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KR101288124B1 - 입체영상 표시장치 및 입체영상 표시방법 - Google Patents

입체영상 표시장치 및 입체영상 표시방법 Download PDF

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KR101288124B1
KR101288124B1 KR1020090133779A KR20090133779A KR101288124B1 KR 101288124 B1 KR101288124 B1 KR 101288124B1 KR 1020090133779 A KR1020090133779 A KR 1020090133779A KR 20090133779 A KR20090133779 A KR 20090133779A KR 101288124 B1 KR101288124 B1 KR 101288124B1
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Abstract

본 발명의 입체영상 표시방법은 좌안용 영상 및 우안용 영상과 표시장치를 동기화하기 위한 것으로, 좌안용 영상 및 우안용 영상을 교대로 디스플레이하는 단계; 디스플레이되는 영상의 휘도값을 산출하여 휘도값의 피크값을 검출하는 단계; 검출된 피크값을 저장된 피크값과 비교하여, 우안용 피크값에 대응하면 현재의 영상이 우안용 영상임을 판단하고 좌안용 피크값에 대응하면 현재의 영상이 좌안용 영상임을 판단하는 단계; 판단된 결과에 따라 동기신호를 출력하는 단계; 및 동기신호에 따라 좌안용 영상 및 우안용 영상을 사용자의 좌안 또는 우안에 도달하게 하는 단계로 구성된다.
입체영상, 동기, 좌안, 우안, 영상

Description

입체영상 표시장치 및 입체영상 표시방법{3-DIMENSION DISPLAY DEVICE AND METHOD OF DISPLAYING 3-DIMENSION IMAGE}
본 발명은 입체영상 표시장치 및 입체영상 표시방법에 관한 것으로, 특히 좌안용 영상 및 우안용 영상과 표시장치를 동기화하여 항상 입체영상을 구현할 수 있는 입체영상 표시장치 및 입체영상 표시방법에 관한 것이다.
오늘날 초고속 정보 통신망을 근간으로 구축된 정보의 고속화를 위해 실현될 서비스들은 현재의 통신기기와 같은 단순히 '듣고 말하는 서비스'로부터 문자, 음성, 영상을 고속 처리하는 디지털 단말기를 중심으로 한 멀티미디어형 서비스로 발전하고, 궁극적으로는 시공간을 초월하여 실감있고 입체적으로 보고 느끼고 즐기는 초공간형 실감 3차원(3-Dimension) 입체 정보통신 서비스로 발전할 것으로 예상된다.
일반적으로 3차원을 표현하는 입체화상은 두 눈을 통한 스테레오 시각의 원리에 의하여 이루어지게 되는데, 두 눈의 시차 즉, 두 눈이 약 65㎜정도 떨어져서 존재하기 때문에 나타나게 되는 양안시차는 입체감의 가장 중요한 요인이라 할 수 있다. 즉, 좌우의 눈은 각각 서로 다른 2D 화상을 보게 되고, 이 두 화상이 망막을 통해 뇌로 전달되면 뇌는 이를 정확히 서로 융합하여 본래 3차원 영상의 깊이감과 실제감을 재생하는 것이다.
이 같은 능력을 통상 스테레오그라피(stereography)라 한다. 현재 2차원의 화면에서 3차원 입체화상을 표시하기 위해 제시된 기술로는 무안경식 입체화상 표시방식, 홀로그래픽(holographic) 표시방식 및 시분할에 의한 안경식 입체화상 표시방식 등이 있다.
무안경식 입체화상 표시방식은 좌우안에 해당하는 각각의 화상 앞에 세로격자 모양의 개구(aperture)를 통하여 화상을 분리하여 관찰할 수 있게 하는 패러랙스배리어(parallax barrier) 방식과, 반원통형 렌즈를 배열한 렌티큘러판(lenticular plate)를 이용하는 렌티큘러(lenticular) 방식 및 파리 눈 모양의 렌즈판을 이용하는 인테그럴 포토그래피(integral photography) 방식으로 나눌 수 있다.
홀로그래픽 디스플레이 방식은 입체감이 생기는 요인인 촛점조절, 폭주각, 양안시차, 운동시차 등 모든 요인을 갖춘 3D 입체화상을 얻을 수 있는데, 레이저 광 재생 홀로그램과 백색광 재생 홀로그램으로 분류된다.
무안경식 입체화상 표시방식은 별도의 안경을 착용하지 않는 장점이 있지만, 관찰범위가 고정되어 소수인원에 한정되는 문제가 있을 뿐만 아니라 관찰자의 위치에 따라 입체영상이 원할하게 구현되지 않는 문제가 있다.
홀로그래픽 표시방식은 보는 위치의 영향 없이 3차원 입체영상을 표시하고 다수의 관찰자가 동시에 이용할 수 있다는 장점이 있지만, 이는 주로 레이저 기준 광을 따로 활용함으로서 3차원 영상을 표시해야만 하기 때문에 기술상의 어려움과 장비가 차지하는 공간이 커진다는 단점이 있다.
반면에, 시분할에 의한 안경식 입체화상 표시방식은 편광안경이나 시분할 안경과 같은 특수안경을 사용하는 것으로, 많은 인원이 입체영상을 즐길 수 있고 위치에 상관없이 즐길 수 있다는 장점이 있다.
이러한 특수안경에 의한 입체화상 표시방식은 셔터안경을 이용한 표시방식과 위상지연판을 이용한 표시방식으로 이루어진다. 셔터안경방식은 좌안용 영상이 디스플레이되는 동안 셔터안경의 좌안부가 광을 투과시키고 우안부가 광을 차단한다. 또한, 우안용 영상이 디스플레이되는 동안 셔터안경의 우안부가 광을 투과시키고 좌안부가 광을 차단함으로써 입체영상을 구현한다.
위상지연판을 이용한 표시방식에서는 표시패널의 전면에 위상지연판을 배치하여 우안용 영상이 디스플레이되는 동안에는 상기 위상지연판을 온(또는 오프)시켜 일방향으로 광을 편광시키고 좌안 영상이 디스플레이되는 동안에는 위상지연판을 오프(또는 온)시켜 다른 방향을 광을 편광시키며, 사용자는 편광안경을 착용하여 우측에는 위상지연판의 턴온시의 광의 편광방향과 평행한 광학축을 갖는 편광판을 구비하여 좌측에는 위상지연판의 턴오프시의 광의 편광방향과 평행한 광학축을 갖는 편광판을 구비함으로써 교대로 우안과 좌안으로 영상을 인식함으로써 입체영상을 구현하는 것이다.
그러나, 상기와 같은 시분할 입체화상 표시방식은 다음과 같은 문제가 있다.
상기 구성의 시분할 입체화상 표시방식에서는 좌안으로는 좌안용 영상을 인 식하고 우안으로는 우안용 영상을 인식함으로써 입체영상을 구현한다. 따라서, 영상을 구현하는 표시소자, 표시소자가 설치되는 시스템(텔리비젼 등의 전자기기) 및 영상데이터 사이에 동기화가 이루어지지 않는 경우 좌안용 영상이 우안으로 인식되거나 우안용 영상이 좌안으로 인식되어 입체형상을 구현할 수가 없었다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 리셋(reset)버튼을 구비하여 동기화가 이루어지지 않을 경우, 리셋시켜 처음의 동기화된 상태로 되돌리지만, 이 경우에도 시간이 경과함에 따라 다시 표시소자, 시스템 및 영상데이터 사이에 동기화가 되지 않게 되므로, 이러한 리셋과정을 반복적으로 실행해야만 하며 리셋과정 자체가 사용자가 직접 버튼을 조작해야만 하므로 사용자를 번거롭게 하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 좌안용 영상 및 우안용 영상과 표시장치를 동기화하여 항상 입체영상을 구현할 수 있는 입체영상 표시장치 및 입체영상 표시방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일실시예에 따른 입체영상 표시장치는 좌안용 영상 및 우안용 영상을 교대로 디스플레이하는 표시소자; 및 좌안용 영상 및 우안용 영상에 대한 영상정보를 생성하고 좌안용 영상 및 우안용 영상에 대한 동기신호를 생성하여 좌안용 영상 및 우안용 영상을 교대로 디스플레이하며, 디스플레이될 영상이 입력되는 영상입력부와, 상기 영상입력부를 통해 입력되는 영상이 좌안용 영상인지 우안용 영상인지를 판별하는 영상판별부와, 상기 영상판별부에서 판별된 결과에 기초하여 동기신호를 생성하여 셔터안경과 표시소자 각각에 출력하여 상기 셔터안경과 표시소자를 동기화하는 동기신호 생성부로 이루어진 시스템으로 구성된다.
또한, 상기 시스템은 상기 시스템에서 입력되는 동기신호에 따라 표시소자에 좌안용 영상이 디스플레이되는 경우 좌안이 열리고 우안은 닫히고 표시소자에 우안용 영상이 디스플레이되는 경우 우안이 열리고 좌안은 닫히고 셔터안경을 추가로 포함한다.
삭제
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 입체영상 표시장치는 좌안용 영상 및 우안용 영상에 대한 영상정보를 생성하는 전자기기; 상기 전자기기의 영상정보에 따라 제어신호를 출력하고 좌안용 영상 및 우안용 영상에 대한 동기신호를 생성하는 표시소자 제어부; 상기 표시소자 제어부로부터 입력되는 제어신호에 따라 좌안용 영상 및 우안용 영상을 교대로 디스플레이하는 표시소자; 상기 표시소자 제어부로부터 입력되는 동기신호에 따라 광학축이 변경되어 좌안용 영상이 디스플레이되는 경우 좌안용 영상의 편광축과 광학축이 평행하게 되고 우안용 영상이 디스플레이되는 경우 우안용 영상의 편광축과 광학축이 평행하게 되는 위상지연판으로 구성되며, 상기 표시소자 제어부는 디스플레이될 영상이 입력되는 영상입력부와, 상기 영상입력부를 통해 입력되는 영상이 좌안용 영상인지 우안용 영상인지를 판별하는 영상판별부와, 상기 영상판별부에서 판별된 결과에 따라 동기신호를 생성하여 위상지연판과 표시소자로 출력하는 동기신호 생성부로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 입체영상 표시방법은 좌안용 영상 및 우안용 영상을 교대로 표시소자에 디스플레이하는 단계; 디스플레이되는 영상의 휘도값을 산출하여 휘도값의 피크값을 검출하는 단계; 검출된 피크값을 저장된 피크값과 비교하여, 우안용 피크값에 대응하면 현재의 영상이 우안용 영상임을 판단하고 좌안용 피크값에 대응하면 현재의 영상이 좌안용 영상임을 판단하는 단계; 판단된 결과에 따라 동기신호를 생성하여 출력하는 단계; 및 생성된 동기신호를 표시소자와 셔터안경에 각각 출력하여 동기신호에 따라 셔터안경의 좌안 및 우안을 열고 닫아 좌안용 영상 및 우안용 영상을 사용자의 좌안 또는 우안에 도달하게 하는 단계로 구성된다.
본 발명에서는 현재의 영상정보에 기초하여 동기신호를 생성한 후, 이 신호에 의해 셔터안경이나 위상지연판을 동기화시킴으로써 항상 현재의 영상과 셔터안 경이나 위상지연판을 동기화시킬 수 있게 되어 영상과 셔터안경이나 위상지연판의 비동기화에 의해 입체영상이 깨지는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에서는 이러한 동기화가 실시간으로 자동으로 실행되기 때문에, 사용자가 인위적으로 동기화버튼을 작동시킬 필요가 없으므로, 사용이 간편하게 되며 사용자를 충분히 만족시킬 수 있게 된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 시분할 입체영상 표시장치를 개략적으로 나타내는 개념도이다. 이때, 이 실시예의 시분할 입체영상 표시장치는 셔터안경을 사용하는 장치이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 시분할 입체영상 표시장치에서는, 액정표시소자와 같은 표시소자(101)에 좌안용 및 우안용의 영상이 교대로 표시된다. 즉, 좌안용 영상 및 우안용 영상이 시간에 따라 교대로 표시되는 것이다.
한편, 셔터안경(120)은 상기 좌안용 영상(L) 및 우안용 영상(R)에 따라 동기화된다. 즉, 좌안용 영상(L)이 표시될 때에는 셔터안경(120)의 우안이 닫히고 좌안이 열리고 우안용 영상(R)이 표시될 때에는 셔터안경(120)의 좌안이 닫히고 우안이 열리게 되어 좌안용 영상(L) 및 우안용 영상(R)이 시간이 경과함에 따라 교대로 투과되어 사용자의 좌안 및 우안이 각각 서로 다른 2D 화상을 보게 되고, 이 두 화상이 망막을 통해 뇌로 전달되면 뇌는 이를 정확히 서로 융합하여 본래 3차원 영상으로 인식하게 되는 것이다.
도 2는 상기와 같은 구조에서의 화상대 시간의 관계를 나타내는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같아. 우안용 영상(R)과 좌안용 영상(L)은 시간에 대하여 교대로 디스플레이되며, 이때 우안용 영상(R)과 좌안용 영상(L)은 일정 시간 간격을 두고 디스플레이되어 크로스토크(cross talk)가 발생하는 것을 방지한다. 또한, 크로스토크가 발생하는 것을 방지하기 위해 상기 우안용 영상(R)과 좌안용 영상(L) 사이에 블랙 영상을 삽입할 수도 있다.
도면에는 도시하지 않았지만, 액정표시소자의 경우 우안용 영상(R)과 좌안용 영상(L)이 표시될 때에만 백라이트장치를 구동하여 광을 공급할 수 있다. 다시 말해서, 백라이트장치를 우안용 영상(R)과 좌안용 영상(L)이 표시될 때에만 작동하고 우안용 영상(R)과 좌안용 영상(L)의 사이에는 작동하지 않는 것이다.
셔터안경(120)은 표시소자(101)에 표시되는 화상과 동기화된다. 도면에 도시된 바와 같이, 셔터안경(120)의 우안은 우안용 영상이 디스플레이될 때에는 열리고 좌안용 영상이 디스플레이될 때에는 닫혀서 사용자의 우안에는 우안용 영상만이 인식된다. 또한, 셔터안경(120)의 좌안은 좌안용 영상이 디스플레이될 때에는 열리고 우안용 영상이 디스플레이될 때에는 닫혀서 사용자의 좌안에는 좌안용 영상만이 인식되므로, 사용자의 우안과 좌안은 교대로 우안용 영상 및 좌안용 영상을 인식하게 되는 것이다.
상기 셔터안경(120)의 동기화는 TV와 같은 시스템에서 이루어진다. 즉, 시스템에서 표시소자를 통해 표시될 영상을 분석하여 해당 영상이 좌안용 영상인지 우안용 용상인지를 판별한 후, 이 영상과 셔터안경(120)을 동기화하여 셔터안경(120) 의 좌안 또는 우안을 열고 닫음으로써 동기화하는 것이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 시분할 입체영상 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 시분할 입체영상 표시장치는 TV나 전자기기의 본체와 같이 영상정보를 생성하는 시스템(150)과, 상기 시스템(150)으로부터 영상정보가 입력되어 제어신호를 포함하는 각종 신호를 출력하는 표시소자 제어부(160)와, 상기 표시소자 제어부(160)로부터 입력되는 제어신호에 따라 영상을 디스플레이하는 표시소자(101)와, 상기 시스템(150)으로부터 무선으로 동기신호가 입력되어 표시소자(101)에서 디스플레이하는 영상과 동기화되어 좌안 및 우안을 열고 닫는 셔터안경(120)으로 구성된다.
시스템(150)에서는 디스플레이될 영상의 영상신호를 생성하여 표시소자 제어부(160)로 출력하여 이 영상신호에 따라 표시소자(101)에 영상이 디스플레이되도록 한다. 또한, 시스템(150)은 현재의 영상이 우안용 영상인지 좌안용 영상인지를 파악하여 이를 셔터안경(120)과 표시소자 제어부(160)에 전달하여 셔터안경(120)과 표시소자(101)를 동기화시킨다.
도 4는 본 발명에 따른 시분할 입체영상 표시장치의 시스템(150)의 구조를 나타내는 도면이다. 실질적으로 시스템(150)은 다양한 기능을 구현하는 다양한 구성요소로 이루어져 있지만, 이 도면에서는 주로 셔터안경(120)과 표시소자(101)를 동기화하는 구성에 대해서만 도시하였다.
도 4에 도시된 바와 같이, 시분할 입체영상 표시장치의 시스템(150)은 디스 플레이될 영상이 입력되는 영상입력부(170)와, 상기 영상입력부(70)를 통해 입력되는 영상이 좌안용 영상인지 우안용 영상인지를 판별하는 영상판별부(180)와, 상기 영상판별부(180)에서 판별된 결과에 따라 동기신호를 생성하여 셔터안경(120)과 표시소자 제어부(160)로 출력하는 동기신호 생성부(190)로 구성된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 영상판별부(180)는 영상신호 입력부(170)를 통해 입력되는 현재 프레임의 영상신호의 휘도값을 산출하는 휘도값 산출부(181)와, 상기 휘도값 산출부(181)에서 산출된 휘도값을 기초로 상위 N개의 피크값을 검출하는 피크값 검출부(183)와, 상기 피크값 검출부(183)에서 검출된 피크값을 설정된 피크값과 비교하는 피크값 비교부(185)와, 상기 피크값 비교부(185)에서 비교된 결과를 기초로 현재 영상이 좌안용 영상인지 우안용 연상인지를 결정하는 영상결정부(187)로 구성된다.
상기 휘도값 산출부(181)에서는 디스플레이될 영상의 R,G,B신호를 받아 YCbCr의 색공간으로 변환시킨다. 즉, 다음의 수학식 1에 의해 영상의 R,G,B신호를 YCbCr의 색공간으로 변환시킨다.
Y= 0.183R + 0.614G + 0.062B
Cb= -0.101R - 0.338G + 0.439B + 128
Cr= 0.439R - 0.399G - 0.040B + 128
상기와 같은 수학식 1에 의해 얻어진 값중에서 Y는 휘도성분이고 Cb와 Cr은 색차성분이다.
피크값 검출부(183)에서는 상기 변환된 값들 중에서 휘도성분에 대한 Y값을 이용하여 휘도성분의 수평방향으로의 분포를 산출하여 저장하고 이 저장된 휘도성분의 피크값들을 및 이들의 수평라인상에서의 위치를 검출한다.
피크값 비교부(185)에서는 현재 영상의 피크값을 저장된 피크값과 비교한다. 즉, 상기 피크값 비교부(185)에는 우안용 영상에 대한 수평라인상의 위치정보와 좌안용 영상에 대한 수평라인상의 위치정보가 저장되어 있으므로, 현재 영상의 피크값을 저장된 영상의 피크값과 비교하여 그 결과를 출력한다.
영상결정부(187)에서는 상기 피크값 비교부(185)에서 출력된 정보를 기초로 현재의 영상이 우완용 영상인지 좌안용 영상인지를 결정한다. 상기 영상결정부(187)에는 현재의 영상에 대한 피크가 저장된 피크정보와 일치할 경우 현재의 영상이 해당 피크정보에 대응하는 영상임을 판단하여 현재의 영상이 우안용 영상인지 좌안용 영상인지를 결정한다.
물론, 현재 영상의 피크값의 수평라인상의 위치와 저장된 우안용 영상에 대한 수평라인상의 위치정보 및 좌안용 영상에 대한 수평라인상의 위치정보가 정확하게 일치하지는 않는다. 그러나, 상기 영상결정부(187)에는 피크값의 위치편차, 즉 설정 범위내의 차이라면 현재의 영상이 우안용 영상인지 좌안용 영상인지를 인정할 수 있을 정도의 위치오차범위가 저장되어 있으므로, 이 편차에 의해 현재 영상이 우안용 영상인지 좌안용 영상인지를 결정하는 것이다.
도 6에 우측 영상(우안용 영상) 및 좌측 영상(좌안용 영상)의 실제 휘도값이 표시되어 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 좌안용 영상 및 우안용 영상은 휘도의 피크값의 수평라인상의 위치가 다르므로, 측정된 휘도값을 설정된 휘도값의 피크위치를 비교함으로써 현재의 영상이 좌안용 영상 및 우안용 영상인지를 판별할 수 있게 되는 것이다.
상기와 같이 영상결정부(187)에서 현재의 영상이 우안용 영상인지 좌안용 영상인지 결정되면, 동기신호 생성부(190)에서는 현재의 영상이 우안용 영상인지 좌안용 영상인지를 알려주는 동기신호를 생성한 후, 표시소자 제어부(160) 및 셔터안경(120)으로 생성된 동기신호를 송부한다. 표시소자 제어부(160)에서는 상기 영상결정부(187)로부터 입력되는 신호에 따라 표시소자(101)에 좌안용 영상 및 우안용 영상에 대한 제어신호를 출력하여 표시소자(101)에서는 이 제어신호에 따라 우안용 영상 또는 좌안용 영상을 디스플레이한다.
또한, 셔터안경(120)은 상기 동기신호 생성부(190)로부터 입력되는 동기신호에 따라 우안 또는 좌안을 열고 닫음으로써 표시소자(101)에서 디스플레이되는 우안용 영상 또는 좌안용 영상이 교대로 사용자에게 인식되도록 함으로써 입체영상을 구현할 수 있게 된다.
상기와 같이 구성된 입체영상 표시장치에서는 표시소자(101)에서 디스플레이될 영상의 휘도값을 산출한 후, 이 산출된 휘도값에 의해 휘도값의 피크값을 검출한다. 이어서, 검출된 피크값을 저장된 피크값과 비교하여, 우안용 피크값에 대응하면 현재의 영상이 우안용 영상임을 판단하고 좌안용 피크값에 대응하면 현재의 영상이 좌안용 영상임을 판단한다. 그 후, 판단된 정보에 따라 동기신호를 표시소자 제어부(170)에 출력하고 해당하는 영상을 표시소자(101)를 통해 디스플레이함과 동시에 동기신호를 셔터안경(120)에도 출력하여 현재 영상에 대응하는 측이 열리고 다른 측은 닫히도록 함으로써 입체영상을 구현한다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 시분할 입체영상 표시장치를 개략적으로 나타내는 개념도이다. 이때, 이 실시예의 시분할 입체영상 표시장치는 위상지연판을 이용하는 장치이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 시분할 입체영상 표시장치에서는, 액정표시소자와 같은 표시소자(201)에 좌안용 및 우안용의 영상이 교대로 표시된다. 즉, 좌안용 영상 및 우안용 영상이 시간에 따라 교대로 표시되는 것이다.
한편, 상기 표시소자(201)의 전면에는 위상지연판(230)이 배치된다. 도면에는 도시하지 않았지만, 이때 상기 위상지연판(230)이 서로 대향하고 투명전극이 형성된 2개의 기판과, 상기 기판 사이에 위치하며 일정 방향으로 배향된 액정층으로 구성된다. 따라서, 전극에 신호가 인가되지 않을 때(턴오프시)에는 액정층의 액정분자가 일방향으로 배향되어 제1편광방향으로 편광된 광이 투과되고 전극에 신호가 인가되는 경우(턴온시)에는 액정분자의 배향방향이 변경되어 제2편광방향으로 편광된 광이 투과된다.
다시 말해서, 좌안용 영상(L)이 제1편광방향과 대응하고 우안용 영상(R)이 제2편광방향과 대응한다고 가정하면, 좌안용 영상(L) 및 우안용 영상(R)이 교대로 표시소자(201)에서 표시될 때 좌안용 영상(L)에 동기화하여 위상지연판(230)을 신호를 인가하지 않은 상태(즉, 오프상태)로 하면 제1편광된 광만이 투과되므로 좌안용 영상(L)만이 상기 위상지연판(230)을 투과하게 된다.
이때, 사용자는 좌안이 제1편광방향과 수평한 광학축을 갖고 우안이 제2편광방향과 수평한 광학축을 갖는 편광안경(220)을 착용하고 있으므로, 위상지연판(230)을 투과한 좌안용 영상(L)은 편광안경(220)의 좌안은 투과하지만 우안에서는 차단되어 사용자의 좌안에서만 영상이 인식된다.
또한, 우안용 영상(R)에 동기화하여 위상지연판(230)를 신호를 인가한 상태(즉, 온상태)로 하면 제2편광된 광만이 투과되므로 우안용 영상(R)만이 상기 위상지연판(230)을 투과한 후, 편광안경(220)의 우안은 투과하지만 좌안에서는 차단되어 사용자의 우안에서만 영상이 인식된다.
이와 같이, 좌안용 영상(L) 및 우안용 영상(R)이 시간이 경과함에 따라 교대로 투과되어 사용자의 좌안 및 우안이 각각 서로 다른 2D 화상을 보게 되고, 이 두 화상이 망막을 통해 뇌로 전달되면 뇌는 이를 정확히 서로 융합하여 본래 3차원 영상으로 인식하게 되는 것이다.
상기 위상지연판(230)의 동기화는 표시소자에서 이루어진다. 즉, 표시소자에서 표시될 영상을 분석하여 해당 영상이 좌안용 영상인지 우안용 용상인지를 판별한 후, 이 영상과 위상지연판(230)을 동기화하여 위상지연판(230)을 통해 좌안용 영상 또는 우안용 영상을 교대로 투과시킴으로써 동기화하는 것이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 시분할 입체영상 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 시분할 입체영상 표시장치는 TV나 전자기기 본체와 같이 영상정보를 생성하는 시스템(250)과, 상기 시스템(250)으로부 터 영상정보가 입력되어 제어신호를 포함하는 각종 신호를 출력하는 표시소자 제어부(260)와, 상기 표시소자 제어부(260)로부터 입력되는 제어신호에 따라 영상을 디스플레이하는 표시소자(201)와, 상기 표시소자 제어부(260)로부터 동기신호가 입력되어 표시소자(201)에서 디스플레이하는 영상과 동기화되어 그 편광상태가 변경되어 현재의 편광상태에 대응하는 영상을 투과시키는 위상지연판(230)으로 구성된다.
시스템(250)에서는 디스플레이될 영상의 영상신호를 생성하여 표시소자 제어부(260)로 출력하며, 표시소자 제어부(260)에서는 현재의 영상이 우안용 영상인지 좌안용 영상인지를 파악하여 이를 위상지연판(230)에 전달하여 위상지연판(230)을 표시소자(201)와 동기화시킨다.
위상지연판(230)의 동기화는 시스템(250)에서 이루어질 수도 있다. 즉, 도 3에 도시된 제1실시예의 입체영상 표시장치와 같이 시스템(250)에 동기화한 후, 동기신호를 표시소자 제어부(260)를 통해 위상지연판(230)에 전달할 수도 있다.
그러나, 이 실시예에서 상기 위상지연판(230)은 표시소자(201)의 전면에 부착되어 있고, 위상지연판(230)의 전극에 인가되는 신호는 표시소자 제어부(260)에서 공급되므로, 공정 및 구조의 단순화를 위해서는 위상지연판(230)의 동기화 역시 표시소자 제어부(260)에 실행되는 것이 바람직하다.
상기 표시소자 제어부(260)에서 이루어지는 동기화는 제1실시예의 동기화와 동일한 과정을 거친다. 다만, 제1실시예에서는 이러한 동기화가 시스템에서 이루어지므로, 동기신호를 생성하기 위한 구성들, 예를 들면, 영상판별부(휘도값 산출부, 피크값 검출부, 피크값 비교부 및 영상결정부를 포함하는)와 동기신호 생성부 시스 템상에 형성되는데 반해, 이 실시예에서는 이러한 구성이 모두 표시소자 제어부(260)에 형성된다는 것이다. 따라서, 이들 구성의 기능은 실질적으로 제1실시예와 동일하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하고 도 4 및 도 5의 설명으로 대신한다.
다만, 제1실시예에서는 영상입력부 및 영상판별부와 동기신호 생성부가 시스템에 형성되는 반해, 이 실시예에서는 영상입력부 및 영상판별부와 동기신호 생성부가 표시소자 제어부에 형성되며, 그 기능은 제1실시예와 동일하다. 또한, 제1실시예에서는 영상판별부의 구성들인 휘도값 산출부, 피크값 검출부, 피크값 비교부 및 영상결정부가 모두 시스템에 형성되는 반해, 이 실시예에서는 이들 휘도값 산출부, 피크값 검출부, 피크값 비교부 및 영상결정부가 모두 표시소자 제어부에 형성된다.
상기와 같이 구성된 입체영상 표시장치에서는 표시소자(201)에서 디스플레이될 영상의 휘도값을 산출한 후, 이 산출된 휘도값에 의해 휘도값의 피크값을 검출한다. 이어서, 검출된 피크값을 저장된 피크값과 비교하여, 우안용 피크값에 대응하면 현재의 영상이 우안용 영상임을 판단하고 좌안용 피크값에 대응하면 현재의 영상이 좌안용 영상임을 판단한다. 그 후, 판단된 정보에 따라 동기신호를 표시소자 제어부(260)에서 위상지연판(230)으로 출력하여 위상지연판(230)의 편광상태를 변경하여 해당 편광상태에 대응하는 영상을 투과시키고 이 투과된 영상이 사용자가 착용한 편광안경의 일측을 투과함으로서 입체영상을 구현하는 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 현재의 영상정보에 기초하여 동기신호를 생성한 후, 이 신호에 의해 셔터안경이나 위상지연판을 동기화시킴으로써 항상 현재의 영상과 셔터안경이나 위상지연판을 동기화시킬 수 있게 되어 영상과 셔터안경이나 위상지연판의 비동기화에 의해 입체영상이 깨지는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에서는 이러한 동기화가 실시간으로 자동으로 실행되기 때문에, 사용자가 인위적으로 동기화버튼을 작동시킬 필요가 없으므로, 사용이 간편하게 되며 사용자를 충분히 만족시킬 수 있게 된다.
상술한 설명에서는 본 발명을 특정한 구조로 설명하고 있지만, 본 발명이 이러한 구조에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 본 발명에서의 표시소자는 다양한 표시소자가 사용될 수 있다. 예를 들면, 액정표시소자나 유기발광 표시소자, PDP(Plasma Display Panel) 등과 같은 다양한 구조의 평판표시소자 뿐만 아니라 CRT(Cathod Ray Tube) 등도 사용될 수 있을 것이다.
또한, 위상지연판으로서 특정한 구조가 설명되고 있지만, 신호의 입력에 따라 편광축방향을 변경할 수 있는 어떠한 구조의 위상지연판도 사용될 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 다른 예나 변형예는 본 발명의 기본적인 개념을 이용한 액정표시소자는 본 발명이 속하는 기술분야에 종사하는 사람이라면 누구나 용이하게 창안할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 입체영상 표시장치의 개념도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 입체영상 표시장치에서의 화상대 시간의 관계를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 입체영상 표시장치의 구조를 나타내는 블럭도.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 입체영상 표시장치에서 시스템의 구조를 나타내는 블럭도.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 입체영상 표시장치에서 영상판별부의 구조를 나타내는 블럭도.
도 6은 우측 영상(우안용 영상) 및 좌측 영상(좌안용 영상)의 실제 휘도값을 나타내는 그래프.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 입체영상 표시장치의 개념도.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 입체영상 표시장치의 구조를 나타내는 블럭도.

Claims (12)

  1. 좌안용 영상 및 우안용 영상을 교대로 디스플레이하는 표시소자; 및
    좌안용 영상 및 우안용 영상에 대한 영상정보를 생성하고 좌안용 영상 및 우안용 영상에 대한 동기신호를 생성하여 좌안용 영상 및 우안용 영상을 교대로 디스플레이하며, 디스플레이될 영상이 입력되는 영상입력부와, 상기 영상입력부를 통해 입력되는 영상이 좌안용 영상인지 우안용 영상인지를 판별하는 영상판별부와, 상기 영상판별부에서 판별된 결과에 기초하여 동기신호를 생성하여 셔터안경과 표시소자 각각에 출력하여 상기 셔터안경과 표시소자를 동기화하는 동기신호 생성부로 이루어진 시스템으로 구성된 입체영상 표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 시스템은 상기 시스템에서 입력되는 동기신호에 따라 표시소자에 좌안용 영상이 디스플레이되는 경우 좌안이 열리고 우안은 닫히고 표시소자에 우안용 영상이 디스플레이되는 경우 우안이 열리고 좌안은 닫히고 셔터안경을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 영상판별부는,
    입력되는 현재 영상의 영상신호의 휘도값을 산출하는 휘도값 산출부;
    상기 휘도값 산출부에서 산출된 휘도값을 기초로 복수의 피크값을 검출하는 피크값 검출부;
    상기 피크값 검출부에서 검출된 피크값을 설정된 피크값과 비교하는 피크값 비교부; 및
    상기 피크값 비교부에서 비교된 결과를 기초로 현재 영상이 좌안용 영상인지 우안용 연상인지를 결정하는 영상결정부로 이루어진 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 표시소자는 액정표시소자, 유기발광 표시소자, PDP(Plasma Display Panel), CRT(Cathod Ray Tube)를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 동기신호는 셔터안경에 무선으로 전달되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  6. 좌안용 영상 및 우안용 영상에 대한 영상정보를 생성하는 전자기기;
    상기 전자기기의 영상정보에 따라 제어신호를 출력하고 좌안용 영상 및 우안용 영상에 대한 동기신호를 생성하는 표시소자 제어부;
    상기 표시소자 제어부로부터 입력되는 제어신호에 따라 좌안용 영상 및 우안용 영상을 교대로 디스플레이하는 표시소자;
    상기 표시소자 제어부로부터 입력되는 동기신호에 따라 광학축이 변경되어 좌안용 영상이 디스플레이되는 경우 좌안용 영상의 편광축과 광학축이 평행하게 되고 우안용 영상이 디스플레이되는 경우 우안용 영상의 편광축과 광학축이 평행하게 되는 위상지연판으로 구성되며,
    상기 표시소자 제어부는 디스플레이될 영상이 입력되는 영상입력부와, 상기 영상입력부를 통해 입력되는 영상이 좌안용 영상인지 우안용 영상인지를 판별하는 영상판별부와, 상기 영상판별부에서 판별된 결과에 따라 동기신호를 생성하여 위상지연판과 표시소자로 출력하는 동기신호 생성부로 이루어진 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서, 상기 영상판별부는,
    입력되는 현재 영상의 영상신호의 휘도값을 산출하는 휘도값 산출부;
    상기 휘도값 산출부에서 산출된 휘도값을 기초로 복수의 피크값을 검출하는 피크값 검출부;
    상기 피크값 검출부에서 검출된 피크값을 설정된 피크값과 비교하는 피크값 비교부; 및
    상기 피크값 비교부에서 비교된 결과를 기초로 현재 영상이 좌안용 영상인지 우안용 연상인지를 결정하는 영상결정부로 이루어진 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 위상지연판을 투과하는 광을 투과시키고 차단시켜 좌안에는 좌안용 영상이 도달하도록 하고 우안에는 우안용 영상이 도달하도록 하는 편광안경을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  10. 좌안용 영상 및 우안용 영상을 교대로 표시소자에 디스플레이하는 단계;
    디스플레이되는 영상의 휘도값을 산출하여 휘도값의 피크값을 검출하는 단계;
    검출된 피크값을 저장된 피크값과 비교하여, 우안용 피크값에 대응하면 현재의 영상이 우안용 영상임을 판단하고 좌안용 피크값에 대응하면 현재의 영상이 좌안용 영상임을 판단하는 단계;
    판단된 결과에 따라 동기신호를 생성하여 출력하는 단계; 및
    생성된 동기신호를 표시소자와 셔터안경에 각각 출력하여 동기신호에 따라 셔터안경의 좌안 및 우안을 열고 닫아 좌안용 영상 및 우안용 영상을 사용자의 좌안 또는 우안에 도달하게 하는 단계로 구성된 입체영상 표시방법.
  11. 삭제
  12. 좌안용 영상 및 우안용 영상을 교대로 표시소자에 디스플레이하는 단계;
    디스플레이되는 영상의 휘도값을 산출하여 휘도값의 피크값을 검출하는 단계;
    검출된 피크값을 저장된 피크값과 비교하여, 우안용 피크값에 대응하면 현재의 영상이 우안용 영상임을 판단하고 좌안용 피크값에 대응하면 현재의 영상이 좌안용 영상임을 판단하는 단계;
    판단된 결과에 따라 동기신호를 생성하여 출력하는 단계;
    생성된 동기신호를 위상지연판에 입력시켜 위상지연판의 광학축을 변경하여 동기신호에 따라 좌안용 영상 또는 우안용 영상을 상기 위상지연판을 투과시켜 상기 좌안용 영상 및 우안용 영상을 사용자의 좌안 또는 우안에 도달하게 하는 단계로 구성된 입체영상 표시방법.
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