KR102334031B1 - 무안경 입체영상표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 무안경 입체영상표시장치 및 그 구동방법은 아이-트랙킹(eye tracking)을 통해 사용자(user)의 수를 파악하여 사용자의 수에 따라 스위처블 3D 필터의 개구를 제어하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라 사용자의 수에 따라 적절한 입체영상을 제공하는 한편, 1인 사용자가 시청하는 경우에는 다수 사용자를 위한 멀티 뷰(multi view) 영상을 2뷰 영상으로 변환시킴으로서 입체영상표시장치의 해상도 및 휘도를 향상시키는 효과를 제공한다.

Description

무안경 입체영상표시장치 및 그 구동방법{AUTOSTEREOSCOPIC 3D DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 입체영상표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안경을 착용하지 않는 방식의 무안경 입체영상표시장치 및 그 구동방법에 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 영상패널 전방에 설치하는 렌티큘러 렌즈 방식과 패러렉스 배리어(parallax barrier) 방식이 있다.

도 1은 일반적인 패러렉스 배리어 방식의 입체영상표시장치의 개념을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 일반적인 패러렉스 배리어 방식의 입체영상표시장치는 좌, 우안용 영상을 동시에 표시하는 영상패널(image panel)(40) 및 영상패널(40)의 전면(前面)에 배치된 배리어 셀(20)로 구성된다.

영상패널(40)에는 좌안용 영상을 표시하는 좌안 화소(L)와 우안용 영상을 표시하는 우안 화소(R)가 번갈아 정의되어 있고, 영상패널(40)과 사용자(user)(30) 사이에 배리어 셀(20)이 배치된다.

배리어 셀(20)은 패러렉스 배리어로 불리는 가느다란 배리어(barrier)(21) 사이에 슬릿(slit)(22)이 형성되어 배리어 셀(20)을 통해 좌, 우안 영상이 분리되어 동시에 표시되게 된다.

이에 따라 영상패널(40)의 좌안 화소(L)에 표시되는 좌안용 영상은 배리어 셀(20)의 슬릿(22)을 거쳐 사용자(30)의 좌안에 도달되고, 영상패널(40)의 우안 화소(R)에 표시되는 우안용 영상은 배리어 셀(20)의 슬릿(22)을 거쳐 사용자(30)의 우안에 도달되는데, 이때 좌, 우안용 영상에는 각각 인간이 감지 가능한 시차(視差)를 고려한 별개의 영상이 담겨 있고, 사용자(30)는 이 2가지 영상을 결합하여 3D 영상을 인식하게 된다.

이러한 무안경 입체영상표시장치는 좌우 영상을 볼 수 있는 2뷰(view)로 구동될 수 있는데, 이 경우 좌우 영상이 바뀌어 보이는 역입체시의 확률이 높아 텔레비전(television)과 같은 다수 사용자를 위한 디스플레이에는 멀티 뷰(multi view)로 영상을 구동하게 된다.

2뷰의 경우 최적 시청거리(Optimal Viewing Distance; OVD)에서 역입체시의 경우가 50%의 확률로 존재한다.

전술한 멀티 뷰 구동은 좌우 영상들이 정상적으로 도달하는 뷰잉 다이아몬드(viewing diamond)를 다수 생성하여 역입체시 영역을 줄이는 장점이 있지만, 해상도와 휘도가 단안 기준으로 1/(멀티 뷰 개수)로 낮아지는 단점이 있다.

즉, 디스플레이의 휘도는 각 서브-화소들의 빛이 눈으로 조사될 때의 총합으로 나타낼 수 있다. 하지만, 무안경 입체영상표시장치의 경우에는 좌안과 우안에 다른 영상을 보여주기 위해 빛의 방향성을 조절하게 된다. 따라서, 단안에 보이는 서브-화소의 개수가 디스플레이 전체의 서브-화소의 개수보다 작으며, 이에 따라 단안 기준으로 해상도와 휘도가 감소하게 된다.

특히, 다수 사용자를 위한 멀티 뷰는 뷰의 개수만큼 해상도와 휘도가 감소하게 된다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 사용자의 수에 따라 적절한 입체영상을 제공하며, 입체영상의 3D 크로스토크의 저하 없이 해상도와 휘도를 향상시키도록 한 무안경 입체영상표시장치 및 그 구동방법을 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 무안경 입체영상표시장치는 멀티 뷰의 입력 데이터를 표시하는 영상패널, 영상패널의 전면에 배치되며, 투과부와 차단부로 이루어져 입력 데이터의 광축을 분리하여 입체영상을 구현하는 3D 필터 및 영상패널에 구비되어 사용자의 수 및 위치를 수집하는 영상수집부를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 무안경 입체영상표시장치는 영상수집부를 통해 수집된 사용자의 수에 따라 3D 필터의 투과부와 차단부의 위치 및 투과부의 개수를 제어하는 3D 필터 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 무안경 입체영상표시장치는 사용자의 수에 따라 매핑된 입력 데이터를 영상패널에 공급하는 타이밍 컨트롤러를 추가로 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 무안경 입체영상표시장치는 1인 사용자가 시청하는 경우에는 멀티 뷰의 입력 데이터를 2뷰의 입력 데이터로 변환하여 타이밍 컨트롤러에 공급하는 한편, 3D 필터의 구동을 제어하기 위한 제어용 데이터를 생성하여 3D 필터 제어부로 공급하는 멀티 뷰 영상변환부를 추가로 포함할 수 있다.

3D 필터는 제 1 필름, 제 1 필름의 하부면에 구비된 제 1 선편광자, 제 1 필름의 상부면에 구비된 분할전극들, 제 1 필름과 이격 대향하는 제 2 필름, 제 2 필름의 상부면에 구비된 제 2 선편광자, 제 2 필름의 하부면에 구비된 전면전극 및 제 1 필름과 제 2 필름 사이에 위치하는 액정층을 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 3D 필터는 3D 필터 제어부의 제어 하에 분할전극들에 서로 다른 전압이 공급되어, 영상패널에 표시된 입력 데이터를 투과시키는 투과부와 차단시키는 차단부를 구현하며, 반복적으로 배치된 다수의 투과부와 차단부는 세트를 구성할 수 있다.

이때, 다수의 사용자가 시청할 경우, 3D 필터의 하나의 세트에는 하나의 투과부가 구성될 수 있다.

또는, 1인의 사용자가 시청할 경우, 3D 필터의 하나의 세트에는 2개 이상의 투과부가 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무안경 입체영상표시장치의 구동방법은 영상수집부를 통해 사용자의 수 및 시청위치를 수집하는 단계, 수집된 사용자의 수를 바탕으로 사용자가 2인 이상의 다수인지 1인인지 판단하는 단계, 수집된 사용자의 수 및 시청위치에 대응하여 멀티 뷰의 입력 데이터를 맵핑하는 단계 및 수집된 사용자의 수 및 시청위치에 대응하여 3D 필터 제어부를 통해 3D 필터를 제어함과 더불어 매핑된 멀티 뷰의 입력 데이터를 영상패널을 통해 출력하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 3D 필터 제어부는 영상수집부에 수집된 사용자의 수에 따라 3D 필터의 투과부와 차단부의 위치 및 투과부의 개수를 제어할 수 있다.

이때, 호스트 시스템을 통해 사용자가 1인인 경우 2뷰로 구동되는 제 1 뷰 모드로 설정하고, 사용자가 2인 이상의 다수인 경우 멀티 뷰(3뷰 이상)로 구동되는 제 2 뷰 모드로 설정할 수 있다.

이때, 제 1 뷰 모드로 설정된 경우에는 멀티 뷰의 입력 데이터를 2뷰의 입력 데이터로 변환하여 타이밍 컨트롤러로 공급하는 반면, 제 2 뷰 모드로 설정된 경우에는 멀티 뷰의 입력 데이터를 수집된 사용자의 수 및 시청위치에 따라 맵핑하여 타이밍 컨트롤러로 공급할 수 있다.

제 1 모드로 설정된 경우에는 2뷰에 대한 구동 전압 추출 과정을 실시하고, 3D 필터의 투과부와 차단부를 영상패널에 표시된 2뷰 영상에 대응하여 조절할 수 있다.

이때, 3D 필터 제어부는 3D 필터에 하나의 세트당 2뷰 영상만 투과시키는 2개 이상의 개구부와 나머지를 차단시키는 차단부로 제어할 수 있다.

또는. 제 2 모드로 설정되는 경우에는 다수의 뷰에 대한 구동 전압 추출 과정을 실시하고, 3D 필터의 개구부와 차단부를 영상패널에 표시된 다수개의 멀티 뷰 영상에 대응하여 조절할 수 있다.

이때, 3D 필터 제어부는 3D 필터에 하나의 세트당 다수개의 멀티 뷰 영상을 투과시키는 하나의 개구부와 나머지를 차단시키는 차단부로 제어할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 무안경 입체영상표시장치 및 그 구동방법은 아이-트랙킹(eye tracking)을 통해 사용자(user)의 수를 파악하여 사용자의 수에 따라 스위처블 3D 필터의 개구를 제어하는 것을 특징으로 한다.

이에 따라 사용자의 수에 따라 적절한 입체영상을 제공하는 한편, 1인 사용자가 시청하는 경우에는 다수 사용자를 위한 멀티 뷰(multi view) 영상을 2뷰 영상으로 변환시킴으로서 입체영상표시장치의 해상도 및 휘도를 향상시키는 효과를 제공한다.

도 1은 일반적인 패러렉스 배리어 방식의 입체영상표시장치의 개념을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무안경 입체영상표시장치의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도.
도 3은 도 2에 도시된 영상패널의 서브-화소 구조를 예시적으로 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무안경 입체영상표시장치의 구동방법을 순차적으로 보여주는 흐름도.
도 5는 다수의 사용자가 시청하는 경우에 있어, 3D 필터의 구동을 설명하기 위한 단면도.
도 6은 다수의 사용자가 시청하는 경우에 있어, 무안경 입체영상표시장치의 구동을 예시적으로 보여주는 도면.
도 7은 1인의 사용자가 시청하는 경우에 있어, 3D 필터의 구동을 설명하기 위한 단면도.
도 8은 1인의 사용자가 시청하는 경우에 있어, 무안경 입체영상표시장치의 구동을 예시적으로 보여주는 도면.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 무안경 입체영상표시장치 및 그 구동방법의 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 2는 본 발명의 실시예에 따른 무안경 입체영상표시장치의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.

그리고, 도 3은 도 2에 도시된 영상패널의 서브-화소 구조를 예시적으로 보여주는 도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 무안경 입체영상표시장치는 크게 영상패널(110), 영상패널 구동부(111, 112), 3D 필터(120), 3D 필터 제어부(116), 3D 필터 구동부(117), 타이밍 컨트롤러(113) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 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 영상패널(110)을 액정표시장치로 구성한 경우를 예시하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

이때, 영상패널(110)에는 적, 녹 및 청색을 표시하는 다수의 서브-픽셀들이 형성되어 있으며, 이러한 서브-픽셀들은 3D 필터(120)와 작용하여 입체영상을 표시하기 위해, 좌안영상과 우안영상을 표시하는 좌안픽셀과 우안픽셀이 구분되어 있다.

일 예로, 영상패널(110)을 액정표시장치로 구성하는 경우, 본 발명은 액정표시장치의 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, 수직배향(Vertical Alignment; VA) 모드 등에 상관없이 적용 가능하다.

이때, 도시하지 않았지만, 영상패널(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 서브-화소(SPr, SPg, SPb)를 정의하는 다수의 게이트라인(G1, G2, G3,..., Gn)과 데이터라인(D1, D2, D3,..., Dm), 게이트라인(G1, G2, G3,..., Gn)과 데이터라인(D1, D2, D3,..., Dm)의 교차영역에 형성된 스위칭소자인 박막 트랜지스터(TFT) 및 서브-화소(SPr, SPg, SPb)에 형성된 화소전극으로 이루어져 있다.

박막 트랜지스터(TFT)는 게이트라인(G1, G2, G3,..., Gn)에 연결된 게이트전극, 데이터라인(D1, D2, D3,..., Dm)에 연결된 소오스전극 및 화소전극에 전기적으로 접속된 드레인전극으로 구성되어 있다.

또한, 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트전극과 소오스/드레인전극 사이의 절연을 위한 게이트절연막 및 게이트전극에 공급되는 게이트 전압에 의해 소오스전극과 드레인전극 간에 전도채널(conductive channel)을 형성하는 액티브층을 포함한다.

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.

이와 같이 구성되는 영상패널(110)은 타이밍 컨트롤러(113)의 제어 하에 영상을 표시한다.

영상패널(110)은 타이밍 컨트롤러(113)의 제어 하에 2D 모드에서 2D 영상을 표시하고, 3D 모드에서 멀티 뷰 영상을 표시할 수 있다.

입체영상의 뷰는 사용자의 양안 간격만큼 카메라들을 이격하고 객체에 대한 이미지를 촬영하여 생성할 수 있다. 일 예로, 9대의 카메라를 이용하여 객체를 촬영하는 경우, 영상패널(110)은 9뷰의 입체영상을 표시할 수 있다.

영상패널 구동부(111, 112)는 영상패널(110)의 데이터라인(D1, D2, D3,..., Dm)에 2D/3D 영상의 데이터전압들을 공급하기 위한 데이터 구동부(111)와 영상패널(110)의 게이트라인(G1, G2, G3,..., Gn)들에 스캔 펄스(또는 게이트 펄스)를 순차적으로 공급하기 위한 게이트 구동부(112)를 포함한다. 영상패널 구동부(111, 112)는 3D 모드에서 멀티 뷰 영상 데이터 포맷의 데이터로 입력된 좌안 및 우안 영상 데이터를 영상패널(110)의 서브-픽셀들에 공간적으로 분산하여 기입한다.

이때, 도시하지 않았지만, 호스트 시스템(115)에 연결되는 영상수집부는 센서 및 카메라를 이용하여 사용자의 수와 거리, 사용자의 양안 위치 등의 사용자 정보를 감지하여 그 결과를 디지털 데이터로 변화하여 호스트 시스템(115)이나 타이밍 컨트롤러(113)에 공급한다.

호스트 시스템(115)이나 타이밍 컨트롤러(113)는 공급받은 사용자 정보에 따라 3D 필터(120)의 구동을 제어하기 위한 제어용 데이터를 생성하여 3D 필터 제어부(116)로 공급한다.

타이밍 컨트롤러(113)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.

즉, 타이밍 컨트롤러(113)는 멀티 뷰 영상 변환부(114)(또는 호스트 시스템(115))로부터 입력받은 영상 데이터와 타이밍 신호들에 기초하여 소정의 프레임 주파수로 영상패널(110)을 구동시키고, 소정의 프레임 주파수를 기준으로 게이트 구동부 제어신호(GCS), 데이터 구동부 제어신호(DCS)를 발생할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(113)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(111)를 제어하기 위한 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(112)를 제어하기 위한 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.

데이터 구동부(112)는 다수의 소스 드라이브 IC를 포함한다. 소스 드라이브 IC들은 타이밍 컨트롤러(113)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 영상패널(110)의 데이터라인(D1, D2, D3,..., Dm)들에 공급된다.

게이트 구동부(111)는 하나 이상의 게이트 드라이브 IC를 포함한다. 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(113)의 제어 하에 데이터 전압에 동기되는 게이트 펄스를 영상패널(110)의 게이트라인(G1, G2, G3,..., Gn)들에 순차적으로 공급한다.

특히, 본 발명에 따른 타이밍 컨트롤러(113)는 영상수집부를 통해 검출된 사용자의 수에 따라 적절한 뷰의 입체영상을 제공하는 한편, 1인 사용자가 시청하는 경우에는 다수 사용자를 위한 멀티 뷰 영상을 2뷰 영상으로 변환하는 역할을 수행할 수 있다. 이에 따라 입체영상표시장치의 해상도 및 휘도를 향상시키는 효과를 제공한다.

이러한 타이밍 컨트롤러(113)와 호스트 시스템(115) 사이에는 멀티 뷰 영상변환부(114)가 설치될 수 있다. 멀티 뷰 영상변환부(114)는 3D 모드에서 호스트 시스템(115)으로부터 입력되는 3D 영상의 좌안 및 우안 영상 데이터를 사용자 정보를 바탕으로 멀티 뷰 영상 데이터 포맷으로 재 정렬하여 타이밍 컨트롤러(113)에 전송한다.

즉, 멀티 뷰 영상변환부(114)는 3D 모드에서 2D 영상 데이터가 입력되면 미리 설정된 2D-3D 영상 변환 알고리즘을 실행하여 2D 영상 데이터로부터 좌안 및 우안 영상 데이터를 생성하고, 그 데이터들을 멀티 뷰 영상 데이터 포맷으로 재 정렬하여 타이밍 컨트롤러(113)에 전송한다.

호스트 시스템(115)은 TV(television) 시스템, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(personal computer), 홈 시어터 시스템, 폰 시스템 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 호스트 시스템(115)은 스케일러(scaler)를 이용하여 2D/3D 입력 영상의 디지털 비디오 데이터를 영상패널(110)의 해상도에 맞는 포맷으로 변환하고, 그 데이터와 함께 타이밍 신호를 타이밍 컨트롤러(113)로 전송한다.

호스트 시스템(115)은 2D 모드에서 2D 영상을 타이밍 컨트롤러(113)에 공급하는 한편, 3D 모드에서 3D 영상 또는 2D 영상 데이터를 멀티 뷰 영상변환부(114)에 공급한다. 호스트 시스템(115)은 유저 인터페이스(User Interface; UI)(미도시)를 통해 입력되는 사용자 데이터에 응답하여 타이밍 컨트롤러(113)에 모드 신호를 전송하여 무안경 입체표시장치의 동작 모드를 2D 모드와 3D 모드에서 스위칭 할 수 있다. 유저 인터페이스는 키패드, 키보드, 마우스, 온 스크린 디스플레이(On Screen Display, OSD), 리모트 컨트롤러, 그래픽 유저 인터페이스(Graphic User Interface; GUI), 터치 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.

즉, 호스트 시스템(115)은 LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 인터페이스, TMDS(Transition Minimized Differential Signaling) 인터페이스 등의 인터페이스를 통해 영상 데이터와 타이밍신호들 등을 멀티 뷰 영상변환부(114)에 공급한다. 호스트 시스템(115)은 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 포함하는 3D 영상 데이터를 멀티 뷰 영상변환부(114)에 공급한다. 전술한 바와 같이 타이밍신호들은 수직동기신호, 수평동기신호, 데이터 인에이블 신호(Data Enable), 도트 클럭 등을 포함한다.

호스트 시스템(115)은 영상수집부로부터 사용자 정보를 입력받고, 사용자 정보에 따라 최적 뷰의 수를 산출한다. 호스트 시스템(115)은 최적 뷰의 수에 따른 뷰 제어신호를 생성하여 멀티 뷰 영상변환부(114)에 공급한다. 호스트 시스템(115)은 사용자 정보의 사용자 수를 입력 어드레스로 받고, 해당 입력 어드레스에 저장된 뷰의 수를 출력하는 룩업테이블을 이용하여 뷰 제어신호를 생성할 수 있다.

이때, 전술한 바와 같이 1인 사용자가 시청하는 경우로 판단될 때에는 다수 사용자를 위한 멀티 뷰 영상을 2뷰 영상으로 변환하여 타이밍 컨트롤러(113)에 공급하는 한편, 3D 필터(120)의 구동을 제어하기 위한 제어용 데이터를 생성하여 3D 필터 제어부(116)로 공급한다.

다음으로, 3D 필터(120)는 이미지의 경로를 광학적으로 분리하는 매개체로서, 영상패널(110)의 좌안픽셀과 우안픽셀로부터 출력된 좌안영상과 우안영상을 투과시키거나 차단시키기 위한 광투과 영역과 광차단 영역을 형성하는 기능을 수행한다.

이러한 3D 필터(120)는 렌티큘러 렌즈 또는 배리어와 같이 기 공지되어 있는 기술들을 이용하여 다양하게 구성될 수 있다. 렌티큘러 렌즈와 배리어는 액정패널을 이용하여 전기적으로 제어되는 스위처블 렌즈(switchable lens)나 스위처블 배리어(switchable barrier)로 구현될 수 있다. 본원 출원인은 미국출원 13/077565, 미국출원 13/325272, 대한민국 출원 10-2010-0030531 등을 통해 스위처블 렌즈나 스위처블 배리어를 제안한 바 있다.

3D 필터 구동부(117)는 타이밍 컨트롤러(113)의 제어 하에 3D 필터 제어부(116)를 통해 3D 모드에서 영상패널(110)의 픽셀 어레이에 기입되는 영상 데이터와 동기되어 스위처블 렌즈나 스위처블 배리어로 이루어진 스위처블 3D 필터(120)를 시프트(shift)시킬 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이 본 발명에서는 아이-트랙킹을 이용하여 사용자의 수를 파악한 후에 사용자의 수에 따라 적절한 입체영상을 제공하는 한편, 1인 사용자가 시청하는 경우에는 다수 사용자를 위한 멀티 뷰 영상을 2뷰 영상으로 변환하여 스위처블 3D 필터를 제어함으로서 입체영상표시장치의 해상도 및 휘도를 향상시킬 수 있는데, 이를 다음의 본 발명에 따른 무안경 입체영상표시장치의 구동방법을 통해 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무안경 입체영상표시장치의 구동방법을 순차적으로 보여주는 흐름도이다.

전술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 무안경 입체영상표시장치에는 영상수집부, 호스트 시스템, 멀티 뷰 영상 변환부, 타이밍 컨트롤러, 3D 필터 구동부 및 3D 필터가 구비된다.

멀티 뷰 영상변환부는 호스트 시스템으로부터 영상 데이터(RGB), 모드 신호(MODE) 및 뷰 제어신호(Cview)를 입력받는다. 이때, 멀티 뷰 영상변환부는 모드 신호(MODE)에 따라 2D 모드인지 3D 모드인지를 판단할 수 있다(S110).

이때, 멀티 뷰 영상변환부는 2D 모드 신호(MODE)가 입력되는 경우, 입력된 2D 영상 데이터를 변환하지 않고 그대로 타이밍 컨트롤러로 출력한다. 그리고, 3D 필터를 전체적으로 오프(off) 구동하여 2D 영상을 구현한다(S155).

반면에, 멀티 뷰 영상변환부는 3D 모드 신호(MODE)가 입력되는 경우, 입력된 2D 영상 데이터를 3D 영상 데이터로 변환하여 타이밍 컨트롤러로 출력하는데, 이를 위해 영상수집부를 통해 사용자의 수 및 시청위치 등의 사용자 정보를 검출한다(S120).

일 예로, 영상수집부에 의한 아이-트랙킹(eye tracking) 알고리즘은 다음과 같다. 본원 출원인은 대한민국 출원 10-2013-0038815 등을 통해 아이-트랙킹 알고리즘을 제안한 바 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

우선, 카메라를 통해 촬영된 입력 영상으로부터 사용자의 수 및 사용자의 얼굴을 검출한다. 예를 들면, 하르 분류기(Haar Classifier) 등과 같은 얼굴 검출 방법을 이용하여 입력 영상으로부터 사용자의 얼굴을 검출한다.

이후, 검출된 사용자의 얼굴에서 눈 중심 좌표, 즉 좌안과 우안 사이의 중심 좌표를 검출한다. 예를 들면, AAM(Active Appearance Model) 등과 같은 눈 모델을 이용하여 좌안 및 우안과 같은 초기의 특징점들을 선정한 다음, EBGM 모델 등을 통해 최종 특징점인 눈 중심 좌표를 검출한다.

이후, 검출된 눈 중심 좌표를 이용하여 눈을 이용한 거리 모델에 적용하여 사용자의 눈 위치 정보를 산출한다. 사용자의 눈 위치 정보는 입체영상표시장치의 중심점을 기준으로 한 X, Y, Z 좌표 값으로 산출된다.

다음으로, 3D 영상 데이터를 획득한다. 이때, 3D 영상 데이터는 사이드 바이 사이드(side by side), 탑 바텀(top bottom) 등의 좌, 우안 영상으로 획득할 수 있다.

이때, 3D 영상 데이터를 먼저 획득한 이후 사용자의 수 및 시청위치를 검출할 수 있다.

다음으로, 검출된 사용자 정보를 이용하여 사용자가 2인 이상의 다수인지 1인인지 판단한다(S130).

다음으로, 사용자의 수 및 시청위치에 대응하여 3D 영상 데이터를 맵핑한다(S140, S145). 사용자의 수 및 시청위치에 대응하여 3D 영상 데이터를 맵핑하는 과정은 멀티 뷰 영상 변환부의 영상처리 과정에 의해 이루어진다.

이때, 사용자의 수가 1명인 경우 2뷰로 구동되는 제 1 뷰 모드로 설정되고, 사용자의 수가 2명 이상인 경우 멀티 뷰(3뷰 이상)로 구동되는 제 2 뷰 모드로 설정될 수 있다.

전술한 호스트 시스템에는 뷰 신호 생성부 및 영상 공급부가 포함될 수 있다. 뷰 신호 생성부는 영상수집부를 통해 사용자의 수 및 시청위치가 검출되면 이에 대응하여 뷰의 수 및 뷰의 위치 신호를 생성한다. 즉, 검출된 사용자 정보를 통해 제 1 뷰 모드로 설정되는 경우 뷰 신호 생성부는 2뷰 신호를 생성하는 한편, 제 2 뷰 모드로 설정되는 경우 뷰 신호 생성부는 사용자의 수에 대응하여 3뷰 이상의 뷰 신호를 생성한다.

멀티 뷰 영상 변환부에는 신호 판단부, 영상 룩업테이블 및 영상 데이터 맵핑부가 포함될 수 있다. 영상 룩업테이블에는 뷰의 수 및 뷰의 위치 신호 중 뷰의 수별로 영상 데이터를 재구성하는 영상 데이터 맵이 저장된다. 신호 판단부는 뷰의 수 및 뷰의 위치 신호에 대응하여 영상 룩업테이블에 저장된 데이터 맵을 추출한다. 영상 데이터 맵핑부는 신호 판단부에 의해 추출된 영상 데이터 맵을 이용하여 타이밍 컨트롤러에 공급할 멀티 뷰 영상 데이터를 맵핑한다.

이와 같이 멀티 뷰 영상 변환부는 3D 모드에서 제 1 뷰 모드로 설정된 경우에는 입력된 영상 데이터를 2뷰의 영상 데이터로 변환하여 타이밍 컨트롤러로 공급하는 반면, 3D 모드에서 제 2 뷰 모드로 설정된 경우에는 입력된 영상 데이터를 멀티 뷰의 영상 데이터로 변환하여 타이밍 컨트롤러로 공급한다.

다음으로, 사용자의 수 및 시청위치에 대응하여 3D 필터 제어부를 통해 3D 필터 구동부와 3D 필터를 제어함과 더불어 제 1 모드와 제 2 모드의 모드별로 매핑된 3D 영상 데이터를 영상패널을 통해 출력한다(S150).

이때, 본 발명에서는 제 1 모드로 설정되는 경우, 3D 필터의 배리어 한 세트(set)당 적어도 2개 이상의 투과부를 형성하여 서브-화소들의 빛, 즉 2뷰의 영상 데이터를 1인의 양안으로 모아주는 것을 특징으로 한다. 이러한 3D 필터의 제어를 통해 입체영상표시장치는 2뷰와 같은 특성을 나타내게 되며, 이에 따라 휘도와 해상도가 멀티 뷰 대비 상승하는 효과가 있다.

전술한 3D 필터 구동부에는 구동 전압 제어부, 필터 룩업테이블 및 구동 전압 공급부가 포함될 수 있다.

필터 룩업테이블에는 뷰의 수 및 뷰의 위치 신호별로 구분된 구동 전압 데이터가 저장된다. 구동 전압 제어부는 뷰의 수 및 뷰의 위치 신호에 대응하여 필터 룩업테이블에 저장된 구동 전압 데이터를 추출한다. 구동 전압 공급부는 구동 전압 제어부에 의해 추출된 구동 전압 데이터를 이용하여 3D 필터에 공급할 구동 전압을 달리한다.

일례로, 제 1 모드로 설정되는 경우, 3D 필터 구동부는 1인의 뷰에 대한 구동 전압 추출 과정을 실시한다. 그리고, 3D 필터 구동부는 3D 필터의 투과부와 차단부를 영상패널에 표시된 2뷰 영상에 대응하여 조절한다. 이에 따라, 3D 필터에는 배리어 한 세트당 2뷰 영상만 투과시키는 적어도 2개 이상의 개구부와 나머지를 차단시키는 차단부로 제어된다.

반면에, 제 2 모드로 설정되는 경우, 3D 필터 구동부는 다수의 뷰에 대한 구동 전압 추출 과정을 실시한다. 그리고, 3D 필터 구동부는 3D 필터의 개구부와 차단부를 영상패널에 표시된 다수개의 멀티 뷰 영상에 대응하여 조절한다. 이에 따라, 3D 필터에는 배리어 한 세트당 다수개의 멀티 뷰 영상만 투과시키는 하나의 개구부와 나머지를 차단시키는 차단부로 제어된다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 무안경 입체영상표시장치에 적용할 수 있는 3D 필터의 구조를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 5는 다수의 사용자가 시청하는 경우에 있어, 3D 필터의 구동을 설명하기 위한 단면도이며, 도 6은 이때의 무안경 입체영상표시장치의 구동을 예시적으로 보여주는 도면이다.

그리고, 도 7은 1인의 사용자가 시청하는 경우에 있어, 3D 필터의 구동을 설명하기 위한 단면도이며, 도 8은 이때의 무안경 입체영상표시장치의 구동을 예시적으로 보여주는 도면이다.

이때, 도 5 내지 도 8에는 3D 필터로 스위처블 배리어 필터를 사용하는 경우를 예를 들어 보여주고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 3D 필터로 액정렌즈 필터 또는 스위처블 배리어 필터와 액정렌즈 필터가 혼합된 하이브리드 필터를 적용할 수도 있다.

전술한 바와 같이 3D 필터는 좌, 우안 영상을 나누어주는 역할을 수행하고 있으며, 3D 필터로부터 최적 시청거리 d에는 좌, 우안 각각으로 좌, 우안에 해당되는 영상들이 정상적으로 도달하는 다이아몬드 형태의 뷰잉 다이아몬드(정시영역)가 형성되어 있다.

즉, 3D 필터는 영상패널의 각 서브-픽셀로부터 나온 광을 최종 사용자의 좌, 우안으로 다른 이미지 그룹이 들어오게 하여 최적 시청거리 d에 시청영역을 형성한다. 이 모습이 대게 다이아몬드 형태이기 때문에 뷰잉 다이아몬드라 한다.

뷰잉 다이아몬드의 하나의 폭은 사용자의 양안 간격 크기로 형성되는데, 이는 사용자의 좌안과 우안에 각각 시차가 있는 영상을 입력함으로써 입체영상으로 인식하게 하기 위함이다.

이때, 각 뷰잉 다이아몬드에는 대응되는 영상패널의 서브-픽셀의 뷰 데이터, 즉 이미지가 형성된다.

뷰 데이터는 양안 간격의 기준만큼 떨어진 카메라에서 촬영된 영상을 의미한다. 예를 들어, 9뷰로 구성된 경우, 9대의 카메라에서 촬영된 영상이 뷰잉 다이아몬드에 각각 첫 번째 뷰부터 9번째 뷰까지 순차적으로 적용이 되며, 첫 번째 뷰 대비 두 번째 뷰가 상대적으로 오른쪽이나 왼쪽에 위치하며, 방향성을 가진다. 뷰잉 다이아몬드는 해당 뷰 데이터가 반영되어 반복적으로 형성된다.

도 5 내지 도 8을 참조하면, 3D 필터(120)는 3D 모드에서 영상패널(110)로부터 발생한 빛을 투과시키는 투과부(TA)들과 차단시키는 차단부(NTA)들을 갖는 스위처블 배리어 필터로 선택될 수 있다.

스위처블 배리어 필터는 뷰의 수 신호에 따라 하나의 세트(S)당 투과부(TA)들 및 차단부(NTA)들의 수가 결정되고, 뷰의 위치 신호에 따라 투과부(TA)들 및 차단부(NTA)들의 위치가 가변 된다.

이를 위해, 스위처블 배리어 필터는 제 1 필름(121), 제 1 필름(121)과 이격 대향하는 제 2 필름(126) 및 제 1 필름(121)과 제 2 필름(126) 사이에 위치하는 액정층(123)을 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 제 1 필름(121)의 하부면에는 제 1 선편광자(127)가 구비되며, 제 1 필름(121)의 상부면에는 분할전극(122)들이 형성된다.

제 2 필름(126)의 상부면에는 제 2 선편광자(128)가 구비되며, 제 2 필름(126)의 하부면에는 전면전극(124)이 형성된다.

일 예로, 다수의 사용자가 멀티 뷰 영상을 시청할 경우, 스위처블 배리어 필터는 도 5에 도시된 바와 같은 형태의 투과부(TA)들과 차단부(NTA)들을 형성한다. 이 경우 스위처블 배리어 필터의 하나의 세트(S)당 하나의 투과부(TA)가 형성된다. 이를 위해 투과부(TA)들에 대응되는 분할전극(122)들에는 제 1 전압(V1)이 공급되고 차단부(NTA)들에 대응되는 분할전극(122)들에는 제 2 전압(V2)이 공급된다. 여기서, 제 1 전압(V1)과 제 2 전압(V2)은 액정층(123)의 배열 상태에 따라 다를 수 있으나 기본적으로 이들에 걸리는 전압은 상이하다.

이에 따라 다수의 사용자는 일 예로, 도 6에 도시된 바와 같이 4뷰의 영상을 시청할 수 있게 된다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 다수의 사용자는 3뷰 이상의 멀티 뷰를 시청할 수 있다.

이와 달리, 1인의 사용자가 2뷰 영상을 시청할 경우, 스위처블 배리어 필터는 도 7에 도시된 바와 같은 형태의 투과부(TA)들과 차단부(NTA)들을 형성한다. 이 경우 스위처블 배리어 필터의 하나의 세트(S)당 2개의 투과부(TA)가 형성된다. 이를 위해, 투과부(TA)들에 대응되는 분할전극(122)들에는 제 1 전압(V1)이 공급되고 차단부(NTA)들에 대응되는 분할전극(122)들에는 제 2 전압(V2)이 공급된다. 여기서, 제 1 전압(V1)과 제 2 전압(V2)은 액정층(123)의 배열 상태에 따라 다를 수 있으나 기본적으로 이들에 걸리는 전압은 상이하다.

이에 따라 1인의 사용자는 일 예로, 도 8에 도시된 바와 같이 2뷰의 영상을 시청할 수 있게 된다.

위와 같은 형태로 스위처블 배리어 필터가 구동할 수 있는 이유는 3D 필터 구동부로부터 출력된 구동 전압이 뷰의 수 및 뷰의 위치 신호에 대응하여 가변하기 때문이다.

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 : 영상패널 111,112 : 구동부
113 : 타이밍 컨트롤러 114 : 멀티 뷰 영상변환부
115 : 호스트 시스템 116 : 3D 필터 제어부
117 : 3D 필터 구동부 120 : 3D 필터
121,126 : 필름 122,124 : 전극
123 : 액정층 127,128 : 선편광자

Claims (14)

1. 2D 모드에서 2D 영상을 표시하고, 3D 모드에서 멀티 뷰 영상을 표시하는 영상패널;
   상기 영상패널의 전면에 배치되며, 투과부와 차단부로 이루어진 다수의 세트를 포함하는 3D 필터;
   상기 영상패널에 구비되어 사용자의 수 및 위치를 수집하는 영상수집부; 및
   상기 3D 모드에서, 상기 영상수집부를 통해 수집된 상기 사용자의 수에 따라 상기 각 세트의 투과부와 차단부의 위치 및 상기 투과부의 개수를 제어하는 3D 필터 제어부를 포함하며,
   상기 3D 모드에서, 상기 사용자가 1인인 경우에는, 상기 각 세트는 사이에 상기 차단부를 두고 이격된 2개 이상의 상기 투과부가 구성되어 상기 각 투과부를 통해 2뷰의 영상을 통과시키고,
   상기 3D 모드에서, 상기 사용자가 다수인 경우에는, 상기 각 세트는 하나의 상기 투과부가 구성되어 상기 투과부를 통해 4뷰의 영상을 통과시키는 무안경 입체영상표시장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 사용자의 수에 따라 매핑된 입력 데이터를 상기 영상패널에 공급하는 타이밍 컨트롤러를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 무안경 입체영상표시장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 사용자가 1인인 경우에는, 멀티 뷰의 입력 데이터를 2뷰의 입력 데이터로 변환하여 상기 타이밍 컨트롤러에 공급하는 한편, 상기 3D 필터의 구동을 제어하기 위한 제어용 데이터를 생성하여 상기 3D 필터 제어부로 공급하는 멀티 뷰 영상변환부를 추가로 포함하는 무안경 입체영상표시장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 3D 필터는
   제 1 필름;
   상기 제 1 필름의 하부면에 구비된 제 1 선편광자;
   상기 제 1 필름의 상부면에 구비된 분할전극들;
   상기 제 1 필름과 이격 대향하는 제 2 필름;
   상기 제 2 필름의 상부면에 구비된 제 2 선편광자;
   상기 제 2 필름의 하부면에 구비된 전면전극; 및
   상기 제 1 필름과 제 2 필름 사이에 위치하는 액정층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무안경 입체영상표시장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 3D 필터는 상기 3D 필터 제어부의 제어 하에 상기 분할전극들에 서로 다른 전압이 공급되어, 상기 영상패널에 표시된 상기 멀티 뷰 영상을 투과시키는 상기 투과부와 차단시키는 상기 차단부를 구현하는 무안경 입체영상표시장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 사용자가 다수인 경우에는, 상기 각 세트는 2개의 상기 차단부 및 상기 2개의 차단부 사이에 배치되는 상기 하나의 투과부를 형성하여 상기 투과부를 통해 상기 4뷰의 영상을 통과시키는 무안경 입체영상표시장치.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 사용자가 1인인 경우에는, 상기 각 세트는 3개의 상기 차단부 및 상기 3개의 차단부 사이에 배치되는 상기 2개의 투과부를 형성하여 상기 각 투과부를 통해 상기 2뷰의 영상을 통과시키는 무안경 입체영상표시장치.
8. 영상수집부를 통해 사용자의 수 및 시청위치를 수집하는 단계;
   상기 수집된 사용자의 수를 바탕으로 사용자가 2인 이상의 다수인지 1인인지 판단하는 단계;
   상기 수집된 사용자의 수 및 시청위치에 대응하여 멀티 뷰의 입력 데이터를 맵핑하는 단계; 및
   상기 수집된 사용자의 수 및 시청위치에 대응하여 3D 필터 제어부를 통해 투과부와 차단부로 이루어진 다수의 세트를 포함하는 3D 필터를 제어함과 더불어 상기 맵핑된 멀티 뷰의 입력 데이터를 영상패널을 통해 출력하는 단계를 포함하며,
   상기 3D 필터 제어부는, 상기 사용자가 1인인 경우에는, 상기 각 세트는 사이에 상기 차단부를 두고 이격된 2개 이상의 상기 투과부가 구성되어 상기 각 투과부를 통해 2뷰의 영상을 통과시키고, 상기 사용자가 다수인 경우에는, 상기 각 세트는 하나의 상기 투과부가 구성되어 상기 투과부를 통해 4뷰의 영상을 통과시키도록 제어하는, 무안경 입체영상표시장치의 구동방법.
9. 제 8 항에 있어서, 호스트 시스템을 통해 상기 사용자가 1인인 경우 상기 2뷰로 구동되는 제 1 뷰 모드로 설정하고, 상기 사용자가 2인 이상의 다수인 경우 상기 4뷰로 구동되는 제 2 뷰 모드로 설정하는 무안경 입체영상표시장치의 구동방법.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 제 1 뷰 모드로 설정된 경우에는 상기 멀티 뷰의 입력 데이터를 2뷰의 입력 데이터로 변환하여 타이밍 컨트롤러로 공급하는 반면, 상기 제 2 뷰 모드로 설정된 경우에는 상기 멀티 뷰의 입력 데이터를 상기 수집된 사용자의 수 및 시청위치에 따라 맵핑하여 타이밍 컨트롤러로 공급하는 것을 특징으로 하는 무안경 입체영상표시장치의 구동방법.
11. 제 9 항에 있어서, 상기 제 1 뷰 모드로 설정된 경우에는 2뷰에 대한 구동 전압 추출 과정을 실시하고, 상기 3D 필터의 투과부와 차단부를 상기 영상패널에 표시된 상기 2뷰 영상에 대응하여 조절하는 무안경 입체영상표시장치의 구동방법.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 제 1 뷰 모드로 설정된 경우에는, 상기 각 세트는 3개의 상기 차단부 및 상기 3개의 차단부 사이에 배치되는 상기 2개의 투과부를 형성하여 상기 각 투과부를 통해 상기 2뷰의 영상을 통과시키는, 무안경 입체영상표시장치의 구동방법.
13. 제 9 항에 있어서, 상기 제 2 뷰 모드로 설정되는 경우에는 다수의 뷰에 대한 구동 전압 추출 과정을 실시하고, 상기 3D 필터의 개구부와 차단부를 상기 영상패널에 표시된 상기 4뷰 영상에 대응하여 조절하는 무안경 입체영상표시장치의 구동방법.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 제 2 뷰 모드로 설정되는 경우에는, 상기 각 세트는 2개의 상기 차단부 및 상기 2개의 차단부 사이에 배치되는 상기 하나의 투과부를 형성하여 상기 투과부를 통해 상기 4뷰의 영상을 통과시키는, 무안경 입체영상표시장치의 구동방법.

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