KR101727493B1 - 입체 영상 표시 장치에서의 편광 간섭을 방지하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

입체 영상 표시 장치에서의 편광 간섭을 방지하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 평판영상장치로부터 출력되는 영상을 각각 좌우 눈에 전달시켜주는 편광 안경 장치에 있어서, 바디(Body)부; 상기 바디부에 장착되고, 개별적으로 회전 조절이 되는 제1 렌즈 및 제2 렌즈를 포함하는 렌즈부; 상기 제1 렌즈 및 제2 렌즈를 포함하는 상기 바디부의 움직임에 따라 상기 제1 렌즈 및 제2 렌즈와 상기 평판영상장치의 영상과의 기울기를 감지하는 센서; 및 상기 바디부에 장착되고, 상기 제1 렌즈와 제2 렌즈의 사이에 형성되는 이격공간에 배치되는 모터 구동부를 포함하고, 상기 모터 구동부는, 상기 기울기에 대한 값을 검출하고, 상기 검출된 값에 기초하여, 상기 제1 렌즈를 회전시켜 상기 제1 렌즈의 기울기를 보상하는 제1 모터 구동부; 및 상기 제2 렌즈를 회전시켜 상기 제2 렌즈의 기울기를 보상하는 제2 모터 구동부를 포함하여 이루어진다.
따라서, 편광 안경 장치를 착용한 사용자의 움직임에 상관없이 3D 입체 형상의 우수한 시청 품질을 얻을 수 있는 효과가 있다.

Description

입체 영상 표시 장치에서의 편광 간섭을 방지하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR REDUCING POLARIZING INTERFERENCE IN A STEREOSCOPIC 3 DIMENSION DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 편광 필터를 사용하여 3D 시청 효과를 제공하는 입체 영상 표시 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 입체 영상 표시 장치에서의 편광 간섭을 방지하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
현재의 렌즈 고정식 안경을 통한 수동형, 능동형 3D TV 또는 영사기 시청 환경에서는 시청자가 소파에서 가로로 눕는 등의 동작으로 안경과 화면 사이의 수평 각도 차이가 발생하는 경우, 수평각의 평행이 유지된 상태와 동일한 시청 효과를 얻을 수 없는 문제점이 발생한다.
도 1은 상기와 같은 렌즈 고정식 안경을 사용하였을 경우, 편광 간섭이 발생하는 것을 나타내는 도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 평판영상장치의 편광 필터를 통해 제공되는 영상과 편광 안경의 렌즈의 각도가 수직 또는 수평이 되지 않을 경우, 간섭(Interference)이 발생하는 문제가 발생한다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해, 수평면과의 기울어진 정도를 감지하는 센서를 이용하여 편광안경 또는 평판영상장치의 회전을 통해 편광 간섭을 해결하고자 함에 있다.
본 발명은 평판영상장치로부터 출력되는 영상을 각각 좌우 눈에 전달시켜주는 편광 안경 장치에 있어서, 바디(Body)부; 상기 바디부에 장착되고, 개별적으로 회전 조절이 되는 제1 렌즈 및 제2 렌즈를 포함하는 렌즈부; 상기 제1 렌즈 및 제2 렌즈를 포함하는 상기 바디부의 움직임에 따라 상기 제1 렌즈 및 제2 렌즈와 상기 평판영상장치의 영상과의 기울기를 감지하는 센서; 및 상기 바디부에 장착되고, 상기 제1 렌즈와 제2 렌즈의 사이에 형성되는 이격공간에 배치되는 모터 구동부를 포함하고, 상기 모터 구동부는, 상기 기울기에 대한 값을 검출하고, 상기 검출된 값에 기초하여, 상기 제1 렌즈를 회전시켜 상기 제1 렌즈의 기울기를 보상하는 제1 모터 구동부; 및 상기 제2 렌즈를 회전시켜 상기 제2 렌즈의 기울기를 보상하는 제2 모터 구동부를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 모터 구동부는, 상기 센서로부터 감지된 기울기에 따라 상기 제1 렌즈 및 제2 렌즈의 기준 위치 및 회전량을 검출하기 위한 검출기; 상기 검출기로부터 검출된 값을 상기 제1 렌즈 및 제2 렌즈의 회전에 필요한 값으로 환산하기 위한 보상기; 및 상기 보상기를 통해 환산된 값만큼 상기 제1 렌즈 및 제2 렌즈를 회전시키기 위한 구동 회로를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 렌즈부는 상기 제1 렌즈 및 제2 렌즈를 둘러싸고 있는 벨트를 더 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 모터 구동부에 동력을 제공하기 위한 배터리부를 더 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 렌즈는 편광 필터 또는 편광 필터 및 셔터 액정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 벨트는 타이밍 벨트-풀리 또는 체인을 사용하는 것을 특징으로 한다.
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또한, 영상이 출력되는 평판영상장치와 상기 평판영상장치로부터 출력되는 영상을 각각 좌우 눈에 절달시켜주는 편광 안경 장치를 포함하는 입체 영상 표시장치에서의 편광 간섭 방지 방법에 있어서, 개별적으로 회전 조절이 되는 제1 렌즈 및 제2 렌즈를 포함하는 상기 편광 안경장치의 움직임에 따라 상기 제1 렌즈 및 제2 렌즈와 상기 평판영상장치의 영상과의 기울기를 센서를 통해 감지하는 단계; 상기 센서에서 감지된 기울기에 대한 값을 검출하는 단계; 상기 검출된 값에 기초하여, 상기 제1 렌즈 및 제2 렌즈를 회전시키기 위한 회전량을 각 렌즈별로 계산하는 단계; 및 상기 회전량에 따라 상기 제1 렌즈 및 제2 렌즈를 개별적으로 회전시키는 단계를 포함하여 이루어진다.
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본 발명은 사용자가 착용한 안경의 수평 방향 기울기를 검출하여 렌즈가 기울어진 각도를 보상한 후, 렌즈의 회전을 통해 렌즈의 편광필터와 영상의 편광 방향과 동일한 방향을 유지하도록 하여, 안경의 각도와 상관 없이 우수한 시청 품질을 얻을 수 있는 효과가 있다.
또한, 편광안경의 렌즈 회전 대신, 평판 영상장치의 회전을 통해 동일한 효과를 얻을 수도 있다.
도 1은 종래의 렌즈 고정식 안경을 사용하였을 경우, 편광 간섭이 발생하는 것을 나타내는 도.
도 2a는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 편광 안경 장치의 사시도.
도 2b는 도 2a의 모터 구동부(220)를 나타낸 블록도.
도 3a는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 편광 안경 장치의 회전 동작을 나타내는 순서도.
도 3b는 도 3a에 따른 편광 안경 장치의 회전 동작을 나타낸 도.
도 4는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 입체 영상 장치(400)를 나타낸 도.
도 5는 상기 회전부가 상기 디스플레이부(422)를 지지하기 위한 스탠드에 위치되어 있는 것을 나타낸 도.
도 6a는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 평판영상장치의 회전 동작을 나타내는 순서도.
도 6b는 도 6a에 따른 평판영상장치의 회전 동작을 나타낸 도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 2a는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 편광 안경 장치의 사시도를 나타낸다.
편광 안경 장치는 바디부(200), 센서(210), 모터 구동부(220), 벨트(230), 렌즈(240), 백 커버(Back Cover)(250), 배터리부(260) 등으로 구성되어 있다.
먼저, 센서(210)는 렌즈의 수평방향의 기울기와 수평면과의 기울어진 정도를 감지한다. 즉, 사용자가 착용하는 안경이 평판영상장치 영상의 각도와 수평 상태를 유지하는 못하는 경우, 그 기울기를 감지하게 된다. 보통 편광안경 장치의 수평방향 기울기는 사용자의 머리에 따라 움직이게 된다. 상기 센서는 수평면과의 기울어진 정도를 감지할 수 있는 기능을 가진 센서로서, 각도, 전압 등 다양한 값을 통해 기울기를 감지할 수 있다.
모터 구동부(220)는 상기 렌즈부의 회전을 제어한다. 모터 구동부는 도 2b에 도시된 바와 같이 검출기, 보상기, 구동 회로로 구성되어 있으며, 각 렌즈 별로 구비될 수도 있다.
검출기는 상기 센서로부터 감지된 값에 따라 기준 위치 및 상기 편광 안경의 렌즈와 수평면과의 회전량을 검출한다. 상기 검출기로 센서가 사용될 수 있다.
보상기는 상기 검출기로부터 검출된 값을 상기 렌즈부의 회전에 필요한 값으로 환산한다. 상기 편광 안경 장치의 수평방향의 기울기와 수평면과의 기울어진 각도를 계산하고, 상기 편광 안경 장치의 렌즈의 회전량을 환산한다. 즉, 렌즈가 기울어진 각도를 보상하는 회전량을 계산함으로써, 렌즈의 편광필터와 영상의 편광 방향과 동일한 방향을 유지하게 할 수 있도록 한다.
구동 회로는 상기 보상기를 통해 환산된 값만큼 상기 렌즈부를 회전시킨다. 구동 회로 역시 각각의 렌즈 별 회전량을 제어하기 위해 렌즈 별로 구비될 수 있다.
렌즈부는 상기 바디부로부터 분리가 가능하고 개별적으로 회전 조절이 되는 하나 이상의 렌즈(240)와 상기 렌즈를 둘러싸고 있는 벨트(230)로 구성되어 있다.
상기 렌즈(240)는 상호 90도의 위상차를 가진 편광렌즈로 구성되며, 각각의 편광렌즈는 평판 영상장치로부터 출력되는 영상을 각각 좌우 눈에 전달시켜준다. 상기 편광렌즈는 편광 필터 또는 편광 필터 및 셔터 액정을 포함한다.
벨트(230)는 슬립에 의한 오차 발생을 제거한다. 즉, 모터 구동부에서 편광 안경 장치의 렌즈부로 동력을 전달하는 과정 또는 렌즈의 회전 동작 환경에서 발생할 수 있는 오차를 방지한다. 여기서 벨트는 타이밍 벨트-풀리 또는 체인을 사용할 수 있다. 또한, 벨트는 상기 렌즈를 둘러싸며 즉, 하나의 연결된 벨트로 좌?우 각각의 렌즈를 모두 둘러싸거나 각 렌즈 별로 둘러싸도록 각각의 렌즈를 위해 구비될 수 있다.
백 커버(Back Cover)(250)는 상기 벨트, 렌즈부 및 모터 구동부가 편광 안경 장치에서 떨어지지 않도록 상기 바디부와 결합되며, 상기 편광 안경 장치의 바디 부 뒤쪽으로 결합된다. 상기 백 커버 역시 각 렌즈 별로 결합되도록 구비될 수 있다.
배터리부(260)는 상기 모터 구동부에 동력 즉, 전압을 제공한다. 상기 배터리부는 편광 안경 장치의 바디(Body)부 어디에나 위치할 수 있으나, 상기 도면에서 도시된 바와 같이 바디부의 안 측, 특히 편광 안경 장치의 다리 부분 안 측 일 측면에 위치하는 것이 바람직하다.
도 3a는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 편광 안경 장치의 회전 동작을 나타내는 순서도이다.
먼저, 센서 특히, 기울기 센서가 렌즈의 수평 방향 기울기와 수평면과의 기울어진 정도를 감지하게 된다.(310) 상기 감지된 기울기를 통해 수평면과의 수평 여부를 확인한다.(320) 상기 확인 결과, 수평면과 수평일 경우 상기 기울기 센서를 통해 계속해서 기울기를 감지하는 과정을 반복한다.(330) 상기 확인 결과, 상기 렌즈와 수평면이 수평이 아닌 경우 검출기 및 보상기를 통해 상기 기울기를 보상할 회전 각도를 계산한다.(340) 상기 보상기에서 계산한 값만큼 구동 회로를 통해 상기 편광 안경 장치의 렌즈를 구동시켜 수평면과 수평을 유지하게 한다.(350) 수평 유지 후, 또 다시 기울기 센서를 통해 기울기가 감지되면, 상기 과정을 계속해서 반복하게 된다.(360)
도 3b는 도 3a에 따른 편광 안경 장치의 회전 동작을 나타낸 도이다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 편광 안경 장치가 사용자의 움직임으로 인해, 렌즈의 수평 방향 기울기가 수평면 아래로 기울어진 경우, 상기 기울기를 보상하여 수평면과의 평형을 유지하도록 상기 편광 안경 장치의 렌즈는 그 반대 방향으로 기울어진 정도만큼 회전하게 된다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 입체 영상 장치(400)를 나타낸다.
먼저, 입체 영상 장치(400)는 영상이 출력되는 평판영상장치(420)와 상기 평판영상장치로부터 출력되는 영상을 각각 좌우 눈에 전달시켜주는 편광 안경 장치(410)로 구성되어 있다. 상기 편광 안경 장치의 기울기 센서로부터 감지된 값을 상기 평판영상장치에 전송함으로써, 편광 안경 장치의 렌즈와 수평이 되도록 상기 평판영상장치를 회전하게 된다.
상기 편광 안경 장치(410)는 센서(411), 송신부(412), 렌즈(413) 등으로 구성되어 있다.
센서(411)는 상기에서 살핀 것처럼, 상기 편광 안경 장치의 수평 방향 기울기와 수평면과의 기울어진 정도를 감지한다. 여기서, 센서는 기울기를 감지할 수 있는 기능을 갖는 것이면 어느 것이든 사용 가능하다.
송신부(412)는 상기 센서로부터 감지된 값을 상기 평판영상장치로 유/무선 방식을 통해 전송한다. 무선 방식으로 상기 센서로부터 감지된 값을 전송하는 경우, 블루트스 방식, Wi-Fi 방식 등 다양한 무선 송수신 방식들이 사용될 수 있다.
또한, 상기 편광 안경 장치에는 상기 센서로부터 감지된 값에 따라 기준 위치 및 회전량을 검출하기 위한 검출기 및 상기 검출기로부터 검출된 값을 상기 평판영상장치의 회전에 필요한 값으로 환산하는 보상기를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 보상기에서 환산된 회전량을 상기 평판영상장치로 유/무선 송수신 방식을 통해 전송하게 된다.
다음으로, 상기 평판영상장치는 수신부(421), 디스플레이부(422), 회전부(423), 브라켓(Bracket)(424) 등으로 구성되어 있다.
수신부(421)는 상기 편광 안경 장치의 센서로부터 감지된 값 또는 처리기를 통해 기울어진 각도가 보상된 기울기 값을 수신한다. 상기 수신부는 상기 송신부에서 사용하는 유/무선 송수신 방식과 동일한 방식을 사용하여 상기 값을 수신하게 된다.
회전부(423)는 상기 수신부로터 수신된 값을 참조하여 평판영상장치를 회전함으로써, 렌즈의 편광 필터와 평판영상장치의 편광 필터가 동일한 방향을 유지하도록 한다.
상기 회전부는 검출기, 보상기, 구동 회로로 구성되어 있다.
검출기는 상기 수신부로부터 수신된 값에 따라 기준 위치 및 회전량을 검출한다.
보상기는 상기 검출기로부터 검출된 값을 상기 평판영상장치의 회전에 필요한 값으로 환산한다.
구동 회로는 상기 보상기를 통해 환산된 값만큼 상기 평판영상장치를 회전시킨다.
여기서, 상기 검출기 및 보상기가 상기 편광 안경 장치에서 이미 포함되어 있는 경우에는 상기 평판영상장치에 포함되지 않을 수 있다.
또한, 상기 회전부는 상기 평판영상장치의 디스플레이부, 상기 평판영상장치를 지탱하기 위한 스탠드 측 또는 벽걸이용 브라켓(424) 등의 후면 구조물 중 하나에 고정될 수 있으며, 상기 디스플레이부와 분리가 가능하다. 또한, 상기 회전부는 평판영상장치의 정확한 회전량 및 기준 위치를 알기 위한 제어수단들을 포함하고 있다.
여기서, 디스플레이부(422)는 영상을 출력할 수 있는 TV나 스크린 등이 될 수 있다.
도 4는 도시된 바와 같이, 상기에서 설명한 회전부(423)가 벽걸이용 브라켓(424)에 위치되어 있는 것을 나타낸다.
반면, 도 5는 상기 회전부가 상기 디스플레이부(422)를 지지하기 위한 스탠드에 위치되어 있는 것을 나타낸다.
도 6a는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 평판영상장치의 회전 동작을 나타내는 순서도이다.
먼저, 편광 안경 장치의 센서 특히, 기울기 센서를 통해 렌즈의 수평방향 기울기와 수평면과의 기울어진 정도를 감지한다.(610) 상기 기울기 센서로부터 감지된 값을 무선 전송 장치를 통해 평판영상장치로 전송한다.(620)
상기 평판영상장치의 수신부는 상기 수신된 값을 통해 상기 편광 안경 장치와 수평면이 수평이 유지되는지를 확인한다.(630) 상기 확인 결과, 수평면과의 수평이 유지된 경우 상기 610단계로 가서 상기의 과정을 반복한다.(640)
상기 확인 결과, 수평면과의 수평이 유지되지 않은 경우, 상기 편광 안경 장치와 수평을 유지하게 하도록 회전 각도를 계산한다.(650) 또한, 상기 회전 각도를 상기 편광 안경 장치에서 계산한 후, 상기 계산된 값을 상기 평판영상장치로 전송할 수도 있다. 이 경우, 상기 평판영상장치는 상기 수신된 계산 값에 따라 상기 평판영상장치를 회전하여 상기 편광 안경 장치와 평형을 유지할 수 있다.
다음으로, 650단계에서 계산된 값에 근거하여 회전부를 구동하여 상기 평판영상장치를 회전하여 상기 편광 안경 장치와 평형을 맞춘다. 상기 평판영상장치의 회전 동작은 상기 편광 안경 장치와 평형을 유지하기 위해 상기 동작을 반복적으로 수행한다.(670)
도 6b는 도 6a에 따른 평판영상장치의 회전 동작을 나타낸다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 평판영상장치는 편광 안경 장치의 센서로부터 감지된 값을 수신하여, 상기 편광 안경 장치와의 수평 여부를 확인한 후, 수평이 아닌 경우 상기 편광 안경 장치와 수평을 유지하기 위해 상기 평판영상장치를 회전하는 것을 볼 수 있다.
200: 바디부 420,520:평판표시장치
210,411,511:센서 421,521:수신부220:모터 구동부
230:벨트 422,522:디스플레이부
240,413,513:렌즈 423,523:회전부
250:백커버(Back Cover) 424,524:브라켓(Braket)
260:배터리부
400,500:입체 영상 장치
410,510:편광 안경 장치
412,512:송신부

Claims (13)

  1. 평판영상장치로부터 출력되는 영상을 각각 좌우 눈에 전달시켜주는 편광 안경 장치에 있어서,
    바디(Body)부;
    상기 바디부에 장착되고, 개별적으로 회전 조절이 되는 제1 렌즈 및 제2 렌즈를 포함하는 렌즈부;
    상기 제1 렌즈 및 제2 렌즈를 포함하는 상기 바디부의 움직임에 따라 상기 제1 렌즈 및 제2 렌즈와 상기 평판영상장치의 영상과의 기울기를 감지하는 센서;
    상기 바디부에 장착되고, 상기 제1 렌즈와 제2 렌즈의 사이에 형성되는 이격공간에 배치되는 모터 구동부;
    상기 렌즈부의 외주면을 둘러싸도록 형성되는 벨트; 및
    상기 렌즈부의 적어도 일부를 덮도록 상기 바디부에 결합되고, 상기 렌즈부, 모터 구동부 및 벨트가 상기 바디부로부터 분리되는 것을 방지하도록 형성되는 백 커버를 포함하고,
    상기 모터 구동부는,
    상기 기울기에 대한 값을 검출하고, 상기 검출된 값에 기초하여, 상기 제1 렌즈를 회전시켜 상기 제1 렌즈의 기울기를 보상하는 제1 모터 구동부; 및
    상기 제2 렌즈를 회전시켜 상기 제2 렌즈의 기울기를 보상하는 제2 모터 구동부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 편광 안경 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 모터 구동부는,
    상기 센서로부터 감지된 기울기에 따라 상기 제1 렌즈 및 제2 렌즈의 기준 위치 및 회전량을 검출하기 위한 검출기;
    상기 검출기로부터 검출된 값을 상기 제1 렌즈 및 제2 렌즈의 회전에 필요한 값으로 환산하기 위한 보상기; 및
    상기 보상기를 통해 환산된 값만큼 상기 제1 렌즈 및 제2 렌즈를 회전시키기 위한 구동 회로를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 편광 안경 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 모터 구동부에 동력을 제공하기 위한 배터리부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 편광 안경 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 벨트는 타이밍 벨트-풀리 또는 체인을 사용하는 것을 특징으로 하는 편광 안경 장치.
  6. 삭제
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