KR20110092629A - 적절한 시청 위치 알림 방법 및 이를 위한 무안경 방식 3차원 디스플레이 장치 - Google Patents

적절한 시청 위치 알림 방법 및 이를 위한 무안경 방식 3차원 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

적절한 시청 위치 알림 기능을 갖는 무안경 방식 3차원 디스플레이 기술을 개시한다. 무안경 방식 3차원 디스플레이 장치는 사용자의 안구에 맺힌 영상을 촬영하고 촬영된 영상을 처리하여 상기 사용자의 시청 위치의 적절 여부를 판단하고, 상기 사용자의 위치가 부적절한 경우에 부적절한 위치에서 시청하고 있다는 사실을 디스플레이 장치에 표시하거나 경고음으로 사실을 사용자에게 알린다. 사용자의 눈에 비친 테스트 영상에 의해 부적절한 시청 위치가 객관적으로 판단되고, 사용자는 부적절한 시청 위치에서 시청하고 있다는 사실을 인지하고 무안경 방식 3차원 디스플레이 장치의 피드백에 따라 적절한 시청 위치를 찾을 수 있다.

Description

적절한 시청 위치 알림 방법 및 이를 위한 무안경 방식 3차원 디스플레이 장치{Method of notifying appropriate viewing position and 3 dimentional display apparatus without glasses for the same}
본 발명은 3차원 디스플레이 기술에 관한 것으로, 특히 무안경 방식의 3차원 디스플레이 기술에 관한 것이다.
3차원 디스플레이 방식은 시청자의 안경 착용 유무에 따라 안경 방식과 무안경 방식으로 나눌 수 있다.
안경 방식으로는 좌영상과 우영상을 시간적으로 다중화하는 셔터안경 방식과 공간적으로 다중화하는 편광 방식이 주로 쓰이고, 무안경 방식으로는 렌티큘러 방식과 패럴렉스 베리어 방식이 주로 쓰인다.
무안경 방식에서 3차원 영상의 품질은 디스플레이 장치를 기준으로 한 사용자의 시청 위치에 따라 크게 달라진다. 예컨대, 적절한 시청 위치의 사용자의 좌안에는 좌영상이 보이고, 우안에는 우영상이 보인다. 반면 적절하지 않은 시청 위치에서 사용자의 좌안에는 우영상이 보이고 우안에는 좌영상이 보일 수 있다. 또한 일부 시청 위치에서는 사용자의 좌안과 우안에서 각각 좌영상의 일부와 우영상의 일부가 섞여서 보일 수 있다.
적절하지 못한 시청 위치에서 3차원 영상을 시청할 때 사용자는 피로감을 쉽게 느낄 수 있고, 경우에 따라서는 두통이나 현기증을 느낄 수 있다. 그렇지만 3차원 영상을 시청하는 사용자는 본인이 적절하지 못한 시청 위치에서 시청하고 있다는 사실을 인지하지 못할 경우가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 공개특허 10-2007-0061091호는 관찰자 위치를 카메라를 이용하여 결정하고 관찰자의 위치를 알리거나 3차원 입체 영상 표시 마스크를 움직인다. 이러한 종래 방식은 카메라로부터 관찰자의 두 눈의 중심위치까지의 좌우 회전각과 상하 회전각 및 거리 값을 정밀하게 계산하거나 3차원 입체 영상 표시 마스크를 움직여야 하기 때문에 구현하기 용이하지 않거나 구현할 때 많은 비용을 필요로 한다. 또한 두 눈의 중심위치를 기준으로 관찰자의 위치를 결정하기 때문에 실제로 관찰자가 보고 있는 3차원 영상이 적절한 상태에서 시청되는지 확인하기 곤란한 점이 있다.
10-2007-0061091(관찰자위치결정방법과그를이용한관찰자추적형3차원디스플레이시스템)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 사용자가 적절한 시청 위치에서 3차원 영상을 시청할 수 있게 사용자의 눈에 맺힌 영상을 이용하여 사용자의 적절한 시청 위치를 알려주는 무안경 방식 3차원 디스플레이 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
무안경 방식의 3차원 디스플레이 방법은 사용자의 안구에 맺힌 영상을 촬영하고 촬영된 영상을 처리하여 상기 사용자의 시청 위치의 적절 여부를 판단하는 단계와, 상기 사용자의 위치가 부적절한 경우에 부적절한 위치에서 시청하고 있다는 사실을 알리는 단계를 포함한다.
상기 시청 위치의 적절 여부를 판단하는 단계는 홀수컬럼 부분의 영상(좌영상)과 짝수컬럼 부분의 영상(우영상)이 상이하게 구별되는 테스트 영상을 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 테스트 영상은 근적외선 영상일 수도 있다. 또한 상기 테스트 영상은 서로 다른 복수의 프레임들을 포함할 수 있다.
상기 테스트 영상은 상기 사용자가 컨텐츠를 시청하는 중에 출력될 수 있다.
상기 테스트 영상이 출력되는 노출 시간은 1 서브 프레임 간격에서 ~ 1 프레임 간격일 수 있다.
무안경 방식의 3차원 디스플레이 장치는 무안경 방식의 3차원 디스플레이 패널부과, 사용자의 안구에 맺힌 영상을 촬영하는 카메라 모듈부, 및 상기 촬영된 영상을 처리하여 상기 사용자의 시청 위치의 적절 여부를 판단하고 상기 사용자의 위치가 부적절한 경우에 부적절한 위치에서 시청하고 있다는 사실을 알리는 시청 위치 제어부를 포함한다.
상기 3차원 디스플레이 패널부는 상기 사용자의 시청 위치의 적절 여부를 판단하기 위해 사용하는 테스트 영상을 출력할 수 있다.
상기 3차원 디스플레이 패널부는 상기 테스트 영상으로 근적외선 영상을 출력하는 테스트 영상 출력부를 포함할 수 있다.
사용자의 눈에 비친 테스트 영상에 의해 부적절한 시청 위치가 객관적으로 판단되고, 사용자는 부적절한 시청 위치에서 시청하고 있다는 사실을 인지하고 무안경 방식 3차원 디스플레이 장치의 피드백에 따라 적절한 시청 위치를 찾을 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 무안경 방식 3차원 디스플레이 장치를 보여준다.
도 2는 일 실시예에 따른 사용자의 적절한 시청 위치를 알려주는 과정을 보여준다.
도 3은 다른 실시예에 따른 사용자의 적절한 시청 위치를 알려주는 과정을 보여준다.
도 4a와 도 4b는 컨텐츠가 디스플레이 되는 영역에서 디스플레이되는 테스트 영상을 이용한 경우의 예를 보여준다.
도 5a와 도 5b는 근적외선 테스트 영상을 이용한 경우의 예를 보여준다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다.
도 1을 참조하면, 무안경 방식의 3차원 디스플레이 장치(100)는 3차원 디스플레이 패널(110)과 카메라 모듈부(120) 및 사용자가 적절한 위치에서 시청할 수 있도록 가이드하는 시청 위치 제어부(미 도시됨)를 포함한다.
3차원 디스플레이 패널(110)은 사용자가 특수 안경을 착용하지 않은 상태로도 입체감있는 영상을 보여줄 수 있도록, 패럴랙스배리어 레이어 또는 렌티큘러 레이어를 포함한다. 패럴랙스배리어 레이어 또는 렌티큘러 레이어에 의해 적절한 위치에 있는 사용자의 좌안에는 홀수컬럼 부분의 영상(좌영상)이 보이고 우안에는 짝수컬럼 부분의 영상(우영상)이 보인다.
사용자가 적절하지 않은 위치에 있는 경우, 좌안에 우영상이 그리고 우안에 좌영상이 보일 수 있고, 경우에 따라서는 좌안과 우안 모두에 우영상과 좌영상이 섞여 보일 수도 있다.
시청 위치 제어부(미 도시됨)는 3차원 디스플레이 패널(110)을 제어하여 좌영상과 우영상이 상이한 테스트 영상을 출력하도록 하고, 카메라 모듈부(120)를 제어하여 사용자의 안구에 맺힌 테스트 영상을 촬영하게 한다. 시청 위치 제어부(미 도시됨)는 촬영된 테스트 영상을 이용하여 사용자가 적절한 시청 위치에서 시청하고 있는지를 판단하고, 적절하지 않은 시청 위치에서 시청하고 있는 경우 이러한 사실을 알린다. 부적절한 시청 위치를 알리는 방법은 3차원 디스플레이 패널(110)을 통해 시각적으로 알려 주는 방법과, 스피커(미 도시됨)를 통해 청각적으로 알려 주는 방법이 있다.
3차원 디스플레이 패널(110)은 좌영상과 우영상이 상이한 테스트 영상을 사용자가 시청하고 있는 컨텐츠가 디스플레이되는 중에 출력할 수 있다. 예를 들어, 초당 30 프레임의 컨텐츠를 디스플레이하는 도중에 3차원 디스플레이 패널(110)은 1/30초 길이의 컨텐츠 영상 프레임 한 장을 테스트 영상으로 대체하여 디스플레이할 수 있다. 이 때 카메라 모듈(120)은 테스트 영상이 출력되는 시간에 동기하여 1/30초 동안 사용자의 안구에 맺힌 영상을 촬영하고, 시청 위치 제어부(미 도시됨)는 촬영된 영상을 처리하여 사용자의 시청 위치의 적절성을 판단한다.
만일 3차원 디스플레이 패널(110)이 120 Hz, 240 Hz, 혹은 480 Hz 고속 스캔이 가능한 패널일 경우에는 1/120초, 1/240초, 혹은 1/480초 길이의 컨텐츠 영상의 서브 프레임 한장을 테스트 영상으로 대체하여 디스플레이할 수 있다. 이 때 카메라 모듈(120)은 테스트 영상이 출력되는 시간에 동기하여 1/120초, 1/240초, 혹은 1/480초 동안 사용자의 안구에 맺힌 영상을 촬영하고, 시청 위치 제어부(미 도시됨)는 촬영된 영상을 처리하여 사용자의 시청 위치의 적절성을 판단한다.
테스트 영상은 좌영상과 우영상을 다르게 구성한다. 예를 들어, 좌영상은 완전히 파란색으로 만들고 우영상은 완전히 빨간색으로 만들 수 있고, 그 반대도 가능하다. 또한 좌영상은 완전히 녹색으로 만들고, 우영상은 검정색(밝기 0인 영상)으로 만들 수도 있다.
한편 테스트 영상이 가시광선 영역에서 제공될 경우에 컨텐츠를 시청하는 사용자에게 영향을 줄 수도 있기 때문에 사용자는 인지하지 못하고 카메라만 인지할 수 있는 근적외선 영상을 테스트 영상으로 사용할 수 있다. 이럴 경우에 3차원 디스플레이 패널(110)은 근적외선 영상을 출력하는 별도의 테스트 영상 출력부(도 2에 점선으로 표시된 부분)를 포함할 수 있다.
테스트 영상 한 장으로 사용자의 시청 위치의 적절성을 판단할 수 있지만, 2장 이상의 서로 다른 테스트 영상을 이용하여 시청 위치의 적절성을 판단할 수도 있다.
도 2는 테스트 영상 한 장으로 시청 위치의 적절 여부를 알려주는 과정을 보여준다.
먼저 테스트 영상을 출력하고(S101), 테스트 영상을 보는 사용자의 양눈을 촬영한다(S102). 앞서 설명한 바와 같이 테스트 영상은 1 서브 프레임 간격 혹은 1 프레임 간격 동안 출력되는 좌영상과 우영상이 상이한 영상일 수 있다. 또한 테스트 영상은 좌영상과 우영상이 상이한 근적외선 영상일 수 있다.
양눈에 비친 테스트 영상을 촬영한 후 양눈에 비친 영상을 비교한다(S103).
비교 결과 사용자가 적절한 시청위치에 있는 것으로 판단되면(S104) 사용자에게 별도의 알림 메시지를 출력하지 않는다. 만일 적절하지 않은 시청위치에 있는 것으로 판단되면(S104), 시청위치가 부적절함을 사용자에게 알린다(S105).
이와 같은 과정은 사용자가 컨텐츠를 시청하는 동안 계속적으로 진행될 수 있다. 시청위치가 부적절하더라도 다시 S101 이하의 단계를 반복하면서 사용자가 적절한 시청 위치에서 시청할 수 있도록 도움을 준다.
물론 사용자 설정으로 시청위치가 적절한 것으로 판단되면 S101 이하의 단계를 반복하지 않고 종료하도록 할 수도 있다.
도 3은 서로 다른 복수의 테스트 영상으로 시청 위치의 적절 여부를 알려주는 과정을 보여준다.
먼저 제1 테스트 영상을 출력하고(S201), 제1 테스트 영상을 보는 사용자의 양눈을 촬영한다(S202). 앞서 설명한 바와 같이 제1 테스트 영상은 1 서브 프레임 간격 혹은 1 프레임 간격 동안 출력되는 좌영상과 우영상이 상이한 영상일 수 있다. 또한 제1 테스트 영상은 좌영상과 우영상이 상이한 근적외선 영상일 수 있다.
다음으로 제1 테스트 영상과 상이한 제2 테스트 영상을 출력하고(S203), 제2 테스트 영상을 보는 사용자의 양눈을 촬영한다(S204). 앞서 설명한 바와 같이 제2 테스트 영상도 1 서브 프레임 간격 혹은 1 프레임 간격 동안 출력되는 좌영상과 우영상이 상이한 영상일 수 있다. 또한 제2 테스트 영상은 좌영상과 우영상이 상이한 근적외선 영상일 수 있다.
그리고 나서 단계 S202에 의한 제1 촬영 결과와 단계 S204에 의한 제2 촬영결과를 비교한다(S205).
비교 결과 사용자가 적절한 시청위치에 있는 것으로 판단되면(S206) 사용자에게 별도의 알림 메시지를 출력하지 않는다. 만일 적절하지 않은 시청위치에 있는 것으로 판단되면(S206), 시청위치가 부적절함을 사용자에게 알린다(S207).
이와 같은 과정은 사용자가 컨텐츠를 시청하는 동안 계속적으로 진행될 수 있다. 시청위치가 부적절하더라도 다시 S201 이하의 단계를 반복하면서 사용자가 적절한 시청 위치를 찾을 수 있도록 도움을 준다.
도 2와 도 3의 실시예에서는 사용자의 양눈을 촬영하지만 좌안 혹은 우안의 한쪽 눈만을 촬영하는 방식으로도 시청 위치의 적절성을 판단할 수 있다. 또한 한 사람의 시청자를 기준으로 설명했지만 복수의 사람에 대해서도 본 발명은 적용이 가능하다. 즉, 3차원 디스플레이 장치를 기준으로 할 때 왼쪽과 오른쪽 두 사람이 시청할 때, 왼쪽 사람의 시청 위치가 적절하지만 오른쪽 사람의 시청 위치가 부적절한 경우에 3차원 디스플레이 장치는 오른쪽 사람의 시청 위치가 부적절함을 시각적으로 또는 청각적으로 알린다.
도 4a와 도 4b는 컨텐츠가 디스플레이 되는 영역에서 디스플레이되는 테스트 영상을 이용한 경우의 예를 보여준다.
도 4a를 참조하면, 3차원 디스플레이 패널을 통해 출력되는 테스트 영상(410)은 홀수컬럼 부분의 영상(좌영상)은 빨간색이고 짝수컬럼 부분의 영상(우영상)은 파란색이다. 도시된 바와 같이 좌안에 비친 영상(411)이 빨간색이고, 우안에 비친 영상(412)가 파란색일 경우에 사용자의 시청 위치는 적절하다. 그렇지만 좌안에 비친 영상이 파란색이고 우안에 비친 영상이 빨간색일 경우나, 좌안과 우안에 비친 영상이 보라색일 경우에 시청 위치는 부적절하다.
도 4b와 같이 테스트 영상(420)의 좌영상은 파란색이고 우영상은 빨간색일 수도 있다. 이 때 사용자의 시청 위치가 적절한 경우에 좌안에 비친 영상(421)은 파란색이고 우안에 비친 영상(422)은 빨간색이 된다.
한편, 테스트 영상 이외에 주변 사물에 의한 색깔이 사용자의 눈에 비치게 될 수 있기 때문에 한 종류의 테스트 영상을 사용하는 경우보다 복수의 테스트 영상을 사용하는 경우가 유리할 수 있다.
예를 들어, 도 4a의 테스트 영상(410)을 출력한 후 사용자의 양눈을 촬영하고, 도 4b의 테스트 영상(420)을 출력한 후 사용자의 양눈을 촬영한다. 2개의 양눈 촬영 결과의 차이를 구하면, 주변 영상에 의한 양쪽 눈의 색깔 변이가 상쇄될 수 있다.
이와 같은 테스트 영상은 사용자가 컨텐츠를 시청하는 동안에 일정한 주기로 제공되며, 테스트 영상이 노출되는 시간은 1 프레임 간격 혹은 그보다 짧은 1 서브 프레임 간격이 되도록 하여 사용자가 컨텐츠를 시청하는 것을 방해하지 않도록 하는 것이 유리할 수 있다.
도 5a와 도 5b는 사용자가 컨텐츠를 시청하는데 있어 방해가 되지 않도록 근적외선 테스트 영상을 이용한 경우의 예를 보여준다.
도 5a를 참조하면 3차원 디스플레이 장치에서는 컨텐츠 영상(510)과 함께 근적외선으로 된 테스트 영상이 함께 출력(점선으로 표시된 픽셀 부분에서 출력됨)된다. 이 때 근적외선은 짝수컬럼의 일부에서만 출력되고 홀수컬럼에서는 출력되지 않는다.
사용자의 좌안에 비친 영상(511)과 달리 우안에 비친 영상(512)에서는 근적외선 테스트 영상이 반사되고, 이는 카메라모듈에 의해 촬영될 수 있다. 카메라모듈의 경우에 통상적으로 사람이 볼 수는 없는 근적외선을 촬영할 수 있다. 따라서 우안에 비친 영상(512)은 카메라 모듈에서 도 5a에 도시된 것처럼 밝게(붉게) 보이는 라인이 있다. 도5b는 컨텐츠 영상 부분(520)을 제외한 홀수컬럼의 일부에서만 근적외선으로된 테스트 영상이 출력(점선으로 표시된 픽셀 부분에서 출력됨)된다. 도시된 바와 같이 좌안에 비친 영상(521)은 우안에 비친 영상(522)에 비해 밝게(붉게) 보이는 라인이 있다.
앞서 설명한 바와 같이 제1 테스트 영상으로 도 5a에 도시된 근적외선 영상을 출력한 후 촬영하고, 제2 테스트 영상으로 도 5b에 도시된 근적외선 영상을 출력한 후 촬영한 뒤에 양자를 비교하여 사용자의 시청 위치가 적절한지 판단할 수도 있다.

Claims (11)

  1. 사용자의 안구에 맺힌 영상을 촬영하고 촬영된 영상을 처리하여 상기 사용자의 시청 위치의 적절 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 사용자의 위치가 부적절한 경우에 부적절한 위치에서 시청하고 있다는 사실을 알리는 단계를 포함하는 적절한 시청 위치 알림 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시청 위치의 적절 여부를 판단하는 단계는
    홀수컬럼 부분의 영상(좌영상)과 짝수컬럼 부분의 영상(우영상)이 상이하게 구별되는 테스트 영상을 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적절한 시청 위치 알림 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 테스트 영상은 근적외선 영상인 것을 특징으로 하는 적절한 시청 위치 알림 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 테스트 영상은 서로 다른 복수의 프레임들을 포함하는 것을 특징으로 하는 적절한 시청 위치 알림 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 테스트 영상은 상기 사용자가 컨텐츠를 시청하는 중에 출력되는 것을 특징으로 하는 적절한 시청 위치 알림 방법.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 테스트 영상이 출력되는 노출 시간은 1 서브 프레임 간격에서 ~ 1 프레임 간격인 것을 특징으로 하는 적절한 시청 위치 알림 방법.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 알리는 단계는 부적절한 시청 위치에 있음을 시각적으로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적절한 시청 위치 알림 방법.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 알리는 단계는 부적절한 시청 위치에 있음을 청각적으로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적절한 시청 위치 알림 방법.
  9. 무안경 방식의 3차원 디스플레이 패널부;
    사용자의 안구에 맺힌 영상을 촬영하는 카메라 모듈부;
    상기 촬영된 영상을 처리하여 상기 사용자의 시청 위치의 적절 여부를 판단하고, 상기 사용자의 위치가 부적절한 경우에 부적절한 위치에서 시청하고 있다는 사실을 알리는 시청 위치 제어부를 포함하는 무안경 방식 3차원 디스플레이 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 3차원 디스플레이 패널부는 상기 사용자의 시청 위치의 적절 여부를 판단하기 위해 사용하는 테스트 영상을 출력하는 것을 특징으로 하는 무안경 방식 3차원 디스플레이 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 3차원 디스플레이 패널부는 상기 테스트 영상으로 근적외선 영상을 출력하는 테스트 영상 출력부를 포함하는 특징으로 하는 무안경 방식 3차원 디스플레이 장치.
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KR101257593B1 (ko) * 2011-09-07 2013-04-26 이영우 양안 식의 안위감지기, 부채꼴의 변형 렌티큘러와 액정식 배리어를 사용한 입체영상표시장치
KR101398804B1 (ko) * 2012-05-07 2014-05-22 이영우 양안 식의 안위감지기, 부채꼴의 변형 렌티큘러와 액정식 배리어를 사용한 입체영상표시장치에서의 안위인식방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101257593B1 (ko) * 2011-09-07 2013-04-26 이영우 양안 식의 안위감지기, 부채꼴의 변형 렌티큘러와 액정식 배리어를 사용한 입체영상표시장치
KR101398804B1 (ko) * 2012-05-07 2014-05-22 이영우 양안 식의 안위감지기, 부채꼴의 변형 렌티큘러와 액정식 배리어를 사용한 입체영상표시장치에서의 안위인식방법

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