KR101856156B1 - 시차 조정 장치와, 시차 조정 장치를 포함하는 표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

시차 조정 장치와, 시차 조정 장치를 포함하는 표시장치 및 그 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시차 조정 장치와, 시차 조정 장치를 포함하는 표시장치 및 그 구동방법에 관한 것으로, 시청 조건을 이용하여 연산된 보정 정보에 의해 입체영상의 영상 시차를 보정함에 따라 시청 조건 변화에 무관하게 일정한 입체 영상을 제공하는 것을 특징으로 한다.

Description

시차 조정 장치와, 시차 조정 장치를 포함하는 표시장치 및 그 구동방법{DISPARITY SCALING APPARATUS AND DISPLAY DEVICE INCLUDING DISPARITY SCALING APPARATUS AND METHOD OF DRIVING THE SAME}
본 발명은 시차 조정 장치와, 시차 조정 장치를 포함하는 표시장치 및 그 구동방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시청 조건을 이용하여 연산된 보정 정보에 의해 입체영상의 영상 시차를 보정함에 따라 시청 조건 변화에 무관하게 일정한 입체 영상을 제공하는 시차 조정 장치와, 시차 조정 장치를 포함하는 표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
최근 정보화 사회가 발전함에 따라 디스플레이 분야에 대한 요구도 다양한 형태로 증가하고 있으며, 영상 구현 방식과 관련하여 2차원적인 평면영상뿐만 아니라 3차원적인 입체영상까지도 구현할 수 있는 표시장치가 개발되고 있다.
인간이 영상의 깊이감과 입체감을 느끼는 요인으로는 두 눈 사이 간격에 의한 양안시차 외에도 심리적, 기억적 요인이 있다.
이와 같은 요인들을 이용한 3차원 입체영상 표시 방식 중 하나가 양안의 생리적 요인을 이용하여 입체감을 느끼는 양안 시차 방식이다.
양안 시차 방식은 약 65㎜정도 떨어져 있는 좌우안에 시차정보가 포함된 평면의 연관영상(좌안 영상 및 우안 영상)을 제공하면, 뇌가 이들을 융합하는 과정에서 표시면 전후의 공간정보를 생성해 입체감을 느끼는 능력, 즉 스테레오그라피(stereography)를 이용한 것이다.
이러한 양안 시차 방식은 실질적인 입체감 생성위치에 따라 관찰자가 특수안경을 착용하는 안경방식과, 렌티큘러(lenticular) 등의 렌즈 어레이(lens array)를 이용하는 무안경 방식으로 구분될 수 있다.
한편, 양안 시차 방식에 의한 입체영상(스테레오 영상)은 일정한 거리만큼 이격되어 있는 두 개의 카메라(좌측 카메라와 우측 카메라)로 동일한 피사체를 촬영하여 좌안 영상 및 우안 영상을 획득하게 된다.
이와 같이, 양안 시차 방식에 의한 입체영상을 구현하기 위한 좌안 영상 및 우안 영상은 일정 제작 조건 하에서 제작되기 때문에, 시청자가 제대로 된 입체영상을 시청하기 위한 최적의 시청 조건 또한 존재하게 된다.
즉, 동일한 영상을 시청하더라도 시청 조건(화면 크기와 시청 거리)에 따라 시청자가 실제로 체감하는 영상의 입체감은 달라지게 된다.
도1은 입체영상과 시청 조건과의 관계를 설명하기 위해 참조되는 도면이고, 도2는 입체영상 제작 조건과 상이한 시청 조건에서 입체 영상을 시청할 때 입체영상의 왜곡 정도를 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도1에 도시한 바와 같이, 표시장치(10)의 화면 폭을 Ws, 시청 거리를 V, 양안의 간격을 e라고 할 때, 영상 제작 시 좌안 영상 및 우안 영상의 영상 시차(disparity)는 P가 되고, 영상의 깊이감은 D가 되도록 영상을 제작할 수 있다.
이와 같이 영상은 일정한 제작 조건 하에서 제작되는데, 표시장치(10)는 시청 조건(화면 크기 및 시청 거리)에 무관하게 영상을 표시하게 된다.
하지만, 화면 크기는 표시장치에 따라 달라질 수 있고, 시청자의 시청 거리도 변할 수 있기 때문에 시청 조건에 따라 재현되는 삼차원 공간이 달라질 수 있다.
예를 들어, 현재 영상을 표시하는 표시장치(10)의 화면 크기가 기준 화면 크기보다 크기가 작아지면, 시청자가 체감하는 영상의 깊이감이 감소하게 된다.
반면에, 현재 영상을 표시하는 표시장치(10)의 화면 크기가 기준 화면 크기보다 크기가 커지면, 시청자가 체감하는 영상의 깊이감이 증가하게 된다.
또한, 현재 영상을 시청하는 시청자의 시청 거리가 영상 제작 시 설정된 기준 시청 거리보다 가까워 지면 시청자가 체감하는 영상의 깊이감이 감소한다.
반면에, 현재 영상을 시청하는 시청자의 시청 거리가 영상 제작 시 설정된 기준 시청 거리보다 멀어지면 시청자가 체감하는 영상의 깊이감이 증가한다.
이처럼 시청 조건에 따른 영상의 깊이감의 변화는 결과적으로 삼차원 공간을 왜곡시켜 입체영상의 입체감을 저하시키는 원인이 된다.
한편, 화면 크기와 시청 거리가 기준 화면 크기 및 기준 시청 거리 대비 동일한 비율로 증감하는 경우에, 재현되는 삼차원 공간이 단순히 확대, 축소가 되므로 삼차원 공간의 왜곡은 발생하지 않는다.
즉, 화면 크기와 시청 거리가 기준 화면 크기 및 기준 시청 거리 대비 상이한 비율로 증감하는 경우에, 삼차원 공간을 왜곡시켜 입체영상의 입체감을 저하시키는 원인이 된다.
예를 들어, 기준 화면 크기 및 기준 시청 거리를 각각 180, 3.5 m라고 하고 실제 화면 크기 및 실제 시청 거리를 각각 47, 2 m라고 하면, 화면 폭은 4 m에서 1.04 m로 약 1/4배 감소한 반면에, 시청 거리는 3.5 m에서 2 m로 약 1/2배 감소하게 된다.
결과적으로 실제의 시청 조건은 기준 시청 조건(영상 제작 조건)과 비교하여 화면 폭 대비 시청 거리가 증가하게 되며, 시청자가 느끼는 화면 폭 대비 영상의 깊이감이 상대적으로 증가한다.
이러한 영상의 왜곡은 수학식에 의해 정량적으로 표현할 수 있다.
도2에 도시한 바와 같이, 표시장치(10)의 화면 폭을 Ws, 시청 거리를 V, 양안의 간격을 e라고 하고, 영상 제작 시 좌안 영상 및 우안 영상의 영상 시차(disparity)는 P가 되고, 영상의 깊이감은 D라 한다.
먼저, 기준 화면 폭을 Ws1, 기준 시청 거리를 V1, 실제 화면 폭을 Ws2, 실제 시청 거리를 V2라고 한다.
시청자의 시청 조건이 기준 시청 조건(Ws1, V1)=(180, 3.5 m)에서 실제 시청 조건(Ws2, V2)=(47, 2 m)으로 변경되는 경우에, 시청자가 느끼는 삼차원 공간의 좌표 비는 다음과 같은 관계를 가지게 된다.
수학식 1은 삼차원 공간의 수평축(X축) 좌표인 Xi를 나타내는 식이고, 수학식 2는 삼차원 공간의 depth 방향축(Z축) 좌표인 Zi를 나타내는 식이고, 수학식 3은 Zi와 Xi의 비를 나타내는 식이다. 여기서, P=Xsr-Xsl이다.
[수학식 1]
Figure 112011077764276-pat00001
[수학식 2]
Figure 112011077764276-pat00002
[수학식 3]
Figure 112011077764276-pat00003
한편, 수학식 4와 수학식 5는 수학식 3에 각각 기준 시청 조건(Ws1, V1) 및 실제 시청 조건(Ws2, V2)을 대입한 식이다.
수학식 7은 수학식 4 내지 수학식 6을 이용하여 정리한 식으로, Z2/X2는 Z1/X1에 비례함을 됨을 알 수 있다.
[수학식 4]
Figure 112011077764276-pat00004
[수학식 5]
Figure 112011077764276-pat00005
[수학식 6]
Figure 112011077764276-pat00006
[수학식 7]
Figure 112011077764276-pat00007
수학식 7에 기준 시청 조건(Ws1, V1)에 (180, 3.5 m)을 대입하고, 실제 시청 조건(Ws2, V2)에 (47, 2 m)을 대입하면, Z2/X2는 Z1/X1에 약 2.2배 비례함을 알 수 있다.
이는 기준 시청 조건(Ws1, V1)과 비교하여 실제 시청 조건(Ws2, V2)에서 약 2.2배의 상대적인 깊이감 방향 확장이 발생함을 알 수 있다.
이러한 상대적인 깊이감 방향 확장은 영상의 왜곡의 원인이 되고, 시청자의 시청 조건에 따라 입체영상의 입체감이 달라지는 원인이 된다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 시청 조건에 따라 입체영상이 왜곡되어 시청자에게 인지되는 것을 방지하기 위하여, 시청 조건을 이용하여 연산된 보정 정보에 의해 입체영상의 영상 시차를 보정함에 따라 시청 조건 변화에 무관하게 일정한 입체 영상을 제공하는 시차 조정 장치와, 시차 조정 장치를 포함하는 표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 시차 조정 장치는, 영상을 입력 받는 영상 입력부와; 화면 크기 정보와 시청 거리 정보를 이용하여 보정 정보를 연산하고, 상기 보정 정보에 따라 상기 영상의 영상 시차를 조정하도록 상기 영상을 변환하는 영상 변환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 영상 변환부는, 상기 시청 거리 정보 및 화면 크기 정보를 이용하여 상기 보정 정보를 연산하는 연산부와; 상기 보정 정보에 따라 좌안 영상 및 우안 영상을 수평 방향으로 쉬프트하여 상기 좌안 영상 및 우안 영상 사이의 영상 시차를 조정하는 영상 시차 조정부를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 영상을 좌안 영상 및 우안 영상을 분리하는 영상 분리부를 더 포함할 수도 있다.
한편, 기준 화면 폭을 기준 시청 거리로 나눈 제 1 값이라 하고, 실제 화면 폭을 실제 시청 거리로 나눈 제 2 값이라 할 경우에, 상기 보정 정보는 상기 제 1 값을 상기 제 2 값으로 나눈 값일 수 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 표시장치는, 좌안 영상과 우안 영상을 이용하여 입체영상을 구현하는 표시장치에 있어서, 화면 크기 정보 및 시청 거리 정보를 이용하여 상기 좌안 영상 및 우안 영상
상기 좌안 영상 및 우안 영상을 표시하는 표시패널과; 상기 좌안 영상 및 우안 영상 사이의 영상 시차를 조정하는 시차 조정 장치를 포함하며, 상기 시차 조정 장치는, 영상을 입력 받는 영상 입력부와; 상기 화면 크기 정보 및 시청 거리 정보를 이용하여 보정 정보를 연산하고, 상기 보정 정보에 따라 상기 영상의 영상 시차를 조정하도록 상기 영상을 변환하는 영상 변환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 영상 변환부는, 상기 화면 크기 정보 및 시청 거리 정보를 이용하여 상기 보정 정보를 연산하는 연산부와; 상기 보정 정보에 따라 좌안 영상 및 우안 영상을 수평 방향으로 쉬프트하여 상기 영상 시차를 조정하는 영상 시차 조정부를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 영상을 좌안 영상 및 우안 영상을 분리하는 영상 분리부를 더 포함할 수도 있다.
또한, 기준 화면 폭을 기준 시청 거리로 나눈 제 1 값이라 하고, 실제 화면 폭을 실제 시청 거리로 나눈 제 2 값이라 할 경우에, 상기 보정 정보는 상기 제 1 값을 상기 제 2 값으로 나눈 값일 수 있다.
그리고, 상기 화면 크기 정보를 저장하는 메모리부를 더 포함할 수 있고, 상기 시청 거리 정보를 측정하기 위한 센서부 및 상기 시청 거리 정보를 입력 받기 위한 UI(User Interface)부를 더 포함할 수도 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 실시예에 따른 표시장치의 구동방법은, 좌안 영상과 우안 영상을 이용하여 입체영상을 구현하는 표시장치의 구동방법에 있어서, 화면 크기 정보와 시청 거리 정보를 이용하여 보정 정보를 연산하는 단계와; 상기 보정 정보가 기준값에 해당하는지 여부를 판단하는 단계와; 상기 보정 정보가 상기 기준값에 해당하지 않는 경우에 상기 좌안 영상 및 우안 영상의 영상 시차를 보정하는 단계와; 상기 좌안 영상 및 우안 영상을 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 영상 시차를 보정하는 단계는, 상기 보정 정보가 상기 기준값 보다 크다고 판단되는 경우에는 상기 좌안 영상 및 우안 영상의 영상 시차가 감소하도록 보정하고, 상기 보정 정보가 상기 기준값 보다 작다고 판단되는 경우에는 상기 좌안 영상 및 우안 영상의 영상 시차가 증가하도록 보정할 수 있다.
그리고, 상기 화면 크기 정보는 메모리부로부터 전달받고, 상기 시청 거리 정보는 센서부 또는 UI(User Interface)부로부터 전달 받을 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 시차 조정 장치와, 시차 조정 장치를 포함하는 표시장치 및 그 구동방법에서는, 시청 조건을 이용하여 연산된 보정 정보에 의해 입체영상의 영상 시차를 보정함에 따라 시청 조건 변화에 무관하게 일정한 입체 영상을 제공할 수 있다.
그 결과 자연스러운 입체 영상을 구현하여 입체 영상 시청 시 시청자의 피로도를 저감시킬 수 있다.
도1은 입체영상과 시청 조건과의 관계를 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도2는 입체영상 제작 조건과 상이한 시청 조건에서 입체 영상을 시청할 때 입체영상의 왜곡 정도를 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도4는 본 발명의 실시예에 따른 시차 조정 장치의 블록도이다.
도5 내지 도7은 본 발명의 실시예에 따른 영상의 시차 조정을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도8 및 도9는 본 발명의 실시예에 따른 영상 시차의 증감을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도10은 본 발명의 실시예에 따른 영상의 시차 조정 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도4는 본 발명의 실시예에 따른 시차 조정 장치의 블록도이다.
도3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치(100)는, 표시패널(110)과 드라이버 IC(120)와 시차 조정 장치(200) 등을 포함할 수 있다.
표시패널(110)은 서로 마주보며 이격된 제 1 기판(미도시) 및 제 2 기판(미도시)과, 제 1 기판 및 제 2 기판 사이에 형성된 액정층을 포함할 수 있다.
그리고, 표시패널(110)은 다수의 부화소영역를 포함할 수 있으며, 다수의 부화소영역은 예를 들어, 적, 녹, 청 부화소영역(R, G, B)일 수 있다.
다수의 부화소영역은 가로방향(수평방향) 또는 세로방향(수직방향)으로 순차적으로 배치될 수 있다.
도시하지는 않았지만, 제1 및 제2기판 내면에는 각각 화소전극 및 공통전극이 형성될 수 있으며, 화소전극에는 데이터 전압이 인가되고 공통전극에는 공통전압이 인가되어 액정층이 구동될 수 있다.
드라이버 IC(120)는 타이밍 제어부(미도시) 및 시차 조정 장치(200)로부터 전달 받은 다수의 데이터 제어 신호 및 영상 신호(좌안 영상 신호 및 우안 영상 신호)를 이용하여 데이터 신호를 생성하고, 생성한 데이터 신호를 다수의 데이터 배선(DL)을 통해 표시패널(110)로 공급할 수 있다.
도4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 시차 조정 장치(200)는 영상 입력부(210)와 영상 변환부(220) 등을 포함할 수 있다.
영상 입력부(210)는 방송 시스템등과 같은 외부 시스템(미도시)으로부터 수신한 입체영상 신호를 전달 받을 수 있다.
여기서, 입체영상 신호는 하나의 데이터 프레임 영역에 좌안 영상 및 우안 영상을 함께 포함하는 형태이거나, 하나의 데이터 프레임 영역에 좌안 영상 또는 우안 영상 하나만 포함하는 형태일 수 있다.
영상 변환부(220)는 보정 정보를 연산하는 연산부(미도시)와 영상의 시차를 조정하는 영상 시차 조정부(미도시) 등을 포함할 수 있다.
연산부는 표시장치(100)의 화면 크기 정보 및 시청자의 시청 거리 정보를 이용하여 보정 정보를 연산한다.
이때, 보정 정보는 제 1 값(기준 화면 폭을 기준 시청 거리로 나눈 값)을 제 2 값(실제 화면 폭을 실제 시청 거리로 나눈 값)으로 나눈 값을 의미한다.
즉, 보정 정보는 수학식 7에서의 비례 상수를 나타내는 값으로, 보정 정보가 1(기준값)인 경우는 화면 폭 대비 시청 거리가 동일하기 때문에 시차 보정을 할 필요가 없다.
반면에, 보정 정보가 1(기준값)이 아닌 경우는 실제 화면 폭과 실제 실제 시청 거리가 기준 화면 폭 및 기준 시청 거리 대비 상이한 비율로 증감하는 경우에 해당한다.
그러므로 삼차원 공간의 왜곡 발생을 방지하기 위해서는 좌우 영상 간 시차(disparity) 보정이 필요하다.
예를 들어, 보정 정보가 1(기준값)보다 큰 경우에는 좌안 영상 및 우안 영상의 영상 시차가 감소하도록 보정하고, 보정 정보가 1(기준값)보다 작은 경우에는 좌안 영상 및 우안 영상의 영상 시차가 증가하도록 보정할 수 있다.
한편, 표시장치(100)는 표시장치의 화면 크기 정보 등을 저장하는 메모리부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
메모리부는 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) 등일 수 있으며, 시차 조정 장치(200)의 요청에 의해 화면 크기 정보를 시차 조정 장치(200)로 전달할 수 있다.
그리고, 표시장치(100)는 시청 거리 정보를 측정하기 위한 센서부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
즉, 표시장치(100)는 센서부의 카메라나 센서 등을 이용해서 감지된 실제 시청자의 시청 거리 정보를 시차 조정 장치(200)로 전달할 수 있다.
이때, 시청자가 다수인 경우의 시청 거리 정보는 다수의 시청자의 평균 시청 거리 정보일 수 있다.
그리고, 표시장치(100)는 시청 거리 정보를 입력 받기 위한 UI(User Interface)부를 더 포함할 수 있다.
즉, 표시장치(100)는 리모트 컨트롤러 등의 UI(User Interface)를 통해서 시청자의 시청 거리 정보를 입력 받을 수 있다.
한편, 시차 조정 장치(200)는 외부 시스템으로부터 수신한 입체 영상이 하나의 데이터 프레임 영역에 좌안 영상 및 우안 영상을 함께 포함하는 형태일 경우에 입체영상을 좌안 영상 및 우안 영상을 분리하는 역할을 하는 영상 분리부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 하나의 데이터 프레임 영역에 좌안 영상 및 우안 영상을 함께 포함하는 형태는 예를 들어, 좌우 분할 방식 또는 상하 분할 방식에 의한 형태일 수 있다.
즉, 좌우 분할 방식은 하나의 데이터 프레임 영역이 좌 데이터 영역 및 우 데이터 영역으로 분할되어 좌 데이터 영역에는 좌안 영상을 우 데이터 영역에는 우안 영상이 포함될 수 있다.
그리고, 상하 분할 방식은 하나의 데이터 프레임 영역이 상 데이터 영역 및 하 데이터 영역으로 분할되어 상 데이터 영역 및 하 데이터 영역에 각각 좌안 영상 및 우안 영상이 포함될 수 있다.
도5 내지 도7은 본 발명의 실시예에 따른 영상의 시차 조정을 설명하기 위해 참조되는 도면이다. 도3을 참조하여 설명한다.
도5에 도시한 바와 같이, 표시장치(100)의 제 1 화면 폭을 Ws1, 제 1 시청 거리를 V1, 양안의 간격을 e라고 하고, 제 1 영상 시차를 P1, 영상의 제 1 깊이감은 D1라 한다.
이때, Ws1 및 V1는 각각 기준 화면 폭 및 기준 시청 거리일 수 있으며, 예를 들어, (Ws1, V1)=(180, 3.5 m)일 수 있다.
도6에 도시한 바와 같이, 표시장치(100)의 제 2 화면 폭을 Ws2, 제 2 시청 거리를 V2, 양안의 간격을 e라고 하고, 제 2 영상 시차를 P2, 영상의 제 2 깊이감은 D2라 한다.
이때, Ws2 및 V2는 각각 실제 화면 폭 및 실제 시청 거리일 수 있으며, 예를 들어, (Ws2, V2)=(47, 2 m)일 수 있다.
시청자의 시청 조건이 기준 시청 조건(Ws1, V1)=(180, 3.5 m)에서 실제 시청 조건(Ws2, V2)=(47, 2 m)으로 변경되는 경우는 시청자의 시청 조건이 기준 시청 조건 대비 상이한 비율로 증감하는 경우에 해당한다.
이러한 상이한 비율로 증감하는 시청 조건 변화에 의해 삼차원 공간의 왜곡이 발생할 수 있으며, 이를 보정하기 위해서는 좌우안 영상 간의 영상의 시차를 조정할 필요가 있다.
도2를 살펴보면, 수학식 1에서 시차(P)가 감소하면 depth 방향 좌표(Zi)가 감소하여 결과적으로 영상의 깊이감(depth)은 감소하게 된다.
반면에, 수평축(X축) 좌표(Xi)는 주로 화면 상의 영상 좌표(Xsr)에 의존하므로 시차(P)가 감소하더라도 수평축(X축) 좌표(Xi)는 크게 변화하지 않는다.
도5 및 도6에 도시한 바와 같이, 시청자의 시청 조건이 기준 시청 조건(Ws1, V1)=(180, 3.5 m)에서 실제 시청 조건(Ws2, V2)=(47, 2 m)으로 변경되는 경우에는 약 2.2배의 상대적인 깊이감 방향 확장이 발생하게 된다.
이와 같은 약 2.2배의 상대적인 깊이감 방향 확장에 의해 왜곡이 발생하면, 예를 들어 원래 기준 시청 조건에서는 원형의 테이블인 오브젝트(O)가 실제 시청 조건에서는 장축의 길이가 h1인 타원형의 테이블로 왜곡되어 인지된다.
이 경우에 상대적인 깊이감 방향 확장을 1배 수준으로 감소하기 위해서는 수학식 10에 의해 영상 시차(disparity)를 감소시킬 필요가 있다.
여기서, 수학식 8은 기준 시청 조건일 때의 삼차원 공간의 depth 방향축(Z축) 좌표인 Zo를 나타내는 식이고, 수학식9는 실제 시청 조건일 때의 삼차원 공간의 depth 방향축(Z축) 좌표인 Zm을 나타내는 식이다.
여기서, R은 제 1 값(기준 화면 폭을 기준 시청 거리로 나눈 값)을 제 2 값(실제 화면 폭을 실제 시청 거리로 나눈 값)으로 나눈 값으로 보정 정보에 해당하는 값이다.
이와 같은 보정 정보(R)는 예를 들어, 기준 시청 조건(Ws1, V1)=(180, 3.5 m)이고 실제 시청 조건(Ws2, V2)=(47, 2 m)인 경우에 약 2.2일 수 있다.
[수학식 8]
Figure 112011077764276-pat00008
[수학식 9]
Figure 112011077764276-pat00009
[수학식 10]
Figure 112011077764276-pat00010
수학식 10은 수학식 8 및 수학식 9를 Pm과 Po에 대하여 정리한 식으로, 이를 살펴보면, R이 기준값(1)에 해당하는 경우에는 Pm과 Po이 동일한 값이 된다.
즉, 화면 폭 대비 시청 거리가 동일한 경우에는 영상 시차의 보정이 필요 없게 된다.
하지만, R이 기준값(1) 보다 큰 경우에는 Pm>Po에 해당하므로, Pm과 Po이 동일한 값이 되려면 영상 시차(disparity)가 감소하도록 보정할 필요가 있다.
반면에, R이 기준값(1) 보다 작은 경우에는 Pm<Po에 해당하므로, Pm과 Po이 동일한 값이 되려면 영상 시차(disparity)가 증가하도록 보정할 필요가 있다.
도5 및 도6의 경우는 R이 기준값(1) 보다 큰 경우에 해당하므로, 영상 시차(disparity)가 감소하도록 보정하는데, 보정 결과 도7에 도시한 바와 같이, 보정된 입체영상의 영상 시차는 P3이 되고, 보정된 입체영상의 깊이감은 D3이 됨을 알 수 있다.
보정 결과, P3은 보정 전 제 2 영상 시차(P2) 보다 작아져서, 장축의 길이가 h1인 타원형의 테이블인 오브젝트(O)가 지름의 길이가 h2인 원형의 테이블로 인지될 수 있다.
도8 및 도9는 본 발명의 실시예에 따른 영상 시차의 증감을 설명하기 위해 참조되는 도면이다. 도8은 영상 시차(disparity)가 감소하도록 보정하는 경우에 해당하고, 도9는 영상 시차(disparity)가 증가하도록 보정하는 경우에 해당한다.
영상 시차(disparity)가 P1인 입체 영상의 경우에 도8에 도시한 바와 같이, 좌안 영상(L)을 우측으로 시프트하여 좌안 영상(L)의 수평축(X축) 좌표를 a1만큼 감소시키고, 우안 영상(R)을 좌측으로 시프트하여 우안 영상(R)의 수평축(X축) 좌표를 a1만큼 증가시킬 수 있다.
그 결과 보정된 입체 영상의 영상 시차(P1')는 (P1>P1')이 될 수 있다.
영상 시차(disparity)가 P2인 입체 영상의 경우에 도9에 도시한 바와 같이, 좌안 영상(L)을 좌측으로 시프트하여 좌안 영상(L)의 수평축(X축) 좌표를 a2만큼 증가시키고 우안 영상(R)을 우측으로 시프트하여 우안 영상(R)의 수평축(X축) 좌표를 a2만큼 감소시킬 수 있다.
그 결과 보정된 입체 영상의 영상 시차(P2')는 (P2'>P2)가 될 수 있다.
도10은 본 발명의 실시예에 따른 영상의 시차 조정 과정을 설명하기 위한 흐름도이다. 도3을 참조하여 설명한다.
도10에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치(100)는, 입체영상 신호를 입력 받는다(S100).
이때, 입체영상 신호는 입체영상 신호는 하나의 데이터 프레임 영역에 좌안 영상 및 우안 영상을 함께 포함하는 형태이거나, 하나의 데이터 프레임 영역에 좌안 영상 또는 우안 영상 하나만 포함하는 형태일 수 있다.
다음으로, 시차 조정 장치(200)는 화면 크기 정보와 시청 거리 정보를 이용하여 보정 정보(R)를 연산할 수 있다(S110).
이때, 화면 크기 정보는 메모리부로부터 전달 받고, 시청 거리 정보는 센서부 또는 UI(User Interface)부로부터 전달 받을 수 있다.
여기서, 보정 정보(R)는 제 1 값(기준 화면 폭(Wsref)을 기준 시청 거리(Vref)로 나눈 값)을 제 2 값(실제 화면 폭(Wsact)를 실제 시청 거리(Vact)로 나눈 값)으로 나눈 값을 의미한다.
그리고, 시차 조정 장치(200)는 보정 정보(R)가 기준값(1)에 해당하는지 여부를 판단할 수 있다(S120).
보정 정보(R)가 기준값(1)에 해당한다고 판단된 경우에는 좌안 영상 및 우안 영상을 시차 보정 없이 그대로 출력한다(S160).
보정 정보(R)가 기준값(1)에 해당하는 경우는 실제 화면 폭(Wsact)과 실제 실제 시청 거리(Vact)가 기준 화면 폭(Wsref) 및 기준 시청 거리(Vref) 대비 동일한 비율로 증감하는 경우에 해당한다.
그러므로 좌우 영상 간 시차 보정이 없더라고 삼차원 공간의 왜곡이 발생하지 않는다.
보정 정보(R)가 기준값(1)에 해당하지 않는다고 판단된 경우에는 다시 보정 정보(R)가 기준값(1)보다 큰 값에 해당하는지 여부를 판단한다(S130).
보정 정보(R)가 기준값(1)보다 크다고 판단되는 경우에는 좌안 영상 및 우안 영상의 영상 시차(disparity)가 감소하도록 보정(scaling)하고(S140), 보정 정보(R)가 기준값(1) 보다 작다고 판단되는 경우에는 좌안 영상 및 우안 영상의 영상 시차(disparity)가 증가하도록 보정(scaling)한다(S150).
즉, 보정 정보(R)가 기준값(1)에 해당하지 않는 경우는 실제 화면 폭(Wsact)과 실제 실제 시청 거리(Vact)가 기준 화면 폭(Wsref) 및 기준 시청 거리(Vref) 대비 상이한 비율로 증감하는 경우에 해당한다.
그러므로 삼차원 공간의 왜곡 발생을 방지하기 위해서는 좌우 영상 간 시차(disparity) 보정이 필요하다.
이처럼 보정 정보(R)가 기준값(1)에 해당한다고 판단된 경우에는 좌안 영상 및 우안 영상을 시차(disparity) 보정을 하고, 보정된 입체 영상을 출력한다(S160).
이상과 같은 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위 및 이와 균등한 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.
100: 표시장치 110: 표시패널
120: 드라이버 IC 200: 시차 조정 장치
210: 영상 분리부 220: 영상 변환부

Claims (15)

  1. 영상을 입력 받는 영상 입력부와;
    화면 크기 정보와 시청 거리 정보를 이용하여 보정 정보를 연산하고, 상기 보정 정보에 따라 상기 영상의 영상 시차를 조정하도록 상기 영상을 변환하는 영상 변환부
    를 포함하고,
    상기 영상 변환부는,
    상기 시청 거리 정보 및 화면 크기 정보를 이용하여 상기 보정 정보를 연산하는 연산부와;
    상기 보정 정보에 따라 좌안 영상 및 우안 영상 각각을 수평 방향으로 서로 반대측으로 쉬프트하여 상기 좌안 영상 및 우안 영상 사이의 영상 시차를 조정하는 영상 시차 조정부를 포함하고,
    상기 영상 시차가 감소하도록 조정함에 있어, 상기 좌안 영상은 우측으로 쉬프트하고 상기 우안 영상은 좌측으로 쉬프트하며,
    상기 영상 시차가 증가하도록 조정함에 있어, 상기 좌안 영상은 좌측으로 쉬프트하고 상기 우안 영상은 우측으로 쉬프트하는
    시차 조정 장치.

  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 영상을 좌안 영상 및 우안 영상을 분리하는 영상 분리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시차 조정 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    기준 화면 폭을 기준 시청 거리로 나눈 제 1 값이라 하고, 실제 화면 폭을 실제 시청 거리로 나눈 제 2 값이라 할 경우에,
    상기 보정 정보는 상기 제 1 값을 상기 제 2 값으로 나눈 값인 것을 특징으로 하는 시차 조정 장치.
  5. 좌안 영상과 우안 영상을 이용하여 입체영상을 구현하는 표시장치에 있어서,
    상기 좌안 영상 및 우안 영상을 표시하는 표시패널과; 상기 좌안 영상 및 우안 영상 사이의 영상 시차를 조정하는 시차 조정 장치를 포함하며,
    상기 시차 조정 장치는,
    영상을 입력 받는 영상 입력부와;
    화면 크기 정보 및 시청 거리 정보를 이용하여 보정 정보를 연산하고, 상기 보정 정보에 따라 상기 영상의 영상 시차를 조정하도록 상기 영상을 변환하는 영상 변환부
    를 포함하고,
    상기 영상 변환부는,
    상기 시청 거리 정보 및 화면 크기 정보를 이용하여 상기 보정 정보를 연산하는 연산부와;
    상기 보정 정보에 따라 상기 좌안 영상 및 우안 영상 각각을 수평 방향으로 서로 반대측으로 쉬프트하여 상기 영상 시차를 조정하는 영상 시차 조정부를 포함하고,
    상기 영상 시차가 감소하도록 조정함에 있어, 상기 좌안 영상은 우측으로 쉬프트하고 상기 우안 영상은 좌측으로 쉬프트하며,
    상기 영상 시차가 증가하도록 조정함에 있어, 상기 좌안 영상은 좌측으로 쉬프트하고 상기 우안 영상은 우측으로 쉬프트하는
    표시장치.

  6. 삭제
  7. 제5항에 있어서,
    상기 영상을 좌안 영상 및 우안 영상을 분리하는 영상 분리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  8. 제5항에 있어서,
    기준 화면 폭을 기준 시청 거리로 나눈 제 1 값이라 하고, 실제 화면 폭을 실제 시청 거리로 나눈 제 2 값이라 할 경우에,
    상기 보정 정보는 상기 제 1 값을 상기 제 2 값으로 나눈 값인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 화면 크기 정보를 저장하는 메모리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 시청 거리 정보를 측정하기 위한 센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 시청 거리 정보를 입력 받기 위한 UI(User Interface)부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  12. 좌안 영상과 우안 영상을 이용하여 입체영상을 구현하는 표시장치의 구동방법에 있어서,
    화면 크기 정보와 시청 거리 정보를 이용하여 보정 정보를 연산하는 단계와;
    상기 보정 정보가 기준값에 해당하는지 여부를 판단하는 단계와;
    상기 보정 정보가 상기 기준값에 해당하지 않는 경우에 상기 좌안 영상 및 우안 영상의 영상 시차를 보정하는 단계와;
    상기 좌안 영상 및 우안 영상을 출력하는 단계
    를 포함하고,
    상기 좌안 영상 및 우안 영상의 영상 시차를 보정하는 단계는, 상기 보정 정보에 따라 상기 좌안 영상 및 우안 영상 각각을 수평 방향으로 서로 반대측으로 쉬프트하여 상기 영상 시차를 조정하는 단계를 포함하고,
    상기 영상 시차가 감소하도록 조정함에 있어, 상기 좌안 영상은 우측으로 쉬프트하고 상기 우안 영상은 좌측으로 쉬프트하며,
    상기 영상 시차가 증가하도록 조정함에 있어, 상기 좌안 영상은 좌측으로 쉬프트하고 상기 우안 영상은 우측으로 쉬프트하는
    표시장치의 구동방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 영상 시차를 보정하는 단계는,
    상기 보정 정보가 상기 기준값 보다 크다고 판단되는 경우에는 상기 좌안 영상 및 우안 영상의 영상 시차가 감소하도록 보정하고,
    상기 보정 정보가 상기 기준값 보다 작다고 판단되는 경우에는 상기 좌안 영상 및 우안 영상의 영상 시차가 증가하도록 보정하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 구동방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 화면 크기 정보는 메모리부로부터 전달받는 것을 특징으로 하는 표시장치의 구동방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 시청 거리 정보는 센서부 또는 UI(User Interface)부로부터 전달 받는 것을 특징으로 하는 표시장치의 구동방법.
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