KR20160042277A - 3차원 안경 및 이의 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

3차원 안경은 좌안 글래스 및 우안 글래스를 구비하는 글래스부, 표시 장치의 위치를 인식하는 센서, 표시 장치의 위치에 기반하여 표시 장치로부터 표시되는 제1 영상이 글래스부로 투과되는 투과 영역을 결정하는 투과 영역 결정부, 및 투과 영역에서 외광을 투과시키고, 투과 영역 이외의 차단 영역에서 외광을 차단하도록 글래스부를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

3차원 안경 및 이의 구동 방법{3D GLASSES AND METHOD OF DRIVING THE SAME}
본 발명은 3차원 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 3차원 표시 장치를 위한 3차원 안경 및 3차원 안경의 구동 방법에 관한 것이다.
3차원 표시 장치는 양안의 시차(binocular disparity)를 이용하여 가상적으로 입체감을 느낄 수 있는 표시 장치를 의미한다. 즉, 3차원 표시 장치는 좌안 영상을 좌안에 전달하고, 우안 영상을 우안에 전달함으로써, 양안에 대해 시차를 형성하여 입체감을 구현한다. 3차원 표시 장치는 3차원 안경을 사용하는 안경 사용 방식과 3차원 안경을 사용하지 않는 비안경 사용 방식으로 구분된다.
구체적으로, 안경 사용 방식은 상호 보색 관계에 있는 색 필터를 이용해 영상을 분리하는 색필터 방식, 직교한 편광 소자의 조합에 의한 차광 효과를 이용해서 좌안 영상과 우안 영상을 분리하는 편광 방식, 및 동기 신호에 대응하여 좌안 영상과 우안 영상을 교번적으로 차단하는 셔터 방식이 있다. 안경 사용 방식의 3차원 안경은 3차원 표시 장치에서 표시되는 영상 뿐만 아니라 외광도 함께 투과시킴으로써 영상에 대한 몰입감이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명의 일 목적은 몰입감을 높일 수 있는 3차원 안경을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 3차원 안경의 구동 방법을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 목적은 상기 목적들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 3차원 안경은 좌안 글래스 및 우안 글래스를 구비하는 글래스부, 표시 장치의 위치를 인식하는 센서, 상기 표시 장치의 위치에 기반하여 상기 표시 장치로부터 표시되는 제1 영상이 상기 글래스부로 투과되는 투과 영역을 결정하는 투과 영역 결정부, 및 상기 투과 영역에서 외광을 투과시키고, 상기 투과 영역 이외의 차단 영역에서 상기 외광을 차단하도록 상기 글래스부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 표시 장치로부터 동기 신호를 수신하는 동기 신호 수신부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 동기 신호를 이용하여 상기 글래스부를 셔터 방식으로 제어할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 좌안 글래스 및 상기 우안 글래스 각각은 상기 투과 영역에서 상기 제1 영상이 3차원으로 인식되도록 상기 제1 영상을 조정하고, 상기 차단 영역에서 상기 외광을 차단하는 3차원 렌즈를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 3차원 렌즈는 상기 제1 영상이 3차원으로 인식되도록 편광 방식을 이용하여 상기 제1 영상을 조정하는 편광부, 및 상기 차단 영역에서 상기 외광을 차단하는 차단부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 3차원 렌즈는 상기 제1 영상이 3차원으로 인식되도록 상기 투과 영역에서 셔터 방식으로 상기 제1 영상을 조정하고, 상기 차단 영역에서 상기 외광을 차단하는 셔터부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 좌안 글래스 및 상기 우안 글래스 각각은 상기 3차원 렌즈의 일면에 인접하고, 제2 영상을 표시하는 투명 표시 패널을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 표시 장치로부터 상기 제1 영상의 부가 정보를 수신하는 부가 정보 수신부를 더 포함하고, 상기 투명 표시 패널은 상기 부가 정보를 포함하는 상기 제2 영상을 표시할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 투명 표시 패널은 상기 차단 영역의 적어도 일부에 상기 제2 영상을 표시할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2 영상은 상기 제1 영상에 동기화되어 표시될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 센서는 카메라를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 카메라는 사용자의 동공을 촬영함으로써 상기 표시 장치의 위치를 인식할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 카메라는 상기 표시 장치를 촬영함으로써 상기 표시 장치의 위치를 인식할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 투과 영역 결정부는 기 지정된 주기로 상기 투과 영역을 갱신할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 투과 영역 결정부는 사용자의 움직임을 감지되는 경우 상기 투과 영역을 갱신할 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 발명의 실시예들에 따른 3차원 안경의 구동 방법은 센서를 이용하여 표시 장치의 위치를 인식하는 단계, 상기 표시 장치의 위치에 기반하여 상기 표시 장치로부터 표시되는 제1 영상이 글래스부로 투과되는 투과 영역을 결정하는 단계, 및 상기 투과 영역에서 외광을 투과시키고, 상기 투과 영역 이외의 차단 영역에서 상기 외광을 차단하도록 상기 글래스부를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 센서는 카메라를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 표시 장치의 위치를 인식하는 단계는 상기 카메라를 이용하여 사용자의 동공을 촬영함으로써 상기 표시 장치의 위치를 추정할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 표시 장치의 위치를 인식하는 단계는 상기 카메라를 이용하여 상기 표시 장치를 촬영함으로써 상기 표시 장치의 위치를 추정할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 투과 영역은 기 지정된 주기로 갱신될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 투과 영역은 사용자의 움직임이 감지되는 경우 갱신될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 3차원 안경 및 3차원 안경의 구동 방법은 투과 영역에서 표시 장치의 영상을 투과시키고 차단 영역에서 외광을 차단함으로써 몰입감을 높일 수 있다. 또한, 상기 3차원 안경은 투명 표시 패널을 포함함으로써, 시인성이 높은 부가 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 효과들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 3차원 안경을 나타내는 블록도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 3차원 안경이 투과 영역을 결정하고, 투과 영역과 차단 영역에서 글래스부를 제어하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 3차원 안경에 포함된 글래스부의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 3의 글래스부에 포함된 좌안 글래스의 3차원 렌즈의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 3의 글래스부에 포함된 좌안 글래스의 3차원 렌즈의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 1의 3차원 안경이 투과 영역을 갱신하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 1의 3차원 안경이 부가 정보를 표시하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 3차원 안경의 구동 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일하거나 유사한 참조 부호를 사용한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 3차원 안경을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 3차원 표시 장치를 위한 3차원 안경(1000)은 센서(100), 투과 영역 결정부(200), 동기 신호 수신부(300), 부가 정보 수신부(400), 제어부(500), 및 글래스부(600)를 포함할 수 있다. 여기서, 3차원 안경(1000)은 표시 장치에서 표시되는 영상을 3차원으로 인식하기 위한 다양한 장치를 포함한다. 예를 들어, 3차원 안경(1000)은 헤드 마운티드 디스플레이 (head mounted display) 등에 적용될 수 있다.
센서(100)는 표시 장치의 위치를 인식할 수 있다. 센서(100)는 표시 장치의 위치를 인식할 수 있는 다양한 장치들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 센서(100)는 카메라를 포함할 수 있다. 예를 들어, 3차원 안경(1000)은 카메라를 이용하여 사용자의 동공을 촬영하고, 사용자의 동공의 움직임에 기초하여 표시 장치의 위치를 인식할 수 있다. 이와 달리, 3차원 안경(1000)은 카메라를 이용하여 표시 장치를 촬영하고, 촬영된 영상을 분석하여 표시 장치의 위치를 인식할 수 있다. 이 밖에도, 센서(100)는 표시 장치의 위치를 인식하기 위해 레이저 센서, RF 센서 등을 포함할 수 있다.
또한, 센서(100)는 사용자의 움직임을 감지함으로써, 투과 영역의 갱신이 필요한지 여부가 판단될 수 있다. 일 실시예에서, 센서(100)는 사용자의 움직임을 감지하기 위한 진동 센서, 수평 센서 등을 포함할 수 있다.
투과 영역 결정부(200)는 표시 장치의 위치에 기반하여 표시 장치로부터 표시되는 제1 영상이 글래스부(600)로 투과되는 투과 영역을 결정할 수 있다. 투과 영역 결정부(200)는 센서(100)로부터 표시 장치의 위치에 대한 정보를 수신하고, 표시 장치의 위치에 기반하여 투과 영역에 상응하는 글래스부(600)의 위치 좌표를 도출할 수 있다. 또한, 투과 영역 결정부(200)는 사용자로부터 입력 받은 조정값 또는 투과 영역에 대한 이전 설정값을 이용하여 투과 영역을 더 정확하게 결정할 수 있다. 투과 영역은 사용자의 움직임에 따라 변경될 수 있으므로, 투과 영역은 갱신될 필요가 있다. 일 실시예에서, 투과 영역 결정부(200)는 기 지정된 주기로 투과 영역을 갱신할 수 있다. 예를 들어, 투과 영역 결정부(200)는 매초 주기로 표시 장치의 위치에 대한 정보를 센서(100)로부터 수신하고, 표시 장치의 위치에 기반하여 투과 영역을 결정할 수 있다. 다른 실시예에서, 투과 영역 결정부(200)는 사용자의 움직임을 감지되는 경우 투과 영역을 갱신할 수 있다. 예를 들어, 진동 센서로부터 임계값 이상의 움직임에 감지되는 경우, 투과 영역 결정부(200)는 표시 장치의 위치에 기반하여 투과 영역을 결정할 수 있다.
동기 신호 수신부(300)는 표시 장치로부터 동기 신호를 수신할 수 있다. 일 실시예에서, 동기 신호 수신부(300)는 셔터 방식으로 동작하는 3차원 표시 장치로부터 셔터 동작을 위한 동기 신호를 수신함으로써, 3차원 안경(1000)과 3차원 표시 장치를 동기화 할 수 있다. 다른 실시예에서, 글래스부(600)가 투명 표시 패널을 포함하는 경우, 동기 신호 수신부(300)는 3차원 표시 장치로부터 부가 정보를 표시하기 위한 동기 신호를 수신함으로써, 3차원 안경(1000)과 3차원 표시 장치를 동기화 할 수 있다. 따라서, 투명 표시 패널에서 표시되는 제2 영상은 3차원 표시 장치로부터 표시되는 제1 영상에 동기화되어 표시될 수 있다.
부가 정보 수신부(400)는 표시 장치로부터 표시되는 제1 영상의 부가 정보를 수신할 수 있다. 글래스부(600)가 투명 표시 패널을 포함하는 경우, 부가 정보 수신부(400)는 표시 장치 또는 표시 장치와 연결된 주변 장치로부터 제1 영상과 관련하는 부가 정보를 수신할 수 있다. 글래스부(600)는 투명 표시 패널에 부가 정보를 포함하는 제2 영상을 표시하기 위해 제어부(500)로 수신된 부가 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 표시 장치에 표시되는 제1 영상이 영화인 경우, 부가 정보 수신부(400)는 표시 장치로부터 영화의 제목, 재생 시간, 감독, 출연자, 자막 등 영화에 대한 다양한 정보를 포함하는 부가 정보를 수신할 수 있다.
제어부(500)는 투과 영역에서 외광을 투과시키고, 투과 영역 이외의 차단 영역에서 외광을 차단하도록 글래스부(600)를 제어할 수 있다. 여기서, 외광은 외부로부터 3차원 안경(1000)을 통해 사용자에게 전달되는 빛을 의미한다. 제어부(500)는 투과 영역 결정부(200)로부터 결정된 투과 영역에 대한 정보를 수신할 수 있다. 제어부(500)는 차단 영역에 상응하는 글래스부(600)에 대해 외광이 차단되도록 글래스부(600)에 제어 신호를 제공할 수 있다.
또한, 글래스부(600)가 투명 표시 패널을 포함하는 경우, 제어부(500)는 투명 표시 패널에 대한 구동부 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어부(500)는 부가 정보 수신부(400)로부터 표시 장치로부터 표시되는 제1 영상과 관련하는 부가 정보를 수신 받을 수 있다. 제어부(500)는 수신된 부가 정보를 이용하여 제2 영상의 영상 데이터를 생성하고, 영상 데이터 및 제2 영상을 투명 표시 패널에 표시하기 위한 제어 신호를 글래스부(600)에 제공할 수 있다.
제어부(500)는 동기 신호 수신부(300)로부터 동기 신호를 수신하고, 동기 신호에 기초하여 글래스부(600)에 대한 제어신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제1 영상이 셔터 방식으로 동작하는 3차원 표시 장치로부터 표시되는 경우, 제어부(500)는 셔터 동작을 위한 동기 신호를 수신하고, 3차원 구현을 위한 셔터 동작의 제어 신호를 생성하며, 생성된 제어 신호를 글래스부(600)에 제공할 수 있다. 또한, 글래스부(600)가 투명 표시 패널을 포함하는 경우, 제어부(500)는 부가 정보를 표시하기 위한 동기 신호를 수신하고, 제2 영상이 제1 영상에 동기화되어 표시 되도록 제2 영상을 투명 표시 패널에 표시하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.
글래스부(600)는 좌안 글래스(610) 및 우안 글래스(650)를 구비할 수 있다. 글래스부(600)는 양안의 시차를 이용하여 입체감을 느낄 수 있도록, 좌안 영상을 좌안에 전달하고 우안 영상을 우안에 전달할 수 있다.
좌안 글래스(610) 및 우안 글래스(650) 각각은 투과 영역에서 제1 영상이 3차원으로 인식되도록 제1 영상을 조정하고, 차단 영역에서 외광을 차단하는 3차원 렌즈를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 3차원 렌즈는 제1 영상이 3차원으로 인식되도록 편광 방식을 이용하여 제1 영상을 조정하는 편광부, 및 차단 영역에서 외광을 차단하는 차단부를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 3차원 렌즈는 제1 영상이 3차원으로 인식되도록 투과 영역에서 셔터 방식으로 제1 영상을 조정하고, 차단 영역에서 외광을 차단하는 셔터부를 포함할 수 있다. 또한, 좌안 글래스(610) 및 우안 글래스(650) 각각은 3차원 렌즈의 일면에 인접하고, 제2 영상을 표시하는 투명 표시 패널을 더 포함할 수 있다. 다만, 글래스부(600)에 대해서는 도 3 내지 도 5를 참조하여 자세히 설명하기로 한다.
이 밖에도, 3차원 안경(1000)은 글래스부(600) 옆면으로부터 사용자에게 입사되는 광을 차단하기 위한 차단막 등을 더 포함할 수 있다. 3차원 안경(1000)은 차단막을 포함함으로써 몰입감을 높일 수 있다.
따라서, 3차원 안경(1000)은 투과 영역에서 표시 장치의 영상을 투과시키고 차단 영역에서 외광을 차단함으로써 몰입감을 높일 수 있다. 또한, 3차원 안경(1000)은 투명 표시 패널을 포함함으로써, 시인성이 높은 부가 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 3차원 안경이 투과 영역을 결정하고, 투과 영역과 차단 영역에서 글래스부를 제어하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 3차원 안경(1000)은 투과 영역(TR)에서 표시 장치(2000)로부터 표시되는 제1 영상을 투과시키고, 차단 영역(BR)에서 외광을 차단할 수 있다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 3차원 안경(1000)은 표시 장치(2000)의 위치에 기반하여 표시 장치(2000)로부터 표시되는 제1 영상이 글래스부로 투과되는 투과 영역(TR)을 결정할 수 있다.
3차원 안경(1000)은 카메라를 포함하는 센서를 이용하여 투과 영역(TR)을 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 카메라를 이용하여 표시 장치(2000)를 촬영하고, 촬영된 영상을 분석하여 표시 장치(2000)의 위치를 인식할 수 있다. 예를 들어, 3차원 안경(1000)은 카메라를 통해 입력되는 영상 중 표시 장치 영역을 인식하고, 표시 장치 영역의 크기와 각도를 이용하여, 표시 장치(2000)가 위치하는 거리와 방향을 추정할 수 있다. 3차원 안경(1000)은 글래스부에서 표시 장치(2000)의 위치에 상응하는 투과 영역(TR)을 결정할 수 있다. 다른 실시예에서, 3차원 안경(1000)은 카메라를 이용하여 사용자 동공의 움직임을 인식함으로써, 표시 장치(2000)의 위치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 3차원 안경(1000)은 카메라를 이용하여 사용자 동공의 움직임을 인식하고, 사용자 동공이 움직이는 범위에 기초하여 투과 영역(TR)을 결정할 수 있다.
또한, 3차원 안경(1000)은 레이저 센서, RF 센서 등의 센서를 이용하여 투과 영역(TR)을 결정할 수 있다. 예를 들어, 3차원 안경(1000)과 표시 장치(2000)는 특정한 패턴의 레이저 신호, RF 신호 등을 송수신함으로써 투과 영역(TR)을 결정할 수 있다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 3차원 안경(1000)은 투과 영역(TR)에서 표시 장치(2000)로부터 표시되는 제1 영상을 투과시키고, 차단 영역(BR)에서 3차원 안경(1000)으로 입사되는 모든 외광을 차단할 수 있다.
3차원 안경(1000)은 투과 영역(TR)에서 일반적인 3차원 안경(1000)의 동작을 수행함으로써, 표시 장치(2000)로부터 표시되는 제1 영상을 투과시킬 수 있다. 일 실시예에서, 3차원 안경(1000)은 편광 방식을 이용하여 좌안 글래스와 우안 글래스의 편광을 서로 다르게 처리함으로써, 좌안 영상과 우안 영상을 분리할 수 있다. 다른 실시예에서, 3차원 안경(1000)은 셔터 방식을 이용하여 좌안 글래스와 우안 글래스를 교번적으로 차단함으로써 좌안 영상과 우안 영상을 분리할 수 있다. 따라서, 3차원 안경(1000)은 투과 영역(TR)에서 좌안 영상을 좌안에 전달하고 우안 영상을 우안에 전달할 수 있다.
도 3은 도 1의 3차원 안경에 포함된 글래스부의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 글래스부(600)는 좌안 글래스(610) 및 우안 글래스(650)를 포함할 수 있다.
좌안 글래스(610)는 투과 영역에서 제1 영상이 3차원으로 인식되도록 제1 영상을 조정하고, 차단 영역에서 외광을 차단하는 좌안 3차원 렌즈(620)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 좌안 3차원 렌즈(620)는 투과 영역에서 편광 방식으로 3차원 영상을 인식하고, 차단 영역에서 외광을 차단하기 위해 편광부 및 차단부를 포함할 수 있다. 편광부는 투과 영역에서 제1 영상이 3차원으로 인식되도록 편광 방식을 이용하여 제1 영상을 조정할 수 있다. 차단부는 차단 영역에서 외광을 차단할 수 있다. 편광부 및 차단부를 포함하는 좌안 3차원 렌즈(620)에 대해서는 도 4를 참조하여 자세히 설명하기로 한다.
다른 실시예에서, 좌안 3차원 렌즈(620)는 제1 영상이 3차원으로 인식되도록 투과 영역에서 셔터 방식으로 제1 영상을 조정하고, 차단 영역에서 외광을 차단하는 셔터부를 포함할 수 있다. 셔터부를 포함하는 좌안 3차원 렌즈(620)에 대해서는 도 5를 참조하여 자세히 설명하기로 한다.
또한, 좌안 글래스(610)는 좌안 3차원 렌즈(620)의 일면에 인접하고, 제2 영상을 표시하는 좌안 투명 표시 패널(640)을 포함할 수 있다. 좌안 투명 표시 패널(640)은 외광을 투과시킴으로써 상황을 공유하고, 영상을 표시함으로써 정보를 전달할 수 있는 다양한 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 좌안 투명 표시 패널(640)은 영상을 표시하는 화소 영역 및 외광이 투과되는 투과 영역을 포함할 수 있다.
우안 글래스(650)는 투과 영역에서 제1 영상이 3차원으로 인식되도록 제1 영상을 조정하고, 차단 영역에서 외광을 차단하는 우안 3차원 렌즈(660)를 포함할 수 있다. 또한, 우안 글래스(650)는 3차원 렌즈의 일면에 인접하고, 제2 영상을 표시하는 우안 투명 표시 패널(680)을 포함할 수 있다. 다만, 우안 글래스(650)는 좌안 영상 대신 우안 영상을 통과시키는 것을 제외하면 좌안 글래스(610)와 실질적으로 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 4는 도 3의 글래스부에 포함된 좌안 글래스의 3차원 렌즈의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 좌안 글래스에 포함된 좌안 3차원 렌즈(620A)는 좌안 편광부(621) 및 좌안 차단부(625)를 포함할 수 있다.
좌안 편광부(621)는 투과 영역에서 편광 방식으로 3차원 영상을 인식하도록 직교한 편광 소자의 조합에 의한 차광 효과를 이용해서 좌안 영상과 우안 영상을 분리하고, 좌안 영상만을 통과 시킬 수 있다. 일 실시예에서, 좌안 편광부(621)는 좌안 위상 지연판(622), 좌안 기판(623), 제1 좌안 편광판(624)을 포함할 수 있다.
좌안 위상 지연판(622)은 서로 다른 방향으로 편광된 좌안 영상 및 우안 영상을 분리하고, 좌안 영상만을 투과시키기 위해 편광 상태를 조정할 수 있다. 일 실시예에서, 좌안 글래스에 포함된 좌안 위상 지연판(622) 또는 우안 글래스에 포함된 우안 위상 지연판은 4분의 1 파장판일 수 있다. 예를 들어, 좌안 위상 지연판(622)은 +1/4만큼 편광 상태를 조정하고, 우안 위상 지연판은 -1/4만큼 편광 상태를 조정할 수 있다. 즉, 표시 장치는 서로 다른 방향으로 편광된 좌안 영상 및 우안 영상을 포함하는 3차원 영상인 제1 영상을 표시할 수 있다. 좌안 위상 지연판(622)은 좌안 영상을 투과시키고, 좌안 영상은 제1 좌안 편광판(624)과 평행한 방향으로 선편광될 수 있다.
좌안 기판(623)은 투명한 물질을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 좌안 기판(623)은 편광 방향에 따른 위상 차이를 유발하지 않는 투명한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 좌안 기판(623)은 유리 또는 투명 필름 등을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 좌안 기판(623)은 사용자의 시력 교정을 위해 기 지정된 굴절률을 가지는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 좌안 기판(623)은 볼록 렌즈 또는 오목 렌즈 등을 포함할 수 있다.
제1 좌안 편광판(624)은 좌안 위상 지연판(622)을 통과한 빛 중 평행한 선편광 만을 통과시킬 수 있다. 따라서, 좌안 위상 지연판(622)을 투과한 좌안 영상은 제1 좌안 편광판(624)과 평행한 방향으로 선편광되고 제1 좌안 편광판(624)을 통과할 수 있다. 반면에, 좌안 위상 지연판(622)을 투과한 우안 영상은 제1 좌안 편광판(624)과 직교 방향으로 선편광되고 제1 좌안 편광판(624)을 통과할 수 없다.
이 밖에도, 좌안 편광부(621)는 편광 방식으로 3차원 영상을 인식하도록 영상을 분리할 수 있는 다양한 구조를 가질 수 있다.
좌안 차단부(625)는 차단 영역에서 외광을 차단시킬 수 있다. 일 실시예에서, 좌안 차단부(625)는 제1 좌안 전극, 좌안 액정층, 제2 좌안 전극, 및 제2 좌안 편광판을 포함할 수 있다. 예를 들어, 좌안 차단부(625)는 투과 영역에서 좌안 액정층에 전압이 인가되지 않도록 제1 좌안 전극 및 제2 좌안 전극을 제어함으로써, 좌안 영상을 투과시킬 수 있다. 반면에, 좌안 차단부(625)는 차단 영역에서 좌안 액정층에 전압이 인가되도록 제1 좌안 전극 및 제2 좌안 전극을 제어함으로써, 좌안 영상을 차단시킬 수 있다.
이 밖에도, 좌안 차단부(625)는 외광을 부분적으로 차단할 수 있는 다양한 구조를 가질 수 있다.
좌안 3차원 렌즈(620A)에 상응하는 우안 3차원 렌즈는 우안 위상 지연판을 이용하여 우안 영상만을 투과시키는 것을 제외하면 좌안 3차원 렌즈(620A)와 실질적으로 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 5는 도 3의 글래스부에 포함된 좌안 글래스의 3차원 렌즈의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 좌안 글래스에 포함된 좌안 3차원 렌즈(620B)는 차단 영역에서 외광을 차단하는 좌안 셔터부(631)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 좌안 셔터부(631)는 좌안 제1 편광판(632), 좌안 제1 기판(633), 좌안 셔터 액정층(634), 좌안 제2 기판(635), 및 좌안 제2 편광판(636)을 포함할 수 있다.
좌안 제1 기판(633)은 편광 방향에 따른 위상 차이를 유발하지 않고, 투명한 다양한 물질을 포함할 수 있다. 좌안 제1 기판(633)은 제1 전극을 포함할 수 있다.
좌안 제2 기판(635)은 제1 기판(633)과 대향하여 배치될 수 있다. 좌안 제2 기판(635)은 편광 방향에 따른 위상 차이를 유발하지 않고, 투명한 다양한 물질을 포함할 수 있다. 좌안 제2 기판(635)은 제1 전극과 대향하는 제2 전극을 포함할 수 있다.
좌안 제1 편광판(632)은 좌안 제1 기판(633)의 일면에 배치될 수 있다. 좌안 제1 편광판(632)은 표시 장치로부터 표시되는 제1 영상이 투과되면서 좌안 제1 편광판(632)에 평행하도록 선 평광될 수 있다.
좌안 제2 편광판(636)은 좌안 제2 기판(635)의 일면에 배치될 수 있다. 좌안 제1 편광판(632) 및 좌안 제2 편광판(636)은 광 투과축이 서로 직교하도록 배치될 수 있다.
좌안 셔터 액정층(634)은 제1 전극과 제2 전극 사이에 개재되어 전압의 인가 여부에 따라 영상의 편광 상태를 변경할 수 있다. 예를 들어, 제1 전극 및 제2 전극이 전기장을 형성하도록 제어되는 경우, 좌안 셔터 액정층(634)은 편광 상태를 변화시키지 않고, 표시 장치로부터 표시되는 영상을 차단시킬 수 있다. 반면에, 제1 전극 및 제2 전극이 전기장을 형성되지 않도록 제어되는 경우, 좌안 셔터 액정층(634)은 편광 상태를 변화시킴으로써, 제1 영상을 투과시킬 수 있다. 따라서, 제1 전극 및 제2 전극에 인가되는 전압을 제어함으로써 제1 영상 중 좌안 영상은 투과되고, 우안 영상은 차단될 수 있다.
이 밖에도, 좌안 셔터부(631)는 투과 영역에서 우안 영상만을 차단하고, 차단 영역에서 모든 외광을 차단할 수 있는 다양한 구조를 가질 수 있다.
좌안 3차원 렌즈(620B)에 상응하는 우안 3차원 렌즈는 우안 셔터부에서 좌안 영상을 차단하고 우안 영상만을 투과시키는 것을 제외하면 좌안 3차원 렌즈(620B)와 실질적으로 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 6은 도 1의 3차원 안경이 투과 영역을 갱신하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 3차원 안경(1000)은 표시 장치(2000)의 위치에 기반하여 투과 영역(TR)을 갱신할 수 있다. 투과 영역(TR)은 사용자의 움직임에 따라 변경될 수 있다. 투과 영역(TR)이 변경되는 경우 표시 장치(2000)로부터 표시되는 제1 영상의 일부가 차단 영역(BR)에서 차단될 수 있다. 따라서, 투과 영역(TR)은 표시 장치(2000)의 위치에 기반하여 갱신될 필요가 있다.
일 실시예에서, 투과 영역(TR)은 기 지정된 주기로 갱신될 수 있다. 3차원 안경(1000)에 포함된 투과 영역 결정부는 기 지정된 주기마다 표시 장치(2000)의 위치에 대한 정보를 센서로부터 수신하고, 표시 장치(2000)의 위치에 기반하여 투과 영역(TR)을 갱신할 수 있다. 예를 들어, 투과 영역 결정부는 매초 주기로 표시 장치(2000)의 위치에 대한 정보를 센서로부터 수신할 수 있다. 투과 영역 결정부는 표시 장치(2000)의 위치에 기반하여 투과 영역(TR)을 갱신할 수 있다. 투과 영역 결정부는 제1 영상의 일부가 차단되지 않도록 투과 영역(TR)을 수평 방향으로 W1, 수직 방향으로 H1만큼 조정할 수 있다.
다른 실시예에서, 투과 영역(TR)은 사용자의 움직임을 감지함으로써 갱신할 수 있다. 3차원 안경(1000)에 포함된 투과 영역 결정부는 센서로부터 사용자의 움직임이 감지되는 경우, 표시 장치(2000)의 위치에 기반하여 투과 영역(TR)을 갱신할 수 있다. 예를 들어, 진동 센서로부터 임계값 이상의 움직임에 감지되는 경우, 투과 영역 결정부는 표시 장치(2000)의 위치에 대한 정보를 센서로부터 수신할 수 있다. 투과 영역 결정부는 표시 장치(2000)의 위치에 기반하여 투과 영역(TR)을 갱신할 수 있다. 투과 영역 결정부는 제1 영상의 일부가 차단되지 않도록 투과 영역(TR)을 수평 방향으로 W1, 수직 방향으로 H1만큼 조정할 수 있다.
따라서, 3차원 안경(1000)은 표시 장치(2000)의 위치에 기반하여 투과 영역(TR)을 갱신하는 방식으로 표시 장치(2000)의 위치를 추적함으로써, 제1 영상이 투과 영역(TR)에서 투과될 수 있도록 자동으로 조정될 수 있다.
도 7은 도 1의 3차원 안경이 부가 정보를 표시하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 3차원 안경(1000)은 투명 표시 패널을 포함하고, 투명 표시 패널을 이용하여 부가 정보를 포함하는 제2 영상(M2)을 표시할 수 있다.
3차원 안경(1000)에 포함된 좌안 글래스 및 우안 글래스 각각은 제2 영상(M2)을 표시하는 투명 표시 패널을 포함할 수 있다. 3차원 안경(1000)은 부가 정보 수신부를 포함함으로써 표시 장치(2000) 또는 표시 장치(2000)와 연결된 주변 장치로부터 부가 정보를 수신할 수 있다. 3차원 안경(1000)은 부가 정보를 포함하는 제2 영상(M2)을 생성하고, 제2 영상(M2)을 투명 표시 패널에 표시할 수 있다.
일 실시예에서, 투명 표시 패널은 차단 영역의 적어도 일부에 제2 영상(M2)을 표시할 수 있다. 투명 표시 패널은 제2 영상(M2)을 외광이 차단된 차단 영역에 표시함으로써 시인성을 높일 수 있다. 일 실시예에서, 제2 영상(M2)은 제1 영상(M1)에 동기화되어 표시될 수 있다. 제1 영상(M1)과 관련된 제2 영상(M2)을 표시하고, 제2 영상(M2)을 제1 영상(M1)과 동기화하여 표시함으로써 사용자에게 제1 영상(M1)과 관련한 부가 정보를 제공할 수 있다.
예를 들어, 표시 장치(2000)에서 제1 영상(M1)으로서 영화를 표시하는 경우, 3차원 안경(1000)은 제1 영상(M1)에 대한 부가 정보로서 영화에 대한 자막 정보를 수신하고, 자막 정보를 이용하여 제2 영상(M2)을 생성할 수 있다. 3차원 안경(1000)은 투과 영역에서 제1 영상(M1)을 투과시키고, 차단 영역의 일부에서 제2 영상(M2)를 표시할 수 있다.
따라서, 3차원 안경(1000)은 투명 표시 패널을 이용하여 제1 영상(M1)과 관련된 부가 정보를 포함하는 제2 영상(M2)을 표시함으로써, 시인성이 높은 부가 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 3차원 안경의 구동 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8을 참조하면, 3차원 안경의 구동 방법은 투과 영역에서 표시 장치의 영상을 투과시키고 차단 영역에서 외광을 차단함으로써 몰입감을 높일 수 있다.
표시 장치의 위치는 센서를 이용하여 인식(S110)될 수 있다. 일 실시예에서, 센서는 카메라를 포함할 수 있다. 예를 들어, 카메라를 이용하여 사용자의 동공을 촬영하고, 사용자의 동공의 움직임에 기초하여 표시 장치의 위치가 추정될 수 있다. 이와 달리, 카메라를 이용하여 표시 장치를 촬영하고, 촬영된 영상을 분석하여 표시 장치의 위치가 추정될 수 있다. 다만, 표시 장치의 위치를 인식하는 방법에 대해서는 상술한 바 있으므로, 그에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
표시 장치의 위치에 기반하여 표시 장치로부터 표시되는 제1 영상이 글래스부로 투과되는 투과 영역이 결정(S130)될 수 있다. 표시 장치의 위치에 기반하여 투과 영역에 대한 글래스부 위치를 추정할 수 있다. 또한, 사용자로부터 입력 받은 조정값 또는 투과 영역에 대한 이전 설정값을 이용하여 투과 영역이 더 정확하게 결정될 수 있다.
투과 영역에서 외광이 투과되고, 투과 영역 이외의 차단 영역에서 외광이 차단되도록 글래스부가 제어(S150)될 수 있다. 즉, 투과 영역에서 제1 영상이 3차원으로 인식되도록 제1 영상이 조정되고, 차단 영역에서 모든 외광이 차단됨으로써 몰입감을 높일 수 있다. 일 실시예에서, 편광부를 이용하여 투과 영역에서 편광 방식으로 3차원 영상이 인식되고, 차단부를 이용하여 차단 영역에서 외광이 차단될 수 있다. 다른 실시예에서, 셔터부를 이용하여 제1 영상이 3차원으로 인식되도록 투과 영역에서 셔터 방식으로 제1 영상이 조정되고, 차단 영역에서 외광이 차단될 수 있다. 다만, 글래스부의 구조 및 제어 방법에 대해서는 상술한 바 있으므로, 그에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
투과 영역이 갱신될 필요가 있는지 여부를 판단함으로써 투과 영역이 갱신(S170)될 수 있다. 투과 영역은 사용자의 움직임에 따라 변경될 수 있다. 투과 영역이 변경되는 경우 표시 장치로부터 표시되는 제1 영상의 일부가 차단 영역에서 차단될 수 있다. 따라서, 투과 영역은 표시 장치의 위치에 기반하여 갱신될 필요가 있다. 일 실시예에서, 투과 영역은 기 지정된 주기로 갱신될 수 있다. 다른 실시예에서, 투과 영역은 사용자의 움직임이 감지되는 경우 갱신될 수 있다. 다만, 투과 영역의 갱신 방법에 대해서는 상술한 바 있으므로, 그에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이상, 본 발명의 실시예들에 따른 3차원 안경 및 3차원 안경의 구동 방법에 대하여 도면을 참조하여 설명하였지만, 상기 설명은 예시적인 것으로서 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 수정 및 변경될 수 있을 것이다. 예를 들어, 상기에서는 표시 장치가 셔터 방식의 3차원 표시 장치 또는 편광 방식의 3차원 표시 장치인 것으로 설명하였으나, 3차원 표시 장치의 종류는 이에 한정되는 것이 아니다.
본 발명은 3차원 안경 역할을 하는 장치에 다양하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 3차원 안경, 헤드 마운티드 디스플레이 (head mounted display) 등에 적용될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.
1000: 3차원 안경 100: 센서
200: 투과 영역 결정부 300: 동기 신호 수신부
400: 부가 정보 수신부 500: 제어부
600: 글래스부 610: 좌안 글래스
620: 우안 글래스

Claims (20)

  1. 좌안 글래스 및 우안 글래스를 구비하는 글래스부;
    표시 장치의 위치를 인식하는 센서;
    상기 표시 장치의 위치에 기반하여 상기 표시 장치로부터 표시되는 제1 영상이 상기 글래스부로 투과되는 투과 영역을 결정하는 투과 영역 결정부; 및
    상기 투과 영역에서 외광을 투과시키고, 상기 투과 영역 이외의 차단 영역에서 상기 외광을 차단하도록 상기 글래스부를 제어하는 제어부를 포함하는 3차원 안경.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 표시 장치로부터 동기 신호를 수신하는 동기 신호 수신부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 동기 신호를 이용하여 상기 글래스부를 셔터 방식으로 제어하는 것을 특징으로 하는 3차원 안경.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 좌안 글래스 및 상기 우안 글래스 각각은
    상기 투과 영역에서 상기 제1 영상이 3차원으로 인식되도록 상기 제1 영상을 조정하고, 상기 차단 영역에서 상기 외광을 차단하는 3차원 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 안경.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 3차원 렌즈는
    상기 제1 영상이 3차원으로 인식되도록 편광 방식을 이용하여 상기 제1 영상을 조정하는 편광부; 및
    상기 차단 영역에서 상기 외광을 차단하는 차단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 안경.
  5. 제3 항에 있어서, 상기 3차원 렌즈는
    상기 제1 영상이 3차원으로 인식되도록 상기 투과 영역에서 셔터 방식으로 상기 제1 영상을 조정하고, 상기 차단 영역에서 상기 외광을 차단하는 셔터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 안경.
  6. 제3 항에 있어서, 상기 좌안 글래스 및 상기 우안 글래스 각각은
    상기 3차원 렌즈의 일면에 인접하고, 제2 영상을 표시하는 투명 표시 패널을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 안경.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 표시 장치로부터 상기 제1 영상의 부가 정보를 수신하는 부가 정보 수신부를 더 포함하고,
    상기 투명 표시 패널은 상기 부가 정보를 포함하는 상기 제2 영상을 표시하는 것을 특징으로 하는 3차원 안경.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 투명 표시 패널은 상기 차단 영역의 적어도 일부에 상기 제2 영상을 표시하는 것을 특징으로 하는 3차원 안경.
  9. 제7 항에 있어서, 상기 제2 영상은 상기 제1 영상에 동기화되어 표시되는 것을 특징으로 하는 3차원 안경.
  10. 제1 항에 있어서, 상기 센서는 카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 안경.
  11. 제10 항에 있어서, 상기 카메라는 사용자의 동공을 촬영함으로써 상기 표시 장치의 위치를 인식하는 것을 특징으로 하는 3차원 안경.
  12. 제10 항에 있어서, 상기 카메라는 상기 표시 장치를 촬영함으로써 상기 표시 장치의 위치를 인식하는 것을 특징으로 하는 3차원 안경.
  13. 제1 항에 있어서, 상기 투과 영역 결정부는 기 지정된 주기로 상기 투과 영역을 갱신하는 것을 특징으로 하는 3차원 안경.
  14. 제1 항에 있어서, 상기 투과 영역 결정부는 사용자의 움직임을 감지되는 경우 상기 투과 영역을 갱신하는 것을 특징으로 하는 3차원 안경.
  15. 센서를 이용하여 표시 장치의 위치를 인식하는 단계;
    상기 표시 장치의 위치에 기반하여 상기 표시 장치로부터 표시되는 제1 영상이 글래스부로 투과되는 투과 영역을 결정하는 단계; 및
    상기 투과 영역에서 외광을 투과시키고, 상기 투과 영역 이외의 차단 영역에서 상기 외광을 차단하도록 상기 글래스부를 제어하는 단계를 포함하는 3차원 안경의 구동 방법.
  16. 제15 항에 있어서, 상기 센서는 카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 안경의 구동 방법.
  17. 제16 항에 있어서, 상기 표시 장치의 위치를 인식하는 단계는 상기 카메라를 이용하여 사용자의 동공을 촬영함으로써 상기 표시 장치의 위치를 추정하는 것을 특징으로 하는 3차원 안경의 구동 방법.
  18. 제16 항에 있어서, 상기 표시 장치의 위치를 인식하는 단계는 상기 카메라를 이용하여 상기 표시 장치를 촬영함으로써 상기 표시 장치의 위치를 추정하는 것을 특징으로 하는 3차원 안경의 구동 방법.
  19. 제15 항에 있어서, 상기 투과 영역은 기 지정된 주기로 갱신되는 것을 특징으로 하는 3차원 안경의 구동 방법.
  20. 제15 항에 있어서, 상기 투과 영역은 사용자의 움직임이 감지되는 경우 갱신되는 것을 특징으로 하는 3차원 안경의 구동 방법.
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