KR101980352B1 - 입체영상 표시장치와 그 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 멀티뷰 영상을 표시할 수 있는 입체영상 표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시 예에 따른 입체영상 표시장치는 가상의 블록들로 분할된 표시패널; 상기 표시패널에 광을 조사하는 광원들을 포함하는 백라이트 유닛; 상기 광원들이 상기 표시패널의 블록 단위로 광을 조사하도록 상기 광원들 각각에 광원 구동전류를 공급하는 광원 구동회로; 및 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터로부터 디스패러티들을 산출하고, 상기 좌안 영상 데이터, 상기 우안 영상 데이터, 및 상기 디스패러티들을 이용하여 멀티뷰 영상 데이터를 생성하는 멀티뷰 영상 생성부와, 상기 블록별로 상기 디스패러티들을 분석하여 상기 블록들 각각에 대응되는 상기 광원들의 광의 휘도를 제어하는 광원 제어부를 포함하는 영상처리부를 구비한다.

Description

입체영상 표시장치와 그 구동방법{STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}
본 발명은 멀티뷰 영상을 표시할 수 있는 입체영상 표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다.
입체영상 표시장치는 양안시차방식(stereoscopic technique)과 복합시차지각방식(autostereoscopic technique)으로 나뉘어진다. 양안시차방식은 입체 효과가 큰 좌우 눈의 시차 영상을 이용하며, 안경방식과 무안경방식이 있고 두 방식 모두 실용화되고 있다. 안경방식은 직시형 표시소자나 프로젝터에 좌우 시차 영상의 편광 방향을 바꿔서 표시하고 편광 안경을 사용하여 입체영상을 구현하는 패턴 리타더 방식이 있다. 또한, 안경방식은 직시형 표시소자나 프로젝터에 좌우 시차 영상을 시분할하여 표시하고 액정셔터안경을 사용하여 입체영상을 구현하는 셔터안경 방식이 있다. 무안경 방식은 일반적으로 패럴렉스 베리어, 렌티큘러 렌즈 등의 광학판을 사용하여 좌우시차 영상의 광축을 분리하여 입체영상을 구현한다.
사용자가 셔터안경이나 편광안경을 착용하지 않고 입체영상을 시청할 수 있는 편의성으로 인해, 무안경 방식은 최근에 스마트폰(smart phone), 태블릿(tablet), 및 노트북(notebook) 등의 중소형 디스플레이에 많이 적용되고 있다. 무안경 방식은 3D 크로스토크(crosstalk)를 줄이기 위해 광학판을 이용하여 n(n은 3 이상의 자연수) 개의 뷰 영상(view image)들을 포함하는 멀티뷰 영상을 n 개의 뷰 영역들에 표시함으로써 입체영상을 구현한다. 3D 크로스토크는 복수 개의 뷰 영상들이 사용자에게 겹쳐보이는 것을 의미하며, 3D 크로스토크로 인해 입체영상의 품질이 낮아지게 된다.
멀티뷰 영상은 일반인의 양안 간격만큼 n 개의 카메라를 이격하고 객체에 대한 이미지를 촬영함으로써 생성될 수 있다. 하지만, 멀티뷰 영상은 비디오 컨텐츠로 제작하기 쉽지 않을 뿐만 아니라 비디오 컨텐츠로 제작하기 위한 단가가 높기 때문에, 멀티뷰 영상으로 구현된 비디오 컨텐츠는 많이 부족한 실정이다. 따라서, 좌안 영상과 우안 영상을 포함하는 양안 시차 영상을 이용하여 멀티뷰 영상을 생성하는 방법이 많이 이용되고 있다. 양안 시차 영상을 이용한 멀티뷰 영상 생성 방법은 좌안 영상과 우안 영상을 분석하여 디스패러티(diparity)들을 산출하고, 디스패러티들을 이용하여 좌안 영상 또는 우안 영상을 쉬프트시켜 n 개의 뷰 영상들을 생성한다. 디스패러티는 입체감을 형성하기 위해 좌안 영상과 우안 영상을 쉬프트시키기 위한 값을 의미한다. 멀티뷰 영상의 입체감은 디스패러티에 의해 좌우된다. 하지만, 디스패러티만으로는 멀티뷰 영상의 입체감을 높이는데 한계가 있다.
본 발명은 멀티뷰 영상의 입체감을 높일 수 있는 입체영상 표시장치와 그 구동방법을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 입체영상 표시장치는 가상의 블록들로 분할된 표시패널; 상기 표시패널에 광을 조사하는 광원들을 포함하는 백라이트 유닛; 상기 광원들이 상기 표시패널의 블록 단위로 광을 조사하도록 상기 광원들 각각에 광원 구동전류를 공급하는 광원 구동회로; 및 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터로부터 디스패러티들을 산출하고, 상기 좌안 영상 데이터, 상기 우안 영상 데이터, 및 상기 디스패러티들을 이용하여 멀티뷰 영상 데이터를 생성하는 멀티뷰 영상 생성부와, 상기 블록별로 상기 디스패러티들을 분석하여 상기 블록들 각각에 대응되는 상기 광원들의 광의 휘도를 제어하는 광원 제어부를 포함하는 영상처리부를 구비한다.
본 발명의 실시 예에 따른 입체영상 표시장치의 구동방법은 가상의 블록들로 분할된 표시패널; 및 상기 표시패널에 광을 조사하는 광원들을 포함하는 백라이트 유닛을 구비하는 입체영상 표시장치에 있어서, 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 분석하여 디스패러티들을 산출하는 제1 단계; 상기 블록별로 상기 디스패러티들을 분석하여 상기 블록들 각각에 대응되는 상기 광원들의 광의 휘도를 제어하는 광원 제어신호를 출력하는 제2 단계; 및 상기 광원 제어신호에 따라 상기 광원들이 상기 표시패널의 블록 단위로 광을 조사하도록 상기 광원들 각각에 광원 구동전류를 공급하는 제3 단계를 포함한다.
본 발명은 제q 블록에 표시되는 영상이 음의 시차 영상이라고 판단되는 경우, 입체감을 높이기 위해 제1 휘도의 높은 휘도로 제q 블록에 광을 조사한다. 또한, 제q 블록에 표시되는 영상이 양의 시차 영상이라고 판단되는 경우, 입체감을 낮추기 위해 제2 휘도의 낮은 휘도로 제q 블록에 광을 조사한다. 그 결과, 본 발명은 음의 시차 영상을 높은 휘도로 더욱 뚜렷하게 표현할 수 있으므로, 입체감을 높일 수 있다.
또한, 본 발명은 제q 블록이 더욱 큰 음의 시차를 갖는 영상을 표시할수록 입체감을 높이기 위해 제q 블록에 더욱 높은 휘도로 광을 조사한다. 또한, 본 발명은 제q 블록이 더욱 큰 양의 시차를 갖는 영상을 표시할수록 입체감을 낮추기 위해 제q 블록에 더욱 낮은 휘도로 광을 조사한다. 그 결과, 본 발명은 음의 시차 영상을 높은 휘도로 더욱 뚜렷하게 표현할 수 있으므로, 입체감을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 입체영상 표시장치를 개략적으로 보여주는 블록도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 입체영상 표시장치의 입체영상 구현방법을 보여주는 일 예시 도면.
도 3a는 표시패널의 블록들과 백라이트 유닛의 광원들의 배치를 보여주는 일 예시도면.
도 3b는 표시패널의 블록들과 백라이트 유닛의 광원들의 배치를 보여주는 또 다른 예시도면.
도 3c는 표시패널의 블록들과 백라이트 유닛의 광원들의 배치를 보여주는 또 다른 예시도면.
도 3d는 표시패널의 블록들과 백라이트 유닛의 광원들의 배치를 보여주는 또 다른 예시도면.
도 4는 도 1의 영상 처리부를 상세히 보여주는 블록도.
도 5는 도 4의 멀티뷰 영상 생성부의 멀티뷰 영상 생성방법을 보여주는 흐름도.
도 6은 도 4의 광원 제어부의 제1 실시 예를 상세히 보여주는 블록도.
도 7은 도 6의 광원 제어부의 광원 제어방법의 제1 실시 예를 보여주는 흐름도.
도 8a는 디스패러티 맵의 일 예를 보여주는 이미지.
도 8b는 후처리된 디스패러티 맵의 일 예를 보여주는 이미지.
도 9는 도 4의 광원 제어부의 제2 실시 예를 상세히 보여주는 블록도.
도 10은 도 9의 광원 제어부의 광원 제어방법의 제2 실시 예를 보여주는 흐름도.
도 11은 도 4의 광원 제어부의 제3 실시 예를 상세히 보여주는 블록도.
도 12는 도 11의 광원 제어부의 광원 제어방법의 제3 실시 예를 보여주는 흐름도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것일 수 있는 것으로서, 실제 제품의 부품 명칭과는 상이할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 입체영상 표시장치를 개략적으로 보여주는 블록도이다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 입체영상 표시장치의 입체영상 구현방법을 보여주는 일 예시 도면이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 입체영상 표시장치는 표시패널(10), 광학판(30), 백라이트 유닛(50), 게이트 구동회로(110), 데이터 구동회로(120), 타이밍 콘트롤러(130), 광원 구동회로(140), 영상처리부(150), 및 호스트 시스템(160) 등을 구비한다.
본 발명의 실시 예에 따른 입체영상 표시장치의 표시패널(10)은 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD)로 구현된다. 표시패널(10)은 액정층을 사이에 두고 대향하는 상부기판과 하부기판을 포함한다. 표시패널(10)에는 데이터 라인(D)들과 게이트 라인(G)들(또는 스캔 라인들)의 교차 구조에 의해 매트릭스 형태로 배열되는 픽셀들을 포함하는 화소 어레이가 형성된다. 화소 어레이의 화소들 각각은 TFT(Thin Film Transistor)를 통해 데이터 전압이 충전되는 화소 전극과 공통전압이 인가되는 공통전극의 전압 차에 의해 액정층의 액정을 구동시켜 빛의 투과량을 조정함으로써 화상을 표시한다. 표시패널(10)의 상부기판상에는 블랙매트릭스와 컬러필터가 형성된다. 공통전극은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식의 경우에 상부기판상에 형성되며, IPS(In-Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식의 경우에 화소전극과 함께 하부기판상에 형성될 수 있다. 표시패널(10)의 액정모드는 TN 모드, VA 모드, IPS 모드, FFS 모드뿐 아니라 어떠한 액정모드로도 구현될 수 있다. 액정표시패널의 상부기판과 하부기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 표시패널(10)의 상부기판과 하부기판 사이에는 액정층의 셀갭(cell gap)을 유지하기 위한 스페이서(spacer)가 형성된다.
멀티뷰 영상은 제1 내지 제n(n은 3 이상의 자연수) 뷰 영상들을 포함한다. 멀티뷰 영상은 일반인의 양안 간격만큼 n 개의 카메라를 이격하고 객체에 대한 이미지를 촬영함으로써 생성될 수 있다. 광학판(30)은 도 2와 같이 표시패널(10) 상에 배치되어 표시패널(10)의 화소들에 표시되는 제1 내지 제n 뷰 영상들을 제1 내지 제n 뷰 영역들로 진행시킨다. 제1 내지 제n 뷰 영상들은 제1 내지 제n 뷰 영역들과 일대일로 매칭된다. 즉, 광학판(30)은 표시패널(10)의 화소들에 표시되는 제k(k는 1≤k≤n을 만족하는 자연수) 뷰 영상을 제k 뷰 영역으로 진행시킨다. 본 발명의 실시 예에 따른 입체영상 표시장치의 광학판(30)은 패럴렉스 배리어(parallax barrier), 스위쳐블 배리어(switchable barrier), 렌티큘러 렌즈(lenticular lens), 스위쳐블 렌즈(switchable lens) 등 어떠한 형태로도 구현될 수 있다. 한편, 광학판(30)이 스위쳐블 배리어 또는 스위쳐블 렌즈로 구현되는 경우, 광학판(30)을 구동하기 위한 광학판 구동회로가 필요하다. 광학판 구동회로는 광학판(30)에 구동전압을 공급함으로써 스위쳐블 배리어 또는 스위쳐블 렌즈의 광분리를 온-오프시킬 수 있다.
한편, 도 2에서는 설명의 편의를 위해 표시패널(10)이 4 개의 뷰 영상들(V1, V2, V3, V4)을 표시하고, 광학판(30)이 표시패널(10)에 표시된 4 개의 뷰 영상들(V1, V2, V3, V4)을 4 개의 뷰 영역들(VP1, VP2, VP3, VP4)로 진행시키는 것을 중심으로 설명하였음에 주의하여야 한다. 또한, 도 2에서 광학판(30)은 렌티큘러 렌즈로 구현된 것을 중심으로 예시하였지만, 본 발명의 실시 예에 따른 광학판(30)은 패럴렉스 배리어, 스위쳐블 배리어, 렌티큘러 렌즈, 스위쳐블 렌즈 등 어떠한 형태로도 구현될 수 있음에 유의하여야 한다.
도 2를 참조하면, 광학판(30)은 화소들에 표시되는 제1 뷰 영상(V1)을 제1 뷰 영역(VP1)으로 진행시키고, 화소들에 표시되는 제2 뷰 영상(V2)을 제2 뷰 영역(VP2)으로 진행시키며, 화소들에 표시되는 제3 뷰 영상(V3)을 제3 뷰 영역(VP3)으로 진행시키고, 화소들에 표시되는 제4 뷰 영상(V4)을 제4 뷰 영역(VP4)으로 진행시킨다. 사용자의 좌안이 제k 뷰 영역(VPk)에 위치하고, 우안이 제k-1 뷰 영역(VPk-1)에 위치하는 경우, 사용자는 좌안으로 제k 뷰 영상(Vk)을 시청하고, 우안으로 제k-1 뷰 영상의 인접 뷰 영상을 시청할 수 있다. 따라서, 사용자는 양안 시차에 의해 입체감을 느낄 수 있다. 예를 들어, 도 2와 같이 사용자의 좌안이 제2 뷰 영역(VP2)에 위치하고, 우안이 제1 뷰 영역(VP1)에 위치하는 경우, 사용자는 좌안으로 제2 뷰 영상(V2)을 시청하고, 우안으로 제1 뷰 영상(V1)을 시청할 수 있다. 따라서, 사용자는 양안 시차에 의해 입체감을 느낄 수 있다.
표시패널(10)은 투과형 액정표시패널 또는 반투과형 액정표시패널로 구현될 수 있다. 투과형 액정표시패널과 반투과형 액정표시패널에서는 백라이트 유닛(50)이 필요하다. 백라이트 유닛(50)은 표시패널(10)에 광을 조사하는 광원들을 포함한다. 백라이트 유닛(50)의 광원들 각각은 광원 구동회로(140)로부터 광원 구동전류를 공급받아 광을 조사한다. 백라이트 유닛(50)의 광원들은 표시패널(10)의 블록 단위로 구동될 수 있다. 광원들은 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)와 같은 점광원들로 구현될 수 있다.
백라이트 유닛(50)은 도 3a 내지 도 3c와 같이 에지형(edge type) 백라이트 유닛 또는 도 3d와 같이 직하형(direct type) 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다. 백라이트 유닛(50)이 직하형 백라이트 유닛(30)으로 구현되는 경우, 백라이트 유닛(50)은 표시패널(10)의 아래에 다수의 광학 시트들과 확산판이 적층되고 확산판 아래에 다수의 광원들이 배치되는 구조를 갖는다. 백라이트 유닛(50)이 에지형 백라이트 유닛으로 구현되는 경우, 백라이트 유닛(50)은 표시패널(10)의 아래에 다수의 광학 시트들과 도광판이 적층되고 도광판의 측면에 다수의 광원들이 배치되는 구조를 갖는다. 백라이트 유닛(50)의 광원들의 배치에 대한 자세한 설명은 도 3a 내지 도 3d를 결부하여 후술한다.
게이트 구동회로(110)는 타이밍 콘트롤러(130)의 제어 하에 표시패널(10)의 게이트 라인(G)들에 게이트 펄스들(또는 스캔 펄스들)을 순차적으로 공급한다. 게이트 구동부(110)는 쉬프트 레지스터, 쉬프트 레지스터의 출력신호를 액정셀의 TFT 구동에 적합한 스윙폭으로 변환하기 위한 레벨 쉬프터, 및 출력 버퍼 등을 각각 포함하는 다수의 게이트 드라이브 집적회로들로 구성될 수 있다.
데이터 구동회로(120)는 다수의 소스 드라이브 집적회로(Integrated Circuit, 이하 'IC'라 칭함)들을 포함한다. 소스 드라이브 IC들은 타이밍 콘트롤러(130)의 제어 하에 2D 영상 데이터(RGB2D) 또는 멀티뷰 영상 데이터(MVD)를 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 정극성/부극성 아날로그 데이터전압들을 발생한다. 소스 드라이브 IC들로부터 출력되는 정극성/부극성 아날로그 데이터 전압들은 표시패널(10)의 데이터 라인(D)들에 공급된다.
타이밍 콘트롤러(130)는 영상처리부(150)로부터 2D 영상 데이터(RGB2D) 또는 멀티뷰 영상 데이터(MVD), 타이밍 신호들, 및 모드 신호(MODE) 등을 입력받는다. 타이밍 신호들은 수직동기신호(vertical synchronization signal), 수평동기신호(horizontal synchronization signal), 데이터 인에이블 신호(data enable signal), 및 클럭 신호(clock signal) 등을 포함할 수 있다. 타이밍 콘트롤러(130)는 타이밍 신호들에 기초하여 게이트 구동회로(110)를 제어하기 위한 게이트 제어신호(GCS)를 생성하고, 데이터 구동회로(120)를 제어하기 위한 데이터 제어신호(DCS)를 생성한다. 타이밍 콘트롤러(130)는 게이트 제어신호(GCS)를 게이트 구동회로(110)에 공급한다. 타이밍 콘트롤러(130)는 2D 모드에서 2D 영상 데이터(RGB2D)와 데이터 제어신호(DCS)를 데이터 구동회로(120)로 공급하고, 3D 모드에서 멀티뷰 영상 데이터(MVD)와 데이터 제어신호(DCS)를 데이터 구동회로(120)로 공급한다.
광원 구동회로(140)는 영상처리부(150)의 광원 제어부(300)로부터 광원 제어신호(LCS)를 입력받는다. 광원 구동회로(140)는 광원 제어신호(LCS)에 따라 광원들이 표시패널(10)의 블록 단위로 광을 조사하도록 광원들 각각에 광원 구동전류(LDC)를 공급한다. 광원 구동전류(LDC)는 광원들 각각을 발광시킬 수 있는 아날로그 전류로 구현될 수 있다.
영상처리부(150)는 2D 모드에서 2D 영상 데이터(RGB2D)를 변환하지 않고 그대로 타이밍 콘트롤러(130)로 출력한다. 영상처리부(150)는 3D 모드에서 3D 영상 데이터(RGB3D)로부터 디스패러티들을 산출하고, 3D 영상 데이터(RGB3D)와 디스패러티들을 이용하여 멀티뷰 영상 데이터(MVD)를 생성하여 타이밍 콘트롤러(130)로 출력한다. 디스패러티(disparity)는 입체감을 형성하기 위해 좌안 영상과 우안 영상을 쉬프트시키기 위한 값으로, 좌안 영상 데이터의 위치와 우안 영상 데이터의 위치의 차이를 의미한다. 3D 영상 데이터(RGB3D)는 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 포함한다. 또한, 영상처리부(150)는 3D 모드에서 블록별로 디스패러티들을 분석하여 블록들 각각에 조사되는 백라이트 유닛(50)의 광원들의 광의 휘도를 제어하기 위한 광원 제어신호(LCS)를 광원 구동회로(140)로 출력한다. 광원 제어신호(LCS)는 광의 휘도에 대한 정보를 갖는 디지털 데이터로 구현될 수 있다. 영상처리부(150)에 대한 자세한 설명은 도 4를 결부하여 후술한다.
호스트 시스템(160)은 외부 비디오 소스 기기로부터 입력되는 2D 영상 데이터(RGB2D) 또는 3D 영상 데이터(RGB3D)를 표시패널(10)에 표시하기에 적합한 해상도의 데이터 포맷으로 변환하기 위해 스케일러(scaler)가 내장된 시스템 온 칩(System on Chip)을 포함할 수 있다. 호스트 시스템(160)은 LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 인터페이스, TMDS(Transition Minimized Differential Signaling) 인터페이스 등의 인터페이스를 통해 2D 영상 데이터(RGB2D) 또는 3D 영상 데이터(RGB3D)와 타이밍 신호들을 영상처리부(150)에 공급한다. 또한, 호스트 시스템(160)은 2D 모드와 3D 모드를 구분할 수 있는 모드 신호(MODE)를 영상처리부(150)에 공급한다.
도 3a 내지 도 3d는 표시패널의 블록들과 백라이트 유닛의 광원들의 배치를 보여주는 예시도면들이다. 도 3a 내지 도 3c에는 백라이트 유닛이 에지형 백라이트 유닛으로 구현된 경우가 나타나 있으며, 도 3d에는 백라이트 유닛이 직하형 백라이트 유닛으로 구현된 경우가 나타나 있다.
도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 광원(51)들 각각은 인쇄회로보드(printed circuit board, 52)에 실장되고, 광원 구동회로(140)로부터 광원 구동전류(LDC)에 따라 광을 조사한다. 광원(51)에 공급되는 광원 구동전류(LDC)가 높을수록 광원(51)은 높은 휘도의 광을 조사한다. 광원(51)들은 표시패널(10)의 배면에 위치하는 도광판(미도시)에 광을 조사한다. 표시패널(10)과 도광판(미도시) 사이에는 다수의 광학시트들(미도시)이 배치될 수 있다. 광학시트들(미도시)은 1 매 이상의 프리즘 시트와 1 매 이상의 확산시트를 포함하여 도광판(미도시)으로부터 입사되는 빛을 확산하고 표시패널(10)의 광입사면에 대하여 실질적으로 수직인 각도로 빛의 진행경로를 굴절시킬 수 있다. 즉, 광원(51)들로부터 조사된 광은 도광판(미도시)과 광학시트들(미도시)에 의해 면광으로 변환되어 표시패널(10)에 조사된다.
도 3a를 참조하면, 표시패널(10)은 n(n은 자연수) 개의 가상 블록들로 수직 방향(y축 방향)으로 분할될 수 있다. 예를 들어, 표시패널(10)은 도 3a와 같이 3 개의 가상 블록들로 수직 방향(y축 방향)으로 분할될 수 있다. 이 경우, 블록들은 도 3a와 같이 수평 방향(x축 방향)으로 동일한 크기를 가질 수 있다.
광원(51)들은 도 3a와 같이 표시패널(10)의 좌측면, 우측면, 또는 좌우 측면에 배치될 수 있다. 광원(51)들은 표시패널(10)의 블록 단위로 구동될 수 있다. 예를 들어, 표시패널(10)의 제1 블록(BL1)에 대응되는 광원(51)들은 제1 휘도의 광을 조사하고, 제2 블록(BL2)에 대응되는 광원(51)들은 제1 휘도보다 낮은 제2 휘도의 광을 조사할 수 있다. 표시패널(10)의 제1 블록(BL1)에 대응되는 광원(51)들은 제1 블록(BL1)에 직접적으로 광을 조사하는 광원들을 지시하며, 예를 들어 도 3a에서 제1 블록(BL1)에 대응되는 광원(51)들은 도면부호 "51a"의 광원들이다. 이 경우, 표시패널(10)의 제1 블록(BL1)과 제2 블록(BL2)이 동일한 계조(gray scale level)를 표시하더라도, 표시패널(10)의 제1 블록(BL1)의 휘도가 제2 블록(BL2)의 휘도보다 높을 것이다.
도 3b를 참조하면, 표시패널(10)은 n 개의 가상 블록들로 수평 방향(x축 방향)으로 분할될 수 있다. 예를 들어, 표시패널(10)은 도 3b와 같이 4 개의 가상 블록들로 수평 방향(x축 방향)으로 분할될 수 있다. 이 경우, 블록들은 도 3b와 같이 수직 방향(y축 방향)으로 동일한 크기를 가질 수 있다.
광원(51)들은 도 3b와 같이 표시패널(10)의 상측면, 하측면 또는 상하 측면에 배치될 수 있다. 광원(51)들은 표시패널(10)의 블록 단위로 구동될 수 있다. 예를 들어, 표시패널(10)의 제1 블록(BL1)에 대응되는 광원(51)들은 제1 휘도의 광을 조사하고, 제2 블록(BL2)에 대응되는 광원(51)들은 제1 휘도보다 낮은 제2 휘도의 광을 조사할 수 있다. 이 경우, 표시패널(10)의 제1 블록(BL1)과 제2 블록(BL2)이 동일한 계조(gray scale level)를 표시하더라도, 표시패널(10)의 제1 블록(BL1)의 휘도가 제2 블록(BL2)의 휘도보다 높을 것이다.
도 3c를 참조하면, 표시패널(10)은 n 개의 가상 블록들로 분할될 수 있다. 예를 들어, 표시패널(10)은 도 3c와 같이 12 개의 가상 블록들로 분할될 수 있다. 이 경우, 블록들은 동일한 크기를 가질 수 있다.
광원(51)들은 도 3c와 같이 표시패널(10)의 좌측면과 우측면 중 적어도 어느 한 측면에 배치되고, 상측면과 하측면 중 적어도 어느 한 측면에 배치될 수 있다. 광원(51)들은 표시패널(10)의 블록 단위로 구동될 수 있다. 예를 들어, 도 3c와 같이 표시패널(10)의 좌측면에 배치된 광원들 중에서, 표시패널(10)의 제1 내지 제4 블록들(BL1~BL4)에 대응되는 광원(51)들은 제1 휘도의 광을 조사하고, 제5 내지 제8 블록들(BL5~BL8)에 대응되는 광원(51)들은 제1 휘도보다 낮은 제2 휘도의 광을 조사할 수 있다. 또한, 도 3c와 같이 표시패널(10)의 상측면에 배치된 광원들 중에서, 표시패널(10)의 제1, 제5, 및 제9 블록들(BL1, BL5, BL9)에 대응되는 광원(51)들은 제1 휘도의 광을 조사하고, 제2, 제6, 제10 블록들(BL2, BL6, BL10)에 대응되는 광원(51)들은 제2 휘도의 광을 조사할 수 있다. 이 경우, 제1 블록(BL1)에는 표시패널(10)의 좌측면에 배치된 광원(51)들로부터 제1 휘도의 광이 입력되고, 표시패널(10)의 상측면에 배치된 광원(51)들로부터 제1 휘도의 광이 입력된다. 제2 블록(BL2)에는 표시패널(10)의 좌측면에 배치된 광원(51)들로부터 제1 휘도의 광이 입력되고, 표시패널(10)의 상측면에 배치된 광원(51)들로부터 제2 휘도의 광이 입력된다. 제5 블록(BL5)에는 표시패널(10)의 좌측면에 배치된 광원(51)들로부터 제2 휘도의 광이 입력되고, 표시패널(10)의 상측면에 배치된 광원(51)들로부터 제1 휘도의 광이 입력된다. 제6 블록(BL6)에는 표시패널(10)의 좌측면에 배치된 광원(51)들로부터 제2 휘도의 광이 입력되고, 표시패널(10)의 상측면에 배치된 광원(51)들로부터 제2 휘도의 광이 입력된다. 그러므로, 표시패널(10)의 제1, 제2, 제5, 및 제6 블록들(BL1, BL2, BL5, BL6)이 동일한 계조(gray scale level)를 표시하더라도, 표시패널(10)의 제1 블록(BL1)의 휘도가 가장 높고, 제2 블록(BL2)과 제5 블록(BL5)의 휘도가 두 번째로 높으며, 제6 블록(BL6)의 휘도가 가장 낮을 것이다.
도 3d를 참조하면, 광원(51)들은 표시패널(10)의 배면에 배치된다. 광원(51)들 각각은 인쇄회로보드(52)에 실장되고, 광원 구동회로(140)로부터 광원 구동전류(LDC)에 따라 광을 조사한다. 광원(51)에 공급되는 광원 구동전류(LDC)가 높을수록 광원(51)은 높은 휘도의 광을 조사한다. 광원(51)들은 표시패널(10)의 배면에 위치하는 확산판(미도시)에 광을 조사한다. 표시패널(10)과 확산판(미도시) 사이에는 다수의 광학시트들(미도시)이 배치될 수 있다. 광원(51)들로부터 조사된 광은 확산판(미도시)과 광학시트들(미도시)을 통해 산란 및 굴절되어 표시패널(10)의 전면에 조사된다.
표시패널(10)은 n 개의 가상 블록들로 분할될 수 있다. 예를 들어, 표시패널(10)은 도 3d와 같이 12 개의 가상 블록들로 분할될 수 있다. 이 경우, 블록들은 동일한 크기를 가질 수 있다. 광원(51)들은 도 3d와 같이 표시패널(10)의 블록들에 대응되도록 배치된다. 광원(51)들은 표시패널(10)의 블록 단위로 구동될 수 있다. 예를 들어, 표시패널(10)의 제1 블록(BL1)에 대응되는 광원(51)들은 제1 휘도의 광을 조사하고, 제2 블록(BL2)에 대응되는 광원(51)들은 제1 휘도보다 낮은 제2 휘도의 광을 조사할 수 있다. 이 경우, 표시패널(10)의 제1 블록(BL1)과 제2 블록(BL2)이 동일한 계조(gray scale level)를 표시하더라도, 표시패널(10)의 제1 블록(BL1)의 휘도가 제2 블록(BL2)의 휘도보다 높을 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 백라이트 유닛(50)의 광원(51)들은 표시패널(10)의 블록 단위로 구동될 수 있다. 그 결과, 본 발명은 표시패널(10)은 블록 단위로 휘도가 제어될 수 있다.
도 4는 도 1의 영상처리부를 상세히 보여주는 블록도이다. 도 4를 참조하면, 영상처리부(150)는 멀티뷰 영상 생성부(200)와 광원 제어부(300)를 포함한다.
멀티뷰 영상 생성부(200)는 3D 모드에서 3D 영상 데이터(RGB3D)로부터 디스패러티들을 산출하고, 3D 영상 데이터(RGB3D)와 디스패러티들을 이용하여 멀티뷰 영상 데이터(MVD)를 생성하여 타이밍 콘트롤러(130)로 출력한다. 광원 제어부(300)는 3D 모드에서 블록별로 디스패러티들을 분석하여 블록들 각각에 조사되는 백라이트 유닛(50)의 광원들의 광의 휘도를 제어하기 위한 광원 제어신호(LCS)를 광원 구동회로(140)로 출력한다.
멀티뷰 영상 생성부(200)의 멀티뷰 영상 생성방법에 대한 자세한 설명은 도 5를 결부하여 후술한다. 또한, 광원 제어부(300)에 대한 자세한 설명은 도 6, 도 9, 및 도 11을 결부하여 후술한다.
도 5는 도 4의 멀티뷰 영상 생성부의 멀티뷰 영상 생성방법을 보여주는 흐름도이다. 도 4를 참조하면, 멀티뷰 영상 생성부(200)는 디스패러티 산출부(210), 뷰 영상 데이터 생성부(220), 및 3D 포맷터(230)를 포함한다.
첫 번째로, 디스패러티 산출부(210)는 좌안 영상 데이터(RGBL)와 우안 영상 데이터(RGBR)를 포함하는 3D 영상 데이터(RGB3D)를 입력받는다. 디스패러티 산출부(210)는 좌안 영상 데이터(RGBL)와 우안 영상 데이터(RGBR)를 분석하여 디스패러티(DIS)들을 산출한다. 디스패러티 산출부(210)는 좌안 영상 데이터(RGBL)를 기준으로 좌안 영상 데이터(RGBL)와 우안 영상 데이터(RGBR)를 비교하여 디스패러티(DIS)들을 산출한다.
디스패러티 산출부(210)는 좌안 영상 데이터(RGBL)에 제1 마스크 블록(MBL1)을 설정하고, 우안 영상 데이터(RGBR)에 제2 마스크 블록(MBL2)을 설정한다. 디스패러티 산출부(210)는 제1 범위(DR1) 내에서 제2 마스크 블록(MBL2)을 이동하면서 제1 마스크 블록(MBL1) 내에 포함된 좌안 영상 데이터(RGBL)와 제2 마스크 블록(MBL2) 내에 포함된 우안 영상 데이터(RGBR) 간의 차이의 절대값이 최소인 제2 마스크 블록(MBL2)을 검출한다. 디스패러티 산출부(210)는 제1 마스크 블록(MBL1)과 제2 마스크 블록(MBL2) 내의 위치별로 좌안 영상 데이터(RGBL)와 우안 영상 데이터(RGBR)의 차이의 절대값을 산출하고 이들을 총합함으로써, 제1 마스크 블록(MBL1) 내에 포함된 좌안 영상 데이터와 제2 마스크 블록(MBL2) 내에 포함된 우안 영상 데이터 간의 차이의 절대값을 산출할 수 있다. 디스패러티 산출부(210)는 제1 마스크 블록(MBL1)의 중심 좌표와 검출된 제2 마스크 블록(MBL2)의 중심 좌표 사이의 거리를 제1 마스크 블록(MBL1)의 중심 좌표에서의 디스패러티(DIS)로 산출한다. 디스패러티 산출부(210)는 제1 마스크 블록(MBL1)을 이동하면서 1 프레임 기간의 r×s 개의 디스패러티(DIS)들을 산출한다. 도 8a와 같이 1 프레임 기간의 r×s 개의 디스패러티(DIS)들로부터 디스패러티 맵(DISM)을 작성할 수 있다.
한편, S101 단계에서는 디스패러티 산출부(210)가 좌안 영상 데이터(RGBL)를 기준으로 좌안 영상 데이터(RGBL)와 우안 영상 데이터(RGBR)를 비교하여 디스패러티(DIS)들을 산출하는 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다. 즉, 디스패러티 산출부(210)는 우안 영상 데이터(RGBR)를 기준으로 좌안 영상 데이터(RGBL)와 우안 영상 데이터(RGBR)를 비교하여 디스패러티(DIS)들을 산출할 수도 있다. 이 경우, 디스패러티 산출부(210)는 우안 영상 데이터(RGBR)에 제1 마스크 블록(MBL1)을 설정하고 좌안 영상 데이터(RGBL)에 제1 마스크 블록(MBL1)을 설정한 후, 제1 범위(DR1) 내에서 제2 마스크 블록(MBL2)을 이동하면서 제1 마스크 블록(MBL1) 내에 포함된 우안 영상 데이터(RGBR)와 제2 마스크 블록(MBL2) 내에 포함된 좌안 영상 데이터(RGBL) 간의 차이의 절대값이 최소인 제2 마스크 블록(MBL2)을 검출한다. 그리고 나서, 디스패러티 산출부(210)는 제1 마스크 블록(MBL1)의 중심 좌표와 검출된 제2 마스크 블록(MBL2)의 중심 좌표 사이의 거리를 제1 마스크 블록(MBL1)의 중심 좌표에서의 디스패러티(DIS)로 산출한다. (S101)
두 번째로, 뷰 영상 데이터 생성부(220)는 좌안 영상 데이터(RGBL)를 기준으로 디스패러티(DIS)들을 산출한 경우, 좌안 영상 데이터(RGBL)를 디스패러티(DIS)들을 이용하여 이동시킴으로써, n 개의 뷰 영상 데이터를 생성한다. 구체적으로, 뷰 영상 데이터 생성부(220)는 좌안 영상 데이터(RGBL)를 제1 뷰 영상 데이터(VD1)로 설정한 후, 좌안 영상 데이터(RGBL)를 디스패러티(DIS)들을 이용하여 이동시킴으로써, 제2 뷰 내지 제n 뷰 영상 데이터(VD2~VDn)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 뷰 영상 데이터 생성부(220)는 제m(m은 2≤m≤n을 만족하는 자연수) 뷰 영상 데이터(VDj)를 생성하기 위해, 디스패러티(DIS)들에 "(m-1)/(n-1)"을 곱하여 제m 뷰 디스패러티(DISj)들을 산출한다. 그리고 나서, 좌안 영상 데이터(RGBL)를 제m 뷰 디스패러티(DISj)들 만큼 제1 수평 방향으로 이동시킴으로써, 제m 뷰 영상 데이터(VDj)를 생성한다. 뷰 영상 데이터 생성부(220)는 제1 내지 제n 뷰 영상 데이터(VD1~VDn)를 3D 포맷터(300)로 출력한다.
한편, S102 단계에서는 뷰 영상 데이터 생성부(220)가 좌안 영상 데이터(RGBL)를 디스패러티(DIS)들을 이용하여 이동시킴으로써, n 개의 뷰 영상 데이터를 생성하는 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다. 즉, 뷰 영상 데이터 생성부(220)는 우안 영상 데이터(RGBR)를 기준으로 디스패러티(DIS)들을 산출한 경우, 우안 영상 데이터(RGBR)를 디스패러티(DIS)들을 이용하여 이동시킴으로써, n 개의 뷰 영상 데이터를 생성할 수 있다. 구체적으로, 뷰 영상 데이터 생성부(220)는 우안 영상 데이터(RGBR)를 제n 뷰 영상 데이터(VDn)로 설정한 후, 우안 영상 데이터(RGBR)를 디스패러티(DIS)들을 이용하여 이동시킴으로써, 제1 뷰 내지 제n-1 뷰 영상 데이터(VD1~VDn-1)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 뷰 영상 데이터 생성부(220)는 제p(p는 1≤p≤n-1을 만족하는 자연수) 뷰 영상 데이터(VDp)를 생성하기 위해, 디스패러티(DIS)들에 "n-p/n-1"을 곱하여 제p 뷰 디스패러티(DISp)들을 산출한다. 그리고 나서, 우안 영상 데이터(RGBL)를 제p 뷰 디스패러티(DISp)들 만큼 제2 수평 방향으로 이동시킴으로써, 제p 뷰 영상 데이터(VDp)를 생성한다. 뷰 영상 데이터 생성부(220)는 제1 내지 제n 뷰 영상 데이터(VD1~VDn)를 3D 포맷터(300)로 출력한다. (S102)
세 번째로, 3D 포맷터(300)는 제1 내지 제n 뷰 영상 데이터(VD1~VDn)를 입체영상 표시장치의 3D 포맷에 맞게 배열한다. 예를 들어, 3D 포맷터(300)는 도 2와 같이 제1 뷰 영상(V1)을 표시하는 화소들에 제1 뷰 영상 데이터가 공급되고, 제2 뷰 영상(V2)을 표시하는 화소들에 제2 뷰 영상 데이터가 공급되며, 제3 뷰 영상(V3)을 표시하는 화소들에 제3 뷰 영상 데이터가 공급되고, 제4 뷰 영상(V4)을 표시하는 화소들에 제4 뷰 영상 데이터가 공급되도록 제1 내지 제n 뷰 영상 데이터(VD1~VDn)를 배열할 수 있다. 3D 포맷터(300)는 3D 포맷에 맞게 배열된 제1 내지 제n 뷰 영상 데이터(VD1~VDn)를 포함하는 멀티뷰 영상 데이터(MVD)를 타이밍 콘트롤러(130)로 출력한다. (S103)
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 입체영상 표시장치는 3D 영상 데이터(RGB3D)가 입력되더라도, 영상처리부(150)의 멀티뷰 영상 생성부(200)를 이용하여 멀티뷰 영상 데이터(MVD)를 생성함으로써, 표시패널(10)에 멀티뷰 영상을 표시할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 실시 예에 따른 입체영상 표시장치는 입체영상의 품질을 높일 수 있다.
도 6은 도 4의 광원 제어부의 제1 실시 예를 상세히 보여주는 블록도이다. 도 7은 도 6의 광원 제어부의 광원 제어방법의 제1 실시 예를 보여주는 흐름도이다. 도 6을 참조하면, 광원 제어부(300)는 디스패러티 후처리부(310)와 광원 제어신호 출력부(320)를 포함한다. 이하에서, 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 제1 실시 예에 따른 광원 제어부(300)의 광원 제어방법을 상세히 살펴본다.
첫 번째로, 디스패러티 후처리부(310)는 어느 한 디스패러티가 그에 인접한 디스패러티들 중 어느 하나와 제1 문턱 값 이상 차이가 나는 경우, 그 디스패러티의 값을 최소값으로 치환한다. 즉, 디스패러티 후처리부(310)는 어느 한 디스패러티가 그에 인접한 디스패러티들 중 어느 하나와 제1 문턱 값 이상 차이가 나는 경우, 그 디스패러티가 잘못 산출되었다고 판단하여 그 디스패러티의 값을 최소값으로 치환한다.
구체적으로, 디스패러티 후처리부(310)는 (i,j)(i는 1≤i≤r을 만족하는 자연수, j는 1≤j≤s을 만족하는 자연수) 좌표에서의 디스패러티가 그에 인접한 디스패러티들 중 어느 하나와 제1 문턱 값 이상 차이가 나는 경우, (i,j) 좌표에서의 디스패러티의 값을 최소값인 "0"으로 치환한다. (i,j) 좌표에서의 디스패러티에 인접한 디스패러티들은 (i-1,j) 좌표에서의 디스패러티, (i+1,j) 좌표에서의 디스패러티, (i,j-1) 좌표에서의 디스패러티, 및 (i,j+1) 좌표에서의 디스패러티를 포함할 수 있다. 제1 문턱 값은 사전 실험을 통해 적절한 값으로 미리 결정될 수 있다.
디스패러티 후처리부(310)는 1 프레임 기간의 r×s 개의 디스패러티(DIS)들을 모두 후처리한다. 도 8b와 같이 1 프레임 기간의 r×s 개의 후처리된 디스패러티(DIS)들로부터 후처리된 디스패러티 맵(PDISM)을 작성할 수 있다. 디스패러티 후처리부(310)는 후처리된 디스패러티(DIS)들을 광원 제어신호 출력부(320)로 출력한다. 한편, 디스패러티 후처리부(310)는 생략될 수도 있다. (S201)
두 번째로, 광원 제어신호 출력부(320)는 디스패러티(DIS)들을 분석하여 블록들 각각에 조사되는 광원들의 휘도를 제어하기 위한 광원 제어신호(LCS)를 출력한다. 광원 제어신호 출력부(320)는 디스패러티들의 좌표 정보를 이용하여 디스패러티들이 어느 블록에 포함되는지를 판단할 수 있다. 광원 제어신호 출력부(320)는 제q(q는 자연수) 블록 내에서 제2 문턱 값 이상의 값을 갖는 디스패러티들의 개수를 제1 비교 값으로 산출하고, 제q 블록 내에서 제2 문턱 값보다 작은 값을 갖는 디스패러티들의 개수를 제2 비교 값으로 산출한다. (S202)
세 번째로, 광원 제어신호 출력부(320)는 제q 블록의 제1 비교 값이 제2 비교 값보다 큰 경우, 제q 블록에 대응되는 광원들이 제1 휘도로 발광하도록 제어하기 위한 광원 제어신호(LCS)를 출력한다. 이 경우, 광원 구동회로(140)는 광원 제어신호(LCS)에 따라 제q 블록에 대응되는 광원들이 제1 휘도로 발광하도록 광원 구동전류(LDC)를 공급한다. (S203, S204)
네 번째로, 광원 제어신호 출력부(320)는 제q 블록의 제1 비교 값이 제2 비교 값보다 작거나 같은 경우, 제q 블록에 대응되는 광원들이 제1 휘도보다 낮은 제2 휘도로 발광하도록 제어하기 위한 광원 제어신호(LCS)를 출력한다. 이 경우, 광원 구동회로(140)는 광원 제어신호(LCS)에 따라 제q 블록에 대응되는 광원들이 제2 휘도로 발광하도록 광원 구동전류(LDC)를 공급한다. (S205)
한편, 제q 블록 내에서 제2 문턱 값 이상의 값을 갖는 디스패러티들의 개수(제1 비교 값)가 제2 문턱 값보다 작은 값을 갖는 디스패러티들의 개수(제2 비교 값)보다 많은 경우, 제q 블록에 표시되는 영상은 음의 시차 영상일 확률이 높다. 그러므로, 본 발명은 제q 블록 내에서 제2 문턱 값 이상의 값을 갖는 디스패러티들의 개수(제1 비교 값)가 제2 문턱 값보다 작은 값을 갖는 디스패러티들의 개수(제2 비교 값)보다 많은 경우, 제q 블록에 표시되는 영상을 음의 시차 영상으로 판단한다. 또한, 제q 블록 내에서 제2 문턱 값 이상의 값을 갖는 디스패러티들의 개수(제1 비교 값)가 제2 문턱 값보다 작은 값을 갖는 디스패러티들의 개수(제2 비교 값)보다 적거나 같은 경우, 제q 블록에 표시되는 영상은 양의 시차 영상일 확률이 높다. 그러므로, 본 발명은 제q 블록 내에서 제2 문턱 값 이상의 값을 갖는 디스패러티들의 개수(제1 비교 값)가 제2 문턱 값보다 작은 값을 갖는 디스패러티들의 개수(제2 비교 값)보다 적거나 같은 경우, 제q 블록에 표시되는 영상을 양의 시차 영상으로 판단한다.
결국, 본 발명은 제q 블록에 표시되는 영상이 음의 시차 영상이라고 판단되는 경우, 입체감을 높이기 위해 제1 휘도의 높은 휘도로 제q 블록에 광을 조사한다. 또한, 제q 블록에 표시되는 영상이 양의 시차 영상이라고 판단되는 경우, 입체감을 낮추기 위해 제2 휘도의 낮은 휘도로 제q 블록에 광을 조사한다. 그 결과, 본 발명은 음의 시차 영상을 높은 휘도로 더욱 뚜렷하게 표현할 수 있으므로, 입체감을 높일 수 있다.
한편, 음의 시차 영상은 표시패널(10) 대비 사용자에 가깝게 초점이 형성되는 영상이고, 양의 시차 영상은 표시패널(10) 대비 사용자에게 멀리 초점이 형성되는 영상을 의미한다. 또한, 제2 휘도는 제1 휘도의 0.2 배 내지 0.8 배일 수 있다. 특히, 제2 휘도가 낮을수록 입체감은 높아지는 반면, 입체영상의 휘도가 저하될 수 있으므로, 제1 휘도와 제2 휘도는 사전 실험을 통해 미리 결정될 수 있다. 나아가, 제2 문턱 값도 사전 실험을 통해 적절한 값으로 미리 결정될 수 있다.
도 9는 도 4의 광원 제어부의 제2 실시 예를 상세히 보여주는 블록도이다. 도 10은 도 9의 광원 제어부의 광원 제어방법의 제2 실시 예를 보여주는 흐름도이다. 도 9를 참조하면, 광원 제어부(300)는 디스패러티 후처리부(310), 광원 제어신호 출력부(320), 및 블록별 평균화상레벨 산출부(330)를 포함한다. 이하에서, 도 9 및 도 10을 참조하여 본 발명의 제2 실시 예에 따른 광원 제어부(300)의 광원 제어방법을 상세히 살펴본다.
첫 번째로, 디스패러티 후처리부(310)는 어느 한 디스패러티가 그에 인접한 디스패러티들 중 어느 하나와 제1 문턱 값 이상 차이가 나는 경우, 그 디스패러티의 값을 최소값으로 치환한다. 디스패러티 후처리부(310)는 S201 단계에서 설명한 바와 실질적으로 동일하다. 따라서, 디스패러티 후처리부(310)에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다. (S301)
두 번째로, 블록별 평균화상레벨 산출부(330)는 블록별로 좌안 영상 데이터(RGBL) 또는 우안 영상 데이터(RGBR)를 분석하여 평균화상레벨(average picture ratio,)을 산출하는 평균화상레벨 산출부를 포함할 수 있다. 디스패러티들 산출시 좌안 영상 데이터(RGBL)가 기준이 된 경우, 블록별 평균화상레벨 산출부(330)는 블록별로 좌안 영상 데이터(RGBL)를 분석하여 평균화상레벨을 산출할 수 있다. 블록별 평균화상레벨 산출부(330)는 좌안 영상 데이터(RGBL)로부터 수학식 1과 같이 휘도 데이터(Y)를 산출할 수 있으며, 블록별로 휘도 데이터(Y)의 평균값을 산출함으로써, 블록별 평균화상레벨을 산출할 수 있다. 블록별 평균화상레벨 산출부(330)는 제1 내지 제t(t는 2 이상의 자연수) 블록들의 평균화상레벨들(APL1~APLt)을 광원 제어신호 출력부(320)로 출력한다.
Figure 112013004413325-pat00001
수학식 1에서, Y는 휘도 데이터, R은 적색 데이터, G는 녹색 데이터, B는 청색 데이터를 의미한다. (S302)
세 번째로, 광원 제어신호 출력부(320)는 디스패러티(DIS)들을 분석하여 블록들 각각에 조사되는 광원들의 휘도를 제어하기 위한 광원 제어신호(LCS)를 출력한다. 광원 제어신호 출력부(320)는 디스패러티들의 좌표 정보를 이용하여 디스패러티들이 어느 블록에 포함되는지를 판단할 수 있다. 광원 제어신호 출력부(320)는 제q 블록 내에서 제2 문턱 값 이상의 값을 갖는 디스패러티들의 개수를 제1 비교 값으로 산출한다. (S303)
네 번째로, 광원 제어신호 출력부(320)는 제q 블록의 제1 비교 값이 제3 문턱 값 이상인 경우, 제q 블록에 대응되는 광원들이 제1 휘도로 발광하도록 제어하기 위한 광원 제어신호(LCS)를 출력한다. 이 경우, 광원 구동회로(140)는 광원 제어신호(LCS)에 따라 제q 블록에 대응되는 광원들이 제1 휘도로 발광하도록 광원 구동전류(LDC)를 공급한다. (S304, S305)
또한, 광원 제어신호 출력부(320)는 제q 블록의 제1 비교 값이 제3 문턱 값보다 작더라도, 제q 블록의 평균화상레벨(APLq)과 그에 인접한 블록들 중 어느 하나의 평균화상레벨 간의 차이가 제4 문턱 값보다 작은 경우, 제q 블록에 대응되는 광원들이 제1 휘도로 발광하도록 제어하기 위한 광원 제어신호(LCS)를 출력한다. 이 경우, 광원 구동회로(140)는 광원 제어신호(LCS)에 따라 제q 블록에 대응되는 광원들이 제1 휘도로 발광하도록 광원 구동전류(LDC)를 공급한다. (S306, S307)
또한, 광원 제어신호 출력부(320)는 제q 블록의 제1 비교 값이 제3 문턱 값보다 작고, 제q 블록의 평균화상레벨(APLq)과 그에 인접한 블록들 중 어느 하나의 평균화상레벨 간의 차이가 제4 문턱 값 이상인 경우, 제q 블록에 대응되는 광원들이 제1 휘도보다 낮은 제2 휘도로 발광하도록 제어하기 위한 광원 제어신호(LCS)를 출력한다. 이 경우, 광원 구동회로(140)는 광원 제어신호(LCS)에 따라 제q 블록에 대응되는 광원들이 제2 휘도로 발광하도록 광원 구동전류(LDC)를 공급한다. (S308)
한편, 제q 블록 내에서 제2 문턱 값 이상의 값을 갖는 디스패러티들의 개수(제1 비교 값)가 제3 문턱 값 이상인 경우, 제q 블록에 표시되는 영상은 음의 시차 영상일 확률이 높다. 또한, 제q 블록 내에서 제2 문턱 값 이상의 값을 갖는 디스패러티들의 개수(제1 비교 값)가 제3 문턱 값보다 작더라도, 제q 블록의 평균화상레벨과 그에 인접한 블록들 중 어느 하나의 평균화상레벨 간의 차이가 제4 문턱 값보다 작은 경우, 제q 블록에 표시되는 영상은 음의 시차 영상일 확률이 높다. 그러므로, 본 발명은 제q 블록 내에서 제2 문턱 값 이상의 값을 갖는 디스패러티들의 개수(제1 비교 값)가 제3 문턱 값 이상인 경우와, 제q 블록 내에서 제2 문턱 값 이상의 값을 갖는 디스패러티들의 개수(제1 비교 값)가 제3 문턱 값보다 작더라도 제q 블록의 평균화상레벨과 그에 인접한 블록들 중 어느 하나의 평균화상레벨 간의 차이가 제4 문턱 값보다 작은 경우, 제q 블록에 표시되는 영상을 음의 시차 영상이라고 판단한다. 또한, 제q 블록 내에서 제2 문턱 값 이상의 값을 갖는 디스패러티들의 개수(제1 비교 값)가 제3 문턱 값보다 작고, 제q 블록의 평균화상레벨과 그에 인접한 블록들 중 어느 하나의 평균화상레벨 간의 차이가 제4 문턱 값 이상인 경우, 제q 블록에 표시되는 영상은 양의 시차 영상일 확률이 높다. 그러므로, 본 발명은 제q 블록 내에서 제2 문턱 값 이상의 값을 갖는 디스패러티들의 개수(제1 비교 값)가 제3 문턱 값보다 작고, 제q 블록의 평균화상레벨과 그에 인접한 블록들 중 어느 하나의 평균화상레벨 간의 차이가 제4 문턱 값 이상인 경우, 제q 블록에 표시되는 영상을 양의 시차 영상으로 판단한다.
결국, 본 발명은 제q 블록에 표시되는 영상이 음의 시차 영상이라고 판단되는 경우, 입체감을 높이기 위해 제1 휘도의 높은 휘도로 제q 블록에 광을 조사한다. 또한, 제q 블록에 표시되는 영상이 양의 시차 영상이라고 판단되는 경우, 입체감을 낮추기 위해 제2 휘도의 낮은 휘도로 제q 블록에 광을 조사한다. 그 결과, 본 발명은 음의 시차 영상을 높은 휘도로 더욱 뚜렷하게 표현할 수 있으므로, 입체감을 높일 수 있다.
한편, 음의 시차 영상은 표시패널(10) 대비 사용자에 가깝게 초점이 형성되는 영상이고, 양의 시차 영상은 표시패널(10) 대비 사용자에게 멀리 초점이 형성되는 영상을 의미한다. 또한, 제2 휘도는 제1 휘도의 0.2 배 내지 0.8 배일 수 있다. 특히, 제2 휘도가 낮을수록 입체감은 높아지는 반면, 입체영상의 휘도가 저하될 수 있으므로, 제1 휘도와 제2 휘도는 사전 실험을 통해 미리 결정될 수 있다. 나아가, 제2 문턱 값과 제3 문턱 값도 사전 실험을 통해 적절한 값으로 미리 결정될 수 있다.
도 11은 도 4의 광원 제어부의 제3 실시 예를 상세히 보여주는 블록도이다. 도 12는 도 11의 광원 제어부의 광원 제어방법의 제3 실시 예를 보여주는 흐름도이다. 도 11을 참조하면, 광원 제어부(300)는 디스패러티 후처리부(310), 광원 제어신호 출력부(320), 및 블록별 평균값 산출부(340)를 포함한다. 이하에서, 도 11 및 도 12를 참조하여 본 발명의 제3 실시 예에 따른 광원 제어부(300)의 광원 제어방법을 상세히 살펴본다.
첫 번째로, 디스패러티 후처리부(310)는 어느 한 디스패러티가 그에 인접한 디스패러티들 중 어느 하나와 제1 문턱 값 이상 차이가 나는 경우, 그 디스패러티의 값을 최소값으로 치환한다. 디스패러티 후처리부(310)는 S201 단계에서 설명한 바와 실질적으로 동일하다. 따라서, 디스패러티 후처리부(310)에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다. (S401)
두 번째로, 블록별 대표값 산출부(340)는 블록별로 디스패러티들의 평균값을 블록별 대표값으로 산출한다. 블록별 대표값 산출부(340)는 디스패러티들의 좌표 정보를 이용하여 디스패러티들이 어느 블록에 포함되는지를 판단할 수 있다. 블록별 대표값 산출부(340)는 제1 내지 제t 블록들의 대표값들(REP1~REPt)을 광원 제어신호 출력부(320)로 출력한다. (S402)
세 번째로, 광원 제어신호 출력부(320)는 블록별 대표값이 높은 블록일수록 그 블록에 대응되는 광원들의 휘도를 높게 제어한다. 예를 들어, 광원 제어신호 출력부(320)는 제1 블록(BL1)의 블록 대표값(REP1)이 제2 블록(BL2)의 블록 대표값(REP2)보다 높고, 제2 블록(BL2)의 블록 대표값(REP2)이 제3 블록(BL3)의 블록 대표값(REP3)보다 높은 경우, 제1 블록(BL1)에 대응되는 광원들의 휘도를 제2 블록(BL2)에 대응되는 광원들의 휘도보다 높게 제어하고, 제2 블록(BL2)에 대응되는 광원들의 휘도를 제3 블록(BL3)에 대응되는 광원들의 휘도보다 높게 제어하는 광원 제어신호(LCS)를 광원 구동회로(140)로 출력한다. 특히, 광원 제어신호 출력부(320)는 블록별 대표값에 따라 출력되는 광원 제어신호(LCS)가 저장된 룩-업 테이블을 포함할 수 있다. 이 경우, 광원 구동회로(140)는 광원 제어신호(LCS)에 따라 제1 블록(BL1)에 대응되는 광원들이 제1 휘도로 발광하고, 제2 블록(BL2)에 대응되는 광원들이 제1 휘도보다 낮은 제2 휘도로 발광하도록 광원 구동전류(LDC)를 공급하며, 제3 블록(BL3)에 대응되는 광원들이 제2 휘도보다 낮은 제3 휘도로 발광하도록 광원 구동전류(LDC)를 공급한다. (S403)
한편, 블록별 대표값이 높은 블록일수록 더욱 큰 음의 시차를 갖는 영상일 확률이 높다. 그러므로, 본 발명은 블록별 대표값이 높은 블록일수록 더욱 큰 음의 시차를 갖는 영상이라고 판단한다. 또한, 블록별 대표값이 작은 블록일수록 더욱 큰 양의 시차를 갖는 영상일 확률이 높다. 그러므로, 본 발명은 블록별 대표값이 낮은 블록일수록 더욱 큰 양의 시차를 갖는 영상이라고 판단한다. 음의 시차 영상은 표시패널(10) 대비 사용자에 가깝게 초점이 형성되는 영상이고, 양의 시차 영상은 표시패널(10) 대비 사용자에게 멀리 초점이 형성되는 영상을 의미한다.
결국, 본 발명은 제q 블록이 더욱 큰 음의 시차를 갖는 영상을 표시할수록 입체감을 높이기 위해 제q 블록에 더욱 높은 휘도로 광을 조사한다. 또한, 본 발명은 제q 블록이 더욱 큰 양의 시차를 갖는 영상을 표시할수록 입체감을 낮추기 위해 제q 블록에 더욱 낮은 휘도로 광을 조사한다. 그 결과, 본 발명은 음의 시차 영상을 높은 휘도로 더욱 뚜렷하게 표현할 수 있으므로, 입체감을 높일 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
10: 표시패널 30: 광학판
50: 백라이트 유닛 51: 광원
52: 인쇄회로보드 110: 게이트 구동회로
120: 데이터 구동회로 130: 타이밍 콘트롤러
140: 광원 구동회로 150: 영상 처리부
160: 호스트 시스템 200: 멀티뷰 영상 생성부
210: 디스패러티 산출부 220: 뷰 영상 데이터 생성부
230: 3D 포맷터 300: 광원 제어부
310: 디스패러티 후처리부 320: 광원 제어신호 출력부
330: 블록별 평균화상레벨 산출부 340: 블록별 대표값 산출부

Claims (18)

  1. 가상의 블록들로 분할된 표시패널;
    상기 표시패널에 광을 조사하는 광원들을 포함하는 백라이트 유닛;
    상기 광원들이 상기 표시패널의 블록 단위로 광을 조사하도록 상기 광원들 각각에 광원 구동전류를 공급하는 광원 구동회로; 및
    좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터로부터 디스패러티들을 산출하고, 상기 좌안 영상 데이터, 상기 우안 영상 데이터, 및 상기 디스패러티들을 이용하여 멀티뷰 영상 데이터를 생성하는 멀티뷰 영상 생성부와, 상기 블록별로 상기 디스패러티들을 분석하여 상기 블록들 각각에 대응되는 상기 광원들의 광의 휘도를 제어하는 광원 제어부를 포함하는 영상처리부를 구비하고,
    상기 광원 제어부는,
    제q(q는 자연수) 블록 내에서 제2 문턱 값 이상의 값을 갖는 디스패러티들의 개수를 제1 비교 값으로 산출하고, 상기 제2 문턱 값보다 작은 값을 갖는 디스패러티들의 개수를 제2 비교 값으로 산출하는 광원 제어신호 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원 제어신호 출력부는,
    상기 제q 블록의 제1 비교 값이 상기 제2 비교 값보다 큰 경우 상기 제q 블록에 대응되는 광원들이 제1 휘도로 발광하도록 제어하고, 상기 제q 블록의 제1 비교 값이 상기 제2 비교 값보다 작거나 같은 경우 상기 제q 블록에 대응되는 광원들이 제2 휘도로 발광하도록 제어하는 광원 제어신호를 상기 광원 구동회로에 출력하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원 제어부는,
    상기 블록별로 상기 좌안 영상 데이터 또는 상기 우안 영상 데이터를 분석하여 평균화상레벨을 산출하는 블록별 평균화상레벨 산출부; 및
    상기 제q 블록의 상기 제1 비교 값이 제3 문턱 값 이상인 경우 상기 제q 블록에 대응되는 광원들이 제1 휘도로 발광하도록 광원 제어신호를 상기 광원 구동회로에 출력하는 광원 제어신호 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 광원 제어신호 출력부는,
    상기 제q 블록의 상기 제1 비교 값이 상기 제3 문턱 값보다 작거나 같더라도, 상기 제q 블록의 평균화상레벨과 상기 제q 블록에 인접한 블록들 중 어느 하나의 평균화상레벨 사이의 차이가 제4 문턱 값보다 작은 경우, 상기 제q 블록에 대응되는 광원들이 상기 제1 휘도로 발광하도록 제어하는 상기 광원 제어신호를 상기 광원 구동회로에 출력하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 광원 제어신호 출력부는,
    상기 제q 블록의 상기 제1 비교 값이 상기 제3 문턱 값보다 작거나 같고, 상기 제q 블록의 평균화상레벨과 상기 제q 블록에 인접한 블록들 중 어느 하나의 평균화상레벨 사이의 차이가 제4 문턱 값 이상인 경우, 상기 제q 블록에 대응되는 광원들이 상기 제1 휘도보다 낮은 제2 휘도로 발광하도록 제어하는 광원 제어신호를 상기 광원 구동회로에 출력하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원 제어부는,
    블록별 디스패러티들의 평균값을 산출하는 블록별 평균값 산출부; 및
    상기 디스패러티들의 평균값이 높은 블록일수록 상기 블록에 대응되는 광원들의 휘도를 높게 제어하는 광원 제어신호를 상기 광원 구동회로에 출력하는 백라이트 제어신호 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  8. 제 1 항, 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원 제어부는,
    어느 한 디스패러티가 그에 인접한 디스패러티들 중 어느 하나와 제1 문턱 값 이상 차이가 나는 경우, 상기 어느 한 디스패러티의 값을 최소값으로 치환하는 디스패러티 후처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원들은,
    상기 표시패널의 좌측면, 우측면, 좌우측면, 상측면, 하측면, 상하측면, 또는 좌우상하측면에 배치되거나,
    상기 표시패널의 배면에 배치되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 멀티뷰 영상 데이터를 데이터 전압으로 변환하여 상기 표시패널의 데이터 라인들에 공급하는 데이터 구동회로; 및
    상기 표시패널의 게이트 라인들에 게이트 펄스를 순차적으로 공급하는 게이트 구동회로를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  11. 가상의 블록들로 분할된 표시패널; 및 상기 표시패널에 광을 조사하는 광원들을 포함하는 백라이트 유닛을 구비하는 입체영상 표시장치에 있어서,
    좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 분석하여 디스패러티들을 산출하는 제1 단계;
    상기 블록별로 상기 디스패러티들을 분석하여 상기 블록들 각각에 대응되는 상기 광원들의 광의 휘도를 제어하는 광원 제어신호를 출력하는 제2 단계; 및
    상기 광원 제어신호에 따라 상기 광원들이 상기 표시패널의 블록 단위로 광을 조사하도록 상기 광원들 각각에 광원 구동전류를 공급하는 제3 단계를 포함하고,
    상기 제2 단계는,
    제q(q는 자연수) 블록 내에서 제2 문턱 값 이상의 값을 갖는 디스패러티들의 개수를 제1 비교 값으로 산출하고, 상기 제2 문턱 값보다 작은 값을 갖는 디스패러티들의 개수를 제2 비교 값으로 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
  12. 삭제
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제2 단계는,
    상기 제q 블록의 제1 비교 값이 상기 제2 비교 값보다 큰 경우 상기 제q 블록에 대응되는 광원들이 제1 휘도로 발광하도록 제어하고, 상기 제q 블록의 제1 비교 값이 상기 제2 비교 값보다 작거나 같은 경우 상기 제q 블록에 대응되는 광원들이 제2 휘도로 발광하도록 제어하는 상기 광원 제어신호를 출력하는 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제2 단계는,
    상기 블록별로 상기 좌안 영상 데이터 또는 상기 우안 영상 데이터를 분석하여 평균화상레벨을 산출하는 단계; 및
    상기 제q(q는 자연수) 블록 내에서 상기 제2 문턱 값 이상의 값을 갖는 디스패러티들의 개수를 상기 제1 비교 값으로 산출하고, 상기 제q 블록의 상기 제1 비교 값이 제3 문턱 값 이상인 경우 상기 제q 블록에 대응되는 광원들이 제1 휘도로 발광하도록 광원 제어신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제2 단계는,
    상기 제q 블록의 상기 제1 비교 값이 상기 제3 문턱 값보다 작거나 같더라도, 상기 제q 블록의 평균화상레벨과 상기 제q 블록에 인접한 블록들 중 어느 하나의 평균화상레벨 사이의 차이가 제4 문턱 값보다 작은 경우, 상기 제q 블록에 대응되는 광원들이 상기 제1 휘도로 발광하도록 제어하는 상기 광원 제어신호를 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제2 단계는,
    상기 제q 블록의 상기 제1 비교 값이 상기 제3 문턱 값보다 작거나 같고, 상기 제q 블록의 평균화상레벨과 상기 제q 블록에 인접한 블록들 중 어느 하나의 평균화상레벨 사이의 차이가 제4 문턱 값 이상인 경우, 상기 제q 블록에 대응되는 광원들이 상기 제1 휘도보다 낮은 제2 휘도로 발광하도록 제어하는 광원 제어신호를 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 제2 단계는,
    블록별 디스패러티들의 평균값을 산출하는 단계; 및
    상기 디스패러티들의 평균값이 높은 블록일수록 상기 블록에 대응되는 광원들의 휘도를 높게 제어하는 광원 제어신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
  18. 제 11 항, 제 13 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 단계는,
    어느 한 디스패러티가 그에 인접한 디스패러티들 중 어느 하나와 제1 문턱 값 이상 차이가 나는 경우, 상기 어느 한 디스패러티의 값을 최소값으로 치환하는 단계를 더 포함하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
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