KR20100041994A - 시각피로 없는 안경식 스테레오스코픽 디스플레이 구동 방법 및 굴절률 가변 셔터 안경 - Google Patents

시각피로 없는 안경식 스테레오스코픽 디스플레이 구동 방법 및 굴절률 가변 셔터 안경 Download PDF

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Abstract

시각피로 없는 안경식 스테레오스코픽 디스플레이 구동 방법 및 굴절률 가변 셔터 안경을 개시한다. 시각피로 없는 안경식 스테레오스코픽 디스플레이 구동 방법은 시각피로를 없애기 위해, 시점이 상이한 복수 개의 시점영상을 생성하고, 상기 시점이 상이한 복수 개의 영상을 하나의 좌안 동공 및 하나의 우안 동공에 입력되도록 소정간격 쉬프트하여 출력할 수 있다.
안경식 스테레오스코픽, 시각피로, 시점영상, 동공, 굴절률

Description

시각피로 없는 안경식 스테레오스코픽 디스플레이 구동 방법 및 굴절률 가변 셔터 안경{METHOD FOR EYE FATIGUELESS GLASS TYPE STEREOSCOPIC DISPLAY AND CHANGEABLE SHUTTER GLASSES FOR REFRACTION}
본 발명의 실시예들은 시각피로 없는 안경식 스테레오스코픽 디스플레이 구동 방법 및 굴절률 가변 셔터 안경에 관한 것으로, 특히 상이한 시점영상을 하나의 동공에 입력되도록 함으로써 시각피로를 없애는 안경식 스테레오스코픽 디스플레이를 수행하는 기술과 관련된 것이다.
사용자가 3D 영상을 감상하기 위해서는 사용자의 눈의 위치에 따라서 다른 영상을 볼 수 있는 디스플레이가 필요하며, 이를 실현하는 대표적인 기술로 안경의 사용유무에 따라 안경식 스테레오스코픽 디스플레이 또는 무안경식 스테레오스코픽 디스플레이가 있다.
이때, 안경식 스테레오 디스플레이의 원리는 시청자로 하여금 좌우안에 각각 서로 다른 시점영상을 시청하게 함으로써 입체감을 느끼게 하는 것이다. 실제 좌우안 영상은 2D 디스플레이 면에 표현되지만, 시청자는 두 시점영상이 교차하는 지점에서 3D 영상이 있는 것처럼 느끼게 된다. 즉, 각 눈에 의해 보여지는 2D 영 상이 표현되는 위치와 양안에 의해 3D 영상이 느껴지는 지점 사이에는 불일치가 발생하게 되는데(Vergence-Accommodation Conflict), 이것이 스테레오스코픽 디스플레이의 시각피로의 주요인 중의 하나로 알려져 있다.
따라서, 기존의 스테레오스코픽 디스플레이 기술이 가지는 한계를 극복하고, 시각피로가 발생하지 않는 안경식 스테레오스코픽 디스플레이 기술에 대한 연구가 지속적으로 필요하다.
본 발명의 일실시예에 따른 안경식 스테레오스코픽 디스플레이 구동 방법은, 시점이 상이한 복수 개의 좌안 시점영상 및 복수 개의 우안 시점영상을 생성하는 단계 및 상기 복수 개의 좌안 시점영상 중 최초 좌안 시점영상, 하나 이상의 차순위 좌안 시점영상, 상기 복수 개의 우안 시점영상 중 최초 우안 시점영상, 및 하나 이상의 차순위 우안 시점영상을 출력하는 단계를 포함하고, 상기 출력하는 단계는, 상기 복수 개의 좌안 시점영상 및 상기 복수 개의 우안 시점영상이 각각 하나의 동공에 입력되도록 각 시점영상을 출력할 수 있다.
이때, 상기 출력하는 단계는, 상기 하나 이상의 차순위 좌안 시점영상을 출력하는 경우, 상기 복수 개의 좌안 시점영상이 하나의 좌안 동공에 입력되도록, 제1 간격 쉬프트하여 출력하고, 상기 하나 이상의 차순위 우안 시점영상을 출력하는 경우, 상기 복수 개의 우안 시점영상이 하나의 우안 동공에 입력되도록, 상기 제1 간격 쉬프트하여 출력할 수 있다.
또한, 상기 출력하는 단계는, 상기 최초 좌안 시점영상이 상기 차순위 좌안 시점영상보다 먼저 출력되고, 상기 최초 우안 시점영상이 상기 차순위 우안 시점영상보다 먼저 출력할 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따른 안경식 스테레오스코픽 디스플레이 구동 방법은, 시점이 상이한 복수 개의 좌안 시점영상 및 복수 개의 우안 시점영상을 생성하는 단계, 상기 복수 개의 좌안 시점영상 중 최초 좌안 시점영상, 하나 이상의 차순위 좌안 시점영상, 상기 복수 개의 우안 시점영상 중 최초 우안 시점영상, 및 하나 이상의 차순위 우안 시점영상을 출력하는 단계 및 상기 최초 좌안 시점영상 및 상기 최초 우안 시점영상을 출력하는 경우, 셔터 안경으로 입사되는 광을 투과시키고, 상기 하나 이상의 차순위 좌안 시점영상 및 상기 하나 이상의 차순위 우안 시점영상을 출력하는 경우, 셔터 안경으로 입사되는 광을 하나의 동공 크기 범위 내에서 굴절시키는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 셔터 안경은, 고정 굴절률을 가진 제1물질 및 가변 굴절률을 가진 제2물질을 구비하고, 전기장의 세기에 따라 상기 제2물질의 굴절률을 가변하여 입사광을 투과 또는 굴절시킬 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따른 굴절률 가변 셔터 안경은, 고정 굴절률을 가지고 광을 입력받는 광입력부, 상기 광입력부의 일측면에 위치하며, 전기장의 세기에 따라 굴절률이 가변되는 광출력부 및 상기 광출력부의 굴절률을 가변하기 위해 전기장의 세기를 제어하는 굴절률 제어부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 굴절률 제어부는, 출력 영상의 싱크에 대응하여 상기 광출력부의 굴절률을 상기 광입력부의 굴절률과 동일 또는 상이하게 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따른 안경식 스테레오스코픽 디스플레이 구동 방법은, 시점이 상이한 복수 개의 좌안 시점영상 및 복수 개의 우안 시점영상을 생성하는 단계, 상기 복수 개의 좌안 시점영상 중 최초 좌안 시점영상 및 상기 복수 개의 우안 시점영상 중 최초 우안 시점영상을 편광하여 출력하는 단계, 상기 출력된 최초 좌안 시점 영상 및 최초 우안 시점영상을 수직 편광렌즈 및 수평 편광렌즈 를 구비한 편광안경에 입사시키는 단계, 상기 복수 개의 좌안 시점영상 중 차순위 좌안 시점영상을 편광하여 제1 간격 쉬프트하여 출력하고, 상기 복수 개의 우안 시점영상 중 차순위 우안 시점영상을 편광하고 상기 제1간격 쉬프트하여 출력하는 단계 및 상기 출력된 차순위 좌안 시점 영상 및 차순위 우안 시점영상을 수직 편광렌즈 및 수평 편광렌즈를 구비한 편광안경에 입사시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 시점이 상이한 복수 개의 시점영상을 하나의 동공에 입력시켜 단안에 의한 초점위치를 입체영상이 형성되는 위치에 조절되도록 하여 시각피로 없는 안경식 스테레오스코픽 디스플레이를 구현할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 셔터 안경을 이용하여 시점영상을 굴절시킴으로써, 시점영상을 쉬프트시켜 출력하지 않고 하나의 동공에 복수 개의 시점영상이 입력되도록 하여 시각피로 없는 안경식 스테레오스코픽 디스플레이를 구현할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 편광 안경을 이용하여 시점영상을 시청하도록 함으로써, 빠른 응답특성을 요구하지 않고도 시각피로 없는 안경식 스테레오스코픽 디스플레이를 구현할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 슈퍼 멀티-뷰 디스플레이를 설명하기 위 한 도면이다.
도 1을 참고하면, 도 1의 (a)는 좌/우 두 개의 영상을 이용하는 2-뷰 디스플레이를 나타내며, 도 1의 (b)는 좌/우 두 개의 영상을 사용하지 않고 보다 많은 영상을 이용하는 멀티-뷰 디스플레이를 나타낸다. 여기서, 상기 2-뷰 디스플레이 및 멀티-뷰 디스플레이의 경우, 하나의 동공에 한 개의 영상이 입력된다.
이와는 달리 도 1의 (c)는 슈퍼 멀티-뷰 디스플레이를 나타내는 것으로 2개 이상의 시점영상이 하나의 동공에 입력된다(Monocular Multi-view). 예를 들어, 우안 제1 시점영상(110)이 출력되고, 소정 간격 쉬프트하여 우안 제2 시점영상(120)이 출력되며, 좌안 제1 시점영상(130)이 출력되고, 소정 간격 쉬프트하여 좌안 제2 시점영상(140) 경우, 상기 쉬프트하는 소정 간격을 적절히 제어하면 동공에 입력되는 하나의 시점영상의 크기 ds(150)를 제어할 수 있고, 복수개의 영상이 하나의 동공(dD)에 입력되도록 할 수 있다.
이러한 슈퍼 멀티-뷰 디스플레이가 구현되면, 단안에 의한 초점위치가 2D 디스플레이 면이 아니라, 입체영상이 형성되는 위치에 초점조절이 이루어진다. 따라서 멀티-뷰 디스플레이에서는 3D 인식지점(Vergence)과 실제 2D 이미지의 위치(Accommodation)의 불일치가 발생되지만, 슈퍼 멀티-뷰 디스플레이에서는 Vergence와 Accommodation이 일치하기 때문에 시각적 피로가 발생하지 않는다.
즉, 상기와 같이 슈퍼 멀티-뷰 디스플레이를 구현하면 시각적 피로가 없는 안경식 스테레오스코픽 디스플레이의 구현이 가능하다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 시각피로 없는 안경식 스테레오스코픽 디스플레이의 구동 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2를 참고하면, 단계(S210)에서는, 시점이 상이한 복수 개의 좌안 시점영상 및 복수 개의 우안 시점영상을 생성한다. 이때, 시점이 상이한 복수 개의 시점영상은 영상을 촬영한 시점 또는 각도를 달리하여 촬영한 것으로, 좌안 또는 우안에 대하여 각각 복수 개의 시점영상을 생성할 수 있다.
단계(S220)에서는 상기 복수 개의 좌안 시점영상 중 최초 좌안 시점영상, 하나 이상의 차순위 좌안 시점영상, 상기 복수 개의 우안 시점영상 중 최초 우안 시점영상, 및 하나 이상의 차순위 우안 시점영상을 출력한다. 여기서, 최초 좌안 시점영상은 특정한 영상을 출력함에 있어서, 사용자의 좌안에 입력하기 위하여 스크린에 최초로 출력하는 영상을 의미하고, 차순위 좌안 시점영상은 상기 특정한 영상을 출력함에 있어서, 사용자의 좌안에 입력하기 위하여 상기 최초 좌안 시점영상 이후에 출력되는 영상을 의미한다. 예를 들어, 좌안에 좌안 제1시점영상, 좌안 제2 시점영상, 및 좌안 제3 시점영상을 출력하는 경우, 가장 먼저 스크린에 출력되는 좌안 제1시점영상이 최초 좌안 시점영상이며, 상기 좌안 제1시점영상 출력 후 출력되는 좌안 제2 시점영상 및 좌안 제3 시점영상은 차순위 좌안 시점영상이 될 수 있다.
이때, 상기 복수개의 좌안 또는 우안 시점영상을 출력함에 있어서, 상기 복수 개의 좌안 시점영상 및 상기 복수 개의 우안 시점영상이 각각 하나의 동공에 입력되도록 각 시점영상을 출력할 수 있다. 즉, 상기 하나 이상의 차순위 좌안 시점 영상을 출력하는 경우, 상기 복수 개의 좌안 시점영상이 하나의 좌안 동공에 입력되도록, 제1 간격 쉬프트하여 출력하고, 상기 하나 이상의 차순위 우안 시점영상을 출력하는 경우, 상기 복수 개의 우안 시점영상이 하나의 우안 동공에 입력되도록, 상기 제1 간격 쉬프트하여 출력할 수 있다. 여기서 제1간격은 동공의 크기 및 시청거리를 고려하여 하나의 동공에 복수 개의 시점영상이 입력될 수 있도록 실험 등에 의하여 그 간격을 산출할 수 있다. 예를 들어, 좌안에 좌안 제1 시점영상, 좌안 제2 시점영상, 및 좌안 제3 시점영상을 출력하는 경우, 좌안 제1 시점영상이 출력된 위치에서 제1간격 쉬프트하여 제2 시점영상을 출력하고, 제2 시점영상이 출력된 위치에서 다시 제1간격 쉬프트하여 제3 시점영상을 출력할 수 있다. 여기서, 우안의 경우도 좌안과 마찬가지의 방법으로 출력할 수 있다.
여기서, 상기 복수 개의 시점영상이 출력되는 순서로는, 상기 최초 좌안 시점영상이 상기 차순위 좌안 시점영상보다 먼저 출력되고, 상기 최초 우안 시점영상이 상기 차순위 우안 시점영상보다 먼저 출력된다. 즉, 최초 좌안 시점영상과 상기 차순위 좌안 시점영상이 연속해서 출력될 수도 있고, 최초 좌안 시점영상과 상기 차순위 좌안 시점영상의 출력 사이에 우안 시점영상이 출력될 수도 있다.
상기와 같이, 시점이 상이한 복수 개의 시점영상을 하나의 동공에 입력되도록 소정간격 쉬프트하여 출력함으로써, 시각피로 없는 안경식 스테레오스코픽 디스플레이를 구현할 수 있다.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 시각피로 없는 안경식 스테레오스코픽 디스플레이의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 도4는 두 개의 좌안 시점영상 및 두 개의 우안 시점영상을 사용하여 시각피로 없는 안경식 스테레오스코픽 디스플레이를 구현한 일예이다. 도 3을 참고하면, 우안에 해당하는 우안 제1 시점영상(R1 시점영상, 350)을 디스플레이한 후 다시 우안에 해당하는 또 다른 시점영상인 우안 제2 시점영상(R2 시점영상, 360)이 제1간격 쉬프트되어 디스플레이될 수 있다. 디스플레이된 시점영상(350, 360, 370, 380)은 사용자가 착용한 안경(310, 320, 330, 340)을 통하여 동공으로 입력될 수 있다. 이때, 우안 제1 시점영상과 우안 제2 시점영상은 촬영 시점을 달리하여 생성한 영상으로, 예를 들어, 우안 제1 시점영상을 촬영한 시점보다 소정각도 측면에서 촬영한 영상을 우안 제2 시점영상으로 생성할 수 있다. 또한, 우안 제2 시점영상을 쉬프트하는 제1간격은 동공의 크기(ex. 3mm~8mm) 및 시청거리 중 적어도 하나를 고려하고, 복수 개의 시점영상이 하나의 동공에 입력될 수 있도록 제1간격을 산출할 수 있다. 즉, R2 시점영상은 R1 시점영상에 비해 동공크기 이하로 이미징(Imaging) 될 수 있도록 쉬프트된 시점영상이다. 따라서, 이와 같은 방법으로 우안 동공에 두 개의 시점 영상이 입력될 수 있다.
다음으로 좌안에 해당하는 좌안 제1 시점영상(L1 시점영상, 370)이 디스플레이된 후 다시 좌안에 해당하는 또 다른 시점영상인 좌안 제2 시점영상(L2 시점영상, 380)이 제1간격 쉬프트되어 디스플레이될 수 있다. 이때, 좌안 제1 시점영상과 좌안 제2 시점영상도 촬영 시점을 달리하여 생성한 영상으로, 상기와 같이, 좌안 제1 시점영상을 촬영한 시점보다 소정각도 측면에서 촬영한 영상을 좌안 제2 시점영상으로 생성할 수 있다. 또한, 좌안 제2 시점영상을 쉬프트하는 제1간격은 동 공의 크기 및 시청거리 중 적어도 하나를 고려하고, 복수 개의 시점영상이 하나의 동공에 입력될 수 있도록 제1간격을 산출할 수 있다.
즉, 일반적인 좌/우 영상이 디스플레이되는 것과는 달리 본 발명의 일실시예에서는 우1/우2/좌1/좌2의 형태로 디스플레이될 수 있다.
도 4를 참고하면, 도 3과 달리 좌안 시점영상과 우안 시점영상을 교대로 출력할 수 있다. 즉, 우안에 해당하는 우안 제1 시점영상(R1 시점영상, 450)을 디스플레이한 후 좌안에 해당하는 시점영상인 좌안 제1 시점영상(L1 시점영상, 460)이 디스플레이될 수 있다. 이후, 상기 우안 제1 시점영상(450)이 출력된 위치에서 제1간격 쉬프트되어 우안 제2 시점영상(R2 시점영상, 470)이 출력되고, 상기 좌안 제1 시점영상(460)이 출력된 위치에서 제1간격 쉬프트되어 좌안 제2 시점영상(L2 시점영상, 480)이 출력될 수 있다. 디스플레이된 시점영상(450, 460, 470, 480)은 사용자가 착용한 안경(410, 420, 430, 440)을 통하여 동공으로 입력될 수 있다.
즉, 시점영상의 출력 순서는 좌1/좌2/우1/우2 시점영상 순으로 디스플레이 될 수도 있으며, 좌1/우1/좌2/우2, 우1/좌1/우2/좌2의 형태로 디스플레이 될 수도 있다
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 굴절률 가변 셔터 안경의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5를 참고하면, 광입력부, 광출력부, 및 굴절률 제어부로 구성될 수 있다.
광입력부(510)는 고정 굴절률을 가지고 광을 입력받을 수 있다. 여기서, 광입력부(510)는 도 5에 도시된 바와 같이 직각삼각형 모양으로 구성하여 광이 입사되는 표면은 광이 입사되는 각과 수직을 이루나, 광입력부(510)를 빠져나가는 면은 광이 입사하는 각과 수직을 이루지 않도록 구성될 수 있다. 또한, 광입력부(510)는 고정된 굴절률을 가진 물질로서, 유리, Polymer 등과 같은 물질을 사용할 수 있다.
광출력부(520)는 광입력부(510)의 일측면에 위치하며, 전기장의 세기에 따라 굴절률이 가변될 수 있다. 즉, 광출력부(520)는 굴절율이 가변될 수 있는 물질로 구성되며, 전기장의 세기에 따라 굴절률을 가변할 수 있는 액정(Liquid Crystal, LC) 등으로 구성될 수 있다. 또한, 광출력부(520)는 광입력부(510)와 접합하여 구성되며, 도 5에 도시된 바와 같이, 역삼각형 모양으로 구성될 수 있다. 이와 같이 구성하여, 광입력부(510)와 광출력부(520)의 굴절률이 상이한 경우, 광입력부(510)를 통과하는 광이 광출력부(520)와의 경계면에서 굴절되어 통과할 수 있다. 만일, 광입력부(510)와 광출력부(520)의 굴절률이 같은 경우는 경계면에서 굴절이 일어나지 않고 그대로 광이 투과될 수 있다.
굴절률 제어부(530)는 광출력부(520)의 굴절률을 가변하기 위해 전기장의 세기를 제어할 수 있다. 즉, 광출력부(520)의 굴절률은 전기장의 세기에 따라 달라질 수 있으므로, 입사광을 굴절시키고자 하는 경우는 광출력부(520)에 전원을 인가(ex. 5V를 인가함)하여 광출력부(520)의 굴절률을 광입력부(510)의 굴절률과 상이하게 하고, 입사광을 굴절시키지 않고 그대로 투과하고자 하는 경우는 광출력부(520)에 전원을 차단(ex. 0V를 인가함)하여 광출력부(520)의 굴절률을 광입력 부(510)의 굴절률과 동일하게 제어할 수 있다. 이때, 전기장의 세기는 입사광의 굴절여부를 결정하므로, 입력 영상의 싱크에 맞추어 제어할 수 있다.
상기와 같이, 굴절률 가변 안경을 이용함으로써, 영상 출력시 출력되는 영상의 위치를 쉬프트시키지 않고도 안경을 통하여 영상의 굴절을 제어할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 셔터 안경을 이용한 시각피로 없는 안경식 스테레오스코픽 디스플레이 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6을 참고하면, 단계(S610)에서는 시점이 상이한 복수 개의 좌안 시점영상 및 복수 개의 우안 시점영상을 생성한다.
단계(S620)에서는 상기 복수 개의 좌안 시점영상 중 최초 좌안 시점영상, 하나 이상의 차순위 좌안 시점영상, 상기 복수 개의 우안 시점영상 중 최초 우안 시점영상, 및 하나 이상의 차순위 우안 시점영상을 출력한다. 이때, 차순위 좌안 시점영상 및 차순위 우안 시점영상의 출력은 위치를 쉬프트하여 출력하지 않고, 이전에 출력된 시점영상과 동일한 위치에 출력할 수 있다.
단계(S630)에서는 상기 최초 좌안 시점영상 및 상기 최초 우안 시점영상을 출력하는 경우, 셔터 안경으로 입사되는 광을 투과시키고, 상기 하나 이상의 차순위 좌안 시점영상 및 상기 하나 이상의 차순위 우안 시점영상을 출력하는 경우, 셔터 안경으로 입사되는 광을 하나의 동공 크기 범위 내에서 굴절시킨다.
즉, 최초 좌안 시점영상 및 최초 우안 시점영상의 출력시에는 셔터 안경의 굴절률을 제어하여, 입사되는 광이 그대로 투과될 수 있도록 하고, 차순위 좌안 시점영상 및 차순위 우안 시점영상의 출력시에는 셔터 안경의 굴절률을 제어하여, 입 사되는 광이 굴절될 수 있도록 한다. 즉, 상기 셔터 안경은, 고정 굴절률을 가진 제1물질 및 가변 굴절률을 가진 제2물질을 구비하고, 전기장의 세기에 따라 상기 제2물질의 굴절률을 가변하여 입사광을 투과 또는 굴절시킬 수 있다. 따라서, 차순위 시점영상을 쉬프트하여 출력하지 않더라도, 셔터 안경의 굴절률을 제어하여 동공으로 입력되는 영상의 위치를 제어할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 셔터 안경을 이용하여 영상을 굴절하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참고하면, 셔터 안경을 이용하여 영상을 굴절하는 방법의 일례로서, 고정 굴절률을 가지는 물질로 유리를 사용하고, 가변 굴절률을 가지는 물질로 액정(Liquid Crystal)을 사용할 수 있다. 도 7의 (a)를 참고하면, 액정(720)의 굴절률 n액정을 유리(710)의 굴절률 n유리와 동일하게 제어한 경우, 유리를 통과하여 액정으로 입사한 광(730)은 굴절없이 그대로 투과된다. 그러나, 도 7의 (b)의 경우, 액정(750)의 굴절률 n액정을 유리(740)의 굴절률 n유리와 동일하게 제어하여, 유리를 통과하여 액정으로 입사한 광(760)은 굴절되어 셔터 안경을 통과할 수 있다.
즉, 셔터 안경을 사용하는 경우는 전기장의 세기에 따라 용이하게 입사광의 굴절을 제어할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 편광 안경을 이용한 시각피로 없는 안경식 스테레오스코픽 디스플레이 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8을 참고하면, 단계(S810)에서는 시점이 상이한 복수 개의 좌안 시점영 상 및 복수 개의 우안 시점영상을 생성한다.
단계(S820)에서는 상기 복수 개의 좌안 시점영상 중 최초 좌안 시점영상 및 상기 복수 개의 우안 시점영상 중 최초 우안 시점영상을 편광하여 출력한다. 이때, 시점영상의 출력은, 상기 최초 좌안 시점영상을 수평 편광 또는 수직 편광하여 출력하고, 상기 최초 좌안 시점영상의 편광에 역으로 대응하여 최초 우안 시점영상을 수직 편광 또는 수평 편광하여 출력할 수 있다. 즉, 최초 좌안 시점영상을 수직 편광한 경우는 최초 우안 시점영상을 수평 편광하여 출력하고, 최초 좌안 시점영상을 수평 편광한 경우는 최초 우안 시점영상을 수직 편광하여 출력할 수 있다.
단계(S830)에서는 상기 출력된 최초 좌안 시점 영상 및 최초 우안 시점영상을 수직 편광렌즈 및 수평 편광렌즈를 구비한 편광안경에 입사시킨다. 이때, 편광 안경은 좌/우에 각각 수직 편광렌즈 및 수평 편광렌즈를 구비할 수 있다. 즉, 좌측에 수직 편광렌즈를 구비한 경우, 우측에 수평 편광렌즈를 구비하고, 우측에 수직 편광렌즈를 구비한 경우, 좌측에 수평 편광렌즈를 구비한다.
단계(S840)에서는 상기 복수 개의 좌안 시점영상 중 차순위 좌안 시점영상을 편광하여 제1 간격 쉬프트하여 출력하고, 상기 복수 개의 우안 시점영상 중 차순위 우안 시점영상을 편광하고 상기 제1간격 쉬프트하여 출력한다. 즉, 차순위 좌안 시점영상의 경우, 최초 좌안 시점영상과 같이 수직 또는 수평 편광하고, 제1간격 쉬프트하여 출력할 수 있다. 또한, 차순위 우안 시점영상의 경우도, 최초 우안 시점영상과 같이 수직 또는 수평 편광하고, 제1간격 쉬프트하여 출력할 수 있다. 이때, 제1간격은, 상기 복수 개의 좌안 시점영상 및 복수 개의 우안 시점영상 이 각각 하나의 동공에 입력되도록 동공의 크기 및 시청거리 중 적어도 하나를 이용하여 산출할 수 있다.
단계(S850)에서는 상기 출력된 차순위 좌안 시점 영상 및 차순위 우안 시점영상을 수직 편광렌즈 및 수평 편광렌즈를 구비한 편광안경에 입사시킨다. 따라서, 좌안 또는 우안에 편광된 최초 시점영상 및 차순위 시점영상이 입력되고, 복수 개의 시점영상이 하나의 동공에 입력되어 3D 인식지점(Vergence)과 실제 2D 이미지의 위치(Accommodation)가 일치되어 시각 피로를 없앨 수 있다.
이때, 상기 도 6의 경우와 같이 셔터 안경을 이용하는 경우 디스플레이의 빠른 응답특성을 요구하므로, 상기 도 8의 경우와 같이 편광 안경을 이용하여 낮은 응답특성으로도 시각피로 없는 안경식 스테레오스코픽 디스플레이를 구현할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 편광 안경을 이용한 시각피로 없는 안경식 스테레오스코픽 디스플레이의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9의 (a)를 참고하면, 우안 제1 시점영상(910) 및 좌안 제1 시점영상(920)이 수직 편광(942) 및 수평 편광(941)되어 출력될 수 있다. 출력된 우안 제1 시점영상(910) 및 좌안 제1 시점영상(920)은 편광안경(930)을 통해 사용자의 동공으로 입력될 수 있다. 이때 편광안경(930)은 좌측에 수평 편광렌즈(931), 우측에 수직 편광렌즈(932)를 구비하여, 좌측은 수평 편광된 광을 통과시키고, 우측은 수직 편광된 광을 통과시킬 수 있다.
또한, 도 9의 (b)를 참고하면, 우안 제2 시점영상(950) 및 좌안 제2 시점영 상(960)이 수직 편광(982) 및 수평 편광(981)되어 출력될 수 있으며, 상기 우안 제2 시점영상(950) 및 좌안 제2 시점영상(960)은 각각 우안 제1 시점영상(910) 및 좌안 제1 시점영상(920)의 출력위치에서 제1간격 쉬프트되어 출력될 수 있다. 출력된 우안 제2 시점영상(950) 및 좌안 제2 시점영상(960)은 편광안경(930)을 통해 사용자의 동공으로 입력될 수 있으며, 좌측은 수평 편광된 광을 통과시키고, 우측은 수직 편광된 광을 통과시킬 수 있다. 이때, 상기 우안 제1 시점영상(910) 및 우안 제2 시점영상(950)은 우안 하나의 동공에 입력되고, 좌안 제1 시점영상(920) 및 좌안 제2 시점영상(960)은 좌안 하나의 동공에 입력되어, 3D 인식지점(Vergence)과 실제 2D 이미지의 위치(Accommodation)를 일치시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 일실시예에서는 Vergence와 Accommodation이 일치하기 때문에 시각적 피로가 발생하지 않는다.
상기와 같이, 시점이 상이한 복수 개의 시점영상을 하나의 동공에 입력시켜 단안에 의한 초점위치를 입체영상이 형성되는 위치에 조절되도록 하여 시각피로 없는 안경식 스테레오스코픽 디스플레이를 구현할 수 있다.
또한, 셔터 안경을 이용하여 시점영상을 굴절시킴으로써, 시점영상을 쉬프트시켜 출력하지 않고 하나의 동공에 복수 개의 시점영상이 입력되도록 하여 시각피로 없는 안경식 스테레오스코픽 디스플레이를 구현할 수 있으며, 편광 안경을 이용하여 시점영상을 시청하도록 함으로써, 빠른 응답특성을 요구하지 않고도 시각피로 없는 안경식 스테레오스코픽 디스플레이를 구현할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 시각피로 없는 안경식 스테레오스코픽 디스플레이 구동 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 슈퍼 멀티-뷰 디스플레이를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 시각피로 없는 안경식 스테레오스코픽 디스플레이의 구동 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 시각피로 없는 안경식 스테레오스코픽 디스플레이의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 굴절률 가변 셔터 안경의 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 셔터 안경을 이용한 시각피로 없는 안경식 스테레오스코픽 디스플레이 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 셔터 안경을 이용하여 영상을 굴절하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 편광 안경을 이용한 시각피로 없는 안경식 스테레오스코픽 디스플레이 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 편광 안경을 이용한 시각피로 없는 안경식 스테레오스코픽 디스플레이의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 우안 제1 시점영상
120 : 우안 제2 시점영상
130 : 좌안 제1 시점영상
140 : 좌안 제2 시점영상
150 : 입력되는 시점영상의 크기
160 : 동공의 크기

Claims (20)

  1. 시점이 상이한 복수 개의 좌안 시점영상 및 복수 개의 우안 시점영상을 생성하는 단계; 및
    상기 복수 개의 좌안 시점영상 중 최초 좌안 시점영상, 하나 이상의 차순위 좌안 시점영상, 상기 복수 개의 우안 시점영상 중 최초 우안 시점영상, 및 하나 이상의 차순위 우안 시점영상을 출력하는 단계
    를 포함하고,
    상기 출력하는 단계는,
    상기 복수 개의 좌안 시점영상 및 상기 복수 개의 우안 시점영상이 각각 하나의 동공에 입력되도록 각 시점영상을 출력하는, 안경식 스테레오스코픽 디스플레이 구동 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 출력하는 단계는,
    상기 하나 이상의 차순위 좌안 시점영상을 출력하는 경우, 상기 복수 개의 좌안 시점영상이 하나의 좌안 동공에 입력되도록, 제1 간격 쉬프트하여 출력하고,
    상기 하나 이상의 차순위 우안 시점영상을 출력하는 경우, 상기 복수 개의 우안 시점영상이 하나의 우안 동공에 입력되도록, 상기 제1 간격 쉬프트하여 출력하는, 안경식 스테레오스코픽 디스플레이 구동 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 간격은,
    동공의 크기 및 시청거리 중 적어도 하나를 이용하여 산출하는, 안경식 스테레오스코픽 디스플레이 구동 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 출력하는 단계는,
    상기 최초 좌안 시점영상이 상기 차순위 좌안 시점영상보다 먼저 출력되고, 상기 최초 우안 시점영상이 상기 차순위 우안 시점영상보다 먼저 출력되는, 안경식 스테레오스코픽 디스플레이 구동 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 시점영상을 각각 생성하는 단계는,
    좌안에 입력되는 좌안 제1 시점영상, 상기 좌안 제1 시점영상과 시점이 상이한 좌안 제2 시점영상, 우안에 입력되는 우안 제1 시점영상, 및 상기 우안 제1 시점영상과 시점이 상이한 우안 제2 시점영상을 생성하는, 안경식 스테레오스코픽 디스플레이 구동 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 출력하는 단계는,
    상기 좌안 제1 시점영상을 좌안 제2 시점영상보다 우선하여 출력하고,
    상기 우안 제1 시점영상을 우안 제2 시점영상보다 우선하여 출력하는, 안경식 스테레오스코픽 디스플레이 구동 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 우안 제1 시점영상의 출력 및 상기 우안 제2 시점영상의 출력 사이에 상기 좌안 제1 시점영상을 출력하는, 안경식 스테레오스코픽 디스플레이 구동 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 출력하는 단계는,
    좌안 제2 시점영상을 좌안 제1 시점영상의 출력위치로부터 제1 간격 쉬프트하여 출력하고, 우안 제2 시점영상을 우안 제1 시점영상의 출력위치로부터 상기 제1 간격 쉬프트하여 출력하는, 안경식 스테레오스코픽 디스플레이 구동 방법.
  9. 시점이 상이한 복수 개의 좌안 시점영상 및 복수 개의 우안 시점영상을 생성하는 단계;
    상기 복수 개의 좌안 시점영상 중 최초 좌안 시점영상, 하나 이상의 차순위 좌안 시점영상, 상기 복수 개의 우안 시점영상 중 최초 우안 시점영상, 및 하나 이 상의 차순위 우안 시점영상을 출력하는 단계; 및
    상기 최초 좌안 시점영상 및 상기 최초 우안 시점영상을 출력하는 경우, 셔터 안경으로 입사되는 광을 투과시키고,
    상기 하나 이상의 차순위 좌안 시점영상 및 상기 하나 이상의 차순위 우안 시점영상을 출력하는 경우, 셔터 안경으로 입사되는 광을 하나의 동공 크기 범위 내에서 굴절시키는 단계
    를 포함하는 안경식 스테레오스코픽 디스플레이 구동 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 출력하는 단계는,
    상기 최초 좌안 시점영상은 상기 차순위 좌안 시점영상보다 먼저 출력되고, 상기 최초 우안 시점영상은 상기 차순위 우안 시점영상보다 먼저 출력되는, 안경식 스테레오스코픽 디스플레이 구동 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 셔터 안경은,
    고정 굴절률을 가진 제1물질 및 가변 굴절률을 가진 제2물질을 구비하고,
    전기장의 세기에 따라 상기 제2물질의 굴절률을 가변하여 입사광을 투과 또는 굴절시키는, 안경식 스테레오스코픽 디스플레이 구동 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 굴절시키는 단계는,
    출력 영상의 싱크에 대응하여 상기 셔터 안경의 상기 제2물질의 굴절률을 상기 제1물질의 굴절률과 동일 또는 상이하게 제어하여 셔터 안경으로 입사되는 광을 투과 또는 굴절시키는, 안경식 스테레오스코픽 디스플레이 구동 방법.
  13. 고정 굴절률을 가지고 광을 입력받는 광입력부;
    상기 광입력부의 일측면에 위치하며, 전기장의 세기에 따라 굴절률이 가변되는 광출력부; 및
    상기 광출력부의 굴절률을 가변하기 위해 전기장의 세기를 제어하는 굴절률 제어부
    를 포함하는 굴절률 가변 셔터 안경.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 굴절률 제어부는,
    출력 영상의 싱크에 대응하여 상기 광출력부의 굴절률을 상기 광입력부의 굴절률과 동일 또는 상이하게 제어하는, 굴절률 가변 셔터 안경.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 굴절률 제어부는,
    굴절된 광이 동공의 크기를 벗어나지 않도록 상기 광출력부의 굴절각을 제어하는, 굴절률 가변 셔터 안경.
  16. 시점이 상이한 복수 개의 좌안 시점영상 및 복수 개의 우안 시점영상을 생성하는 단계;
    상기 복수 개의 좌안 시점영상 중 최초 좌안 시점영상 및 상기 복수 개의 우안 시점영상 중 최초 우안 시점영상을 편광하여 출력하는 단계;
    상기 출력된 최초 좌안 시점 영상 및 최초 우안 시점영상을 수직 편광렌즈 및 수평 편광렌즈를 구비한 편광안경에 입사시키는 단계;
    상기 복수 개의 좌안 시점영상 중 차순위 좌안 시점영상을 편광하여 제1 간격 쉬프트하여 출력하고, 상기 복수 개의 우안 시점영상 중 차순위 우안 시점영상을 편광하고 상기 제1간격 쉬프트하여 출력하는 단계; 및
    상기 출력된 차순위 좌안 시점 영상 및 차순위 우안 시점영상을 수직 편광렌즈 및 수평 편광렌즈를 구비한 편광안경에 입사시키는 단계
    를 포함하는 안경식 스테레오스코픽 디스플레이 구동 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 편광하여 출력하는 단계는,
    상기 최초 좌안 시점영상을 수평 편광 또는 수직 편광하여 출력하고, 상기 최초 좌안 시점영상의 편광에 역으로 대응하여 최초 우안 시점영상을 수직 편광 또 는 수평 편광하여 출력하는, 안경식 스테레오스코픽 디스플레이 구동 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 편광 안경은,
    좌안에 수직 편광렌즈 또는 수평 편광렌즈를 구비하고, 상기 좌안에 역으로 대응하여 우안에 수평 편광렌즈 또는 수직 편광렌즈를 구비하는, 안경식 스테레오스코픽 디스플레이 구동 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 제1간격은,
    상기 복수 개의 좌안 시점영상 및 복수 개의 우안 시점영상이 각각 하나의 동공에 입력되도록 동공의 크기 및 시청거리 중 적어도 하나를 이용하여 산출하는, 안경식 스테레오스코픽 디스플레이 구동 방법.
  20. 제1항 내지 제12항 또는 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항의 방법을 수행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능 기록 매체.
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