KR20110130708A - 3차원 안경 및 3차원 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

3차원 안경이 개시된다. 3차원 디스플레이 장치와 연동되는 3차원 안경은, 글래스부, 글래스부를 구동시키는 글래스 구동부, 3차원 디스플레이 장치에서 전송되는 동기 신호를 수신하는 IR 센서부, 동기 신호를 투과시켜 IR 센서부에 전달하며, 외부 적외선은 IR 센서부 이외의 방향으로 투과시키는 윈도우부 및 동기 신호에 기초하여 글래스부를 구동시키도록 글래스 구동부를 제어하는 제어부를 포함한다. 이에 따라 신호 간섭을 제거할 수 있게 된다.

Description

3차원 안경 및 3차원 디스플레이 장치{3D glasses and 3D display apparatus}
본 발명은 3차원 안경 및 3차원 디스플레이 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 3차원 영상을 시청할 수 있는 3차원 안경 및 이와 연동되는 3차원 디스플레이 장치에 관한 것이다.
3차원 입체 영상 기술은 정보통신, 방송, 의료, 교육 훈련, 군사, 게임, 애니메이션, 가상현실, CAD, 산업 기술 등 그 응용 분야가 매우 다양하며 이러한 여러 분야에서 공통적으로 요구되는 차세대 3차원 입체 멀티미디어 정보 통신의 핵심 기반 기술이라고 할 수 있다.
일반적으로 사람이 지각하는 입체감은 관찰하고자 하는 물체의 위치에 따른 수정체의 두께 변화 정도, 양쪽 눈과 대상물과의 각도 차이, 그리고 좌우 눈에 보이는 대상물의 위치 및 형태의 차이, 대상물의 운동에 따라 생기는 시차, 그 밖에 각종 심리 및 기억에 의한 효과 등이 복합적으로 작용해 생긴다.
그 중에서도 사람의 두 눈이 가로 방향으로 약 6~7㎝가량 떨어져 위치함으로써 나타나게 되는 양안 시차(binocular disparity)는 입체감의 가장 중요한 요인이라고 할 수 있다. 즉 양안 시차에 의해 대상물에 대한 각도 차이를 가지고 바라보게 되고, 이 차이로 인해 각각의 눈에 들어오는 이미지가 서로 다른 상을 갖게 되며 이 두 영상이 망막을 통해 뇌로 전달되면 뇌는 이 두 개의 정보를 정확히 서로 융합하여 본래의 3차원 입체 영상을 느낄 수 있는 것이다.
입체 영상 디스플레이 장치로는 특수안경을 사용하는 안경식과 특수안경을 사용하지 않는 비안경식으로 구분된다. 안경식은 상호 보색 관계에 있는 색 필터를 이용해 영상을 분리 선택하는 색필터 방식, 직교한 편광 소자의 조합에 의한 차광 효과를 이용해서 좌안과 우안의 영상을 분리하는 편광필터 방식 및 좌안 영상신호와 우안 영상신호를 스크린에 투사하는 동기신호에 대응하여 좌안과 우안을 교번적으로 차단함으로써 입체감을 느낄 수 있도록 하는 셔터 글래스 방식이 존재한다.
이 중 셔터 글래스 방식은 양쪽 눈의 시차를 이용한 디스플레이 방법으로서, 디스플레이 장치의 영상 제공과 3차원 안경 좌우 양안의 온-오프를 동기화하여, 각각 다른 각도에서 관찰된 영상이 두뇌작용으로 인한 공간감을 인식하도록 하는 방식이다.
즉, 사용자는 3D 영상을 시청하기 위해 3차원 안경을 착용해야 하며, 이 때 TV와 3차원 안경 사이의 신호 동기를 맞추기 위하여 IR(Infra RED) 파장 Emitter와 Rceiver를 사용하게 되는데, 3차원 안경부의 Receiver 및 주변 구조 형상에 따라 외부 노이즈에 영향을 최소화하여 신호수신감도를 향상할 수 있다.
그러나, 종래의 3차원 안경은 이러한 구조를 고려하지 않고 설계되어 IR 성분을 포함하는 여러 가지 광원에 의해 오작동이 발생할 수 있다는 문제점이 있다. 이에 따라, 사용자가 더욱 편리하게 사용할 수 있는 3차원 안경을 제공하기 위한 방안의 모색이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 신호 간섭을 제거할 수 있는 3차원 안경 및 이와 연동되는 3차원 디스플레이 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 디스플레이 장치와 연동되는 3차원 안경은, 글래스부, 상기 글래스부를 구동시키는 글래스 구동부, 상기 3차원 디스플레이 장치에서 전송되는 동기 신호를 수신하는 IR 센서부, 상기 동기 신호를 투과시켜 상기 IR 센서부에 전달하며, 외부 적외선은 상기 IR 센서부 이외의 방향으로 투과시키는 윈도우부 및 상기 동기 신호에 기초하여 상기 글래스부를 구동시키도록 상기 글래스 구동부를 제어하는 제어부를 포함한다.
여기서, 상기 윈도우부는, 소정의 곡률을 가지는 표면을 구비하여, 상기 동기 신호는 상기 IR 센서부 방향으로 투과시키고, 상기 3차원 디스플레이 장치 방향을 제외한 주변 영역 방향에서 입사되는 제1 외부 적외선은 상기 IR 센서부 이외의 방향으로 투과시키는 윈도우 및, 상기 윈도우의 적어도 일측에 배치되어, 상기 3차원 디스플레이 장치 방향을 제외한 주변 영역 방향에서 입사되는 제2 외부 적외선을 차단시키는 차단부를 포함한다.
또한, 상기 윈도우의 중심은 상기 IR 센서부의 중심보다 하측에 배치되어, 상기 윈도우의 상측에 위치한 상기 차단부의 상단이 상기 제1 및 제2 외부 적외선을 차단하도록 할 수 있다.
또한, 상기 IR 센서부의 중심으로부터 수평 방향으로부터 상기 차단부의 상단까지의 거리는 상기 IR 센서부의 중심으로부터 수평 방향으로부터 상기 차단부의 하단까지의 거리와 상이할 수 있다.
이 경우, 상기 IR 센서부의 중심으로부터 수평 방향으로부터 상기 차단부의 상단까지의 거리는 상기 IR 센서부의 중심으로부터 수평 방향으로부터 상기 차단부의 하단까지의 거리보다 클 수 있다.
또한, 상기 윈도우는, 어도 일면이 소정의 곡률을 가지는 볼록 렌즈 형태가 될 수 있다.
또한, 상기 외부 적외선은, 조명광 및 노이즈광 중 적어도 하나가 될 수 있다.
이 경우, 상기 외부 적외선은, 상기 IR 센서부의 중심을 기준으로 상측 또는 좌우측 방향에서 입사될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 디스플레이 장치는, 3D 영상을 입력받는 영상 입력부, 상기 입력된 3D 영상을 좌안 영상 및 우안 영상으로 분리하여 처리하는 영상 처리부, 상기 영상 처리부에서 처리된 상기 좌안 영상 및 우안 영상을 교번적으로 디스플레이하는 영상 출력부, 상기 교번적으로 출력되는 좌안 영상 및 우안 영상과 동기된 동기신호를 생성하고, 생성된 동기신호를 적외선 형태로 3차원 안경에 전송하며 상기 3차원 디스플레이 장치의 하단에 구비된 제1 IR 전송부, 상기 교번적으로 출력되는 좌안 영상 및 우안 영상과 동기된 동기신호를 생성하고, 생성된 동기신호를 적외선 형태로 3차원 안경에 전송하며 상기 3차원 디스플레이 장치의 상단에 구비된 제2 IR 전송부 및 상기 영상 처리부에서 처리된 상기 좌안 영상 및 우안 영상이 시분할되어 교번적으로 디스플레이되도록 상기 영상 출력부를 제어하는 제어부를 포함한다.
여기서, 상기 3차원 안경은, 상기 동기 신호를 투과시켜 상기 IR 센서부에 전달하며, 외부 적외선은 상기 IR 센서부 이외의 방향으로 투과시키는 윈도우부 및 상기 동기 신호에 기초하여 상기 글래스부를 구동시키도록 상기 글래스 구동부를 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 윈도우부는, 소정의 곡률을 가지는 표면을 구비하여, 상기 동기 신호는 상기 IR 센서부 방향으로 투과시키고, 상기 3차원 디스플레이 장치 방향을 제외한 주변 영역 방향에서 입사되는 제1 외부 적외선은 상기 IR 센서부 이외의 방향으로 투과시키는 윈도우 및, 상기 윈도우의 일측에 배치되어, 상기 3차원 디스플레이 장치 방향을 제외한 주변 영역 방향에서 입사되는 제2 외부 적외선을 차단시키는 차단부를 포함할 수 있다.
이에 따라 신호광은 수광 각도 이내에서, 노이즈광, 조명광 등의 외부 광은 수광 각도 이외에서 수신되도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 영상 제공 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 안경의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 IR 수신부의 구성을 나타내는 도면들이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 곡률을 구비한 윈도우에 따른 효과를 설명하기 위한 도면들이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 영상 제공 시스템을 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 3D 영상을 화면에 표시하기 위한 디스플레이 장치(100) 및 3D 영상을 시청하기 위한 3D 글래스(200)로 구성된다.
디스플레이 장치(100)는 3D 영상을 디스플레이하도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 2D 영상 또는 3D 영상을 디스플레이하도록 구현될 수 있다.
디스플레이 장치(100)가 2D 영상을 디스플레이하는 경우 기존의 2D 디스플레이 장치와 동일한 방법을 이용할 수 있으며, 3D 영상을 디스플레이하는 경우 카메라 등의 촬상장치로부터 수신된 3D 영상 또는 카메라에 의해 촬영되어 방송국에서 편집/가공된 후 방송국에서 송출된 3D 영상을 수신하고, 수신된 3D 영상을 처리한 후 이를 화면에 표시할 수 있다. 특히, 디스플레이 장치(100)는 3D 영상의 포맷을 참조하여, 좌안 영상과 우안 영상을 가공하고, 가공된 좌안 영상과 우안 영상이 시분할되어 교번적으로 디스플레이되도록 할 수 있다.
3D 글래스(200)는 액티브 타입의 셔터 글래스(shutter glass)으로 구현될 수 있다. 즉, 셔터 글래스가 디스플레이 장치(100)에서 전달되는 좌/우 영상신호를 컨트롤러 칩이 인식해 액정(Liguid Crystal)들을 빠르게 개폐하면서 영상을 통과시키거나, 차단하는 방식으로 양안시차를 발생시키는 방식이 이용될 수 있다.
특히, 3D 글래스(200)는 디스플레이 장치(100)로부터 동기신호를 수신하기 위한 IR 수신부(A)를 포함할 수 있다.
IR 수신부(A)는 디스플레이 장치(100)에서 전송되는 동기 신호를 수신하는 IR 센서부(미도시) 및 동기 신호를 투과시켜 IR 센서부(미도시)에 전달하며, 노이즈(Noise) 광 등과 같은 외부 광은 IR 센서부(미도시) 이외의 방향으로 투과시키는 윈도우부(미도시)를 포함할 수 있다. 그 밖의 IR 수신부(A)의 세부 구성에 대해서는 도면을 참조하여 후술하도록 한다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 제공 시스템은 3D 영상을 생성하기 위한 카메라(미도시)를 더 포함할 수 있다.
카메라(미도시)는 3D 영상을 생성하기 위한 촬영 장치의 일종으로서, 사용자의 좌안에 제공하기 위한 목적으로 촬영된 좌안 영상과 사용자의 우안에 제공하기 위한 목적으로 촬영된 우안 영상을 생성한다. 즉, 3D 영상은 좌안 영상과 우안 영상으로 구성되며, 이러한 좌안 영상과 우안 영상이 사용자의 좌안과 우안에 각각 교번적으로 제공되면서, 양안 시차에 의한 입체감이 발생되게 된다.
이를 위해, 카메라(미도시)는 좌안 영상을 생성하기 위한 좌안 카메라와 우안 영상을 생성하기 위한 우안 카메라로 구성되고, 좌안 카메라와 우안 카메라 간의 간격은, 사람의 두 눈 간의 이격 간격으로부터 고려되게 된다.
카메라(미도시)는 촬영된 좌안 영상과 우안 영상을 디스플레이 장치(100)로 전달한다. 특히, 카메라(미도시)가 디스플레이 장치(100)로 전달하는 좌안 영상과 우안 영상은, 하나의 프레임에 좌안 영상 및 우안 영상 중 하나의 영상만으로 구성된 포맷으로 전달되거나, 하나의 프레임에 좌안 영상과 우안 영상이 모두 포함되도록 구성된 포맷으로 전달될 수 있다.
카메라(미도시)는 다양한 3D 영상의 포맷들 중 하나의 포맷을 미리 결정하고, 결정된 포맷에 따라 3D 영상을 생성하여 디스플레이 장치(100)로 전달할 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 3차원 안경의 구성에 대해 자세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 안경의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 2에 따르면, 3차원 안경(200)은 IR 수신부(210), 제어부(220), 구동부(230) 및 글래스부(240)를 포함한다.
IR 수신부(210)는 유선 또는 무선으로 연결된 3차원 디스플레이 장치(100)의 IR 전송부(미도시)로부터 3D 영상에 대한 동기신호를 수신한다. 특히, IR 전송부(미도시)는 직진성을 가진 적외선을 이용하여 동기신호를 방사하고, IR 수신부(210)는 방사된 적외선으로부터 동기신호를 수신한다.
예를 들어, IR 전송부(미도시)에서 IR 수신부(210)로 전달되는 동기신호는 기설정된 시간 간격으로 하이 레벨(high level)과 로우 레벨(low level)이 교번된 신호일 수 있고, 하이 레벨인 시간에서는 좌안 영상이 전송되고 로우 레벨인 시간에서는 우안 영상이 전송되도록 구현할 수 있을 것이다.
또한, IR 수신부(210)는 3차원 디스플레이 장치(100)에서 전송되는 동기 신호를 수신하는 IR 센서부(미도시) 및 동기 신호를 투과시켜 IR 센서부(미도시)에 전달하며, 외부 적외선은 상기 IR 센서부(미도시) 이외의 방향으로 투과시키는 윈도우부(미도시)를 포함할 수 있다.
또한, 윈도우부(미도시)는, 소정의 곡률을 가지는 표면을 구비하는 윈도우(미도시) 및 윈도우(미도시)의 적어도 일측에 배치되는 차단부(미도시)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 윈도우부(미도시)는, 소정의 곡률을 가지는 표면을 구비하여, 동기 신호는 IR 센서부(미도시) 방향으로 투과시키고, 3차원 디스플레이 장치(100) 방향을 제외한 주변 영역 방향에서 입사되는 제1 외부 적외선은 IR 센서부(미도시) 이외의 방향으로 투과시킬 수 있다.
또한, 차단부(미도시)는 윈도우(미도시)의 적어도 일측에 배치되어, 3차원 디스플레이 장치(100) 방향을 제외한 주변 영역 방향에서 입사되는 제2 외부 적외선을 차단시킬 수 있다.
IR 수신부(210)는 상기와 같이 수신된 동기신호를 제어부(220)로 전달한다.
제어부(220)는 3차원 안경(200)의 전반에 대한 동작을 제어한다. 특히, 제어부(220)는 IR 수신부(210)에서 수신된 동기신호를 기초로 제어신호를 생성하고, 생성된 제어신호를 구동부(230)로 전달하여 구동부(230)를 제어한다. 특히, 제어부(220)는 동기신호를 기초로, 글래스부(240)를 구동시키기 위한 구동신호가 구동부(230)에서 생성되도록 구동부(230)를 제어한다.
예를 들어, 구동부(230)는 글래스부(240)의 셔터를 구동시키기 위한 셔터 구동부(미도시)를 포함할 수 있다.
셔터 구동부(미도시)는 제어부(220)로부터 수신된 제어신호를 기초로 셔터 구동신호를 생성한다. 특히, 후술할 글래스부(240)는 좌안 글래스 및 우안 글래스로 구성되기 때문에, 셔터 구동부(미도시)는 좌안 글래스의 셔터를 구동하기 위한 좌안 셔터 구동신호와 우안 글래스의 셔터를 구동하기 위한 우안 셔터 구동신호를 각각 생성하고, 생성된 좌안 셔터 구동신호를 좌안 글래스로 전달하며 우안 셔터 구동신호를 우안 글래스로 전달한다.
글래스부(240)는 전술한 바와 같이, 좌안 글래스 및 우안 글래스로 구성된다. 또한, 글래스부(240)는 셔터 구동부(미도시)로부터 수신된 셔터 구동신호에 따라 각각의 글래스를 개폐한다.
좌안 글래스 및 우안 글래스의 셔터는 액정으로 구현될 수 있다. 즉, 글래스부(240)는 좌안 글래스 및 우안 글래스의 액정을 이용하여 셔터를 개폐할 수 있게 된다.
전원 공급부(미도시)는 3차원 안경에 전원을 공급한다. 전원 공급부(미도시)의 전원 상태는 제어부(220)에 의해 제어된다. 즉, 3차원 안경(300)은 휴대성이 있어야 하기 때문에, 별도의 배터리를 통해 전원을 공급받는 경우가 많다.
한편, 디스플레이 장치(100)에서 출력되는 영상의 빛은 편광된 상태일 수도 있다. 특히, 디스플레이 장치(100)가 LCD TV인 경우, LCD TV의 특성상 화면에서 출력되는 빛은 특정 방향으로 선 편광된 상태로 출력된다.
또한, 3차원 안경(200)의 좌안 글래스 및 우안 글래스도 셔터가 액정으로 구현될 수 있다. 따라서, 3차원 안경(200)의 좌안 글래스 및 우안 글래스도 선편광된 글래스에 해당될 수 있다.
한편, 상술한 실시 예에서는 디스플레이 장치(100)와 3차원 안경(200) 사이의 동기 신호와 외부 적외선이 동일 또는 유사한 파장 대역을 사용하여 신호 간섭이 발생하는 것을 전제로 설명하였으나, 이는 일 실시 예에 불과하며 경우에 따라서는 동기 신호와 외부 적외선은 상이한 파장 대역을 사용하도록 구현할 수도 있다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 IR 수신부의 구성을 나타내는 도면들이다.
IR 수신부(210)는 도 1에 도시된 바와 같이 3차원 안경(200)의 가운데 영역에 위치될 수 있다. 하지만, 이는 일 실시 예에 불과하며, IR 수신부(210)는 디스플레이 장치(100)로부터 동기 신호를 효율적으로 수신할 수 있는 위치라면, 3차원 안경(200)의 어느 부분에라도 위치가능하다.
도 3a에 따르면, IR 수신부(210)는 IR 센서부(211), 윈도우부(212, 213-1, 213-2) 및 회로부(214)를 포함한다.
또한, 윈도우부(212, 213-1, 213-2)는 윈도우(212) 및 차단부(213-1, 213-2)를 포함할 수 있다.
IR 센서부(211)는 3차원 디스플레이 장치(100)에서 전송되는 동기 신호를 수신하여 이를 컨트롤러를 포함하는 회로부(214)에 전달하는 기능을 한다.
윈도우부(212, 213-1, 213-2)는 3차원 디스플레이 장치(100)에서 전송되는 동기 신호를 투과시켜 IR 센서부(210)에 전달하며, 외부 광은 IR 센서부(211) 이외의 방향으로 투과시키는 기능을 한다. 여기서 외부 광은 조명광, 노이즈광 등이 될 수 있다.
여기서, 윈도우(212)는 소정의 곡률을 가지는 표면을 구비하여, 동기 신호는 IR 센서부(210) 방향으로 투과시키고, 3차원 디스플레이 장치(100) 방향을 제외한 주변 영역 방향에서 입사되는 제1 외부 적외선(N)은 IR 센서부(210) 이외의 방향으로 투과시키는 기능을 한다.
구체적으로 윈도우(212)는 적어도 일면이 소정의 곡률을 가지는 볼록 렌즈 형태가 될 수 있다. 이에 따라 소정 영역으로 입사되는 외부 광, 예를 들어 외부 적외선이 IR 센서부(210) 이외의 방향으로 투과되도록 할 수 있다. 예를 들어, IR 센서부(210)의 중심을 기준으로 상측 또는 좌우측 방향에서 입사되는 외부 광을 IR 센서부(210) 이외의 방향으로 투과되도록 할 수 있다.
또한, 차단부(213-1, 213-2)는 윈도우(212)의 적어도 일측에 배치되어, 3차원 디스플레이 장치(100) 방향을 제외한 주변 영역 방향에서 입사되는 제2 외부 적외선(N')을 차단시키는 기능을 한다.
회로부(214)는 IR 센서부(211)를 통해 수신된 동기 신호를 수신하여 3차원 안경(200)을 제어할 수 있는 컨트롤러 칩을 포함하는 회로 기판으로 구현될 수 있다.
도 3b에 따르면, 윈도우(212)의 중심은 IR 센서부(211)의 중심보다 하측에 배치되어, 윈도우(212)의 상측에 위치한 차단부(213-1)가 제1 및 제2 외부 적외선(N, N')을 차단하도록 할 수 있다. 즉, 이에 따라 IR 센서부(211)의 중심을 기준으로 상부로부터 입사되는 노이즈광(N, N')이 차단되도록 할 수 있다.
도 3c에 따르면, IR 센서부(211)의 중심으로부터 수평 방향으로부터 차단부의 상단(213-1)까지의 거리는 IR 센서부(211)의 중심으로부터 수평 방향으로부터 차단부의 하단(213-2)까지의 거리와 상이하도록 구현될 수 있다.
구체적으로, IR 센서부(211)의 중심으로부터 수평 방향으로부터 차단부의 상단(213-1)까지의 거리는 IR 센서부(211)의 중심으로부터 수평 방향으로부터 차단부의 하단(213-2)까지의 거리보다 크도록 구현될 수 있다. 이에 따라 IR 센서부(211)의 중심을 기준으로 하부로부터 입사되는 신호광(S)의 수광 각도를 조정하여 신호광(S)이 장애없이 IR 센서부(211)로 입사되도록 할 수 있다.
도 3d에 따르면, 윈도우(212)는 경우에 따라 오목렌즈 형태로 구현될 수 있다.
이 경우 윈도우(212)의 중심부에 차단부를 마련하여 상측 방향에서 입사되는 광은 센서부(211)의 이외의 방향으로 투사되고, 수직 방향으로 입사되는 신호광(S)은 센서부(211)로 투사되도록 구현할 수 있다.
한편, 도 3a 내지 3d에 따른 실시 예에서는 IR 수신부의 각 구성에 대한 구조적 설계 변경이 차례로 추가되는 것으로 설명하였으나, 이는 일 실시 예에 불과하며, 도 3a 내지 3d에 도시된 실시 예에 따른 IR 수신부의 각 구성에 대한 구조적 설계 변경은 각각 별개로 적용가능함은 물론이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 곡률을 구비한 윈도우에 따른 효과를 설명하기 위한 도면들이다.
도 4a는 종래의 평면 윈도우를 통해 상측 방향에서 외부 광이 입사된 경우 센서부에 외부 광이 투사될 수 있음을 보여준다.
도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따라 윈도우를 볼록 렌즈 형태로 구현하는 경우 상측 방향에서 외부 광이 입사된 경우 센서부 이외의 방향으로 외부 광이 투사될 수 있음을 보여준다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 5에 따르면, 디스플레이 장치(100)는 하단의 IR 전송부(B1) 뿐 아니라 상단의 IR 전송부(B2)를 구비할 수 있다. 이에 따라 하단의 IR 전송부(B1) 뿐 아니라 상단의 IR 전송부(B2)를 통해서도 3차원 안경(200)으로 IR 동기 신호를 전송할 수 있게 되므로 IR 동기 신호의 전송 효율을 높일 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 6에 따르면, 디스플레이 장치(100)는 영상 수신부(110), 영상 처리부(120), 영상 출력부(130), 제어부(140), OSD 처리부(150), 저장부(160), 사용자 인터페이스부(170) 및 IR 전송부(180)를 구비한다.
영상 수신부(110)는 방송국 또는 위성으로부터 유선 또는 무선으로 수신되는 2D 또는 3D 영상 신호를 수신하여 복조한다. 또한, 영상 수신부(110)는 카메라 등의 외부기기와 연결되어 외부기기로부터 3D 영상을 입력받을 수 있다. 외부기기는 무선으로 연결되거나 S-Video, 컴포넌트, 컴포지트, D-Sub, DVI, HDMI 등의 인터페이스를 통해 유선으로 연결될 수 있다. 한편, 2D 영상 처리 방법은 당업자에게 자명한 사항이므로 이하에서는 3D 영상 처리 방법을 중심으로 설명하도록 한다.
상술한 바와 같이, 3D 영상은 적어도 하나의 프레임으로 구성된 영상으로서, 하나의 영상 프레임에 좌안 영상과 우안 영상이 포함되거나 각 프레임이 좌안 영상 또는 우안 영상으로 구성된 영상을 의미한다. 즉, 3D 영상은, 다양한 3D 포맷들 중 하나에 따라 생성된 영상이다.
따라서, 영상 수신부(110)로 수신되는 3D 영상은 다양한 포맷으로 될 수 있으며, 특히, 일반적인 탑-바톰(top-bottom) 방식, 사이드 바이 사이드(side by side) 방식, 수평 인터리브(horizontal interleave) 방식, 수직 인터리브(vertical interleave) 방식 또는 체커보드(checker board) 방식, 시퀀셜 프레임(sequential frame) 중 하나에 따른 포맷으로 될 수 있다.
영상 수신부(110)는 수신된 2D 영상 또는 3D 영상을 영상 처리부(120)로 전달한다.
영상 처리부(120)는, 영상 수신부(110)로 수신된 2D 영상 또는 3D 영상에 대해 비디오 디코딩, 포맷 분석, 비디오 스케일링 등의 신호처리 및 GUI(Graphic User Interface) 부가 등의 작업을 수행한다.
특히, 영상 처리부(120)는 영상 수신부(110)로 입력된 2D 영상 또는 3D 영상의 포맷을 이용하여, 한 화면의 크기(예를 들어, 1920*1080)에 해당하는 좌안 영상과 우안 영상을 각각 생성한다.
예를 들어, 3D 영상의 포맷이 탑-바톰(top-bottom) 방식, 사이드 바이 사이드(side by side) 방식, 수평 인터리브(horizontal interleave) 방식, 수직 인터리브(vertical interleave) 방식 또는 체커보드(checker board) 방식, 시퀀셜 프레임(sequential frame)에 따른 포맷일 경우, 영상 처리부(120)는 각 영상 프레임에서 좌안 영상 부분과 우안 영상 부분을 각각 추출하여, 추출된 좌안 영상과 우안 영상을 확대 스케일링 또는 보간함으로써, 사용자에게 제공하기 위한 좌안 영상과 우안 영상을 각각 생성하게 된다.
또한, 3D 영상의 포맷이 일반적인 프레임 시퀀스 방식일 경우, 영상 처리부(220)는 각 프레임에서 좌안 영상 또는 우안 영상을 추출하여 사용자에게 제공하기 위한 준비를 하게 된다.
한편, 입력된 3D 영상의 포맷에 대한 정보는 3D 영상 신호에 포함되어 있을 수도 있고 포함되어 있지 않을 수도 있다.
예를 들어, 입력된 3D 영상의 포맷에 대한 정보가 3D 영상 신호에 포함되어 있는 경우, 영상 처리부(120)는 3D 영상을 분석하여 포맷에 대한 정보를 추출하고, 추출된 정보에 따라 수신된 3D 영상을 처리하게 된다. 반면, 입력된 3D 영상의 포맷에 대한 정보가 3D 영상 신호에 포함되어 있지 않은 경우, 영상 처리부(120)는 사용자로부터 입력된 포맷에 따라 수신된 3D 영상을 처리하거나 미리 설정된 포맷에 따라 수신된 3D 영상을 처리하게 된다.
영상 처리부(120)는 추출된 좌안 영상과 우안 영상을 시분할하여 교번적으로 영상 출력부(130)로 전달한다. 즉, 영상 처리부(120)는 '좌안 영상(L1) -> 우안 영상(R1) -> 좌안 영상(L2) -> 우안 영상(R2) -> …'의 시간적 순서로 좌안 영상과 우안 영상을 영상 출력부(130)로 전달한다.
영상 출력부(130)는 영상 처리부(120)에서 출력되는 좌안 영상과 우안 영상을 교번적으로 출력하여 사용자에게 제공한다.
제어부(140)는 사용자 인터페이스부(170)로부터 전달받은 사용자 명령 또는 기설정된 옵션에 따라 디스플레이 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다.
특히, 제어부(140)는 영상 수신부(110) 및 영상 처리부(120)를 제어하여, 3D 영상이 수신되고, 수신된 3D 영상이 좌안 영상과 우안 영상으로 분리되며, 분리된 좌안 영상과 우안 영상 각각이 하나의 화면에서 디스플레이될 수 있는 크기로 스케일링 또는 보간되도록 제어한다.
또한, 제어부(140)는 영상 출력부(130)를 제어하여 영상 출력부(130)를 통해 제공되는 영상의 편광 방향이 좌안 영상 또는 우안 영상에 일치되게 스위칭되도록 할 수 있다.
또한, 제어부(140)는 후술하는 OSD 처리부(150)의 동작을 제어할 수 있다.
OSD 처리부(150)는 영상 출력부(130)에 출력되는 2D 또는 3D 영상에 오버랩되어 표시되는 OSD(On Screen Display) 화면을 생성하는 기능을 한다.
OSD 화면은 디스플레이 화면 상에 메뉴 화면, 시간이나 채널번호 등의 문자나 도형 등을 표시하는 화면으로 디스플레이 영상에 오버랩되어 표시될 수 있다.
예를 들어, 사용자가 원하는 기능을 메뉴들로부터 선택하기 위해 조작 패널이나 리모트 컨트롤러와 같은 입력 장치들을 조작함에 따라, 디스플레이 화면 상에 메인 메뉴, 서브 메뉴 등이 OSD 형태로 표시될 수 있다.
이러한 메뉴들은 디스플레이 장치에서 선택할 수 있는 옵션 항목들을 포함하거나, 디스플레이 장치의 기능을 조정할 수 있는 항목들을 포함할 수 있다.
OSD 처리부(150)는 제어부(140)의 제어에 따라 OSD 화면의 2D/3D, 투명도, 색상, 크기, 형태 및 위치 조정, 하이라이트, 애니메이션 효과 등의 작업을 수행할 수 있다.
또한, OSD 처리부(150)는 기설정된 옵션, 기설정된 이벤트 또는 사용자 명령에 따라 OSD 화면을 2D 화면 또는 3D 화면으로 생성할 수 있다.
제어부(140)는 영상 출력부(130)에서 3D 영상이 디스플레이되면, OSD 화면의 투명도를 조정하도록 OSD 처리부(140)를 제어할 수 있다.
또한, 제어부(140)는 영상 출력부(130)에 디스플레이되는 영상 및 OSD 화면 중 적어도 하나가 3D인 경우 OSD 화면의 투명도를 조정하도록 OSD 처리부(150)를 제어할 수 있다.
또한, 제어부(140)는 기설정된 옵션(또는 기설정된 이벤트)에 따라 영상 출력부(130)에 디스플레이되는 영상이 2D에서 3D로 전환되는 경우 자동으로 OSD 화면의 투명도가 감소되도록 OSD 처리부(150)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(140)는 OSD 화면의 투명도가 불투명 상태, 또는 불투명에 가까운 투명도를 갖는 상태가 되도록 OSD 처리부(150)를 제어할 수 있다. 여기서 불투명이란 투명도 0인 상태를 의미할 수 있지만, 기설정된 오차 범위를 갖는 불투명에 가까운 상태를 의미할 수 있다.
또한, 제어부(140)는 기설정된 옵션에 따라 상기 영상 출력부(130)에 디스플레이되는 영상이 3D에서 2D로 전환되는 경우 자동으로 OSD 화면의 투명도가 증가되도록 OSD 처리부(150)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(140)는 OSD 화면의 투명도가 반투명 상태가 되도록 OSD 처리부(150)를 제어할 수 있다.
또한, 제어부(140)는 OSD 화면이 3D이고, 영상 출력부(130)에 디스플레이되는 영상이 3D 영상에서 2D 영상으로 전환되는 경우 OSD 화면을 투명도가 유지된 상태에서 2D로 전환하도록 OSD 처리부(150)를 제어할 수 있다.
저장부(160)는 입체영상표시장치(100)를 동작시키기 위해 필요한 각종 프로그램 등이 저장되는 저장매체로서, 메모리, HDD(Hard Disk Drive) 등으로 구현가능하다. 예를 들어 저장부는 제어부(140)의 동작 수행을 위한 프로그램을 저장하기 위한 ROM, 제어부(140)의 동작 수행에 따른 데이터를 일시적으로 저장하기 위한 RAM 등을 구비할 수 있다. 또한 각종 참조 데이터를 저장하기 위한 EEROM(Electrically Erasable and Programmable ROM) 등을 더 구비할 수 있다.
사용자 인터페이스부(170)는 리모콘, 입력 패널 등의 입력수단으로부터 수신되는 사용자 명령을 제어부(140)로 전달한다.
IR 전송부(180)는 교번적으로 출력되는 좌안 영상 및 우안 영상과 동기된 동기신호를 생성하고, 생성된 동기신호를 적외선 형태로 3차원 안경(200)에 전송한다. 이는, 3차원 안경(200)이 교번적으로 개폐되어, 3차원 안경(200)의 좌안 오픈 타이밍에 영상 출력부(130)에서 좌안 영상이 표시되고, 3차원 안경(200)의 우안 오픈 타이밍에 영상 출력부(130)에서 우안 영상이 표시되도록 하기 위함이다.
특히, IR 전송부(180)는 도 5에 도시된 바와 같이 디스플레이 장치(100)의 상단 및 하단에 구비된 제1 IR 전송부(181) 및 제2 IR 전송부(182)를 포함할 수 있다. 이에 따라 동기 신호 전송 효율을 높일 수 있게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, IR 윈도우가 곡률을 구비하도록 구현하여 IR 윈도우에 입사한 광에 대하여 수광 각도를 조정할 수 있다.
또한, IR 차단부의 상단부 위치에 의해 노이즈광, 조명광 등과 같은 외부 광의 수광 각도를 조절할 수 있으며, IR 차단부의 하단부 위치에 의해 신호광의 수광 각도를 결정할 수 있게 된다.
또한, 신호광은 수광 각도 이내로 노이즈광, 조명광 등의 외부 광은 수광 각도 이외로 설정하게 하여 두 광의 분리를 확실하게 하여 S/N 비율을 크게 향상시킬 수 있게 된다.
그리고, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.
210: IR 수신부 220: 제어부
230: 구동부 240: 글래스부
211: 센서부 212: 윈도우
213-1, 213-2: 차단부 214: 회로부

Claims (11)

  1. 3차원 디스플레이 장치와 연동되는 3차원 안경에 있어서,
    글래스부;
    상기 글래스부를 구동시키는 글래스 구동부;
    상기 3차원 디스플레이 장치에서 전송되는 동기 신호를 수신하는 IR 센서부;
    상기 동기 신호를 투과시켜 상기 IR 센서부에 전달하며, 외부 적외선은 상기 IR 센서부 이외의 방향으로 투과시키는 윈도우부; 및
    상기 동기 신호에 기초하여 상기 글래스부를 구동시키도록 상기 글래스 구동부를 제어하는 제어부;를 포함하는 3차원 안경.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 윈도우부는,
    소정의 곡률을 가지는 표면을 구비하여, 상기 동기 신호는 상기 IR 센서부 방향으로 투과시키고, 상기 3차원 디스플레이 장치 방향을 제외한 주변 영역 방향에서 입사되는 제1 외부 적외선은 상기 IR 센서부 이외의 방향으로 투과시키는 윈도우; 및
    상기 윈도우의 적어도 일측에 배치되어, 상기 3차원 디스플레이 장치 방향을 제외한 주변 영역 방향에서 입사되는 제2 외부 적외선을 차단시키는 차단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 안경.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 윈도우의 중심은 상기 IR 센서부의 중심보다 하측에 배치되어, 상기 윈도우의 상측에 위치한 상기 차단부의 상단이 상기 제1 및 제2 외부 적외선을 차단하도록 하는 것을 특징으로 하는 3차원 안경.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 IR 센서부의 중심으로부터 수평 방향으로부터 상기 차단부의 상단까지의 거리는 상기 IR 센서부의 중심으로부터 수평 방향으로부터 상기 차단부의 하단까지의 거리와 상이한 것을 특징으로 하는 3차원 안경.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 IR 센서부의 중심으로부터 수평 방향으로부터 상기 차단부의 상단까지의 거리는 상기 IR 센서부의 중심으로부터 수평 방향으로부터 상기 차단부의 하단까지의 거리보다 큰 것을 특징으로 하는 3차원 안경.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 윈도우는,
    적어도 일면이 소정의 곡률을 가지는 볼록 렌즈 형태인 것을 특징으로 하는 3차원 안경.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 외부 적외선은,
    조명광 및 노이즈광 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 3차원 안경.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 외부 적외선은,
    상기 IR 센서부의 중심을 기준으로 상측 또는 좌우측 방향에서 입사되는 것을 특징으로 하는 3차원 안경.
  9. 3D 영상을 입력받는 영상 입력부;
    상기 입력된 3D 영상을 좌안 영상 및 우안 영상으로 분리하여 처리하는 영상 처리부;
    상기 영상 처리부에서 처리된 상기 좌안 영상 및 우안 영상을 교번적으로 디스플레이하는 영상 출력부;
    상기 교번적으로 출력되는 좌안 영상 및 우안 영상과 동기된 동기신호를 생성하고, 생성된 동기신호를 적외선 형태로 3차원 안경에 전송하며 상기 3차원 디스플레이 장치의 하단에 구비된 제1 IR 전송부;
    상기 교번적으로 출력되는 좌안 영상 및 우안 영상과 동기된 동기신호를 생성하고, 생성된 동기신호를 적외선 형태로 3차원 안경에 전송하며 상기 3차원 디스플레이 장치의 상단에 구비된 제2 IR 전송부; 및
    상기 영상 처리부에서 처리된 상기 좌안 영상 및 우안 영상이 시분할되어 교번적으로 디스플레이되도록 상기 영상 출력부를 제어하는 제어부;를 포함하는 3차원 디스플레이 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 3차원 안경은,
    상기 동기 신호를 투과시켜 상기 IR 센서부에 전달하며, 외부 적외선은 상기 IR 센서부 이외의 방향으로 투과시키는 윈도우부; 및
    상기 동기 신호에 기초하여 상기 글래스부를 구동시키도록 상기 글래스 구동부를 제어하는 제어부;를 포함하는 3차원 디스플레이 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 윈도우부는,
    소정의 곡률을 가지는 표면을 구비하여, 상기 동기 신호는 상기 IR 센서부 방향으로 투과시키고, 상기 3차원 디스플레이 장치 방향을 제외한 주변 영역 방향에서 입사되는 제1 외부 적외선은 상기 IR 센서부 이외의 방향으로 투과시키는 윈도우; 및
    상기 윈도우의 일측에 배치되어, 상기 3차원 디스플레이 장치 방향을 제외한 주변 영역 방향에서 입사되는 제2 외부 적외선을 차단시키는 차단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 디스플레이 장치.
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