KR102486421B1 - 헤드 마운트 디스플레이 장치 및 이의 동작 방법 - Google Patents

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Abstract

헤드 마운트 디스플레이(Head Mount Display; HMD) 장치는 영상 신호에 기초하여 영상을 표시하는 표시부, 영상을 쳐다보는 사용자의 시선에 대응하는 시점(viewpoint)을 감지하여 시점 신호를 생성하는 시점 검출부 및 시점 신호에 기초하여 표시부를 이동시키고, 시점 신호에 대응하는 보정 영상 신호를 생성하여 사용자의 시점을 표시부의 중앙에 위치시키는 제어부를 포함한다.

Description

헤드 마운트 디스플레이 장치 및 이의 동작 방법 {HEAD MOUNT DISPLAY DEVICE AND OPERATION METHOD OF THE SAME}
본 발명은 헤드 마운트 디스플레이 장치 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.
헤드 마운트 디스플레이(Head Mount Display; HMD) 장치는 안경처럼 머리에 착용하여 멀티미디어 콘텐츠를 제공받을 수 있도록 하는 각종 디지털 디바이스를 말한다. 디지털 장치의 경량화 및 소형화 추세에 따라 다양한 웨어러블 컴퓨터(wearable computer)가 개발되고 있으며, 헤드 마운트 디스플레이 장치 또한 널리 사용되고 있다. 최근에는 헤드 마운트 디스플레이 장치의 표시 품질을 향상시키기 위한 다양한 방법이 연구되고 있다.
본 발명의 일 목적은 표시 품질을 향상시키는 헤드 마운트 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 표시 품질을 향상시키는 헤드 마운트 디스플레이 장치의 동작 방법을 제공하는 것이다.
그러나, 본 발명이 목적은 상술한 목적으로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치는 영상 신호에 기초하여 영상을 표시하는 표시부, 상기 영상을 쳐다보는 사용자의 시선에 대응하는 시점(viewpoint)을 감지하여 시점 신호를 생성하는 시점 검출부 및 상기 시점 신호에 기초하여 상기 표시부를 이동시키고, 상기 시점 신호에 대응하는 보정 영상 신호를 생성하여 상기 사용자의 시점을 상기 표시부의 중앙에 위치시키는 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제어부는 상기 시점 신호에 기초하여 상기 표시부 및 상기 영상 신호의 이동 거리를 연산하여 이동 신호로 생성하는 거리 연산부, 상기 이동 신호에 기초하여 상기 표시부를 이동시키는 제1 제어부 및 상기 이동 신호에 기초하여 상기 영상이 쉬프트(shift)된 보정 영상에 대응하는 상기 보정 영상 신호를 생성하는 제2 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 제어부는 상기 표시부를 한 프레임 내의 비발광 구간 동안 기 설정된 거리만큼 이동시킬 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 제어부는 상기 표시부를 복수의 프레임 동안 이동시킬 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2 제어부는 프레임 별로 기 설정된 거리만큼 쉬프트된 상기 보정 영상에 대응하는 상기 보정 영상 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2 제어부는 상기 사용자의 좌안에 대응하는 좌안 보정 영상 신호 및 상기 사용자의 우안에 대응하는 우안 보정 영상 신호를 각각 생성할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 시점 신호는 변위 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 시점 신호는 좌표 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 표시부는 상기 사용자의 좌안에 대응하는 좌안 영상 및 상기 사용자의 우안에 대응하는 우안 영상을 각각 표시할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 좌안 영상 및 상기 우안 영상이 동일할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 좌안 영상 및 상기 우안 영상이 상이할 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치의 구동 방법은 제1 영상 신호에 기초하여 표시부에 제1 영상을 표시하는 단계, 상기 제1 영상을 쳐다보는 사용자의 시선에 대응하는 시점(viewpoint)을 감지하는 단계, 상기 사용자의 시점에 기초하여 상기 표시부 및 상기 제1 영상의 이동 거리를 연산하는 단계, 상기 이동 거리에 기초하여 상기 표시부를 이동시키는 단계, 상기 이동 거리에 기초하여 상기 제1 영상이 쉬프트(shift)된 제2 영상에 대응하는 제2 영상 신호를 생성하는 단계 및 상기 제2 영상 신호에 기초하여 상기 표시부에 상기 제2 영상을 표시하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 표시부는 상기 이동 거리에 기초하여 한 프레임 내의 비발광 구간 동안 기 설정된 거리만큼 이동할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 표시부는 복수의 프레임 동안 이동할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 영상이 기 설정된 거리만큼 쉬프트된 상기 제2 영상에 대응하는 상기 제2 영상 신호가 프레임 별로 생성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2 영상 신호를 생성하는 단계는 상기 사용자의 좌안에 대응하는 좌안 보정 영상 신호를 생성하는 단계 및 상기 사용자의 우안에 대응하는 우안 보정 영상 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 사용자의 시점은 상기 표시부의 중앙부를 기준으로 하는 변위 정보로 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 사용자의 시점은 상기 표시부의 중앙부를 원점으로 하는 좌표 정보로 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2 영상이 상기 표시부에 표시되는 동안 상기 사용자의 시점이 상기 표시부의 중앙부에 위치할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법은 사용자의 시점을 감지하고, 사용자의 시점에 따라 표시부 및 영상을 이동시킴으로써, 사용자의 시점을 표시부의 중앙에 위치시킬 수 있다. 따라서, 사용자가 표시부의 중앙부와 외곽부의 화질 차이를 인지하는 것을 방지할 수 있다. 다만, 본 발명의 효과는 상술한 효과로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 헤드 마운트 디스플레이 장치에 포함되는 표시부를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 표시부를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1의 헤드 마운트 디스플레이 장치를 나타내는 블록도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 4의 헤드 마운트 디스플레이 장치에 포함된느 거리 연산부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 도 4의 헤드 마운트 디스플레이 장치에 포함되는 제1 제어부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 도4의 헤드 마운트 디스플레이 장치에 포함되는 제2 제어부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8및 도 9는 도 4의 헤드 마운트 디스플레이의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치의 동작 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 헤드 마운트 디스플레이(Head Mount Display; HMD) 장치를 나타내는 도면이고, 도2는 도1의 헤드 마운트 디스플레이 장치에 포함되는 표시부를 나타내는 도면이며, 도 3은 도2의 표시부를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 표시부(120), 하우징(140) 및 장착부(160)를 포함할 수 있다.
헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 사용자의 두부에 장착되어 사용자에게 영상 정보를 제공할 수 있다. 표시부(120)는 영상 정보를 출력할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 표시부(120)는 사용자의 좌안 및 우안에 각각 영상을 제공할 수 있다. 사용자의 좌안에 대응하는 좌안 영상 및 사용자의 우안에 대응하는 우안 영상은 동일하거나, 상이할 수 있다. 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 표시부(120)를 통하여 2D, 3D, 가상현실, 360도 파노라마 영상 등을 제공할 수 있다.
표시부(120)는 표시부(120)에서 출력되는 영상을 사용자의 눈으로 유도하도록 구성된 광학 렌즈부를 더 포함할 수 있다. 도2에 도시된 바와 같이, 광학 렌즈로 인해 표시부(120)의 중앙부 영상의 화질과 외곽부 영상의 화질에 차이가 발생할 수 있다. 도3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 사용자가 표시부(120)의 정면을 응시하다가 외곽부로 시선을 옮기는 경우, 중앙부와 외곽부의 화질 차이를 인지할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 사용자의 시선에 대응하는 시점을 감지하고, 표시부(100) 및 영상을 이동하여 사용자의 시점을 표시부의 중앙에 위치시킴으로써, 사용자가 중앙부와 외곽부의 화질 변화를 인지하는 것을 방지할 수 있다. 이하, 도 1의 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)에 대해 도 4를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
표시부(120)는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display; OLED), 플렉시블(flexible) 표시 장치 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 표시부(120)는 하우징(140)에 내장되거나, 하우징(140)과 결합될 수 있다. 표시부(120)는 하우징(140)에 구비되는 인터페이스부 등을 통해 명령을 수신할 수 있다.
하우징(140)은 사용자의 눈의 전면에 위치할 수 있다. 하우징(140)에는 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)를 동작시키기 위한 구성 요소들이 수납될 수 있다. 예를 들어, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)의 하우징(140)에는 무선 통신부, 인터페이스부, 메모리, 전원 공급부 등이 위치할 수 있다. 무선 통신부는 외부 단말기와 무선 통신을 수행하여 외부 단말기로부터 영상 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 무선통신부(190)는 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), UWB(Ultra Wideband) 등을 이용하여 외부 단말기와 통신할 수 있다. 인터페이스부는 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)를 외부 기기와 연결시킬 수 있다. 예를 들어, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 인터페이스부를 통해 외부 기기로부터 외부 전원을 공급받을 수 있다. 메모리는 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리는 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program) 또는 애플리캐이션(application)의 동작을 위한 데이터들 및 명령어들을 저장할 수 있다. 전원 공급부는 외부의 전원 또는 내부의 전원을 인가받아 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급할 수 있다. 예를 들어, 전원 공급부는 내장형 배터리 또는 교체 가능한 형태의 배터리일 수 있다.
장착부(160)는 하우징(140)과 연결되어 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)를 사용자의 머리에 고정시킬 수 있다. 예를 들어, 장착부(160)는 벨트나 신축성을 갖는 띠 등으로 구현될 수 있다.
도 4는 도 1의 헤드 마운트 디스플레이 장치를 나타내는 블록도이다. 도 5a 및 도 5b는 도 4의 헤드 마운트 디스플레이 장치에 포함되는 거리 연산부의 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 6a 및 도 6b는 도 4의 헤드 마운트 디스플레이 장치에 포함되는 제1 제어부의 동작을 설명하기 위한 도면이며, 도 7a 및 도 7b는 도4의 헤드 마운트 디스플레이 장치에 포함되는 제2 제어부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 헤드 마운트 디스플레이 장치(200)는 시점 검출부(220), 제어부(240) 및 표시부(260)를 포함할 수 있다. 도 4의 표시부(260)는 도1의 표시부(120)에 대응될 수 있다.
표시부(260)는 외부 단말기로부터 제공되는 영상 신호에 기초하여 영상을 표시할 수 있다. 표시부(260)는 사용자의 좌안에 대응하는 좌안 영상 및 사용자의 우안에 대응하는 우안 영상을 각각 표시할 수 있다. 좌안 영상 신호와 우안 영상 신호는 동일하거나, 상이할 수 있다.
시점 검출부(220)는 영상을 쳐다보는 사용자의 시선에 대응하는 시점(viewpoint)을 감지하여 시점 신호(VS)를 생성할 수 있다. 시점 검출부(220)는 적외선 신호 또는 카메라 등을 이용하여 사용자의 시점을 감지할 수 있다. 예를 들어, 시점 검출부(220)는 적외선을 송출하고, 동공이 적외선을 흡수하는 원리를 사용하여 반사되어 돌아오는 적외선의 형태와 흡수된 적외선을 분석하여 동공의 위치를 추적할 수 있다. 또는, 시점 검출부(220)는 카메라를 통해 촬영되는 사용자의 안구에 대한 데이터를 분석하는 방식으로 사용자의 시점을 감지할 수 있다. 상기에서는 적외선 신호 또는 카메라 등을 이용하여 사용자의 시점을 감지하는 방법에 대해 설명하였으나, 시점 검출부(220)는 이에 한정되지 않는다.
시점 검출부(220)는 사용자의 시점에 대응하는 표시부(260)의 위치를 시점 신호(VS)로 제공할 수 있다. 도 5a를 참조하면, 시점 검출부(220)는 변위 정보를 포함하는 시점 신호(VS)를 생성할 수 있다. 변위 정보는 방향 및 거리 정보를 포함할 수 있다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 사용자가 표시부의 중앙부(V1)에서 외곽부(V2)로 시점을 변경하는 경우, 시점 검출부(220)는 좌방향 A및 상방향 B를 시점 신호(VS)로써 제공할 수 있다. 이 때, A 및 B는 실제 거리를 나타내거나, 화소의 개수를 나타낼 수 있다. 도 5b를 참조하면, 시점 검출부(220)는 좌표 정보를 포함하는 시점 신호(VS)를 생성할 수 있다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 사용자가 표시부의 중앙부(V1)에서 외곽부(V2)로 시점을 변경하는 경우, 시점 검출부(220)는 외곽부(V2)의 좌표 (A, B)를 시점 신호(VS)로써 제공할 수 있다. 이 때, A 및 B는 거리(예를 들어, um, mm, cm 등의 단위를 갖는 거리)를 나타내거나, 화소의 개수를 나타낼 수 있다. 도 5a 및 도 5b에서는 시점 신호(VS)가 변위 정보 및 좌표 정보로 출력되는 내용을 설명하였으나, 시점 신호(VS)는 이에 한정되지 않고, 사용자의 시점 위치를 나타낼 수 있는 다양한 형태로 생성될 수 있다.
제어부(240)는 시점 신호(VS)에 기초하여 표시부(260)를 이동시키고, 시점 신호에 대응하는 보정 영상 신호를 생성하여 사용자의 시점을 표시부(260)의 중앙에 위치시킬 수 있다. 상술한 바와 같이, 표시부(260)가 광학 렌즈를 포함하므로, 표시부(260)의 외곽부에 화질이 저하될 수 있다. 사용자가 표시부(260)의 외곽부로 시점을 변경하는 경우, 표시부(260)를 이동시키고, 사용자의 시점이 머무는 위치를 영상의 중앙부에 오도록 영상 신호를 생성함으로써, 사용자의 시점을 표시부(260)의 중앙에 위치시킬 수 있다. 즉, 제어부(240)는 사용자의 시점을 따라 표시부(260) 및 영상을 이동시킴으로써, 사용자가 중앙부와 외곽부의 화질 차이를 인지하는 것을 방지 할 수 있다.
제어부(240)는 거리 연산부(242), 제1 제어부(244) 및 제2 제어부(246)를 포함할 수 있다.
거리 연산부(242)는 시점 신호(VS)에 기초하여 표시부(260) 및 영상 신호의 이동 거리를 연산하여 이동 신호(SS)로 생성할 수 있다. 거리 연산부(242)는 시점 신호(VS)에 대응하는 이동 신호(SS)를 생성할 수 있다. 이동 신호(SS)는 표시부(260) 및 영상이 이동해야 하는 방향 및 거리를 연산한 신호일 수 있다.
거리 연산부(242)는 거리 정보(예를 들어, um, mm, cm 등으로 표시되는 거리 정보)를 포함하는 시점 신호(VS)를 상기 거리 정보에 대응하는 화소 개수로 연산하여 이동 신호(SS)로써 출력하거나, 화소 개수 정보를 포함하는 시점 신호(VS)를 상기 화소 개수에 대응하는 거리 정보로 연산하여 이동 신호(SS)로써 출력할 수 있다. 거리 연산부(242)는 거리 정보를 포함하는 이동 신호(SS)를 제1 제어부(244)에 공급하고, 화소 개수 정보를 포함하는 이동 신호(SS)를 제2 제어부(246)에 공급할 수 있다. 또는, 거리 연산부(242)는 거리 정보를 포함하는 이동 신호(SS)를 제1 제어부(244) 및 제2 제어부(246)에 공급하거나, 화소 개수 정보를 포함하는 이동 신호(SS)를 제1 제어부(244) 및 제2 제어부(246)에 공급할 수 있다.
거리 연산부(242)는 시점 신호(VS)의 변위 정보 또는 좌표 정보에 기초하여 표시부(260) 및 영상의 이동 방향 및 이동 거리를 연산할 수 있다. 예를 들어, 시점 신호(VS)가 좌방향 A및 상방향 B의 변위 정보 또는 (A, B)의 좌표 정보로 제공되는 경우, 표시부(260) 및 영상의 이동 거리 D는 수학식 1에 의해 연산되고, 이동 방향
Figure 112017101803814-pat00001
는 수학식 2에 의해 연산될 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112017101803814-pat00002
[수학식 2]
Figure 112017101803814-pat00003
거리 연산부(242)는 이동 방향 및 이동 거리를 포함하는 영상 신호(SS)를 출력할 수 있다.
제1 제어부(244)는 이동 신호(SS)에 기초하여 표시부(260)를 이동시킬 수 있다. 제1 제어부(244)는 표시부(260)를 이동시키는 기계 장치 또는 전자 장치일 수 있다. 제1 제어부(244)는 표시부(260)를 이동시켜 사용자의 시선이 표시부(260)의 중앙부에 오게 할 수 있다. 도 6a 에 도시된 바와 같이 사용자의 시선이 표시부(260)의 외곽부에 머무는 경우, 사용자의 시점이 표시부(260)의 중앙에 오도록 표시부(260) 이동시킬 수 있다. 제1 제어부(244)는 표시부(260)를 한 프레임 내의 비발광 구간 동안 기 설정된 제1 거리만큼 이동시킬 수 있다. 이동 신호(SS)에 포함되는 이동 거리가 상기 기 설정된 제1 거리보다 큰 경우, 제1 제어부(244)는 표시부(260)를 복수의 프레임 동안 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 이동 신호(SS)에 포함되는 이동 거리가 27mm이고, 표시부(260)가 한 프레임 내의 비발광 구간 동안 10mm만큼 이동할 수 있는 경우, 제1 제어부(244)는 세 프레임의 비발광 구간 동안 표시부(260)를 이동시킬 수 있다.
제2 제어부(246)는 이동 신호(SS)에 기초하여 영상이 쉬프트(shift)된 보정 영상에 대응하는 보정 영상 신호(CIS)를 생성할 수 있다. 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 표시부(260)에 표시되는 영상의 확장된 범위를 포함하는 영상 정보를 저장하거나 입력 받을 수 있다. 예를 들어, 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 카메라를 통해 사용자의 정면뿐만 아니라 상, 하, 좌, 우, 전, 후의 영상을 입력받아 영상 신호로 저장할 수 있다. 제2 제어부(246)는 사용자의 시점이 이동한 위치를 중앙부로 하는 보정 영상에 대응하는 보정 영상 신호(CIS)를 생성할 수 있다. 도 7a에 도시된 바와 같이 사용자의 시점이 외곽부에 머무는 경우, 제2 제어부(246)는 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 사용자의 시점이 표시부의 가운데 위치하도록 좌상향 방향으로 쉬프트된 보정 영상 신호(CIS)를 생성할 수 있다. 이 때, 제1 제어부(244)에서 표시부(260)를 함께 이동시키므로, 사용자의 시점이 표시부(260)의 중앙부에 위치하게 된다. 제2 제어부(246)는 프레임 별로 기 설정된 제2 거리만큼 쉬프트된 보정 영상 신호(CIS)를 생성할 수 있다. 이동 신호(SS)에 포함되는 이동 거리가 상기 기 설정된 제2 거리보다 큰 경우, 제2 제어부(246)는 보정 영상 신호(CIS)를 복수의 프레임 동안 생성할 수 있다. 예를 들어, 이동 신호(SS)에 포함되는 이동 거리가 27mm이고, 제2 제어부(246)가 한 프레임 동안 10mm만큼 쉬프트되는 보정 영상 신호(CIS)를 생성하는 경우, 제2 제어부(246)는 세 프레임 동안 보정 영상 신호(CIS)를 생성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 헤드 마운트 디스플레이 장치(100)는 사용자의 시점을 따라 표시부(260)를 이동시키고, 영상이 쉬프트된 보정 영상에 대응하는 보정 영상 신호(CIS)를 생성하여 이를 표시부(260)에 출력함으로써, 사용자의 시점에 관계없이 균일한 품질의 영상을 출력할 수 있다.
도 8및 도 9는 도 4의 헤드 마운트 디스플레이의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 8을 참조하면, 헤드 마운트 디스플레이 장치의 표시부는 프레임 별로 영상 신호를 출력할 수 있다. 각각의 프레임은 발광 구간(EP) 및 비발광 구간(NEP)을 포함할 수 있다.
도 9를 참조하면, 헤드 마운트 디스플레이 장치의 표시부는 프레임별로 표시부를 이동하고 보정 영상 신호를 생성할 수 있다. N번째 프레임에서 사용자의 시점이 표시부의 외곽부에 위치하는 경우 시점 검출부는 사용자의 시선에 대응하는 시점을 감지하여 시점 신호를 생성할 수 있다.
제어부는 시점 신호에 기초하여 표시부를 이동시키고, 보정 영상 신호를 생성할 수 있다. 제1 제어부는 각각의 프레임의 비발광 구간 동안 표시부를 기 설정된 제1 거리만큼 이동시킬 수 있다. 표시부의 이동 거리가 상기 기 설정된 제1 거리보다 큰 경우, 도 9에 도시된 바와 같이, 복수의 프레임의 비발광 구간 동안 표시부를 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 표시부의 이동 거리가 27mm이고, 제1 제어부가 표시부를 한 프레임에 이동시킬 수 있는 제1 거리가 10mm인 경우, 제1 제어부는 (N+1)번째 프레임의 비발광 구간 동안 표시부를 10mm만큼 이동시키고, (N+2)번째 프레임의 비발광 구간 동안 표시부를 10mm만큼 이동시키며, (N+3)번째 프레임의 비발광 구간 동안 표시부를 7mm만큼 이동시킬 수 있다.
제2 제어부는 각각의 프레임 별로 기 설정된 거리만큼 쉬프트된 보정 영상에 대응하는 보정 영상 신호를 생성할 수 있다. 영상의 이동 거리가 상기 기 설정된 제2 거리보다 큰 경우, 도 9에 도시된 바와 같이 복수의 프레임 동안 보정 영상 신호가 생성될 수 있다. 예를 들어, 영상 신호의 이동 거리가 27mm이고, 제2 제어부가 영상 신호를 한 프레임에 이동시킬 수 있는 제2거리가 10mm인 경우, 제2 제어부는 (N+1)번째 프레임에서 10mm만큼 쉬프트된 보정 영상 신호를 생성하고, (N+2)번째 프레임에서 10mm만큼 쉬프트된 보정 영상 신호를 생성하며, (N+3)번째 프레임에서 7mm만큼 쉬프트된 보정 영상 신호를 생성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 사용자의 시점을 검출하고, 사용자의 시점에 따라 표시부를 이동시키고, 쉬프트된 영상을 생성함에 따라 사용자의 시점이 표시부의 중앙에 위치할 수 있다. 따라서, 사용자가 표시부 외곽의 화질 저하를 인지하는 것을 방지할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치의 동작 방법을 나타내는 순서도이다.
도 10을 참조하면, 헤드 마운트 디스플레이 장치의 동작 방법은 제1 영상 신호에 기초하여 표시부에 제1 영상을 표시하는 단계(S100), 제1 영상을 쳐다보는 사용자의 시선에 대응하는 시점을 감지하는 단계(S200), 사용자의 시점에 기초하여 표시부 및 제1 영상의 이동 거리를 연산하는 단계(S300), 이동 거리에 기초하여 표시부를 이동시키는 단계(S400), 이동 거리에 기초하여 제1 영상 신호가 쉬프트된 제2 영상 신호를 생성하는 단계(S500) 및 제2 영상 신호에 기초하여 표시부에 제2 영상을 표시하는 단계(S600)를 포함할 수 있다.
헤드 마운트 디스플레이 장치의 동작 방법은 제1 영상 신호에 기초하여 표시부에 제1 영상을 표시(S100)할 수 있다. 표시부는 사용자의 좌안에 대응하는 좌안 영상 및 사용자의 우안에 대응하는 우안 영상을 각각 표시할 수 있다. 좌안 영상 및 우안 영상은 동일하거나, 상이할 수 있다. 표시부는 출력되는 영상을 사용자의 눈으로 유도하도록 광학계 렌즈를 포함하고, 이로 인해 중앙부의 화질과 외곽부의 화질에 차이가 발생할 수 있다.
헤드 마운트 디스플레이 장치의 동작 방법은 제1 영상을 쳐다보는 사용자의 시선에 대응하는 시점을 감지(S200)할 수 있다. 헤드 마운트 디스플레이 장치는 시점 검출부를 포함할 수 있다. 시점 검출부는 적외선 신호 또는 카메라 등을 이용하여 사용자의 시점을 감지할 수 있다. 시점 검출부는 사용자의 시점에 대응하는 표시부의 위치를 시점 신호로 제공할 수 있다. 예를 들어, 시점 신호는 변위 정보를 포함하거나, 좌표 정보를 포함할 수 있다.
헤드 마운트 디스플레이 장치의 동작 방법은 사용자의 시점에 기초하여 표시부 및 제1 영상의 이동 거리를 연산(S300)할 수 있다. 헤드 마운트 디스플레이 장치는 제어부를 포함할 수 있다. 제어부는 시점 검출부에서 제공되는 시점 신호에 기초하여 표시부 및 제1 영상의 이동 거리를 연산하여 이동 신호로 생성할 수 있다. 예를 들어, 이동 신호는 이동 방향 및 이동 거리 정보를 포함할 수 있다.
헤드 마운트 디스플레이 장치의 동작 방법은 이동 거리에 기초하여 표시부를 이동(S400)시킬 수 있다. 제어부는 이동 방향 및 이동 거리 정보를 포함하는 이동 신호에 기초하여 표시부를 이동시킬 수 있다. 표시부는 기계 장치 또는 전자 장치를 이용하여 이동될 수 있다. 표시부는 한 프레임 내의 비발광 구간 동안 기 설정된 제1 거리 만큼 이동할 수 있다. 이동 신호에 포함되는 이동 거리가 상기 제1 거리보다 큰 경우, 표시부는 복수의 프레임 동안 이동할 수 있다.
헤드 마운트 디스플레이 장치의 동작 방법은 이동 거리에 기초하여 제1 영상이 쉬프트된 제2 영상에 대응하는 제2 영상 신호를 생성(S500)할 수 있다. 제어부는 이동 방향 및 이동 거리 정보를 포함하는 이동 신호에 기초하여 제1 영상이 쉬프트된 제2 영상에 대응하는 제2 영상 신호를 생성할 수 있다. 제어부는 제1 영상이 기 설정된 제2 거리만큼 쉬프트된 제2 영상에 대응하는 제2 영상 신호를 프레임 별로 생성할 수 있다. 이동 신호에 포함되는 이동 거리가 상기 제2 거리보다 큰 경우, 제2 영상 신호는 복수의 프레임 동안 생성될 수 있다. 한편, 제어부는 사용자의 좌안에 대응하는 좌안 보정 영상 신호 및 사용자의 우안에 대응하는 우안 보정 영상 신호를 각각 생성할 수 있다.
헤드 마운트 디스플레이 장치의 동작 방법은 제2 영상 신호에 기초하여 표시부에 제2 영상을 표시(S600)할 수 있다. 표시부를 이동시키고, 표시부에 제1 영상이 쉬프트된 제2 영상을 표시함으로써, 표시부에 제1 영상이 표시되는 동안 외곽부를 주시하던 사용자는 시점의 이동 없이 표시부의 중앙에서 표시되는 영상을 감상할 수 있다.
상술한 바와 같이, 헤드 마운트 디스플레이 장치의 동작 방법은 사용자의 시점을 따라서 표시부와 표시부에 표시되는 영상을 이동시킴으로써, 사용자의 시점이 표시부의 중앙에 위치하도록 할 수 있다. 따라서, 사용자가 표시부의 중앙부와 외곽부의 화질 차이를 인지하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명은 표시 장치를 구비한 모든 전자 기기에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 노트북, 디지털 카메라, 휴대폰, 스마트폰, 스마트패드, 타블렛 PC, 피디에이(PDA), 피엠피(PMP), MP3 플레이어, 네비게이션, 비디오폰, 헤드 마운트 디스플레이(Head Mount Display; HMD) 장치 등에 적용될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 예시적인 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100, 200: 헤드 마운트 디스플레이 장치
120, 260: 표시부 140: 하우징
160: 장착부 220: 시점 검출부
240: 제어부 242: 거리 연산부
244: 제1 제어부 246: 제2 제어부

Claims (19)

  1. 영상 신호에 기초하여 영상을 표시하는 표시부;
    상기 영상을 쳐다보는 사용자의 시선에 대응하는 시점(viewpoint)을 감지하여 시점 신호를 생성하는 시점 검출부; 및
    상기 시점 신호에 기초하여 상기 표시부를 이동시키고, 상기 시점 신호에 대응하는 보정 영상 신호를 생성하여 상기 사용자의 시점을 상기 표시부의 중앙에 위치시키는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 시점 신호에 기초하여 상기 표시부 및 상기 영상 신호의 이동 거리를 연산하여 이동 신호로 생성하는 거리 연산부;
    상기 이동 신호에 기초하여 한 프레임 내의 비발광 구간 동안 상기 표시부를 이동시키는 제1 제어부; 및
    상기 이동 신호에 기초하여 상기 영상이 쉬프트(shift)된 보정 영상에 대응하는 상기 보정 영상 신호를 생성하는 제2 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이(Head Mount Display; HMD) 장치.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서, 상기 제1 제어부는 상기 표시부를 상기 비발광 구간 동안 기 설정된 거리만큼 이동시키는 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이(Head Mount Display; HMD) 장치.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 제1 제어부는 상기 표시부를 복수의 프레임 동안 이동시키는 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이(Head Mount Display; HMD) 장치.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 제2 제어부는 프레임 별로 기 설정된 거리만큼 쉬프트된 상기 보정 영상에 대응하는 상기 보정 영상 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이(Head Mount Display; HMD) 장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 제2 제어부는 상기 사용자의 좌안에 대응하는 좌안 보정 영상 신호 및 상기 사용자의 우안에 대응하는 우안 보정 영상 신호를 각각 생성하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이(Head Mount Display; HMD) 장치.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 시점 신호는 변위 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이(Head Mount Display; HMD) 장치.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 시점 신호는 좌표 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이(Head Mount Display; HMD) 장치.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 표시부는 상기 사용자의 좌안에 대응하는 좌안 영상 및 상기 사용자의 우안에 대응하는 우안 영상을 각각 표시하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이(Head Mount Display; HMD) 장치.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 좌안 영상 및 상기 우안 영상이 동일한 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이(Head Mount Display; HMD) 장치.
  11. 제9 항에 있어서, 상기 좌안 영상 및 상기 우안 영상이 상이한 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이(Head Mount Display; HMD) 장치.
  12. 제1 영상 신호에 기초하여 표시부에 제1 영상을 표시하는 단계;
    상기 제1 영상을 쳐다보는 사용자의 시선에 대응하는 시점(viewpoint)을 감지하는 단계;
    상기 사용자의 시점에 기초하여 상기 표시부 및 상기 제1 영상의 이동 거리를 연산하는 단계;
    상기 이동 거리에 기초하여 한 프레임 내의 비발광 구간 동안 상기 표시부를 이동시키는 단계;
    상기 이동 거리에 기초하여 상기 제1 영상이 쉬프트(shift)된 제2 영상에 대응하는 제2 영상 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 제2 영상 신호에 기초하여 상기 표시부에 상기 제2 영상을 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이(Head Mount Display; HMD) 장치의 구동 방법.
  13. 제12 항에 있어서, 상기 표시부는 상기 이동 거리에 기초하여 상기 비발광 구간 동안 기 설정된 거리만큼 이동하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이(Head Mount Display; HMD) 장치의 구동 방법.
  14. 제13 항에 있어서, 상기 표시부는 복수의 프레임 동안 이동하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이(Head Mount Display; HMD) 장치의 구동 방법.
  15. 제12 항에 있어서, 상기 제1 영상이 기 설정된 거리만큼 쉬프트된 상기 제2 영상에 대응하는 상기 제2 영상 신호가 프레임 별로 생성되는 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이(Head Mount Display; HMD) 장치의 구동 방법.
  16. 제12 항에 있어서, 상기 제2 영상 신호를 생성하는 단계는
    상기 사용자의 좌안에 대응하는 좌안 보정 영상 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 사용자의 우안에 대응하는 우안 보정 영상 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이(Head Mount Display; HMD) 장치의 구동 방법.
  17. 제12 항에 있어서, 상기 사용자의 시점은 상기 표시부의 중앙부를 기준으로 하는 변위 정보로 제공되는 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이(Head Mount Display; HMD) 장치의 구동 방법.
  18. 제12 항에 있어서, 상기 사용자의 시점은 상기 표시부의 중앙부를 원점으로 하는 좌표 정보로 제공되는 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이(Head Mount Display; HMD) 장치의 구동 방법.
  19. 제12 항에 있어서, 상기 제2 영상이 상기 표시부에 표시되는 동안 상기 사용자의 시점이 상기 표시부의 중앙부에 위치하는 것을 특징으로 하는 헤드 마운트 디스플레이(Head Mount Display; HMD) 장치의 구동 방법.
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