KR102285258B1 - 무안경 3d 방식의 디스플레이 장치 및 이의 광원 구동 방법 - Google Patents

무안경 3d 방식의 디스플레이 장치 및 이의 광원 구동 방법 Download PDF

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Abstract

무안경 3D 방식의 디스플레이 장치 및 이의 광원 구동 방법이 제공된다. 본 무안경 3D 방식의 디스플레치 장치는 영상을 입력받는 영상 입력부, 영상 입력부를 통해 입력된 영상을 분석하는 영상 분석부, 2D 영상을 생성하기 위한 2D 광원부, 3D 영상을 생성하기 위한 3D 광원부 및 디스플레이 장치가 2D 모드 동작시, 영상 분석부를 통해 분석된 결과를 바탕으로 2D 광원부 및 3D 광원부를 구동하는 제어부를 포함한다.

Description

무안경 3D 방식의 디스플레이 장치 및 이의 광원 구동 방법{Display apparatus and Method for driving light-source thereof}
본 발명은 무안경 3D 방식의 디스플레이 장치 및 이의 광원 구동 방법에 관한 것으로, 2D 모드로 동작시, 2D 광원 및 3D 광원을 모두 구동하는 무안경 3D 방식의 디스플레이 장치 및 이의 광원 구동 방법에 관한 것이다.
기술이 발전함에 따라 더욱 실감있는 영상을 표시하는 영상표시장치가 요청되고 있다. 이에 따라, 영상을 표시하는 화소를 증가시킨 고해상도 영상표시장치에 개발에서 나아가, 입체로 영상을 보여줄 수 있는 3D 디스플레이 장치가 개발되고 있다. 이러한 3D 디스플레이 장치는 사용자의 두 눈 사이 간격에 의한 양안 시차(binocular parallax) 등을 이용하여 3차원 입체 영상을 구현한 것이다. 현재 3D 디스플레이 장치는 TV에 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 의료영상, 게임, 광고, 교육, 군사등 여러 분야에 적용됨으로써, 입체 효과에 의한 더욱 큰 효과가 기대될 수 있다.
3D 디스플레이 장치에는 안경 방식의 3D 디스플레이 장치와 무안경 방식의 3D 디스플레이 장치가 있다. 안경 방식의 3D 디스플레이 장치에는 편광 안경식 방식과 셔터 안경식 방식이 있고, 안경을 사용하지 않고 좌우 영상을 분리하여 3D 입체 영상을 얻는 무안경 방식의 3D 디스플레이 장치에는 패럴렉스 배리어(parallax barrier) 방식, 렌티큘러(lenticular) 방식, 집적 영상(Integral imaging) 방식, 홀로그래피(holography) 방식 등이 있다.
현재까지는 안경 방식의 3D 디스플레이 장치가 상용되고 있으나, 안경 방식은 착용의 불편함, 눈의 피로감 유발, 불필요한 구조(예를 들어, 안경)의 증가와 같은 다양한 문제점이 발생하고 있다. 따라서, 근래에는 무안경 방식의 3D 디스플레이 장치가 개발되고 있다.
한편, 무안경 방식의 3D 디스플레이 장치라고 하더라도 사용자는 항상 3D 입체 영상이 아닌 2D 영상도 시청을 원하기 때문에, 2D 영상 및 3D 영상을 모두 디스플레이할 수 있는 디스플레이 장치의 개발이 진행되고 있다. 기존에 2D 영상 및 3D 영상을 모두 디스플레이할 수 있는 무안경 방식의 3D 디스플레이 장치의 경우, 2D 영상을 생성하기 위한 광원과 3D 영상을 생성하기 위한 광원이 분리되어 있었다. 특히, 무안경 방식의 3D 디스플레이 장치가 2D 영상을 디스플레이하는 모드(이하에서는 "2D 모드"라고 함.)에서는 3D 영상을 생성하기 위한 광원을 오프하였다. 이로 인해, 2D 모드 동작시, 3D 영상을 생성하기 위한 광원이 위치하는 영역에 규칙적인 패턴이 인식되어 화질 열화가 나타나는 문제점이 발생하였다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 2D 모드 동작시 3D 영상을 생성하기 위한 광원이 위치하는 영역에 화질 열화가 나타는 것을 방지하기 위하여, 입력된 영상을 분석하여 2D 영상을 생성하기 위한 광원 및 3D 영상을 생성하기 위한 광원을 모두 구동하는 무안경 3D 방식의 디스플레이 장치 및 이의 광원 구동 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 무안경 3D 방식의 디스플레이 장치는, 영상을 입력받는 영상 입력부; 상기 영상 입력부를 통해 입력된 영상을 분석하는 영상 분석부; 2D 영상을 생성하기 위한 2D 광원부; 3D 영상을 생성하기 위한 3D 광원부; 및 상기 디스플레이 장치가 2D 모드 동작시, 상기 영상 분석부를 통해 분석된 결과를 바탕으로 상기 2D 광원부 및 상기 3D 광원부를 구동하는 제어부;를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제어부는, 상기 2D 광원부를 제어하기 위한 2D 광원 제어부; 상기 3D 광원부를 제어하기 위한 3D 광원 제어부;를 포함하며, 상기 영상 분석부는, 상기 2D 모드 동작시, 상기 입력된 영상의 평균 밝기 또는 히스토그램 분석을 통해 3D 광원부의 PWM(Pulse Width Modulation)값을 계산하며, 상기 3D 광원 제어부는, 상기 2D 모드 동작시, 상기 영상 분석부를 통해 계산된 3D 광원부의 PWM값을 바탕으로 상기 3D 광원부를 구동할 수 있다.
또한, 상기 영상 분석부는, 상기 2D 모드로 동작시, 상기 2D 광원부 및 상기 3D 광원부의 밝기 비율을 바탕으로 상기 PWM 값을 조절할 수 있다.
그리고, 상기 영상 분석부는, 상기 2D 모드 동작시, 상기 입력된 영상의 영역별 밝기값을 분석하여 3D 광원부의 영역별 PWM 값을 계산하며, 상기 3D 광원 제어부는, 상기 2D 모드 동작시, 상기 영상 분석부를 통해 계산된 상기 3D 광원부의 영역별 PWM 값을 바탕으로 상기 3D 광원부를 영역별로 구동할 수 있다.
또한, 상기 영상 분석부는, 상기 디스플레이 장치가 3D 모드로 동작시, 상기 2D 광원부가 출력하는 밝기값을 최소로 하는 PWM 값을 상기 2D 광원 제어부로 출력하고, 상기 2D 광원 제어부는, 상기 디스플레이 장치가 3D 모드로 동작시, 상기 2D 광원부가 출력하는 밝기값을 최소로 하는 PWM 값을 바탕으로 상기 2D 광원을 구동할 수 있다.
그리고, 상기 영상 분석부는, 상기 디스플레이 장치가 일부 영역에서만 3D 모드로 동작하는 경우, 상기 일부 영역에 대한 PWM 값과 상기 일부 영역을 제외한 나머지 영역에 대한 PWM 값을 상이하게 조절하고, 상기 3D 광원 제어부는, 상기 일부 영역에 대한 PWM값과 상기 나머지 영역에 대한 PWM값을 바탕으로 상기 3D 광원부를 구동하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
또한, 상기 제어부는, 사용자에 의해 설정된 밝기 파라미터 정보를 획득하고, 상기 영상 분석부를 통해 분석된 결과 및 상기 밝기 파라미터 정보를 바탕으로 상기 2D 광원부 및 3D 광원부를 구동할 수 있다.
그리고, 상기 3D 광원부는, 상하 방향의 광원을 포함하며, 상기 2D 광원부는, 좌우 방향 또는 직하 방향의 광원을 포함할 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 2D 영상을 생성하기 위한 2D 광원부 및 3D 영상을 생성하기 위한 3D 광원부를 포함하는 무안경 3D 방식의 디스플레이 장치의 광원 구동 방법은, 영상을 입력받는 단계; 상기 입력된 영상을 분석하는 단계; 및 상기 디스플레이 장치가 2D 모드 동작시, 상기 입력된 영상의 분석 결과를 바탕으로 상기 2D 광원부 및 상기 3D 광원부를 구동하는 단계;를 포함한다.
그리고, 상기 분석하는 단계는, 상기 2D 모드 동작시, 상기 입력된 영상의 평균 밝기 또는 히스토그램 분석을 통해 3D 광원부의 PWM(Pulse Width Modulation)값을 계산하며, 상기 구동하는 단계는, 상기 2D 모드 동작시, 상기 3D 광원부의 PWM값을 바탕으로 상기 3D 광원부를 구동할 수 있다.
또한, 상기 분석하는 단계는, 상기 2D 모드로 동작시, 상기 2D 광원부 및 상기 3D 광원부의 밝기 비율을 바탕으로 상기 PWM 값을 조절할 수 있다.
그리고, 상기 분석하는 단계는, 상기 2D 모드 동작시, 상기 입력된 영상의 영역별 밝기값을 분석하여 3D 광원부의 영역별 PWM 값을 계산하며, 상기 구동하는 단계는, 상기 2D 모드 동작시, 상기 3D 광원부의 영역별 PWM 값을 바탕으로 상기 3D 광원부를 영역별로 구동할 수 있다.
또한, 상기 분석하는 단계는, 상기 디스플레이 장치가 3D 모드로 동작시, 상기 2D 광원부가 출력하는 밝기값을 최소로 하는 PWM 값을 계산하고, 상기 구동하는 단계는, 상기 디스플레이 장치가 3D 모드로 동작시, 상기 2D 광원부가 출력하는 밝기값을 최소로 하는 PWM 값을 바탕으로 상기 2D 광원을 구동할 수 있다.
그리고, 상기 분석하는 단계는, 상기 디스플레이 장치가 일부 영역에서만 3D 모드로 동작하는 경우, 상기 일부 영역에 대한 PWM 값과 상기 일부 영역을 제외한 나머지 영역에 대한 PWM 값을 상이하게 조절하고, 상기 구동하는 단계는, 상기 일부 영역에 대한 PWM값과 상기 나머지 영역에 대한 PWM값을 바탕으로 상기 3D 광원부를 구동할 수 있다.
또한, 사용자에 의해 설정된 밝기 파라미터 정보를 획득하는 단계;를 더 포함하고, 상기 구동하는 단계는, 상기 분석 결과 및 상기 밝기 파라미터 정보를 바탕으로 상기 2D 광원부 및 3D 광원부를 구동할 수 있다.
그리고, 상기 3D 광원부는, 상하 방향의 광원을 포함하며, 상기 2D 광원부는, 좌우 방향 또는 직하 방향의 광원을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 다양한 실시예에 의해, 무안경 방식의 3D 디스플레이 장치가 2D 모드로 동작하더라도 3D 영상을 생성하기 위한 광원이 위치하는 영역에서 패턴이 인식되는 문제를 해결할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 2D 영상 및 3D 영상을 모두 디스플레이할 수 있는 무안경 방식의 3D 디스플레이 장치에 포함된 디스플레이 모듈의 단면도,
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 2D 광원을 설명하기 위한 도면,
도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 3D 광원을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 무안경 방식의 3D 디스플레이 장치의 구성을 간략히 나타내는 블럭도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 무안경 방식의 3D 디스플레이 장치의 구성을 상세히 나타내는 블럭도,
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 2D 모드 동작시 2D 광원부 및 3D 광원부를 구동하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 무안경 방식의 3D 디스플레이 장치의 광원 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 실시예들은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 특정한 실시 형태에 대해 범위를 한정하려는 것이 아니며, 개시된 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 실시예들을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 권리범위를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에 있어서 ‘모듈’ 혹은 ‘부’는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의‘모듈’ 혹은 복수의‘부’는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 ‘모듈’ 혹은 ‘부’를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서(미도시)로 구현될 수 있다.
이하, 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 2D 영상 및 3D 영상을 모두 디스플레이할 수 있는 무안경 방식의 3D 디스플레이 장치에 포함된 디스플레이 모듈(100)의 단면도이다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 디스플레이 모듈(100)은 액정 표시 패널(110), 2D 광원(120), 제 1 도광판(130), 확산판(140), 3D 광원(150), 제 2 도광판(160) 및 시역 분리부(170)를 포함한다.
액정 표시 패널(110)은 박막 트랜지스터(thin film transistor; TFT)와 화소 전극이 배열되어 있는 상판과, 색상을 나타내기 위한 컬러 필터와 공통 전극으로 구성되어 있는 상판과, 이들 두 기판 사이에 채워져 있는 액정층을 포함하여 이루어질 수 있다.
2D 광원(120)은 2D 영상을 생성하기 위한 광원으로서, 액정 표시 패널(110) 하부에 배치될 수 있다. 이때, 2D 광원(120)은 LED 또는 냉음극 형광등으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 도광판(Light Guide Plate(LGP))(130)은 2D 광원에서 발광한 빛을 액정 표시 패널(110)로 인도하는 구성으로서, 배면 또는 정면에 빛에 반응하여 산란하는 산란 패턴이 음각 또는 양각되어 있다. 특히, 2D 광원(120)은 도 1b에 도시된 바와 같이, 확산판(140)의 사이드 영역에 위치할 수 있으나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 직하 방식으로 2D 광원(150)이 배치될 수 있다.
확산판(140)은 제1 도광판(130) 상부에 위치하여 2D 광원(120)으로부터 나오는 빛을 면을 따라 확산시켜 화면 전체적으로 색상 및 밝기가 균일하게 보이도록 해주는 구성이다.
3D 광원(150)은 3D 영상을 생성하기 위한 광원으로서, 액정 표시 패널(110)과 2D 광원(120) 사이에 배치될 수 있다. 이때, 3D 광원(150) 역시 LED 또는 냉음극 형광등으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 특히, 3D 광원(150)은 도 1c에 도시된 바와 같이, 제2 도광판 (160)의 상하 영역에 위치할 수 있다.
제2 도광판(160)은 3D 영상을 생성하기 위해 액정 표시 패널(110)과 확산판(140) 사이에 배치되어 구성으로, 3D 광원(150)에서 발광한 빛을 액정 표시 패널(110)로 인도할 수 있다. 이때, 제2 도광판(160)은 도 1c에 도시된 바와 같이, 판 형태로 구현될 수 있으나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 스트라이프(stripe) 형태로도 구현될 수 있다.
시역 분리부(170)는 액정 표시 패널(110)과 제2 도광판(160) 사이에 배치되어 제2 도광판(160)으로부터 산란된 빛을 차단하기 위한 마스크 패턴이 형성되어 있다. 시역 분리부(170)는 마스크 패턴을 통해 입력된 영상에 대한 입체감을 생성할 수 있다. 이때, 시역 분리부(170)는 패럴랙스 배리어(Parallax Barrier)로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 렌티큘러 렌즈 시트(Lenticular Lens Sheet)와 같은 구성으로 구현될 수 있다.
상술한 바와 같이, 도 1a에 나오는 디스플레이 모듈(100)을 통해 시청자는 2D 영상과 3D 영상을 하나의 디스플레이 장치를 통해 시청할 수 있다. 한편, 도 1a에 도시된 구성은 일 실시예에 불과할 뿐, 무안경 방식의 3D 디스플레이 장치를 구현하는 방식에 따라 특정 구성 요소가 생략되거나 추가될 수 있다.
또한, 도 1a에 도시된 바와 같이, 3D 영상을 생성하기 위한 구성(3D 광원(150), 제2 도광판(160), 시역분리부(170))이 액정 표시 패널(110)과 2D 영상을 생성하기 위한 구성(2D 광원(120), 제1 도광판(130), 확산판(140)) 사이에 배치될 수 있으나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 2D 영상을 생성하기 위한 구성이 액정 표시 패널(110)과 3D 영상을 생성하기 위한 구성 사이에 배치될 수 있다. 이때, 3D 영상을 생성하기 위한 빛이 액정 표시 패널로 발광되기 위하여, 3D 영상을 생성하기 위한 빛이 통과될 수 있도록 확산판이 마스킹될 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이, 무안경 방식의 3D 디스플레이 장치가 2D 모드로 동작시, 2D 영상에 3D 광원(150) 및 제2 도광판(160)에 의해 형성된 특정 패턴이 디스플레이되는 화질 열화 현상이 발생하게 된다. 이하에서는 도 2 내지 도 6을 참조하여 2D 모드 동작시 발생하는 화질 열화 현상을 제거하기 위한 방법을 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 무안경 방식의 3D 디스플레이 장치(200)의 구성을 간략히 나타내는 블럭도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 3D 디스플레이 장치(200)는 영상 입력부(210), 영상 분석부(220), 2D 광원부(240), 3D 광원부(250) 및 제어부(230)를 포함한다. 이때, 3D 디스플레이 장치(200)는 스마트 TV 일 수 있으나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 일반적인 디지털 TV, 데스크탑 PC, 키오스크 등과 같은 다양한 전자 장치로 구현될 수 있다.
영상 입력부(210)는 외부로부터 영상을 입력받는다. 이때, 영상 입력부(210)는 튜너를 통해 방송 영상을 입력받을 수 있으며, 통신부(미도시)를 통해 VOD 영상을 입력받을 수 있고, 기 저장된 영상을 입력받을 수 있다.
영상 분석부(220)는 영상 입력부(210)를 통해 입력된 영상을 분석한다. 구체적으로, 영상 분석부(220)는 입력된 영상의 유형, 전체 픽셀의 평균밝기, 히스토그램, 영역별 밝기 등을 분석한다. 그리고, 영상 분석부(220)는 분석 결과를 바탕으로 2D 광원(240) 및 3D 광원(250)의 PWM 값을 산출할 수 있다.
2D 광원부(240)는 2D 영상을 생성하기 위한 광원으로서, 도 1b에 도시된 바와 같이, 확산판(140)의 좌우 영역 또는 직하 영역에 배치될 수 있다.
3D 광원부(250)는 3D 영상을 생성하기 위한 광원으로서, 1c에 도시된 바와 같이, 제2 도광판(160)의 상하 영역에 배치될 수 있다.
제어부(230)는 영상 분석부(220)의 영상 분석 결과를 바탕으로 2D 광원부(240) 및 3D 광원부(250) 중 적어도 하나를 구동한다.
특히, 3D 디스플레이 장치(200)가 2D 모드로 동작시, 제어부(230)는 영상 분석부(220)의 영상 분석 결과를 바탕으로 2D 광원부(240) 및 3D 광원부(250)를 모두 구동할 수 있다. 즉, 3D 디스플레이 장치(200)가 2D 모드로 동작시 발생하는 화질 열화를 방지하기 위하여, 제어부(230)는 영상 분석 결과를 바탕으로 산출된 2D 광원부(240)의 PWM 값 및 3D 광원부(250)의 PWM 값으로 2D 광원부(240) 및 3D 광원부(250)를 모두 구동할 수 있다. 이때, 제어부(230)는 3D 광원부(250)로 인해 생성되는 패턴을 사용자가 인식하지 못하도록 3D 광원부(250)의 PWM 값을 조절하여 2D 광원부(240)와 동기화할 수 있다.
또한, 제어부(230)는 영상 분석부(220)의 영상 분석 결과를 바탕으로 로컬 디밍을 통해 특정 영역에 위치하는 3D 광원부(250)만을 구동할 수 있다.
또한, 제어부(230)는 사용자에 의해 설정된 밝기 파라미터 정보를 획득하고, 영상 분석부(220)를 통해 분석된 결과 및 밝기 파라미터 정보를 바탕으로 2D 광원부(240) 및 3D 광원부(250)를 구동할 수 있다. 예를 들어, 사용자에 의해 화면 전체가 밝게 디스플레이되도록 설정된 경우, 제어부(230)는 화면 전체가 밝아지도록 2D 광원부(240) 및 3D 광원부(250)를 제어하고, 사용자에 의해 화면 전체가 어둡게 디스플레이되도록 설정된 경우, 제어부(230)는 화면 전체가 어두워지도록 2D 광원부(240) 및 3D 광원부(250)를 제어할 수 있다.
한편, 3D 디스플레이 장치(200)가 3D 모드로 동작시, 제어부(230)는 영상 분석부(220)의 영상 분석 결과를 바탕으로 생성된 3D 광원부(250)의 PWM 값으로 3D 광원부(250)를 구동하며, 2D 광원부(240)를 오프하거나 최소 밝기로 2D 광원부(240)를 구동할 수 있다.
상술한 바와 같은 3D 디스플레이 장치(200)에 의해, 2D 모드 동작시 3D 광원부(250) 및 제2 도광판(160)에 의해 발생하는 화질 열화 현상을 제거할 수 있게 된다.
이하에서는 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 대해 더욱 상세히 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 무안경 방식의 3D 디스플레이 장치(300)의 구성을 상세히 나타내는 블럭도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 3D 디스플레이 장치(300)는 영상 입력부(310), 영상 분석부(320), 2D 광원부(340), 3D 광원부(350) 및 제어부(330)를 포함한다.
영상 입력부(310)는 외부로부터 영상을 입력받는다. 이때, 영상 입력부(310)는 튜너를 통해 방송 영상을 입력받을 수 있으며, 통신부(미도시)를 통해 VOD 영상을 입력받을 수 있고, 기 저장된 영상을 입력받을 수 있다. 또한, 영상 입력부(210)는 3D 디스플레이 장치(300)가 생성된 UI 영상도 입력받을 수 있다.
영상 분석부(320)는 영상 입력부(310)를 통해 입력된 영상을 분석하여 2D 광원부(340) 및 3D 광원부(350)의 PWM 값을 산출한다. 특히, 영상 분석부(320)는 밝기 분석부(321), 2D 디밍 연산부(323), 3D 디밍 연산부(325)를 포함한다.
밝기 분석부(321)는 입력된 영상의 밝기 정보를 분석한다. 구체적으로, 밝기 분석부(321)는 입력된 영상의 전체 평균 밝기, 히스토그램 및 영역별 밝기 정보 등을 분석할 수 있다.
2D 디밍 연산부(323)는 밝기 분석부(321)의 밝기 분석 결과를 바탕으로 2D 광원부(340)의 PWM 값을 산출할 수 있다. 특히, 2D 모드 동작시, 2D 디밍 연산부(323)는 입력된 영상의 밝기에 대응되는 2D 광원부(340)의 PWM 값을 산출할 수 있다. 3D 모드 동작시, 2D 디밍 연산부(232)는 2D 광원부(340)의 PWM 값을 산출하지 않거나 최소 밝기를 가지도록 2D 광원부(340)의 PWM 값을 산출할 수 있다.
3D 디밍 연산부(325)는 밝기 분석부(321)의 밝기 분석 결과를 바탕으로 3D 광원부(250)의 PWM 값을 산출할 수 있다. 특히, 3D 모드 동작시, 3D 디밍 연산부(325)는 입력된 영상의 밝기에 대응되는 3D 광원부(350)의 PWM 값을 산출할 수 있다. 2D 모드 동작시, 3D 디밍 연산부(325)는 밝기 분석부(321)의 밝기 분석 결과를 바탕으로 3D 광원부(350)의 PWM 값을 계산할 수 있다.
특히, 2D 모드로 동작시, 3D 디밍 연산부(325)는 2D 광원부(340) 및 3D 광원부(350)의 밝기 비율을 바탕으로 3D 광원(350)의 PWM 값을 조절할 수 있다. 구체적으로, 2D 광원부(340)의 밝기와 3D 광원부(350)의 밝기의 비율이 1:1로 같지 않다.　 따라서, 3D 디밍 연산부(325)는 2D 광원부(340)에서 발광되는 빛에 의해 생성되는 2D 영상에 3D 광원부(350)에서 발광되는 빛이 구분이 되지 않도록 2D 광원부(340)의 밝기와 3D 광원부(350)의 밝기를 최적의 비율로 동기화할 수 있다. 즉, 3D 디밍 연산부(325)는 2D 광원부(340)의 밝기와 3D 광원부(350)의 밝기가 최적의 비율로 동기화되도록 3D 광원부(350)의 PWM 값을 산출할 수 있다. 이때, 3D 디밍 연산부(325)는 PWM의 폭을 넓히거나 좁히는 방식으로 2D 광원부(340)의 밝기와 3D 광원부(350)의 밝기를 조절할 수 있다.
또한, 2D 모드 동작시, 3D 디밍 연산부(325)는 입력된 영상의 영역별 밝기값을 분석하여 3D 광원부(350)의 영역별 PWM 값을 산출할 수 있다.
구체적으로, 도 4의 상단에 도시된 바와 같이, 입력된 영상(400)이 좌측 상단 부분만 밝은 경우, 3D 디밍 연산부(325)는 도 4의 가운데에 도시된 바와 같이, 상단의 좌측에 위치하는 3D 광원부(410)의 PWM 값을 산출하고, 나머지 영역에 위치하는 3D 광원부의 PWM 값을 산출하지 않거나 최소 밝기의 PWM 값으로 산출할 수 있다. 이때, 2D 디밍 연산부(323)는 도 4의 하단에 도시된 바와 같이, 좌측의 상단에 위치하는 2D 광원(420)의 PWM값을 산출하고, 나머지 영역에 위치하는 2D 광원부의 PWM 값을 산출하지 않거나 최소 밝기의 PWM 값으로 산출할 수 있다.
또한, 도 5의 상단에 도시된 바와 같이, 입력된 영상(500)이 가운데 부분만 밝은 경우, 3D 디밍 연산부(325)는 도 5의 가운데에 도시된 바와 같이, 상단 및 하단의 가운데 위치하는 3D 광원부(510)의 PWM 값을 산출하고, 나머지 영역에 위치하는 3D 광원부의 PWM 값을 산출하지 않거나 최소 밝기의 PWM 값으로 산출할 수 있다. 이때, 2D 디밍 연산부(323)는 도 5의 하단에 도시된 바와 같이, 좌측 및 우측의 가운데에 위치하는 2D 광원부(520)의 PWM값을 산출하고, 나머지 영역에 위치하는 2D 광원부의 PWM 값을 산출하지 않거나 최소 밝기의 PWM 값으로 산출할 수 있다.
또한, 도 6의 상단에 도시된 바와 같이, 입력된 영상(600)이 우측 하단 부분만 밝은 경우, 3D 디밍 연산부(325)는 도 6의 가운데에 도시된 바와 같이, 하단의 우측에 위치하는 3D 광원부(610)의 PWM 값을 산출하고, 나머지 영역에 위치하는 3D 광원부의 PWM 값을 산출하지 않거나 최소 밝기의 PWM 값으로 산출할 수 있다. 이때, 2D 디밍 연산부(323)는 도 6의 하단에 도시된 바와 같이, 우측의 하단에 위치하는 2D 광원(620)의 PWM값을 산출하고, 나머지 영역에 위치하는 2D 광원부의 PWM 값을 산출하지 않거나 최소 밝기의 PWM 값으로 산출할 수 있다.
또한, 3D 디스플레이 장치가 일부 영역에서만 3D 모드로 동작하는 경우, 3D 디밍 연산부(325)는 일부 영역에 대한 3D 광원부(350)의 PWM 값과 일부 영역을 제외한 나머지 영역에 대한 3D 광원부(350)의 PWM 값을 상이하게 조절할 수 있다. 구체적으로, 3D 디밍 연산부(325)는 3D 모드로 동작하는 일부 영역에서는 입력된 영상의 밝기값에 대응되는 3D 광원부(350)의 PWM 값을 산출할 수 있으며, 2D 모드로 동작하는 나머지 영역에서는 2D 광원부(340)의 밝기와 3D 광원부(350)의 밝기가 최적의 비율로 동기화되도록 3D 광원부(350)의 PWM 값을 산출할 수 있다.
2D 광원부(340)는 2D 영상을 생성하기 위한 광원으로서, 도 1b에 도시된 바와 같이, 확산판(140)의 좌우 영역 또는 직하 영역에 배치될 수 있다.
3D 광원부(350)는 3D 영상을 생성하기 위한 광원으로서, 1c에 도시된 바와 같이, 제2 도광판(160)의 상하 영역에 배치될 수 있다. 이때, 3D 광원부(350)는 영역별로 개별제어가 가능한 로컬 디밍이 가능할 수 있다.
제어부(330)는 영상 분석부(320)에 의해 산출된 PWM 값을 바탕으로 2D 광원부(340) 및 3D 광원부(350)를 구동한다. 특히, 제어부(330)는 2D 광원부(340)를 구동하기 위한 2D 광원 제어부(331) 및 3D 광원부(350)를 구동하기 위한 3D 광원 제어부(333)를 포함한다.
2D 광원 제어부(331)는 2D 디밍 연산부(323)에 의해 출력된 2D 광원부(340)의 PWM 값을 바탕으로 2D 광원부(340)를 제어한다. 구체적으로, 2D 모드 동작시, 2D 광원 제어부(331)는 입력된 영상의 밝기에 대응되는 PWM 값으로 2D 광원부(340)를 구동할 수 있다. 또한, 3D 모드 동작시, 2D 광원 제어부(331)는 2D 광원부(340)를 구동하지 않거나 최소 밝기에 대응되는 PWM 값으로 2D 광원부(340)를 구동할 수 있다.
3D 광원 제어부(333)는 3D 디밍 연산부(325)에 의해 출력된 3D 광원부(350)의 PWM 값을 바탕으로 3D 광원부(350)를 구동한다. 구체적으로 3D 모드 동작시, 3D 광원 제어부(333)는 입력된 영상의 밝기에 대응되는 PWM 값으로 3D 광원부(350)를 구동할 수 있다. 또한, 2D 모드 동작시, 3D 광원 제어부(333)는 2D 광원부(340)에서 발광되는 빛에 의해 생성되는 2D 영상에 3D 광원부(350)에서 발광되는 빛이 구분이 되지 않도록 산출된 PWM 값으로 3D 광원부(350)를 구동할 수 있다.
또한, 2D 모드 동작시, 3D 광원 제어부(333)는 입력된 영상의 분석 결과를 바탕으로 영역별로 상이한 PWM 값을 바탕으로 3D 광원부(350)를 구동할 수 있다.
또한, 3D 디스플레이 장치(300)가 일부 영역에서만 3D 모드로 동작하는 경우, 3D 광원 제어부(333)는 3D 모드로 동작하는 일부 영역에 위치하는 3D 광원과 2D 모드로 동작하는 나머지 영역에 위치하는 3D 광원을 상이한 PWM 값으로 구동할 수 있다.
이하에서는 도 7 및 도 8을 참조하여 무안경 방식의 3D 디스플레이 장치(200)의 광원 구동 방법에 대해 설명하기로 한다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 3D 디스플레이 장치(200)의 광원 구동 방법을 간략히 설명하기 위한 흐름도이다.
우선, 3D 디스플레이 장치(200)는 영상을 입력받는다(S710).
그리고, 3D 디스플레이 장치(200)는 입력된 영상을 분석한다(S720). 이때, 3D 디스플레이 장치(200)는 입력된 영상의 밝기 정보를 분석하여 2D 광원부(240) 및 3D 광원부(250)의 PWM 값을 산출할 수 있다.
그리고, 2D 모드 동작시, 3D 디스플레이 장치(200)는 분석 결과를 바탕으로 2D 광원부(240) 및 3D 광원부(250)를 구동한다(S730). 구체적으로, 2D 모드로 동작시, 3D 디스플레이 장치(200)는 영상 분석 결과를 바탕으로 산출된 PWM 값으로 2D 광원부(240) 및 3D 광원부(250)를 모두 구동하여 3D 광원부(250)에 의해 발생되는 패턴을 제거할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 3D 디스플레이 장치(200)의 광원 구동 방법을 상세히 설명하기 위한 흐름도이다.
우선, 3D 디스플레이 장치(200)는 영상을 입력받는다(S810).
그리고, 3D 디스플레이 장치(200)는 현재 3D 디스플레이 장치(200)의 모드가 2D 모드인지 3D 모드인지 여부를 판단한다(S820).
현재 3D 디스플레이 장치(200)의 모드가 2D 모드인 경우, 3D 디스플레이 장치(200)는 현재 입력된 영상을 분석한다(S830). 특히, 3D 디스플레이 장치(200)는 입력된 영상의 밝기 정보(예를 들어, 전체 밝기 평균, 히스토그램, 영역별 밝기 정보 등)를 분석할 수 있다.
그리고, 3D 디스플레이 장치(200)는 분석 결과를 바탕으로 2D 광원부(240) 및 3D 광원부(250)의 PWM 값을 산출한다(S840). 구체적으로, 3D 디스플레이 장치(200)는 입력된 영상의 밝기에 대응되는 2D 광원부(240)의 PWM 값을 산출할 수 있으며, 2D 광원부(240)의 밝기와 3D 광원부(250)의 밝기가 최적의 비율로 동기화되도록 3D 광원부(250)의 PWM 값을 산출할 수 있다.
그리고, 3D 디스플레이 장치(200)는 산출된 PWM 값을 바탕으로 2D 광원부(240) 및 3D 광원부(250)를 구동한다(S850).
그러나, 현재 3D 디스플레이 장치(200)의 모드가 3D 모드인 경우, 3D 디스플레이 장치(200)는 현재 입력된 영상을 분석한다(S860).
그리고, 3D 디스플레이 장치(200)는 분석 결과를 바탕으로 3D 광원부(250)의 PWM 값을 산출한다(S870). 이때, 3D 디스플레이 장치(200)는 입력된 영상의 밝기에 대응되도록 3D 광원부(250)의 PWM 값을 산출할 수 있다.
그리고, 3D 디스플레이 장치(200)는 산출된 PWM 값으로 3D 광원부(250)를 구동하며, 최소 밝기에 대응되는 PWM 값으로 2D 광원부(240)를 구동한다(S880).
상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따라, 3D 디스플레이 장치(300)는 2D 모드로 동작하더라도 3D 디밍이 나타나는 영역에 발생하는 화질 열화 현상을 제거할 수 있게 된다.
한편, 상술한 다양한 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 광원 구동 방법은 프로그램으로 구현되어 디스플레이 장치 또는 입력 장치에 제공될 수 있다. 특히, 디스플레이 장치의 제어 방법을 포함하는 프로그램은 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장되어 제공될 수 있다.
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
110: 액정 표시 패널 120: 2D 광원
130: 제1 도광판　　　　　　　　　　　　 140: 확산판
150: 3D 광원　　　　　　　　　　　　 160: 제2 도광판
170: 시역 분리부 　　　　　　　　　　　　 210,310: 영상 입력부
220,320: 영상 분석부　　　　　　　　　　　 230,330: 제어부
240,340: 2D 광원부　　　　 250,350: 3D 광원부

Claims (16)

  1. 무안경 3D 방식의 디스플레이 장치에 있어서,
    영상을 입력받는 영상 입력부;
    상기 영상 입력부를 통해 입력된 영상을 분석하는 영상 분석부;
    2D 영상을 생성하기 위한 2D 광원부;
    3D 영상을 생성하기 위한 3D 광원부;
    상기 2D 광원부를 제어하기 위한 2D 광원 제어부;
    상기 3D 광원부를 제어하기 위한 3D 광원 제어부; 및
    상기 디스플레이 장치가 2D 모드 동작시, 상기 영상 분석부를 통해 분석된 결과를 바탕으로 상기 2D 광원부 및 상기 3D 광원부를 구동하는 제어부;를 포함하고,
    상기 영상 분석부는,
    상기 2D 모드 동작시, 상기 입력된 영상의 평균 밝기 또는 히스토그램 분석을 통해 3D 광원부의 PWM(Pulse Width Modulation)값을 계산하며,
    상기 3D 광원 제어부는,
    상기 2D 모드 동작시, 상기 영상 분석부를 통해 계산된 3D 광원부의 PWM값을 바탕으로 상기 3D 광원부를 구동하는 디스플레이 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 영상 분석부는,
    상기 2D 모드로 동작시, 상기 2D 광원부 및 상기 3D 광원부의 밝기 비율을 바탕으로 상기 PWM 값을 조절하는 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 영상 분석부는,
    상기 2D 모드 동작시, 상기 입력된 영상의 영역별 밝기값을 분석하여 3D 광원부의 영역별 PWM 값을 계산하며,
    상기 3D 광원 제어부는,
    상기 2D 모드 동작시, 상기 영상 분석부를 통해 계산된 상기 3D 광원부의 영역별 PWM 값을 바탕으로 상기 3D 광원부를 영역별로 구동하는 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 영상 분석부는,
    상기 디스플레이 장치가 3D 모드로 동작시, 상기 2D 광원부가 출력하는 밝기값을 최소로 하는 PWM 값을 상기 2D 광원 제어부로 출력하고,
    상기 2D 광원 제어부는,
    상기 디스플레이 장치가 3D 모드로 동작시, 상기 2D 광원부가 출력하는 밝기값을 최소로 하는 PWM 값을 바탕으로 상기 2D 광원을 구동하는 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 영상 분석부는,
    상기 디스플레이 장치가 일부 영역에서만 3D 모드로 동작하는 경우, 상기 일부 영역에 대한 PWM 값과 상기 일부 영역을 제외한 나머지 영역에 대한 PWM 값을 상이하게 조절하고,
    상기 3D 광원 제어부는,
    상기 일부 영역에 대한 PWM값과 상기 나머지 영역에 대한 PWM값을 바탕으로 상기 3D 광원부를 구동하는 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    사용자에 의해 설정된 밝기 파라미터 정보를 획득하고, 상기 영상 분석부를 통해 분석된 결과 및 상기 밝기 파라미터 정보를 바탕으로 상기 2D 광원부 및 3D 광원부를 구동하는 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 3D 광원부는, 상하 방향의 광원을 포함하며,
    상기 2D 광원부는, 좌우 방향 또는 직하 방향의 광원을 포함하는 디스플레이 장치.
  9. 2D 영상을 생성하기 위한 2D 광원부 및 3D 영상을 생성하기 위한 3D 광원부를 포함하는 무안경 3D 방식의 디스플레이 장치의 광원 구동 방법에 있어서,
    영상을 입력받는 단계;
    상기 입력된 영상을 분석하는 단계;
    상기 디스플레이 장치가 2D 모드 동작시, 상기 입력된 영상의 분석 결과를 바탕으로 상기 2D 광원부 및 상기 3D 광원부를 구동하는 단계;를 포함하고,
    상기 분석하는 단계는,
    상기 2D 모드 동작시, 상기 입력된 영상의 평균 밝기 또는 히스토그램 분석을 통해 3D 광원부의 PWM(Pulse Width Modulation)값을 계산하며,
    상기 구동하는 단계는,
    상기 2D 모드 동작시, 상기 3D 광원부의 PWM값을 바탕으로 상기 3D 광원부를 구동하는, 광원 구동 방법.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서,
    상기 분석하는 단계는,
    상기 2D 모드로 동작시, 상기 2D 광원부 및 상기 3D 광원부의 밝기 비율을 바탕으로 상기 PWM 값을 조절하는 광원 구동 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 분석하는 단계는,
    상기 2D 모드 동작시, 상기 입력된 영상의 영역별 밝기값을 분석하여 3D 광원부의 영역별 PWM 값을 계산하며,
    상기 구동하는 단계는,
    상기 2D 모드 동작시, 상기 3D 광원부의 영역별 PWM 값을 바탕으로 상기 3D 광원부를 영역별로 구동하는 광원 구동 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 분석하는 단계는,
    상기 디스플레이 장치가 3D 모드로 동작시, 상기 2D 광원부가 출력하는 밝기값을 최소로 하는 PWM 값을 계산하고,
    상기 구동하는 단계는,
    상기 디스플레이 장치가 3D 모드로 동작시, 상기 2D 광원부가 출력하는 밝기값을 최소로 하는 PWM 값을 바탕으로 상기 2D 광원을 구동하는 광원 구동 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 분석하는 단계는,
    상기 디스플레이 장치가 일부 영역에서만 3D 모드로 동작하는 경우, 상기 일부 영역에 대한 PWM 값과 상기 일부 영역을 제외한 나머지 영역에 대한 PWM 값을 상이하게 조절하고,
    상기 구동하는 단계는,
    상기 일부 영역에 대한 PWM값과 상기 나머지 영역에 대한 PWM값을 바탕으로 상기 3D 광원부를 구동하는 광원 구동 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    사용자에 의해 설정된 밝기 파라미터 정보를 획득하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 구동하는 단계는,
    상기 분석 결과 및 상기 밝기 파라미터 정보를 바탕으로 상기 2D 광원부 및 3D 광원부를 구동하는 광원 구동 방법.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 3D 광원부는, 상하 방향의 광원을 포함하며,
    상기 2D 광원부는, 좌우 방향 또는 직하 방향의 광원을 포함하는 광원 구동 방법.
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