KR102197382B1

KR102197382B1 - 곡률 가변형 입체영상표시장치

Info

Publication number: KR102197382B1
Application number: KR1020140106019A
Authority: KR
Inventors: 박주성; 황종희
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2014-08-14
Filing date: 2014-08-14
Publication date: 2020-12-31
Also published as: DE102015112017B4; DE102015112017A1; US9224366B1; CN105374325B; KR20160020808A; CN105374325A

Abstract

본 발명의 곡률 가변형 입체영상표시장치는 표시패널의 휨(bending) 정보와 연동하여 기존의 광학 설계를 유지한 상태에서, 표시패널을 다수의 블록(block)으로 구분하게 된다. 그리고, 표시패널의 블록별로 휘어진 정도에 따라 뷰-맵(view map)을 재설정 한 후에 영상 데이터를 재정렬하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라 표시패널의 휘어짐에 따라 발생하는 타 뷰 이미지의 중첩으로 인한 3D 크로스토크(cross talk)를 개선할 수 있게 된다.

Description

곡률 가변형 입체영상표시장치{BENDABLE STEREOSCOPIC 3D DISPLAY DEVICE}

본 발명은 입체영상표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시패널이 휘는 경우에도 원래의 3D 영상을 시청할 수 있는 곡률 가변형 입체영상표시장치에 관한 것이다.

3D 디스플레이(display)란 간단히 정의를 내리자면 "인위적으로 3D 화면을 재생시켜 주는 시스템의 총체"라고 할 수 있다.

여기서, 시스템이란 3D로 보여질 수 있는 소프트웨어적인 기술과 그 소프트웨어적 기술로 만든 컨텐츠를 실제로 3D로 구현해내는 하드웨어를 동시에 포함한다. 소프트웨어 영역까지 포함시키는 이유는 3D 디스플레이 하드웨어의 경우 각각의 입체 구현방식마다 별도의 소프트웨어적 방식으로 구성된 컨텐츠가 따로 필요하기 때문이다.

또한, 가상 3D 디스플레이(이하, 입체영상표시장치라 함)는 사람이 입체감을 느끼는 여러 요인 중 우리 눈이 가로방향으로 약 65mm 떨어져 있어서 나타나게 되는 양안시차(binocular disparity)를 이용하여 평면적인 디스플레이 하드웨어에서 말 그대로 가상적으로 입체감을 느낄 수 있게 하는 시스템의 총체이다. 다시 말해 우리의 눈은 양안시차 때문에 똑같은 사물을 바라보더라도 각각 약간은(정확히 말하면 좌우의 공간적 정보를 약간씩 나눠 가지고 있는) 다른 화상을 보게 되고, 이 두 화상이 망막을 통해 뇌로 전달되면 뇌는 이를 정확히 서로 융합시킴으로써 우리가 입체감을 느낄 수 있게 되는데, 그것을 이용하여 2D 디스플레이 장치에서 좌우 화상 2개를 동시에 표시하여 각각의 눈으로 보내는 설계를 통해 가상적인 입체감을 만들어 내는 것이 바로 입체영상표시장치인 것이다.

이러한 입체영상표시장치에서 하나의 화면으로 두 채널의 화상을 나타내기 위해서는 대부분의 경우 하나의 화면에서 가로나 세로의 한쪽 방향으로 줄을 한 줄씩 바꿔가며 한 채널씩 출력하게 된다. 그렇게 동시에 두 채널의 화상이 하나의 디스플레이 장치에서 출력되면 하드웨어적 구조상 무안경 방식의 경우에는 오른쪽 화상은 그대로 오른쪽 눈으로 들어가고, 왼쪽 화상은 왼쪽 눈으로만 들어가게 된다. 또한, 안경을 착용하는 방식의 경우에는 각각의 방식에 맞는 특수한 안경을 통하여 오른쪽 화상은 왼쪽 눈이 볼 수 없게 가려주고, 왼쪽 화상은 오른쪽 눈이 볼 수 없게 각각 가려주는 방법을 사용한다.

이와 같이 사람이 입체감과 깊이감을 느끼는 요인으로 가장 중요하게는 두 눈 사이의 간격에 의한 양안시차를 들 수 있지만, 이외에도 심리적, 기억적 요인에도 깊은 관계가 있고, 이에 따라 입체 구현방식 역시 관찰자에게 어느 정도의 3차원 영상정보를 제공할 수 있는지를 기준으로 통상 부피표현방식(volumetric type), 3차원표현방식(holographic type), 입체감표현방식(stereoscopic type)으로 구분된다.

부피표현방식은 심리적인 요인과 흡입효과에 의해 깊이방향에 대한 원근감이 느껴지도록 하는 방법으로서, 투시도법, 중첩, 음영과 명암, 움직임 등을 계산에 의해 표시하는 3차원 컴퓨터그래픽, 또는 관찰자에게 시야각이 넓은 대화면을 제공하여 그 공간 내로 빨려 들어가는 것 같은 착시현상을 불러일으키는 이른바 아이맥스 영화 등에 응용되고 있다.

가장 완전한 입체영상 구현기술이라 알려져 있는 3차원표현방식은 레이저광 재생 홀로그래피(holography) 내지 백색광 재생 홀로그래피로 대표될 수 있다.

그리고, 입체감표현방식은 양안의 생리적 요인을 이용하여 입체감을 느끼는 방식으로, 전술한 바와 같이 약 65㎜ 떨어져 존재하는 인간의 좌, 우안에 시차정보가 포함된 평면의 연관 영상이 보일 경우에 뇌가 이들을 융합하는 과정에서 표시면 전후의 공간정보를 생성해 입체감을 느끼는 능력, 즉 입체 사진술(stereography)을 이용한 것이다. 이러한 입체감표현방식은 크게 안경을 착용하는 방식과 안경을 착용하지 않는 무안경 방식이 있다.

안경을 착용하지 않는 방식으로서 알려진 대표적인 것으로는 원통형의 렌즈를 수직으로 배열한 렌티큘러(lenticular) 렌즈판을 표시패널 전방에 설치하는 렌티큘러 렌즈 방식과 패러렉스 배리어(parallax barrier) 방식이 있다.

한편, 기존의 무안경 방식 입체영상표시장치는 표시패널로 플렉서블 디스플레이를 사용하는 경우 표시패널의 입체 형태가 변형됨에도 불구하고, 평면 상태에서의 3D 이미지가 동일하게 유지되었다. 따라서, 휘어진 상태의 표시패널에서는 3D 영상으로 구현이 되지 않거나 영상의 입체감이 떨어지는 문제점이 있었다.

즉, 기존의 입체영상표시장치에서는 초기에 설계된 뷰-맵(view map)에 따라 형성되는 멀티 뷰(multi view) 방식으로 구현되기 때문에 시청자는 정해진 뷰의 영역으로 들어갈 때 3D 영상을 시청할 수 있다.

이상적인 경우에는 시청자의 적정 시청위치와 인원수를 예상하여 특정 위치의 뷰-다이아몬드에 그 뷰의 정보만 눈에 보이게 되나, 이러한 설계치를 그대로 유지한 채 표시패널을 휘게 되는 경우 영상은 의도된 방향으로 진행하지 못하고 영상분리가 제대로 이루어지지 않아 일 예로, 해당하는 뷰에 타 뷰 이미지가 중첩되어 시청자의 눈에 3D 크로스토크(cross talk)를 야기하게 된다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 표시패널이 휘어지는 경우에서의 3D 크로스토크(cross talk)를 개선할 수 있는 곡률 가변형 입체영상표시장치를 제공하는데 목적이 있다.

기타, 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 곡률 가변형 입체영상표시장치는 표시패널, 배리어 패널 및 타이밍 컨트롤러를 포함하여 구성될 수 있다.

표시패널은 좌안영상과 우안영상을 구분하여 출력하며, 휘어질 수 있으며, 배리어 패널은 표시패널의 일면에 위치하며, 표시패널에서 출력된 좌안영상과 우안영상의 경로를 광학적으로 분리하는 역할을 한다.

그리고, 본 발명에 따른 타이밍 컨트롤러는 표시패널이 휘어진 경우, 표시패널에 설정된 블록별로 휘어진 정도에 따라 뷰-맵을 재설정 하여 영상 데이터를 재정렬 하는 역할을 한다.

이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 곡률 가변형 입체영상표시장치는 표시패널의 일면에 설치되어 표시패널과 일체로 휘어지며, 표시패널의 휘어짐을 감지하여 블록별로 휨 정보를 추출하는 센서부를 추가로 포함할 수 있다.

센서부는 표시패널의 앞, 뒷면에 각 블록별로 설치된 센서전극을 포함하며, 기준 블록을 기준으로 휘어진 수준을 누적하여 각 블록별로 휘어진 정도를 산출하는 역할을 한다.

타이밍 컨트롤러는 영상 데이터와 각종 타이밍신호를 수신하는 수신부, 수신부로부터 전송되어온 타이밍신호를 이용해 제어신호를 생성하여 출력하는 제어신호 생성부, 수신부로부터 전송되어온 영상 데이터를 정렬하여 출력하는 영상 데이터 정렬부, 센서부에서 추출된 표시패널의 휨 정보를 이용하여 휘어진 각도를 산출하는 각도 산출부, 각도 산출부에서 산출된 각도에 따라 뷰-맵을 재설정 한 후에 상기 영상 데이터 정렬부를 통해 영상 데이터를 재정렬 하는 제어부 및 표시패널의 휘어진 정도에 따라 최적화된 뷰-맵을 저장하는 룩업테이블을 포함하여 구성될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 곡률 가변형 입체영상표시장치는 표시패널의 휨(bending) 정보와 연동하여 기존의 광학 설계를 유지한 상태에서, 표시패널을 다수의 블록으로 구분하여 블록별로 휘어진 정도에 따라 뷰-맵을 재설정 한 후에 영상 데이터를 재정렬 함으로써 표시패널의 휘어짐에 따라 발생하는 타 뷰 이미지의 중첩으로 인한 3D 크로스토크를 개선하는 것을 특징으로 한다.

이에 따라 기존의 3D 영상 품질을 유지할 수 있어 화질 품위가 향상되는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 곡률 가변형 입체영상표시장치의 구성을 예를 들어 보여주는 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 곡률 가변형 입체영상표시장치에 있어, 타이밍 컨트롤러의 내부 구성을 예를 들어 보여주는 블록도.
도 3은 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치를 예를 들어 보여주는 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 곡률 가변형 입체영상표시장치에 있어, 평면 상태의 표시패널에서 3D 영상 시청을 예를 들어 보여주는 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 곡률 가변형 입체영상표시장치에 있어, 곡면 상태의 표시패널에서 3D 영상 시청을 예를 들어 보여주는 사시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 곡률 가변형 입체영상표시장치에 있어, 곡면 상태의 표시패널에서 3D 영상 시청을 다른 예를 들어 보여주는 사시도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 곡률 가변형 입체영상표시장치의 구동방법을 순차적으로 보여주는 순서도.
도 8a 및 도 8b는 표시패널에 기입되는 16-뷰 영상 배치를 개략적으로 보여주는 도면.
도 9는 블록별로 뷰-맵을 재설정 하는 방법을 예시적으로 보여주는 도면.
도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 실시예에 따라 블록별로 재설정된 뷰-맵을 예들 들어 보여주는 도면.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 곡률 가변형 입체영상표시장치의 바람직한 실시예를 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.

소자(element) 또는 층이 다른 소자 또는 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않는 것을 나타낸다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below, beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 곡률 가변형 입체영상표시장치의 구성을 예를 들어 보여주는 블록도이다.

그리고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 곡률 가변형 입체영상표시장치에 있어, 타이밍 컨트롤러의 내부 구성을 예를 들어 보여주는 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 곡률 가변형 입체영상표시장치는 복수의 좌안픽셀과 우안픽셀이 형성되어 있는 표시패널(110), 표시패널(110)의 전면에 배치되어, 좌안픽셀과 우안픽셀로부터 출력된 좌안영상과 우안영상을 투과시키거나 차단시키는 배리어 패널(120), 표시패널(110)의 곡률이 변경될 경우 변경된 곡률에 따라 뷰-맵을 재설정 하여 영상 데이터를 재정렬 하는 타이밍 컨트롤러(130), 표시패널(110)의 게이트라인(G1, G2,..., Gn)에 스캔펄스를 인가하기 위한 게이트 구동부(111) 및 표시패널(110)의 데이터라인(D1, D2, D3,..., Dm)에 디지털 영상 데이터(R, G, B) 신호를 인가하기 위한 데이터 구동부(112)를 구비할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 곡률 가변형 입체영상표시장치는 표시패널(110)의 곡률 변경을 감지하여 휨(bending) 정보를 추출하기 위한 센서부(114)를 추가로 구비할 수 있다.

본 발명의 입체영상표시장치는 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD), 유기발광표시장치(Organic Light Emitting Diode Display; OLED), 전계발광표시장치(Field Emission Display; FED), 플라즈마영상표시장치(Plasma Display Panel; PDP), 전기발광표시장치(Electroluminescent Display; EL) 등의 평판표시소자로 구현될 수 있다. 본 발명은 아래의 실시예에서 표시패널(110)을 액정표시장치나 유기발광표시장치의 플렉서블 디스플레이로 구성한 경우를 예시하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

이때, 플렉서블 디스플레이는 기존의 평판 디스플레이의 디스플레이 특성을 그대로 유지하면서 종이와 같이 휘거나 구부릴 수 있는 얇고 유연한 기판 위에 제작되어 가볍고 깨지지 않는 디스플레이를 말하는 것이다.

이러한 플렉서블 디스플레이로는 전술한 액정표시장치나 유기발광표시장치 이외에 전자종이가 사용될 수도 있다. 전자종이란 일반적인 잉크와 종이의 특징이 적용된 디스플레이로, 이-페이퍼(e-paper)라고도 한다. 화소에 백라이트 조명을 가하는 전통적인 평판 디스플레이와 다르게 전자종이는 일반적인 종이처럼 반사광을 사용하며, 한번 이미지 및/또는 텍스트가 형성되면 추가적인 전력 공급 없이도 형성된 이미지 및/또는 텍스트의 형상을 유지할 수 있다.

전술한 바와 같이 표시패널(110)에는 적, 녹 및 청색을 표시하는 복수의 픽셀들이 형성되어 있으며, 이러한 픽셀들은 배리어 패널(120)과 작용하여 입체영상을 표시하기 위해, 좌안영상과 우안영상을 표시하는 좌안픽셀과 우안픽셀이 구분되어 있다.

일 예로, 표시패널(110)을 액정표시장치로 구성하는 경우, 본 발명은 액정 모드, 즉 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic; TN) 모드, 인-플레인 스위칭(In Plane Switching; IPS) 모드, 프린지 필드 스위칭(Fringe Field Switching; FFS) 모드 및 수직배향(Vertical Alignment; VA) 모드에 상관없이 적용 가능하다.

이때, 도시하지 않았지만, 표시패널(110)은 크게 컬러필터(color filter) 기판과 어레이(array) 기판 및 컬러필터 기판과 어레이 기판 사이에 형성된 액정층으로 구성될 수 있다.

컬러필터 기판은 적, 녹 및 청의 색상을 구현하는 다수의 서브-컬러필터로 구성된 컬러필터와 서브-컬러필터 사이를 구분하고 액정층을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(Black Matrix; BM), 그리고 액정층에 전압을 인가하는 투명한 공통전극으로 이루어질 수 있다.

어레이 기판은 종횡으로 배열되어 다수의 화소영역을 정의하는 다수의 게이트라인(G1, G2,..., Gn)과 데이터라인(D1, D2, D3,..., Dm), 게이트라인(G1, G2,..., Gn)과 데이터라인(D1, D2, D3,..., Dm)의 교차영역에 형성된 스위칭소자인 박막 트랜지스터 및 화소영역에 형성된 화소전극으로 이루어져 있다.

박막 트랜지스터는 게이트라인(G1, G2,..., Gn)에 연결된 게이트전극, 데이터라인(D1, D2, D3,..., Dm)에 연결된 소오스전극 및 화소전극에 전기적으로 접속된 드레인전극으로 구성되어 있다. 또한, 박막 트랜지스터는 게이트전극과 소오스/드레인전극 사이의 절연을 위한 게이트절연막 및 게이트전극에 공급되는 게이트 전압에 의해 소오스전극과 드레인전극 간에 전도채널(conductive channel)을 형성하는 액티브층을 포함한다.

이렇게 구성되는 컬러필터 기판의 외면에는 상부 편광판이 부착되고, 어레이 기판의 외면에는 하부 편광판이 부착된다. 상부 편광판의 광투과축과 하부 편광판의 광투과축은 서로 직교되도록 형성될 수 있다.

그리고, 컬러필터 기판과 어레이 기판의 내면에는 액정층의 프리틸트 각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성되는 한편, 컬러필터 기판과 어레이 기판 사이에는 액정 셀의 셀갭(cell gap)을 유지하기 위한 스페이서가 형성된다.

이에 비해 표시패널(110)을 유기발광표시장치로 구성하는 경우, 플라스틱이나 스테인레스 스틸로 이루어진 기판 위에 투명 산화물로 이루어진 양극이 형성되며, 양극 위에는 순차적으로 정공수송층(hole transport layer), 발광층(emission layer), 전자수송층(electron transport layer), 전자주입층(electron injection layer) 및 음극이 적층될 수 있다.

이러한 구조를 기반으로 유기전계발광장치는 양극에서 주입되는 정공과 음극에서 주입되는 전자가 각각의 수송을 위한 수송층을 경유하여 발광층에서 결합한 후 낮은 에너지 준위로 이동하면서 발광층에서의 에너지 차에 해당하는 파장의 빛을 생성하게 된다.

이와 같이 구성되는 표시패널(110)은 타이밍 컨트롤러(130)의 제어 하에 영상을 표시한다.

표시패널(110)은 타이밍 컨트롤러(130)의 제어 하에 3D 모드에서 멀티 뷰 영상을 표시할 수 있다. 이때, 멀티 뷰 영상은 제 1 내지 제 n(n은 2 이상의 자연수)뷰 영상을 의미한다.

입체영상의 뷰는 시청자의 양안 간격만큼 카메라들을 이격하고 객체에 대한 이미지를 촬영하여 생성할 수 있다. 일 예로, 4대의 카메라를 이용하여 객체를 촬영하는 경우, 표시패널(110)은 4-뷰의 입체영상을 표시할 수 있다.

타이밍 컨트롤러(130)는 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 도트 클럭(CLK) 등의 타이밍신호를 입력받아 게이트 구동부(111)와 데이터 구동부(112)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들(GCS, DCS)을 발생한다.

데이터 구동부(112)는 다수의 소스 드라이브 IC를 포함한다. 소스 드라이브 IC들은 타이밍 컨트롤러(130)로부터 입력되는 영상 데이터(R, G, B)를 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 정극성/부극성 아날로그 데이터전압들을 발생한다. 소스 드라이브 IC들로부터 출력되는 정극성/부극성 아날로그 데이터전압들은 표시패널(110)의 데이터라인(D1, D2, D3,..., Dm)들에 공급된다.

게이트 구동부(111)는 쉬프트 레지스터, 쉬프트 레지스터의 출력신호를 액정 셀의 TFT 구동에 적합한 스윙 폭으로 변환하기 위한 레벨 쉬프터 및 출력 버퍼 등을 포함한다. 게이트 구동부(111)는 타이밍 컨트롤러(130)의 제어 하에 데이터 전압에 동기되는 게이트 펄스를 표시패널(110)의 게이트라인(G1, D2,..., Gn)들에 순차적으로 공급한다.

타이밍 컨트롤러(130)는 멀티 뷰 영상 변환부(미도시)로부터 입력받은 영상 데이터와 타이밍 신호들에 기초하여 소정의 프레임 주파수로 표시패널(110)을 구동시키고, 소정의 프레임 주파수를 기준으로 게이트 구동부 제어신호(GCS), 데이터 구동부 제어신호(DCS)를 발생할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(130)는 게이트 구동부 제어신호(GCS)를 게이트 구동부(111)로 공급하고, 영상 데이터(R, G, B)와 데이터 구동부 제어신호(DCS)를 데이터 구동부(112)로 공급한다.

게이트 구동부 제어신호(GCS)는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock) 및 게이트 출력 인에이블 신호(Gate Output Enable) 등을 포함한다. 게이트 스타트 펄스는 첫 번째 게이트 펄스의 타이밍을 제어한다. 게이트 쉬프트 클럭은 게이트 스타트 펄스를 쉬프트 시키기 위한 클럭신호이다. 게이트 출력 인에이블 신호는 게이트 구동부(111)의 출력 타이밍을 제어한다.

데이터 구동부 제어신호(DCS)는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock), 소스 출력 인에이블 신호(Source Output Enable), 극성제어신호 등을 포함한다. 소스 스타트 펄스는 데이터 구동부(112)의 데이터 샘플링 시작 시점을 제어한다. 소스 샘플링 클럭은 라이징 또는 폴링 에지에 기준 하여 데이터 구동부(112)의 샘플링 동작을 제어하는 클럭신호이다. 데이터 구동부(112)에 입력될 디지털 비디오 데이터가 mini LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 인터페이스 규격으로 전송된다면, 소스 스타트 펄스와 소스 샘플링 클럭은 생략될 수 있다. 극성제어신호는 데이터 구동부(112)로부터 출력되는 데이터전압의 극성을 L(L은 자연수) 수평기간 주기로 반전시킨다. 소스 출력 인에이블 신호는 데이터 구동부(112)의 출력 타이밍을 제어한다.

한편, 본 발명에 따른 타이밍 컨트롤러(130)는 센서부(114)를 통해 표시패널(110)의 곡률 변경이 감지될 경우 표시패널(110)의 휨 정보를 이용하여 뷰 맵을 재설정 한 후에, 영상 데이터를 재정렬 하는 기능을 수행할 수 있는데, 이러한 타이밍 컨트롤러(130)의 기능에 대하여는 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.

다만, 이하에서는 본 발명에 따른 곡률 가변형 입체영상표시장치의 구동방법을 구현하기 위한 구성들이, 도 2에 도시된 바와 같이 타이밍 컨트롤러(130) 내에 구비되어 있는 것으로 설명되고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

즉, 타이밍 컨트롤러(130) 이외에도, 수신부(131), 룩업테이블(Look-Up Table; LUT)(136), 각도 산출부(136) 및 제어부(134)만으로 구성되어 본 발명을 구현할 수 있는 별도의 제어장치가 입체영상표시장치 내에 구비될 수 있다. 그러나, 이하에서는 설명의 편의상 전술한 구성요소들이 타이밍 컨트롤러(130) 내에 구비되어 있는 것으로 하여 본 발명이 설명된다.

본 발명에 적용되는 타이밍 컨트롤러는 도 2에 도시된 바와 같이, 방송 시스템으로부터 영상 데이터와 각종 타이밍신호(DE, CLK 등)를 수신하기 위한 수신부(131), 수신부(131)로부터 전송되어온 타이밍신호를 이용해 제어신호를 생성하여 출력하기 위한 제어신호 생성부(132), 수신부(131)로부터 전송되어온 영상 데이터를 정렬하거나 표시패널(110)의 곡률이 변경된 경우 휨 정도에 따라 영상 데이터를 재정렬 하여 출력하기 위한 영상 데이터 정렬부(133), 센서부(114)에서 추출된 표시패널(110)의 휨 정보를 이용하여 휘어진 각도를 산출하는 각도 산출부(136), 각도 산출부(136)에서 산출된 각도에 따라 뷰-맵을 재설정 한 후에 영상 데이터 정렬부(133)를 통해 영상 데이터를 재정렬 하기 위한 제어부(134) 및 적정 시청자 위치와 표시패널(110)의 휘어진 정도에 따라 최적화된 뷰-맵을 저장하기 위한 룩업테이블(137)을 포함하여 구성될 수 있다.

우선, 수신부(131)는 전술한 바와 같이 영상 데이터와 타이밍신호를 수신하여, 타이밍신호는 제어신호 생성부(132)로 전송하고, 영상 데이터는 영상 데이터 정렬부(133)로 전송하는 기능을 수행한다.

다음으로, 제어신호 생성부(132)는 수신부(131)로부터 전송되어온 타이밍신호를 이용하여, 전술한 바와 같이, 데이터 구동부(112)와 게이트 구동부(111)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들(GCS, DCS)을 생성하는 기능을 수행한다.

다음으로, 영상 데이터 정렬부(133)는 수신된 영상 데이터를 표시패널(110)의 특성에 맞게 정렬하여 데이터 구동부(112)로 전송하는 기능을 수행한다. 또한, 영상 데이터 정렬부(133)는 표시패널(110)의 곡률이 변경된 경우 제어부(134)를 통해 표시패널(110)의 휨 정도에 따라 영상 데이터를 재정렬 하여 데이터 구동부(112)로 전송하는 기능을 수행할 수 있다.

그러나, 제어부(134)가 영상 데이터를 재정렬 하여 직접 데이터 구동부(112)로 전송할 수도 있으며, 이 경우 영상 데이터 정렬부(133)는 제어부(134)로부터 수신되는 출력정지제어신호에 따라 영상 데이터를 데이터 구동부(112)로 전송하지 않을 수도 있다.

다음으로, 각도 산출부(136)는 센서부(114)에서 추출된 표시패널(110)의 휨 정보를 이용하여 휘어진 각도를 산출하는 기능을 한다.

다음으로, 룩업테이블(137)은 적정 시청자 위치와 표시패널(110)의 휘어진 정도에 따라 최적화된 뷰-맵을 저장하는 기능을 수행한다. 이 경우 제어부(134)는 각도 산출부(136)에서 산출된 각도에 따라 룩업테이블(137)을 이용해 뷰-맵을 재설정 한 후에 영상 데이터 정렬부(133)를 통해 영상 데이터를 재정렬 하게 된다.

즉, 제어부(134)는 표시패널을 다수의 블록으로 구분하여 센서부(114)에서 발생하는 전기적 변화를 기초로 표시패널(110)의 입체 형태를 해석한 후에 각도 산출부(136)를 통해 블록별로 휘어진 정도를 산출해 내며, 룩업테이블(137)에 저장된 뷰-맵을 기초로 곡률을 가진 블록의 뷰를 다른 뷰로 재설정 한 후에 영상 데이터 정렬부(133)를 통해 영상 데이터를 재정렬 하게 된다. 이렇게 재정렬 된 영상 데이터를 표시패널(110)을 통해 재생하게 되면, 표시패널(110)이 휘어진 경우에도 타 뷰 이미지의 중첩으로 인한 3D 크로스토크가 현저히 개선되게 된다.

이와 같이 플렉서블 디스플레이로 구성된 표시패널(110)이 휘어지면, 표시패널(110)의 일면에 구비된 센서부(114)도 일체로 휘게 된다. 일 예로, 센서부(114)에는 전극배선을 통해 센서전극에 일정한 전압이 걸리게 되는데, 표시패널(110)의 휨에 따라 센서전극의 정전용량에 변화가 발생하게 된다.

구체적으로, 표시패널(110)의 휨이 심한 블록일수록 이에 대응되는 센서전극의 거리가 줄어들게 된다. 따라서, 표시패널(110)의 휨 정도가 심할수록 센서전극이 서로 인접하게 되어 센서전극의 정전용량 변화량이 커지게 된다. 각도 산출부(136)는 정전용량의 변화량을 통해 표시패널(110)의 휨 정도를 산출할 수 있을 뿐만 아니라, 휨이 발생한 표시패널(110)의 블록을 측정할 수 있다. 따라서, 복수개의 센서전극에서 발생하는 정전용량 변화량을 종합하여 표시패널(110)의 3차원의 입체 형태를 측정할 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명에 따른 센서부(114)는 표시패널(110)의 일면에 설치되어 표시패널(110)과 일체로 휘어짐에 따라 표시패널(110)의 휘어짐을 감지할 수 있게 된다. 또한, 본 발명에 따른 센서부(114)는 표시패널(110)의 휘어짐을 블록별로 감지할 수 있는 것을 특징으로 한다. 이에 따라 표시패널(110)의 블록별로 정확한 휨 정보를 추출할 수 있어 정확한 뷰-맵 재설정이 가능하게 된다.

참고로, 본 발명에서 설명되는 뷰-맵이란, 본 발명에 따른 입체영상표시장치에서 출력되는 입체영상을 시청할 수 있는 시청영역에 대한 좌표정보를 말하는 것으로서, 이러한 시청영역에는 정시영역, 역시영역 및 시청불가 영역이 있다.

여기서, 정시영역은 시청자가 입체영상을 정상적으로 시청할 수 있는 영역으로서 시청자의 우안에는 우안영상이 맺히고, 좌안에는 좌안영상이 맺히는 영역을 말한다.

또한, 역시영역은 영상의 차이 정보가 전달되기 때문에, 시청자가 입체적으로 영상을 인식할 수는 있으나, 우안에는 좌안영상이 맺히고 좌안에는 우안영상이 맺히는 영역이기 때문에, 시청자가 눈의 피로를 보다 빨리 느끼게 되는 영역이다.

또한, 시청불가 영역은 입체영상의 시청 자체가 불가능한 영역을 말한다

즉, 뷰-맵에는 전술한 3가지 영역들이 표시되는 위치들에 대한 좌표정보들이 포함되어 있다.

그러나, 정시영역과 역시영역을 제외한 영역을 시청불가 영역으로 판단할 수 있음으로, 뷰-맵에는 시청불가 영역에 대한 좌표정보가 생략되어 있을 수도 있다.

다음으로, 배리어 패널(120)은 이미지의 경로를 광학적으로 분리하는 매개체로서, 표시패널(110)의 좌안픽셀과 우안픽셀로부터 출력된 좌안영상과 우안영상을 투과시키거나 차단시키기 위한 광투과 영역과 광차단 영역을 형성하는 기능을 수행한다.

이러한, 배리어 패널(120)은 다음의 렌티큘러 렌즈 또는 기 공지되어 있는 기술들을 이용하여 다양하게 구성될 수 있다.

도 3은 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치를 예를 들어 보여주는 사시도이다.

도 3을 참조하면, 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치는 다수의 서브-픽셀(R, G, B)이 배치되는 표시패널(110) 전면에 소정의 폭(w)을 갖는 다수의 렌티큘라 렌즈(125)를 포함하는 렌티큘러 렌즈판(120)이 배치된다.

렌티큘러 렌즈판(120)은 평평한 기판 상에, 그 상부 표면이 볼록렌즈 형상의 물질층이 형성되어 이루어진다.

이러한 렌티큘러 렌즈판(120)은 좌, 우안 영상을 나누어주는 역할을 수행하며, 렌티큘러 렌즈판(120)으로부터 적정 3D 시청거리에는 좌, 우안 각각으로 좌, 우안에 해당되는 영상들이 정상적으로 도달하는 뷰-다이아몬드(view diamond))(정시영역)가 형성되어 있다.

따라서, 표시패널(110)을 투과한 영상 이미지는 렌티큘러 렌즈판(120)을 통과하여 최종 시청자의 좌, 우안으로 다른 이미지 그룹이 들어오게 하여, 3차원의 입체영상을 느낄 수 있게 된다.

이러한 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치는 표시패널(110)과 렌티큘러 렌즈판(120)이 기구물(미도시) 등에 의해 지지되어, 표시패널(110)과 렌티큘러 렌즈판(120) 사이가 소정 간격(배면 거리) 이격되어 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 다수의 렌티큘라 렌즈(125)의 배열이 서브-픽셀(R, G, B)의 종 방향(y축 방향)에 대해 제 1 각도(θ)를 갖고 기울어진 형태로 배치되고 있으며, 렌티큘라 렌즈(125)의 서브-픽셀(R, G, B)의 횡 방향(x축 방향)을 따르는 수평 폭(w)은 서브-픽셀(R, G, B)의 정수 배로 설정할 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 입체영상표시장치는 렌티큘러 렌즈판(120)에 구비되는 렌티큘라 렌즈(125)가 서브-픽셀(R, G, B)의 종 방향을 기준으로 제 1 각도(θ) 기울어져 배치될 수 있다.

따라서, 2D 영상을 표시하는 표시패널(110)에 대해 이러한 렌티큘러 렌즈판(120)의 기울어진 배치에 의해 3D 영상시청을 위한 뷰 수를 조절할 수 있다.

이러한 렌티큘러 렌즈판(120)에 있어서 렌티큘라 렌즈(125)의 서브-픽셀(R, G, B)의 종 방향을 기준으로 기울어진 제 1 각도 θ는 tan^-1((M*Pa)/(N*Pb))라는 식으로 표현된다.

이때, Pa는 서브-픽셀(R, G, B)의 단축피치, Pb는 서브-픽셀(R, G, B)의 장축피치이며, M과 N은 각각 임의의 자연수로서 렌티큘라 렌즈(125)가 다수의 서브-픽셀(R, G, B)을 하나의 그룹으로 하고, 하나의 그룹을 정확히 대각방향으로 꼭지점을 관통했을 때의 그룹 내의 서브-픽셀(R, G, B)의 횡 방향으로의 서브-픽셀(R, G, B)의 개수 및 서브-픽셀(R, G, B)의 종 방향으로의 서브-픽셀(R, G, B)의 개수로 정의된다. 이때, 통상적으로 M과 N은 M/N ≤ 2의 값을 만족하는 것이 일반적이다.

이때, 하나의 그룹 내부에 위치하는 다수의 서브-픽셀(R, G, B)에 부여된 숫자는 렌티큘러 렌즈판(120)의 렌티큘라 렌즈(125)를 제 1 각도(θ)로 기울여 배치한 입체영상표시장치의 3D 영상시청이 가능한 영역으로 정의되는 뷰의 개수가 되며, 각 뷰에 부여된 숫자는 각 뷰 영역에서 3D 영상시청 시 보여지는 서브-픽셀(R, G, B)이 된다.

이렇게 렌티큘러 렌즈판(120)을 구비한 본 발명에 따른 입체영상표시장치는 휘도 향상 측면에서 효과가 있으며, 나아가 뷰 수의 증가를 통해 3D 영상시청을 위한 시야각을 향상시키는 효과를 갖는다.

뷰 수의 증가는 렌티큘러 렌즈판(120)에 구비되는 렌티큘라 렌즈(125)를 서브-픽셀(R, G, B)의 종 방향을 기준으로 소정의 각도를 갖도록 배치한 구조 즉, 슬랜티드(slanted) 구조를 적용하여 이루어지게 된다. 이러한 슬랜티드 구조 적용에 의해 한쪽 방향으로의 해상도 저하를 방지할 수 있다.

이러한 구성에 있어서 멀티 뷰 영상변환부는 호스트 시스템으로부터 영상 데이터 및 뷰 제어신호를 입력받는다. 멀티 뷰 영상변환부는 뷰 제어신호에 따라 입체영상의 뷰의 개수를 판단할 수 있다.

멀티 뷰 영상변환부는 뷰 제어신호에 따라 영상 데이터를 설정된 뷰의 수에 맞게 변환한다.

호스트 시스템은 LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 인터페이스, TMDS(Transition Minimized Differential Signaling) 인터페이스 등의 인터페이스를 통해 영상 데이터와 타이밍신호들 등을 멀티 뷰 영상변환부에 공급한다. 호스트 시스템은 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 포함하는 3D 영상 데이터를 멀티 뷰 영상변환부에 공급한다. 전술한 바와 같이 타이밍신호들은 수직동기신호, 수평동기신호, 데이터 인에이블 신호(Data Enable), 도트 클럭 등을 포함한다.

호스트 시스템은 시청자 감지장치로부터 시청자 감지정보를 입력받고, 시청자 감지정보에 따라 최적 뷰의 수를 산출한다. 호스트 시스템은 최적 뷰의 수에 따른 뷰 제어신호를 생성하여 멀티 뷰 영상변환부에 공급한다. 호스트 시스템은 시청자 감지정보의 시청자 수를 입력 어드레스로 받고, 해당 입력 어드레스에 저장된 뷰의 수를 출력하는 룩업테이블을 이용하여 뷰 제어신호를 생성할 수 있다.

한편, 평면을 기준으로 설계된 무안경 방식의 입체영상표시장치는 표시패널의 곡률이 바뀌게 되면, 중앙(center)부는 곡률이 거의 변하지 않아 기존의 광 프로파일(profile)을 유지하지만 곡률이 바뀌는 부분에서는 표시패널의 꺾이는 각도에 따라 프로파일의 이동이 발생하여 뷰간에 서로 중첩이 발생하게 된다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 곡률 가변형 입체영상표시장치에 있어, 평면 상태의 표시패널에서 3D 영상 시청을 예를 들어 보여주는 사시도이다.

그리고, 도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 곡률 가변형 입체영상표시장치에 있어, 휨이 발생한 경우의 곡면 상태의 표시패널에서 3D 영상 시청을 예를 들어 보여주는 사시도이다.

이때, 도 4 내지 도 6에서는 3D 영상이 표시패널의 전면에 돌출되는 형태로 도시하였지만, 이는 이해를 쉽게 하기 위한 것으로 실제로 그렇지는 않다(다만, 3D 영상을 시청하는 시청자는 그렇게 인식될 수 있다).

또한, 도 5는 표시패널을 중앙과 좌우 3개의 블록으로 구분한 경우를 도시하고 있으며, 도 6은 표시패널을 중앙과 좌우 2쌍, 총 5개의 블록으로 구분한 경우를 예를 들어 도시하고 있다. 다만, 본 발명이 전술한 블록의 개수에 한정되는 것은 아니며, 표시패널을 임의의 개수의 블록으로 구분할 수 있다.

우선, 도 4를 참조하면, 플렉서블 디스플레이로 구성된 표시패널(110)은 평면 상태에서는 일반 3D 디스플레이와 동일한 방식으로 3D 영상을 시청자(200)에게 제공하게 된다.

이때, 표시패널(110)의 전면에는 이미지의 경로를 광학적으로 분리하는 매개체로서 배리어 패널(120)이 설치된다.

또한, 표시패널(110)의 전면에는 표시패널(110)의 곡률 변경을 감지하여 휨 정보를 추출하기 위한 센서부(미도시)가 설치될 수 있다.

이때, 기존에는 표시패널(110)이 휘어진 경우에도 이전 평면 상태와 동일한 방식으로 영상 데이터가 정렬되어 시청자(200)에게 제공되기 때문에 입체영상표시장치의 3D 영상이 구현되지 않거나 영상의 입체감이 떨어지는 문제점이 있었다.

이에 비해 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 곡률 가변형 입체영상표시장치는 표시패널(110)의 휨 정보와 연동하여 기존의 광학 설계를 유지한 상태에서, 표시패널(110)을 다수의 블록(B0, B1, B1', B2, B2')으로 구분하여 블록(B0, B1, B1', B2, B2')별로 휘어진 정도에 따라 뷰-맵을 재설정 한 후에 영상 데이터를 재정렬 함으로써 표시패널(110)의 휘어짐에 따라 발생하는 타 뷰 이미지의 중첩으로 인한 3D 크로스토크를 개선할 수 있는 것을 특징으로 한다.

즉, 표시패널(110)이 휘어진 경우에도 기존의 배리어 패널(120)에 의한 광 분리 효과는 유효하기 때문에 이미지 배열의 규칙, 즉 뷰-맵을 수정하여 기준이 되는 블록(즉, 중앙 블록)의 뷰와 일치하는 정보를 가지도록 영상 데이터를 재정렬 하게 되면 타 뷰 이미지의 중첩으로 인한 3D 크로스토크를 개선할 수 있게 된다. 이에 따라 기존의 3D 영상 품질을 유지할 수 있어 화질 품위가 향상되게 된다.

이때, 표시패널(110)의 화면에 곡률이 발생할 경우 각 위치별로 시청자(200)에 대한 각도가 달라질 수 있다. 따라서, 전체 화면에 대해 동일한 뷰-맵의 수정으로는 보상이 불가능하며, 서브-픽셀 단위의 곡률 검출과 뷰-맵의 수정은 많은 자원을 필요로 한다.

따라서, 본 발명에서는 표시패널(110)을 특정 개수의 블록(B0, B1, B1', B2, B2')으로 분할하여 각 블록(B0, B1, B1', B2, B2')별로 휘어진 정도에 따라 수정된 뷰-맵을 적용하도록 함으로써 정확하고 경제적인 뷰-맵 보상이 가능하게 된다.

이때, 각 블록(B0, B1, B1', B2, B2')별로 휘어진 정도의 측정은 표시패널(110)의 앞, 뒷면에 라인 형태의 센서전극을 추가하여 휨 센서(bending sensor) 방식으로 측정할 수 있다.

휨 센서 방식은 곡률 변경 시 발생하는 저항변화에 의한 신호의 위상(phase) 편차를 계산하여 곡률 정도를 산출하는 방법이다. 휨 센서는 여러 정보를 검출하는 센서로 휨 정보를 도출하는데도 사용될 수 있다.

이를 본 발명에 적용하기 위해서는 표시패널(110)의 앞, 뒷면에 각 블록(B0, B1, B1', B2, B2')별로 센서전극을 설치하고 중앙 블록(B0)을 기준으로 휘어진 수준을 누적하여 각 블록(B0, B1, B1', B2, B2')별로 휘어진 각도를 산출해 낼 수 있다. 즉, 센서전극은 표시패널(110)의 앞, 뒷면에 라인 형태로 각 블록(B0, B1, B1', B2, B2')별로 설치되며, 중앙 블록(B0)을 기준으로 휘어진 수준을 누적하여 각 블록(B0, B1, B1', B2, B2')별로 휘어진 정도를 산출하는 역할을 한다. 이에 따라 표시패널(110)의 블록(B0, B1, B1', B2, B2')별로 정확한 휨 정보의 추출이 가능하게 된다.

이때, 도 5를 참조하면, 표시패널(110)은 복수개의 블록(B0, B1, B1')으로 구분될 수 있다. 구체적으로 표시패널(110)은 적어도 하나 이상의 기준 영역, 여기서는 중앙 블록(B0)이 설정될 수 있으며, 중앙 블록(B0)과 접하는 2개의 제 1 블록(B1, B1')이 설정될 수 있다.

여기서 기준 영역은 각 블록(B0, B1, B1')들이 휘어진 각도를 산출하기 위해 기준이 되는 영역으로 평면 상태를 가진 중앙 블록(B0)으로 설정할 수 있다.

이때, 우측의 제 1 블록(B1)은 중앙 블록(B0)에 대해 양의 각도로 휘어진 반면, 좌측의 제 1 블록(B1')은 중앙 블록(B0)에 대해 음의 각도로 휘어져 있으며, 또한 이들은 동일한 정도로 휘어지거나 서로 다른 정도로 휘어질 수 있다. 다만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

그리고, 도 6을 참조하면, 표시패널(110)은 복수개의 블록(B0, B1, B1', B2, B2')으로 구분될 수 있다. 구체적으로 표시패널(110)은 적어도 하나 이상의 중앙 블록(B0)이 설정될 수 있으며, 중앙 블록(B0)으로부터 멀어지는 방향으로 2개의 제 1 블록(B1, B1')과 제 2 블록(B2, B2')이 설정될 수 있다.

다만, 본 발명이 전술한 블록의 개수에 한정되는 것은 아니며, 이하에서는 설명의 편의를 위해 표시패널(110)을 총 5개의 블록(B0, B1, B1', B2, B2')으로 구분한 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.

이때, 우측의 제 1 블록(B1)과 제 2 블록(B2)은 중앙 블록(B0)에 대해 양의 각도로 휘어진 반면, 좌측의 제 1 블록(B1')과 제 2 블록(B2')은 중앙 블록(B0)에 대해 음의 각도로 휘어져 있다.

우측의 제 1 블록(B1)과 좌측의 제 1 블록(B1')은 동일한 정도로 휘어지거나 서로 다른 정도로 휘어질 수 있다. 또한, 우측의 제 2 블록(B2)과 좌측의 제 2 블록(B2')은 동일한 정도로 휘어지거나 서로 다른 정도로 휘어질 수 있다. 다만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 표시패널(110)은 시청자(200)를 향해 오목하게 휘어있는 경우를 예를 들고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 시청자(200)를 향해 볼록하게 휘어있는 경우도 가능하다. 또한, 표시패널(110)의 좌측과 우측이 서로 다른 방향, 즉 한쪽은 시청자(200)를 향해 오목하게 휘어진 반면, 다른 한쪽은 시청자(200)를 향해 볼록하게 휘어진 경우도 가능하다.

이렇게 특정 개수로 분할된 블록(B0, B1, B1', B2, B2')별로 그 휘어진 정도에 따라 룩업테이블에 저장된 뷰-맵을 이용해 뷰-맵을 새롭게 수정하여 중앙 블록(B0)의 뷰와 일치하는 정보를 가지도록 영상 데이터를 재정렬 하게 된다.

일 예로, 중앙 블록(B0)과 접하는 제 1 블록(B1, B1')은 뷰 번호를 중앙 블록(B0)에 비해 증가되거나 감소된 번호로 수정하게 되며, 제 1 블록(B1, B1')과 접하는 제 2 블록(B2, B2')은 뷰 번호를 제 1 블록(B1, B1')에 비해 증가되거나 감소된 번호로 수정하게 된다. 이렇게 뷰 번호의 수정은 휘어진 각도에 따라 중앙 블록(B0)의 뷰와 일치하는 정보를 가지도록 진행되게 되며, 이에 따라 제 1 블록(B1, B1')과 제 2 블록(B2, B2')은 중앙 블록(B0)의 뷰와 일치하는 정보를 가지도록 영상 데이터가 재정렬 되게 된다.

이때, 뷰-맵이란 무안경 방식 입체영상표시장치의 설계 기준에 맞도록 무안경 콘텐츠(contents)를 각 뷰에 맞게 표시패널(110)에 공간적으로 매핑(mapping)해주는 인덱스(index) 값의 집합이다.

일반적으로 하나의 무안경 방식 입체영상표시장치에는 하나의 뷰-맵이 존재하며 표시패널(110) 전역에 반복적으로 사용된다.

뷰-맵 내부의 각 번호는 해당 서브-픽셀의 위치에 매핑될 무안경 콘텐츠의 뷰 번호이다.

이하에서는, 도 7 내지 도 10을 참조하여, 전술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 입체영상표시장치의 구동방법을 상세히 설명하기로 한다. 이때, 전술한 바와 같이 표시패널을 총 5개의 블록(B0, B1, B1', B2, B2')으로 구분한 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 곡률 가변형 입체영상표시장치의 구동방법을 순차적으로 보여주는 순서도이다.

도 8a 및 도 8b는 표시패널에 기입되는 16-뷰 영상 배치를 개략적으로 보여주는 도면이다. 이때, 도 8a는 뷰-맵을 재설정 하기 전의 표시패널에 기입되는 16-뷰 영상 배치를 개략적으로 보여주고 있으며, 도 8b는 뷰-맵을 재설정 한 후의 표시패널에 기입되는 16-뷰 영상 배치를 개략적으로 보여주고 있다.

도 9는 블록별로 뷰-맵을 재설정 하는 방법을 예시적으로 보여주는 도면이다. 이때, 도 9는 16개의 뷰를 가진 무안경 방식의 입체영상표시장치에 있어, 표시패널의 블록별로 최적화된 뷰-맵을 산출한 결과를 예를 들어 보여주고 있다.

이때, -3° ~ 3°에 해당되는 맵(즉, 중앙 블록(B0)의 맵)이 평면 기준 뷰-맵이며, 각도가 일정 범위로 변경될 때마다 각도별로 최적화된 뷰-맵이 룩업테이블에 저장되어 있다.

그리고, 도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 실시예에 따라 블록별로 재설정된 뷰-맵을 예들 들어 보여주는 도면이다. 이때, 도 10a, 도 10b, 도 10c 및 도 10d는 각각 우측 제 1 블록(B1), 우측 제 2 블록(B2), 좌측 제 1 블록(B1') 및 좌측 제 2 블록(B2')에 있어 뷰-맵의 재설정을 예를 들어 보여주고 있다.

시청자(200)가 입체영상표시장치로부터 출력되는 영상을 입체영상으로 인식하기 위해서는 좌우 영상, 즉 2-뷰의 영상이 각각 좌안과 우안에 맺혀야 한다.

이때, 특수한 입체영상 안경을 사용하지 않는 무안경 방식의 입체영상표시장치의 경우에는 입체영상을 시청할 수 있는 영역이 광 경로에 의해 제한되며, 따라서 시청 영역을 확장하기 위해서는 복수개의 뷰로 구성된 영상 컨텐츠가 필요하다.

즉, 뷰의 수가 많아질수록 입체영상을 시청할 수 있는 영역이 넓어지게 된다. 이러한 뷰 수는 입체영상표시장치의 제조자에 의해 정하여지는 것으로서, 이하에서는, 본 발명에 따른 입체영상표시장치가 16-뷰를 이용하고 있는 경우를 예를 들어 본 발명이 설명된다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

우선, 수신부를 통해 방송 시스템으로부터 영상 데이터와 각종 타이밍신호(DE, CLK 등)를 수신한다.

호스트 시스템은 스케일러(scaler)를 이용하여 2D/3D 입력영상의 영상 데이터를 표시패널(110)의 해상도에 맞는 포맷으로 변환하고 그 데이터와 함께 타이밍신호를 타이밍 컨트롤러로 전송한다.

호스트 시스템은 TV(television) 시스템, 셋톱박스(set-top box), 네비게이션 시스템, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 폰 시스템(phone system) 중 어느 하나로 구현될 수 있다.

이때, 호스트 시스템과 타이밍 컨트롤러 사이에는 3D 데이터 포맷터(data formatter)가 설치될 수 있다. 3D 데이터 포맷터는 3D 모드에서 호스트 시스템으로부터 입력되는 3D 영상의 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 도 9a와 같은 멀티 뷰 영상 데이터 포맷으로 정렬하여 타이밍 컨트롤러에 전송한다. 즉, 3D 데이터 포맷터는 3D 모드에서 2D 영상 데이터가 입력되면 미리 설정된 2D-3D 영상 변환 알고리즘을 실행하여 2D 영상 데이터로부터 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 생성하고 그 데이터들을 멀티 뷰 영상 데이터 포맷으로 정렬하여 타이밍 컨트롤러에 전송한다.

호스트 시스템은 2D 모드에서 2D 영상을 타이밍 컨트롤러에 공급하는 반면, 3D 모드에서 3D 영상 또는 2D 영상 데이터를 3D 데이터 포맷터에 공급한다. 호스트 시스템은 유저 인터페이스를 통해 입력되는 사용자 데이터에 응답하여 타이밍 컨트롤러에 모드 신호를 전송하여 무안경 방식의 입체영상표시장치의 동작 모드를 2D 모드와 3D 모드에서 스위칭(switching)할 수 있다. 유저 인터페이스는 키패드, 키보드, 마우스, 온 스크린 디스플레이(On Screen Display; OSD), 리모트 컨트롤러(remote controller), 그래픽 유저 인터페이스(Graphic User Interface; GUI), 터치 UI(User Interface), 음성 인식 UI, 3D UI 등으로 구현될 수 있다.

사용자는 유저 인터페이스를 통해 2D 모드와 3D 모드를 선택할 수 있고, 3D 모드에서 2D-3D 영상 변환을 선택할 수 있다.

호스트 시스템이나 타이밍 컨트롤러는 시청 거리 감지부에 의해 감지된 시청자(200)의 위치를 룩업테이블의 뷰잉 존(viewing zone) 위치 정보와 비교함으로서 시청자(200)의 우안과 좌안이 어느 뷰잉 존에 위치하는지 판단하고, 시청자(200)의 이동 방향과 이동 거리를 판단할 수 있다.

전술한 바와 같이, 도 8a 및 도 8b는 멀티 뷰 영상에서 표시패널(110)의 픽셀 어레이에 기입되는 16-뷰 영상 배치를 간략히 보여주고 있다.

이때, 도 8a 및 도 8b에서 "1"은 제 1 뷰 영상, "2"는 제 2 뷰 영상, "3"은 제 3 뷰 영상 등을 각각 나타낸다.

배리어 패널(120)에 적용되는 렌티큘러 렌즈 또는 배리어는 표시패널(110)의 사선방향을 따라 배치될 수 있다. 이 경우에 멀티 뷰 영상의 픽셀 데이터들은 렌티큘러 렌즈 또는 배리어와 나란한 사선방향으로 픽셀들에 기입된다.

이때, 진한 사각으로 강조한 영상들은 시청자(200)의 우안이 제 1 뷰잉 존에 위치할 때, 그 시청자(200)의 우안이 인식하는 영상을 예를 들어 보여주고 있다.

따라서, 표시패널(110)이 평면 상태를 유지하는 경우에 시청자(200)의 우안이 제 1 뷰잉 존에 위치하면, 도 8a에 도시된 바와 같이 시청자(200)의 우안은 제 1 뷰 영상(1)을 표시하는 픽셀들만 보게 된다.

한편, 표시패널(110)이 휘어져 곡률이 바뀌게 되면, 곡률이 바뀌는 부분에서는 표시패널(110)의 꺾이는 각도에 따라 광 프로파일의 이동이 발생하여 뷰간에 서로 중첩이 발생하게 된다. 즉, 시청자(200)의 우안은 제 1 뷰 영상(1) 이외에 다른 뷰 영상들을 표시하는 픽셀들도 함께 보게 된다.

이에 본 발명에서는 표시패널(110)에 설치된 센서부를 통해 표시패널(110)의 곡률 변경을 감지하도록 한다(S110).

이때, 표시패널(110)의 화면에 곡률이 발생할 경우 각 위치별로 시청자(200)에 대한 각도가 달라질 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 표시패널(110)을 특정 개수의 블록(B0, B1, B1', B2, B2')으로 분할하여 각 블록(B0, B1, B1', B2, B2')별로 휘어진 정도를 감지하게 된다.

여기서 블록(B0, B1, B1', B2, B2')은 표시패널(110)의 수평방향으로 일정 단위로 설정될 수 있으며, 표시패널(110)의 수직 또는 수평방향으로 세분화하는 서브-블록을 추가로 설정할 수도 있다. 이 경우 세분화된 서브-블록을 통해 보다 정확한 뷰-맵의 재설정이 가능하여 화질 품위가 보다 더 향상될 수 있게 된다.

이때, 일 예로 각 블록(B0, B1, B1', B2, B2')별로 휘어진 정도의 측정은 표시패널(110)의 앞, 뒷면에 라인 형태의 센서전극을 추가하여 휨 센서 방식으로 측정할 수 있다.

이때, 도 9를 참조하면, 표시패널(110)은 복수개의 블록(B0, B1, B1', B2, B2')으로 구분될 수 있다. 구체적으로 표시패널(110)은 적어도 하나 이상의 중앙 블록(B0)이 설정될 수 있으며, 중앙 블록(B0)으로부터 멀어지는 방향으로 2개의 제 1 블록(B1, B1')과 제 2 블록(B2, B2')이 설정될 수 있다.

이때, 우측의 제 1 블록(B1)과 제 2 블록(B2)은 중앙 블록(B0)에 대해 양의 각도(θ1, θ1)로 휘어진 반면, 좌측의 제 1 블록(B1')과 제 2 블록(B2')은 중앙 블록(B0)에 대해 음의 각도(θ1', θ2')로 휘어져 있다.

일 예로, 우측의 제 1 블록(B1)과 제 2 블록(B2)은 중앙 블록(B0)에 대해 각각 3° ~ 6°의 각도(θ1)와 6° ~ 9°의 각도(θ2)로 휘어지고, 좌측의 제 1 블록(B1')과 제 2 블록(B2')은 중앙 블록(B0)에 대해 각각 -6° ~ -3°의 각도(θ1')와 -9° ~ -6°의 각도(θ2')로 휘어진 경우를 예를 들 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 표시패널(110)은 시청자(200)를 향해 오목하게 휘어있는 경우를 예를 들고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 시청자(200)를 향해 볼록하게 휘어있는 경우도 가능하다. 또한, 표시패널(110)의 좌측과 우측이 서로 다른 방향, 즉 한쪽은 시청자(200)를 향해 오목하게 휘어진 반면, 다른 한쪽은 시청자(200)를 향해 볼록하게 휘어진 경우도 가능하다.

이렇게 블록(B0, B1, B1', B2, B2')별로 추출된 표시패널(110)의 휨 정보를 기초로 하여 각도 산출부를 통해 블록(B0, B1, B1', B2, B2')별로 휘어진 각도(θ1, θ1', θ2, θ2')를 산출하게 된다(S120).

이때, 일 예로 중앙 블록(B0)을 기준으로 휘어진 수준을 누적하여 각 블록(B0, B1, B1', B2, B2')별로 휘어진 각도(θ1, θ1', θ2, θ2')를 산출할 수 있다.

다음으로, 제어부는 각도 산출부에서 산출된 각도(θ1, θ1', θ2, θ2')에 따라 각 블록(B0, B1, B1', B2, B2')별로 뷰-맵을 재설정 한 후에 영상 데이터 정렬부를 통해 영상 데이터를 재정렬 하게 된다(S130, S140).

즉, 영상 데이터 정렬부는 표시패널(110)의 곡률이 변경된 경우 제어부를 통해 표시패널(110)의 휨 정도에 따라 영상 데이터를 재정렬 하여 데이터 구동부로 전송하는 기능을 수행할 수 있다.

이 경우 제어부는 각도 산출부에서 산출된 각도(θ1, θ1', θ2, θ2')에 따라 룩업테이블을 이용해 뷰-맵을 재설정 한 후에 영상 데이터 정렬부를 통해 영상 데이터를 재정렬 하게 된다. 룩업테이블은 적정 시청자(200) 위치와 표시패널(110)의 휘어진 정도에 따라 최적화된 뷰-맵을 저장하는 기능을 수행한다.

이때, 제어부가 영상 데이터를 재정렬 하여 직접 데이터 구동부로 전송할 수도 있으며, 이 경우 영상 데이터 정렬부는 제어부로부터 수신되는 출력정지제어신호에 따라 영상 데이터를 데이터 구동부로 전송하지 않을 수도 있다.

일 예로, 도 8b에 도시된 바와 같이, 뷰-맵을 재설정 한 후에는 중앙 블록(B0)을 제외한 다른 블록(B1, B1', B2, B2')들의 뷰-맵은 제 1 뷰 영상(1)이 아닌 다른 영상(즉, 제 2 뷰 영상(2), 제 3 뷰 영상(3), 제 15 뷰 영상(15), 제 16 뷰 영상(16))들이 픽셀들에 기입되게 된다. 그러나, 표시패널(110)이 휘어져 있기 때문에 픽셀들에 기입된 영상(2, 3, 15, 16)들과 달리 실제 시청자(200)의 우안에 보이는 영상은 제 1 뷰 영상(1)만을 볼 수 있게 된다.

이와 같은 블록(B1, B1', B2, B2')별로 뷰-맵의 재설정은 각 블록(B1, B1', B2, B2')들이 휘어진 정도에 따라 서로 다르게 정해지게 되며, 예시된 바와 같이 표시패널(110)이 일정한 곡률로 휘어져 있는 경우에는 중앙 블록(B0)에서 멀어질수록 순차적으로 뷰 영상이 이동되어 픽셀들에 기입되게 된다. 즉, 중앙 블록(B0)에 접하는 제 1 블록(B1, B1')의 경우에는 한번의 뷰 영상 이동(즉, 제 1 뷰 영상(1)에서 제 16 뷰 영상(16)이나 제 2 뷰 영상(2)으로 이동)이 진행되게 되나(도 10a 및 도 10c 참조), 중앙 블록(B0)으로부터 제 1 블록(B1, B1')보다 먼 제 2 블록(B2, B2')의 경우에는 2번의 뷰 영상 이동(즉, 제 1 뷰 영상(1)에서 제 15 뷰 영상(15)이나 제 3 뷰 영상(3)으로 이동)이 진행된다(도 10b 및 도 10d 참조).

다만, 본 발명이 전술한 뷰-맵의 재설정방식에 한정되는 것은 아니며, 표시패널(110)의 휘어진 정도에 따라 뷰 영상이 이동되는 횟수가 결정되게 된다.

다음으로, 이렇게 재설정된 뷰-맵에 따라 재정렬된 영상 데이터는 데이터 구동부를 통해 표시패널(110)에 재생되게 된다(S150).

이 경우 표시패널(110)의 휘어짐에 따라 발생하는 타 뷰 이미지의 중첩으로 인한 3D 크로스토크를 개선할 수 있게 된다. 이에 따라 기존의 3D 영상 품질을 유지할 수 있어 화질 품위가 향상되는 효과를 제공한다.

상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.

110 : 표시패널 114 : 센서부
120 : 배리어 패널 130 : 타이밍 컨트롤러
131 : 수신부 132 : 제어신호 생성부
133 : 영상 데이터 정렬부 134 : 제어부
136 : 룩업테이블 137 : 각도 산출부
B0,B1,B1',B2,B2' : 블록 200 : 시청자

Claims

좌안영상과 우안영상을 구분하여 출력하며, 휘어질 수 있는 표시패널;
상기 표시패널의 일면에 위치하며, 상기 표시패널에서 출력된 좌안영상과 우안영상의 경로를 광학적으로 분리하는 배리어 패널;
상기 표시패널이 휘어진 경우, 상기 표시패널에 설정된 블록별로 휘어진 정도에 따라 뷰-맵을 재설정 하여 영상 데이터를 재정렬 하는 타이밍 컨트롤러; 및
상기 표시패널의 일면에 설치되어 상기 표시패널과 일체로 휘어지며, 상기 표시패널의 휘어짐을 감지하여 블록별로 휨 정보를 추출하는 센서부를 포함하고,
상기 센서부는 상기 표시패널의 앞, 뒷면에 각 블록별로 설치된 센서전극을 포함하며, 기준 블록을 기준으로 휘어진 수준을 누적하여 각 블록별로 휘어진 정도를 산출하며,
상기 타이밍 컨트롤러는 특정 개수로 분할된 블록별로 휘어진 정도에 따라 룩업테이블에 저장된 상기 뷰-맵을 이용해 상기 뷰-맵을 새롭게 수정하여 중앙 블록의 뷰와 일치하는 정보를 가지도록 영상 데이터를 재정렬하는 곡률 가변형 입체영상표시장치.
삭제
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 타이밍 컨트롤러는
영상 데이터와 각종 타이밍신호를 수신하는 수신부;
상기 수신부로부터 전송되어온 타이밍신호를 이용해 제어신호를 생성하여 출력하는 제어신호 생성부;
상기 수신부로부터 전송되어온 영상 데이터를 정렬하여 출력하는 영상 데이터 정렬부;
상기 센서부에서 추출된 표시패널의 휨 정보를 이용하여 휘어진 각도를 산출하는 각도 산출부;
상기 각도 산출부에서 산출된 각도에 따라 뷰-맵을 재설정 한 후에 상기 영상 데이터 정렬부를 통해 영상 데이터를 재정렬 하는 제어부; 및
상기 표시패널의 휘어진 정도에 따라 최적화된 뷰-맵을 저장하는 룩업테이블을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 곡률 가변형 입체영상표시장치.
제 4 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 각도 산출부에서 산출된 각도에 따라 상기 룩업테이블을 이용해 뷰-맵을 재설정 하여 기준 블록의 뷰와 일치하는 정보를 가지도록 상기 영상 데이터를 재정렬 하는 것을 특징으로 하는 곡률 가변형 입체영상표시장치.
제 5 항에 있어서, 상기 기준 블록과 접하는 제 1 블록은 뷰 번호를 상기 기준 블록에 비해 증가되거나 감소된 번호로 수정하는 한편, 상기 제 1 블록과 접하는 제 2 블록은 뷰 번호를 상기 제 1 블록에 비해 증가되거나 감소된 번호로 수정하는 것을 특징으로 하는 곡률 가변형 입체영상표시장치.
제 6 항에 있어서, 상기 표시패널이 일정한 곡률로 휘어져 있는 경우에는 상기 기준 블록에서 멀어질수록 순차적으로 뷰 번호를 증가시키거나 감소시켜 뷰 번호를 수정하는 것을 특징으로 하는 곡률 가변형 입체영상표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 블록은 상기 표시패널의 수평방향으로 일정 단위로 설정되는 것을 특징으로 하는 곡률 가변형 입체영상표시장치.
제 8 항에 있어서, 상기 표시패널의 수직 또는 수평방향으로 세분화하는 서브-블록을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 곡률 가변형 입체영상표시장치.