KR20060004818A

KR20060004818A - 입체영상의 디스플레이 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20060004818A
Application number: KR1020040053022A
Authority: KR
Inventors: 명 석 김; 박광수
Original assignee: 명 석 김; 박광수
Priority date: 2004-07-08
Filing date: 2004-07-08
Publication date: 2006-01-16

Abstract

본 발명은 입체영상의 효율적인 디스플레이를 위한 시스템 및 방법에 관한 것으로, 영상표시 패널부와, 격자패턴 및 투명슬릿을 구비한 광학 패널부, 및 백라이트가 있는 LCD방식 또는 광원을 가지고 있는 OLED방식의 표시기에 패러랙스배리어방식을 이용한 입체영상 디스플레이 시스템에 있어서, 상기 영상표시 패널부측의 화소 구현을 R이나 G 또는 B의 개별화된 부화소단위로 세분화하여 구분 배치되게 하되 좌안 대응 부화소로 R0, B0, G0, R2, B2, G2, R4, B4, G4……n의 각 부화소를 격자 배열시키고 우안 대응 부화소로 R1, B1, G1, R3, B3, G3……n의 각 부화소를 격자 배열시키며, 상기 광학 패널부의 투명슬릿을 통해 상기 각 부화소를 개별 투과되게 하여 상기 좌안 대응 부화소를 좌안이 볼 수 있도록 하고 상기 우안 대응 부화소를 우안이 볼 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 입체영상의 디스플레이시 왼쪽,오른쪽의 눈으로 이미지를 따로따로 봄으로써 해상도를 감소시키지 않으면서도 밝기의 정도를 기존방식보다 크게 향상되게 하고 양쪽의 눈으로 볼 수 없는 부분인 모아레 패턴(검게보이는 부분)이 60%이상 줄어지며 이에 따라 눈의 피로감을 줄여주는 효과를 발휘한다.

입체영상, 디스플레이, 패러랙스배리어, 부화소(subpixel), 해상도, 밝기, 모아레 패턴

Description

입체영상의 디스플레이 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR DISPLAY OF THREE DIMENSIONAL IMAGES}

도 1은 종래기술에 따른 패러랙스배리어방식을 이용한 입체영상의 디스플레이 시스템을 설명하기 위한 개념도.

도 2는 본 발명에 따른 패러랙스배리어방식을 이용한 입체영상의 디스플레이 시스템을 설명하기 위한 개념도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1: 좌안 2: 우안

20,110: 영상표시 패널부 21,111: 좌안 대응 부화소

22,112: 우안 대응 부화소 10,120: 광학 패널부

11,121: 격자패턴 12,122: 투명슬릿

30,130: 백라이트 광원

본 발명은 광학패널(optic panel)을 디스플레이장치의 전방에 적당한 거리를 두고 설치하여 사람의 좌안 및 우안에 삼차원의 입체영상을 표시되게 하는 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 패러랙스배리어(parallax barrier) 방식의 입체영상기술을 이용하되 해상도를 감소시키지 않으면서도 밝기의 정도를 향상시킬 수 있도록 한 입체영상의 디스플레이 시스템 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 사람이 입체감을 느끼는 방법으로는 사람의 눈 즉, 좌안(左眼)/우안(右眼)의 양안을 이용하여 느낄 수도 있고 좌안 또는 우안의 어느 한쪽을 이용하여 느낄 수도 있다. 이때, 사람이 좌/우 양안을 이용하여 어떤 물체를 보는 경우 좌안 및 우안의 양안이 상호간에 떨어져 있으므로 이 양안에 들어오는 물체의 영상(image)은 약간의 차이가 있게 된다. 즉 좌안 및 우안에 각각 다른 하나씩의 영상을 보게 되는 것으로 이를 양안시차(binocular disparity)라 한다.

이 양안시차에 의해 들어오는 영상은 망막의 시세포에 기록되고 양안으로 받아들인 각도와 서로 다른 두 영상을 뇌가 합성하면서 사람은 하나의 영상을 느끼게 되며 입체감과 거리감을 느끼게 된다.

한편, 현재까지의 입체영상 시스템은 이러한 양안시차를 이용하여 입체적으로 보이게 하는 시스템과 공간에 실재의 입체영상을 구현하여 입체영상시스템을 실현하고자 하는 시스템으로 크게 대별된다 할 수 있다.

여기서, 양안시차를 이용하여 입체영상을 보이게 하는 시스템으로는 안경을 사용하는 안경방식과 안경을 사용하지 않는 무안경방식으로 나눌 수 있다.

안경방식으로는 색안경을 사용하는 아나글리프(anaglyph)방식과 시간분할주기에 동기되는 전자셔터가 설치된 안경을 사용하는 시분할방식 및 편광방향이 다른 편광안경을 사용하는 편광방식이 있는데, 이러한 안경방식은 안경착용에 따른 불편함 및 위생문제가 뒤따르고 특수안경에 대한 이물감 및 비연속 이미지를 시분할에 의해 안경에서 광학적으로 이미지를 막아주는 것으로 인해 두뇌에 무리를 줌으로써어지러움증을 포함한 악영향 등의 이유로 널리 활용되지 못하고 있다.

무안경방식으로는 렌즈어레이를 수직으로 배열시킨 랜티큘러 렌즈판을 사용하는 랜티큘러(lenticular)방식과 패러랙스배리어(parallax barrier)방식이 있는데, 이러한 무안경방식은 입체영상을 좀 더 자연스럽게 디스플레이할 수 있도록 함과 더불어 피로감을 적게 할 수 있는 시스템으로의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

또한, 실재의 공간에 입체영상을 구현하여 입체영상을 재현하고자하는 시스템으로는 홀로그래피(holography)를 이용하는 방식이 있는데, 이는 동화상 구현과 컬러화 등에 있어서 상당한 어려움이 존재하는 단점을 지니고 있다.

한편, 도 1은 종래기술에 따른 패러랙스배리어방식을 이용한 입체영상의 디스플레이 시스템을 더욱 상세하게 설명하기 위한 개념도로서, 도 1에 나타낸 바와 같이, 패러랙스배리어 마스크(10)와 영상표시 패널부(20) 및 백라이트 광원(30)이 구비되어 있다.

이때, 상기 패러랙스배리어 마스크(10)는 불투명한 영역을 형성하는 격자패턴(11)과 투명한 영역을 형성하는 투명슬릿(12)이 순차적으로 반복적인 배열을 이루는 구성이며, 상기 영상표시 패널부(20)의 전면에 배치된다.

상기 영상표시 패널부(20)는 R(Red)/G(Green)/B(Blue)의 조합에 의해 색이 이미 결정된 하나의 화소(pixel)단위로 분리 배치하여 화상을 디스플레이되게 하되 사람의 좌안(1)으로 영상을 보내는 좌안 대응 화소(21)와 사람의 우안(2)으로 영상을 보내는 우안 대응 화소(22)를 순차적으로 반복 배열되게 한 구성이다.

상기 백라이트 광원(30)은 상기 영상표시 패널부(20)의 후면에 배치되며, 상기 영상표시 패널부(20)에 빛을 공급하여 영상이 디스플레이될 수 있도록 한다.

이러한 구성의 종래기술에 따른 패러랙스배리어방식을 이용한 입체영상의 디스플레이 시스템은, 영상표시 패널부(20)에서 영상의 디스플레이를 위한 영상구현단위를 RGB의 조합된 구성을 갖는 화소단위로 배치되게 하되 사람의 좌안(1)과 우안(2)에 필요한 영상으로 각각 분리 배치되게 하며, 즉 순차적인 반복 배열을 이루는 좌안 대응 화소(21) 및 우안 대응 화소(22)의 각각에 하나의 화소(RGB)를 배치하여 영상을 디스플레이되게 하며 상기 영상표시 패널부(20)의 좌안 대응 화소(21) 및 우안 대응 화소(22) 각각에 배치된 각 RGB의 화소를 패러랙스배리어 마스크(10)의 투명슬릿(12)을 통해 투과시키되 좌안 대응 화소(21)는 사람의 좌안(1)으로 보내지도록 편광 처리하고 우안 대응 화소(22)는 사람의 우안(2)으로 보내지도록 편광 처리하게 된다.

이에 따라 사람의 좌안(1)은 영상표시 패널부(20)측 좌안 대응 화소(21)를 보게 되고 우안(2)은 영상표시 패널부(20)측 우안 대응 화소(22)를 보게 되어 각각의 영상을 입력받게 되며 뇌로의 전달에 따른 입체감의 느낌으로 영상표시 패널부(20)로 디스플레이되는 영상을 볼 수 있게 되는 것이다. 이렇게 화소단위로 왼쪽과 오른쪽 이미지를 편광처리하기 때문에 두 눈으로 보이지 않는 부분이 커지므로해서 모아레 패턴이 보여지는 것이다.

그런데, 이러한 종래기술에 따른 입체영상의 디스플레이 시스템에 의하면, RGB조합으로 색이 결정된 하나의 화소단위로 화상의 디스플레이를 구현하고 이를 패러랙스배리어 마스크를 통한 편광처리방식으로 영상의 좌/우 분리작업을 수행하여 입체영상을 볼 수 있도록 하는 구성으로 패러랙스배리어 마스크를 통한 영상의 좌/우 분리시 화상의 해상도가 나뉘는 과정에서 해상도 및 밝기가 절반이상으로 줄어드는 문제점이 있었으며, 해상도 및 밝기의 감소로 눈에 상당한 피로감을 주고 왼쪽눈의 이미지와 오른쪽눈의 이미지를 동시에 볼 수 없는 부분에서 발생하는 모아레 라는 검은색 띠를 볼 수 있는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적으로 하는 바는 패러랙스배리어(parallax barrier) 방식의 입체영상기술을 이용하되 해상도를 감소시키지 않으면서도 밝기의 정도를 기존보다 크게 향상시킬 수 있도록 하며 눈의 피로감을 줄일 수 있고 왼쪽눈의 이미지와 오른쪽눈의 이미지를 동시에 볼 수 없는 부분에서 발생하는 모아레 라는 검은색 띠를 거의 불 수 없도록 한 입체영상의 디스플레이 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시스템은 영상표시 패널부와, 격자패턴 및 투명슬릿을 구비한 광학 패널부, 및 백라이트 광원을 포함하여 이루어지는 패러랙스배리어방식을 이용한 입체영상의 디스플레이 시스템에 있어서, 상기 영상표시 패널부는 RGB가 조합된 화소를 세분화시켜 R이나 G 또는 B의 개별화된 부화소단위로 구분하여 배치되게 하되 사람의 좌안으로 각 부화소를 보내는 좌안 대응 부화소와 사람의 우안으로 각 부화소를 보내는 우안 대응 부화소를 순차적 반복 배열되게 구성한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 좌안 대응 부화소는 R0, B0, G0, R2, B2, G2, R4, B4, G4……n의 각 부화소가 격자 배열되는 구성이고 상기 우안 대응 부화소는 R1, B1, G1, R3, B3, G3……n의 각 부화소가 격자 배열되는 구성으로 이루어지게 하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은 영상표시 패널부와, 격자패턴 및 투명슬릿을 구비한 광학 패널부, 및 백라이트 광원을 포함하는 패러랙스배리어방식을 이용한 입체영상 시스템을 통해 입체영상을 디스플레이하는 방법에 있어서, 상기 영상표시 패널부측의 화소 구현을 R이나 G 또는 B의 개별화된 부화소단위로 세분화하여 구분 배치되게 하되 좌안 대응 부화소로 R0, B0, G0, R2, B2, G2, R4, B4, G4……n의 각 부화소를 격자 배열시키고 우안 대응 부화소로 R1, B1, G1, R3, B3, G3……n의 각 부화소를 격자 배열시키며, 상기 광학 패널부의 투명슬릿을 통해 상기 각 부화소를 개별 투과되게 하여 상기 좌안 대응 부화소를 좌안이 볼 수 있도록 하고 상기 우안 대응 부화소를 우안이 볼 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한다.

이렇게 함으로써 두눈에서 보이지 않는 부분이 거의 부화소 단위로 나누어지기 때문에 왼쪽과 오른쪽 눈에서 볼 수 없는 부분이 작아짐으로 모아레 패턴이 기존방식의 60%이상 줄어든다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 패러랙스배리어방식을 이용한 입체영상의 디스플레이 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 패러랙스배리어방식을 이용한 입체영상의 디스플레이 시스템은 영상표시 패널부(110)와 광학 패널부(120) 및 백라이트 광원(130)을 포함하여 이루어진다.

상기 영상표시 패널부(110)는 RGB가 조합된 화소를 세분화시켜 R(Red)이나 G(Green) 또는 B(Blue)의 개별화된 부화소(subpixel)단위로 구분하여 배치되게 하되 사람의 좌안(1)으로 각 부화소를 보내는 좌안 대응 부화소(111)와 사람의 우안(2)으로 각 부화소를 보내는 우안 대응 부화소(112)로 구성되며 이들은 순차적으로 반복 배열되는 구조로 이루어진다.

즉, 하나의 예를 들어 설명하면, 상기 좌안 대응 부화소(111)는 격자 배열되 는 부화소단위(R0, B0, G0, R2, B2, G2, R4, B4, G4……n)의 구성을 이루고, 상기 우안 대응 부화소(112)는 격자 배열되는 부화소단위(R1, B1, G1, R3, B3, G3……n)의 구성을 이루게 한다.

상기 광학 패널부(120)는 불투명한 영역을 형성하는 격자패턴(121)과 투명한 영역을 형성하는 투명슬릿(122)이 순차적으로 반복적인 배열을 이루도록 형성되며, 상기 영상표시 패널부(110)의 전면에 일정한 거리를 두고 배치되게 한다. 이때, 상기 격자패턴(121)은 상기 영상표시 패널부(110)의 좌안 대응 부화소(111)에 각각 배치된 부화소들의 우안(2)측 도달을 차폐시켜주고 상기 영상표시 패널부(110)의 우안 대응 부화소(112)에 각각 배치된 부화소들의 좌안(1)측 도달을 차폐시켜주는 기능을 갖는다.

상기 백라이트 광원(130)은 상기 영상표시 패널부(110)의 후면에 배치되게 하여 상기 영상표시 패널부(110)측 빛 공급에 따른 화상의 디스플레이를 가능하게 한다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 패러랙스배리어방식을 이용한 입체영상의 디스플레이 시스템에 대한 작용을 설명하면 다음과 같다.

영상표시 패널부(110)로는 백라이트 광원(130)으로부터 화상의 디스플레이를 위한 빛(광원)이 연속적으로 공급되어지고 영상표시 패널부(110)의 좌안 대응 부화소(111) 및 우안 대응 부화소(112)에는 RGB의 전자빔이 세분화되어 개별화를 이룬 부화소단위의 부화소(subpixel) 전자빔이 순차적으로 도달됨으로써 영상을 구현하게 된다. 즉, 기존의 RGB가 조합된 화소(pixel)단위와는 달리 상기 좌안 대응 부화 소(111)에는 R0, B0, G0, R2, B2, G2, R4, B4, G4……n의 부화소가 각각 순차적으로 격자 배열되고 상기 우안 대응 부화소(112)에는 R1, B1, G1, R3, B3, G3……n의 부화소가 각각 순차적으로 격자 배열되어 영상을 구현하게 된다.

영상표시 패널부(110)의 좌안 대응 부화소(111) 및 우안 대응 부화소(112) 각각에 도달된 부화소들은 영상표시 패널부(110)의 전방에 일정거리를 두고 설치된 광학 패널부(120)를 통해 사람의 좌안(1) 및 우안(2)으로 각각 보내지게 된다. 이때, 좌안 대응 부화소(111) 및 우안 대응 부화소(112)에 배치되는 부화소들은 광학 패널부(120)의 격자패턴(121) 사이사이에 설치된 투명슬릿(122)을 통해 투과되어 사람의 좌안(1) 및 우안(2)에 각각 도달하게 된다. 즉, 좌안 대응 부화소(111)를 구성하는 R0, B0, G0, R2, B2, G2, R4, B4, G4……n의 부화소를 좌안(1)이 볼 수 있도록 광학패널부(120)의 투명슬릿(122)에 투과시켜 좌안(1)에 도달되게 하되 불투명한 격자패턴(121)을 통해 우안(2)으로 보내어질 우안 대응 부화소(112)들은 차폐시켜주며, 우안 대응 부화소를 구성하는 R1, B1, G1, R3, B3, G3……n의 부화소를 우안(2)이 볼 수 있도록 광학패널부(120)의 투명슬릿(122)에 투과시켜 우안(2)에 도달되게 하되 이때에도 격자패턴(121)을 통해 좌안(1)으로 보내어질 좌안 대응 부화소(111)들은 차폐시켜주게 된다. 또한, 이러한 효과를 얻기 위해 영상표시 패널부(110)에 이미지를 표시할 때 부화소들의 광학적 입체효과를 위해 왼쪽눈의 녹색 이미지(G0,G2,G4,...)와 오른쪽눈의 녹색 이미지(G1,G3,G5,...)를 바꾸어주는 특수효과를 만들어주는 장치가 필요하다.

이에 따라 사람의 좌안(1)은 영상표시 패널부(110)측 좌안 대응 부화소(111) 를 보게 되고 우안(2)은 영상표시 패널부(110)측 우안 대응 부화소(112)를 보게 된다. 그리고 이들 각각의 입력된 부화소들은 뇌에 전달되어 합성됨으로써 영상의 색 결정이 이루어짐과 더불어 입체감을 느끼게 된다. 즉, 영상표시 패널부(110)측 디스플레이되는 영상을 부화소단위의 영상구현에 의해 더욱 밝고 선명하게 볼 수 있게 된다.

따라서, 이러한 본 발명의 시스템은 영상처리의 구현을 기존 화소단위에서 더욱 세분화시킨 부화소단위로 구현되게 함으로써 영상표시 패널부(110)측에 디스플레이되는 화상이 광학패널부(120)를 통해 분리되어 사람의 좌안 및 우안에 각각 도달됨에 있어 해상도의 감소됨 없이 영상을 처리할 수 있게 되며 화상의 밝기 또한 기존의 50%이상 줄어드는 정도에서 20 ~ 30% 정도만 줄어들게 할 수 있는 유용함을 제공한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 패러랙스배리어방식을 이용한 입체영상의 디스플레이 시스템 및 방법에 의하면, 영상표시 패널부의 영상 구현단위를 전자빔의 RGB가 세분화된 부화소단위로 실행되게 함으로써 사람의 좌안 및 우안으로 각각 화상의 해상도가 좌/우 분리되어 도달된다하더라도 이미 세분화된 부화소단위를 이루고 있으므로 해상도의 감소됨 없이 사람의 좌안 및 우안에 화상이 도달되어 영상의 입체감을 느낄 수 있게 하는 아주 유용한 효과를 발휘하게 되며, 기존보다 더욱 향상된 밝기를 제공하는 유용함이 있다.

본 발명은 기존과 비교하여 해상도를 감소시키지 않으면서도 밝기 또한 향상되게 하므로 시스템상으로는 더욱 밝고 선명한 영상구현을 가능하게 하는 효과가 있고 디스플레이되는 입체영상을 보는 사람에 있어서는 밝고 선명한 영상화질을 느낄 수 있게 될 뿐만 아니라 눈의 피로감을 덜어주는 효과가 있다.

Claims

영상표시 패널부와, 격자패턴 및 투명슬릿을 구비한 광학 패널부, 및 백라이트 광원을 포함하여 이루어지는 패러랙스배리어방식을 이용한 입체영상의 디스플레이 시스템에 있어서,

상기 영상표시 패널부는 RGB가 조합된 화소를 세분화시켜 R이나 G 또는 B의 개별화된 부화소단위로 구분하여 배치되게 하되 사람의 좌안으로 각 부화소를 보내는 좌안 대응 부화소와 사람의 우안으로 각 부화소를 보내는 우안 대응 부화소를 순차적 반복 배열되게 구성한 것을 특징으로 하는 패러랙스배리어방식을 이용한 입체영상의 디스플레이 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 좌안 대응 부화소는 R0, B0, G0, R2, B2, G2, R4, B4, G4……n의 각 부화소가 격자 배열되는 구성이고, 상기 우안 대응 부화소는 R1, B1, G1, R3, B3, G3……n의 각 부화소가 격자 배열되는 구성인 것을 특징으로 하는 패러랙스배리어방식을 이용한 입체영상의 디스플레이 시스템.
영상표시 패널부와, 격자패턴 및 투명슬릿을 구비한 광학 패널부, 및 백라이트 광원을 포함하는 패러랙스배리어방식을 이용한 입체영상 시스템을 통해 입체영상을 디스플레이하는 방법에 있어서,

상기 영상표시 패널부측의 화소 구현을 R이나 G 또는 B의 개별화된 부화소단위로 세분화하여 구분 배치되게 하되 좌안 대응 부화소로 R0, B0, G0, R2, B2, G2, R4, B4, G4……n의 각 부화소를 격자 배열시키고 우안 대응 부화소로 R1, B1, G1, R3, B3, G3……n의 각 부화소를 격자 배열시키며, 상기 광학 패널부의 투명슬릿을 통해 상기 각 부화소를 개별 투과되게 하여 상기 좌안 대응 부화소를 좌안이 볼 수 있도록 하고 상기 우안 대응 부화소를 우안이 볼 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 패러랙스배리어방식을 이용한 입체영상의 디스플레이 방법.
제 3항에 있어서,

부화소 단위로 왼쪽눈과 오른쪽눈으로 분리하게 함으로 인해 동시에 왼쪽눈과 오른쪽눈이 볼 수 없는 모아레 패턴이 60%이상 줄어지게 하는 입체영상의 디스플레이 방법
제 1항에 있어서,

각 화소에 있어서 부화소의 배열이 꼭 RGB RGB RGB의 형식에 국한되지 않고, GBR GBR GBR 또는 BRG BRG 또는 RBG RBG 또는 GRB GRB 또는 BGR BGR 또는 부화소의 RBG형식에 백광(White)으로 표시되는 W도 포함될 수 있는 부화소의 각각 단위로 좌,우안의 영상을 보낼 수 있는 디스플레이방법.