KR100819734B1

KR100819734B1 - 디스플레이장치 및 이의 입체영상 구현방법

Info

Publication number: KR100819734B1
Application number: KR1020070017729A
Authority: KR
Inventors: 하태현; 홍창완; 성준호
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-02-22
Filing date: 2007-02-22
Publication date: 2008-04-08

Abstract

본 발명은, 디스플레이장치 및 이의 입체영상 구현방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 디스플레이장치는, 2차원적인 평면영상이 구현되거나 3차원적인 입체영상용 화상이 구현되는 디스플레이부와; 상기 디스플레이부에 구현된 상기 3차원적인 입체영상용 화상으로부터 3차원적인 입체영상이 가시되도록 마련된 입체영상 가시유닛과; 상기 2차원적인 평면영상과 상기 입체영상 가시유닛을 통해 가시된 상기 3차원적인 입체영상 간에 발생되는 색편차를 보상해주는 신호보상부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 디스플레이장치에 의해 구현되는 입체영상의 화질이 개선될 수 있다.

Description

디스플레이장치 및 이의 입체영상 구현방법{display device and method showing a three-dimensional image thereof}

도 1은 본 발명에 따른 디스플레이장치의 제어블록도,

도 2는 본 발명에 따른 디스플레이장치의 제어흐름도,

도 3은 본 발명에 따른 2차원적인 평면영상의 디스플레이 감마 측정방식을 나타낸 구성도,

도 4는 본 발명에 따른 3차원적인 입체영상의 디스플레이 감마 측정방식을 나타낸 구성도,

도 5는 본 발명에 따른 디스플레이장치에 의해 3차원적인 입체영상을 구현 시 신호 보상을 위한 그래프이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 디스플레이장치 110 : 디스플레이부

111 : 광원부 112 : 광 변조부

113 : 칼라필터부 120 : 입체영상 가시유닛

130 : 입력부 140 : 저장부

150 : 신호보상부 160 : 먹스

170 : 제어부 180 : 색 측정기

본 발명은, 디스플레이장치 및 이의 입체영상 구현방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디스플레이장치에 의해 입체영상을 구현하는 구조를 개선한 디스플레이장치 및 이의 입체영상 구현방법에 관한 것이다.

최근 들어, 디스플레이장치는 2차원적인 평면영상 뿐만 아니라 3차원적인 입체영상까지도 구현할 수 있도록 개발되는 추세이다.

디스플레이장치에 의해 3차원적인 입체영상이 구현되는 방식은 크게 비안경식(non-glass type)과 안경식(glass type)으로 구분되며, 비안경식은 다시 시차판(parallax barrier)을 이용한 방식과 렌티큘러 렌즈(lenticular lens)를 이용한 방식으로 나뉘어 지고, 안경식은 편광 필터 안경(polarizing filter glass) 방식과 액정 셔터 안경(LCD shutter glass) 방식으로 나뉘어 진다.

이하 본 명세서에서는 안경식 입체영상 디스플레이장치를 예로 들어 설명한다.

일반적으로, 안경식 입체영상 디스플레이장치는 2차원적인 평면영상과 3차원적인 입체영상을 선택적으로 구현할 수 있도록 마련된다.

즉, 사용자가 2차원적인 평면영상을 보고자 할 때에는 디스플레이장치에 2차원적인 평면영상신호를 입력하여 사용자가 맨눈으로 화상이 구현되는 디스플레이부를 보게 되며, 사용자가 3차원적인 입체영상을 보고자 할 때에는 디스플레이장치에 3차원적인 입체영상용 화상신호를 입력하여 사용자가 안경을 착용한 상태로 디스플레이부를 보게 된다.

그러나, 이러한 종래의 디스플레이장치는 편광 필터 안경이나 액정 셔터 안경을 구성하는 물질의 광 전달 특성으로 인해 디스플레이부에서 구현되는 3차원적인 입체영상용 화상의 색 온도, 기초 삼원색(R,G,B-Red,Green,Blue)의 색 좌표 등과 같은 색감이 안경을 통과하면서 변하게 되므로 디스플레이장치에 의해 구현되는 입체영상의 화질이 저하될 수 있다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 입체영상의 화질이 개선될 수 있는 디스플레이장치 및 이의 입체영상 구현방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 디스플레이장치에 있어서, 2차원적인 평면영상이 구현되거나 3차원적인 입체영상용 화상이 구현되는 디스플레이부와; 상기 디스플레이부에 구현된 상기 3차원적인 입체영상용 화상으로부터 3차원적인 입체영상이 가시되도록 마련된 입체영상 가시유닛과; 상기 2차원적인 평면영상과 상기 입체영상 가시유닛을 통해 가시된 상기 3차원적인 입체영상 간에 발생되는 색편차를 보상해주는 신호보상부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치에 의하여 달성된다.

여기서, 영상신호가 입력되는 입력부와, 상기 입력부에 입력된 정보에 기초하여 상기 3차원적인 입체영상용 화상을 구현할 때에는 상기 신호보상부를 제어하 고, 상기 입력부에 입력된 정보에 기초하여 상기 2차원적인 평면영상을 구현할 때에는 상기 신호보상부를 바이패스 시키는 제어부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 광원부와, 상기 광원부로부터 전달된 광량을 조절하여 영상이미지를 형성하는 광 변조부와, 색편차가 보상된 상기 3차원적인 입체영상용 화상신호를 상기 신호보상부로부터 전달 받아 상기 광 변조부에 전달하는 것과 상기 2차원적인 평면영상신호를 상기 제어부로부터 직접 전달 받아 상기 광 변조부에 전달하는 것 중 어느 하나를 수행하는 먹스를 더 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 2차원적인 평면영상 및 상기 3차원적인 입체영상의 디스플레이 감마를 측정하는 색 측정기를 더 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 목적은 본 발명에 따라, 디스플레이장치의 입체영상 구현방법에 있어서, 색 측정기로 2차원적인 평면영상을 색 농도 등급별로 변화시키며 상기 2차원적인 평면영상의 디스플레이 감마를 측정하는 단계와; 상기 색 측정기로 입체영상 가시유닛을 통해 가시되는 3차원적인 입체영상을 색 농도 등급별로 변화시키며 상기 3차원적인 입체영상의 디스플레이 감마를 측정하는 단계와; 상기 2차원적인 평면영상의 디스플레이 감마와 상기 3차원적인 입체영상의 디스플레이 감마를 비교하여 신호보상 데이터를 신호보상부에 입력하는 단계와; 상기 3차원적인 입체영상을 구현 시, 입력된 상기 신호보상 데이터에 따라 영상신호가 보상되도록 제어부가 상기 신호보상부를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 입체영상 구현방법에 의해서도 달성된다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 디스플레이장치(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 디스플레이부(110)와, 입체영상 가시유닛(120)과, 입력부(130)와, 저장부(140)와, 신호보상부(150)와, 먹스(Mux, Multiplexer)(160)와, 제어부(170)를 포함한다.

디스플레이부(110)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 2차원적인 평면영상이 구현되거나 3차원적인 입체영상용 화상이 구현되며, 광원부(111)와, 광 변조부(112)와, 칼라필터부(113)를 포함한다.

광원부(111)는 광을 발생시키며, 광원부(111)의 광원으로는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), LED(Light Emitting Diode), UHP(Ultra-High Pressure Mercury Lamp), 레이저(laser) 광원과 같은 다양한 종류의 광원들이 포함될 수도 있다.

광 변조부(light modulator)(112)는 광원부(111)로부터 전달된 광량을 조절하여 영상이미지를 형성한다. 즉, 광 변조부(112)는 먹스(160)로부터 입력된 신호의 크기에 따라 광원부(111)로부터 전달된 광량을 조절하여 영상이미지(흑백 이미지)를 형성한다. 본 발명의 일실시예로서, 광 변조부(112)는 LCD 혹은 DMD(Digital Micromirror Device) 소자를 포함하는 것이 바람직하다.

칼라필터부(113)는 광 변조부(112)에서 형성된 영상이미지의 색 농도 등급별 크기에 비례하여 색을 생성해 줌으로써 2차원적인 평면영상이나 3차원적인 입체영상용 화상을 구현시킨다. 본 발명의 일실시예로서, 디스플레이부(110)가 칼라필터부(113)를 포함하는 것으로 설명하지만, 본 발명의 또 다른 실시예로서, 광 변조부(112)에서 형성된 영상이미지의 색 농도 등급별 크기에 비례하여 색을 생성해 줌 으로써 2차원적인 평면영상이나 3차원적인 입체영상용 화상을 구현시켜줄 수만 있다면 칼라필터부(113)는 생략될 수도 있다.

입체영상 가시유닛(120)은 디스플레이부(110)에 구현된 3차원적인 입체영상용 화상으로부터 3차원적인 입체영상이 가시되도록 마련되며, 본 발명의 일실시예로서, 편광 필터 안경이나 액정 셔터 안경 등을 포함하는 것이 바람직하다.

입력부(130)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 영상신호를 입력받아 제어부(170)에 전달하며, 본 발명의 일실시예로서, 입력부(130)는 2차원적인 평면영상을 구현할 것인지 3차원적인 입체영상용 화상을 구현할 것인지의 여부를 입력받아 제어부(170)에 전달하는 것이 바람직하다.

저장부(140)는 입력부(130)에서 입력받은 정보를 제어부(170)로부터 전달 받아 저장하고, 제어부(170)의 요청이 있을 경우 관련된 정보를 제어부(170)에 제공한다.

신호보상부(150)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 2차원적인 평면영상과 입체영상 가시유닛(120)을 통해 가시된 3차원적인 입체영상 간에 발생되는 색편차를 보상해준다. 이에 따라, 2차원적인 평면영상과 3차원적인 입체영상 간에 발생되는 색편차가 신호보상부(150)에 의해 보상됨으로써 2차원적인 평면영상의 화질과 3차원적인 입체영상의 화질이 동일해질 수 있다.

먹스(160)는 복수의 회로에서 입력되는 신호 중 어느 하나의 입력신호를 선택하여 출력회로에 실어주는 데이터 선택 논리회로로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 먹스(160)는 색편차가 보상된 3차원적인 입체영상용 화상신호를 신호보상부(150)로 부터 전달 받아 광 변조부(112)에 전달하는 것과 2차원적인 평면영상신호를 제어부(170)로부터 직접 전달 받아 광 변조부(112)에 전달하는 것 중 어느 하나를 수행한다.

제어부(170)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 입력부(130)에 입력된 정보에 기초하여 3차원적인 입체영상용 화상을 구현할 때에는 신호보상부(150)를 제어하고, 입력부(130)에 입력된 정보에 기초하여 2차원적인 평면영상을 구현할 때에는 신호보상부(150)를 바이패스 시킨다.

이에 따라, 디스플레이장치(100)에 의해 구현되는 입체영상의 화질이 개선될 수 있다.

이러한 구성에 의해, 본 발명에 따른 디스플레이장치(100)에 의해 입체영상이 구현되는 과정을 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

디스플레이장치(100)에 의해 구현되는 영상의 스펙트럼(spectrum)은 광원부(111)의 스펙트럼 특성과, 광 변조부(112)의 스펙트럼 특성, 그리고 칼라필터부(113)의 스펙트럼 특성의 조합 또는 곱으로 표현될 수 있다.

한편, 디스플레이장치(100)에 의해 구현되는 영상의 임의의 한 지점의 색은 CIE 색좌표 표준에 의해 아래와 같이, XYZ 삼자극치로 표현될 수 있다.

여기서, X,Y,Z는 임의의 색을 삼자극 성분으로 분리한 것, k는 비례상수,

는 Spectral Power Distribution,

는 CIE 색좌표 표준에서 정의한 세 가지의 color matching function,

는 파장을 나타내는 변수이다.

는 광원부(111)의 스펙트럼 특성

과, 광 변조부(112)의 스펙트럼 특성

과, 칼라필터부(113)의 스펙트럼 특성

이 합성된 Spectral Power Distribution 함수로 표현될 수 있다.

따라서, 2차원적인 평면영상 또는 3차원적인 입체영상용 화상의

는 다음과 같이 표현될 수 있다.

이에, 입체영상 가시유닛(120)을 구성하는 물질의 광 전달 특성으로 인해 3차원적인 입체영상용 화상으로부터 최종적으로 가시되는 3차원적인 입체영상의

는 다음과 같이 표현될 수 있다.

여기서,

의 영향에 의해 변형되는 요인은 본 발명에 따른 신호보상부(150)에 의해 다음과 같은 방법에 의해서 제거될 수 있다.

우선, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 2차원적인 평면영상 및 3차원적인 입체영상의 디스플레이 감마(display gamma)를 측정하는 색 측정기(180)를 마련한다.

다음에, 도 3에 도시된 바와 같이, 2차원적인 평면영상의 R,G,B(Red, Green, Blue) 영상을 각각 색 농도 등급 0에서 색 농도의 최고(n-bit) 등급까지 변화시켜가면서 색 측정기(180)로 2차원적인 평면영상의 디스플레이 감마를 측정한다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 입체영상 가시유닛(120)을 통해 가시된 3차원적인 입체영상의 R,G,B 영상을 각각 색 농도 등급 0에서 색 농도의 최고(n-bit) 등급까지 변화시켜가면서 색 측정기(180)로 3차원적인 입체영상의 디스플레이 감마를 측정한다.

그리고, 도 5에 도시된 바와 같이, 2차원적인 평면영상의 디스플레이 감마와 3차원적인 입체영상의 디스플레이 감마를 비교하여 동일 밝기에 대한 신호 편차, 즉 2차원적인 평면영상과 3차원적인 입체영상 간에 발생되는 색편차를 구한다.

이에, 3차원적인 입체영상을 구현할 때에도 2차원적인 평면영상과 동일한 색 농도 등급의 밝기가 나올 수 있도록 입력신호 레벨에 대한 신호편차를 계산하여 신호 보상 데이터를 다음과 같은 표의 형태로 마련할 수 있다.

여기서, R1~Rn, G1~Gn, B1~Bn은 각각, Red, Green, Blue에 대한 입력영상신호를 의미하며, R′1 ~ R′n, G′1 ~ G′n, B′1 ~ B′n은 각각, 3차원적인 입체영상이 2차원적인 평면영상과 같은 영상밝기를 내기 위해 편차가 보상된 값이다.

이와 같은 방법으로 도 2에 도시된 바와 같이, 2차원적인 평면영상의 디스플레이 감마와 3차원적인 입체영상의 디스플레이 감마를 비교하여 얻은 신호 보상 데이터를 신호보상부(150)에 입력한다(S10).

입력부(130)에 영상신호가 입력되면(S20), 제어부(170)는 입력된 영상신호가 입체영상을 구현하기 위한 것인지의 여부를 판단한다(S30).

단계 30에서 입력된 영상신호가 2차원적인 평면영상을 구현하기 위한 것으로 판단되면 제어부(170)는 신호보상부(150)를 바이패스 시키고 먹스(160)를 제어하여 2차원적인 평면영상이 디스플레이부(110)에서 구현되도록 하고(S50), 단계 30에서 입력된 영상신호가 3차원적인 입체영상을 구현하기 위한 것으로 판단되면 미리 입력된 신호 보상 데이터에 따라 영상신호가 보상되도록 제어부(170)는 신호보상부(150)를 제어한다(S40).

신호보상부(150)는 색편차가 보상된 3차원적인 입체영상용 화상신호를 먹스(160)에 전달하여 디스플레이부(110)에서 3차원적인 입체영상용 화상이 구현되도록 한다(S50).

이에, 본 발명에 따르면, 편광 필터 안경이나 액정 셔터 안경을 통과하여 가시되는 3차원적인 입체영상의 화질과 2차원적인 평면영상의 화질이 동일해 질 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 디스플레이장치에 의해 구현되는 입체영상의 화질이 개선될 수 있다.

또한, 편광 필터 안경이나 액정 셔터 안경을 통과하여 가시되는 3차원적인 입체영상의 화질과 2차원적인 평면영상의 화질이 동일한 디스플레이장치를 제공할 수 있다.

Claims

디스플레이장치에 있어서,

2차원적인 평면영상이 구현되거나 3차원적인 입체영상용 화상이 구현되는 디스플레이부와;

상기 디스플레이부에 구현된 상기 3차원적인 입체영상용 화상으로부터 3차원적인 입체영상이 가시되도록 마련된 입체영상 가시유닛과;

상기 2차원적인 평면영상과 상기 입체영상 가시유닛을 통해 가시된 상기 3차원적인 입체영상 간에 발생되는 색편차를 보상해주는 신호보상부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제1항에 있어서,

영상신호가 입력되는 입력부와,

상기 입력부에 입력된 정보에 기초하여 상기 3차원적인 입체영상용 화상을 구현할 때에는 상기 신호보상부를 제어하고, 상기 입력부에 입력된 정보에 기초하여 상기 2차원적인 평면영상을 구현할 때에는 상기 신호보상부를 바이패스 시키는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제2항에 있어서,

광원부와,

상기 광원부로부터 전달된 광량을 조절하여 영상이미지를 형성하는 광 변조부와,

색편차가 보상된 상기 3차원적인 입체영상용 화상신호를 상기 신호보상부로부터 전달 받아 상기 광 변조부에 전달하는 것과, 상기 2차원적인 평면영상신호를 상기 제어부로부터 직접 전달 받아 상기 광 변조부에 전달하는 것 중 어느 하나를 수행하는 먹스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 2차원적인 평면영상 및 상기 3차원적인 입체영상의 디스플레이 감마를 측정하는 색 측정기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
디스플레이장치의 입체영상 구현방법에 있어서,

색 측정기로 2차원적인 평면영상을 색 농도 등급별로 변화시키며 상기 2차원적인 평면영상의 디스플레이 감마를 측정하는 단계와;

상기 색 측정기로 입체영상 가시유닛을 통해 가시되는 3차원적인 입체영상을 색 농도 등급별로 변화시키며 상기 3차원적인 입체영상의 디스플레이 감마를 측정하는 단계와;

상기 2차원적인 평면영상의 디스플레이 감마와 상기 3차원적인 입체영상의 디스플레이 감마를 비교하여 신호보상 데이터를 신호보상부에 입력하는 단계와;

상기 3차원적인 입체영상을 구현 시, 입력된 상기 신호보상 데이터에 따라 영상신호가 보상되도록 제어부가 상기 신호보상부를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 입체영상 구현방법.