KR101818455B1 - 입체 영상 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다수의 시청자 중 움직이는 시청자의 움직임을 검출하여 시청자가 위치를 이동할 경우에도 다수의 시청자가 안경 없이 입체 영상을 시청할 수 있는 입체 영상 표시 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 입체 영상 표시 장치는, 일 스위처블 영역에 상당하여 N(N은 3 이상의 자연수) 뷰(시차) 수 이상의 이차원 영상을 출사하는 표시 패널; 상기 표시 패널 상에 위치하여, 전압 인가시 상기 이차원 영상을 삼차원 영상으로 출사하는 스위처블 패널; 다수의 시청자 중 움직이는 시청자의 움직임 및 최종 위치를 검출하는 검출부; 및 상기 시청자의 움직임 및 최종 위치에 따라, 상기 이차원 영상의 뷰를 쉬프트 시키는 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함하여 이루어진다.

Description

입체 영상 표시 장치{STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 입체 영상 표시 장치에 관한 것으로, 특히 다수의 시청자가 안경 없이 입체 영상을 시청할 수 있으며, 시청자가 위치를 이동할 경우에도 움직임을 감지하여 입체 영상을 시청할 수 있는 입체 영상 표시 장치에 관한 것이다.
오늘날 초고속 정보 통신망을 근간으로 구축될 정보의 고속화를 위해 실현될 서비스들은 현재의 전화와 같이 단순히「듣고 말하는」서비스로부터 문자, 음성, 영상을 고속 처리하는 디지털 단말을 중심으로 한「보고 듣는」멀티 미디어형 서비스로 발전하고 궁극적으로는「시·공간을 초월하여 실감 있고 입체적으로 보고 느끼고 즐기는」초공간형 실감 3차원 입체 정보통신 서비스로 발전할 것으로 예상된다.
일반적으로 3차원(3-Dimension; 3D)을 표현하는 입체화상은 두 눈을 통한 스테레오 시각의 원리에 의하여 이루어지게 되는데 양안 간격 즉, 두 눈이 약 65mm정도 떨어져서 존재하기 때문에, 두 눈의 위치의 차이로 왼쪽과 오른쪽 눈은 서로 약간 다른 영상을 보게 된다. 이와 같이, 두 눈의 위치 차이에 의한 영상의 차이점을 양안 시차(Binocular Disparity)라고 한다.
3차원 입체 영상 표시 장치는 이러한 양안 시차를 이용하여 왼쪽 눈은 왼쪽 눈에 대한 영상만 보게 하고 오른쪽 눈은 오른쪽 눈 영상만을 볼 수 있게 하여, 시청자가 양안 시차를 느껴 입체감을 느끼게 한다. 즉, 좌/우의 눈이 각각 서로 다른 이차원 영상을 보고, 이 두 이차원 영상이 망막을 통해 뇌로 전달되면 뇌는 이를 정확히 서로 융합하여 본래 삼차원 영상의 깊이감과 실제감을 재생한다. 이러한 능력을 통상 스테레오그라피(Stereography)라 하며, 이를 표시 장치로 응용한 장치를 입체 영상 표시 장치라 한다.
한편, 입체 영상 표시 장치는 입체 영상을 구현하는 방식에서 안경의 유무에 따라 안경식과 무안경식으로 구분할 수 있다. 무안경 방식은 삼차원 영상을 구현하는 구조물의 형상에 따라 렌티큘러 방식(Lenticular Type)과 스위처블 패널 방식(Switchable Panel Type)이 있다.
렌티큘러 방식은 표시 패널 상에 반원통형의 렌티큘러 시트를 부착하여 입체 영상을 구현하며, 스위처블 패널 방식은 이차원 영상을 출사하는 표시 패널 상에 이차원 영상을 삼차원 영상으로 변환하는 스위처블 패널이 구비되어 입체 영상을 구현하는 것으로, 배리어(Barrier) 방식의 스위처블 배리어 방식(Switchable Barrier Type)과 렌즈(Lens) 방식의 스위처블 액정 렌즈 방식(Switchable Liquid Crystal Lens Type)이 있다.
도 1은 일반적인 스위처블 배리어 방식(Switchable Barrier Type)의 입체 영상 표시 장치의 도면이다.
도 1 과 같이, 시청자의 우안(RE)과 좌안(LE)에 대응하는 우안 화상 정보(R)와 좌안 화상 정보(L)를 가진 표시 패널(5) 앞에 배리어(10)와 슬릿(15)이 교차로 배치되어, 슬릿(15)을 통해 시청자의 우안(RE)에는 우안 화상 정보(R)가, 좌안(LE)에는 좌안 화상 정보(L)가 입력된다. 상기와 같이, 우안(RE)에는 우안 화상 정보(R)가, 좌안(LE)에는 좌안 화상 정보(L)가 입력되는 시청 영역을 정입체 영역이라고 한다.
그런데, 상기와 같이 2개의 뷰(시차)를 갖는 일반적인 스위처블 배리어 방식의 입체 영상 표시 장치는 시청자가 좌우로 조금만 움직여도 우안(RE)에는 좌안 화상 정보(L)가, 좌안(LE)에는 우안 화상 정보(R)가 입력되는 역입체 영역으로 이동되어 시청자가 입체 영상을 시청할 수 없다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 유저 트랙킹(User Tracking) 기술을 적용하여, 다수의 시청자가 입체 영상을 시청할 수 있으며, 특히, 움직이는 시청자의 움직임을 검출하여 시청자가 위치를 이동할 경우에도 다수의 시청자가 입체 영상을 시청할 수 있는데, 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 입체 영상 표시 장치는, 일 스위처블 영역에 상당하여 N(N은 3 이상의 자연수) 뷰(시차) 수 이상의 이차원 영상을 출사하는 표시 패널; 상기 표시 패널 상에 위치하여, 전압 인가시 상기 이차원 영상을 삼차원 영상으로 출사하는 스위처블 패널; 다수의 시청자 중 움직이는 시청자의 움직임 및 최종 위치를 검출하는 검출부; 및 상기 시청자의 움직임 및 최종 위치에 따라, 상기 이차원 영상의 뷰를 쉬프트 시키는 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함하여 이루어진다.
상기 스위처블 패널은 서로 대향된 제 1 기판 및 제 2 기판; 상기 제 1 기판 상에 형성되며, 상기 일 스위처블 영역에 상당하여 형성된 복수개의 제 1 전극; 상기 제 2 기판 상에 형성된 제 2 전극; 및 상기 제 1 전극과 제 2 전극에 전압을 인가하는 전압원을 포함하여 이루어진다.
상기 스위처블 패널은 상기 제 1, 제 2 전극에 전압을 인가하여 상기 액정층 내에 포물선 형상의 전위면이 형성된다.
상기 스위처블 패널은 상기 제 1, 제 2 전극에 전압을 인가하여 상기 액정층이 블랙 영역과 화이트 영역으로 구분된다.
상기 스위처블 패널은 상기 제 2 기판 상에 형성된 편광판을 더 포함한다.
상기 전압원은 상기 일 스위처블 영역에 상당한 상기 복수개의 제 1 전극에 일 스위처블 영역의 중심을 경계로 그 양측으로 점점 커지는 전압을 인가한다.
상기 제어부는 상기 시청자의 움직임 및 최종 위치에 따라, 상기 제 1 전극에 인가하는 전압을 쉬프트 시키는 전압 제어 신호를 출력한다.
상기 전압 제어 신호는 위치를 이동한 시청자의 양안에 연속된 뷰가 대응되도록 상기 이차원 영상의 뷰를 쉬프트 시킨다.
상기 검출부는 상기 시청자의 움직임을 시청자의 동공 또는 얼굴의 일부분과 배경색과의 차이로 검출한다.
상기 뷰 간 간격이 양안간격/M(M은 시청자의 양안 사이에 대응되는 뷰 수이며, 1 이상의 자연수)일 때, (N-1)/M명 이상의 시청자가 동시에 입체 영상을 시청할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 입체 영상 표시 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 다수의 시청자가 다른 위치에 있을 때에도, 안경 없이 연속된 뷰(시차) 선상에 있는 시청자가 입체 영상을 시청할 수 있다. 또한, 연속된 뷰가 N(N은 3 이상의 자연수)개이고, 시청 영역간의 간격이 양안 간격/M(M은 1 이상의 자연수)이고 표시 패널과 시청자 사이의 거리가 일정거리 이내이면, (N-1)/M명의 시청자는 동시에 안경 없이 입체 영상을 시청할 수 있다.
둘째, 다수의 시청자중 한명의 시청자가 위치를 이동하면, 눈동자 또는 얼굴의 움직임을 쫓는 트랙킹(Tracking)을 통해 움직이는 시청자의 최종 위치를 검출하고, 최종 위치가 정입체 영역이 되도록 스위처블 패널의 전극에 인가되는 전압 신호의 시차를 조정하여 시청자는 최종 위치한 영역에서 안경 없이 입체 영상을 시청할 수 있다.
도 1은 일반적인 스위처블 배리어 방식(Switchable Barrier Type)의 입체 영상 표시 장치의 도면.
도 2는 입체 영상 표시 장치가 4개의 뷰(시차)를 갖는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 입체 영상 표시 장치의 구성도.
도 4는 도 3의 스위처블 패널의 단면도.
도 5는 본 발명의 입체 영상 표시 장치의 제 1 실시예를 나타내는 도면.
도 6a와 도 6b는 본 발명의 입체 영상 표시 장치의 제 2 실시예를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 입체 영상 표시 장치의 제 3 실시예를 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 입체 영상 표시 장치의 유저 트랙킹(User Tracking) 방법을 나타내는 도면.
도 9는 본 발명에 따라 액정의 배열이 변경된 스위처블 패널의 단면도.
일반적으로 2뷰(시차)를 갖는 스위처블 배리어 방식의 입체 영상 표시 장치는 시청자가 입체 영상을 시청할 수 없는 역입체 영역으로 이동하여도 시청자가 입체 영상을 시청하도록 하기 위해 3뷰 이상의 멀티 뷰(Multi View)의 요구가 있었다.
뷰는 입체 영상의 단위로, 실제 입체 영상을 느끼기 위해서는 각각의 뷰에 시청자의 양안이 하나씩 위치해야 시청자는 입체 영상을 인지할 수 있다.
예를 들어, 4 뷰를 구현하는 경우 시청자의 움직임에 따라 정입체 또는 역입체 영상의 시인을 살펴보면 다음과 같다.
도 2는 입체 영상 표시 장치가 4개의 뷰를 갖는 도면이다.
도 2와 같이, 뷰는 1, 2, 3, 4, 1 … 순으로 위치하며, 4개의 뷰를 갖는 입체 영상 표시 장치를 시청하는 시청자는 연속된 뷰 1과 2, 뷰 2와 3 및 뷰 3과 4의 정입체 영역에서는 입체 영상을 시청할 수 있으나, 연속되지 않은 뷰 4와 1의 역입체 영역에서는 입체 영상을 시청할 수 없다.
따라서, 시청자의 눈동자 또는 얼굴의 움직임을 감지하여 역입체 영역에 위치한 시청자가 입체 영상을 시청하도록 시청자가 위한 영역을 정입체 영역으로 바꾸어 줄 수 있다. 그러나, 이 경우는 한 명의 시청자의 움직임을 감지하는 방식으로, 다수의 시청자가 이용하는 TV와 같은 디스플레이에서는 그대로 적용이 불가능하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 입체 영상 표시 장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 입체 영상 표시 장치의 블럭도이다.
도 3과 같이, 본 발명의 입체 영상 표시 장치는 일 스위처블 영역에 상당하여 N(N은 3 이상의 자연수) 뷰 수 이상의 이차원 영상을 출사하는 표시 패널(320), 표시 패널(320) 상에 위치하여, 전압 인가시, 이차원 영상을 삼차원 영상으로 출사하는 스위처블 패널(340), 다수의 시청자 중 움직이는 시청자의 움직임 및 최종 위치를 검출하는 검출부(300) 및 시청자의 움직임 및 최종 위치에 따라 이차원 영상의 뷰를 쉬프트 시키는 제어 신호를 출력하는 제어부(310)를 포함하여 이루어진다.
다수의 시청자가 입체 영상을 시청하는 입체 영상 표시 장치는 다수의 시청자 중 역입체 영역에 위치하여 입체 영상을 시청할 수 없는 시청자가 입체 영상을 시청하기 위해 위치를 이동할 수 있다. 또는, 다수의 시청자 중 정입체 영역에 위치하여도 임의로 위치를 변경하여 역입체 영역에 위치하는 시청자가 있을 수 있다.
따라서, 본 발명의 입체 영상 표시 장치는 역입체 영역에 위치하는 시청자가 정입체 영역에 위치하도록 스위처블 패널(340)의 액정을 재배열하여 시청자는 입체 영상을 시청할 수 있다.
먼저, 검출부(300)는 위치를 변경한 시청자의 움직임 및 최종 위치한 영역을 인식할 수 있도록 색상과 위치를 인지할 수 있는 카메라 또는 적외선 센서와 같은 다양한 탐지기(Detector)인 것이 바람직하다. 예를 들어, 검출부(300)가 카메라면, 카메라는 표시 패널(320) 또는 스위처블 패널(340)에 설치되어 움직이는 시청자의 동공이나 헤드(head)를 인식하거나 그 외의 다양한 방법으로 시청자가 이동한 최종 위치를 검출할 수 있다.
만약, 시청자의 동공의 움직임을 감지하는 경우, 시청자가 위치를 이동하면 카메라는 시청자의 좌/우 눈동자의 중심 위치를 검출하고 중심 위치가 변하는 것을 인지한다. 또한, 헤드(Head)의 움직임을 감지하는 경우, 시청자가 헤드를 돌리거나 움직이면 카메라는 헤드와 배경색과의 차이로 시청자의 움직임을 인지하여 시청자의 최종 위치를 검출한다.
이어, 제어부(310)는 검출부(300)에서 시청자의 움직임을 검출하였을 때, 시청자의 최종 위치의 양안에 연속된 뷰가 대응되도록 영상 신호와 전압 신호의 시차를 조정하는 제어 신호를 출력한다.
먼저, 제어부(310)는 스위처블 패널(340)의 액정에 전압을 인가하는 전압원(330)에 인가되는 전압 신호를 조정하는 전압 제어 신호를 출력하여, 표시 패널(320)에서 출사된 이차원 영상의 뷰를 쉬프트 시킨다.
전압원(330)은 스위처블 패널(340)의 제 1, 제 2 전극(미도시)에 전압을 인가하는 것으로, 만약, 스위처블 패널(340)이 스위처블 액정 렌즈 방식(Switchable Liquid Crystal Lens Type)이라면, 전압원(330)에서 스위처블 패널(340)의 제 1, 제 2 전극(미도시)에 인가되는 전압 신호에 따라 스위처블 패널(340)의 액정이 배열되고, 액정의 광경로 차이가 발생하여 액정층이 렌즈 효과를 갖는다.
상기와 같이 전압 신호가 조정되면, 시청자의 최종 위치가 정입체 영역이 되도록 제 1 전극(미도시)에 인가하는 전압을 쉬프트하여 스위처블 패널(340)의 액정 렌즈가 이동하여 시청자는 입체 영상을 시청할 수 있다. 이때, 실제 액정 렌즈가 이동되는 것이 아니라, 액정의 굴절률 차이로 인해 렌즈가 이동된 것처럼 보이는 것이다.
만약, 스위처블 패널(340)이 스위처블 배리어 방식(Switchable Barrier Type)이라면, 스위처블 패널(340) 상에 편광판이 더 포함된다. 그리고, 전압원(330)에서 스위처블 패널(340)의 제 1, 제 2 전극(미도시)에 인가되는 전압 신호에 따라 스위처블 패널(340)의 액정이 배열되어, 복수개의 블랙 영역과 화이트 영역이 반전되어, 위치를 이동한 시청자는 입체 영상을 시청할 수 있다.
표시 패널(320)은 이차원 영상을 출사하는 액정 표시 소자(Liquid Crystal Display Device), 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Display Device), 플라즈마 표시 소자(Plasma Display Panel), 전계 발광 소자(Field Emission Display Device) 등의 평판 표시 장치이다.
또한, 제어부(310)는 표시 패널(320)에 영상이 재생되도록 영상 신호 시차를 조정하여, 시청자는 위치를 변경하여도 입체 영상을 시청할 수 있다.
전압원(330)은 스위처블 패널(340)의 제 1, 제 2 전극(미도시)에 전압을 인가하는 것으로, 만약, 스위처블 패널(340)이 스위처블 액정 렌즈 방식(Switchable Liquid Crystal Lens Type)이라면, 전압원(330)에서 스위처블 패널(340)의 제 1, 제 2 전극(미도시)에 인가되는 전압 신호에 따라 스위처블 패널(340)의 액정이 배열되고, 액정의 광경로 차이가 발생하여 액정층이 렌즈 효과를 갖는다.
상기와 같이 전압 신호가 조정되면, 시청자의 최종 위치가 정입체 영역이 되도록 제 1 전극(미도시)에 인가하는 전압을 쉬프트하여 스위처블 패널(340)의 액정 렌즈가 이동하여 시청자는 입체 영상을 시청할 수 있다. 이때, 실제 액정 렌즈가 이동되는 것이 아니라, 액정의 굴절률 차이로 인해 렌즈가 이동된 것처럼 보이는 것이다.
만약, 스위처블 패널(340)이 스위처블 배리어 방식(Switchable Barrier Type)이라면, 스위처블 패널(340) 상에 편광판이 더 포함된다. 그리고, 전압원(330)에서 스위처블 패널(340)의 제 1, 제 2 전극(미도시)에 인가되는 전압 신호에 따라 스위처블 패널(340)의 액정이 배열되어, 복수개의 블랙 영역과 화이트 영역이 반전되어, 위치를 이동한 시청자는 입체 영상을 시청할 수 있다.
표시 패널(320)은 이차원 영상을 출사하는 액정 표시 소자(Liquid Crystal Display Device), 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Display Device), 플라즈마 표시 소자(Plasma Display Panel), 전계 발광 소자(Field Emission Display Device) 등의 평판 표시 장치이다.
도 4는 도 3의 스위처블 패널(340)의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 스위처블 패널(340)은 서로 대향 배치된 제 1, 제 2 기판(110, 120)과, 제 1 기판(110) 상의 일 스위처블 영역들에 대하여, 서로 동일 간격으로 이격된 복수개의 제 1 전극(111, 112)과, 제 2 기판(120) 전면에 형성된 제 2 전극(121)과, 제 1 전극(111, 112)에 각각 서로 다른 전압을 인가하는 전압원(미도시) 및 제 1 기판(110) 및 제 2 기판(120) 사이에 채워진 액정층(130)을 포함하여 이루어진다. 또한, 제 1, 제 2 배향막(115, 122)이 더 형성될 수도 있다.
상기와 같은 입체 영상 표시 장치는 복수개의 제 1 전극(111, 112)에 서로 다른 전압을 인가하여 위치별로 서로 다른 전기장에 의해 액정층(130)이 구동된다.
만약, 스위처블 패널이 스위처블 액정 렌즈 방식이라면, 복수개의 제 1 전극(111, 112)에 일 스위처블 영역의 중심을 경계로 그 양측으로 점점 커지는 전압을 인가한다. 그리고, 전압 신호에 따라 액정이 배열되어 액정의 광경로 차이가 발생해 액정층이 렌즈 효과를 가져 시청자는 입체 영상을 시청할 수 있다.
또한, 스위처블 패널이 스위처블 배리어 방식이라면, 복수개의 제 1 전극(111, 112)에 인가되는 전압 신호에 따라 액정이 배열되어, 액정층(130)이 블랙 영역과 화이트 영역으로 구별되고 시청자는 화이트 영역을 통해 입체 영상을 시청할 수 있다. 이 경우, 제 2 기판 상에 편광판이 더 형성될 수 있다.
그런데, 상기와 같은 입체 영상 표시 장치는 시청자가 역입체 영역에 위치하면 입체 영상을 시청할 수 없다. 예를 들어, 뷰 4와 1은 연속된 뷰가 아니므로, 입체 영상을 시청할 수 없는 역입체 영역이다.
따라서, 역입체 영역에 위치하는 시청자가 입체 영상을 시청하기 위해 위치를 이동할 때, 검출부(300)는 움직이는 시청자의 동공이나 헤드(Head)를 인식하고, 시청자가 위치한 영역이 정입체 영역이 되도록 복수개의 제 1 전극(111, 112)에 인가되는 전압을 변경하여 연속되지 않은 뷰 4와 1을 연속되는 뷰 1과 2로 변경한다.
도 5는 본 발명의 입체 영상 표시 장치의 제 1 실시예를 나타내는 도면이다.
도 5와 같은 본 발명의 제 1 실시예는 연속된 4개의 뷰를 가지며, 뷰는 1, 2, 3, 4, 1 … 순으로 위치한다. 또한, 뷰 간의 간격은 사람의 양안 간격과 유사한 65㎜로, 시청자의 양안 사이에 1개의 뷰 수가 대응된다.
도 5를 참조하면, 3명의 시청자가 각각 연속된 뷰 1과 2, 뷰 2와 3 및 뷰 3과 4의 정입체 영역에 위치하고, 표시 패널(도 3의 320)과 시청자 사이의 거리가 일정하면 입체 영상을 시청할 수 있다.
도 6a와 도 6b는 본 발명의 입체 영상 표시 장치의 제 2 실시예를 나타내는 도면으로, 도 6a는 연속된 4개의 뷰를 가지며, 도 6b는 연속된 9개의 뷰를 가진다. 그리고, 도 6a와 도 6b는 시청자의 양안 사이에 배치된 뷰의 수가 2개로, 뷰 간의 간격이 65㎜/2이다.
도 6a을 참조하면, 2명의 시청자가 각각 연속된 뷰 1과 3 및 뷰 2와 4의 정입체 영역에 위치한다. 그런데, 만약 뷰 2와 4의 정입체 영역에 위치하는 시청자가 위치를 변경하여 변경된 위치에서 입체 영상을 시청할 수 있도록 뷰를 변경하면, 뷰 1과 3의 정입체 영역에 위치하는 시청자는 입체 영상을 시청할 수 없는 역입체 영역에 위치하게 되므로, 상기와 같이 4개의 연속된 뷰를 가지며 뷰 간의 간격이 65㎜/2일 때는 2명의 시청자를 모두 만족시켜줄 수 있는 뷰 조건이 없다. 따라서, 뷰 1과 3 또는 뷰 2와 4의 정입체 영역에 위치하는 한 명의 시청자만이 입체 영상을 시청할 수 있다.
마찬가지로, 도 6b와 같이, 일 스위처블 영역 내에 뷰가 9개이고 뷰 간의 간격이 65㎜/2이면, 연속된 뷰 1과 3, 뷰 3와 5, 뷰 5와 7 및 뷰 7와 9의 정입체 영역에 위치하는 4명의 시청자만이 입체 영상을 시청할 수 있다.
즉, 제 1, 제 2 실시예를 참조하면, 일 스위처블 영역 내에 뷰가 N(N은 3 이상의 자연수)개이고 뷰 간의 간격이 65㎜/M(M은 시청자의 양안 사이에 배치된 뷰의 수이며, 1 이상의 자연수)이면, (N-1)/M명의 동시 시청이 가능하다.
예를 들어, 제 1 실시예와 같이 일 스위처블 영역 내에 뷰가 4개이며 뷰 간의 간격이 65㎜인 경우에는 시청자의 양안 사이에 배치된 뷰의 수, 즉, M=1이므로, 3명이 입체 영상을 시청할 수 있다. 그리고, 제 2 실시예와 같이, 일 스위처블 영역 내에 뷰가 4개이며 뷰 간의 간격이 65㎜/2인 경우에는 1명이 입체 영상을 시청할 수 있다.
이하에서는, 정입체 영역에 위치하는 시청자 중 일인이 움직여 역입체 영역으로 이동할 때, 시청자의 움직임을 검출하여 정입체 영상을 뿌려주는 방법에 대해 설명한다.
도 7은 본 발명의 입체 영상 표시 장치의 제 3 실시예를 나타내는 도면이다.
도 7과 같이, 영상(A)의 연속된 뷰 3과 4의 정입체 영역에 위치하는 시청자가 영상(A)의 연속되지 않은 뷰 4와 1의 역입체 영역으로 이동하면 시청자는 입체 영상을 시청할 수 없다. 따라서, 연속되지 않은 뷰 4와 1의 역입체 영역을 정입체 영역으로 변환하기 위해, 복수개의 제 1 전극(도 4의 111, 112)에 인가되는 전압 신호의 시차를 조정하여 영상(A)를 영상(B)로 변경하면, 시청자는 영상(B)의 연속된 뷰 1과 2의 정입체 영역에 위치하게 되어 입체 영상을 시청할 수 있다.
도 8은 본 발명의 입체 영상 표시 장치의 유저 트랙킹(User Tracking) 방법을 나타내는 도면으로, 입체 영상 표시 장치는 스위처블 액정 렌즈 방식이다.
예를 들어, 시청자의 움직임은 주로 역입체가 발생한 영역에 일어날 수 있다. 왜냐하면, 시청자는 역입체에 양안이 해당할 때 입체 영상을 시인할 수 없어, 움직이려 하기 때문이다. 이 점을 감안하여, 시청자의 움직임을 감지하여 움직인 영역에 대응하여 정입체에 해당하는 영상을 뿌려줄 수 있는 것이다.
스위처블 액정 렌즈 방식의 입체 영상 표시 장치는 시청자의 우안과 좌안에 대응하는 우안 화상 정보(R)와 좌안 화상 정보(L)를 가진 표시 패널(도 3의 320) 앞에 스위처블 패널(340)이 구성되며, 도면에서는 스위처블 패널(340)의 스위처블 액정 렌즈만을 도시하였다.
그런데, 시청자가 위치를 변경하면, 검출부(도 3의 300)가 움직이는 시청자의 최종 위치를 검출한다. 검출부(도 3의 300)는 색상을 인지할 수 있으며, 시청자의 헤드의 이동을 추적하거나 시청자의 동공과 공막을 구별하여 인식한다.
이어, 스위처블 액정 렌즈의 액정에 인가되는 전압 신호의 시차가 조정됨으로써, 스위처블 액정 렌즈가 마치 초기 스위처블 액정 렌즈의 위치에서 변경된 스위처블 액정 렌즈의 위치로 이동된 것처럼 보여, 시청자의 최종 위치가 정입체 영역이 된다. 이로써, 시청자는 이동한 위치에서 입체 영상을 시청할 수 있다.
도 9는 본 발명에 따라 액정의 배열이 변경된 스위처블 패널의 단면도이다. 이에 앞서 동일한 작용을 하는 동일부분에 대해서는 동일부호를 부여하여 중복된 설명을 생략한다.
도 9를 참조하면, 입체 영상 표시 장치는 다수의 시청자 중, 위치를 변경하는 시청자가 없다면 액정층(130)에 초기 액정 렌즈 효과를 갖도록 액정이 배열된다. 그러나, 다수의 시청자중 한명의 시청자가 위치를 이동하면, 변경된 액정 렌즈 효과를 갖도록 액정의 배열이 변경되어 시청자가 최종 위치한 영역이 정입체 영역이 된다.
상기와 같은 본 발명의 입체 영상 표시 장치는 뷰가 N개이고, 뷰 간의 간격이 양안 간격/M(M은 시청자의 양안 사이에 대응되는 뷰 수이며, 1 이상의 자연수)일 때, (N-1)/M명의 다수의 시청자가 동시에 안경 없이 입체 영상을 시청할 수 있는 입체 영상 표시 장치이며, 특히, 유저 트랙킹 방식을 이용하여 다수의 시청자 중 일인이 위치를 변경하여도 다수의 시청자가 안경 없이 입체 영상을 시청할 수 있다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
300: 검출부 310: 제어부
320: 표시 패널 330: 전압원
340: 스위처블 패널

Claims (10)

  1. 일 스위처블 영역에 상당하여 N(N은 3 이상의 자연수) 뷰(시차) 수 이상의 이차원 영상을 출사하는 표시 패널;
    다수의 시청자 중 움직이는 시청자의 움직임 및 최종 위치를 검출하는 검출부;
    상기 시청자의 움직임 및 최종 위치에 따라, 위치를 이동한 시청자의 양안에 연속된 뷰가 대응되도록 상기 일 스위처블 영역에 연결된 전극에 인가하는 전압을 쉬프트시켜 상기 이차원 영상의 뷰를 쉬프트시키는 제어 신호를 출력하는 제어부; 및
    상기 표시 패널 상에 위치하여, 서로 대향된 제 1 기판 및 제 2 기판; 상기 제1 기판과 제 2 기판 사이에 채워진 액정층; 상기 제 1 기판 상에 형성되며, 상기 일 스위처블 영역에 상당하여 형성된 복수개의 제 1 전극; 상기 제 2 기판 상에 형성된 제 2 전극; 및 상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 액정층의 액정의 배열을 변화시키도록 상기 제 1 전극과 제 2 전극에 전압을 인가하는 전압원을 포함하여 이루어져, 제어신호에 따라 상기 표시패널의 액정 배열을 변화시키도록 상기 표시 패널에 전압을 인가하는 전압원을 포함하여 전압 인가시 상기 이차원 영상을 삼차원 영상으로 출사하는 스위처블 패널을 포함하여 이루어지고,
    상기 검출부에 의해 사용자가 비연속 뷰에 대응하는 역입체 영역에 위치하는 것이 검출되어, 상기 뷰 간 간격이 양안간격/M(M은 시청자의 양안 사이에 대응되는 뷰 수이며, 1 이상의 자연수)이 될 때, 상기 제어부가 비연속 뷰를 연속 뷰로 변환하여 (N-1)/M명 이상의 시청자가 동시에 입체 영상을 시청할 수 있는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위처블 패널은 상기 제 1, 제 2 전극에 전압을 인가하여 상기 액정층 내에 포물선 형상의 전위면이 형성되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위처블 패널은 상기 제 1, 제 2 전극에 전압을 인가하여 상기 액정층이 블랙 영역과 화이트 영역으로 구분되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 스위처블 패널은 상기 제 2 기판 상에 형성된 편광판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전압원은 상기 일 스위처블 영역에 상당한 상기 복수개의 제 1 전극에 일 스위처블 영역의 중심을 경계로 그 양측으로 점점 커지는 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출부는 상기 시청자의 움직임을 시청자의 동공 또는 얼굴의 일부분과 배경색과의 차이로 검출하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  10. 삭제
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