KR101758128B1 - 초 다시점 입체영상 시청장치 및 이를 이용한 초 다시점 입체영상 디스플레이 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초 다시점 입체영상 시청장치 및 이를 이용한 초 다시점 입체영상 디스플레이 방법에 관한 것으로서, 시청자의 양안과 대응되는 위치에 각각 배치되는 좌안렌즈 및 우안렌즈의 전체 또는 일측에 시청영역이 형성되고, 상기 시청영역이 독립적으로 개방 또는 차폐가능한 복수의 단위영역으로 분할형성되며, 상기 스크린에 복수의 시점영상이 투사되는 경우 상기 좌안렌즈 및 상기 우안렌즈가 교대로 구동되되, 구동되는 렌즈에 형성된 상기 복수의 단위영역 중 적어도 어느 하나의 단위영역이 순차적으로 개방 또는 차폐되면서 상기 시청자가 개방되는 상기 단위영역(V')을 통해 각각 다른 시점의 시점영상을 시청하는 것을 특징으로 하는 초 다시점 입체영상 시청장치를 제공한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 스크린에 복수의 시점영상을 고속으로 투사함과 동시에 좌안렌즈 또는 우안렌즈에 형성된 복수의 단위영역을 순차적으로 개방하여 개방되는 단위영역을 통해 복수의 시점영상을 관측함으로써 높은 해상도를 제공할 수 있으면서도 깜빡임 현상이 없고, 자연스러운 운동시차를 갖는 입체영상을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

초 다시점 입체영상 시청장치 및 이를 이용한 초 다시점 입체영상 디스플레이 방법{Super multiview viewing device for three-dimensional image and super multiview display method for three-dimensional image using thereof}

본 발명은 초 다시점 입체영상 시청장치 및 이를 이용한 초 다시점 입체영상 디스플레이 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 높은 해상도를 제공할 수 있으면서도 깜빡임 현상이 없고, 자연스러운 운동시차를 갖는 입체영상을 제공할 수 있는 초 다시점 입체영상 시청장치 및 이를 이용한 초 다시점 입체영상 디스플레이 방법에 관한 것이다.

전자 기술의 발달에 힘입어 다양한 유형의 전자기기가 개발 및 보급되고 있다. 특히, 일반 가정에서 가장 많이 사용되고 있는 가전 제품 중 하나인 TV와 같은 디스플레이 장치는 최근 수년간 급속도로 발전하고 있다.

디스플레이 장치의 성능이 고급화되면서, 디스플레이 장치에서 디스플레이하는 컨텐츠의 종류도 다양하게 증대되었다. 특히, 최근에는 3D 컨텐츠까지 시청할 수 있는 입체 디스플레이 시스템이 개발되어 보급되고 있다.

입체 디스플레이 장치는 일반 가정에서 사용되는 3D 텔레비젼 뿐만 아니라, 각종 모니터, 휴대폰, PDA, PC, 셋탑 PC, 태블릿 PC, 전자 액자, 키오스크 등과 같은 다양한 유형의 디스플레이 장치로 구현될 수 있다. 또한, 3D 디스플레이 기술은, 가정 내 사용 분만 아니라 과학, 의약, 디자인, 교육, 광고, 컴퓨터 게임 등과 같이 3D 이미징이 필요한 다양한 분야에 활용될 수 있다.

이러한 입체 디스플레이 장치는 크게 편광방식과 셔터 글래스 방식으로 구분할 수 있다.

여기서 편광방식은 스크린에 파장이 다른 두 개의 영상을 겹쳐지게 투사하고, 시청자의 좌안과 우안에 각각 다른 광파 파동이 통과하도록 필터렌즈를 설치하여 시청자의 좌안과 우안에 각각 다른 영상이 전달되도록 함으로써 시청자에게 입체영상을 제공하는 것이다.

그리고, 셔터 글래스 방식은 시청자의 좌안과 우안을 교대로 차폐하여 좌안과 우안에 각각 다른 영상이 제공되도록 함으로써 시청자에게 입체영상을 제공하는 것이다.

그러나, 상기한 입체 디스플레이 장치 중 편광방식은 해상도가 저하되는 단점이 있고, 셔터 글래스 방식은 좌안과 우안이 교대로 차폐되면서 깜빡임 현상이 발생되는 문제점이 있었다.

이에 최근에는 종래의 입체 디스플레이 장치의 불합리한 점을 극복하여 해상도를 유지할 수 있으면서도 깜빡임 현상이 없고, 자연스러운 입체영상을 제공할 수 있는 디스플레이 장치에 대한 요구가 높아지고 있다.

1. 한국공개특허 1014-0031509호 "입체 표시장치용 편광 안경" 2. 한국공개특허 1013-0039918호 "액티브형 입체안경"

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 스크린에 복수의 시점영상을 고속으로 투사함과 동시에 좌안렌즈 또는 우안렌즈에 형성된 복수의 단위영역을 순차적으로 개방하여 개방되는 단위영역을 통해 복수의 시점영상을 관측함으로써 높은 해상도를 제공할 수 있으면서도 깜빡임 현상이 없고, 자연스러운 운동시차를 갖는 입체영상을 제공할 수 있는 초 다시점 입체영상 시청장치 및 이를 이용한 초 다시점 입체영상 디스플레이 방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명은 시점영상 복수개를 동시에 스크린에 투사하고, 이와 대응되는 단위영역을 동시에 개방하여 짧은 시간에 보다 많은 수의 시점영상이 관측되도록 함으로써 보다 자연스러운 운동시차를 갖는 입체영상을 제공할 수 있는 초 다시점 입체영상 시청장치 및 이를 이용한 초 다시점 입체영상 디스플레이 방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 스크린에 각각 다른 시점의 시점영상이 다수 투사되는 경우 이를 관측하여 입체영상을 시청하기 위한 초 다시점 입체영상 시청장치에 있어서, 시청자의 양안과 대응되는 위치에 각각 배치되는 좌안렌즈 및 우안렌즈의 전체 또는 일측에 시청영역이 형성되고, 상기 시청영역이 독립적으로 개방 또는 차폐가능한 복수의 단위영역으로 분할형성되며, 상기 스크린에 복수의 시점영상이 투사되는 경우 상기 좌안렌즈 및 상기 우안렌즈가 교대로 구동되되, 구동되는 렌즈에 형성된 상기 복수의 단위영역 중 적어도 어느 하나의 단위영역이 순차적으로 개방 또는 차폐되면서 상기 시청자가 개방되는 상기 단위영역(V')을 통해 각각 다른 시점의 시점영상을 시청하는 것을 특징으로 하는 초 다시점 입체영상 시청장치를 제공한다.

그리고, 상기 스크린에 투사되는 각각 다른 시점의 시점영상 프레임 변환 속도와 상기 복수의 단위영역이 개방되는 개방속도를 동기화하는 제어부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 좌안렌즈 및 상기 우안렌즈는 강유전성 액정표시장치가 사용될 수 있다.

아울러, 상기 좌안렌즈 및 상기 우안렌즈는 상기 스크린 중 상호 겹쳐지지 않는 영역에 시점이 다른 복수의 시점영상이 동시에 투사되는 경우 상기 투사되는 복수의 시점영상과 각각 대응되는 단위영역들이 동시에 개방되는 것이 바람직하다.

그리고, 동시에 개방되는 상기 단위영역들간 간격은 수학식1을 통해 산출될 수 있다.

[수학식1]

한편, 스크린에 각각 다른 시점의 시점영상이 다수 투사되는 경우 이를 관측하여 입체영상을 시청하기 위한 초 다시점 입체영상 디스플레이 방법에 있어서, 시청영역을 갖는 좌안렌즈 및 우안렌즈가 각각 시청자의 양안과 대응되는 위치에 배치되는 배치단계와, 스크린에 각각 다른 시점의 시점영상이 다수 투사되는 투사단계와, 상기 좌안렌즈 및 상기 우안렌즈가 교대로 구동되되, 상기 좌안렌즈 및 상기 우안렌즈에 각각 형성된 상기 시청영역이 독립적으로 개방 또는 차폐 가능한 복수의 단위영역으로 분할형성되어 상기 복수의 단위영역이 일방향으로 순차 개방되는 렌즈구동단계와, 상기 복수의 단위영역 개방속도와 상기 스크린에 투사되는 시점영상의 프레임 변환 속도가 동기화되는 동기화단계 및 개방되는 상기 단위영역을 통해 상기 스크린에 투사된 시점영상을 시청하는 시청단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 초 다시점 입체영상 디스플레이 방법을 제공한다.

그리고, 상기 투사단계는 상기 스크린 중 상호 겹쳐지지 않는 영역에 시점이 다른 복수의 시점영상이 동시에 투사되고, 상기 렌즈구동단계는 상기 투사되는 복수의 시점영상과 각각 대응되는 복수의 단위영역이 동시에 개방되는 것이 바람직하다.

또한, 개방되는 상기 단위영역들간 간격은 수학식1을 통해 산출될 수 있다.

[수학식1]

상기와 같은 본 발명에 따르면, 스크린에 복수의 시점영상을 고속으로 투사함과 동시에 좌안렌즈 또는 우안렌즈에 형성된 복수의 단위영역을 순차적으로 개방하여 개방되는 단위영역을 통해 복수의 시점영상을 관측함으로써 높은 해상도를 제공할 수 있으면서도 깜빡임 현상이 없고, 자연스러운 운동시차를 갖는 입체영상을 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 시점영상 복수개를 동시에 스크린에 투사하고, 이와 대응되는 단위영역을 동시에 개방하여 짧은 시간에 보다 많은 수의 시점영상이 관측되도록 함으로써 보다 자연스러운 운동시차를 갖는 입체영상을 제공할 수 있는 효과가 있다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 셔터렌즈부를 도시한 도면,
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 셔터렌즈부가 안경타입의 프레임에 장착된 상태를 도시한 도면,
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 초 다시점 입체영상 디스플레이 방법을 도시한 순서도,
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 단위영역이 순차적으로 개방되는 상태를 도시한 도면,
도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수의 단위영역이 개방되는 상태를 도시한 도면,
도6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 시점영상이 개방된 단위영역을 통해 사용자의 눈에 전달되는 상태를 도시한 도면.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세하게 설명하도록 한다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 셔터렌즈부를 도시한 도면이고, 도2는 본 발명의 일실시예에 따른 셔터렌즈부가 안경타입의 프레임에 장착된 상태를 도시한 도면이다.

도1에서 보는 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 초 다시점 입체영상 시청장치(1)는 전체 또는 일측에 시청영역(V)이 형성된 셔터렌즈부(10)를 포함하여 구성된다.

셔터렌즈부(10)는 시청자의 양안과 대응되는 위치에 배치되는데, 시청자의 좌안과 대응되는 위치에 배치되는 좌안렌즈(11) 및 시청자의 우안과 대응되는 위치에 배치되는 우안렌즈(12)를 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 본 실시예에서 좌안렌즈(11) 및 우안렌즈(12)는 강유전성 액정표시장치(FLCD : Ferro Electric Liquid Crystal Display)가 사용되고, 그 전체가 각각 시청자가 스크린(S)의 시점영상을 관측하기 위한 시청영역(V)으로 형성되며, 상기한 시청영역(V)은 다시 복수의 단위영역(V')으로 분할형성되는데, 여기서 복수의 단위영역(V')은 후술하는 제어부(20)에 의해 개방 또는 차폐된다.

이러한 셔터렌즈부(10)는 스크린(S)에 복수의 시점영상이 투사되고, 좌안렌즈(11) 및 우안렌즈(12)가 교대로 구동되는 경우 각 렌즈에 형성된 복수의 단위영역(V')이 순차개방되면서 개방된 단위영역(V')을 통해 시청자에게 시점영상이 전달되도록 하는 역할을 한다.

제어부(20)는 스크린(S)에 투사되는 시점영상의 프레임 변환 속도에 대한 정보를 입력받고, 셔터렌즈부(10)를 제어하여 입력된 시점영상의 프레임 변환 속도와 복수의 단위영역(V') 개방속도를 동기화함으로써 시청자가 입체영상을 시청할 수 있도록 하는 역할을 한다.

한편, 상기한 셔터렌즈부(10) 및 제어부(20)는 도2에서 보는 바와 같이 사용자의 안면 일측에 착용되는 안경타입의 프레임(F)에 장착되어 사용될 수 있는데, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 셔터렌즈부(10) 및 제어부(20)가 장착될 수 있는 프레임이면 어느 형상이든 적용될 수 있다.

도3은 본 발명의 일실시예에 따른 초 다시점 입체영상 디스플레이 방법을 도시한 순서도이고, 도4는 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 단위영역이 순차적으로 개방되는 상태를 도시한 도면이다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 초 다시점 입체영상 시청장치(1)의 동작을 첨부된 도3 및 도4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 사용자의 양안과 대응되는 위치에 시청영역(V)이 형성된 셔터렌즈부(10)를 배치하고(S10), 스크린(S)과 대향되게 설치되는 투사유닛(미도시)이 스크린(S)에 각각 다른 시점의 시점영상을 다수 투사한다.(S20)

다음, 좌안렌즈(11)와 우안렌즈(12)가 교대로 구동되는데, 이를 보다 상술하면, 도4에서 보는 바와 같이 좌안렌즈(11)에 형성된 복수의 단위영역(V')이 일방향을 순차 개방되고, 좌안렌즈(11)의 구동이 완료되면, 우안렌즈(12)가 좌안렌즈(11)와 동일한 방식으로 구동된다.(S30)

이후, 제어부(20)는 투사되는 시점영상의 프레임 변환 속도에 대한 정보를 입력받고, 셔터렌즈부(10) 또는 투사유닛(미도시)를 제어하여 입력된 시점영상의 프레임 변환 속도와 복수의 단위영역(V') 개방속도를 동기화한다.(S40)

한편, 투사유닛(미도시)을 통해 스크린(S) 일측에 투사되는 상기한 시점영상은 복수의 단위영역(V')이 하나씩 순차 개방되는 경우 스크린(S) 중 시청자가 개방된 단위영역(V')을 통해 관측할 수 있는 위치에 투사된다.

이후, 투사유닛(미도시)으로부터 스크린(S)으로 투사되는 시점영상의 프레임 변환 및 복수의 단위영역(V') 개방동작이 고속으로 실행됨에 따라 시청자에게 복수의 시점영상이 거의 동시간에 전달됨으로써 시청자가 자연스러운 운동시차를 갖는 입체영상을 시청할 수 있다.(S50)

도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수의 단위영역이 개방되는 상태를 도시한 도면이고, 도6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 시점영상이 개방된 단위영역을 통해 사용자의 눈에 전달되는 상태를 도시한 도면이다.

도5 및 도6 실시예의 기본적인 구성은 도1 내지 도4의 실시예와 동일하나, 시청자의 양안에 복수의 시점영상이 보다 짧은 시간내에 전달될 수 있도록 함으로써 보다 자연스러운 운동시차를 갖는 입체영상을 제공할 수 있는 것이다.

도5 및 도6에 도시된 바와 같이 본 실시예는 전 실시예와 달리 좌안렌즈(11) 및 우안렌즈(12)가 구동되는 경우 하나의 렌즈가 구동되는 과정에서 구동되는 렌즈에 형성된 복수의 단위영역(V') 중 적어도 두 개의 단위영역(V')이 개방되도록 함으로써 시청자의 동공에 복수의 시점영상을 매우 짧은 시간 내에 관측할 수 있도록 함으로써 보다 자연스러운 운동시차를 갖는 입체영상을 제공할 수 있다.

이를 상술하면, 스크린(S) 중 서로 겹쳐지지 않는 영역에 복수의 시점영상이 동시에 투사되고, 구동되는 렌즈(11 또는 12)에 형성된 복수의 단위영역(V') 중 스크린(S)에 투사되는 복수의 시점영상과 각각 대응되는 적어도 둘 이상 단위영역(V')이 개방되어 시청자가 복수의 시점영상을 매우 짧은 시간 내에 관측할 수 있도록 함으로써 보다 자연스러운 운동시차를 갖는 입체영상을 제공할 수 있다.

이때, 동시에 투사되는 복수의 시점영상이 스크린(S) 중 서로 겹쳐지지 않는 영역에 투사되도록 하는 이유는 하나의 단위영역(V')을 통해 사용자에게 전달되는 시점영상이 다른 시점영상 일부와 함께 겹쳐져 전달되는 것을 방지함으로써 보다 선명한 화질의 입체영상을 제공하기 위함이다.

또한, 복수의 단위영역(V')은 동시에 개방되는 단위영역(V')의 위치에 따라 그룹화하여 설정될 수 있다.

일예를 들면, 첫번째로 개방되는 단위영역(V')으로부터 두번째로 개방되는 단위영역(V')의 전 단위영역(V')까지를 제1 그룹(G1)으로 설정하고, 두번째로 개방되는 단위영역(V')으로부터 세번째로 개방되는 단위영역(V')의 전 단위영역(V')까지를 제2 그룹(G2)으로 설정할 수 있다.

그리고, 제1 그룹(G1)을 제1 그룹(G1)의 첫번째 단위영역(V')부터 1-1,1-2,,,1-n 영역등으로 설정하고, 제2 그룹(G2)을 제2 그룹(G2)의 첫번째 단위영역(V')부터 2-1,2-2,...2-n 영역등으로 설정한 후 제1 그룹과 제2 그룹 중 서로 대응되는 영역이 동시에 순차적으로 개방되도록 한다.

또한, 스크린(S)에 동시에 투사되는 복수의 시점영상의 위치는 개방되는 단위영역(V')에 의해 설정되는데, 여기서 개방되는 단위영역(V')들간 간격은 하기의 수학식1을 통해 얻을 수 있다.

그 외의 구조는 전술한 기본 실시예와 동일하므로 나머지 설명은 생략하기로 한다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

10 : 셔터렌즈부 11 : 좌안렌즈
12 : 우안렌즈 V : 시청영역
V' : 단위영역 20 : 제어부

Claims (8)

1. 스크린에 각각 다른 시점의 시점영상이 다수 투사되는 경우 이를 관측하여 입체영상을 시청하기 위한 초 다시점 입체영상 시청장치에 있어서,
   시청자의 양안과 대응되는 위치에 각각 배치되는 좌안렌즈 및 우안렌즈의 전체 또는 일측에 시청영역이 형성되고, 상기 시청영역이 독립적으로 개방 또는 차폐가능한 복수의 단위영역으로 분할형성되고,
   상기 스크린에 복수의 시점영상이 투사되는 경우 상기 좌안렌즈 및 상기 우안렌즈가 교대로 구동되되, 구동되는 렌즈에 형성된 상기 복수의 단위영역 중 적어도 어느 하나의 단위영역이 순차적으로 개방 또는 차폐되면서 상기 시청자가 개방되는 상기 단위영역을 통해 각각 다른 시점의 시점영상을 시청하며,
   상기 좌안렌즈 및 상기 우안렌즈는 상기 스크린 중 상호 겹쳐지지 않는 영역에 시점이 다른 복수의 시점영상이 동시에 투사되는 경우 상기 투사되는 복수의 시점영상과 각각 대응되는 단위영역들이 동시에 개방되는 것을 특징으로 하는 초 다시점 입체영상 시청장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 스크린에 투사되는 각각 다른 시점의 시점영상 프레임 변환 속도와 상기 복수의 단위영역이 개방되는 개방속도를 동기화하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초 다시점 입체영상 시청장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 좌안렌즈 및 우안렌즈는 강유전성 액정표시장치가 사용되는 것을 특징으로 하는 초 다시점 입체영상 시청장치.
   
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   동시에 개방되는 상기 단위영역들간 간격은 수학식1을 통해 산출되는 것을 특징으로 하는 초 다시점 입체영상 시청장치
   [수학식1]
   

   

   
   
6. 스크린에 각각 다른 시점의 시점영상이 다수 투사되는 경우 이를 관측하여 입체영상을 시청하기 위한 초 다시점 입체영상 디스플레이 방법에 있어서,
   시청영역을 갖는 좌안렌즈 및 우안렌즈가 각각 시청자의 양안과 대응되는 위치에 배치되는 배치단계와;
   스크린에 각각 다른 시점의 시점영상이 다수 투사되는 투사단계와;
   상기 좌안렌즈 및 상기 우안렌즈가 교대로 구동되되, 상기 좌안렌즈 및 상기 우안렌즈에 각각 형성된 상기 시청영역이 독립적으로 개방 또는 차폐 가능한 복수의 단위영역으로 분할형성되어 상기 복수의 단위영역이 일방향으로 순차 개방되는 렌즈구동단계와;
   상기 복수의 단위영역 개방속도와 상기 스크린에 투사되는 시점영상의 프레임 변환 속도가 동기화되는 동기화단계; 및
   개방되는 상기 단위영역을 통해 상기 스크린에 투사된 시점영상을 시청하는 시청단계를 포함하되,
   상기 투사단계는 상기 스크린 중 상호 겹쳐지지 않는 영역에 시점이 다른 복수의 시점영상이 동시에 투사되고,
   상기 렌즈구동단계는 상기 투사되는 복수의 시점영상과 각각 대응되는 복수의 단위영역이 동시에 개방되는 것을 특징으로 하는 초 다시점 입체영상 디스플레이 방법.
7. 삭제
8. 제6항에 있어서,
   개방되는 상기 단위영역들간 간격은 수학식1을 통해 산출되는 것을 특징으로 하는 초 다시점 입체영상 디스플레이 방법.
   [수학식1]
   

   

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