KR102454391B1 - 입체 영상 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 좌안 영상과 우안 영상 간의 크로스토크를 저감할 수 있는 입체 영상 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는 각 시점에서 화이트 픽셀의 휘도 측정을 통해 산출된 크로스토크 값을 적용하여 화이트 픽셀의 데이터를 보정함으로써 화이트 픽셀에 의해 휘도가 향상되면서도 색 왜곡없이 크로스토크를 저감하여 3D 영상의 인지 화질을 향상시킬 수 있다.

Description

입체 영상 표시 장치 및 그 구동 방법 {3-DIMENSIONAL IMAGE DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 좌안 영상과 우안 영상 간의 크로스토크를 저감할 수 있는 입체 영상 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.

입체 영상 표시 장치는 패널에 표시되는 좌안 영상과 우안 영상을 공간적으로 또는 시간적으로 분리하여 시청자의 좌안 및 우안에 각각 투영되게 함으로써 시청자는 좌우 시차 영상에 의해 입체감 있는 3차원(3D) 영상을 시청할 수 있다.

입체 영상 표시 장치는 크게 안경 방식과 무안경 방식으로 구분되며, 안경 방식은 시청자가 특수 안경을 착용해야 하는 불편함이 있어 사용자 편의성을 위해 무안경 방식이 주목받고 있다.

무안경 입체 영상 표시 장치는 패널의 전면에 배치되는 패럴랙스 배리어(Parallax Barrier; 시차 장벽), 렌티큘러 렌즈(Lenticular Lens) 등과 같은 3D 광학 필터를 통해 좌안 영상과 우안 영상의 광경로를 공간적으로 분리하여 시청자의 좌안 및 우안에 각각 제공한다.

그러나, 입체 영상 표시 장치에서는 시청자의 위치나 시청 각도, 빛의 회절, 설계치, 공정 오차 등으로 인하여 좌안 및 우안의 각 시점에서 좌안 영상과 우안 영상이 섞여 보이는 크로스토크(Crosstalk)가 발생되고, 이는 3D 영상의 화질 저하와 멀미 등의 원인이 된다.

패럴랙스 배리어 방식의 입체 영상 표시 장치는 좌안 영상과 우안 영상의 광경로 분리를 위한 배리어에 의해 빛의 일부가 차단되어 영상의 휘도가 저하되므로, 이를 해결하기 위하여 화이트 픽셀을 추가로 포함하여 휘도를 향상시키는 방안이 적용되고 있다.

그러나, 화이트 픽셀의 추가에 의해 좌안 및 우안의 각 크로스토크 절대치가 더욱 커지게 되는 문제점이 발생하고 있다.

패럴랙스 배리어 방식이 아닌 다른 방식의 입체 영상 표시 장치에서도 화이트 픽셀의 추가에 의해 크로스토크가 증가하는 문제가 발생할 수 있다.

본 발명은 화이트 픽셀을 포함하면서도 좌안 영상과 우안 영상 간의 크로스토크를 저감할 수 있는 입체 영상 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공한다.

일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는 패널, 3D 광학 필터, 패널 구동부, 영상 처리부를 포함한다. 일 실시예에 따른 영상 처리부는 공급받은 제1 좌안 영상 신호 및 제1 우안 영상 신호 중 유채색 데이터를 제외한 무채색 데이터를 메모리에 저장된 크로스토크 값을 적용하여 보정하고, 보정된 무채색 데이터와 유채색 데이터를 포함하는 제2 좌안 영상 신호 및 제2 우안 영상 신호를 패널 구동부로 출력한다.

일 실시예에 따른 영상 처리부는 제1 좌안 영상 신호 및 제1 우안 영상 신호 각각의 3색 데이터를 좌안 4색 데이터와 우안 4색 데이터로 변환하는 색공간 변환부와, 좌안 4색 데이터 및 우안 4색 데이터 중 좌안 화이트 데이터 및 우안 화이트 데이터 각각을 메모리에 저장된 해당 크로스토크 값을 적용하여 보정하고, 보정된 좌안 화이트 데이터 및 보정된 우안 화이트 데이터와 좌안 3색 데이터 및 우안 3색 데이터를 포함하는 제2 좌안 영상 신호 및 제2 우안 영상 신호를 출력하는 크로스토크 보정부를 포함한다.

또한, 영상 처리부는 공급받은 제1 좌안 영상 신호 및 제1 우안 영상 신호를 디감마 보정하여 색공간 변환부로 출력하는 디감마 보정부와, 크로스토크 보정부로부터 공급받은 제2 좌안 영상 신호 및 제2 우안 영상 신호를 색온도 보정하여 출력하는 색온도 보정부와, 색온도 보정부의 출력 신호를 감마 보정하여 패널 구동부로 출력하는 감마 보정부를 더 포함한다.

일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는 패널에 표시되는 좌안 영상 및 우안 영상 중 어느 하나의 단안 영상으로 기준 영상을 표시하고, 나머지 단안 영상으로 입력 데이터가 가변하는 가변 영상을 표시할 때, 가변 영상에 따라 기준 영상을 표시한 픽셀들 중 유채색 픽셀들에 대한 휘도 가변없이 무채색 픽셀들의 휘도만 가변한다.

일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 구동 방법은 제1 좌안 영상 신호와 제2 우안 영상 신호 각각의 3색 데이터를 좌안 4색 데이터와 우안 4색 데이터로 변환하는 단계와, 좌안 4색 데이터 및 우안 4색 데이터 중 좌안 화이트 데이터와 우안 화이트 데이터를 해당 크로스토크 값을 적용하여 보정하는 단계와, 보정된 좌안 화이트 데이터와 상기 좌안 4색 데이터 중 3색 데이터를 포함하는 제2 좌안 영상 신호와, 보정된 우안 화이트 데이터와 우안 4색 데이터 중 3색 데이터를 포함하는 제2 우안 영상 신호를 출력하는 단계와, 제2 좌안 영상 신호 및 제2 우안 영상 신호에 대한 색온도를 보정하여 패널에 표시하는 단계를 포함한다.

좌안 화이트 데이터와 우안 화이트 데이터를 보정하는 단계는, 제1 크로스토크 LUT로부터 좌안 화이트 데이터 및 우안 화이트 데이터에 대응하여 선택된 제1 크로스토크 값과 우안 화이트 데이터를 곱셈한 결과를 좌안 화이트 데이터로부터 차감하는 단계와, 제2 크로스토크 LUT로부터 우안 화이트 데이터 및 좌안 화이트 데이터에 대응하여 선택된 제2 크로스토크 값과 좌안 화이트 데이터를 곱셈한 결과를 제1 우안 화이트 데이터로부터 차감하는 단계를 포함한다.

일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치 및 그 구동 방법은 각 시점에서 화이트 픽셀의 휘도 측정을 통해 산출된 크로스토크 값을 적용하여 화이트 픽셀의 데이터를 보정함으로써 화이트 픽셀에 의해 휘도가 향상되면서도 각 시점에서 좌안 영상과 우안 영상 간의 크로스토크를 저감하여 3D 영상의 인지 화질을 향상시킬 수 있다.

일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치 및 그 구동 방법은 유채색을 제외한 무채색의 화이트 픽셀에 대해서만 크로스토크 보정을 적용함으로써 색 왜곡(distortion) 현상없이 크로스토크를 저감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 적용되는 입체 영상 표시 장치의 패럴랙스 배리어 방식을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 적용되는 패널의 다양한 픽셀 배치 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 크로스토크 측정 방법을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 크로스토크 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 영상 처리부의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 영상 처리 방법을 나타낸 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 크로스토크 보정 과정을 영상으로 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 인지적 크로스토크 저감 효과를 보여주는 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 1을 참조하면, 호스트 시스템(2000)과 접속된 입체 영상 표시 장치(1000)는 패널(100), 게이트 드라이버(200), 데이터 드라이버(300), 타이밍 컨트롤러(400), 감마 전압 생성부(500), 패널(100)의 일면에 배치된 3D 광학 필터(700) 등을 포함한다.

호스트 시스템(2000)은 컴퓨터, TV 시스템, 셋탑 박스, 태블릿이나 휴대폰 등과 같은 휴대 단말기의 시스템 중 어느 하나일 수 있다. 호스트 시스템(2000)은 좌안 영상 신호 및 우안 영상 신호를 타이밍 제어 신호들과 함께 입체 표시 장치(1000)의 타이밍 컨트롤러(400)로 공급한다. 타이밍 제어 신호들은 도트 클럭, 데이터 인에이블 신호, 수직 동기 신호, 수평 동기 신호 등을 포함할 수 있다.

입체 영상 표시 장치(1000)에서 패널(100)은 복수의 화이트(W), 레드(R), 그린(G), 블루(B) 픽셀들이 배열된 픽셀 어레이를 통해 영상을 표시한다. 픽셀들은 좌안 영상을 표시하는 좌안용 픽셀들과 우안 영상을 표시하는 우안용 픽셀들로 구분될 수 있다. 패널(100)에서 좌안용 픽셀들과 우안용 픽셀들은 컬럼(Column) 라인, 로우(Row) 라인, 또는 슬랜티드(Slanted) 라인 단위로 교번하는 라인-바이-라인(line-by-line) 형태로 배치될 수 있다.

패널(100)은 액정 표시(Liquid Crystal Display; LCD) 패널, 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED) 패널 등과 같은 다양한 표시 패널 중 어느 하나일 수 있다.

3D 광학 필터(700)는 패널(100)의 전면 또는 후면에 배치되어 패널(100)에 표시되는 좌안 영상과 우안 영상의 광경로를 분리하여 시청자의 좌안 및 우안에 좌안 영상과 우안 영상을 각각 제공한다. 패널(100)이 LCD 패널인 경우 3D 광학 필터(700)는 패널(100)의 전면에 배치되거나, 패널(100)의 후면에 위치하는 백라이트 유닛에 배치되거나, 패널(100)과 백라이트 유닛 사이에 배치될 수 있다. 패널(100)이 OLED 패널인 경우 3D 광학 필터(700)는 패널(100)의 전면에 배치될 수 있다.

3D 광학 필터(700)는 도 2에 도시된 바와 같이 빛을 투과하는 슬릿과 빛을 차단하는 배리어가 교번적으로 배치되어 좌안 영상과 우안 영상의 광경로를 분리하는 패럴랙스 배리어이거나, 반원통형 렌즈(half-cylindrical lens) 또는 프레넬 렌즈(fresnel lens)를 이용하여 좌안 영상과 우안 영상의 광경로를 서로 다른 방향으로 굴절시키는 렌티큘러 렌즈 중 어느 하나일 수 있다. 한편, 3D 광학 필터(700)는 타이밍 컨트롤러(400)의 제어에 따라 액정 등을 구동하여 2D 모드 또는 3D 모드로 동작하는 스위처블 배리어(Switchable Barrier), 스위처블 렌즈(Switchable Lens) 중 어느 하나일 수 있다.

도 2를 참조하면, 패널(100)에는 좌안 영상을 표시하는 좌안용 픽셀(L)과 우안 영상을 표시하는 우안용 픽셀(R)이 교번적으로 배치되고, 패널(100)의 전방에 설치된 패럴랙스 배리어(700)는 배리어와 교번적으로 위치하는 슬릿을 통해 좌안용 픽셀(L)에 표시된 좌안 영상의 광경로가 시청자의 좌안 시점으로 진행되게 하고, 우안용 픽셀(R)에 표시된 우안 영상의 광경로가 시청자의 우안 시점으로 진행되게 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 적용되는 패널의 다양한 픽셀 배치 구조를 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 오드 컬럼 라인(C1, C3, C5, C7)의 픽셀들은 좌안 영상을 표시할 수 있고, 이븐 컬럼 라인(C2, C4, C6, C8)의 픽셀들은 우안 영상을 표시할 수 있다. 좌안 영상을 표시하는 픽셀들은 W, R, G, B 픽셀들을 포함하고, 우안 영상을 표시하는 픽셀들도 W, R, G, B 픽셀들을 포함한다.

예를 들면, 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 좌안용 제1 컬럼 라인(C1)과 우안용 제4 컬럼 라인(C4)의 픽셀들은 R/W/B/G 순서를 반복하며 배치되고, 우안용 제2 컬럼 라인(C2)과 좌안용 제3 컬럼 라인(C3)은 B/G/R/W 순서를 반복하며 배치되고, 이러한 제1 내지 제4 컬럼 라인(C1~C4) 그룹의 배치 구조가 제5 내지 제8 컬럼 라인(C5~C8) 그룹에 동일하게 적용된다.

도 3(b)를 참조하면, 좌안용 제1 컬럼 라인(C1)과 우안용 제2 컬럼 라인(C2)의 픽셀들은 B/W/R/G 순서를 반복하며 배치되고, 좌안용 제3 컬럼 라인(C3)과 우안용 제4 컬럼 라인(C4)의 픽셀들은 R/G/B/W 순서를 반복하며 배치되고, 제1 내지 제4 컬럼 라인(C1~C4) 그룹의 배치 구조가 제5 내지 제8 컬럼 라인(C5~C8) 그룹에 동일하게 적용된다.

도 3(c)를 참조하면, 좌안용 제1 컬럼 라인(C1)의 픽셀들은 B/W/R/G 픽셀의 순서를 반복하며 배치되고, 우안용 제2 컬럼 라인(C2)의 픽셀들은 W/B/G/R 순서를 반복하며 배치되고, 좌안용 제3 컬럼 라인(C3)의 픽셀들은 R/G/B/W 순서를 반복하며 배치되고, 우안용 제4 컬럼 라인(C4)의 픽셀들은 G/R/W/B 순서를 반복하며 배치되고, 이러한 제1 내지 제4 컬럼 라인(C1~C4) 그룹의 배치 구조가 제5 내지 제8 컬럼 라인(C5~C8) 그룹에 동일하게 적용된다.

도 1에 도시된 입체 표시 장치(1000)에서 게이트 드라이버(200) 및 데이터 드라이버(300)는 패널(100)을 구동하는 패널 구동부로 표현될 수 있다.

게이트 드라이버(200)는 타이밍 컨트롤러(400)로부터 복수의 게이트 제어 신호를 공급받아 쉬프트 동작을 하여 패널(100)의 게이트 라인들을 개별적으로 구동한다. 게이트 드라이버(200)는 각 게이트 라인의 구동 기간에 게이트 온 전압의 스캔 신호를 해당 게이트 라인에 공급하고, 각 게이트 라인의 비구동 기간에는 게이트 오프 전압을 해당 게이트 라인에 공급한다.

일 실시예에 따른 게이트 드라이버(200)는 하나 또는 복수의 게이트 IC(Integrated Circuit)로 구성되고, COF(Chip On Film) 등과 같이 회로 필름에 게이트 IC가 개별적으로 실장되어 패널(100)에 TAB(Tape Automatic Bonding) 방식으로 본딩 및 접속되거나, COG(Chip On Glass) 방식으로 패널(100) 상에 실장될 수 있다. 한편, 일 실시예에 따른 게이트 드라이버(200)는 패널(100)의 픽셀 어레이를 구성하는 박막 트랜지스터 어레이와 함께 기판에 형성되어 패널(100)의 양측부 또는 일측부의 비표시 영역에 GIP(Gate In Panel) 타입으로 내장될 수 있다.

감마 전압 생성부(500)는 전압 레벨이 서로 다른 복수의 기준 감마 전압들을 포함하는 기준 감마 전압 세트를 생성하여 데이터 드라이버(300)로 공급한다. 감마 전압 생성부(500)는 타이밍 컨트롤러(400)의 제어에 따라 기준 감마 전압 레벨을 조정할 수 있다.

데이터 드라이버(300)는 타이밍 컨트롤러(400)로부터 공급받은 데이터 제어 신호에 따라 제어되고, 타이밍 컨트롤러(400)로부터 공급받은 디지털 데이터를 아날로그 데이터 신호로 변환하여 패널(100)의 데이터 라인들로 공급한다. 이때, 데이터 드라이버(300)는 감마 전압 생성부(500)로부터 공급된 복수의 기준 감마 전압들이 세분화된 계조 전압들을 이용하여 디지털 데이터를 아날로그 데이터 신호로 변환하고 아날로그 데이터 신호를 패널(100)의 데이터 라인들로 공급한다.

데이터 드라이버(300)는 복수의 데이터 IC로 구성되고, COF(Chip On Film) 등과 같이 회로 필름에 데이터 IC가 개별적으로 실장되어 패널(100)에 TAB(Tape Automatic Bonding) 방식으로 본딩되거나, COG(Chip On Glass) 방식으로 패널(100) 상에 실장될 수 있다.

타이밍 컨트롤러(400)는 호스트 시스템(2000)으로부터 타이밍 제어 신호들을 공급받는다. 타이밍 컨트롤러(400)는 공급받은 타이밍 제어 신호들과 내부에 저장된 타이밍 설정 정보를 이용하여, 데이터 드라이버(300)의 구동 타이밍을 제어하는 복수의 데이터 제어 신호를 생성하여 데이터 드라이버(300)로 공급하고, 게이트 드라이버(200)의 구동 타이밍 제어하는 복수의 게이트 제어 신호를 생성하여 게이트 드라이버(400)로 공급한다.

타이밍 컨트롤러(400)는 호스트 시스템(2000)으로부터 좌안 영상 신호 및 우안 영상 신호를 공급받아 내장된 영상 처리부(600)를 통해 유채색 픽셀을 제외한 무채색 픽셀 데이터를 이용하여 3D 크로스토크를 보정하고 보정된 좌안 영상 신호 및 우안 영상 신호를 데이터 드라이버(300)로 출력한다.

영상 처리부(600)는 공급받은 좌안 영상 신호 및 우안 영상 신호의 색공간을 3색(RGB) 색공간에서 4색(WRGB) 색공간으로 변환한 다음, 4색(WRGB) 데이터 중 화이트(W) 데이터를 미리 설정된 크로스토크 값을 적용하여 보정하고, 보정된 W 데이터를 포함하는 좌안 영상 신호 및 우안 영상 신호를 데이터 드라이버(300)로 출력한다. 영상 처리부(600)에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.

한편, 영상 처리부(600)는 타이밍 컨트롤러(400)와 분리되어 타이밍 컨트롤러(400)의 입력단에 위치할 수 있고, 전술한 영상 처리를 통해 좌안 영상 신호 및 우안 영상 신호의 크로스토크를 보정한 후, 보정된 좌안 영상 신호 및 우안 영상 신호를 타이밍 컨트롤러(400)를 경유하여 데이터 드라이버(300)로 출력할 수 있다.

좌안 영상과 우안 영상 간의 크로스토크는 입체 영상 표시 장치의 설계 오차나 회절 등에 의해 발생한다. 제품 출하전 검사 공정에서 해당 입체 영상 표시 장치의 휘도 측정을 통해 크로스토크 값이 산출되어 룩업 테이블(Look-up Table; LUT) 형태로 영상 처리부(600)의 메모리에 저장된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 크로스토크 측정 방법을 보여주는 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 크로스토크 측정 결과를 예시적으로 나타낸 그래프이다.

도 4를 참조하면, 계측기(900)를 포함하는 검사 시스템은 입체 표시 장치(1000)에 좌안 및 우안 테스트 영상을 공급하여 좌안용 화이트 픽셀들과 우안용 화이트 픽셀들에 좌안 및 우안 테스트 영상이 각각 표시되게 한다. 검사 시스템은 3D 설계상의 시청거리에서 계측기(900)를 입체 표시 장치(1000)의 가로축 방향으로 이동시키면서 시청 각도별 각 시점에서 화이트 픽셀들의 휘도를 블록별(110)로 측정하여 도 5(a)에 도시된 바와 같이 시청 각도에 따라 좌안 및 우안 각 시점에서 화이트 픽셀들에 대한 휘도값을 획득한다.

이어서, 검사 시스템은 측정된 각 시점의 화이트 픽셀들의 휘도값을 이용하여 도 5(b)에 도시된 바와 같이 시청 각도에 따라 각 시점의 3D 크로스토크 값을 계산하고, 계산된 크로스토크 값들 중 최소값을 좌안 및 우안 화이트 입력 데이터에 대한 크로스토크 값으로 저장한다.

검사 시스템은 계조별 좌안 및 우안 테스트 영상을 이용하여 전술한 휘도 측정 및 크로스토크 값 검출 동작을 반복하여 계조별 최소 크로스토크 값을 해당하는 좌안 및 우안 화이트 입력 데이터에 대한 크로스토크 값으로 저장함으로써 좌안용 크로스토크 LUT와 우안용 크로스토크 LUT를 각각 생성하여 입체 영상 표시 장치에서 영상 처리부(600)가 이용하는 메모리에 저장한다.

좌안용 크로스토크 LUT에는 좌안 시점에서 측정된 좌안 및 우안 화이트 입력 데이터에 대한 최소 크로스토크 값이 계조별로 저장되고, 좌안 영상의 화이트 데이터에 대한 크로스토크 보정을 위해 이용된다. 우안용 크로스토크 LUT에는 우안 시점에서 측정된 우안 및 좌안 화이트 입력 데이터에 대한 최소 크로스토크 값이 계조별로 저장되고 우안 영상의 화이트 데이터에 대한 크로스토크 보정을 위해 이용된다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 영상 처리부를 나타낸 블록도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 영상 처리 방법을 나타낸 순서도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리부의 크로스토크 보정 과정을 영상으로 나타낸 것이며, 이하에서 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명한다.

도 6을 참조하면, 영상 처리부(600)는 디감마(De-gamma) 보정부(610), 색공간 변환부(620), 크로스토크 보정부(630), 색온도 보정부(640), 감마 보정부(650)와, 메모리(660)를 포함할 수 있다.

디감마 보정부(610)는 도 8에 예시한 바와 같은 좌안 영상 신호와 우안 영상 신호를 공급받는다. 디감마 보정부(60)는 공급받은 좌안 영상 신호 및 우안 영상 신호(Left_in, Right_in)를 디감마 보정하여 디감마 보정된 좌안 영상 신호 및 우안 영상 신호(Left_rgb, Right_rgb)를 출력한다(S702). 디감마 보정부(610)는 디감마 LUT를 이용하여 좌안 영상 신호 및 우안 영상 신호(Left_in, Right_in)의 비선형 컬러값인 3색 계조 데이터를 선형 컬러값의 3색 휘도 데이터(Left_rgb, Right_rgb) (이하, 3색 데이터로 약칭함)로 변환하여 색공간 변환부(620)로 출력한다(S702).

색공간 변환부(620)는 디감마 보정부(610)로부터 공급받은 좌안 영상 및 우안 영상의 3색 데이터(Left_rgb, Right_rgb)를 4색 데이터(Left_WRGB, Right_WRGB)로 변환하여 크로스토크 보정부(630)로 출력한다(S704). 색공간 변환부(620)는 다양한 3색-4색 변환 방법 중 어느 하나를 이용하여 3색 데이터(Left_rgb, Right_rgb)를 4색 데이터(Left_WRGB, Right_WRGB)로 변환할 수 있다.

예를 들면, 색공간 변환부(620)는 아래 수학식 1과 같이 3색 데이터 중 최대값(max(r, g, b))에 0.5를 곱한 값과, 3색 데이터 중 최소값(min(r, g, b)) 중에서 작은 값을 프레임 최대값(frame_max)으로 나눈 결과값을 화이트 데이터(W)로 설정할 수 있다. 색공간 변환부(620)는 나머지 3색 데이터(r, g, b) 각각으로부터 화이트 데이터(W)를 차감한 후 프레임 최대값(frame_max)으로 나눈 결과값을 3색 데이터(R, G, B)로 각각 설정할 수 있다.

<수학식1>

W = min{min(r, g, b), 0.5*max(r, g, b)}/frame_max

R = (r-W)/frame_max

G = (g-W)/frame_max

B = (b-W)/frame_max

크로스토크 보정부(630)는 색공간 변환부(620)로부터 공급받은 좌안 영상 신호 및 우안 영상 신호(Left_WRGB, Right_WRGB)를 무채색 데이터(Left_W, Right_W)와 유채색 데이터(Left_RGB, Right_RGB)로 구분하고, 무채색의 화이트 데이터(Left_W, Right_W)는 크로스토크 보정을 수행한다(S706). 크로스토크 보정부(630)는 유채색 데이터(Left_RGB, Right_RGB)는 보정없이 버퍼링하여, 보정된 화이트 데이터(Left_W', Right_W')와 함께 색온도 보정부(640)로 출력한다.

크로스토크 보정부(630)는 공급받은 좌안 영상 신호 및 우안 영상 신호(Left_WRGB, Right_WRGB)에서 도 8에 예시한 바와 같이 좌안 영상 및 우안 영상의 화이트 데이터(Left_W, Right_W)를 추출하고, 화이트 데이터(Left_W, Right_W)에 대한 크로스토크를 보정을 수행한다.

크로스토크 보정부(630)는 좌안 및 우안 화이트 데이터(Left_W, Right_W)와 메모리(670)에 저장된 좌안 및 우안 크로스토크 LUT(Left_LUT, Right_LUT)를 이용하여, 좌안 화이트 데이터(Left_W)에 대한 크로스토크 보정과 우안 화이트 데이터(Right_W)에 대한 크로스토크 보정을 수행한다.

크로스토크 보정부(630)는 메모리(660)의 Left_LUT로부터 선택된 제1 크로스토크 값을 적용하여 좌안 화이트 데이터(Left_W)를 보정하고, Right_LUT로부터 선택된 제2 크로스토크 값을 적용하여 우안 화이트 데이터(Right_W)를 보정한다.

예를 들면, 크로스토크 보정부(630)는 Left_LUT에서 좌안 화이트 데이터(Left_W) 및 우안 화이트 데이터(Right_W)에 대응하는 제1 크로스토크 값을 선택하고, 아래 수학식 2와 같이 선택된 제1 크로스토크값(Left_CT)과 우안 화이트 데이터(Right_W)를 곱하여 제1 크로스토크 보정값(Right_W*Left_CT)을 산출한다. 크로스토크 보정부(630)는 좌안 화이트 데이터(Left_W)로부터 제1 크로스토크 보정값(Right_W*Left_CT)을 차감함으로써 좌안 화이트 데이터(Left_W)에 대한 크로스토크 보정을 수행한다.

<수학식2>

Left_W' = Left_W-(Right_W*Left_CT)

Right_W' = Right_W-(Left_W*Right_CT)

이와 유사하게, 크로스토크 보정부(630)는 Right_LUT에서 우안 화이트 데이터(Right_W) 및 우안 화이트 데이터(Left_W)에 대응하는 제2 크로스토크 값(Right_CT)을 선택하고, 상기 수학식 2와 같이 선택된 제2 크로스토크값(Right_CT)과 좌안 화이트 데이터(Left_W)를 곱하여 제2 크로스토크 보정값(Left_W*Right_CT)을 산출한다. 크로스토크 보정부(630)는 우안 화이트 데이터(Right_W)로부터 제2 크로스토크 보정값(Left_W*Right_CT)을 차감함으로써 우안 화이트 데이터(Right_W)에 대한 크로스토크 보정을 수행한다.

크로스토크 보정부(630)는 크로스토크가 보정된 화이트 데이터(Left_W', Right_W')와 버퍼링된 유채색 데이터(Left_RGB, Right_RGB)를 포함하는 좌안 영상 신호 및 우안 영상 신호(Left_W'RGB, Right_W'RGB)를 색온도 보정부(640)로 출력한다.

색온도 보정부(640)는 크로스토크 보정부(630)로부터 공급받은 좌안 영상 신호 및 우안 영상 신호(Left_W'RGB, Right_W'RGB)에 대한 색온도를 보정하고, 보정된 좌안 영상 신호 및 우안 영상 신호(Left'_WRGB, Right'_WRGB)를 감마 보정부(650)로 출력한다(S708). 색온도 보정부(640)는 화이트 데이터(Left_W', Right_W')에 따라 유채색 데이터(Left_RGB, Right_RGB)를 조절함으로써 4색 조합에 의한 백색광의 색온도를 목표 색온도로 보정할 수 있다.

감마 보정부(650)는 색온도 보정부(640)로부터 공급받은 좌안 영상 신호 및 우안 영상 신호(Left'_WRGB, Right'_WRGB)를 감마 보정하여 감마 보정된 좌안 영상 신호 및 우안 영상 신호(Left_out, Right_out)를 출력한다(S710). 감마 보정부(650)는 감마 LUT를 이용하여 4색 데이터의 선형 컬러값(Left'_WRGB, Right'_WRGB)을 비선형 컬러값(Left_out, Right_out)으로 변환하여 출력할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 인지적 크로스토크 저감 효과를 나타낸 것이다.

도 9를 참조하면, 원본 영상과 비교 영상 간의 휘도, 구조적 유사 정도를 수치화하여 두 영상 간의 유사성을 나타낸 SSIM(Structural SIMilarity) 지수를 이용하여 인지적 크로스토크의 저감 효과를 확인할 수 있다.

본 발명의 크로스토크 보정 방법이 적용되지 않은, 개선전 크로스토크 7%의 화이트 영상(a)은 원본 화이트 영상과 SSIM 98%의 유사성을 갖는 것으로 입체 영상 표시 장치의 크로스토크 스펙에서 허용하는 낮은 수준이다. 개선전 크로스토크 30%의 화이트 영상(b)은 원본 화이트 영상과 SSIM 89%의 유사성을 갖고 화질이 떨어짐을 알 수 있다.

본 발명의 크로스토크 보정 방법은 단안을 기준으로 화이트 픽셀별 크로스토크에 의해 발생되는 휘도 증가량을 보정하기 때문에, 크로스토크 7%의 개선후 화이트 영상(c)은 원본 화이트 영상과 SSIM 100%의 유사성을 갖을 정도로 전체 영상의 인지적 크로스토크가 저감됨을 알 수 있다. 또한, 크로스토크 30%의 개선후 화이트 영상(d)도 원본 화이트 영상과 SSIM 98%의 유사성을 갖을 정도로 전체 영상의 인지적 크로스토크가 저감되어, 입체 영상 표시 장치의 허용 수준인 크로스토크 7%의 화이트 영상(a)과 유사함을 알 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 화이트 픽셀을 이용한 크로스토크 보정 방법의 적용 여부는, 입체 영상 표시 장치에 좌안 영상 및 우안 영상 중 어느 하나의 단안 영상으로 기준 영상을 표시하고, 나머지 단안 영상으로 입력 데이터가 가변하는 가변 영상을 표시할 때, 가변 영상에 따라 기준 영상을 표시하는 픽셀들 중 유채색(R, G, B) 픽셀들에 대한 휘도는 가변하지 않고 무채색(W) 픽셀의 휘도만 가변하는지 여부를 검출함으로써 확인할 수 있다.

이와 같이, 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치 및 그 구동 방법은 화이트 픽셀별로 크로스토크에 의해 발생되는 휘도 증가량을 보정하여 3D 크로스토크를 저감함으로써 화이트 픽셀에 의해 휘도가 향상되면서도 3D 영상의 인지 화질을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 유채색을 제외한 무채색의 화이트 픽셀에 대해서만 크로스토크 보정을 적용함으로써 색 왜곡 현상없이 크로스토크를 저감할 수 있다.

본 발명은 화이트 픽셀의 추가에 의해 크로스토크가 증가하는 문제가 발생할 수 있는 다양한 입체 영상 표시 장치에 모두 적용할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 패널 200: 게이트 드라이버
300: 데이터 드라이버 400: 타이밍 컨트롤러
500: 감마 전압 생성부 600: 영상 처리부
700: 3D 광학 필터 1000: 입체 영상 표시 장치
2000: 호스트 시스템 610: 디감마 보정부
620: 색공간 변환부 630: 크로스토크 보정부
640: 색온도 보정부 650: 감마 보정부
660: 메모리

Claims (9)

1. 복수의 픽셀들을 포함하는 패널과,
   상기 복수의 픽셀들에 표시되는 좌안 영상과 우안 영상의 광경로 분리하여 시청자의 양안에 제공하는 3D 광학 필터와,
   상기 패널을 구동하는 패널 구동부와,
   상기 패널에 좌안 화이트 패턴과 우안 화이트 패턴을 표시할 시, 각 시점에서 발생하는 크로스토크 값이 저장된 메모리와,
   유채색 데이터와 화이트 데이터를 포함하는 제1 좌안 영상 신호 및 제1 우안 영상 신호에서 상기 화이트 데이터를 상기 메모리에 저장된 크로스토크 값을 적용하여 상기 화이트 데이터로 인해 발생하는 크로스토크가 저감되도록 보정하고, 보정된 화이트 데이터와 상기 유채색 데이터를 포함하는 제2 좌안 영상 신호 및 제2 우안 영상 신호를 상기 패널 구동부로 출력하는 영상 처리부를 포함하는 입체 영상 표시 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 영상 처리부는
   상기 제1 좌안 영상 신호 및 제1 우안 영상 신호 각각의 3색 데이터를 좌안 4색 데이터와 우안 4색 데이터로 변환하는 색공간 변환부와,
   상기 좌안 4색 데이터 및 우안 4색 데이터 중 좌안 화이트 데이터 및 우안 화이트 데이터 각각을 상기 메모리에 저장된 해당 크로스토크 값을 적용하여 보정하고, 보정된 좌안 화이트 데이터 및 보정된 우안 화이트 데이터와 상기 유채색 데이터 해당하는 좌안 3색 데이터 및 우안 3색 데이터를 포함하는 상기 제2 좌안 영상 신호 및 제2 우안 영상 신호를 출력하는 크로스토크 보정부를 포함하는 입체 영상 표시 장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 메모리는
   상기 좌안 화이트 데이터의 보정시 이용되는 제1 크로스토크 값들이 저장된 제1 크로스토크 LUT와, 상기 우안 화이트 데이터의 보정시 이용되는 제2 크로스토크 값들이 저장된 제2 크로스토크 LUT를 포함하고,
   상기 제1 및 제2 크로스토크 LUT는
   상기 패널에 상기 좌안 화이트 패턴과 우안 화이트 패턴을 계조별로 표시하면서 각 시점에서 측정된 휘도를 바탕으로 산출된 크로스토크 값들 중 최소값을 상기 좌안 화이트 패턴 및 우안 화이트 패턴의 입력 데이터와 함께 저장한 입체 영상 표시 장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 크로스토크 보정부는
   상기 제1 크로스토크 LUT로부터 제1 좌안 화이트 데이터 및 제1 우안 화이트 데이터에 대응하여 선택된 제1 크로스토크 값과 상기 제1 우안 화이트 데이터와의 연산값을 상기 제1 좌안 화이트 데이터로부터 차감하여 상기 제1 좌안 화이트 데이터를 보정하고,
   상기 제2 크로스토크 LUT로부터 제1 우안 화이트 데이터 및 제1 좌안 화이트 데이터에 대응하여 선택된 제2 크로스토크 값과 상기 제1 좌안 화이트 데이터와의 연산값을 상기 제1 우안 화이트 데이터로부터 차감하여 상기 제1 우안 화이트 데이터를 보정하는 입체 영상 표시 장치.
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 영상 처리부는
   상기 공급받은 제1 좌안 영상 신호 및 제1 우안 영상 신호를 디감마 보정하여 상기 색공간 변환부로 출력하는 디감마 보정부와,
   상기 크로스토크 보정부로부터 공급받은 제2 좌안 영상 신호 및 제2 우안 영상 신호를 색온도 보정하여 출력하는 색온도 보정부와,
   상기 색온도 보정부의 출력 신호를 감마 보정하여 상기 패널 구동부로 출력하는 감마 보정부를 더 포함하는 입체 영상 표시 장치.
6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 청구항에 있어서,
   상기 패널에 표시되는 좌안 영상 및 우안 영상 중 어느 하나의 단안 영상으로 기준 영상을 표시하고, 나머지 단안 영상으로 입력 데이터가 가변하는 가변 영상을 표시할 때, 상기 가변 영상에 따라 상기 기준 영상을 표시하는 픽셀들 중 유채색 픽셀들에 대한 휘도 가변없이 화이트 데이터 픽셀들의 휘도만 가변하는 입체 영상 표시 장치.
7. 제1 좌안 영상 신호와 제2 우안 영상 신호 각각의 3색 데이터를 좌안 4색 데이터와 우안 4색 데이터로 변환하는 단계와,
   상기 좌안 4색 데이터 및 우안 4색 데이터 중 좌안 화이트 데이터와 우안 화이트 데이터를 해당 크로스토크 값을 적용하여 보정하는 단계와,
   상기 보정된 좌안 화이트 데이터와 상기 좌안 4색 데이터 중 3색 데이터를 포함하는 제2 좌안 영상 신호와, 상기 보정된 우안 화이트 데이터와 상기 우안 4색 데이터 중 3색 데이터를 포함하는 제2 우안 영상 신호를 출력하는 단계와,
   상기 제2 좌안 영상 신호 및 제2 우안 영상 신호를 패널에 표시하는 단계를 포함하고,
   상기 크로트토크 값은 좌안 화이트 패턴과 우안 화이트 패턴을 표시할 시, 각 시점에서 발생하는 크로스토크 값을 포함하고,
   상기 좌안 화이트 데이터와 우안 화이트 데이터를 해당 크로스토크 값을 적용하여 보정하는 단계는, 상기 크로스토크 값을 적용하여 상기 화이트 데이터로 인해 발생하는 크로스토크가 저감되도록 보정하는 단계;
   를 포함하는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 제2 좌안 영상 신호 및 제2 우안 영상 신호를 상기 패널에 표시하기 이전에,
   상기 제2 좌안 영상 신호 및 제2 우안 영상 신호 각각에 대한 색온도 보정을 수행하는 단계를 더 포함하는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 좌안 화이트 데이터와 우안 화이트 데이터를 보정하는 단계는,
   제1 크로스토크 LUT로부터 상기 좌안 화이트 데이터 및 우안 화이트 데이터에 대응하여 선택된 제1 크로스토크 값과 상기 우안 화이트 데이터를 곱셈한 결과를 상기 좌안 화이트 데이터로부터 차감하는 단계와,
   제2 크로스토크 LUT로부터 상기 우안 화이트 데이터 및 좌안 화이트 데이터에 대응하여 선택된 제2 크로스토크 값과 상기 좌안 화이트 데이터를 곱셈한 결과를 제1 우안 화이트 데이터로부터 차감하는 단계를 포함하는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.

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