KR100943906B1 - 입체 영상 디스플레이 - Google Patents

Abstract

본 발명은 입체 영상 디스플레이에 관한 것으로 특히, 해상도와 크로스토크를 개선할 수 있는 입체 영상 디스플레이에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 입체 영상 디스플레이에 있어서, 한 세트의 좌안 영상과 우안 영상이 각각 분할되어 순차적으로 교차되어 합성된 시차 영상을 표시하는 영상표시장치 상에 위치하여, 상기 시차 영상 내에 포함된 좌안 영상과 우안 영상이 시청자의 좌안과 우안에서 각각 독립적으로 보이도록 교대로 위치하는 투명영역과 불투명영역을 포함하고, 상기 투명영역과 불투명영역은 변환 가능한 시차 마스크와; 상기 시차 마스크의 투명영역과 불투명영역을 상기 영상표시장치의 화면의 표시 라인별 변화와 동기시켜 위치 또는 면적을 변환시키는 라인별 동기회로를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

입체, 영상표시장치, 마스크, 투명영역, 불투명영역.

Description

입체 영상 디스플레이 {3-dimensional display}

본 발명은 입체 영상 디스플레이에 관한 것으로 특히, 해상도와 크로스토크를 개선할 수 있는 입체 영상 디스플레이에 관한 것이다.

입체 영상 디스플레이는 2차원의 평면 디스플레이에서 3차원 입체 영상을 시청할 수 있도록 하는 디스플레이로서, 영상 광고 및 영화 등의 매체에서 점차 활용 폭이 확대되고 있는 디스플레이이다.

이러한 입체 영상을 디스플레이하기 위해서는 편광판 등을 포함하는 입체 영상을 디스플레이할 수 있는 디스플레이 장치와, 이 디스플레이 장치에서 상영될 수 있도록 특수하게 제작된 화면을 필요로 한다.

입체 영상을 만들 수 있는 장치는 편광판, 편광 안경, 또는 시차 영상을 만들 수 있는 마스크 등이 이용될 수 있고, 이러한 장치는 디스플레이 장치에서 상영될 수 있도록 좌안 영상과 우안 영상을 분리하여 제작된 화면을 시청자가 각각 좌안과 우안에서 분리하여 볼 수 있도록 함으로써 입체감을 느낄 수 있도록 할 수 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 시차 영상이 표시되는 영상표시장치의 화면의 표시 라인별 변화와 동기시켜 마스크의 투명영역과 불투명영역을 변환시킴으로써 해상도 및 크로스토크 문제를 해결할 수 있는 입체 영상 디스플레이를 제공하고자 한다.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 제1관점으로서, 본 발명은, 입체 영상 디스플레이에 있어서, 한 세트의 좌안 영상과 우안 영상이 각각 분할되어 순차적으로 교차되어 합성된 시차 영상을 표시하는 영상표시장치 상에 위치하여, 상기 시차 영상 내에 포함된 좌안 영상과 우안 영상이 시청자의 좌안과 우안에서 각각 독립적으로 보이도록 교대로 위치하는 투명영역과 불투명영역을 포함하고, 상기 투명영역과 불투명영역은 변환 가능한 시차 마스크와; 상기 시차 마스크의 투명영역과 불투명영역을 상기 영상표시장치의 화면의 표시 라인별 변화와 동기시켜 위치 또는 면적을 변환시키는 라인별 동기회로를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 제2관점으로서, 본 발명은, 입체 영상 디스플레이에 있어서, 한 세트의 좌안 영상과 우안 영상이 각각 분할되어 순차적으로 교차되어 합성된 시차 영상을 표시하는 영상표시장치 상에 위치하여, 상기 시차 영상 내에 포함된 좌안 영상과 우안 영상이 시청자의 좌안과 우안에서 각각 독립적으로 보이도록 교대로 위치하는 투명영역과 불투명영역을 포함하고, 상기 투명영역과 불투명영역은 상기 영상표시장치의 화면의 표시 라인별 변화와 동기되어 위치 또는 면적이 변환되는 시차 마스크를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 다음과 같은 효과가 있는 것이다.

본 발명은 화면의 깊이와 관계없이 전체 해상도로 입체영상을 감상할 수 있으며, 각 시차 영상이 섞여보이는 크로스토크 현상이 제거되어 시각적 피로감이 없이 고화질 및 고품질의 입체영상을 표현할 수 있는 것이다.

따라서, 전반적인 입체감 화질효과가 증대되어 대중적인 매체로서 TV, 광고, 게임, 영화 등의 입체영상시장의 성장발전에 기여할 수 있는 효과가 있는 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다.

층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

비록 제1, 제2 등의 용어가 여러 가지 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또 는 지역들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들은 이러한 용어에 의해 한정되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다.

<제1실시예>

도 1에 도시된 바와 같이, 시차 마스크 방식 입체 영상 디스플레이는, 좌안 영상(L)과 우안 영상(R)이 혼합된 시차 영상(parallax images)을 표시하는 영상표시장치(1)와, 이러한 시차 영상을 이용하여 시청자(viewer)에게 입체영상을 제공하기 위해 일정 간격으로 배열된 투명영역(3)과 불투명영역(4)이 배열되는 시차 마스크(parallax barrier; 2)를 포함한다.

이러한 시차 마스크(2)는 영상표시장치(1)의 전방에 일정 거리를 두고 배치되고, 투명영역(3)과 불투명영역(4)은 수평 또는 방향을 따라 교번적으로 배열된다. 이러한 시차 마스크(2)는 LCD 패널과 같은 평판 디스플레이로 구현할 수도 있다.

이때, 영상표시장치(1)에서 각각 좌안(L)과 우안(R)에 해당하는 시차 영상을 디스플레이하면, 시청자가 이러한 영상을 시차 마스크(2)를 통하여 보게 될 때, 시청자의 좌안(L)과 우안(R)은 각각 영상표시장치(1)에서 제공되는 좌안 영상(L)과 우안 영상(R)을 독립적으로 보게 되어, 입체감을 느끼게 되는 것이다.

상술한 바와 같이, 영상표시장치(1)에서는 좌안 영상(L)과 우안 영상(R)이 혼합된 시차 영상을 디스플레이하게 되며(도 2 참고), 따라서 영상의 해상도가 입체영상을 디스플레이하기 위하여 1/2로 저하될 수 있고, 영상의 모서리(edge) 부분 이 깨어지거나 작은 텍스트(text)의 경우 거의 보이지 않을 수도 있다.

<제2실시예>

도 3에서는 상술한 제1실시예의 단점을 보완할 수 있도록 시차 마스크를 시차 영상과 동기화시키는 실시예를 나타내고 있다.

즉, 도 4와 같은 좌안 영상과 우안 영상이 합성된 시차 영상(Type A, Type B)을 순차적으로 영상표시장치(10)에 표시하고, 동기회로를 통하여 각각의 영상이 바뀌는 시점에서 시차 마스크(parallax barrier; 20)의 투명영역(21)과 불투명영역(22)을 스위칭(switching) 시키도록 하는 것이다.

이러한 시차 영상은 좌안 영상과 우안 영상이 서로 교대로 합성된 두 개의 시차 영상(Type A, Type B)을 가지므로, 도 5에서와 같이, 시청자가 보게 되는 화면은 해상도가 저하되지 않는 영상을 볼 수 있다.

편의상 도 4에서는 화면이 네 개로 분할된 상태를 나타내고 있으며, 이를 기준으로 시청자가 좌안(L)에서 보게 되는 화면을 설명하면, L1과 L3 성분을 가지는 Type A 시차 영상이 표시될 타이밍에는 이러한 화면의 L1과 L3 성분이 시청자의 좌안(L)에서 보여지도록 시차 마스크(20)의 투명영역과 불투명영역이 설정된다.

이어서, L2와 L4 성분을 가지는 Type B 시차 영상이 표시될 타이밍에는 이러한 L2와 L4 성분의 화면이 시청자의 좌안(L)에 보여지도록 시차 마스크(20)의 투명영역과 불투명영역이 스위칭된다. 이는 도 4에서와 같이, L1 및 L3 성분의 위치와 L2 및 L4 성분의 위치가 서로 교번되기 때문이다.

이와 같은 시차 마스크(20)의 스위칭을 시차 영상의 흐름에 맞추어 동기시키 면 시청자는 L1, L2, L3, 및 L4로 이루어지는 해상도가 저하되지 않는 영상을 볼 수 있는 것이다.

그러나 본 실시예에서, 해상도는 개선되나, 영상이 라인별로 표시되는 순차 영상표시장치(10)의 특성에 의하여 어떤 시점에서 시청자의 좌안 및 우안에서 좌안 영상과 우안 영상이 서로 혼합되어 보여지는 현상이 발생할 수 있다.

즉, 도 6에서와 같이 좌안(L)의 경우를 들어 설명하면, 먼저 Type A 영상이 표시되고, 이후 Type B 영상으로 전환되게 되는데, 이는 영상표시장치(10)의 특성상 한번에 전환되지 않고, Type B 영상이 표시될 때, 그 이전에 표시되었던 type A 영상이 화면 하측에서 완전히 사라지지 않고 존재하게 된다.

이와 같이, 영상표시장치(10)의 특성에 의하여 두 개의 시차 영상이 정확히 분리되지 않는 이른바 크로스토크(crosstalk) 현상이 발생할 수 있다.

<제3실시예>

도 7에서는 이와 같은 해상도 저하 및 크로스토크 현상을 해결할 수 있는 실시예를 나타내고 있다.

이러한 본 실시예의 구성은, 한 세트의 좌안 영상과 우안 영상이 합성된 시차 영상(Type A, Type B; 도 4 참고)을 순차적으로 표시하는 영상표시장치(image panel; 100)와, 이 영상표시장치(100)의 영상 라인별로 동기시키는 동기회로를 통하여 각각의 영상이 라인별로 바뀌는 시점에서 스위칭되는 시차 마스크(parallax barrier; 200)를 포함한다.

이때, 시차 영상은 각각 일정 영역으로 분할된 한 프레임의 좌안 영상과 우 안 영상이 서로 교차되어 합성되어 두 개의 시차 영상(Type A, Type B)으로 합성될 수 있으며, 이러한 교차 영역의 크기는 영상표시장치(100)의 표시 라인의 단위 영역과 일치할 수도 있고, 그보다 클 수도 있다.

이와 같은 영상표시장치(100)의 표시 라인별 변화는 영상표시장치(100)의 주사 라인별 또는 스캔 라인별로 변화될 수 있다.

또한, 시차 마스크(200)는 LCD 패널 및 기타 스위칭이 가능한 영상패널을 이용하여 구현될 수 있으며, 투명영역(210)과 불투명영역(220)이 영상표시장치(100)의 영상 라인의 흐름과 동기되어 스위칭될 수 있다. 즉, 이 투명영역(210)과 불투명영역(220)이 좌우방향으로 영상화면의 흐름과 동기되어 서로 변경될 수 있다.

이때, 일례로서, 시차 영상은 좌안 영상과 우안 영상이 서로 교대로 합성된 두 개의 시차 영상(Type A, Type B)을 가지므로, 시청자가 보게 되는 화면은 해상도가 저하되지 않는 영상을 볼 수 있다. 도 4에서 도시하는 바와 같이, 이러한 두 개의 시차 영상에서 좌안 영상과 우안 영상의 위치는 서로 다르다.

또한, 상술한 바와 같이, 라인별 동기회로에 의하여 영상표시장치(100)와 시차 마스크(200)가 영상표시장치(100)의 영상 라인별로 서로 동기되어 표시되므로 크로스토크 현상 또한 발생하지 않는다.

세부적인 동작원리는 아래와 같이, 영상표시장치(100)에서의 세로모드 및 가로모드를 구분하여 설명할 수 있다. 즉, 영상표시장치(100)의 영상 라인별 변화는 가로방향 또는 세로방향으로 변화할 수 있으며, 시차 마스크(200)의 투명영역(210) 및 불투명영역(220)의 변환도 이러한 영상표시장치(100)의 화면 변화 방향에 따라 변환될 수 있다.

아래에서, 마스크(200)의 투명영역(210)에 의하여 보여지는 부분에서는 각 화면성분(L1, L2 등)이 표시되거나 "on"으로 표시되고, 마스크(200)의 불투명영역(220)에 의하여 화면이 가려지는 부분은 "off"로 표시된다.

먼저, 도 8을 참고하여 세로모드인 경우를 예를 들어 설명한다.

도 8에서 입력되는 입체영상은 두 개의 시차 영상이 합성된 두 가지 영상이다(도 4 참고). 이러한 각 영상이 차례대로 영상표시장치(100)에 입력된다. 이때, 각 시차 영상은 편의상 네 개로 분할된 화면을 표시한다.

도 8에서와 같이, Type A 영상이 모두 표시된 시점인 t_2i에서 Type B 영상이 입력된다고 가정하면, Type B 영상은 영상의 첫 번째 라인부터 마지막 라인까지 차례대로 입력된다.

이때, 마스크(200)의 불투명영역(220) 또한 첫 번째 라인부터 스위칭 되어 형성되고, 그 아래쪽 라인은 그 이전 불투명영역(220) 상태가 유지되도록 하여 두 개의 시차 영상이 하나의 눈에 동시에 보이는 것을 방지하도록 한다.

즉, 이와 같이 라인별로 영상이 그려질 때마다 마스크(200)의 불투명영역(220)이 스위칭 되어 형성되도록 하여 마지막 라인까지 두 개의 시차 영상이 한눈에 동시에 보이지 않도록 할 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에서는 크로스토크 발생을 방지하고 Type B 영상이 모두 그려지는 시점인 t_{2i +1}에서 Type A 영상과 Type B 영상이 시각적으로 한 눈에서 결합되어 총 해상도(Full resolution)로 입체영상을 감상할 수 있게 되는 것이다.

한편, 가로모드인 경우에는 도 9를 참조하여 설명한다.

도 9에서 도식된 바와 같이, 영상표시장치(100)가 가로모드인 경우에는 세로모드인 경우와는 달리 영상이 그려지는 방향이 수평방향이 아닌 수직방향이다.

이때, Type A 영상이 모두 그려지는 시점 t_2i에서 Type B 영상이 입력될 때, Type B 영상의 첫 라인이 그려지면 그 라인에서 마스크(200)가 불투명영역(220)으로 off 되고, 그 이후 라인에는 이전 마스크(200) 상태(on/off)가 유지된다.

이러한 방식으로 첫 라인부터 마지막 라인까지 영상이 그려지는 라인에서만 순간적으로 마스크(200)를 스위칭할 수 있도록 투명영역(210)과 불투명영역(220)을 형성하여 두 개의 시차 영상이 서로 섞여 보이는 것을 방지하고, Type B 영상이 모두 그려진 끝 시점 t_{2i +1}에서 Type A 영상과 Type B 영상이 시각적으로 결합되어 전체 해상도(Full resolution)로 입체영상을 감상할 수 있게 된다.

지금까지의 설명은 두 개의 시차 영상(좌안 영상과 우안 영상) 기준으로 설명하였으나, 결론적으로 본 발명의 방식은 n 개의 시차 영상을 이용할 경우에도 동일하게 확장하여 적용할 수 있다.

도 10 내지 도 12에서와 같이 n 개의 시차 영상과 그것이 합성된 n 가지 type의 영상으로 입체영상을 표시할 경우를 설명하면 다음과 같다.

영상이 라인별로 순차적으로 입력되는 영상표시장치(100)로 시차 마스크 방식의 입체 영상 디스플레이를 만들 때, 입체영상이 전체 해상도로 보이고 각 시차 영상이 섞여 보이게 되는 크로스토크 현상을 방지하기 위해서 n 개의 시차 영상이 합성된, n개 type의 영상이 순차적으로 입력될 때, 기본적으로 마스크(200)에서 불투명영역이 n번 스위칭(on/off) 되어야 한다.

이때, 이러한 스위칭 과정은 합성된 n 개의 type의 영상이 각각 영상표시장치(100)의 첫 영상 라인부터 마지막 영상 라인까지 순차적으로 입력될 때, 영상이 표시되는 시점과 동기 되어 마스크의 스위칭이 일어난다.

즉, 도 10에서 1번 영역 상이 투명영역이고 나머지는 불투명영역이 되는 상태가 도 11과 같이 영상표시장치(100)의 화면의 이동과 함께 이동하여, 도 12로 변환되는 스위칭 과정이 일어나는 것이다.

따라서 본 발명에서의 입체 영상 디스플레이는 화면의 깊이와 관계없이 전체 해상도로 입체영상을 감상할 수 있으며, 각 시차 영상이 섞여보이는 크로스토크 현상이 제거되어 시각적 피로감이 없이 고화질 및 고품질의 입체영상을 표현할 수 있는 것이다.

상기 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 다양한 형태의 변형이 가능하고, 이러한 기술적 사상의 여러 실시 형태는 모두 본 발명의 보호범위에 속함은 당연하다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 제1실시예를 나타내는 개략도이다.

도 3 내지 도 6은 본 발명의 제2실시예를 나타내는 개략도이다.

도 7 내지 도 12는 본 발명의 제3실시예를 나타내는 도로서,

도 7은 입체 영상 디스플레이를 나타내는 개략도이다.

도 8은 세로모드에서 라인별 동기화의 효과를 나타내는 개략도이다.

도 9는 가로모드에서 라인별 동기화의 효과를 나타내는 개략도이다.

도 10 내지 도 12는 시차 영상이 둘 이상인 경우의 마스크 변환 방식을 나타내는 개략도이다.

Claims (11)

1. 입체 영상 디스플레이에 있어서,

   한 세트의 좌안 영상과 우안 영상이 각각 분할되어 순차적으로 교차되어 합성된 시차 영상을 표시하는 영상표시장치 상에 위치하여, 상기 시차 영상 내에 포함된 좌안 영상과 우안 영상이 시청자의 좌안과 우안에서 각각 독립적으로 보이도록 교대로 위치하는 투명영역과 불투명영역을 포함하고, 상기 투명영역과 불투명영역은 변환 가능한 시차 마스크와;

   상기 시차 마스크의 투명영역과 불투명영역을 상기 영상표시장치의 화면의 표시 라인별 변화와 동기시켜 위치 또는 면적을 변환시키는 라인별 동기회로를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이.
2. 제 1항에 있어서, 상기 시차 영상은, 상기 좌안 영상과 우안 영상이 두 개의 시차 영상에 서로 교차되어 합성된 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이.
3. 제 1항에 있어서, 상기 시차 영상의, 교차 영역의 크기는 상기 영상표시장치의 표시라인의 단위 영역과 일치하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이.
4. 제 1항에 있어서, 상기 한 세트의 좌안 영상과 우안 영상의 수는 둘 이상인 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이.
5. 제 4항에 있어서, 상기 시차 영상의 수는, 상기 좌안 영상과 우안 영상을 합한 수와 동일한 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이.
6. 제 1항에 있어서, 상기 시차 영상에서, 상기 좌안 영상과 우안 영상의 위치는 서로 다른 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이.
7. 제 1항에 있어서, 상기 영상표시장치의 화면의 표시 라인별 변화는, 상기 영상표시장치의 주사 라인별 또는 스캔 라인별로 변화하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이.
8. 제 1항에 있어서, 상기 영상표시장치의 화면의 표시 라인별 변화는, 가로방향 또는 세로방향으로 변화하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이.
9. 제 8항에 있어서, 상기 화면의 표시 라인별 가로방향 또는 세로방향에 따라 상기 마스크의 투명영역 및 불투명영역의 위치가 변화하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이.
10. 제 1항에 있어서, 상기 시차 마스크는, 액정 패널인 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이.
11. 입체 영상 디스플레이에 있어서,

    한 세트의 좌안 영상과 우안 영상이 각각 분할되어 순차적으로 교차되어 합성된 시차 영상을 표시하는 영상표시장치 상에 위치하여, 상기 시차 영상 내에 포함된 좌안 영상과 우안 영상이 시청자의 좌안과 우안에서 각각 독립적으로 보이도록 교대로 위치하는 투명영역과 불투명영역을 포함하고, 상기 투명영역과 불투명영역은 상기 영상표시장치의 화면의 표시 라인별 변화와 동기되어 위치 또는 면적이 변환되는 시차 마스크를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이.

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