(715)에 위치해 있을 때, 입체영상 처리 시스템(120)은 입체영상 필터(710)의 불투과영역 또는 투과영역의 위치를 입체영상 필터의 불투과영역 또는 투과영역의 위치로 산출한다. 여기서 시청자가 스윗 스포트(715)에 위치해 있다는 의미는, 시청자의 좌안이 지점(717)에 위치하고, 시청자의 우안이 지점(716)에 위치한다는 것을 의미한다.
만일 시청자가 이동하여 스윗 스포트(735)에 위치해 있을 때, 입체영상 처리 시스템(120)은 입체영상 필터(730)의 불투과영역 또는 투과영역의 위치를 입체영상 필터의 불투과영역 또는 투과영역의 위치로 산출한다. 여기서, 입체영상 처리 시스템(120)은 도 7에서 도시된 것처럼, 스윗 스포트 및 스윗 스포트에 따른 입체영상 필터의 불투과영역 또는 투과영역의 위치가 행단위로 기록된 테이블을 저장할 수 있고, 상기 테이블로부터 추정 또는 탐지된 시청자의 위치와 연관된 입체영상 필터의 불투과영역 또는 투과영역의 위치를 검색할 수 있다.
만일 시청자가 이동하여 스윗 스포트(775)에 위치해 있을 때, 입체영상 처리 시스템(120)은 입체영상 필터(770)의 불투과영역 또는 투과영역의 위치를 입체영상 필터의 불투과영역 또는 투과영역의 위치로 산출한다.
입체영상 처리 시스템(120)은 시청자가 스윗 스포트(715)에서 스윗 스포트(735)로 이동한 경우에는, 불투과영역(711) 및 불투과영역(731) 사이의 위치의 차이값을 산출하여 입체영상 필터 이동량을 산출할 수 있고, 투과영역(712) 및 투과영역(732) 사이의 위치의 차이값을 산출하여 입체영상 필터 이동량을 산출할 수 있다.
도 9는 Barrier 방식에서 입체영상 필터의 투과영역 및 불투과영역의 이동 방식을 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 입체영상 필터(910 내지 960)는 고정된 상태에서, 배리어(LC 필터의 전극)를 분할하여 분할된 단위 배리어(단위 전극)에 인가되는 전원을 전환하여 배리어를 이동시킬 수 있다. 즉 단위 배리어에 인가되는 전원이 온(On)/오프(off)됨에 따라 불투과영역(901) 및 투과영역(902)이 이동하게 된다. 여기서 단위 배리어의 개수는 피치당 4개 이상이 바람직하다. 만일 피치당 배리어가 2개일 경우에는, 단위 배리어를 온/오프 시킬 때마다 배리어가 이동하는 것이 아니라 배리어의 개구부가 뒤바뀌는 구동이 될 수 있다.
입체영상 필터(910 내지 960)는 각각 불투과영역(901) 및 투과영역(902)의 위치를 나타낸다. 여기서 불투과영역(901) 및 투과영역(902)은 각각 3개의 단위 배리어로 구성된다. 입체영상 필터(910)에서 첫번째 단위 배리어 및 네번째 단위 배리어의 온/오프가 변경되어, 입체영상 필터(910)의 불투과영역(901)의 위치는 입체영상 필터(920)의 불투과영역(901)의 위치로 이동하게 된다. 마찬가지로, 입체영상 필터(910)에서 일곱 번째 단위 배리어 및 열번째 단위 배리어의 온/오프가 변경되어, 입체영상 필터(910)의 투과영역(902)의 위치는 입체영상 필터(920)의 투과영역(902)의 위치로 이동하게 된다.
도 10은 액정 Lenticular의 원리를 도시한 도면이고 도 11은 Lenticular 방식에서 렌즈의 이동 방식을 도시한 도면이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 액정 Lenticular(1020)는 투명전극(ITO) 및 투명전극 사이에 위치하는 액정(LC: Liquid Crystal)으로 구성될 수 있다. 액정 Lenticular(1020)는 액정(LC, Liquid Crystal)을 통해 디스플레이 패널(1010)이 방출하는 빛의 굴절을 조절하여 좌안 영상 및 우안 영상이 적정한 스윗 스포트 상에 위치되게 한다. 즉 액정(LC, Liquid Crystal)은 빛을 굴절시키는 단위 렌즈들을 형성한다. 여기서 액정 Lenticular(1020)는 투명전극(ITO)으로 인가되는 전압을 조절하여 액정(LC, Liquid Crystal)의 위치, 방향 및 배치를 조절할 수 있다. 액정(LC, Liquid Crystal)의 위치, 방향 및 배치에 따라 형성되는 렌즈의 위치가 변경될 수 있고, 그에 따라 스윗 스포트는 변경될 수 있다.
액정 Lenticular(1020)는 단위 렌즈 안의 전극이 사전에 설정된 개수로 분할된 단위 전극을 가질 수 있고, 형성 하려는 렌즈의 형상에 해당하는 전압을 상기 단위 전극별로 분포를 가지게 인가하여 액정의 굴절율을 변화시켜 렌즈를 형성할 수 있다. 도 11에서 렌즈(1110)는 9개의 단위 전극(1111)에 전압이 인가되어 형성된 것이다. 또한 렌즈(1110)는 단위 렌즈로 하나의 투과영역 및 불투과영역을 분리할 수 있고, 피치를 형성할 수 있다. 이러한 단위 렌즈의 이동에 따라 투과영역 및 불투과영역이 이동하게 된다.
액정 Lenticular(1020)는 단위 전극에 인가되는 전압을 조절하여 단위 렌즈를 이동시킬 수 있다. 즉 액정 Lenticular(1020)는 단위 렌즈를 형성하기 위해 단위 전극에 각각 인가된 전압을 이동량에 해당하는 길이를 갖는 단위 전극의 갯수 만큼 이동된 단위 전극에 각각 인가하여, 단위 렌즈가 상기 이동량만큼 이동된 위치에서 단위 렌즈가 형성되도록 할 수 있다. 일예로, 렌즈(1110)를 형성하는 9개의 단위 전극(1111)에 각각 인가된 전압을 두개의 단위 전극만큼 이동시켜 9개의 단위 전극(1121)에 각각 인가하면, 렌즈(1110)는 두개의 단위 전극 길이 만큼 왼쪽에 위치한 렌즈(1120)의 위치로 이동하게 된다. 다른 예로, 렌즈(1120)를 형성하는 9개의 단위 전극(1121)에 각각 인가된 전압을 한개의 단위 전극만큼 이동시켜 9개의 단위 전극(1131)에 각각 인가하면, 렌즈(1120)는 한개의 단위 전극 길이 만큼 왼쪽에 위치한 렌즈(1130)의 위치로 이동하게 된다.
도 12는 Barrier 필터의 전극 구조를 도시한 도면이다.
도 12를 참조하면, 하나의 배리어는 복수의 단위 전극로 나뉘어 질 수 있다.피치(1210)는 6개의 단위 전극(1211 내지 1216)으로 구성될 수 있고, 3개의 단위 전극(1211, 1212, 1213)이 불투과영역(1220)을 형성하고, 3개의 단위 전극(1214, 1215, 1216)이 투과영역(1230)을 형성할 수 있다. 또한 단위 전극에 전압 인가 여부에 따라 단위 전극은 불투과영역을 형성할 수도 있고 투과영역을 형성할 수도 있다.
단위 전극 사이에는 전극갭(1240)이 존재할 수 있다. Normally Black 모드일 경우에는, 전극갭(1240)의 전압이 항상 off상태이므로 전극갭(1240)에 해당하는 공간은 블랙이지만, Normally White 모드일 경우에는, 전극갭(1240)의 전압이 항상 off상태이므로 전극갭(1240)에 해당하는 공간은 화이트과 되어, 전극갭(1240)으로 빛샘이 발생할 수 있다. 또한 빛샘 발생으로 Cross-talk이 발생할 수 있다.
전극갭(1240)을 통한 빛샘을 방지 위해 블랙 매트릭스(BM: Black Matrix)를 적용하여 빛샘을 방지할 수 있다. 여기서 배리어 필터 대비 전극갭 면적이 1%이상일 경우에, BM을 적용할 수 있다.
도 13은 Barrier 필터의 구동을 도시한 도면이다.
도 13을 참조하면, 하나의 피치당 6개의 단위 배리어가 있을 경우에는, 전극 구동은 6개의 단위 배리어의 순서에 따라 반복되는 구조일 수 있다. 일예로, 한 단위 배리어만큼 배리어를 이동시키려면, 각 피치의 첫 번째에 위치하는 단위 배리어(1311, 1321, 1331)를 블랙(Normally White 모드일 경우에는 온, Normally Black 모드일 경우에 오프)에서 화이트로 변화시키고, 각 피치의 네 번째에 위치하는 단위 배리어(1314, 1324)를 화이트(Normally White 모드일 경우에는 off, Normally Black 모드일 경우에 온)에서 블랙으로 변화시키면 된다.
배리어 필터(1300)는 피치 상에서 같은 위치에 위치하는 단위 배리어가 동시에 제어되도록 구성될 수 있다. 즉 피치 상에서 같은 위치에 위치하는 단위 배리어의 전극이 패널상으로 공통으로 묶여 동시에 제어될 줄 수 있고, 플렉서블 전자회로(FPC, Flexible Printed Circuit) 상에서 묶여서 구동될 수 있다. 이에 따라 모든 단위 전극을 개별 구동하는 것에 비해 제조비 및 구동비를 감소시킬 수 있고, 전력 소모를 줄일 수 있으며, 회로의 복잡도를 감소시킬 수 있다.
도 14는 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이 방법에 대한 바람직한 일실시예의 수행과정을 도시한 순서도이다.
도 14를 참조하면, 카메라(110)는 시청자의 영상을 촬상한다(S200). 여기서 카메라(110)는 설정된 헤르츠 또는 주어진 헤르츠에 따라 시청자의 영상을 촬상하고 촬상된 영상을 실시간으로 계속하여 입체영상 처리 시스템(120)으로 출력할 수 있다.
입체영상 처리 시스템(120)은 카메라(110)가 촬상한 영상에 포함된 영상 프레임을 이용하여 시청자의 위치를 탐지한다(S210). 여기서 입체영상 처리 시스템(120)은 탐지한 시청자의 위치 및 이전에 탐지한 시청자의 위치들 중 적어도 하나를 이용하여 시청자의 이동 속도를 산출할 수 있고, 입체영상 처리 시스템(120)은 탐지한 시청자의 위치 및 산출한 이동 속도를 이용하여 사전에 설정된 시간이 경과한 때의 시청자 위치를 추정할 수 있다.
입체영상 처리 시스템(120)은 탐지한 시청자 위치를 기초로 입체영상 필터 위치를 산출한다(S220). 여기서 입체영상 필터 위치는 입체영상 필터의 불투과영역 위치 및 렌즈 위치 중 하나일 수 있다. 입체영상 필터 위치를 산출하기 위해, 입체영상 처리 시스템(120)은 탐지된 시청자 위치에 해당하는 스윗 스포트를 갖는 투과영역 및 불투과영역의 위치를 산출하거나 저장부(845)에 저장된 테이블에서 탐지된 시청자와 연관된 입체영상 필터 위치를 검색할 수 있다.
입체영상 처리 시스템(120)은 산출한 입체영상 필터 위치를 기초로 입체영상 필터 이동량을 산출할 수 있다. 일부 실시예로, 입체영상 처리 시스템(120)은 산출한 투과영역 및 불투과영역의 위치 및 현재 투과영역 및 불투과영역의 위치의 차이값을 산출하여 입체영상 필터 이동량을 산출할 수 있다. 일부 실시예로, 입체영상 처리 시스템(120)은 산출한 렌즈 위치 및 현재 렌즈 위치의 차이값을 산출하여 입체영상 필터 이동량을 산출할 수 있다.
디스플레이 장치(130)는 입체영상 처리 시스템(120)이 산출한 입체영상 필터 이동량에 따라 입체영상 필터의 투과영역 및 불투과영역을 이동시킨다(S230). 여기서 디스플레이 장치(130)는 도 9에 도시된 방식을 이용하여, 투과영역 및 불투과영역을 이동시킬 수 있다. 다른 실시예로, 입체영상 처리 시스템(120)이 산출한 입체영상 필터 이동량에 따라 입체영상 필터의 렌즈를 이동시킬 수 있다. 이때, 입체영상 처리 시스템(120)은 도 10에 도시된 방식을 이용하여 렌즈를 이동시킬 수 있다.
입체영상 처리 시스템(120)은 입체영상에 대한 시점 마스크를 생성한다(S240). 입체영상 처리 시스템(120)은 전술된 수학식 1을 이용하여 각 시점별 마스크를 생성할 수 있다.
입체영상 처리 시스템(120)은 입체영상에 포함된 각 시점 영상의 픽셀의 색 및 생성한 시점 마스크를 이용하여 픽셀의 색의 최종색을 결정한다(S250). 입체영상 처리 시스템(120)은 전술된 수학식 2를 이용하여 최종색을 결정할 수 있다.
디스플레이 장치(130)는 입체영상 처리 시스템(120)이 결정한 최종색을 디스플레이한다(S260). 여기서 디스플레이된 최종색에 의해 생성된 좌안 영상과 우안 영상은 각각 단계 S230에서 이동된 투과영역 및 불투과영역이 배열된 입체영상 필터에 의해 필터링되어 시청자의 좌안 및 우안에 도달될 수 있다. 또한 디스플레이된 최종색에 의해 생성된 좌안 영상과 우안 영상은 각각 이동된 렌즈가 배열된 입체영상 필터에 의해 필터링 되어 시청자의 좌안 및 우안에 도달될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 입체 영상 디스플레이 시스템은 시청자 위치에 맞추어 스윗 스포트를 조절하므로, 시청자는 이동 중에도 입체영상을 Cross-talk이나 image flipping 없이 시청할 수 있다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 장치에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 장치에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (21)

  1. 시청자의 영상을 촬상하는 단계;
    상기 촬상된 영상에 포함된 영상 프레임을 이용하여 상기 시청자의 위치를 탐지하는 단계;
    상기 탐지된 시청자의 위치를 기초로 투과영역 및 불투과영역을 갖는 입체영상 필터의 상기 불투과영역 위치를 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 불투과영역 위치에 따라 상기 입체영상 필터의 불투과영역을 이동시키는 단계를 포함하고,
    상기 투과영역 및 불투과영역의 한 쌍으로 정의되는 상기 입체영상 필터의 피치는 각 피치당 네 개 이상인 복수의 단위 배리어를 포함하고,
    상기 복수의 단위 배리어 중 적어도 하나의 전원을 전환하여 상기 불투과영역을 이동시키며,
    상기 입체영상 필터의 각 피치 내에서 동일한 순번을 갖는 단위 배리어의 전원은 공통으로 제어되는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 입체영상 필터는 고정된 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 시청자의 위치를 탐지하는 단계는, 상기 촬상에 의하여 탐지한 시청자의 위치 및 이동 속도를 이용하여 사전에 설정된 시간이 경과한 때의 시청자 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 사전에 설정된 시간은, 지연시간을 포함하고, 상기 지연시간은 카메라 캡처 지연(camera capture delay), 탐지 처리 지연(detecting process delay), 이미지 드라이버 프레임 레이트 지연(image driver frame rate delay) 중 적어도 하나에 의해 지연된 시간인 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 불투과영역 일측에 위치하는 단위 배리어의 전원을 전환하고, 상기 불투과영역 타측에 이웃한 투과영역에 포함된 단위 배리어 중 상기 불투과영역 타측에 위치하는 단위 배리어의 전원을 전환하여 상기 불투과영역을 이동시키는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 전원이 전환되는 단위 배리어의 수는 상기 불투과영역의 이동량에 비례하는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 불투과영역 내의 상기 전원이 전환되는 단위 배리어가 복수개인 경우에는, 상기 단위 배리어들은 서로 이웃하는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 방법.
  8. 제 3항에 있어서,
    상기 입체영상 필터는 단위 배리어와 단위 배리어 사이에 빛의 투과를 막는 빛샘 방지막(BM : Black Matrix)을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 방법.
  9. 제 3항에 있어서,
    상기 입체영상 필터의 각 피치내에서 동일한 순번을 갖는 단위 배리어의 전원은, 피치 상에서 같은 위치에 위치하는 단위 배리어의 전극이 패널 상으로 공통으로 묶이거나, 플렉서블 전자회로(FPC, Flexible Printed Circuit) 상에서 공통으로 묶여서 제어되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 방법.
  10. 시청자의 영상을 촬상하는 단계;
    상기 촬상된 영상에 포함된 영상 프레임을 이용하여 상기 시청자의 위치를 탐지하는 단계;
    상기 탐지된 시청자의 위치를 기초로 입체영상 필터의 렌즈 위치를 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 렌즈 위치에 따라 상기 입체영상 필터의 렌즈를 이동시키는 단계를 포함하고,
    상기 렌즈는 복수의 단위 전극에 인가된 전압의 분포에 의해 액정의 굴절률이 변화되어 형성되고,
    상기 인가된 전압의 분포를 상기 단위 전극 단위로 이동시켜 상기 렌즈를 이동시키는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 시청자의 위치를 탐지하는 단계는, 상기 촬상에 의하여 탐지한 시청자의 위치 및 이동 속도를 이용하여 사전에 설정된 시간이 경과한 때의 시청자 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 사전에 설정된 시간은, 지연시간을 포함하고, 상기 지연시간은 카메라 캡처 지연(camera capture delay), 탐지 처리 지연(detecting process delay), 이미지 드라이버 프레임 레이트 지연(image driver frame rate delay) 중 적어도 하나에 의해 지연된 시간인 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 방법.
  13. 시청자의 영상을 촬상하는 카메라부;
    상기 촬상된 영상에 포함된 영상 프레임을 이용하여 상기 시청자의 위치를 탐지하고 상기 탐지된 시청자의 위치를 기초로 투과영역 및 불투과영역을 갖는 입체영상 필터의 상기 불투과영역 위치를 산출하는 위치 추적부; 및
    상기 산출된 불투과영역 위치에 따라 상기 입체영상 필터의 불투과영역을 이동시키는 디스플레이부를 포함하고,
    상기 투과영역 및 불투과영역의 한 쌍으로 정의되는 상기 입체영상 필터의 피치는 각 피치당 네 개 이상인 복수의 단위 배리어를 포함하고,
    상기 복수의 단위 배리어 중 적어도 하나의 전원을 전환하여 상기 불투과영역을 이동시키며,
    상기 입체영상 필터의 각 피치 내에서 동일한 순번을 갖는 단위 배리어의 전원은 공통으로 제어되는 것을 특징으로 하는 는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 입체영상 필터는 고정된 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 위치 추적부는, 상기 촬상에 의하여 탐지한 시청자의 위치 및 이동 속도를 이용하여 사전에 설정된 시간이 경과한 때의 시청자 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 사전에 설정된 시간은, 지연시간을 포함하고, 상기 지연시간은 카메라 캡처 지연(camera capture delay), 탐지 처리 지연(detecting process delay), 이미지 드라이버 프레임 레이트 지연(image driver frame rate delay) 중 적어도 하나에 의해 지연된 시간인 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  17. 제 13항에 있어서,
    상기 디스플레이부는,
    상기 불투과영역 일측에 위치하는 단위 배리어의 전원을 전환하고, 상기 불투과영역 타측에 이웃한 투과영역에 포함된 단위 배리어 중 상기 불투과영역 타측에 위치하는 단위 배리어의 전원을 전환하여 상기 불투과영역을 이동시키는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 전원이 전환되는 단위 배리어의 수는 상기 불투과영역의 이동량에 비례하는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 불투과영역 내의 상기 전원이 전환되는 단위 배리어가 복수개인 경우에는, 상기 단위 배리어들은 서로 이웃하는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  20. 제 15항에 있어서,
    상기 입체영상 필터는 단위 배리어와 단위 배리어 사이에 빛의 투과를 막는 빛샘 방지막(BM : Black Matrix)을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  21. 제 15항에 있어서,
    상기 입체영상 필터의 각 피치내에서 동일한 순번을 갖는 단위 배리어의 전원은, 피치 상에서 같은 위치에 위치하는 단위 배리어의 전극이 패널 상으로 공통으로 묶이거나, 플렉서블 전자회로(FPC, Flexible Printed Circuit) 상에서 공통으로 묶여서 제어되는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
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