KR102013382B1 - 무안경 방식의 입체영상 표시장치 - Google Patents

무안경 방식의 입체영상 표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 무안경 방식의 입체영상 표시장치는 다수의 서브 픽셀들을 포함하는 표시패널; 상기 서브 픽셀들 대비 일정 각도로 비스듬하게 형성되어 상기 표시패널로부터 입사되는 제1 뷰 영상의 광과 제2 뷰 영상의 광을 분리하는 슬랜티드 광학판들; 및 상기 서브 픽셀들 중에서, 상기 슬랜티드 광학판들 각각의 좌반부에 우세하게 대응되는 서브 픽셀들에 상기 제1 뷰 영상을 표시하기 위한 제1 뷰 영상 데이터를 할당하고, 상기 슬랜티드 광학판들 각각의 우반부에 우세하게 대응되는 서브 픽셀들에 상기 제2 뷰 영상을 표시하기 위한 제2 뷰 영상 데이터를 할당하며, 상기 슬랜티드 광학판들 사이의 경계선들에 대응되는 서브 픽셀들 중 일부에 블랙 영상을 표시하기 위한 블랙 계조 데이터를 할당하는 콘트롤러를 구비한다.

Description

무안경 방식의 입체영상 표시장치{STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY DEVICE OF NON GLASSES TYPE}
본 발명은 광학판을 이용하여 멀티뷰 영상들 각각을 멀티뷰 영역들 각각으로 스위칭하여 입체영상을 구현하는 무안경 방식의 입체영상 표시장치에 관한 것이다.
입체영상 표시장치는 양안시차방식(stereoscopic technique)과 복합시차지각방식(autostereoscopic technique)으로 나누어진다. 양안시차방식은 입체 효과가 큰 좌우 눈의 시차 영상을 이용하며, 안경 방식과 무안경 방식이 있고 두 방식 모두 실용화되고 있다.
사용자가 셔터안경이나 편광안경을 착용하지 않고 입체영상을 시청할 수 있는 편의성 때문에, 최근에 무안경 방식은 스마트폰(smart phone), 태블릿(tablet), 및 노트북(notebook) 등의 중소형 디스플레이에 많이 적용되고 있다. 무안경 방식은 패럴렉스 배리어(parallax barrier), 또는 렌티큘러 렌즈(lenticular lens) 등의 광학판을 사용하여 좌우시차 영상의 광축을 분리하여 입체영상을 구현한다.
무안경 방식에서는 도 1의 광학판(2)과 표시패널(1)에 형성된 블랙 매트릭스(BM) 간의 상호 간섭으로 인해 표시 얼룩 및 모아레가 인지될 수 있다. 이러한 표시 얼룩 및 모아레 방지를 위해, 무안경 방식은 도 1에 도시된 바와 같이 표시패널(1)의 서브 픽셀들 대비 소정의 각도로 비스듬하게 형성한 슬랜티드 렌즈(slanted lens, 2)(또는 슬랜티드 배리어)를 채용하여 멀티뷰 영상(V1,V2)을 각각의 뷰 영역으로 분할하고 있다. 도 1과 같이 슬랜티드 렌즈(2)를 채용하면 렌즈들(2) 간의 경계부(BP)가 블랙 매트릭스(BM)와 중첩되는 면적이 줄어들기 때문에 표시 얼룩 등이 개선되는 효과가 있다. 도 1에서, 제1 뷰 영상(V1)은 좌안 영상과 우안 영상 중 어느 하나를 지시하고, 제2 뷰 영상(V2)은 좌안 영상과 우안 영상 중 나머지 하나를 지시한다.
하지만, 슬랜티드 렌즈 등을 채용한 종래 무안경 방식은 3D 크로스토크(crosstalk)가 증가되는 문제가 있다. 이에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
표시패널(1)로부터 슬랜티드 렌즈(2)로 입사되는 표시광의 굴절각은 슬랜티드 렌즈(2)의 센터부(CEN)에 비해 슬랜티드 렌즈(2)의 에지부(EG)에서 상대적으로 크다. 3D 크로스토크(crosstalk)는 사용자의 단안(좌안 또는 우안)에서 멀티 뷰들이 서로 간섭되어 보여지는 경우에 발생된다. 3D 크로스토크를 줄이기 위해서는 슬랜티드 렌즈(2)의 일측 에지부에서 제1 뷰 영상(V1)이 사용자의 좌안(또는 우안)으로 굴절되도록 하고, 슬랜티드 렌즈(2)의 타측 에지부에서 제2 뷰 영상(V2)이 사용자의 우안(또는 좌안)으로 굴절되도록 하여, 단안 기준에서 제1 뷰 영상(V1)과 제2 뷰 영상(V2)의 간섭을 방지하여야 한다.
3D 크로스토크가 증가하는 경우는 크게 2가지이다.
첫째, 특정 뷰 영상(도 1의 V1)이 슬랜티드 렌즈(2)의 센터부(CEN)를 통과하는 경우이다. 이 경우 특정 뷰 영상(도 1의 V1)은 굴절각이 작아 사용자의 좌안과 우안 중 어느 하나로 완전히 분리되지 않고 사용자의 좌안과 우안에 모두 입사된다.
둘째, 특정 뷰 영상(도 1의 V2)이 슬랜티드 렌즈들(2) 간의 경계부(BP)에서 확산되는 경우이다. 이 경우 특정 뷰 영상(도 1의 V2)은 도 2에 도시된 것처럼 경계부(BP)를 사이에 두고 좌측에 배치된 제1 렌즈의 타측 에지부를 통해 사용자의 우안(RE)에 입사되고, 경계부(BP)를 사이에 두고 우측에 배치된 제2 렌즈의 일측 에지부를 통해 사용자의 좌안(LE)에 입사되게 된다.
3D 크로스토크가 증가하면, 사용자는 고스트 이미지로 인해 눈에 피로감을 느끼게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 3D 크로스토크를 경감할 수 있도록 한 무안경 방식의 입체영상 표시장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 무안경 방식의 입체영상 표시장치는 다수의 서브 픽셀들을 포함하는 표시패널; 상기 서브 픽셀들 대비 일정 각도로 비스듬하게 형성되어 상기 표시패널로부터 입사되는 제1 뷰 영상의 광과 제2 뷰 영상의 광을 분리하는 슬랜티드 광학판들; 및 상기 서브 픽셀들 중에서, 상기 슬랜티드 광학판들 각각의 좌반부에 우세하게 대응되는 서브 픽셀들에 상기 제1 뷰 영상을 표시하기 위한 제1 뷰 영상 데이터를 할당하고, 상기 슬랜티드 광학판들 각각의 우반부에 우세하게 대응되는 서브 픽셀들에 상기 제2 뷰 영상을 표시하기 위한 제2 뷰 영상 데이터를 할당하며, 상기 슬랜티드 광학판들 사이의 경계선들에 대응되는 서브 픽셀들 중 일부에 블랙 영상을 표시하기 위한 블랙 계조 데이터를 할당하는 콘트롤러를 구비한다.
본 발명은 슬랜티드 광학판들을 광학판 어레이로 채용한 무안경 입체영상 표시장치에서, 슬랜티드 광학판들 사이의 경계선에 대응되는 서브 픽셀들 중 일부에 블랙 영상을 표시함으로써, 슬랜티드 광학판들 사이의 경계에서 발생되는 3D 크로스토크를 크게 줄일 수 있다.
나아가, 본 발명은 사용자의 시야각에 따라 블랙 계조 데이터가 할당되는 서브 픽셀들의 위치를 쉬프트시킴으로써, 다양한 시야각 범위에서 3D 크로스토크를 효과적으로 경감할 수 있다.
도 1은 종래 슬랜티드 렌즈를 채용한 무안경 방식의 입체영상 표시장치를 개략적으로 보여주는 도면.
도 2는 종래 무안경 방식에서 특정 뷰 영상이 슬랜티드 렌즈들 간의 경계부에서 확산되는 경우를 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무안경 방식의 입체영상 표시장치를 개략적으로 보여주는 도면.
도 4는 제1 색 내지 제3 색 서브 픽셀 각각이 2 분할되는 것을 보여주는 도면.
도 5는 렌즈 타입의 슬랜티드 광학판들을 포함한 광학판 어레이를 보여주는 도면.
도 6은 표시패널과 광학판 어레이와의 상대적 위치에 따라 다르게 결정되는 표시데이터의 일 예를 보여주는 도면.
도 7은 본 발명의 적용 전후에 있어 시야각에 따른 표시 휘도를 보여주는 도면.
도 8a는 주 시야각이 정면 시야각에 속하는 예를 보여주는 도면.
도 8b는 도 8a와 같은 주 시야각에 따른 블랙 계조 데이터의 할당 위치를 보여주는 도면.
도 9a는 주 시야각이 측면 시야각에 속하는 예를 보여주는 도면.
도 9b는 도 9a와 같은 주 시야각에 따른 블랙 계조 데이터의 할당 위치를 보여주는 도면.
도 10은 사용자의 위치 정보를 얻기 위한 일 구성을 보여주는 도면.
도 11은 사용자의 주 시야각에 따라 블랙 계조 데이터의 할당 위치를 다르게 제어하기 위한 콘트롤러의 일 구성을 보여주는 도면.
도 12는 사용자의 위치 정보를 얻기 위한 다른 구성을 보여주는 도면.
도 13은 사용자의 주 시야각에 따라 블랙 계조 데이터의 할당 위치를 다르게 제어하기 위한 콘트롤러의 다른 구성을 보여주는 도면.
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 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무안경 방식의 입체영상 표시장치를 개략적으로 보여준다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무안경 방식의 입체영상 표시장치는 표시패널(100), 광학판 어레이(200), 콘트롤러(30), 및 패널 구동회로(40)를 포함한다.
표시패널(100)은 n(n은 양의 정수) 개의 서브 픽셀들 단위로 제1 내지 제n 뷰 영상들을 포함하는 멀티뷰 영상을 표시한다. 표시패널(100)은 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 방출 표시소자(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광다이오드 소자(Organic Light Emitting Diode, OLED) 등의 평판 표시소자로 구현될 수 있다. 본 발명은 아래의 실시예에서 표시패널(100)이 액정표시소자로 구현된 것을 중심으로 예시하였지만, 이에 한정되지 않는 것에 주의하여야 한다.
표시패널(100)은 액정층(16)을 사이에 두고 대향하는 하부 기판(11)과 상부 기판(12)을 포함한다. 표시패널(100)의 하부 기판(11)에는 데이터 라인들과 게이트 라인들(또는 스캔 라인들)의 교차 구조에 의해 매트릭스 형태로 배열되는 다수의 서브 픽셀들을 포함하는 화소 어레이가 형성된다. 표시패널(100)이 액정표시소자로 구현되는 경우, 화소 어레이의 서브 픽셀들 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(100)의 상부 기판(12)에는 블랙 매트릭스(14)와 컬러필터(15)들이 형성된다. 컬러필터(15)들은 제1 색 서브 픽셀을 형성하기 위한 R 컬러필터, 제2 색 서브 픽셀을 형성하기 위한 G 컬러필터, 및 제3 색 서브 픽셀을 형성하기 위한 B 컬러필터를 포함한다. 제1 색 내지 제3 색 서브 픽셀 각각은 도 4와 같이 2분할 구동될 수 있다. 표시패널(100)의 하부 기판(11)에는 하부 편광판(13A)이 부착되고, 상부 기판(12)에는 상부 편광판(13B)이 부착된다. 하부 편광판(13A)의 광투과축과 상부 편광판(13B)의 광투과축은 서로 직교 된다.
표시패널(100)의 서브 픽셀들은 2D 모드에서 2D 영상을 표시하고, 3D 모드에서 멀티뷰(multi view) 영상을 표시한다. 멀티뷰 영상은 n 개의 뷰 영상들(view images)을 포함하고, n 개의 뷰 영상들은 사용자의 양안 간격만큼 n 개의 카메라들을 순차로 이격하고 객체에 대한 이미지를 촬영하여 생성한다. 표시패널(100)은 3D 모드에서 n 개의 서브 픽셀들 단위로 멀티뷰 영상을 표시한다. 예를 들어, 이하의 실시예에서 예시한 바와 같이 표시패널(100)은 3D 모드에서 2 개의 서브 픽셀들 단위로 멀티뷰 영상을 표시할 수 있다. 이하의 실시예에서는 설명의 편의상 n개의 뷰 영상들이 2개의 뷰 영상들(도 6 등의 V1,V2)로 구현되는 경우를 일 예로 설명하지만, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다. 멀티뷰 영상은 사용자의 좌안으로 입사될 좌안 영상과 사용자의 우안으로 입사될 우안 영상을 포함한다. 멀티뷰 영상이 제1 뷰 영상과 제2 뷰 영상으로 구현되는 경우, 제1 뷰 영상은 좌안 영상과 우안 영상 중 어느 하나이고, 제2 뷰 영상은 좌안 영상과 우안 영상 중 나머지 하나이다.
광학판 어레이(200)는 표시패널(100)에 위에 위치한다. 광학판 어레이(200)는 서브 픽셀들 대비 소정의 각도로 비스듬하게 형성된 슬랜티드 광학판들을 이용하여 n 개의 서브 픽셀들에 표시된 제1 내지 제n 뷰 영상들 각각을 제1 내지 제n 뷰 영역들 각각으로 분할한다. 아래의 실시예에서는 슬랜티드 광학판으로 슬랜티드 렌즈를 일 예로 설명하지만, 본 발명의 슬랜티드 광학판은 광 분리가 가능한 슬랜티드 배리어로 구현될 수 있음은 물론이다. 슬랜티드 렌즈는 액티브 액정 렌즈 타입과 패시브 복굴절 렌즈 타입 중 어느 하나로 구현될 수 있다.
액티브 액정 렌즈 타입은 편광제어 셀과 이방성 액정렌즈를 포함한다. 편광제어 셀은 표시패널(100)로부터 입사되는 영상(빛)의 편광 방향을 2D 모드인지 3D 모드인지에 따라 다르게 한다. 편광제어 셀은 구동 모드가 바뀜에 따라 편광 방향을 제1 편광 방향에서 제2 편광 방향, 제2 편광 방향에서 제1 편광 방향으로 선택적으로 변경한다. 제1 편광 방향과 제2 편광 방향은 서로 직교되는 방향이다. 이방성 액정렌즈는 입사되는 영상의 편광 방향에 따라 굴절률이 달라지는 굴절률 이방성의 특성을 갖는다. 이방성 액정렌즈는 제1 편광 방향의 영상이 입사되는 경우(3D 모드)에만 렌즈로서 역할을 하도록 구현된다. 한편, 패시브 복굴절 렌즈 타입은 베이스 부재 상에 형성된 필름 타입의 복굴절 렌즈로 구현된다.
콘트롤러(30)는 구동모드 선택신호에 따라 2D 모드 또는 3D 모드로 패널 구동회로(40)의 동작을 제어한다. 콘트롤러(30)는 유저 인터페이스 등을 통해 구동모드 선택신호를 입력받고, 그에 따라 2D 모드 동작과 3D 모드 동작을 전환할 수 있다.
콘트롤러(30)는 슬랜티드 광학판들 각각의 좌반부(도 6의 LT)에 우세하게 대응되는 표시패널(100)의 서브 픽셀들에 제1 뷰 영상(도 6의 V1)을 표시하기 위한 제1 뷰 영상 데이터를 할당하고, 슬랜티드 광학판들 각각의 우반부(도 6의 RT)에 우세하게 대응되는 표시패널(100)의 서브 픽셀들에 제2 뷰 영상(도 6의 V2)을 표시하기 위한 제2 뷰 영상 데이터를 할당하며, 슬랜티드 광학판들 사이의 경계선(도 6의 BP)에 대응되는 서브 픽셀들 중 일부에 블랙 영상(도 6의 BD)을 표시하기 블랙 계조 데이터를 할당한다. 블랙 계조 데이터는 슬랜티드 광학판들 사이의 경계선에서 발생되는 3D 크로스토크를 억제하는 역할을 한다.
콘트롤러(30)는 사용자의 위치 정보 또는 사용자에 의한 시야각 선택 정보로부터 사용자의 주 시야각이 어느 시야각 범위에 속하는지를 판단하고, 표시패널(100)의 서브 픽셀들에 표시될 데이터를 주 시야각에 따라 다르게 제어한다. 콘트롤러(30)는 주 시야각이 속하는 시야각 범위에 따라 블랙 계조 데이터가 할당되는 서브 픽셀들의 위치를 쉬프트시킬 수 있다.
콘트롤러(30)는 3D 모드 하에서 비디오 소스로부터 입력되는 3D 영상 데이터를 제1 뷰 영상 데이터와 제2 뷰 영상 데이터로 분리하고, 분리된 데이터를 주 시야각에 따라 선택적으로 블랙 계조 데이터로 치환하여 시야각 기반 3D 영상 데이터를 생성한 후, 이 시야각 기반 3D 영상 데이터를 패널 구동회로(40)에 공급한다. 한편, 콘트롤러(30)는 2D 모드 하에서 비디오 소스로부터 입력되는 2D 영상 데이터를 패널 구동회로(40)에 공급한다.
한편, 콘트롤러(30)는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 도트 클럭(DCLK) 등의 타이밍신호들을 이용하여 패널 구동회로(40)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어신호와, 게이트 제어신호를 발생한다.
패널 구동회로(40)는 표시패널(100)의 데이터라인들을 구동시키기 위한 데이터 구동회로와, 표시패널(100)의 게이트라인들을 구동시키기 위한 게이트 구동회로를 포함한다.
데이터 구동회로의 구동 IC들 각각은 쉬프트 레지스터(Shift register), 래치(Latch), 디지털-아날로그 변환기(Digital to Analog convertor, DAC), 출력 버퍼(Output buffer) 등을 포함한다. 데이터 구동회로는 데이터 제어신호에 따라 콘트롤러(30)로부터 공급되는 2D 영상 데이터 또는, 시야각 기반 3D 영상 데이터를 래치한 후, 래치된 데이터를 아날로그 정극성 감마보상전압과 부극성 감마보상전압으로 변환하여 데이터전압의 극성을 반전시킨다. 데이터 구동회로는 게이트 구동회로로부터 출력되는 스캔펄스(또는, 게이트펄스)에 동기되도록 데이터전압을 데이터라인들에 출력한다.
게이트 구동회로는 게이트 제어신호에 따라 게이트 하이 전압과 게이트 로우 전압 사이에서 스윙되는 스캔펄스를 발생한다. 그리고, 게이트 제어신호에 따라 스캔펄스를 게이트라인들에 라인 순차 방식으로 공급한다.
도 4는 제1 색 내지 제3 색 서브 픽셀 각각이 2분할되는 것을 보여준다. 그리고, 도 5는 렌즈 타입의 슬랜티드 광학판들을 포함한 광학판 어레이를 보여준다.
도 4를 참조하면, 수직 해상도 증가를 위해, 제1 색(R) 서브 픽셀, 제2 색(G) 서브 픽셀, 및 제3 색(B) 서브 픽셀 각각은 상부 표시부(PU)와 하부 표시부(PD)로 2분할 구동된다. 하나의 서브 픽셀(SB)을 구성하는 상부 표시부(PU) 및 하부 표시부(PD)에 할당되는 데이터는, 광학판 어레이(200)와의 상대적 위치에 따라 다르게 결정된다. 하나의 서브 픽셀(SB)을 구성하는 상부 표시부(PU) 및 하부 표시부(PD)에 할당되는 데이터는 같을 수도 있고 다를 수도 있다. 하나의 서브 픽셀(SB)을 구성하는 상부 표시부(PU) 및 하부 표시부(PD)가 모두 슬랜티드 광학판의 좌반부(도 6의 LT)에 우세하게 대응되면 상기 상부 및 하부 표시부(PU,PD)에는 공통으로 제1 뷰 영상 데이터가 할당된다. 하나의 서브 픽셀(SB)을 구성하는 상부 표시부(PU) 및 하부 표시부(PD)가 모두 슬랜티드 광학판의 우반부(도 6의 RT)에 우세하게 대응되면 상기 상부 및 하부 표시부(PU,PD)에는 공통으로 제2 뷰 영상 데이터가 할당된다. 반면에, 하나의 서브 픽셀(SB)을 구성하는 상부 표시부(PU)가 슬랜티드 광학판의 좌반부 및 우반부 중 어느 하나에 우세하게 대응되고 동시에 상기 하나의 서브 픽셀을 구성하는 하부 표시부(PD)가 슬랜티드 광학판의 좌반부 및 우반부 중 나머지 하나에 우세하게 대응되면, 상기 상부 및 하부 표시부(PU,PD)에는 서로 다른 뷰 영상 데이터가 할당된다.
한편, 상기 표현 중 "우세하게 대응"이라는 의미는 대응면적이 50%를 초과할 때를 의미한다.
도 5의 광학판 어레이(200)를 구성하는 슬랜티드 광학판들은 서브 픽셀들(SB) 대비 소정의 각도로 비스듬하게 형성된다. 슬랜티드 광학판들의 형성 각도는 3D 표시영상에서 색감차가 발생되지 않도록 적정한 크기로 설계된다.
도 5에 도시된 슬랜티드 광학판의 단위 피치(LP)는 도 4에 도시된 서브 픽셀(SB)의 단위 피치(PP)에 비해 (n+0.5)배만큼 크게 설계된다. 여기서, n은 위에서 설명했듯이 뷰 영상의 개수이다. 본 발명의 실시예에서 뷰 영상의 개수는 2개이므로, 슬랜티드 광학판의 단위 피치(LP)는 서브 픽셀(SB)의 단위 피치(PP)에 비해 2.5배만큼 크게 선택될 수 있다.
이러한 원리로 슬랜티드 광학판들의 피치를 설계하는 이유는, 블랙 계조 데이터가 할당되는 위치를 용이하게 설정하기 위함이다. 슬랜티드 광학판들의 형성 각도 및 피치를 위와 같이 적절히 선택하면, 슬랜티드 광학판들 사이의 경계선(도 6의 BP)에 대응되는 서브 픽셀들의 상부 표시부와 하부 표시부 중 어느 하나는 상기 경계선(도 6의 BP)에 의해 절반으로 분할된다. 블랙 계조 데이터는 상기 경계선(도 6의 BP)에 의해 절반으로 분할되는 표시부에만 할당된다.
도 6은 표시패널(100)과 광학판 어레이(200)와의 상대적 위치에 따라 다르게 결정되는 표시데이터의 일 예를 보여준다. 도 7은 본 발명의 적용 전후에 있어 시야각에 따른 표시 휘도를 보여준다.
도 6을 참조하면, 본 발명은 슬랜티드 광학판의 좌반부(LT)에 우세하게 대응되는 서브 픽셀들에 제1 뷰 영상 데이터를, 슬랜티드 광학판의 우반부(RT)에 우세하게 대응되는 서브 픽셀들에 제2 뷰 영상 데이터를 할당함과 아울러, 슬랜티드 광학판들 사이의 경계선(BP)들에 의해 절반으로 분할되는 표시부들에 블랙 계조 데이터를 할당한다. 본 발명은 경계선(BP)들에 대응되는 서브 픽셀들의 일부 표시부에 블랙 영상(BD)을 삽입(Black Data Insertion, BDI)함으로써, 도 7에서와 같이 멀티 뷰들(V1,V2) 간에 간섭을 줄여 종래 문제되던 3D 크로스토크를 크게 경감시킬 수 있다. 도 7에서 명확히 알 수 있듯이, BDI를 적용하면 제1 뷰 영상(V1)과 제2 뷰 영상(V2)이 모든 시야각에서 명확히 분리되고 있다.
한편, 도 6에서, 제1 영역(RG#1), 제2 영역(RG#2) 및 제3 영역(RG#3)은 각각 이웃한 슬랜티드 광학판들에 대응되고 있다. 위에서 언급했듯이, 블랙 계조 데이터를 할당함에 있어 각 영역들(RG#1,RG#2,RG#3)에서 뷰 영상의 개수와 색감차 등을 고려하여야 한다. 본 실시예와 같이 블랙 계조 데이터를 할당하면, 6개의 제1 뷰 영상(V1), 6개의 제2 뷰 영상(V2), 4개의 R 영상, 4개의 G 영상, 및 4개의 B 영상이 각 영역들(RG#1,RG#2,RG#3)에 표시되기 때문에, 뷰 영상의 불균형이나 색감차 등은 야기되지 않는다.
도 8a는 주 시야각이 정면 시야각에 속하는 예를 보여준다. 도 8b는 도 8a와 같은 주 시야각에 따른 블랙 계조 데이터의 할당 위치를 보여준다. 그리고, 도 9a는 주 시야각이 측면 시야각에 속하는 예를 보여준다. 도 9b는 도 9a와 같은 주 시야각에 따른 블랙 계조 데이터의 할당 위치를 보여준다.
시야각에 따라 슬랜티드 광학판들 사이의 경계선(BP)들에 의해 절반으로 분할되는 표시부들의 위치가 달라질 수 있다. 따라서, 본 발명은 주 시야각이 속하는 시야각 범위에 따라 블랙 계조 데이터가 할당되는 서브 픽셀들의 위치를 자동으로 쉬프트시킬 수 있다. 이를 위해, 콘트롤러는 현재의 시야각을 실시간으로 판단하고 그에 상응하여 블랙 계조 데이터가 할당되는 서브 픽셀들의 위치를 결정한다. 예를 들어, 주 시야각이 도 8a의 정면 시야각에서 도 9a의 측면 시야각으로 바뀌면, 콘트롤러는 블랙 계조 데이터가 할당되는 서브 픽셀들의 위치를 도 8b와 같은 위치에서 도 9b와 같은 위치로 쉬프트 시킬 수 있다.
도 10은 사용자의 주 시야각을 판단하는데 사용되는 사용자의 위치 정보를 얻기 위한 일 구성을 보여준다. 그리고, 도 11은 사용자의 주 시야각에 따라 블랙 계조 데이터의 할당 위치를 다르게 제어하기 위한 콘트롤러(30)의 일 구성을 보여준다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 표시패널(100)에는 사용자의 눈을 촬상하기 위한 카메라 모듈(300)이 탑재된다. 카메라 모듈(300)은 아이 트래킹(eye tracking)을 위한 것으로, 사용자 눈을 촬상하여 그 촬상 정보를 콘트롤러(30)에 전송한다.
콘트롤러(30)는 3D 포맷터(31), 위치 데이터 추출부(32), 시야각 판단부(33), 및 이미지 데이터 처리부(34)를 포함한다.
3D 포맷터(31)는 비디오 소스로부터 입력되는 3D 영상 데이터를 제1 뷰 영상 데이터와 제2 뷰 영상 데이터로 분리한 후 이미지 데이터 처리부(34)에 공급한다.
위치 데이터 추출부(32)는 위치 추출 알고리즘을 포함하여, 카메라 모듈(300)로부터의 촬상 정보를 기반으로 사용자의 눈이 어디에 위치하는지를 나타내는 위치 데이터(X,Y,Z,θ)를 계산하여 시야각 판단부(33)에 공급한다.
시야각 판단부(33)는 위치 데이터 추출부(32)로부터의 위치 데이터(X,Y,Z,θ)를 기초로 사용자의 주 시야각이 어느 시야각 범위에 속하는지를 판단하여 이미지 데이터 처리부(34)에 공급한다.
이미지 데이터 처리부(34)는 사용자의 주 시야각이 속하는 시야각 범위를 판단하고, 3D 포맷터(31)로부터 입력되는 제1 뷰 영상 데이터와 제2 뷰 영상 데이터를 상기 판단된 시야각 범위를 기반으로 선택적으로 블랙 계조 데이터로 치환한다. 이를 위해, 이미지 데이터 처리부(34)는 미리 정해진 룩업 테이블을 이용하여 해당 시야각 범위에 맞게 블랙 계조 데이터가 할당될 서브 픽셀들의 위치 정보를 추출할 수 있다. 룩업 테이블에는 다수의 시야각 별로 블랙 계조 데이터가 할당될 서브 픽셀들의 위치 정보가 실험에 의해 미리 정해져 있다.
도 12는 사용자의 주 시야각을 판단하는데 사용되는 사용자의 위치 정보를 얻기 위한 다른 구성을 보여준다. 그리고, 도 13은 사용자의 주 시야각에 따라 블랙 계조 데이터의 할당 위치를 다르게 제어하기 위한 콘트롤러(30)의 다른 구성을 보여준다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 본 발명의 입체영상 표시장치는 구동모드 선택신호를 입력받기 위한 유저 인터페이스(400)를 통해 시야각 선택을 위한 선택 정보를 사용자로부터 입력받을 수 있다. 유저 인터페이스(400)는 터치 스크린, 온 스크린 디스플레이(On screen display, OSD), 키보드, 마우스, 리모트 콘트롤러(Remote controller) 등으로 구현될 수 있다.
콘트롤러(30)는 3D 포맷터(31), 시야각 판단부(35), 및 이미지 데이터 처리부(34)를 포함한다.
시야각 판단부(35)는 유저 인터페이스(400)를 통해 공급되는 사용자에 의한 시야각 선택 정보를 기초로 사용자의 주 시야각이 어느 시야각 범위에 속하는지를 판단하여 이미지 데이터 처리부(34)에 공급한다.
3D 포맷터(31)와 이미지 데이터 처리부(34)는 도 11에서 설명한 것과 실질적으로 동일하다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 슬랜티드 광학판들을 광학판 어레이로 채용한 무안경 입체영상 표시장치에서, 슬랜티드 광학판들 사이의 경계선에 대응되는 서브 픽셀들 중 일부에 블랙 영상을 표시함으로써, 슬랜티드 광학판들 사이의 경계에서 발생되는 3D 크로스토크를 크게 줄일 수 있다.
나아가, 본 발명은 사용자의 시야각에 따라 블랙 계조 데이터가 할당되는 서브 픽셀들의 위치를 쉬프트시킴으로써, 다양한 시야각 범위에서 3D 크로스토크를 효과적으로 경감할 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.
11: 하부 기판 12: 상부 기판
13A: 하부 편광판 13B: 상부 편광판
14,BM: 블랙 매트릭스 15: 컬러필터
16: 액정층 30: 콘트롤러
40: 패널 구동회로 100: 표시패널
200: 광학판 어레이 300: 카메라 모듈
400: 유저 인터페이스

Claims (7)

  1. 다수의 서브 픽셀들을 포함하는 표시패널;
    상기 서브 픽셀들 대비 일정 각도로 비스듬하게 형성되어 상기 표시패널로부터 입사되는 제1 뷰 영상의 광과 제2 뷰 영상의 광을 분리하는 슬랜티드 광학판들; 및
    상기 서브 픽셀들 중에서, 상기 슬랜티드 광학판들 각각의 좌반부에 우세하게 대응되는 서브 픽셀들에 상기 제1 뷰 영상을 표시하기 위한 제1 뷰 영상 데이터를 할당하고, 상기 슬랜티드 광학판들 각각의 우반부에 우세하게 대응되는 서브 픽셀들에 상기 제2 뷰 영상을 표시하기 위한 제2 뷰 영상 데이터를 할당하며, 상기 슬랜티드 광학판들 사이의 경계선들에 대응되는 서브 픽셀들 중 일부에 블랙 영상을 표시하기 위한 블랙 계조 데이터를 할당하는 콘트롤러를 구비하고,
    상기 서브 픽셀들 각각은 상부 표시부와 하부 표시부로 2 분할 구동되고;
    하나의 서브 픽셀을 구성하는 상부 표시부 및 하부 표시부가 모두 슬랜티드 광학판의 좌반부에 우세하게 대응되면 상기 상부 및 하부 표시부에 상기 제1 뷰 영상 데이터가 공통으로 할당되고;
    하나의 서브 픽셀을 구성하는 상부 표시부 및 하부 표시부가 모두 슬랜티드 광학판의 우반부에 우세하게 대응되면 상기 상부 및 하부 표시부에 상기 제2 뷰 영상 데이터가 공통으로 할당되며;
    하나의 서브 픽셀을 구성하는 상부 표시부가 슬랜티드 광학판의 좌반부 및 우반부 중 어느 하나에 우세하게 대응되고 동시에 상기 하나의 서브 픽셀을 구성하는 하부 표시부가 상기 슬랜티드 광학판의 좌반부 및 우반부 중 나머지 하나에 우세하게 대응되면, 상기 상부 및 하부 표시부에는 서로 다른 뷰 영상 데이터가 할당되는 것을 특징으로 하는 무안경 방식의 입체영상 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬랜티드 광학판들 각각의 단위 피치는 상기 서브 픽셀들 각각의 단위 피치에 비해 (n+0.5)배만큼(n은 뷰 영상의 개수로서 자연수) 큰 것을 특징으로 하는 무안경 방식의 입체영상 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 서브 픽셀들 각각은 상부 표시부와 하부 표시부로 2 분할 구동되고;
    상기 슬랜티드 광학판들 사이의 경계선에 대응되는 서브 픽셀들의 상부 표시부와 하부 표시부 중 어느 하나는 상기 경계선에 의해 절반으로 분할되며;
    상기 블랙 계조 데이터는 상기 경계선에 의해 절반으로 분할되는 표시부에만 할당되는 것을 특징으로 하는 무안경 방식의 입체영상 표시장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 뷰 영상은 사용자의 좌안으로 입사될 좌안 영상과 상기 사용자의 우안으로 입사될 우안 영상 중 어느 하나이고, 상기 제2 뷰 영상은 상기 좌안 영상과 상기 우안 영상 중 나머지 하나이며,
    상기 콘트롤러는, 사용자의 주 시야각이 속하는 시야각 범위에 따라 상기 블랙 계조 데이터가 할당되는 서브 픽셀들의 위치를 쉬프트 시키는 것을 특징으로 하는 무안경 방식의 입체영상 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 콘트롤러는, 상기 사용자의 눈에 대한 촬상 정보를 기반으로 상기 사용자의 위치 정보를 계산하고, 상기 사용자의 위치 정보를 기초로 상기 사용자의 주 시야각이 어느 시야각 범위에 속하는 지를 판단한 후, 판단된 시야각 범위에 맞게 미리 정해진 룩업 테이블을 참조로 상기 블랙 계조 데이터가 할당될 서브 픽셀들의 위치 정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 무안경 방식의 입체영상 표시장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 콘트롤러는, 유저 인터페이스를 통해 상기 사용자로부터 입력되는 시야각 선택정보를 기초로 상기 사용자의 주 시야각이 어느 시야각 범위에 속하는 지를 판단한 후, 판단된 시야각 범위에 맞게 미리 정해진 룩업 테이블을 참조로 상기 블랙 계조 데이터가 할당될 서브 픽셀들의 위치 정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 무안경 방식의 입체영상 표시장치.
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