KR20140107923A - 영상표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 영상표시장치 및 그 동작방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 영상표시장치는, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 영상표시장치는, 시청자의 위치를 추적하는 시청자 추적모듈, 광원으로부터 방출된 광을 수신하도록 배치되는 도광판, 상기 도광판과 접하도록 배치되며, 상기 시청자의 위치에 기초하여, 상기 도광판으로부터 입사되는 광을 투과시키거나 반사시키는 복수의 픽셀을 포함하는 광 스위치 모듈, 상기 복수의 픽셀로부터 투과된 광을 산란시키는 산란층, 상기 산란된 광이 투사되며, 복수의 투사 채널을 포함하는 투사 매트릭스 및 상기 투사 매트릭스에서 방출된 광이 조사되고, 복수 시점 이미지가 표시되는 이미지 매트릭스를 포함한다. 이에 의해, 무안경 방식에 의한 입체 영상 표시시, 광효율을 향상시키고, 안정적인 영상 표시가 가능하게 된다.

Description

영상표시장치{Image display apparatus}

본 발명은 영상표시장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 무안경 방식에 의한 입체 영상 표시시, 광 효율이 높은 영상표시장치에 관한 것이다.

영상표시장치는 사용자가 시청할 수 있는 영상을 표시하는 기능을 갖춘 장치이다. 사용자는 영상표시장치를 통하여 방송을 시청할 수 있다. 영상표시장치는 방송국에서 송출되는 방송신호 중 사용자가 선택한 방송을 디스플레이에 표시한다. 현재 방송은 전세계적으로 아날로그 방송에서 디지털 방송으로 전환하고 있는 추세이다.

디지털 방송은 디지털 영상 및 음성 신호를 송출하는 방송을 의미한다. 디지털 방송은 아날로그 방송에 비해, 외부 잡음에 강해 데이터 손실이 작으며, 에러 정정에 유리하며, 해상도가 높고, 선명한 화면을 제공한다. 또한, 디지털 방송은 아날로그 방송과 달리 양방향 서비스가 가능하다.

본 발명의 목적은, 무안경 방식에 의한 입체 영상 표시시 광 효율을 향상시킬 수 있는 영상표시장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 무안경 방식에 의한 입체 영상 표시시, 2D 영상과 해상도가 동일하고 안정적인 입체 영상의 표시가 가능한 영상표시장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 영상표시장치는, 시청자의 위치를 추적하는 시청자 추적모듈, 광원으로부터 방출된 광을 수신하도록 배치되는 도광판, 상기 도광판과 접하도록 배치되며, 상기 시청자의 위치에 기초하여, 상기 도광판으로부터 입사되는 광을 투과시키거나 반사시키는 복수의 픽셀을 포함하는 광 스위치 모듈, 상기 복수의 픽셀로부터 투과된 광을 산란시키는 산란층, 상기 산란된 광이 투사되며, 복수의 투사 채널을 포함하는 투사 매트릭스 및 상기 투사 매트릭스에서 방출된 광이 조사되고, 복수 시점 이미지가 표시되는 이미지 매트릭스를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 광학채널이 투사 매트릭스의 특정 지점으로 광이 집중되도록 함으로써, 영상표시장치의 광효율을 증가시킬 수 있다.

또한, 2D 영상과 해상도가 동일하고 안정적인 입체 영상을 표시할 수 있으며, 입체 영상의 시청 영역이 넓어질 수 있다. 이에 따라, 사용자의 이용 편의성이 향상된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상표시장치의 외관을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상표시장치의 내부 블록도이다.
도 3은 도 2의 제어부의 내부 블록도이다.
도 4는 도 2의 원격제어장치의 제어 방법을 도시한 도면이다.
도 5는 도 2의 원격제어장치의 내부 블록도이다.
도 6은 좌안 영상과 우안 영상에 의해 상이 맺히는 것을 설명하는 도면이다.
도 7은 좌안 영상과 우안 영상의 간격에 따른 3D 영상의 깊이를 설명하는 도면이다.
도 8 내지 11은 도 1의 영상표시장치의 디스플레이의 내부 구성을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 12 내지 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 무안경 방식의 입체 영상표시장치의 원리를 설명하기 위해 참조되는 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상표시장치의 외관을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상표시장치의 내부 블록도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상표시장치는, 입체 영상, 즉 3D 영상 표시가 가능한 영상표시장치이다. 본 발명의 실시예에서는, 무안경 방식의 3D 영상 표시가 가능한 영상표시장치를 예시한다.

이를 위해, 디스플레이(180)는 광원, 도광판, 광 스위치 모듈, 산란층, 투사 매트릭스, 이미지 매트릭스를 포함할 수 있다. 이에 대해서는 자세히 후술하기로 한다.

한편, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 영상표시장치(100)는 방송 수신부(105), 외부장치 인터페이스부(130), 저장부(140), 사용자입력 인터페이스부(150), 촬영부(155), 센서부(미도시), 제어부(170), 디스플레이(180), 오디오 출력부(185), 전원 공급부(190) 및 렌즈부(195)를 포함할 수 있다.

방송 수신부(105)는, 튜너부(110), 복조부(120), 및 네트워크 인터페이스부(130)를 포함할 수 있다. 물론, 필요에 따라, 튜너부(110)와 복조부(120)를 구비하면서 네트워크 인터페이스부(130)는 포함하지 않도록 설계하는 것도 가능하며, 반대로 네트워크 인터페이스부(130)를 구비하면서 튜너부(110)와 복조부(120)는 포함하지 않도록 설계하는 것도 가능하다.

튜너부(110)는 안테나를 통해 수신되는 RF(Radio Frequency) 방송 신호 중 사용자에 의해 선택된 채널 또는 기저장된 모든 채널에 해당하는 RF 방송 신호를 선택한다. 또한, 선택된 RF 방송 신호를 중간 주파수 신호 혹은 베이스 밴드 영상 또는 음성신호로 변환한다.

예를 들어, 선택된 RF 방송 신호가 디지털 방송 신호이면 디지털 IF 신호(DIF)로 변환하고, 아날로그 방송 신호이면 아날로그 베이스 밴드 영상 또는 음성 신호(CVBS/SIF)로 변환한다. 즉, 튜너부(110)는 디지털 방송 신호 또는 아날로그 방송 신호를 처리할 수 있다. 튜너부(110)에서 출력되는 아날로그 베이스 밴드 영상 또는 음성 신호(CVBS/SIF)는 제어부(170)로 직접 입력될 수 있다.

또한, 튜너부(110)는 ATSC(Advanced Television System Committee) 방식에 따른 단일 캐리어의 RF 방송 신호 또는 DVB(Digital Video Broadcasting) 방식에 따른 복수 캐리어의 RF 방송 신호를 수신할 수 있다.

한편, 튜너부(110)는, 본 발명에서 안테나를 통해 수신되는 RF 방송 신호 중 채널 기억 기능을 통하여 저장된 모든 방송 채널의 RF 방송 신호를 순차적으로 선택하여 이를 중간 주파수 신호 혹은 베이스 밴드 영상 또는 음성 신호로 변환할 수 있다.

한편, 튜너부(110)는, 복수 채널의 방송 신호를 수신하기 위해, 복수의 튜너를 구비하는 것이 가능하다. 또는, 복수 채널의 방송 신호를 동시에 수신하는 단일 튜너도 가능하다.

복조부(120)는 튜너부(110)에서 변환된 디지털 IF 신호(DIF)를 수신하여 복조 동작을 수행한다.

복조부(120)는 복조 및 채널 복호화를 수행한 후 스트림 신호(TS)를 출력할 수 있다. 이때 스트림 신호는 영상 신호, 음성 신호 또는 데이터 신호가 다중화된 신호일 수 있다.

복조부(120)에서 출력한 스트림 신호는 제어부(170)로 입력될 수 있다. 제어부(170)는 역다중화, 영상/음성 신호 처리 등을 수행한 후, 디스플레이(180)에 영상을 출력하고, 오디오 출력부(185)로 음성을 출력한다.

외부장치 인터페이스부(130)는, 접속된 외부 장치(190)와 데이터를 송신 또는 수신할 수 있다. 이를 위해, 외부장치 인터페이스부(130)는, A/V 입출력부(미도시) 또는 무선 통신부(미도시)를 포함할 수 있다.

외부장치 인터페이스부(130)는, DVD(Digital Versatile Disk), 블루레이(Blu ray), 게임기기, 카메라, 캠코더, 컴퓨터(노트북), 셋탑 박스 등과 같은 외부 장치와 유/무선으로 접속될 수 있으며, 외부 장치와 입력/출력 동작을 수행할 수도 있다.

A/V 입출력부는, 외부 장치의 영상 및 음성 신호를 입력받을 수 있다. 한편, 무선 통신부는, 다른 전자기기와 근거리 무선 통신을 수행할 수 있다.

네트워크 인터페이스부(135)는, 영상표시장치(100)를 인터넷망을 포함하는 유/무선 네트워크와 연결하기 위한 인터페이스를 제공한다. 예를 들어, 네트워크 인터페이스부(135)는, 네트워크를 통해, 인터넷 또는 컨텐츠 제공자 또는 네트워크 운영자가 제공하는 컨텐츠 또는 데이터들을 수신할 수 있다.

저장부(140)는, 제어부(170) 내의 각 신호 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 신호 처리된 영상, 음성 또는 데이터 신호를 저장할 수도 있다.

또한, 저장부(140)는 외부장치 인터페이스부(130)로 입력되는 영상, 음성 또는 데이터 신호의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다. 또한, 저장부(140)는, 채널 맵 등의 채널 기억 기능을 통하여 소정 방송 채널에 관한 정보를 저장할 수 있다.

도 3의 저장부(140)가 제어부(170)와 별도로 구비된 실시예를 도시하고 있으나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않는다. 저장부(140)는 제어부(170) 내에 포함될 수 있다.

사용자입력 인터페이스부(150)는, 사용자가 입력한 신호를 제어부(170)로 전달하거나, 제어부(170)로부터의 신호를 사용자에게 전달한다.

예를 들어, 원격제어장치(200)로부터 전원 온/오프, 채널 선택, 화면 설정 등의 사용자 입력 신호를 송신/수신하거나, 전원키, 채널키, 볼륨키, 설정치 등의 로컬키(미도시)에서 입력되는 사용자 입력 신호를 제어부(170)에 전달하거나, 사용자의 제스처를 센싱하는 센서부(미도시)로부터 입력되는 사용자 입력 신호를 제어부(170)에 전달하거나, 제어부(170)로부터의 신호를 센서부(미도시)로 송신할 수 있다.

제어부(170)는, 튜너부(110) 또는 복조부(120) 또는 외부장치 인터페이스부(130)를 통하여, 입력되는 스트림을 역다중화하거나, 역다중화된 신호들을 처리하여, 영상 또는 음성 출력을 위한 신호를 생성 및 출력할 수 있다.

제어부(170)에서 영상 처리된 영상 신호는 디스플레이(180)로 입력되어, 해당 영상 신호에 대응하는 영상으로 표시될 수 있다. 또한, 제어부(170)에서 영상 처리된 영상 신호는 외부장치 인터페이스부(130)를 통하여 외부 출력장치로 입력될 수 있다.

제어부(170)에서 처리된 음성 신호는 오디오 출력부(185)로 음향 출력될 수 있다. 또한, 제어부(170)에서 처리된 음성 신호는 외부장치 인터페이스부(130)를 통하여 외부 출력장치로 입력될 수 있다.

도 3에는 도시되어 있지 않으나, 제어부(170)는 역다중화부, 영상처리부 등을 포함할 수 있다. 이에 대해서는 도 4을 참조하여 후술한다.

그 외, 제어부(170)는, 영상표시장치(100) 내의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(170)는 튜너부(110)를 제어하여, 사용자가 선택한 채널 또는 기저장된 채널에 해당하는 RF 방송을 선택(Tuning)하도록 제어할 수 있다.

또한, 제어부(170)는 사용자입력 인터페이스부(150)를 통하여 입력된 사용자 명령 또는 내부 프로그램에 의하여 영상표시장치(100)를 제어할 수 있다.

한편, 제어부(170)는, 영상을 표시하도록 디스플레이(180)를 제어할 수 있다. 이때, 디스플레이(180)에 표시되는 영상은, 정지 영상 또는 동영상일 수 있으며, 3D 영상일 수 있다.

한편, 제어부(170)는 디스플레이(180)에 표시되는 영상 중에, 소정 오브젝트에 대해 3D 오브젝트로 생성하여 표시되도록 할 수 있다. 예를 들어, 오브젝트는, 접속된 웹 화면(신문, 잡지 등), EPG(Electronic Program Guide), 다양한 메뉴, 위젯, 아이콘, 정지 영상, 동영상, 텍스트 중 적어도 하나일 수 있다.

이러한 3D 오브젝트는, 디스플레이(180)에 표시되는 영상과 다른 깊이를 가지도록 처리될 수 있다. 바람직하게는 3D 오브젝트가 디스플레이(180)에 표시되는 영상에 비해 돌출되어 보이도록 처리될 수 있다.

한편, 제어부(170)는, 촬영부(155)로부터 촬영된 영상에 기초하여, 사용자의 위치를 인식할 수 있다. 예를 들어, 사용자와 영상표시장치(100)간의 거리(z축 좌표)를 파악할 수 있다. 그 외, 사용자 위치에 대응하는 디스플레이(180) 내의 x축 좌표, 및 y축 좌표를 파악할 수 있다.

한편, 도면에 도시하지 않았지만, 채널 신호 또는 외부 입력 신호에 대응하는 썸네일 영상을 생성하는 채널 브라우징 처리부가 더 구비되는 것도 가능하다. 채널 브라우징 처리부는, 복조부(120)에서 출력한 스트림 신호(TS) 또는 외부장치 인터페이스부(130)에서 출력한 스트림 신호 등을 입력받아, 입력되는 스트림 신호로부터 영상을 추출하여 썸네일 영상을 생성할 수 있다. 생성된 썸네일 영상은 복호화딘 영상 등과 함께 스트림 복호화되어 제어부(170)로 입력될 수 있다. 제어부(170)는 입력된 썸네일 영상을 이용하여 복수의 썸네일 영상을 구비하는 썸네일 리스트를 디스플레이(180)에 표시할 수 있다.

이때의 썸네일 리스트는, 디스플레이(180)에 소정 영상을 표시한 상태에서 일부 영역에 표시되는 간편 보기 방식으로 표시되거나, 디스플레이(180)의 대부분 영역에 표시되는 전체 보기 방식으로 표시될 수 있다. 이러한 썸네일 리스트 내의 썸네일 영상은 순차적으로 업데이트 될 수 있다.

디스플레이(180)는, 제어부(170)에서 처리된 영상 신호, 데이터 신호, OSD 신호, 제어 신호 또는 외부장치 인터페이스부(130)에서 수신되는 영상 신호, 데이터 신호, 제어 신호 등을 변환하여 구동 신호를 생성한다.

디스플레이(180)는 PDP, LCD, OLED, 플렉시블 디스플레이(flexible display)등이 가능하며, 또한, 3차원 디스플레이(3D display)가 가능하다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이(180)는, 별도의 안경(glass)이 필요 없는 무안경 방식의 3D 영상 표시 가능한 디스플레이이다. 이를 위해, 렌티큘러 방식의 렌즈부(195)를 구비한다.

전원 공급부(190)는, 영상표시장치(100) 내의 전반적인 전원을 공급한다. 이에 따라, 영상표시장치(100) 내의 각 모듈 또는 유닛 등이 동작할 수 있게 된다.

또한, 디스플레이(180)는 2D 영상 영역과 3D 영상 영역을 포함하도록 구성할 수 있으며, 이러한 경우에 전원 공급부(190)는, 서로 다른 제1 전원과 제2 전원을 렌즈부(195)에 공급할 수 있다. 이러한 제1 전원 공급 및 제2 전원 공급은, 제어부(170)의 제어에 의하여 수행될 수 있다.

렌즈부(195)는, 인가되는 전원에 따라 광의 진행 방향을 가변한다.

디스플레이(180)의 2D 영상 영역에 대응하는 렌즈부의 제1 영역에는 제1 전원이 인가될 수 있으며, 이에 따라, 디스플레이(180)의 2D 영상 영역에서 방출되는 광과 동일한 방향으로 광이 방출될 수 있다. 이에 따라, 표시되는 2D 영상을 사용자가 2D 영상으로 인지하게 된다.

다른 예로, 디스플레이(180)의 3D 영상 영역에 대응하는 렌즈부의 제2 영역에는 제2 전원이 인가될 수 있으며, 이에 따라, 디스플레이(180)의 3D 영상 영역에서 방출되는 광이 산란되어, 산란된 광이 발생하게 된다. 이에 따라 3D 효과가 발생하여, 표시되는 3D 영상을 별도의 글래스 착용 없이도 사용자가 입체 영상으로 인지하게 된다.

한편, 렌즈부(195)는, 디스플레이(180)에 이격되어, 사용자 방향으로 배치될 수 있다. 특히, 렌즈부(195)는 디스플레이(180)와의 간격이 평행하거나, 소정각도로 경사지게 배치되거나, 오목하거나 볼록하게 배치될 수 있다. 한편, 렌즈부(195)는, 시트 형태로 배치될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 렌즈부(195)는, 렌즈 시트라고 명명될 수도 있다.

한편, 디스플레이(180)는, 터치 스크린으로 구성되어 출력 장치 이외에 입력 장치로 사용되는 것도 가능하다.

오디오 출력부(185)는, 제어부(170)에서 음성 처리된 신호를 입력 받아 음성으로 출력한다.

촬영부(155)는 사용자를 촬영한다. 촬영부(155)는 1 개의 카메라로 구현되는 것이 가능하나, 이에 한정되지 않으며, 복수 개의 카메라로 구현되는 것도 가능하다. 한편, 촬영부(155)는 디스플레이(180) 상부에 영상표시장치(100)에 매립되거나 또는 별도로 배치될 수 있다. 촬영부(155)에서 촬영된 영상 정보는 제어부(170)에 입력될 수 있다.

제어부(170)는, 촬영부(155)로부터 촬영된 영상, 또는 센서부(미도시)로부터의 감지된 신호 각각 또는 그 조합에 기초하여 사용자의 제스처를 감지할 수 있다.

원격제어장치(200)는, 사용자 입력을 사용자입력 인터페이스부(150)로 송신한다. 이를 위해, 원격제어장치(200)는, 블루투스(Bluetooth), RF(Radio Frequency) 통신, 적외선(IR) 통신, UWB(Ultra Wideband), 지그비(ZigBee) 방식 등을 사용할 수 있다. 또한, 원격제어장치(200)는, 사용자입력 인터페이스부(150)에서 출력한 영상, 음성 또는 데이터 신호 등을 수신하여, 이를 원격제어장치(200)에서 표시하거나 음성 출력할 수 있다.

한편, 상술한 영상표시장치(100)는, 고정형 또는 이동형 디지털 방송 수신 가능한 디지털 방송 수신기일 수 있다.

한편, 본 명세서에서 기술되는 영상표시장치는, TV 수상기, 모니터, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(notebook computer), 디지털 방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player) 등이 포함될 수 있다.

한편, 도 2에 도시된 영상표시장치(100)의 블록도는 본 발명의 일실시예를 위한 블록도이다. 블록도의 각 구성요소는 실제 구현되는 영상표시장치(100)의 사양에 따라 통합, 추가, 또는 생략될 수 있다. 즉, 필요에 따라 2 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나, 혹은 하나의 구성요소가 2 이상의 구성요소로 세분되어 구성될 수 있다. 또한, 각 블록에서 수행하는 기능은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것이며, 그 구체적인 동작이나 장치는 본 발명의 권리범위를 제한하지 아니한다.

한편, 영상표시장치(100)는 도 3에 도시된 바와 달리, 도 3의 도시된 튜너부(110)와 복조부(120)를 구비하지 않고, 네트워크 인터페이스부(130) 또는 외부장치 인터페이스부(135)를 통해서, 영상 컨텐츠를 수신하고, 이를 재생할 수도 있다.

한편, 영상표시장치(100)는, 장치 내에 저장된 영상 또는 입력되는 영상의 신호 처리를 수행하는 영상신호 처리장치의 일예이다, 영상신호 처리장치의 다른 예로는, 도 2에서 도시된 디스플레이(180)와 오디오 출력부(185)가 제외된 셋탑 박스, 상술한 DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 게임기기, 컴퓨터 등이 더 예시될 수 있다.

도 3은 도 2의 제어부의 내부 블록도이다.

도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일실시예에 의한 제어부(170)는, 역다중화부(310), 영상 처리부(320), 프로세서(330), OSD 생성부(340), 믹서(345), 프레임 레이트 변환부(350), 및 포맷터(360)를 포함할 수 있다. 그 외 오디오 처리부(미도시), 데이터 처리부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

역다중화부(310)는, 입력되는 스트림을 역다중화한다. 예를 들어, MPEG-2 TS가 입력되는 경우 이를 역다중화하여, 각각 영상, 음성 및 데이터 신호로 분리할 수 있다. 여기서, 역다중화부(310)에 입력되는 스트림 신호는, 튜너부(110) 또는 복조부(120) 또는 외부장치 인터페이스부(130)에서 출력되는 스트림 신호일 수 있다.

영상 처리부(320)는, 역다중화된 영상 신호의 영상 처리를 수행할 수 있다. 이를 위해, 영상 처리부(320)는, 영상 디코더(225), 및 스케일러(235)를 구비할 수 있다.

영상 디코더(225)는, 역다중화된 영상신호를 복호화하며, 스케일러(235)는, 복호화된 영상신호의 해상도를 디스플레이(180)에서 출력 가능하도록 스케일링(scaling)을 수행한다.

영상 디코더(225)는 다양한 규격의 디코더를 구비하는 것이 가능하다.

한편, 영상 처리부(320)에서 복호화된 영상 신호는, 2D 영상 신호만 있는 경우, 2D 영상 신호와 3D 영상 신호가 혼합된 경우, 및 3D 영상 신호만 있는 경우로 구분될 수 있다.

예를 들어, 외부 장치(190)으로부터 입력되는 외부 영상 신호 또는 튜너부(110)에서 수신되는 방송 신호의 방송 영상 신호가, 2D 영상 신호만 있는 경우, 2D 영상 신호와 3D 영상 신호가 혼합된 경우, 및 3D 영상 신호만 있는 경우로 구분될 수 있으며, 이에 따라, 이후의 제어부(170), 특히 영상 처리부(320) 등에서 신호 처리되어, 각각 2D 영상 신호, 2D 영상 신호와 3D 영상 신호의 혼합 신호, 3D 영상 신호가 출력될 수 있다.

한편, 영상 처리부(320)에서 복호화된 영상 신호는, 다양한 포맷의 3D 영상 신호일 수 있다. 예를 들어, 색차 영상(color image) 및 깊이 영상(depth image)으로 이루어진 3D 영상 신호일 수 있으며, 또는 복수 시점 영상 신호로 이루어진 3D 영상 신호 등일 수 있다. 복수 시점 영상 신호는, 예를 들어, 좌안 영상 신호와 우안 영상 신호를 포함할 수 있다.

여기서, 3D 영상 신호의 포맷은, 좌안 영상 신호(L)와 우안 영상 신호(R)를 좌,우로 배치하는 사이드 바이 사이드(Side by Side) 포맷, 상,하로 배치하는 탑 다운(Top / Down) 포맷, 시분할로 배치하는 프레임 시퀀셜(Frame Sequential) 포맷, 좌안 영상 신호와 우안 영상 신호를 라인 별로 혼합하는 인터레이스 (Interlaced) 포맷, 좌안 영상 신호와 우안 영상 신호를 박스 별로 혼합하는 체커 박스(Checker Box) 포맷 등일 수 있다.

프로세서(330)는, 영상표시장치(100) 내 또는 제어부(170) 내의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(330)는 튜너(110)를 제어하여, 사용자가 선택한 채널 또는 기저장된 채널에 해당하는 RF 방송을 선택(Tuning)하도록 제어할 수 있다.

또한, 프로세서(330)는, 사용자입력 인터페이스부(150)를 통하여 입력된 사용자 명령 또는 내부 프로그램에 의하여 영상표시장치(100)를 제어할 수 있다.

또한, 프로세서(330)는, 네트워크 인터페이스부(135) 또는 외부장치 인터페이스부(130)와의 데이터 전송 제어를 수행할 수 있다.

또한, 프로세서(330)는, 제어부(170) 내의 역다중화부(310), 영상 처리부(320), OSD 생성부(340) 등의 동작을 제어할 수 있다.

OSD 생성부(340)는, 사용자 입력에 따라 또는 자체적으로 OSD 신호를 생성한다. 예를 들어, 사용자 입력 신호에 기초하여, 디스플레이(180)의 화면에 각종 정보를 그래픽(Graphic)이나 텍스트(Text)로 표시하기 위한 신호를 생성할 수 있다. 생성되는 OSD 신호는, 영상표시장치(100)의 사용자 인터페이스 화면, 다양한 메뉴 화면, 위젯, 아이콘 등의 다양한 데이터를 포함할 수 있다. 또한, 생성되는 OSD 신호는, 2D 오브젝트 또는 3D 오브젝트를 포함할 수 있다.

또한, OSD 생성부(340)는, 원격제어장치(200)로부터 입력되는 포인팅 신호에 기초하여, 디스플레이에 표시 가능한, 포인터를 생성할 수 있다. 특히, 이러한 포인터는, 포인팅 신호 처리부에서 생성될 수 있으며, OSD 생성부(240)는, 이러한 포인팅 신호 처리부(미도시)를 포함할 수 있다. 물론, 포인팅 신호 처리부(미도시)가 OSD 생성부(240) 내에 구비되지 않고 별도로 마련되는 것도 가능하다.

믹서(345)는, OSD 생성부(340)에서 생성된 OSD 신호와 영상 처리부(320)에서 영상 처리된 복호화된 영상 신호를 믹싱할 수 있다. 이때, OSD 신호와 복호화된 영상 신호는 각각 2D 신호 및 3D 신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 믹싱된 영상 신호는 프레임 레이트 변환부(350)에 제공된다.

프레임 레이트 변환부(Frame Rate Conveter, FRC)(350)는, 입력되는 영상의 프레임 레이트를 변환할 수 있다. 한편, 프레임 레이트 변환부(350)는, 별도의 프레임 레이트 변환 없이, 그대로 출력하는 것도 가능하다.

포맷터(360)는, 프레임 레이트 변환된 3D 영상을 배열할 수 있다.

한편, 포맷터(Formatter)(360)는, 믹서(345)에서 믹싱된 신호, 즉 OSD 신호와 복호화된 영상 신호를 입력받아, 2D 영상 신호와 3D 영상 신호를 분리할 수 있다.

한편, 본 명세서에서, 3D 영상 신호는 3D 오브젝트를 포함하는 것을 의미하며, 이러한 오브젝트의 예로는 PIP(picuture in picture) 영상(정지 영상 또는 동영상), 방송 프로그램 정보를 나타내는 EPG, 다양한 메뉴, 위젯, 아이콘, 텍스트, 영상 내의 사물, 인물, 배경, 웹 화면(신문, 잡지 등) 등이 있을 수 있다.

한편, 포맷터(360)는, 3D 영상 신호의 포맷을 변경할 수 있다. 예를 들어, 상술한 다양한 포맷으로 3D 영상이 입력되는 경우, 복수 시점 영상으로 변경할 수 있다. 특히, 복수 시점 영상이 반복되도록 변경할 수 있다. 이에 의해, 무안경 타입의 3D 영상이 표시될 수 있게 된다.

한편, 포맷터(360)는, 2D 영상 신호를 3D 영상 신호로 전환할 수도 있다. 예를 들어, 3D 영상 생성 알고리즘에 따라, 2D 영상 신호 내에서 에지(edge) 또는 선택 가능한 오브젝트를 검출하고, 검출된 에지(edge)에 따른 오브젝트 또는 선택 가능한 오브젝트를 3D 영상 신호로 분리하여 생성할 수 있다. 이때, 생성된 3D 영상 신호는, 상술한 바와 같이, 복수 시점 영상 신호일 수 있다.

한편, 도면에서는 도시하지 않았지만, 포맷터(360) 이후에, 3D 효과(3-dimensional effect) 신호 처리를 위한 3D 프로세서(미도시)가 더 배치되는 것도 가능하다. 이러한 3D 프로세서(미도시)는, 3D 효과의 개선을 위해, 영상 신호의 밝기(brightness), 틴트(Tint) 및 색조(Color) 조절 등을 처리할 수 있다.

한편, 제어부(170) 내의 오디오 처리부(미도시)는, 역다중화된 음성 신호의 음성 처리를 수행할 수 있다. 이를 위해 오디오 처리부(미도시)는 다양한 디코더를 구비할 수 있다.

또한, 제어부(170) 내의 오디오 처리부(미도시)는, 베이스(Base), 트레블(Treble), 음량 조절 등을 처리할 수 있다.

제어부(170) 내의 데이터 처리부(미도시)는, 역다중화된 데이터 신호의 데이터 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 역다중화된 데이터 신호가 부호화된 데이터 신호인 경우, 이를 복호화할 수 있다. 부호화된 데이터 신호는, 각 채널에서 방영되는 방송프로그램의 시작시간, 종료시간 등의 방송정보를 포함하는 EPG(Electronic Progtam Guide) 정보일 수 있다.

한편, 도 3에서는 OSD 생성부(340)와 영상 처리부(320)로부터의 신호를 믹서(345)에서 믹싱한 후, 포맷터(360)에서 3D 처리 등을 하는 것으로 도시하나, 이에 한정되지 않으며, 믹서가 포맷터 뒤에 위치하는 것도 가능하다. 즉, 영상 처리부(320)의 출력을 포맷터(360)에서 3D 처리하고, OSD 생성부(340)는 OSD 생성과 함께 3D 처리를 수행한 후, 믹서(345)에서 각각의 처리된 3D 신호를 믹싱하는 것도 가능하다.

한편, 도 3에 도시된 제어부(170)의 블록도는 본 발명의 일실시예를 위한 블록도이다. 블록도의 각 구성요소는 실제 구현되는 제어부(170)의 사양에 따라 통합, 추가, 또는 생략될 수 있다.

특히, 프레임 레이트 변환부(350), 및 포맷터(360)는 제어부(170) 내에 마련되지 않고, 각각 별도로 구비될 수도 있다.

도 4는 도 2의 원격제어장치의 제어 방법을 도시한 도면이다.

도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 디스플레이(180)에 원격제어장치(200)에 대응하는 포인터(205)가 표시되는 것을 예시한다.

사용자는 원격제어장치(200)를 상하, 좌우(도 4의 (b)), 앞뒤(도 4의 (c))로 움직이거나 회전할 수 있다. 영상표시장치의 디스플레이(180)에 표시된 포인터(205)는 원격제어장치(200)의 움직임에 대응한다. 이러한 원격제어장치(200)는, 도면과 같이, 3D 공간 상의 움직임에 따라 해당 포인터(205)가 이동되어 표시되므로, 공간 리모콘이라 명명할 수 있다.

도 4의 (b)는 사용자가 원격제어장치(200)를 왼쪽으로 이동하면, 영상표시장치의 디스플레이(180)에 표시된 포인터(205)도 이에 대응하여 왼쪽으로 이동하는 것을 예시한다.

원격제어장치(200)의 센서를 통하여 감지된 원격제어장치(200)의 움직임에 관한 정보는 영상표시장치로 전송된다. 영상표시장치는 원격제어장치(200)의 움직임에 관한 정보로부터 포인터(205)의 좌표를 산출할 수 있다. 영상표시장치는 산출한 좌표에 대응하도록 포인터(205)를 표시할 수 있다.

도 4의 (c)는, 원격제어장치(200) 내의 특정 버튼을 누른 상태에서, 사용자가 원격제어장치(200)를 디스플레이(180)에서 멀어지도록 이동하는 경우를 예시한다. 이에 의해, 포인터(205)에 대응하는 디스플레이(180) 내의 선택 영역이 줌인되어 확대 표시될 수 있다. 이와 반대로, 사용자가 원격제어장치(200)를 디스플레이(180)에 가까워지도록 이동하는 경우, 포인터(205)에 대응하는 디스플레이(180) 내의 선택 영역이 줌아웃되어 축소 표시될 수 있다. 한편, 원격제어장치(200)가 디스플레이(180)에서 멀어지는 경우, 선택 영역이 줌아웃되고, 원격제어장치(200)가 디스플레이(180)에 가까워지는 경우, 선택 영역이 줌인될 수도 있다.

한편, 원격제어장치(200) 내의 특정 버튼을 누른 상태에서는 상하, 좌우 이동의 인식이 배제될 수 있다. 즉, 원격제어장치(200)가 디스플레이(180)에서 멀어지거나 접근하도록 이동하는 경우, 상,하,좌,우 이동은 인식되지 않고, 앞뒤 이동만 인식되도록 할 수 있다. 원격제어장치(200) 내의 특정 버튼을 누르지 않은 상태에서는, 원격제어장치(200)의 상,하, 좌,우 이동에 따라 포인터(205)만 이동하게 된다.

한편, 포인터(205)의 이동속도나 이동방향은 원격제어장치(200)의 이동속도나 이동방향에 대응할 수 있다.

도 5는 도 2의 원격제어장치의 내부 블록도이다.

도면을 참조하여 설명하면, 원격제어장치(200)는 무선통신부(420), 사용자 입력부(435), 센서부(440), 출력부(450), 전원공급부(460), 저장부(470), 제어부(480)를 포함할 수 있다.

무선통신부(420)는 전술하여 설명한 본 발명의 실시예들에 따른 영상표시장치 중 임의의 어느 하나와 신호를 송수신한다. 본 발명의 실시예들에 따른 영상표시장치들 중에서, 하나의 영상표시장치(100)를 일예로 설명하도록 하겠다.

본 실시예에서, 원격제어장치(200)는 RF 통신규격에 따라 영상표시장치(100)와 신호를 송수신할 수 있는 RF 모듈(421)을 구비할 수 있다. 또한 원격제어장치(200)는 IR 통신규격에 따라 영상표시장치(100)와 신호를 송수신할 수 있는 IR 모듈(423)을 구비할 수 있다.

본 실시예에서, 원격제어장치(200)는 영상표시장치(100)로 원격제어장치(200)의 움직임 등에 관한 정보가 담긴 신호를 RF 모듈(421)을 통하여 전송한다.

또한, 원격제어장치(200)는 영상표시장치(100)가 전송한 신호를 RF 모듈(421)을 통하여 수신할 수 있다. 또한, 원격제어장치(200)는 필요에 따라 IR 모듈(423)을 통하여 영상표시장치(100)로 전원 온/오프, 채널 변경, 볼륨 변경 등에 관한 명령을 전송할 수 있다.

사용자 입력부(430)는 키패드, 버튼, 터치 패드, 또는 터치 스크린 등으로 구성될 수 있다. 사용자는 사용자 입력부(430)를 조작하여 원격제어장치(200)으로 영상표시장치(100)와 관련된 명령을 입력할 수 있다. 사용자 입력부(430)가 하드키 버튼을 구비할 경우 사용자는 하드키 버튼의 푸쉬 동작을 통하여 원격제어장치(200)으로 영상표시장치(100)와 관련된 명령을 입력할 수 있다. 사용자 입력부(430)가 터치스크린을 구비할 경우 사용자는 터치스크린의 소프트키를 터치하여 원격제어장치(200)으로 영상표시장치(100)와 관련된 명령을 입력할 수 있다. 또한, 사용자 입력부(430)는 스크롤 키나, 조그 키 등 사용자가 조작할 수 있는 다양한 종류의 입력수단을 구비할 수 있으며 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 제한하지 아니한다.

센서부(440)는 자이로 센서(441) 또는 가속도 센서(443)를 구비할 수 있다. 자이로 센서(441)는 원격제어장치(200)의 움직임에 관한 정보를 센싱할 수 있다.

일예로, 자이로 센서(441)는 원격제어장치(200)의 동작에 관한 정보를 x,y,z 축을 기준으로 센싱할 수 있다. 가속도 센서(443)는 원격제어장치(200)의 이동속도 등에 관한 정보를 센싱할 수 있다. 한편, 거리측정센서를 더 구비할 수 있으며, 이에 의해, 디스플레이(180)와의 거리를 센싱할 수 있다.

출력부(450)는 사용자 입력부(430)의 조작에 대응하거나 영상표시장치(100)에서 전송한 신호에 대응하는 영상 또는 음성 신호를 출력할 수 있다. 출력부(450)를 통하여 사용자는 사용자 입력부(430)의 조작 여부 또는 영상표시장치(100)의 제어 여부를 인지할 수 있다.

일예로, 출력부(450)는 사용자 입력부(430)가 조작되거나 무선 통신부(420)을 통하여 영상표시장치(100)와 신호가 송수신되면 점등되는 LED 모듈(451), 진동을 발생하는 진동 모듈(453), 음향을 출력하는 음향 출력 모듈(455), 또는 영상을 출력하는 디스플레이 모듈(457)을 구비할 수 있다.

전원공급부(460)는 원격제어장치(200)으로 전원을 공급한다. 전원공급부(460)는 원격제어장치(200)이 소정 시간 동안 움직이지 않은 경우 전원 공급을 중단함으로서 전원 낭비를 줄일 수 있다. 전원공급부(460)는 원격제어장치(200)에 구비된 소정 키가 조작된 경우에 전원 공급을 재개할 수 있다.

저장부(470)는 원격제어장치(200)의 제어 또는 동작에 필요한 여러 종류의 프로그램, 애플리케이션 데이터 등이 저장될 수 있다. 만일 원격제어장치(200)가 영상표시장치(100)와 RF 모듈(421)을 통하여 무선으로 신호를 송수신할 경우 원격제어장치(200)와 영상표시장치(100)는 소정 주파수 대역을 통하여 신호를 송수신한다. 원격제어장치(200)의 제어부(480)는 원격제어장치(200)와 페어링된 영상표시장치(100)와 신호를 무선으로 송수신할 수 있는 주파수 대역 등에 관한 정보를 저장부(470)에 저장하고 참조할 수 있다.

제어부(480)는 원격제어장치(200)의 제어에 관련된 제반사항을 제어한다. 제어부(480)는 사용자 입력부(430)의 소정 키 조작에 대응하는 신호 또는 센서부(440)에서 센싱한 원격제어장치(200)의 움직임에 대응하는 신호를 무선 통신부(420)를 통하여 영상표시장치(100)로 전송할 수 있다.

영상표시장치(100)의 사용자 입력 인터페이스부(150)는, 원격제어장치(200)와 무선으로 신호를 송수신할 수 있는 무선통신부(411)와, 원격제어장치(200)의 동작에 대응하는 포인터의 좌표값을 산출할 수 있는 좌표값 산출부(415)를 구비할 수 있다.

사용자 입력 인터페이스부(150)는, RF 모듈(412)을 통하여 원격제어장치(200)와 무선으로 신호를 송수신할 수 있다. 또한 IR 모듈(413)을 통하여 원격제어장치(200)이 IR 통신 규격에 따라 전송한 신호를 수신할 수 있다.

좌표값 산출부(415)는 무선통신부(411)를 통하여 수신된 원격제어장치(200)의 동작에 대응하는 신호로부터 손떨림이나 오차를 수정하여 디스플레이(170)에 표시할 포인터(202)의 좌표값(x,y)을 산출할 수 있다.

사용자 입력 인터페이스부(150)를 통하여 영상표시장치(100)로 입력된 원격제어장치(200) 전송 신호는 영상표시장치(100)의 제어부(170)로 전송된다. 제어부(170)는 원격제어장치(200)에서 전송한 신호로부터 원격제어장치(200)의 동작 및 키 조작에 관한 정보를 판별하고, 그에 대응하여 영상표시장치(100)를 제어할 수 있다.

또 다른 예로, 원격제어장치(200)는, 그 동작에 대응하는 포인터 좌표값을 산출하여 영상표시장치(100)의 사용자 입력 인터페이스부(150)로 출력할 수 있다. 이 경우, 영상표시장치(100)의 사용자 입력 인터페이스부(150)는 별도의 손떨림이나 오차 보정 과정 없이 수신된 포인터 좌표값에 관한 정보를 제어부(170)로 전송할 수 있다.

또한, 다른 예로, 좌표값 산출부(415)가, 도면과 달리 사용자 입력 인터페이스부(150)가 아닌, 제어부(170) 내부에 구비되는 것도 가능하다.

도 6은 좌안 영상과 우안 영상에 의해 상이 맺히는 것을 설명하는 도면이며, 도 7은 좌안 영상과 우안 영상의 간격에 따른 3D 영상의 깊이를 설명하는 도면이다.

먼저, 도 6을 참조하면, 복수의 영상 또는 복수의 오브젝트들(515,525,535,545)이 예시된다.

먼저, 제1 오브젝트(515)는, 제1 좌안 영상신호에 기초하는 제1 좌안 영상(511,L)과 제1 우안 영상신호에 기초하는 제1 우안 영상(513,R)를 포함하며, 제1 좌안 영상(511,L)과 제1 우안 영상(513,R)의 간격은 디스플레이(180) 상에서 d1 인 것이 예시된다. 이때, 사용자는 좌안(501)과 제1 좌안 영상(511)을 연결하는 연장선, 및 우안(503)과 제1 우안 영상(503)을 연결하는 연장선이 교차되는 지점에, 상이 맺히는 것처럼 인식한다. 따라서 사용자는 제1 오브젝트(515)가 디스플레이(180) 보다 뒤에 위치하는 것으로 인식한다.

다음, 제2 오브젝트(525)는, 제2 좌안 영상(521,L)과 제2 우안 영상(523,R)를 포함하며, 서로 겹쳐져 디스플레이(180)에 표시되므로, 그 간격은 0 인 것이 예시된다. 이에 따라, 사용자는 제2 오브젝트(525)가 디스플레이(180) 상에 위치 것으로 인식한다.

다음, 제3 오브젝트(535)와 제4 오브젝트(545)는, 각각 제3 좌안 영상(531,L)과 제2 우안 영상(533,R), 제4 좌안 영상(541,L)과 제4 우안 영상(543,R)를 포함하며, 그 간격이 각각 d3, d4 인 것이 예시된다.

상술한 방식에 따라, 사용자는 상이 맺히는 위치에, 각각 제3 오브젝트(535)와 제4 오브젝트(545)가 위치하는 것으로 인식하며, 도면에서는, 각각 디스플레이(180) 보다 앞에 위치하는 것으로 인식한다.

이때, 제4 오브젝트(545)가 제3 오브젝트(535) 보다 더 앞에, 즉 더 돌출되는 것으로 인식되며, 이는 제4 좌안 영상(541,L)과 제4 우안 영상(543,R)의 간격(d4)이, 제3 좌안 영상(531,L)과 제3 우안 영상(533,R)의 간격(d3) 보다 더 큰 것에 기인한다.

한편, 본 발명의 실시예에서는, 디스플레이(180)와 사용자에게 인식되는 오브젝트(515,525,535,545) 사이의 거리를 깊이(depth)로 표현한다. 이에 따라, 디스플레이(180)보다 뒤에 위치하고 있는 것처럼 사용자에게 인식되는 경우의 깊이(depth)는 음의 값(-)을 가지는 것으로 하며, 디스플레이(180)보다 앞에 위치하고 있는 것처럼 사용자에게 인식되는 경우의 깊이(depth)는 음의 값(+)을 가지는 것으로 한다. 즉, 사용자 방향으로 돌출 정도가 더 클수록, 깊이의 크기는 더 커지게 된다.

도 7을 보면, 도 7(a)의 좌안 영상(601)과 우안 영상(602) 간의 간격(a)이, 도 7(b)에 도시된 좌안 영상(601)과 우안 영상(602) 간의 간격(b)이 더 작은 경우, 도 7(a)의 3D 오브젝트의 깊이(a')가 도 7(b)의 3D 오브젝트의 깊이(b') 보다 더 작은 것을 알 수 있다.

이와 같이, 3D 영상이 좌안 영상과 우안 영상으로 예시되는 경우, 좌안 영상과 우안 영상 간의 간격에 의해, 사용자 입장에서 상이 맺히는 것으로 인식되는 위치가 달라지게 된다. 따라서, 좌안 영상과 우안 영상의 표시간격을 조절함으로써, 좌안 영상과 우안 영상으로 구성되는 3D 영상 또는 3D 오브젝트의 깊이를 조절할 수 있게 된다.

도 8 내지 도 11은 도 1의 영상표시장치의 디스플레이 내부 구성을 설명하기 위해 참조되는 도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 영상표시장치의 디스플레이(180)는 광원(710), 도광판(720), 광 스위치 모듈(730), 산란층(740), 복수의 투사(projection)채널(751)을 포함하는 투사 매트릭스(750), 이미지 매트릭스(760)를 포함할 수 있으며, 시청자 추적 모듈(770)을 더 포함할 수 있다.

광원(710)은 도광판(720)의 적어도 일 면에 배치되어, 발생된 광을 도광판(720)으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 광원(710)은 엘이디(LED: Light emitting diode)를 포함할 수 있으며, 광원(710)으로 엘이디를 사용하는 경우, 청색 LED 또는 UV LED를 포함할 수 있다. 다만 이에 한정하는 것은 아니다. 또한, 광원(710)을 복수 개 포함할 수 있다.

광원(710)이 배치되는 도광판(720)은 PMMA(polymethylmethacrylate)이나 투명 아크릴수지(resin)를 평면형태(flat type)로 형성할 수 있으며, 유리 재질로 형성하는 것도 가능하나, 이에 한정하지 않는다.

도광판(720)은 광원(710)으로부터 입사된 광을 도광판(720) 내부로 계속해서 전파하다가 광 스위치 모듈(730)의 특정 픽셀과 접하는 면에서 광 스위치 모듈(730)로 광을 투과시킬 수 있다. 이에 대해서는 도 11에서 자세히 후술하기로 한다.

광 스위치 모듈(730)은 복수의 픽셀을 포함하고, 상술한 바와 같이, 특정 픽셀에서, 광을 선택적으로 투과시킬 수 있다. 이때, 광 스위치 모듈(730) 일면에 산란층(740)을 포함하여, 투과된 광이 산란층(740)에서 산란되어, 투사 매트릭스(750)로 투사될 수 있다.

이때, 투사된 광은 이미지 매트릭스(760)로 조사되어, 특정 영역에 3D 이미지를 제공하게 된다.

시청자 추적 모듈(770)은, 도 2의 카메라를 포함하는 촬영부(155)로 구성될 수 있다. 촬영부(155)는 촬영 영상에 기초하여, 시청자의 위치를 감지할 수 있으며, 아이트랙킹(eyetracking)을 이용하여 시청자의 좌안 및 우안의 위치를 실시간으로 추적할 수 있다.

한편, 상기에서 설명한 디스플레이(180)의 구성요소는 본 발명의 일실시예일 뿐이며, 실제 구현되는 디스플레이(180)의 사양에 따라 상기 각 구성요소가 통합, 추가, 또는 생략될 수 있다. 즉, 필요에 따라 2 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나, 혹은 하나의 구성요소가 2 이상의 구성요소로 세분되어 구성될 수 있다.

예를 들어, 도 9와 같이, 도광판(820)의 적어도 일면을 곡면으로 형성하여, 투사 매트릭스(미도시)의 기능을 가지도록 구성할 수 있다. 이때, 광 스위치 모듈(830) 및 산란층(840)도 상기 도광판(820)의 형상을 따라 곡면으로 형성하여, 산란층(840)에서 산란되는 광을 평행광으로 변환할 수 있다.

또한, 각 구성요소에서 수행하는 기능은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것이며, 그 구체적인 동작이나 장치는 본 발명의 권리범위를 제한하지 아니한다.

한편, 도 10은 상기 도광판(720), 광 스위치 모듈(730) 및 산란층(740)의 구성을 나타내는 도이다.

도 10을 참조하면, 도광판(720)의 광원(미도시)이 배치된 면을 제외한 어느 하나의 면에는 광 스위치 모듈(730)이 배치될 수 있다. 즉, 도 10의 (a)와 같이, 도광판(720)의 제1 면(721)에 광 스위치 모듈(730)이 배치되거나, 도 10의 (b)와 같이, 도광판(720)의 제2 면(722)에 광 스위치 모듈(730)이 배치될 수 있다.

또한, 광 스위칭 모듈(730)은 제1 플레이트(735), 제2 플레이트(736) 및 복수의 픽셀(731, 732)을 포함할 수 있다.

제1 플레이트(735) 및 제2 플레이트(736)는 서로 대응되는 복수의 전극을 포함할 수 있으며, 제1 플레이트(735)와 제2 플레이트(736)는, 광 투과를 위해, 투명한 부재로 형성되는 것이 바람직하며, 또한, 전원 인가를 위해 금속 부재로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제1 플레이트(735)와 제2 플레이트(736)는 ITO 전극으로 형성될 수 있다.

한편, 복수의 픽셀(731, 732)은 각각 특정 시점 영역에 대응할 수 있다.

예를 들어, 복수의 픽셀(731, 732)은 제1 시점 영역에 대응하는 제1 픽셀 그룹, 제2 시점 영역에 대응하는 제2 픽셀 그룹, 제3 시점 영역에 대응하는 제3 픽셀 그룹, 제N 시점 영역에 대응하는 제N 픽셀 그룹을 포함할 수 있으며, 상기 픽셀 그룹에 포함되는 픽셀들은 규칙적으로 배열될 수 있다.

또한, 복수의 픽셀(731, 732)은 제1 플레이트(735) 및 제2 플레이트(736) 사이에 형성되며, 액정(LC) 물질을 포함할 수 있다.

한편, 복수의 픽셀(731, 732)에 전원을 인가하는 전원 공급부(190)를 더 포함할 수 있다.

이때, 액정은 제1 플레이트(735)와 제2 플레이트(736)에 인가되는 전원에 따라, 굴절율이 변할수 있어, 액정을 포함하는 복수의 픽셀(731, 732)은 인가되는 전원에 따라, 도광판(720)으로부터 입사되는 광을 투과시키거나 반사시킬 수 있다.

예를 들어, 도 10의 (a)와 같이, 제1 픽셀에 있어서, 제1 플레이트(735) 및 제2 플레이트(736) 사이에 제1 전압이 인가되는 경우, 제1 픽셀(731)에 포함된 액정의 굴절율은 도광판(720)의 굴절율보다 작아질 수 있어, 도광판(720)으로부터 입사되는 광이 전반사를 하게 된다.

반면에, 도 10의 (a)와 같이, 제2 픽셀에 있어서, 제1 플레이트(735) 및 제2 플레이트(736) 사이에 제2 전압이 인가되는 경우, 제2 픽셀(732)에 포함된 액정의 굴절율은 도광판(720)의 굴절율보다 클 수 있고, 이에 따라, 도광판(720)으로부터 입사되는 광이 전반사되지 않고 투과될 수 있다.

한편, 영상표시장치(100)는 광 스위칭 모듈(730)의 제1 플레이트 및 제2 플레이트 중 어느 하나와 접하는 산란층(740)을 더 포함할 수 있다.

예를 들어, 도 10의 (a)와 같이, 광 스위칭 모듈(730)이 도광판(720)의 제1 면(721)에 위치하는 경우, 산란층(740)은 제2 플레이트(736)와 접하는 면에 배치될 수 있다.

이때, 상기 접하는 면에는 표면이 불규칙적으로 형성된 난반사 면이 형성될 수 있으며, 액정을 투과한 광이 상기 난반사 면에서 산란될 수 있다.

반면에, 도 10의 (b)와 같이, 광 스위치 모듈(730)이 도광판(720)의 제2 면(722)에 위치하는 경우, 산란층(740)은 제1 플레이트(735)와 접하는 면에 배치될 수 있으며, 이때, 산란층(740)은 광확산입자를 포함하여, 산란층(740)으로 입사된 광을 산란시킬 수 있다.

한편, 도 11을 참조하면, 상기 산란된 광은, 투사 매트릭스(750)의 특정 지점으로 입사될 수 있으며, 광원(710)에서 발생된 광이 투사 매트릭스(750)의 원하는 지점으로 투사되도록 상기 지점에 대응하는 픽셀에 인가되는 전압을 조절할 수 있다.

한편, 투사 매트릭스(750)는 복수의 투사 채널(751)을 포함할 수 있으며, 복수의 투사 채널(751) 사이에는 차단막(753)을 포함하여, 특정 투사 채널로 투사된 광이 다른 투사 채널로 입사되지 않도록 상기 차단막(753)에서 광을 흡수할 수 있다.

앞에서 설명한 바와 같이, 복수의 픽셀은 복수 시점 영역에 대응하는 픽셀 그룹을 포함하고 있고, 특정 픽셀 그룹에서 투과된 광은 산란층(740)에서 산란되어, 투사 채널 각각의 특정 지점으로 투사될 수 있다.

또한, 투사 매트릭스(750)는 상기 투사 채널로 입사된 광을 이미지 매트릭스에 균일하게 투사하기 위한 복수의 렌즈(752)를 포함할 수 있으며, 상기 렌즈는 렌티큘러 렌즈일 수 있다.

한편, 산란층(740)에서 산란된 광이 투사 채널의 특정 지점을 통하여, 이미지 매트릭스(760)에 투사되면서, 이미지가 표시되는 시점 영역이 결정될 수 있다. 이에 대해서는 후술하기로 한다.

이미지 매트릭스(760)는 복수의 픽셀을 포함할 수 있으며, 상기 복수의 픽셀 값을 가변하여, 2D 이미지를 표시할 수 있다. 이때, 2D 이미지는 좌안 이미지 및 우안 이미지를 포함할 수 있으며, 또는 복수 시점 이미지를 표시할 수 있다.

상기 좌안 이미지 및 우안 이미지는 정해진 주기에 따라, 교대로 반복하여 이미지 매트릭스(760)에 표시될 수 있으며, 예를 들어, 한 프레임 표시에 있어서, 반 (1/2)프레임 동안은 좌안 이미지를, 나머지 반 프레임 동안은 우안 이미지를 표시할 수 있다.

또는 3개의 시점 이미지(복수 시점 이미지)를 표시하는 경우, 한 프레임 표시에 있어서, 1/3 프레임 동안은 제1 시점 이미지를, 1/3 프레임 동안은 제2 시점 이미지를, 1/3 프레임 동안은 제3 시점 이미지를 표시할 수 있다.

도 12 내지 도 15는 상기 입체 영상표시장치의 원리를 설명하기 위해 참조되는 도면이다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 시청자 추적모듈은, 촬영 영상에 기초하여, 시청자의 위치를 감지할 수 있으며, 아이트랙킹(eyetracking)을 이용하여 시청자의 좌안 및 우안의 위치를 실시간으로 추적할 수 있다.

제어부(170)는 시청자의 좌안 및 우안의 위치정보에 기초하여, 복수의 픽셀 중 상기 시청자의 좌안 및 우안이 위치한 시점 영역에 대응하는 픽셀 그룹의 전압을 가변시키도록 제어할 수 있다.

예를 들어, 시청자의 좌안(901)이 제1 시점 영역(910)에 위치하고, 시청자의 우안(902)이 제2 시점 영역(920)에 위치하는 경우, 제어부(170)는 제1 시점 영역에 대응하는 제1 픽셀 그룹에 제2 전압을 인가하고, 나머지 픽셀 그룹에는 제1 전압을 인가할 수 있다.

상기와 같이, 제1 픽셀 그룹에 제2 전압을 인가하는 경우, 제1 픽셀 그룹에 포함되는 픽셀들에서는 픽셀에 포함된 액정의 굴절율이 도광판의 굴절율보다 커지게 되고, 이에 따라, 도광판(720)으로부터 입사되는 광이 투과된다. 반면에, 제1 전압을 인가한 나머지 픽셀 그룹에서는 도광판(720)으로부터 입사되는 광이 전반사된다. 이에 따라, 산란층(740)의 제1 픽셀 그룹에 대응하는 영역에서만 광이 산란되어, 각 투사 채널(751)로 투사될 수 있으며, 렌즈(752) 등을 통하여, 이미지 매트릭스(760) 전체로 투사될 수 있다. 이때, 이미지 매트릭스(760)에는 좌안 이미지(L)가 표시될 수 있다.

한편, 이미지 매트릭스(760)로 투사된 광은, 제1 픽셀 그룹에 대응하는 제1 시점 영역(910)으로 집중되어, 제1 시점 영역(910)에 스윗 스폿(sweet spot)이 형성되고, 제1 시점 영역(810)에 위치하는 시청자의 좌안(801)은 이미지 매트릭스(760)에 표시되는 좌안 이미지(L)를 인식할 수 있다.

이때, 산란층(740)의 제2 픽셀 그룹에 대응하는 영역에서는 광이 산란되지 않고, 이에 따라, 제2 픽셀 그룹에 대응하는 제2 시점 영역(920)에는 다크 스폿(dark spot)이 형성되어, 시청자의 우안(902)은 이미지 매트릭스(760)에 표시되는 좌안 이미지(L)를 인식할 수 없다.

반면에, 도 13과 같이, 제어부(170)는 시청자의 우안(902)에 스윗 스폿(sweet spot)이 형성되도록 제어할 수 있다.

제어부(170)는 제2 시점 영역에 대응하는 제2 픽셀 그룹에 제2 전압을 인가하고, 나머지 픽셀 그룹에는 제1 전압을 인가할 수 있다.

상기와 같이, 제2 픽셀 그룹에 제2 전압을 인가하는 경우, 제2 픽셀 그룹에 포함되는 픽셀들에서는 픽셀에 포함된 액정의 굴절율이 도광판의 굴절율보다 커지게 되고, 이에 따라, 도광판으로부터 입사되는 광이 투과된다. 반면에, 제1 전압을 인가한 나머지 픽셀 그룹에서는 도광판으로부터 입사되는 광이 전반사된다. 이에 따라, 산란층(740)의 제2 픽셀 그룹에 대응하는 영역에서만 광이 산란되어, 각 투사 채널로 투사될 수 있으며, 렌즈(752) 등을 통하여, 이미지 매트릭스(760) 전체로 투사될 수 있다. 이때, 이미지 매트릭스(760)에는 우안 이미지(R)가 표시될 수 있다.

한편, 이미지 매트릭스(760)로 투사된 광은, 제2 픽셀 그룹에 대응하는 제2 시점 영역(920)으로 집중되어, 제2 시점 영역(920)에 스윗 스폿(sweet spot)이 형성되고, 제2 시점 영역(920)에 위치하는 시청자의 우안(902)은 이미지 매트릭스(760)에 표시되는 우안 이미지(R)를 인식할 수 있다.

이때, 산란층(740)의 제1 픽셀 그룹에 대응하는 영역에서는 광이 산란되지 않고, 이에 따라, 제1 픽셀 그룹에 대응하는 제1 시점 영역(910)에는 다크 스폿(dark spot)이 형성되어, 시청자의 좌안(901)은 이미지 매트릭스(760)에 표시되는 우안 이미지(R)를 인식할 수 없다.

상기와 같이, 좌안 및 우안에 대응하는 시점 영역에 스윗 스폿과 다크 스폿을 교대로 형성함으로써, 시청자의 좌안에는 좌안 이미지가 우안에는 우안 이미지가 교대로 인식될 수 있다. 이에 따라, 시청자는 별도의 안경 착용 없이도 입체 영상을 인지할 수 있다.

도 14 및 15를 참조하면, 복수의 시청자(제1 시청자 및 제2 시청자)가 존재하는 경우, 촬영부(155)는 복수의 시청자의 위치를 감지할 수 있으며, 아이트랙킹(eyetracking)을 이용하여 복수의 시청자의 좌안 및 우안의 위치를 실시간으로 추적할 수 있다.

이때, 제1 시청자 및 제2 시청자의 좌안(901, 903) 및 우안(902, 904)이 각각 제1 시점 영역(910), 제2 시점 영역(920), 제6 시점 영역(960) 및 제7 시점 영역(970)에 위치하는 경우를 예로 들어 설명한다.

제어부(170)는 복수의 픽셀 중 제1 시점 영역 및 제6 시점 영역에 대응하는 제1 픽셀 그룹 및 제6 픽셀 그룹에 제2 전압을 인가하고, 나머지 픽셀 그룹에는 제1 전압을 인가할 수 있다.

상기와 같이, 제1 픽셀 그룹 및 제6 픽셀 그룹에 제2 전압을 인가하는 경우, 제1 픽셀 그룹 및 제6 픽셀 그룹에 포함되는 픽셀들에서는 픽셀에 포함된 액정의 굴절율이 도광판(720)의 굴절율보다 커지게 되고, 이에 따라, 도광판(720)으로부터 입사되는 광이 투과된다. 반면에, 제1 전압을 인가한 나머지 픽셀 그룹에서는 도광판으로부터 입사되는 광이 전반사된다. 이에 따라, 산란층(740)의 제1 픽셀 그룹 및 제6 픽셀 그룹에 대응하는 영역에서만 광이 산란되어, 각 투사 채널로 투사될 수 있으며, 렌즈(752) 등을 통하여, 이미지 매트릭스(760) 전체로 투사될 수 있다.

이때, 이미지 매트릭스(760)에는 좌안 이미지(L)가 표시될 수 있으며, 이미지 매트릭스(760)로 투사된 광은, 제1 픽셀 그룹 및 제6 픽셀 그룹에 대응하는 제1 시점 영역(910) 및 제6 시점 영역(960)으로 집중되어, 제1 시점 영역(910) 및 제6 시점 영역(960)에 스윗 스폿(sweet spot)이 형성한다.

이에 따라, 제1 시점 영역(910) 및 제6 시점 영역(960)에 위치하는 제1 시청자및 제2 시청자의 좌안(901, 903)은 이미지 매트릭스(760)에 표시되는 좌안 이미지(L)를 인식할 수 있다.

이때, 제2 시점 영역(920) 및 제7 시점 영역(970)에 대응하는 픽셀 그룹에서는 광이 투과되지 않아, 다크 스폿(dark spot)이 형성되며, 제1 시청자 및 제2 시청자의 우안(902, 904)은 이미지 매트릭스(760)에 표시되는 좌안 이미지(L)를 인식할 수 없다.

반면에, 도 15와 같이, 제어부(170)는 제2 시점 영역(920) 및 제7 시점 영역(970)에 대응하는 제2 픽셀 그룹 및 제7 픽셀 그룹에 제2 전압을 인가하고, 나머지 픽셀 그룹에는 제1 전압을 인가할 수 있다.

이러한 경우, 제2 시점 영역(920) 및 제7 시점 영역(970)에 광이 집중되고, 스윗 스폿이 형성되어, 제1 시청자 및 제2 시청자의 우안(902, 904)은 이미지 매트릭스에(760)에 표시되는 우안 이미지(R)를 인식할 수 있다.

이때, 제1 시점 영역 및 제6 시점 영역에 대응하는 픽셀 그룹에서는 광이 투과되지 않아, 다크 스폿(dark spot)이 형성되며, 제1 시청자 및 제2 시청자의 좌안(901, 903)은 이미지 매트릭스(760)에 표시되는 우안 이미지(L)를 인식할 수 없다.

상기와 같이, 시청자가 복수인 경우에도, 복수의 시청자 각각의 좌안 및 우안에 대응하는 시점 영역에 스윗 스폿과 다크 스폿을 교대로 형성함으로써, 복수의 시청자의 좌안에는 좌안 이미지가 우안에는 우안 이미지가 인식될 수 있다. 이에 따라, 복수의 시청자는 별도의 안경 착용 없이도 입체 영상을 인지할 수 있다.

상기에서는 좌안 이미지 및 우안 이미지를 포함하는 2개의 이미지가 이미지 매트릭스에 표시되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정하지 않고, 이미지 매트릭스에 복수 시점 이미지가 차례로 표시되는 경우에도 동일하게 적용할 수 있다.

본 발명에 따른 영상표시장치는 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

한편, 본 발명은 영상표시장치에 구비된 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한, 인터넷을 통한 전송 등과 같은 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 프로세서가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 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 안될 것이다.

Claims (11)

1. 시청자의 위치를 추적하는 시청자 추적모듈;
   광원으로부터 방출된 광을 수신하도록 배치되는 도광판;
   상기 도광판과 접하도록 배치되며, 상기 시청자의 위치에 기초하여, 상기 도광판으로부터 입사되는 광을 투과시키거나 반사시키는 복수의 픽셀을 포함하는 광 스위치 모듈;
   상기 복수의 픽셀로부터 투과된 광을 산란시키는 산란층;
   상기 산란된 광이 투사되며, 복수의 투사 채널을 포함하는 투사 매트릭스; 및
   상기 투사 매트릭스에서 방출된 광이 조사되고, 복수 시점 이미지가 표시되는 이미지 매트릭스를 포함하는 영상표시장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 픽셀은,
   서로 이격되어 배치되며, 전원이 인가되는 제1 플레이트 및 제2 플레이트; 및
   상기 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이에 배치되는 액정을 포함하는 영상표시장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 픽셀에 전원을 인가하는 전원 공급부;
   상기 복수의 픽셀 중, 상기 시청자의 위치에 대응하는 픽셀에는 제1 전압을 인가하고, 나머지 픽셀에는 제2 전압을 인가하도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 영상표시장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 전압을 인가한 픽셀에서는, 상기 도광판으로부터 입사되는 광이 투과되고, 상기 제2 전압을 인가한 픽셀에서는 상기 도광판으로부터 입사되는 광이 반사되는 영상표시장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 시청자 추적 모듈은,
   시청자의 좌안 및 우안의 위치를 추적하여, 상기 위치에 관한 정보를 상기 제어부로 전송하는 영상표시장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 투사 매트릭스는 복수의 투사 채널을 분리하는 차단막을 더 포함하고, 상기 차단막은 투사 채널에 입사된 광이 인접한 투사 채널로 진행하지 않도록 광을 차단하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 투사 매트릭스는 렌즈를 더 포함하는 영상표시장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 이미지 매트릭스는 좌안 이미지 및 우안 이미지를 일정한 주기를 가지고 교대로 표시하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 시청자의 좌안 및 우안이 위치한 시점 영역에 스윗 스폿(sweet spot)과 다크 스폿(dark spot)을 일정한 주기를 가지고 교대로 형성하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 광원은 LED를 포함하는 영상표시장치.
11. 제1항에 있어서,
    상기 시청자 추적 모듈은,
    아이트래킹(eye tracking) 기법을 통하여, 상기 시청자의 위치를 추적하는 영상표시장치.

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