KR100786862B1

KR100786862B1 - 배리어 장치, 이를 이용한 입체영상 표시장치 및 그구동방법

Info

Publication number: KR100786862B1
Application number: KR1020040098978A
Authority: KR
Inventors: 김범식; 이장두; 장형욱; 남희; 송명섭
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2004-11-30
Publication date: 2007-12-20
Also published as: CN1784022B; EP1662808B1; EP1662808A1; JP5296962B2; US20060126177A1; US8373617B2; KR20060060102A; CN1784022A; JP2006154809A

Abstract

본 발명은 다양한 형태의 입체영상을 표현할 수 있도록 배리어의 표시형태가 변환될 수 있는 액티브 배리어 및 이 배리어를 포함하는 입체영상 표시장치를 제공한다.

본 발명에 따른 입체영상 표시 장치는 표시패널, 배리어, 배리어 구동부 및 제어부를 포함한다. 표시패널은 입력되는 입체영상을 표시한다. 배리어는 표시패널과 대응되게 배치되며, 매트릭스 형태로 배열된 복수의 액정셀을 포함한다. 배리어 구동부는 배리어의 복수의 액정셀 각각이 선택적으로 투명셀 또는 불투명셀이 되어 표시패널에 표시된 영상에 대응되는 표시형태가 되도록 배리어를 구동한다.

입체영상, 양안시차, 배리어

Description

배리어 장치, 이를 이용한 입체영상 표시장치 및 그 구동방법{Barrier device, three dimensional image display using the same and method thereof}

도 1은 종래의 배리어 방식을 이용한 입체영상 표시장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 2a는 종래의 불투명영역과 투명영역이 줄무늬(stripe) 형태로 이루어진 2시점(2 views)용 배리어를 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 2b는 종래의 불투명영역과 투명영역이 바둑판 형태로 이루어진 2시점(2 views)용 배리어를 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 3은 종래의 4시점의 입체 영상을 표시하는 배리어 방식을 설명하기 위한 도면이다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 입체영상 표시장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 5a는 배리어구동부(200) 및 배리어(300)의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 5b는 표시패널구동부(400) 및 표시패널(500)의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액티브 배리어(300)의 형 태를 예시적으로 보여주는 도면이다.

도 7a와 도 7b는 각각 2시점 배리어와 다 시점 배리어의 형태를 보여주는 도면이다.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 입체영상 표시장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 9a 및 도 9b는 모바일 디스플레이에서 표시화면이 포트레이트 형태인 경우와 랜드스케이프 형태인 경우의 배리어의 형태를 보여주는 도면이다.

도 10a 및 도 10b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액티브 배리어의 경우 포트레이트 형태인 경우와 랜드스케이프 형태인 경우 화면의 중심 위치(C1) 및 관찰자의 중심 위치(C2)를 보여주는 도면이다.

도 11a 및 도 11b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액티브 배리어의 경우 포트레이트 형태인 경우와 랜드스케이프 형태인 경우 화면의 중심 위치(C1) 및 관찰자의 중심 위치(C2)를 보여주는 도면이다.

본 발명은 배리어 장치 및 이를 이용한 입체영상 표시장치에 관한 것으로, 특히 배리어의 표시형태가 변경될 수 있는 액티브 배리어 및 이을 이용한 입체영상 표시장치에 관한 것이다.

일반적으로, 사람이 입체감을 느끼는 요인은 생리적인 요인과 경험적인 요인 이 있는데, 3차원 영상표시 기술에서는 일반적으로 근거리에서 입체감을 인식하는 가장 큰 요인인 양안시차(binocular parallax)를 이용하여 물체의 입체감을 느끼게 된다. 이와 같은 양안시차를 이용하는 방식에는 크게 안경을 착용하는 방식(stereoscopy)과 안경을 착용하지 않는 무안경 방식(autostereoscopy)이 있다.

안경을 착용하는 방식(stereoscopy)은 양안에 각각 청색과 적색의 색안경을 쓰는 애너그리프(anaglyph)방식과, 각각 편광 방향이 다른 편광안경을 쓰는 편광방식, 그리고 시간 분할된 화면을 주기적으로 반복시키고 이 주기에 동기시킨 전자셔터가 설치된 안경을 쓰는 시분할방식이 있다. 그러나, 안경을 착용하는 방식은 안경을 써야 하는 불편함과 안경을 쓴 상태로 화상 이외의 다른 사물을 관찰하는데 지장을 받는 등의 문제점이 있다. 따라서, 근래에는 안경을 착용하지 않는 방식에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

안경을 착용하지 않는 무안경 방식(autostereoscopy)으로서 알려진 대표적인 것으로는, 원통형의 렌즈 어레이를 수직으로 배열한 렌티큘러(lenticular) 렌즈판을 영상패널 전방에 설치하는 렌티큘러 방식과, 배리어(barrier)를 이용하여 좌안과 우안 영상을 분리하여 입체 효과를 내는 패럴랙스 배리어(parallax barrier) 방식이 있다.

도 1은 종래의 패럴랙스 배리어 방식을 이용한 입체영상 표시장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 입체영상 표시장치(10)는 영상패널(13) 및 배리어(11)를 포함한다.

불투명한 영역(11-1)과 투명한 영역(11-2)이 반복 배열되어 형성된 배리어(11)가 영상패널(13)의 전면에 배치된다. 그리고, 영상패널(13)은 우안에 의해 보여지는 우안 대응 픽셀(13-1)과, 좌안에 의해 보여지는 좌안 대응 픽셀(13-2)로 구성되어 있다.

관찰자는 배리어(11)의 투명영역(11-2)을 통해 영상패널(13)에 표시되는 화상을 보게 되는데, 관찰자의 좌안(15)과 우안(14)은 동일한 투명영역(11-2)을 통하더라도 각각 영상패널(13)의 다른 영역을 보게 된다. 즉, 관찰자는 좌안과 우안이 투명영역(11-2)을 통해서 각각 인접 영역의 픽셀에 표시되는 영상을 보게 되어 입체감을 느끼도록 하는 것이다. 이와 같은 패럴랙스 배리어 방식이 2D와 3D의 변환이 가능하다는 큰 장점이 있어서 현재 모니터, 노트북, 모바일 폰 등에 적용되고 있다.

도 2a는 불투명영역과 투명영역이 줄무늬(stripe) 형태로 이루어진 2시점(2 views)용 배리어를 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 2a와 같은 배리어는 불투명영역과 투명영역의 넓이가 동일한 2시점 배리어로 수평 해상도가 수직 해상도의 대략 절반정도밖에 안된다는 문제점이 있으며 또한 표시영상에 세로 방향의 줄무늬가 생겨 눈에 부담감을 주는 문제가 있다. 또한 최근에는, 세로 방향이 긴 포트레이트(portrait)형태와, 게임을 하거나 TV, 동영상 등을 보거나 디지털카메라가 내장된 경우 넓은 화면을 볼 수 있게 하기 위해서 가로 방향이 긴 랜드스케이프(landscape) 형태의 두 가지로 화면을 볼 수 있도록, 화면을 수직으로 돌려서 볼 수 있는 표시장치들이 개발되고 있다. 그러나 도 2a와 같은 배리어는 포트레이트 형태와 랜드스케이프 형태 중 어느 하나에 맞게 제작될 수밖에 없고, 포트레이트 형태에 맞는 배리어가 제작되면, 랜드스케이프 형태의 화면에서는 입체영상을 볼 수 없다는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 바둑판 형태로 이루어진 2시점 배리어가 개발되었다.

도 2b는 불투명영역과 투명영역이 바둑판 형태로 이루어진 2시점(2 views)용 배리어를 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 2b와 같은 배리어는 표시화면이 포트레이트 형태일 때도 랜드스케이프 형태일 때도 사용할 수는 있다. 그러나 표시화면이 랜드스케이프 형태로 변경되었을 때 표시패널의 좌안픽셀과 우안픽셀의 위치, 배리어의 불투명영역과 투명영역의 위치에 따라, 랜드스케이프 형태에서는 입체영상을 표시할 수 없는 경우도 있다. 또한 이러한 바둑판 형태의 배리어도 한 가지 용도의 입체영상만을 표현할 수 있다.

도 3은 US5949390에 개시된 종래의 4시점의 입체 영상을 표시하는 배리어 방식을 설명하기 위한 도면이다.

도 3에서와 같이, 표시패널(1)의 각 셀(a1, a2, a3, a4)에는 각 시점에 해당하는 우안 영상이 표시되고 각 시점의 우안 영상(a1, a2, a3, a4)은 투명영역(3A)을 각각 통과하게 되고 이 4시점 영상은 시청자의 우안으로 인식된다. 마찬가지로 표시패널(1)의 각 셀(b1, b2, b3, b4)에는 각 시점에 해당하는 좌안 영상이 표시되고 각 시점의 좌안 영상(b1, b2, b3, b4)은 투명영역(3AB)을 각각 통과하게 되고 이 4시점 영상은 시청자의 좌안으로 인식된다.

이와 같이, 2시점이 아닌 3시점 또는 4시점의 다 시점의 입체영상을 표현하기 위해서는 시점의 수에 따라 불투명영역이 투명영역보다 넓어지는 배리어가 필요하다. 그러나, 도 2b와 같은 바둑판 형태로 고정된 배리어는 다 시점의 입체영상 등은 표현할 수 없다는 한계점이 있다.

이러한 문제점 및 한계점은 입체영상 표시장치의 범용화의 장애가 되고 있다. 따라서 다양한 형태의 입체영상을 표현할 수 있는 배리어의 개발이 요구되는 실정이다.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 기술적 과제는 다양한 형태의 입체영상을 표현할 수 있도록 배리어의 표시형태가 변환될 수 있는 액티브 배리어 및 이 배리어를 포함하는 입체영상 표시장치를 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 하나의 특징에 따른 입체영상 표시 장치는,

입력되는 영상신호를 표시하는 표시패널;

상기 표시패널과 대응되게 배치되며, 복수의 액정셀이 배열된 배리어;

상기 배리어의 복수의 액정셀 각각이 선택적으로 투명셀 또는 불투명셀이 되도록 구동하는 배리어 구동부; 및

상기 배리어 구동부를 제어하는 제어부를 포함한다.

상기 배리어는 복수의 액정셀이 제1 및 제2 방향의 매트릭스 형태로 배열되 며, 상기 배리어 구동부는, 상기 제어부로부터 입력되는 신호에 대응하는 배리어 구동신호가 저장된 배리어 메모리; 상기 배리어 구동신호에 기초하여 제1 방향의 구동신호를 생성하여 상기 배리어에 인가하는 제1 구동부; 및 상기 배리어 구동신호에 기초하여 제2 방향의 구동신호를 생성하여 상기 배리어에 인가하는 제2 구동부를 포함할 수 있다.

상기 배리어 메모리에는, 줄무늬형, 바둑판형, 계단형 및 다 시점형 중 적어도 하나의 배리어 표시형태에 대응되는 배리어 구동신호가 저장될 수 있다.

상기 표시패널은 포트레이트형 및 랜드스케이프형으로 변환가능하고, 상기 배리어 메모리는 상기 포트레이트형 및 랜드스케이프형 각각에 대응되는 배리어 표시형태의 구동신호가 저장될 수 있다.

상기 배리어의 표시형태에 대응하여 상기 표시패널을 구동하는 표시패널 구동부를 더 포함할 수 있다.

상기 표시패널은 데이터신호가 인가되는 복수의 데이터선 및 선택신호가 순차적으로 인가되는 복수의 주사선 및 상기 데이터선과 주사선이 교차하는 영역에 마련되는 복수의 표시셀을 포함하고, 상기 표시패널 구동부는, 상기 제어부로부터 입력되는 신호 대응하는 표시패널 구동신호가 저장되는 표시패널 메모리; 상기 표시패널 구동신호에 기초하여 입력되는 영상신호에 대응하는 데이터신호를 생성하여 상기 데이터선 인가하는 데이터구동부; 상기 표시패널 구동신호에 기초하여 상기 선택신호를 순차적으로 생성하여 상기 주사선에 인가하는 주사구동부를 포함할 수 있다.

상기 표시패널 메모리에는, 줄무늬형, 바둑판형, 계단형 및 다 시점형 중 적어도 하나의 배리어 표시형태에 대응되는 표시패널 구동신호가 저장될 수 있다.

상기 표시패널은 포트레이트형 및 랜드스케이프형으로 변환가능하다.

본 발명의 다른 특징에 따른 배리어장치는, 양안시차를 이용하여 입체영상을 표시하는 입체영상 표시장치에 사용되는 배리어 장치로서,

상기 표시패널과 대응되게 배치되며, 매트릭스 형태로 배열된 복수의 액정셀을 포함하는 배리어;

상기 배리어의 표시형태를 선택하여 상기 표시형태에 대응하는 제어신호를 상기 배리어 구동부로 출력하는 제어부를 포함하고,

상기 배리어 구동부는,

상기 제어신호에 대응하는 배리어 구동신호가 저장된 배리어 메모리;

상기 배리어 구동신호에 기초하여 제1 방향의 구동신호를 생성하여 상기 배리어에 인가하는 제1 구동부; 및

상기 배리어 구동신호에 기초하여 제2 방향의 구동신호를 생성하여 상기 배리어에 인가하는 제2 구동부를 포함한다.

상기 배리어 메모리에는, 줄무늬형, 바둑판형 및 다 시점형 중 적어도 하나의 배리어 표시형태에 대응되는 배리어 구동신호가 저장될 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 입체영상 표시장치의 구동방법은, 입력되는 영상신호가 표시되는 표시패널 및 상기 표시패널과 대응되게 배치되며 매트릭스 형태로 배열된 복수의 셀을 구비한 배리어를 포함하는 입체영상 표시장치의 구동방법으로서,

a) 상기 입력되는 영상신호에 기초하는 배리어 제어신호를 생성하는 단계;

b) 상기 배리어 제어신호에 기초하여 상기 복수의 셀 각각이 선택적으로 투과 또는 불투과 셀이 되어 영상신호에 대응되는 배리어 표시형태가 되도록 상기 배리어를 구동하는 단계; 및

c) 상기 영상신호가 상기 표시패널에 표시되는 단계를 포함한다.

상기 영상신호는 2시점 이상의 다 시점 입체영상신호를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 입체영상 표시장치는,

회전에 의해 형태변환이 가능하며, 입력되는 영상신호를 표시하는 표시패널;

상기 배리어의 복수의 액정셀 각각이 선택적으로 투명셀 또는 불투명셀이 되도록 구동하는 배리어 구동부;

상기 배리어 구동부를 제어하는 배리어 제어신호를 생성하는 제어부; 및

상기 표시패널의 변환된 형태를 검출하여 표시패널의 형태정보신호를 생성하는 제어부에 인가하는 형태감지부를 포함한다.

상기 표시패널은 포트레이트 형 또는 랜드스케이프 형으로 형태로 변경될 수 있다.

상기 배리어는 복수의 액정셀이 제1 및 제2 방향의 매트릭스 형태로 배열되 며, 상기 배리어 구동부는 상기 제어부로부터 입력되는 배리어 제어신호에 대응하여 포트레이트 형 및 랜드스케이프 형에 대한 배리어 구동신호가 저장된 배리어 메모리; 상기 배리어 구동신호에 기초하여 행방향의 구동신호를 생성하여 상기 배리어에 인가하는 제1 구동부; 및 상기 배리어 구동신호에 기초하여 열방향의 구동신호를 생성하여 상기 배리어에 인가하는 제2 구동부를 포함할 수 있다.

상기 제어부는 입력되는 영상신호에 기초하여 배리어 제어신호를 생성하고, 상기 배리어 메모리는 상기 영상신호에 기초한 배리어 제어신호에 대응하는 배리어 표시형태에 대한 배리어 구동신호가 저장될 수 있다.

상기 영상신호는 2시점 이상의 다 시점 입체영상신호일 수 있다.

상기 영상신호에 기초한 배리어 제어신호에 대응하는 배리어 표시형태는 줄무늬형, 바둑판형 및 다 시점형 중 적어도 하나일 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 입체영상 표시장치의 구동방법은, 회전에 의해 형태변환이 가능하며, 입력되는 영상신호가 표시되는 표시패널 및 상기 표시패널과 대응되게 배치되며 매트릭스 형태로 배열된 복수의 셀을 구비한 배리어를 포함하는 입체영상 표시장치의 구동방법으로서,

a) 상기 표시패널의 변환 형태를 감지하여 형태정보신호를 생성하는 단계;

b) 상기 형태정보신호에 기초하여 상기 복수의 셀 각각이 선택적으로 투과셀 또는 불투과셀이 되어 영상신호에 대응되는 배리어 표시형태가 되도록 배리어를 구동하는 단계; 및

상기 표시패널의 변환 형태는 포트레이트 형 또는 랜드스케이프 형을 포함할 수 있다.

상기 a) 단계는 상기 입력되는 영상신호에 기초하는 배리어 제어신호를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 b) 단계는 상기 배리어 제어신호에 기초하여 상기 배리어를 영상신호에 대응되는 배리어 표시형태가 되도록 구동하는 단계를 포함할 수 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

입체영상 표시장치는 제어부(100), 배리어구동부(200), 배리어(300), 표시패널구동부(400) 및 표시패널(500)을 포함한다.

제어부(100)는 영상신호(R, G, B data), 수평동기신호(H_sync), 수직동기신호(V_sync)를 입력받아 배리어제어신호 및 표시패널제어신호를 생성하여 배리어구동부(200) 및 표시패널구동부(400)에 각각 전달한다. 또한 제어부(100)는 입력되는 영상신호(R, G, B data) 또는 사용자의 선택에 기초하여 표시패널(500) 및 배리어 (300)의 표시형태를 결정하여 배리어구동부(200) 및 표시패널구동부(400)에 각각 전달한다. 즉, 제어부(100)는 입력되는 영상신호(R, G, B data)가 2D 신호인지 3D 신호인지, 또는 2시점 3D 영상신호인지 다시점 3D 영상신호인지를 판단하고, 입력되는 영상신호에 맞게 표시패널(500) 및 배리어(300)가 구동될 수 있도록 제어신호를 표시패널구동부(400) 및 배리어구동부(200)에 각각 전달한다.

배리어구동부(200)는 제어부(100)로부터 제어신호를 수신하여 배리어(300)를 구동한다. 구체적으로, 배리어구동부(200)는 제어부(100)에서 결정된 배리어의 표시형태에 기초하여 배리어(300)가 줄무늬 형태, 바둑판 형태, 계단식 형태 또는 다시점 형태가 되도록 배리어(300)를 구동한다.

표시패널구동부(400)는 제어부(100)로부터 제어신호를 수신하여 표시패널(500)을 구동한다. 구체적으로, 표시패널구동부(400)는 입력되는 영상신호(R, G, B data)가 표시패널(500)에 정상적으로 표시될 수 있도록 표시패널(500)을 구동한다.

배리어구동부(200)는 메모리(210), 열구동부(220) 및 행구동부(230)를 포함한다. 배리어(300)는 매트릭스 형태로 배열된 복수의 액정셀(310)을 포함한다.

메모리(210)는 제어부(100)로부터 전달되는 제어신호에 대응하여 표시형태에 따라 배리어(300)가 구동될 수 있도록 표시형태에 대응하는 구동신호를 저장하고, 제어부(100)로부터 전달된 제어신호에 기초하여 표시형태를 결정하고 표시형태에 대응하는 구동신호를 열구동부(220) 및 행구동부(230) 각각에 출력한다.

열구동부(220) 및 행구동부(230)는 메모리(210)로부터 전달된 구동신호에 기초하여 배리어(300)의 복수의 액정셀들이 각각 불투명셀과 투명셀이 되어 제어부(100)에서 선택된 배리어의 표시형태가 되도록 배리어(300)를 구동한다. 즉, 열구동부(220) 및 행구동부(230)는 행과 열에 각각 선택적으로 구동전압을 인가함으로써 배리어의 형태를 형성한다.

배리어(300)는 복수의 액정셀(310)을 포함한다. 배리어(300)는 액정셀(310)이 박막트랜지스터(thin film transistor, 이하 TFT) 및 저장커패시터를 포함하는 능동 매트릭스형일 수도 있고, 열전극과 행전극이 교차하는 영역에 액정셀(310)이 형성된 단순 매트릭스형일 수도 있다. 따라서 배리어(300)가 능동 매트릭스형인 경우에는 일반적인 TFT 액정표시장치의 구동방법에 기초하여 구동되고, 단순 매트릭스형인 경우에는 일반적인 단순 매트릭스 액정표시장치의 구동방법에 기초하여 구동될 수 있다.

이와 같이 본 발명의 따른 배리어는 제어부(100)에서 선택된 배리어의 형태에 기초한 구동신호에 의해 배리어(300)의 액정셀(310)이 불투명셀 또는 투명셀이 되어 배리어의 형태가 변경될 수 있는 배리어이다. 이하에서는 본 발명의 따른 배리어를 '액티브 배리어'라고 한다.

표시패널구동부(400)는 메모리(410), 데이터구동부(420) 및 주사구동부(430)를 포함한다.

메모리(410)는 제어부로부터 전달되는 표시형태에 대응하는 구동신호가 저장되고, 제어부(100)로부터 표시형태를 전달받고 전달받은 표시형태에 대응하는 구동신호를 데이터구동부(420) 및 주사구동부(430) 각각에 출력한다. 데이터구동부(420)는 입력되는 영상신호(R, G, B data)에 기초하여 데이터신호를 생성하여 각 데이터선(D1-Dm)에 인가한다. 주사구동부(430)는 선택신호를 순차적으로 생성하여 각 주사선(S1-Sn)에 순차적으로 인가한다.

표시패널(500)은 데이터선(D1-Dm)과 주사선(S1-Sn)이 각각 교차하는 영역에 형성되는 복수의 액정셀(510)을 포함한다. 본 제1 실시예에서는 표시패널이 액정표시장치이나, 이에 한정되는 것이 아니라 표시패널(500)은 액정표시장치 이외에 PDP, 유기EL 표시장치, CRT 등 다양한 형태의 표시장치가 적용될 수도 있다.

액티브 배리어를 사용하기 위해선 이와 연동하여 이미지 디스플레이의 픽셀 배열도 변화하는 배리어 구조에 맞게 조절되어야 한다. 만일 사용자가 줄무늬 형태로 입체 이미지를 보고자 한다면 메모리(210)에 미리 기억된 줄무늬 배리어 구조에 맞게 액티브 배리어가 구동되고, 이와 연동하여 줄무늬 형태에 대한 픽셀 배열 정보가 기억된 메모리(410)가 활성화되어 이미지 데이터들이 픽셀 배열 규칙에 따라 맵핑되어 화면에 디스플레이 되어서 최종적으로 사용자는 입체 이미지를 볼 수 있게 된다.

이와 같이 액티브 배리어를 사용하면 줄무늬(stripe), 바둑판, 계단형, 지그재그형 등 여러 형태의 배리어를 구성할 수 있고, 포트레이트와 랜드스케이프 모두에서 줄무늬 형태와 바둑판 형태로 셀의 배열만을 조절하여 입체 디스플레이를 제 작할 수 있다. 또한 2시점은 물론 여러 시점의 입체 디스플레이 시스템을 하나의 액티브 배리어만을 사용하여 구성하는 것이 가능하다.

도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액티브 배리어(300)의 형태를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 6a 내지 도 6d에서 도 1에서 불투명한 영역(11-1)은 흑색으로 표시하고 투명한 영역(11-2)은 백색으로 표시하였다.

도 6a는 종래의 줄무늬 형태와 동일한 2시점 배리어를 보여주는 도면이고, 도 6b는 불투명한 영역(11-1) 및 투명한 영역(11-2)의 크기를 크게한 2시점 배리어를 보여주는 도면이다. 도 6b에서는 배리어(300)에 형성되는 액정셀(310)의 셀피치에 따라 줄무늬 형태의 배리어라도 불투명한 영역(11-1) 및 투명한 영역(11-2)의 크기를 조절할 수 있다.

도 6c는 줄무늬 배리어에서 표시영상의 세로 방향의 줄무늬가 발생하는 것을 방지하기 위한 바둑판 형태의 배리어이다. 도 6c에서도 마찬가지로 액정셀(310)의 셀피치에 따라 바둑판의 크기를 조절할 수 있다. 도 6d는 계단 형태의 배리어를 보여주는 도면이다.

도 7a와 도 7b는 각각 2시점 배리어와 다 시점 배리어의 형태를 보여주는 도면이다. 이와 같이 본 발명에 따른 배리어에 따르면, 단순 줄무늬, 바둑판, 다 시점 등 다양한 형태의 배리어가 구현될 수 있어, 그 효용범위가 넓어질 수 있다.

한편, 최근에 개발되고 있는 모바일 디스플레이는 평상시에는 세로 방향이 긴 포트레이트(portrait) 형태로 보다가 게임을 하거나 TV, 동영상 등을 보거나 디지털 카메라가 내장된 경우 넓은 화면을 볼 수 있게 하기 위해서 가로 방향이 긴 랜드스케이프(landscape) 형태의 두 가지로 화면을 볼 수 있도록 화면을 수직으로 돌려서 볼 수 있는 모바일 디스플레이가 개발되고 있다. 따라서 화면이 회전할 수 있는 표시장치에 적합한 입체영상 표시장치가 요구된다.

다음은 도 8 내지 도 11b를 참조하여 본 발명이 제2 실시예에 대하여 설명한다.

도 8에서와 같이 입체영상 표시장치는 제어부(100), 배리어구동부(200), 배리어(300), 표시패널구동부(400), 표시패널(500) 및 형태감지부(600)를 포함한다.

본 발명의 제2 실시예는 형태감지부(600)를 더 포함한다는 점이 제1 실시예와 다르다. 따라서 제어부(100), 배리어구동부(200), 배리어(300), 표시패널구동부(400) 및 표시패널(500)의 구성 및 동작은 제1 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략하고, 이하에서는 형태감지부(600)를 중심으로 설명한다.

형태감지부(600)는 표시장치의 사용자가 표시패널(500)을 좌우로 90°또는 앞뒤로 앞뒤로 180°로 회전한 경우, 표시패널(500)의 형태를 감지하여 형태정보신호를 제어부(100)로 인가한다. 따라서 제어부(100)는 인가된 형태정보신호에 기초하여 표시패널(500)에는 형태에 대응되는 영상신호가 표시될 수 있도록 표시패널 구동부(400) 및 배리어구동부(200)에 각각 제어한다. 구체적으로 제어부(100)는 표시패널(500)가 포트레이트 형태인지 랜드스케이프 형태인지를 감지한 형태정보신호에 기초하여 표시패널(500)에 영상신호가 정상적으로 표시될 수 있도록 표시패널구 동부(400)에 구동신호를 전달한다. 또한 제어부(100)는 표시패널(500)의 형태에 대응되어 입체영상이 정상적으로 표시될 수 있도록 배리어구동부(200)에 구동신호를 전달한다.

도 9a에서와 같이 배리어가 포트레이트 형태의 화면에 대응되는 형태일 수도 있고, 도 9b에서와 같이 표시화면이 랜드스케이프 형태로 좌우로 90° 회전된 경우에 배리어도 표시화면에 대응되도록 형태가 변경될 수 있다.

투명영역과 불투명영역이 고정된 종래의 배리어의 경우, 포트레이트 형태일 때는 좌 우안 영상이 배리어에 의해 사람의 왼쪽 눈과 오른쪽 눈의 방향인 수평으로 분리되므로 입체 영상의 관찰이 가능하지만 90도 회전시켜 랜드스케이프 형태로 만들었을 때는 수평으로 영상이 분리되지 않으므로 입체 영상을 관찰할 수 없다. 그러나 본 발명의 실시예에 따른 액티브 배리어를 이용하게 되면 90도 회전 시켜 랜드스케이프 형태가 되더라도 배리어의 형태를 좌 우안 영상이 분리되도록 변환시킬 수 있으므로 입체 영상의 관찰이 가능해진다.

도 10a 및 도 10b는 바둑판 형태의 배리어의 경우 포트레이트 형태인 경우와 랜드스케이프 형태인 경우 화면의 중심 위치(C1) 및 관찰자의 중심 위치(C2)를 보여주는 도면이다.

바둑판 형태의 배리어를 사용하는 경우, 포트레이트 형태일 때와 랜드스케이프 형태일 때 모두 입체 영상을 볼 수 있다는 장점이 있지만, 포트레이트 상태에서 랜드스케이프 상태로 바뀌면 화면의 중앙을 기준으로 맞춰진 관찰 위치가 변한다는 문제가 발생한다.

도 10a에서와 같이, 3D 디스플레이의 적정 관찰 거리상에 가상의 관찰 창(virtual viewing window)(VW)이 존재한다고 볼 수 있는데, 포트레이트 형태일 때는 최적의 관찰 위치가 가상 관찰 창(VW)의 중심에 있는 것을 볼 수 있다. 그러나, 도 9b에서와 같이 3D 디스플레이를 화면 중앙을 중심으로 회전시키면 가상 관찰 창의 중심에 대해 관찰 가능한 위치가 벗어나는 것을 알 수 있다.

즉 관찰자가 바둑판 형태의 배리어 입체 디스플레이를 볼 때, 포트레이트 형태일 때는 정확히 가운데에서 입체 영상을 볼 수 있지만, 90도 회전시켜 랜드스케이프 형태로 볼 때는 가운데에서 벗어난 위치에서만 입체 영상을 볼 수 있기 때문에 머리와 눈을 이동시켜서 화면을 봐야하는 불편함이 생기게 된다는 것이다. 그러나, 본 발명의 실시예에따른 액티브 배리어를 사용하게 되면 이러한 문제를 해결할 수 있게 된다.

도 11a 및 도 11b는 본 발명의 실시예에 따른 액티브 배리어의 경우 포트레이트 형태인 경우와 랜드스케이프 형태인 경우 화면의 중심 위치(C1) 및 관찰자의 중심 위치(C2)를 보여주는 도면이다.

액티브 배리어를 사용하여 불투명셀과 투명셀의 위치를 조정하면 랜드스케이프 형태에 대해서도 이미지 픽셀과의 정렬을 맞출 수 있게 되고 관찰 위치가 가상 관찰 창의 중심과 거의 일치하게 된다. 이 때 관찰 위치는 아래로 이미지 픽셀 피치의 반 만큼, 왼쪽으로도 같은 거리 만큼 중심에서 벗어나게 되는데, 일반적으로 이미지 픽셀의 반 정도의 크기는 수십 ㎛정도이므로 관찰 위치가 거의 중심에 위치한다고 볼 수 있다. 따라서 관찰자는 랜드스케이프 형태에서도 시선의 이동 없이 거의 같은 위치에서 입체 영상을 관찰할 수 있게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 그 외의 다양한 변경이나 변형이 가능하다.

본 발명에 따르면, 하나의 액티브 배리어를 사용함으로써 줄무늬형, 바둑판형, 계단형, 지그재그형 등 다양한 형태의 배리어 구조를 만들 수 있다. 또한 모바일 입체 표시장치에 적용할 때 줄무늬 구조와 바둑판 구조로써 포트레이트는 물론 랜드스케이프 형태로 모두 관찰위치의 변화없이 입체영상을 볼 수 있다.

이에 더하여, 액티브 배리어를 이용하여 2시점뿐만 아니라 다 시점의 입체영상을 표시할 수 있다.

Claims

입체영상 표시장치에 있어서,

입력되는 영상신호를 표시하는 표시패널;

상기 표시패널과 대응되게 배치되며, 복수의 액정셀이 제1 및 제2 방향의 매트릭스 형태로 배열된 배리어;

상기 배리어의 복수의 액정셀 각각이 선택적으로 투명셀 또는 불투명셀이 되도록 구동하는 배리어 구동부; 및

상기 배리어 구동부를 제어하는 제어부

를 포함하는 입체영상 표시장치.
제1항에 있어서,

상기 배리어 구동부는,

상기 제어부로부터 입력되는 신호에 대응하는 배리어 구동신호가 저장된 배리어 메모리;

상기 배리어 구동신호에 기초하여 제1 방향의 구동신호를 생성하여 상기 배리어에 인가하는 제1 구동부; 및

상기 배리어 구동신호에 기초하여 제2 방향의 구동신호를 생성하여 상기 배리어에 인가하는 제2 구동부를 포함하는 입체영상 표시장치.
제2항에 있어서,

상기 배리어 메모리에는,

줄무늬형, 바둑판형, 계단형 및 다 시점형 중 적어도 하나의 배리어 표시형태에 대응되는 배리어 구동신호가 저장되는 입체영상 표시장치.
제2항 또는 제3항에 있어서,

상기 표시패널은 포트레이트형 및 랜드스케이프형으로 변환가능한 입체영상 표시장치.
제4항에 있어서,

상기 배리어 메모리는,

상기 포트레이트형 및 랜드스케이프형 각각에 대응되는 배리어 표시형태의 구동신호가 저장되는 입체영상 표시장치.
제1항에 있어서,

상기 배리어의 표시형태에 대응하여 상기 표시패널을 구동하는 표시패널 구동부를 더 포함하는 입체영상 표시장치.
제6항에 있어서,

상기 표시패널은 데이터신호가 인가되는 복수의 데이터선 및 선택신호가 순차적으로 인가되는 복수의 주사선 및 상기 데이터선과 주사선이 교차하는 영역에 마련되는 복수의 표시셀을 포함하고,

상기 표시패널 구동부는,

상기 제어부로부터 입력되는 신호 대응하는 표시패널 구동신호가 저장되는 표시패널 메모리;

상기 표시패널 구동신호에 기초하여 입력되는 영상신호에 대응하는 데이터신호를 생성하여 상기 데이터선 인가하는 데이터구동부;

상기 표시패널 구동신호에 기초하여 상기 선택신호를 순차적으로 생성하여 상기 주사선에 인가하는 주사구동부를 포함하는 입체영상 표시장치.
제7항에 있어서,

상기 표시패널 메모리에는,

줄무늬형, 바둑판형, 계단형 및 다 시점형 중 적어도 하나의 배리어 표시형태에 대응되는 표시패널 구동신호가 저장되는 입체영상 표시장치.
제7항에 있어서,

상기 표시패널은 포트레이트형 및 랜드스케이프형으로 변환가능한 입체영상 표시장치.
양안시차를 이용하여 입체영상을 표시하는 입체영상 표시장치에 사용되는 배리어 장치에 있어서,

상기 표시패널과 대응되게 배치되며, 매트릭스 형태로 배열된 복수의 액정셀을 포함하는 배리어;

상기 배리어의 복수의 액정셀 각각이 선택적으로 투명셀 또는 불투명셀이 되도록 구동하는 배리어 구동부; 및

상기 배리어의 표시형태를 선택하여 상기 표시형태에 대응하는 제어신호를 상기 배리어 구동부로 출력하는 제어부를 포함하고,

상기 배리어 구동부는,

상기 제어신호에 대응하는 배리어 구동신호가 저장된 배리어 메모리;

상기 배리어 구동신호에 기초하여 제1 방향의 구동신호를 생성하여 상기 배리어에 인가하는 제1 구동부; 및

상기 배리어 구동신호에 기초하여 제2 방향의 구동신호를 생성하여 상기 배리어에 인가하는 제2 구동부

를 포함하는 배리어 장치.
제10항에 있어서,

상기 배리어 메모리에는,

줄무늬형, 바둑판형 및 다 시점형 중 적어도 하나의 배리어 표시형태에 대응되는 배리어 구동신호가 저장되는 배리어 장치.
입력되는 영상신호가 표시되는 표시패널 및 상기 표시패널과 대응되게 배치되며 매트릭스 형태로 배열된 복수의 셀을 구비한 배리어를 포함하는 입체영상 표시장치의 구동방법에 있어서,

a) 상기 입력되는 영상신호에 기초하는 배리어 제어신호를 생성하는 단계;

b) 상기 배리어 제어신호에 기초하여 상기 복수의 셀 각각이 선택적으로 투과 또는 불투과 셀이 되어 영상신호에 대응되는 배리어 표시형태가 되도록 상기 배리어를 구동하는 단계; 및

c) 상기 영상신호가 상기 표시패널에 표시되는 단계

를 포함하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
제12항에 있어서,

상기 영상신호는 2시점 이상의 다 시점 입체영상신호를 포함하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
입체영상 표시장치에 있어서,

회전에 의해 형태변환이 가능하며, 입력되는 영상신호를 표시하는 표시패널;

상기 표시패널과 대응되게 배치되며, 복수의 액정셀이 배열된 배리어;

상기 배리어의 복수의 액정셀 각각이 선택적으로 투명셀 또는 불투명셀이 되도록 구동하는 배리어 구동부;

상기 배리어 구동부를 제어하는 배리어 제어신호를 생성하는 제어부; 및

상기 표시패널의 변환된 형태를 검출하여 표시패널의 형태정보신호를 생성하는 제어부에 인가하는 형태감지부

를 포함하는 입체영상 표시장치.
제14항에 있어서,

상기 표시패널은 포트레이트 형 또는 랜드스케이프 형으로 형태로 변경될 수 있는 입체영상 표시장치.
제15항에 있어서,

상기 배리어는 복수의 액정셀이 제1 및 제2 방향의 매트릭스 형태로 배열되며,

상기 배리어 구동부는

상기 제어부로부터 입력되는 배리어 제어신호에 대응하여 포트레이트 형 및 랜드스케이프 형에 대한 배리어 구동신호가 저장된 배리어 메모리;

상기 배리어 구동신호에 기초하여 행방향의 구동신호를 생성하여 상기 배리어에 인가하는 제1 구동부; 및

상기 배리어 구동신호에 기초하여 열방향의 구동신호를 생성하여 상기 배리어에 인가하는 제2 구동부를 포함하는 입체영상 표시장치.
제16항에 있어서,

상기 제어부는 입력되는 영상신호에 기초하여 배리어 제어신호를 생성하고,

상기 배리어 메모리는 상기 영상신호에 기초한 배리어 제어신호에 대응하는 배리어 표시형태에 대한 배리어 구동신호가 저장된 입체영상 표시장치.
제17항에 있어서,

상기 영상신호는 2시점 이상의 다 시점 입체영상신호인 입체영상 표시장치.
제17항에 있어서,

상기 영상신호에 기초한 배리어 제어신호에 대응하는 배리어 표시형태는 줄무늬형, 바둑판형 및 다 시점형 중 적어도 하나인 입체영상 표시장치.
회전에 의해 형태변환이 가능하며, 입력되는 영상신호가 표시되는 표시패널 및 상기 표시패널과 대응되게 배치되며 매트릭스 형태로 배열된 복수의 셀을 구비한 배리어를 포함하는 입체영상 표시장치의 구동방법에 있어서,

a) 상기 표시패널의 변환 형태를 감지하여 형태정보신호를 생성하는 단계;

b) 상기 형태정보신호에 기초하여 상기 복수의 셀 각각이 선택적으로 투과셀 또는 불투과셀이 되어 영상신호에 대응되는 배리어 표시형태가 되도록 배리어를 구동하는 단계; 및

c) 상기 영상신호가 상기 표시패널에 표시되는 단계

를 포함하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
제20항에 있어서,

상기 표시패널의 변환 형태는 포트레이트 형 또는 랜드스케이프 형을 포함하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
제20항에 있어서,

상기 a) 단계는,

상기 입력되는 영상신호에 기초하는 배리어 제어신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
제22항에 있어서,

상기 b) 단계는,

상기 배리어 제어신호에 기초하여 상기 배리어를 영상신호에 대응되는 배리어 표시형태가 되도록 구동하는 단계

를 포함하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
제22항 또는 23항에 있어서,

상기 입력되는 영상신호는 2시점 이상의 다 시점 입체영상신호인 입체영상 표시장치의 구동방법.