KR20110085612A

KR20110085612A - 입체 영상 표시 방법 및 이를 수행하기 위한 표시 장치

Info

Publication number: KR20110085612A
Application number: KR1020100005487A
Authority: KR
Inventors: 김휘; 배지현; 정경호; 이승훈; 김희섭
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2010-01-21
Filing date: 2010-01-21
Publication date: 2011-07-27
Also published as: US8531441B2; US20110175857A1; KR101626063B1

Abstract

표시 패널 위에 배치되어 표시 패널을 복수의 컬럼 영역들로 나누는 복수의 렌티큘라 렌즈들을 포함하고, 각 렌티큘라 렌즈는 컬럼 영역에 표시된 평면 영상을 방향이 다른 K(K는 자연수)개의 입체 영상들로 변환하는 렌티큘라 플레이트를 포함하는 표시 장치의 입체 영상 표시 방법은 수신된 프레임 영상을 이용하여 설정된 컬럼 영역별로 분리된 M(M은 자연수)개의 서브 프레임 영상들로 생성한다. M 개의 서브 프레임 영상들을 시분할 방식으로 표시 패널에 표시한다. 표시 패널에 표시된 서브 프레임 영상에 따라서, M 개의 렌티큘라 렌즈들 위에 배치된 M개의 셔터들을 선택적으로 개폐하는 단계를 포함한다.

Description

입체 영상 표시 방법 및 이를 수행하기 위한 표시 장치{METHOD FOR DISPLAYING STEREO-SCOPIC IMAGE AND DISPLAY APPARATUS FOR PERFORMING THE SAME}

본 발명은 입체 영상 표시 방법 및 이를 수행하기 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시 품질을 개선하기 위한 렌티큘라(Lenticular) 방식의 입체 영상 표시 방법 및 이를 수행하기 위한 표시 장치에 관한 것이다.

일반적으로 표시 장치는 2차원 평면 영상을 표시한다. 최근 게임, 영화 등과 같은 분야에서 3차원 입체 영상에 대한 수요가 증가함에 따라, 3차원 입체 영상을 표시하는 표시 장치가 개발되고 있다. 3차원 입체 영상이 시인되는 방식은 관찰자의 양안을 통해 한 쌍의 2차원 평면 영상들이 시인되고, 관찰자의 뇌에서 상기 한 쌍의 2차원 평면 영상들을 융합하여 입체감을 시인하게 된다.

일반적으로, 입체 영상 표시 장치는 사람의 두 눈을 통한 양안시차(binocular parallax)의 원리를 이용하여 입체 영상을 표시한다. 예를 들어, 사람의 두 눈은 일정 정도 떨어져 존재하기 때문에 각각의 눈으로 다른 각도에서 관찰한 영상은 뇌에 입력된다. 상기 입체 영상 표시 장치는 사람의 상기 양안시차를 이용한다.

상기 양안시차를 이용하는 방식으로는, 안경 방식(stereoscopic)과 비안경 방식(autostereoscopic)이 있다. 상기 안경 방식은 양안에 각각 청색과 적색의 색안경을 쓰는 애너그러프(anaglyph) 방식과, 시간 분할되어 좌안 영상과 우안 영상을 주기적으로 표시하고, 이 주기에 동기된 좌안 액정셔터와 우안 액정셔터를 개폐하는 안경을 쓰는 액정셔터 안경 방식 등이 있다.

상기 비안경 방식은 렌티큘라(lenticular) 방식을 포함한다. 상기 렌티큘라 방식은 렌티큘라 렌즈를 이용하는 것으로, 상기 렌티큘라 렌즈의 복수의 초점들을 가지고, 입사된 평면 영상을 상기 복수의 초점들에서 굴절하여 복수의 입체 영상들을 출사한다. 이에 사람은 상기 렌티큘라 렌즈를 통해 입체 영상들을 시인할 수 있게 된다.

본 발명의 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 입체 영상의 시야각을 개선하기 위한 입체 영상 표시 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 입체 영상 표시 방법을 수행하기 위한 표시 장치에 관한 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 패널 위에 배치되어 상기 표시 패널을 복수의 컬럼 영역들로 나누는 복수의 렌티큘라 렌즈들을 포함하고, 각 렌티큘라 렌즈는 컬럼 영역에 표시된 평면 영상을 방향이 다른 K(K는 자연수)개의 입체 영상들로 변환하는 렌티큘라 플레이트를 포함하는 표시 장치의 입체 영상 표시 방법은 수신된 프레임 영상을 이용하여 설정된 컬럼 영역별로 분리된 M(M은 자연수)개의 서브 프레임 영상들로 생성한다. 상기 M개의 서브 프레임 영상들을 시분할 방식으로 상기 표시 패널에 표시한다. 상기 표시 패널에 표시된 서브 프레임 영상에 따라서, 상기 M개의 렌티큘라 렌즈들 위에 배치된 M개의 셔터들을 선택적으로 개폐하는 단계를 포함한다.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는 표시 패널, 렌티큘라 플레이트, 제어부 및 베리어 플레이트를 포함한다. 상기 표시 패널은 복수의 컬러 화소들을 포함한다. 상기 렌티큘라 플레이트는 상기 표시 패널을 복수의 컬럼 영역들로 나누는 복수의 렌티큘라 렌즈들을 포함하고, 각 렌티큘라 렌즈는 각 컬럼 영역에 표시된 평면 영상을 방향이 다른 K(K는 자연수)개의 입체 영상들로 변환한다. 상기 제어부는 수신된 프레임 영상을 이용하여 설정된 컬럼 영역별로 분리된 M(M은 자연수)개의 서브 프레임 영상들로 생성하고, 상기 M개의 서브 프레임 영상들을 상기 표시 패널에 시분할 방식으로 표시한다. 상기 베리어 플레이트는 상기 M개의 렌티큘라 렌즈들 위에 각각 배치된 M개의 셔터들을 포함하고, 상기 표시 패널에 표시된 서브 프레임 영상에 따라서 상기 M개의 셔터들이 선택적으로 개폐된다.

이러한 입체 영상 표시 방법 및 이를 수행하기 위한 입체 영상 표시 장치에 의하면, K개의 평면 영상을 렌티큘라 렌즈를 이용해 K개의 방향성을 갖는 입체 영상들로 변환하고, 복수의 렌티큘라 렌즈들을 포함하는 렌티큘라 플레이트 위에 시분할 구동하는 M개의 셔터들을 이용하여 상기 K개의 입체 영상을 (K × M)개의 입체 영상들로 확장하여 입체 영상의 시야각(시점수)을 증가시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 입체 영상 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 도 1에 도시된 제어부의 영상 처리 방법을 설명하기 개념도들이다.
도 4a 및 도 4b는 도 1에 도시된 입체 영상 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 개념도들이다.
도 5는 도 1에 도시된 입체 영상 표시 장치의 구동 타이밍도들이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 블록도이다.
도 7은 도 6에 도시된 입체 영상 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 8a, 도 8b 및 도 8c는 도 6에 도시된 제어부의 영상 처리 방법을 설명하기 위한 개념도들이다.
도 9a, 도 9b 및 도 9c는 도 6에 도시된 입체 영상 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 개념도들이다.
도 10은 도 6에 도시된 입체 영상 표시 장치의 구동 타이밍도들이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 고안의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 표시 장치의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 블록도이다. 도 2는 도 1에 도시된 입체 영상 표시 장치의 분해 사시도이다.

도 1을 참조하면, 상기 입체 영상 표시 장치는 제어부(100), 광원부(200), 광원 구동부(230), 표시 패널(300), 표시 구동부(330), 렌티큘라 플레이트(400), 베리어(Barrier) 플레이트(500) 및 시분할 구동부(530)를 포함한다.

상기 제어부(100)는 상기 입체 영상 표시 장치의 전반적인 구동을 제어한다. 상기 제어부(100)는 외부로부터 수신된 영상에 기초하여 제1 서브 프레임 영상 및 제2 서브 프레임 영상을 생성한다. 상기 제어부(110)는 상기 제1 및 제2 서브 프레임 영상들을 시분할 방식으로 상기 표시 구동부(110)에 제공한다.

상기 광원부(200)는 광을 발생하는 광원을 포함하고, 상기 표시 패널(300)의 배면에 배치되어 상기 표시 패널(300)에 광을 제공한다. 상기 광원은 상기 표시 패널(300)의 바로 아래에 배치되는 직하형 또는 상기 표시 패널(300)의 모서리에 배치되는 에지형 일 수 있다. 상기 광원은 램프 또는 발광 다이오드를 포함할 수 있다.

상기 광원 구동부(230)는 상기 제어부(100)의 제어에 따라서 상기 광원부(200)를 구동하기 위한 구동 신호를 발생한다.

상기 표시 패널(300)은 레드, 그린 및 블루 화소들(R, G, B)을 포함하고, p × q의 해상도를 가진다(p 및 q 는 자연수 임). 각 컬러 화소는 제1 방향(D1)으로 연장된 단변과 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장된 장변을 갖는다. 상기 제2 방향(D2)으로 인접한 컬러 화소들은 서로 다른 컬러를 갖는 모자이크 형태로 배열된다. 상기 표시 패널(300)은 상기 표시 구동부(330)의 제어에 따라서 상기 제1 및 제2 서브 프레임 영상들을 시분할 방식으로 표시한다.

상기 표시 구동부(330)는 상기 제어부(100)의 제어에 따라서 상기 표시 패널(300)을 구동하고, 상기 표시 구동부(330)는 게이트 구동부 및 데이터 구동부을 포함한다.

상기 렌티큘라 플레이트(400)는 복수의 렌티큘라 렌즈들(L2m-1, L2m)을 포함한다(m은 자연수 임). 상기 렌티큘라 렌즈들(L2m-1, L2m)은 상기 제1 방향(D1)으로 배열되고, 각각은 상기 제2 방향(D2)으로 연장된다. 각각의 렌티큘라 렌즈(L2m-1 or L2m)는 상기 제1 방향(D1)의 배열된 K(K는 자연수 임)개의 컬러 화소들 위에 배치되어, 상기 K개의 컬러 화소들에 표시된 K개의 평면 영상들을 방향이 다른 K개의 입체 영상들로 변환한다. 상기 제1 서브 프레임 영상은 홀수 번째 렌티큘라 렌즈들(L2m-1)에 대응하여 상기 표시 패널(300)에 표시되는 홀수 컬럼 영상이고, 상기 제2 서브 프레임 영상은 짝수 번째 렌티큘라 렌즈들(L2m)에 대응하여 상기 표시 패널(300)에 표시되는 짝수 컬럼 영상이다.

상기 베리어 플레이트(500)는 제1 셔터(511) 및 제2 셔터(512)를 포함한다. 상기 제1 셔터(511)는 상기 홀수 번째 렌티큘라 렌즈(L2m-1) 위에 배치되고, 상기 제2 셔터(512)는 상기 짝수 번째 렌티큘라 렌즈(L2m) 위에 배치된다.

상기 시분할 구동부(530)는 상기 제어부(100)의 제어에 따라서, 상기 표시 패널(200)에 상기 홀수 번째 렌티큘라 렌즈들(L2m-1)에 대응하는 상기 홀수 컬럼 영상이 표시되면, 상기 제1 셔터(511)를 열고 상기 제2 셔터(512)를 닫도록 제어한다. 또한, 상기 표시 패널(200)에 상기 짝수 번째 렌티큘라 렌즈들(L2m)에 대응하는 상기 짝수 컬럼 영상이 표시되면, 상기 제1 셔터(511)를 닫고 상기 제2 셔터(512)를 열도록 제어한다.

도 3a, 도 3b 및 도 3c는 도 1에 도시된 제어부에 따른 영상 처리 방법을 설명하기 위한 개념도들이다.

도 1 및 도 3a를 참조하면, 상기 제어부(100)는 p × q의 해상도를 갖는 제N 프레임 영상(FI_N)을 수신한다. 상기 프레임 영상(FI_N)은 상기 홀수 번째 렌티큘라 렌즈(L2m-1)에 대응하는 홀수 번째 컬럼 영상(CI2m-1)과 상기 짝수 번째 렌티큘라 렌즈(L2m)에 대응하는 짝수 번째 컬럼 영상(CI2m)을 포함한다.

도 1 및 도 3b를 참조하면, 상기 제어부(100)는 상기 프레임 영상(FI_N)을 홀수 번째 컬럼 영상(CI2m-1)으로 이루어진 제1 컬럼 영상(CI1) 및 짝수 번째 컬럼 영상(CI2m)으로 이루어진 제2 컬럼 영상(CI2)으로 분리한다. 상기 제1 및 제2 컬럼 영상들(CI1, CI2) 각각의 해상도는 p/2 × q 이다.

도 1 및 도 3c를 참조하면, 상기 제어부(100)는 상기 제1 및 제2 컬럼 영상들(CI1, CI2) 각각을 상기 표시 패널(300)의 해상도로 업 스케일링하여 제1 서브 프레임 영상(SFI_1) 및 제2 서브 프레임 영상(SFI_2) 각각을 생성한다.

상기 제어부(100)는 상기 제1 및 제2 서브 프레임 영상들(SFI_1, SFI_2)을 상시 표시 구동부(330)에 제공하고, 상기 표시 구동부(330)는 상기 제1 서브 프레임 영상(SFI_1)을 상기 표시 패널(300)에 제1 서브 프레임 동안 표시하고, 상기 제2 서브 프레임 영상(SFI_2)을 상기 표시 패널(300)에 제2 서브 프레임 동안 표시한다. 여기서, 상기 제어부(110)에 수신되는 제N 프레임 영상(FI_N)의 프레임 주파수가 60 Hz 인 경우, 상기 제1 및 제2 서브 프레임 영상들(SFI_1, SFI_2) 각각의 프레임 주파수는 120 Hz(= 60Hz × 2) 이다.

도 4a 및 도 4b는 도 1에 도시된 입체 영상 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 개념도들이다. 도 5는 도 1에 도시된 입체 영상 표시 장치의 구동 타이밍도들이다.

도 1, 도 4a 및 도 5를 참조하면, 상기 광원 구동부(230)는 상기 제어부(100)의 제어에 따라서 상기 광원부(200)에 하이 레벨(HL)의 광원 제어 신호(LSC)를 제공한다. 이에 상기 광원부(200)는 구동되어 광을 상기 표시 패널(300)에 제공한다.

제N 프레임(SF(N))의 제1 서브 프레임(F(N)_S1) 동안, 상기 표시 구동부(330)는 상기 제어부(100)의 제어에 따라서 상기 표시 패널(300)에 홀수 번째 렌티큘라 렌즈들(L2m-1)에 대응하는 제1 서브 프레임 영상(SFI_1)을 표시한다(DS_DATA). N 은 자연수이다.

상기 렌티큘라 플레이트(400)는 제1 렌티큘라 렌즈(L1), 제2 렌티큘라 렌즈(L2), 제3 렌티큘라 렌즈(L3), 제4 렌티큘라 렌즈(L4) 및 제5 렌티큘라 렌즈(L5)를 포함한다. 상기 제1 렌티큘라 렌즈(L1)는 상기 표시 패널(300)의 9개의 컬러 화소들을 포함하는 제1 컬럼 영역(A1) 위에 배치되고 상기 제2 렌티큘라 렌즈(L2)는 상기 제1 컬럼 영역(A1)과 인접한 상기 표시 패널(300)의 제2 컬럼 영역(A2) 위에 배치되고, 상기 제3 렌티큘라 렌즈(L3)는 상기 제2 컬럼 영역(A2)과 인접한 상기 표시 패널(300)의 제3 컬럼 영역(A3) 위에 배치되고, 상기 제4 렌티큘라 렌즈(L4)는 상기 제3 컬럼 영역(A3)과 인접한 제4 컬럼 영역(A4) 위에 배치되고, 상기 제5 렌티큘라 렌즈(L5)는 상기 제4 컬럼 영역(A4)과 인접한 제5 컬럼 영역(A5) 위에 배치된다.

예를 들면, 상기 제1 렌티큘라 렌즈(L1)는 상기 표시 패널(300)의 9개의 컬러 화소들(6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14)을 포함하는 상기 제1 컬럼 영역(A1) 위에 배치되고, 상기 제2 렌티큘라 렌즈(L2)는 상기 표시 패널(300)의 9개의 컬러 화소들(15, 16, 17, 18, 1, 2 3, 4, 5)을 포함하는 상기 제2 컬럼 영역(A2) 위에 배치된다.

상기 시분할 구동부(530)는 상기 제어부(100)의 제어에 따라서 상기 베리어 플레이트(500)의 상기 제1 셔터(511) 및 제2 셔터(512)의 개폐동작을 제어한다. 상기 시분할 구동부(530)는 상기 표시 패널(300)에 홀수 컬럼 영상인 상기 제1 서브 프레임 영상(SFI_1)이 표시되는 상기 제1 서브 프레임(F(N)_S1)에, 상기 홀수 번째 렌티큘라 렌즈들(L1, L3, L5)에 대응하는 위치에 배치된 상기 제1 셔터(511)를 열도록 하이 레벨(HL)의 제1 셔터 제어신호(SC1)를 상기 베리어 플레이트(500)에 제공하고, 상기 짝수 번째 렌티큘라 렌즈들(L2, L4)에 대응하는 위치에 배치된 제2 셔터(512)를 닫도록 로우 레벨(LL)의 제2 셔터 제어신호(SC2)를 상기 베리어 플레이트(500)에 제공한다.

상기 제1 셔텨(511)가 열린 제1 공간(511A)을 통해 상기 표시 패널(300)의 상기 제3 컬럼 영역(A3)에 표시된 9개 평면 영상들이 상기 제3 렌티큘라 렌즈(L3)를 통해 9개의 입체 영상들로 변환되어 출사된다. 또한, 상기 제1 공간(511A)을 통해 상기 제3 컬럼 영역(A3)과 인접한 상기 제2 컬럼 영역(A2) 또는 제4 컬럼 영역(A4)에 표시된 9개의 평면 영상들 중 4.5개의 평면 영상들이 상기 제3 렌티큘라 렌즈(L3)를 통해 4.5개의 입체 영상들로 변환되어 상기 제1 공간(511A)으로 출사된다. 따라서 상기 제1 공간(511A)을 통해 18개의 입체 영상들이 출사된다.

예를 들면, 상기 제2 렌티큘라 렌즈(L2)에 대응하는 상기 제2 컬럼 영역(A2)에 포함된 9개의 컬러 화소들(15, 16, 17, 18, 1, 2 3, 4, 5)에 표시된 평면 영상은 상기 제2 렌티큘라 렌즈(L2) 위에 배치된 제2 셔터(512)가 닫혔으므로 상기 제3 렌티큘라 렌즈(L3)와 인접한 일부 5개의 화소들(1, 2, 3, 4, 5)에 표시된 평면 영상은 상기 제3 렌티큘라 렌즈(L3)를 통해 서로 다른 방향성을 갖는 5개의 입체 영상들로 변환되어 상기 제1 공간(511A)을 통해 출사된다. 한편, 상기 제1 렌티큘라 렌즈(L1)와 인접한 상기 제2 컬럼 영역(A2)의 일부 4개의 화소들(15, 16, 17, 18)에 표시된 평면 영상은 상기 제1 렌티큘라 렌즈(L1)를 통해 4개의 입체 영상들로 변환되어 상기 제1 렌티큘라 렌즈(L1) 위의 제1 공간(511A)을 통해 출사된다.

또한, 상기 제4 렌티큘라 렌즈(L4)에 대응하는 상기 제4 컬럼 영역(A4)에 포함된 9개의 컬러 화소들(15, 16, 17, 18, 1, 2 3, 4, 5)에 표시된 평면 영상은 상기 제4 렌티큘라 렌즈(L4) 위에 배치된 제2 셔터(512)가 닫혔으므로 상기 제3 렌티큘라 렌즈(L3)와 인접한 일부 4개의 화소들(15, 16, 17, 18)에 표시된 평면 영상은 상기 제3 렌티큘라 렌즈(L3)를 통해 서로 다른 방향성을 갖는 4개의 입체 영상들로 변환되어 상기 제1 공간(511A)을 통해 출사된다. 한편, 상기 제5 렌티큘라 렌즈(L5)와 인접한 상기 제4 컬럼 영역(A4)의 일부 5개의 화소들(1, 2, 3, 4, 5)에 표시된 평면 영상은 상기 제5 렌티큘라 렌즈(L5)를 통해 5개의 입체 영상들로 변환되어 상기 제5 렌티큘라 렌즈(L5) 위의 제1 공간(511A)을 통해 출사된다.

관찰자는 상기 제1 서브 프레임(F(N)_S1) 동안 상기 제1 공간(511A)을 통해 출사되는 18개의 방향성을 갖는 입체 영상들을 시인하게 된다.

도 1, 도 4b 및 도 5를 참조하면, 상기 광원 구동부(230)는 상기 제어부(100)의 제어에 따라서 상기 광원부(200)에 하이 레벨(HL)의 광원 제어 신호(LSC)를 제공한다. 이에 상기 광원부(200)는 구동되어 광을 상기 표시 패널(300)에 제공한다.

상기 제1 서브 프레임 구간(SF(N)_1)과 연속되는 제2 서브 프레임(F(N)_S2) 동안, 상기 표시 구동부(330)는 상기 제어부(100)의 제어에 따라서 상기 표시 패널(300)에 짝수 번째 렌티큘라 렌즈들(L2m)에 대응하는 제2 서브 프레임 영상(SFI_2)을 표시한다(DS_DATA).

상기 렌티큘라 플레이트(400)는 제1 렌티큘라 렌즈(L1), 제2 렌티큘라 렌즈(L2), 제3 렌티큘라 렌즈(L3), 제4 렌티큘라 렌즈(L4) 및 제5 렌티큘라 렌즈(L5)를 포함한다. 상기 제1 렌티큘라 렌즈(L1)는 상기 표시 패널(300)의 9개의 컬러 화소들을 포함하는 제1 컬럼 영역(A1) 위에 배치되고 상기 제2 렌티큘라 렌즈(L2)는 상기 제1 컬럼 영역(A1)과 인접한 상기 표시 패널(300)의 제2 컬럼 영역(A2) 위에 배치되고, 상기 제3 렌티큘라 렌즈(L3)는 상기 제2 컬럼 영역과 인접한 상기 표시 패널(300)의 제3 컬럼 영역(A3) 위에 배치되고, 상기 제4 렌티큘라 렌즈(L4)는 상기 제3 컬럼 영역(A3)과 인접한 제4 컬럼 영역(A4) 위에 배치되고, 상기 제5 렌티큘라 렌즈(L5)는 상기 제4 컬럼 영역(A4)과 인접한 제5 컬럼 영역(A5) 위에 배치된다.

예를 들면, 상기 제1 렌티큘라 렌즈(L1)는 상기 표시 패널(300)의 9개의 컬러 화소들(15, 16, 17, 18, 1, 2 3, 4, 5)을 포함하는 상기 제1 컬럼 영역(A1) 위에 배치되고, 상기 제2 렌티큘라 렌즈(L2)는 상기 표시 패널(300)의 9개의 컬러 화소들(6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14)을 포함하는 상기 제2 컬럼 영역(A2) 위에 배치된다.

상기 시분할 구동부(530)는 상기 제어부(100)의 제어에 따라서 상기 베리어 플레이트(500)의 상기 제1 셔터(511) 및 제2 셔터(512)의 개폐동작을 제어한다. 상기 시분할 구동부(530)는 상기 표시 패널(300)에 상기 제2 서브 프레임 영상(SFI_2)이 표시되는 상기 제2 서브 프레임(F(N)_S2)에, 상기 짝수 번째 렌티큘라 렌즈들(L2, L4)에 대응하는 위치에 배치된 상기 제2 셔터(512)를 열도록 하이 레벨(HL)의 제2 셔터 제어신호(SC2)를 상기 베리어 플레이트(500)에 제공하고, 상기 홀수 번째 렌티큘라 렌즈들(L1, L3, L5)에 대응하는 위치에 배치된 상기 제1 셔터(511)를 닫도록 로우 레벨(LL)의 제1 셔터 제어신호(SC1)를 상기 베리어 플레이트(500)에 제공한다.

상기 제2 셔텨(512)가 열린 제2 공간(512A)을 통해 상기 표시 패널(300)의 상기 제2 컬럼 영역(A2)에 표시된 9개 평면 영상들이 상기 제2 렌티큘라 렌즈(L2)를 통해 9개의 입체 영상들로 변환되어 출사된다. 또한, 상기 제2 공간(512A)을 통해 상기 제2 컬럼 영역(A2)과 인접한 상기 제1 컬럼 영역(A1) 또는 제3 컬럼 영역(A3)에 표시된 9개의 평면 영상들 중 4.5개의 평면 영상들이 상기 제2 렌티큘라 렌즈(L2)를 통해 4.5개의 입체 영상들로 변환되어 상기 제2 공간(512A)으로 출사된다. 따라서 상기 제2 공간(512A)을 통해 18개의 입체 영상들이 출사된다.

예를 들면, 상기 제1 렌티큘라 렌즈(L1)에 대응하는 상기 제1 컬럼 영역(A1)에 포함된 9개의 컬러 화소들(15, 16, 17, 18, 1, 2 3, 4, 5)에 표시된 평면 영상은 상기 제1 렌티큘라 렌즈(L1) 위에 배치된 제1 셔터(511)가 닫혔으므로 상기 제2 렌티큘라 렌즈(L2)와 인접한 일부 5개의 화소들(1, 2, 3, 4, 5)에 표시된 평면 영상은 상기 제2 렌티큘라 렌즈(L2)를 통해 서로 다른 방향성을 갖는 5개의 입체 영상들로 변환되어 상기 제2 공간(512A)을 통해 출사된다. 한편, 상기 제1 컬럼 영역(A1)에 포함된 일부 4개의 화소들(15, 16, 17, 18)에 표시된 평면 영상은 인접한 짝수 번째 렌티큘라 렌즈(미도시)를 통해 4개의 입체 영상들로 변환되어 상기 인접한 짝수 번째 렌티큘라 렌즈(미도시) 위의 제2 공간(152A)을 통해 출사된다.

또한, 상기 제3 렌티큘라 렌즈(L3)에 대응하는 상기 제3 컬럼 영역(A3)에 포함된 9개의 컬러 화소들(15, 16, 17, 18, 1, 2 3, 4, 5)에 표시된 평면 영상은 상기 제3 렌티큘라 렌즈(L3) 위에 배치된 제1 셔터(511)가 닫혔으므로 상기 제2 렌티큘라 렌즈(L2)와 인접한 일부 4개의 화소들(15, 16, 17, 18)에 표시된 평면 영상은 상기 제2 렌티큘라 렌즈(L2)를 통해 서로 다른 방향성을 갖는 4개의 입체 영상들로 변환되어 상기 제2 공간(512A)을 통해 출사된다. 한편, 상기 제4 렌티큘라 렌즈(L4)와 인접한 상기 제3 컬럼 영역(A3)에 포함된 일부 5개 화소들(1, 2, 3, 4, 5)에 표시된 평면 영상은 상기 제4 렌티큘라 렌즈(L4)를 통해 5개의 입체 영상들로 변환되어 상기 제4 렌티큘라 렌즈(L4) 위의 제2 공간(512A)을 통해 출사된다.

관찰자는 상기 제2 서브 프레임(F(N)_S2) 동안 상기 제2 공간(512A)을 통해 출사되는 18개의 방향성을 갖는 입체 영상들을 시인하게 된다.

결과적으로 관찰자는 한 프레임(예컨대, 60Hz) 동안 제N 프레임 영상(FI_N)을 18개의 입체 영상들로 시인할 수 있게 된다.

이하에서는 일실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고, 반복되는 설명은 간략하게 한다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 블록도이다. 도 7은 도 6에 도시된 입체 영상 표시 장치의 분해 사시도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 입체 영상 표시 장치는 제어부(130), 광원부(200), 광원 구동부(230), 표시 패널(300), 표시 구동부(330), 렌티큘라 플레이트(400), 베리어 플레이트(600) 및 시분할 구동부(630)를 포함한다.

상기 제어부(130)는 외부로부터 수신된 영상에 기초하여 제1 서브 프레임 영상, 제2 서브 프레임 영상 및 제3 서브 프레임 영상을 생성한다. 상기 제어부(130)는 상기 제1, 제2 및 제3 서브 프레임 영상들을 시분할 방식으로 상기 표시 구동부(330)에 제공한다.

상기 광원부(200)는 광을 발생하는 광원을 포함하고, 상기 표시 패널(300)의 배면에 배치되어 상기 표시 패널(300)에 광을 제공한다.

상기 표시 패널(300)은 레드, 그린 및 블루 화소들(R, G, B)을 포함하고, p × q의 해상도를 가진다(p 및 q 는 자연수 임). 각 컬러 화소는 제1 방향(D1)으로 연장된 단변과 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장된 장변을 갖는다. 상기 표시 패널(300)은 상기 표시 구동부(330)의 제어에 따라서 상기 제1, 제2 및 제3 서브 프레임 영상들을 시분할 방식으로 표시한다.

상기 표시 구동부(330)는 상기 제어부(100)의 제어에 따라서 상기 표시 패널(300)을 구동하고, 상기 표시 구동부(330)는 게이트 구동부 및 데이터 구동부를 포함한다.

상기 렌티큘라 플레이트(400)는 복수의 렌티큘라 렌즈들(L3m-2, L3m-1, L3m)을 포함한다(m은 자연수 임). 상기 렌티큘라 렌즈들(L3m-2, L3m-1, L3m)은 상기 제1 방향(D1)으로 배열되고, 각각은 상기 제2 방향(D2)으로 연장된다. 각각의 렌티큘라 렌즈(L3m-2, L3m-1, L3m)는 상기 제1 방향(D1)의 배열된 K개의 컬러 화소들에 배치되어, 상기 K개의 컬러 화소들에 표시된 K개의 평면 영상들을 방향이 다른 K개의 입체 영상들로 변환한다. 상기 제1 서브 프레임 영상은 (3m-2) 번째 렌티큘라 렌즈들(L3m-2)에 대응하여 상기 표시 패널(300)에 표시되는 제(3m-2) 컬럼 영상이고, 상기 제2 서브 프레임 영상은 (3m-1) 번째 렌티큘라 렌즈들(L3m-1)에 대응하여 상기 표시 패널(300)에 표시되는 제(3m-1) 컬럼 영상이고, 상기 제3 서브 프레임 영상은 3m 번째 렌티큘라 렌즈들(L3m)에 대응하여 상기 표시 패널(300)에 표시되는 제3m 컬럼 영상이다.

상기 베리어 플레이트(600)는 제1 셔터(611), 제2 셔터(612) 및 제3 셔터(613)를 포함한다. 상기 제1 셔터(611)는 상기 (3m-2) 번째 렌티큘라 렌즈(L3m-2) 위에 배치되고, 상기 제2 셔터(612)는 상기 (3m-1) 번째 렌티큘라 렌즈(L3m-1) 위에 배치되고, 상기 제3 셔터(613)는 상기 3m 번째 렌티큘라 렌즈(L3m) 위에 배치된다.

상기 시분할 구동부(630)는 상기 제어부(130)의 제어에 따라서, 상기 표시 패널(200)에 상기 (3m-2) 번째 렌티큘라 렌즈들(L3m-2)에 대응하는 상기 제(3m-2) 컬럼 영상이 표시되면, 상기 제1 셔터(611)를 열고 상기 제2 및 제3 셔터들(612, 613)을 닫도록 제어한다. 또한, 상기 표시 패널(200)에 상기 (3m-1) 번째 렌티큘라 렌즈들(L3m-1)에 대응하는 상기 제(3m-1) 컬럼 영상이 표시되면, 상기 제2 셔터(612)를 열고, 상기 제1 및 제3 셔터들(611, 613)을 닫도록 제어한다. 또한, 상기 표시 패널(200)에 상기 3m 번째 렌티큘라 렌즈들(L3m)에 대응하는 상기 제3m 컬럼 영상이 표시되면, 상기 제3 셔터(613)를 열고, 상기 제1 및 제2 셔터들(611, 612)을 닫도록 제어한다.

도 8a, 도 8b 및 도 8c는 도 6에 도시된 제어부의 영상 처리 방법을 설명하기 위한 개념도들이다.

도 6, 도 7 및 도 8a를 참조하면, 상기 제어부(130)는 p × q의 해상도를 갖는 제N 프레임 영상(FI_N)을 수신한다. 상기 제N 프레임 영상(FI_N)은 상기 (3m-2) 번째 렌티큘라 렌즈(L3m-2)에 대응하는 (3m-2) 번째 컬럼 영상(CI3m-2)과 상기 (3m-1) 번째 렌티큘라 렌즈(L3m-1)에 대응하는 (3m-1) 번째 컬럼 영상(CI3m-1) 및 상기 3m 번째 렌티큘라 렌즈(L3m)에 대응하는 3m 번째 컬럼 영상(CI3m)을 포함한다.

도 6, 도 7 및 도 8b를 참조하면, 상기 제어부(130)는 상기 제N 프레임 영상(FI_N)을 (3m-2) 번째 컬럼 영상(CI3m-2)으로 이루어진 제1 컬럼 영상(CI1)과, (3m-1) 번째 컬럼 영상(CI3m-1)으로 이루어진 제2 컬럼 영상(CI2) 및 3m 번째 컬럼 영상(CI3m)으로 이루어진 제3 컬럼 영상(CI3)으로 분리한다. 상기 제1, 제2 및 제3 컬럼 영상들(CI1, CI2, CI3) 각각의 해상도는 p/3 × q 이다.

도 6, 도 7 및 8c를 참조하면, 상기 제어부(130)는 상기 제1, 제2 및 제3 컬럼 영상들(CI1, CI2, CI3) 각각을 상기 표시 패널(300)의 해상도로 업 스케일링하여 제1 서브 프레임 영상(SFI_1), 제2 서브 프레임 영상(SFI_2) 및 제3 서브 프레임 영상(SFI_3)으로 생성한다.

상기 제어부(130)는 상기 제1, 제2 및 제3 서브 프레임 영상들(SFI_1, SFI_2, SFI_3)을 상기 표시 구동부(330)에 제공하고, 상기 표시 구동부(330)는 상기 제1 서브 프레임 영상(SFI_1)을 상기 표시 패널(300)에 제1 서브 프레임 동안 표시하고, 상기 제2 서브 프레임 영상(SFI_2)을 상기 표시 패널(300)에 제2 서브 프레임 동안 표시하고, 상기 제3 서브 프레임 영상(SFI_3)을 상기 표시 패널(300)에 제3 서브 프레임 동안 표시한다. 여기서, 상기 제어부(130)에 수신되는 제N 프레임 영상(FI_N)의 프레임 주파수가 60 Hz 인 경우, 상기 제1, 제2 및 제3 서브 프레임 영상들(SFI_1, SFI_2, SFI_3) 각각의 프레임 주파수는 180 Hz(= 60Hz × 3)이다.

도 9a, 도 9b 및 도 9c 도 6에 도시된 입체 영상 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 개념도들이다. 도 10은 도 6에 도시된 입체 영상 표시 장치의 구동 타이밍도들이다.

도 6, 도 9a 및 도 10을 참조하면, 상기 광원 구동부(230)는 상기 제어부(130)의 제어에 따라서 상기 광원부(200)에 하이 레벨(HL)의 광원 제어 신호(LSC)를 제공한다. 이에 상기 광원부(200)는 구동되어 광을 상기 표시 패널(300)에 제공한다.

제N 프레임(SF(N))의 제1 서브 프레임(F(N)_S1) 동안, 상기 표시 구동부(330)는 상기 제어부(130)의 제어에 따라서 상기 표시 패널(300)에 (3m-2) 번째 렌티큘라 렌즈들(L3m-2)에 대응하는 제1 서브 프레임 영상(SFI_1)을 표시한다(DS_DATA).

예를 들면, 상기 제2 렌티큘라 렌즈(L2)는 상기 표시 패널(300)의 9개의 컬러 화소들(10, 11, 12,...., 18)을 포함하는 상기 제2 컬럼 영역(A2) 위에 배치되고, 상기 제3 렌티큘라 렌즈(L3)는 상기 표시 패널(300)의 9개의 컬러 화소들(19, 20, 21,...., 27)을 포함하는 상기 제3 컬럼 영역(A3) 위에 배치되고, 상기 제4 렌티큘라 렌즈(L4)는 상기 표시 패널(300)의 9개의 컬러 화소들(1, 2, 3,...., 9)을 포함하는 상기 제4 컬럼 영역(A4) 위에 배치된다.

상기 시분할 구동부(630)는 상기 제어부(130)의 제어에 따라서 상기 베리어 플레이트(600)의 상기 제1, 제2 및 제3 셔터들(611, 612, 613)의 개폐동작을 제어한다. 상기 시분할 구동부(630)는 상기 표시 패널(300)에 제(3m-2) 컬럼 영상인 상기 제1 서브 프레임 영상(SFI_1)이 표시되는 상기 제1 서브 프레임(F(N)_S1)에, 상기 (3m-2) 번째 렌티큘라 렌즈들(L2, L5) 위에 배치된 상기 제1 셔터(611)를 열도록 하이 레벨(HL)의 제1 셔터 제어신호(SC1)를 상기 베리어 플레이트(500)에 제공하고, 상기 (3m-1) 및 3m 번째 렌티큘라 렌즈들(L1, L3, L4) 위에 배치된 제2 및 제3 셔터들(612, 613)을 닫도록 로우 레벨(LL)의 제2 및 제3 셔터 제어신호들(SC2, SC3) 각각을 상기 베리어 플레이트(500)에 제공한다.

상기 제1 셔텨(611)가 열린 제1 공간(611A)을 통해 상기 표시 패널(300)의 상기 제2 컬럼 영역(A2)에 표시된 9개 평면 영상들이 상기 제2 렌티큘라 렌즈(L2)를 통해 9개의 입체 영상들로 변환되어 출사된다. 또한, 상기 제1 공간(611A)을 통해 상기 제2 컬럼 영역(A2)과 인접한 상기 제1 컬럼 영역(A1) 또는 제3 컬럼 영역(A3)에 표시된 9개의 평면 영상들이 상기 제2 렌티큘라 렌즈(L2)를 통해 9개의 입체 영상들로 변환되어 상기 제1 공간(611A)으로 출사된다. 따라서 상기 제1 공간(611A)을 통해 27개의 입체 영상들이 출사된다.

예를 들면, 상기 제1 렌티큘라 렌즈(L1)에 대응하는 상기 제1 컬럼 영역(A1)에 포함된 9개의 컬러 화소들(1, 2, 3,..., 9)에 표시된 평면 영상은 상기 제1 렌티큘라 렌즈(L1) 위에 배치된 제3 셔터(613)가 닫혔으므로 상기 제2 렌티큘라 렌즈(L2)를 통해 서로 다른 방향성을 갖는 9개의 입체 영상들로 변환되어 상기 제1 공간(611A)을 통해 출사된다.

또한, 상기 제3 렌티큘라 렌즈(L3)에 대응하는 상기 제3 컬럼 영역(A3)에 포함된 9개의 컬러 화소들(19, 20, 21,..., 27)에 표시된 평면 영상은 상기 제3 렌티큘라 렌즈(L3) 위에 배치된 제2 셔터(612)가 닫혔으므로 상기 제2 렌티큘라 렌즈(L2)를 통해 서로 다른 방향성을 갖는 9개의 입체 영상들로 변환되어 상기 제1 공간(611A)을 통해 출사된다.

한편, 상기 제4 렌티큘라 렌즈(L4)에 대응하는 상기 제4 컬럼 영역(A4)에 포함된 9개의 컬러 화소들(1, 2, 3,..., 9)에 표시된 평면 영상은 상기 제4 렌티큘라 렌즈(L4) 위에 배치된 제3 셔터(613)가 닫혔으므로 상기 제5 렌티큘라 렌즈(L5)를 통해 서로 다른 방향성을 갖는 9개의 입체 영상들로 변환되어 상기 제5 렌티큘라 렌즈(L5) 위의 상기 제1 공간(611A)을 통해 출사된다.

관찰자는 상기 제1 서브 프레임(F(N)_S1) 동안 상기 제1 공간(611A)을 통해 출사되는 27개의 방향성을 갖는 입체 영상들을 시인하게 된다.

도 6, 도 9b 및 도 10을 참조하면, 상기 광원 구동부(230)는 상기 제어부(130)의 제어에 따라서 상기 광원부(200)에 하이 레벨(HL)의 광원 제어 신호(LSC)를 제공한다. 이에 상기 광원부(200)는 구동되어 광을 상기 표시 패널(300)에 제공한다.

제N 프레임(SF(N))의 제2 서브 프레임(F(N)_S2) 동안, 상기 표시 구동부(330)는 상기 제어부(130)의 제어에 따라서 상기 표시 패널(300)에 (3m-1) 번째 렌티큘라 렌즈들(L3m-1)에 대응하는 제2 서브 프레임 영상(SFI_2)을 표시한다(DS_DATA).

예를 들면, 상기 제2 렌티큘라 렌즈(L2)는 상기 표시 패널(300)의 9개의 컬러 화소들(1, 2, 3,...., 9)을 포함하는 상기 제2 컬럼 영역(A2) 위에 배치되고, 상기 제3 렌티큘라 렌즈(L3)는 상기 표시 패널(300)의 9개의 컬러 화소들(10, 11, 12,...., 18)을 포함하는 상기 제3 컬럼 영역(A3) 위에 배치되고, 상기 제4 렌티큘라 렌즈(L4)는 상기 표시 패널(300)의 9개의 컬러 화소들(19, 20, 21,...., 27)을 포함하는 상기 제4 컬럼 영역(A4) 위에 배치된다.

상기 시분할 구동부(630)는 상기 제어부(130)의 제어에 따라서 상기 베리어 플레이트(600)의 상기 제1, 제2 및 제3 셔터들(611, 612, 613)의 개폐동작을 제어한다. 상기 시분할 구동부(630)는 상기 표시 패널(300)에 제(3m-1) 컬럼 영상인 상기 제2 서브 프레임 영상(SFI_2)이 표시되는 상기 제2 서브 프레임(F(N)_S2)에, 상기 (3m-1) 번째 렌티큘라 렌즈들(L3) 위에 배치된 상기 제2 셔터(612)를 열도록 하이 레벨(HL)의 제2 셔터 제어신호(SC2)를 상기 베리어 플레이트(500)에 제공하고, 상기 (3m-2) 및 3m 번째 렌티큘라 렌즈들(L1, L2, L4, L5) 위에 배치된 제1 및 제3 셔터들(611, 613)을 닫도록 로우 레벨(LL)의 제1 및 제3 셔터 제어신호들(SC1, SC3) 각각을 상기 베리어 플레이트(500)에 제공한다.

상기 제2 셔텨(612)가 열린 제2 공간(612A)을 통해 상기 표시 패널(300)의 상기 제3 컬럼 영역(A3)에 표시된 9개 평면 영상들이 상기 제3 렌티큘라 렌즈(L3)를 통해 9개의 입체 영상들로 변환되어 출사된다. 또한, 상기 제2 공간(612A)을 통해 상기 제3 컬럼 영역(A3)과 인접한 상기 제2 컬럼 영역(A2) 또는 제4 컬럼 영역(A4)에 표시된 9개의 평면 영상들이 상기 제3 렌티큘라 렌즈(L3)를 통해 9개의 입체 영상들로 변환되어 상기 제2 공간(612A)으로 출사된다. 따라서 상기 제2 공간(612A)을 통해 27개의 입체 영상들이 출사된다.

예를 들면, 상기 제2 렌티큘라 렌즈(L2)에 대응하는 상기 제2 컬럼 영역(A2)에 포함된 9개의 컬러 화소들(1, 2, 3,..., 9)에 표시된 평면 영상은 상기 제2 렌티큘라 렌즈(L2) 위에 배치된 제1 셔터(611)가 닫혔으므로 상기 제3 렌티큘라 렌즈(L3)를 통해 서로 다른 방향성을 갖는 9개의 입체 영상들로 변환되어 상기 제2 공간(612A)을 통해 출사된다.

또한, 상기 제4 렌티큘라 렌즈(L4)에 대응하는 상기 제4 컬럼 영역(A4)에 포함된 9개의 컬러 화소들(19, 20, 21,..., 27)에 표시된 평면 영상은 상기 제4 렌티큘라 렌즈(L4) 위에 배치된 제3 셔터(613)가 닫혔으므로 상기 제3 렌티큘라 렌즈(L3)를 통해 서로 다른 방향성을 갖는 9개의 입체 영상들로 변환되어 상기 제2 공간(612A)을 통해 출사된다.

한편, 상기 제1 렌티큘라 렌즈(L1)에 대응하는 상기 제1 컬럼 영역(A1)에 포함된 9개의 컬러 화소들(19, 20, 21,..., 27)에 표시된 평면 영상은 상기 제1 렌티큘라 렌즈와 인접한 (3m-1) 번째 렌티큘라 렌즈를 통해 9개의 입체 영상들로 변환되어 상기 제1 렌티큘라 렌즈와 인접한 (3m-1) 번째 렌티큘라 렌즈 위의 상기 제2 공간(612A)을 통해서 출사된다. 같은 방식으로, 상기 제5 렌티큘라 렌즈(L5)에 대응하는 상기 제5 컬럼 영역(A5)에 포함된 9개의 컬러 화소들(1, 2, 3,..., 9)에 표시된 평면 영상은 상기 제5 렌티큘라 렌즈와 인접한 (3m-1) 번째 렌티큘라 렌즈를 통해 9개의 입체 영상들로 변환되어 상기 제5 렌티큘라 렌즈와 인접한 (3m-1) 번째 렌티큘라 렌즈 위의 상기 제2 공간(612A)을 통해서 출사된다.

관찰자는 상기 제2 서브 프레임(F(N)_S2) 동안 상기 제2 공간(612A)을 통해 출사되는 27개의 방향성을 갖는 입체 영상들을 시인하게 된다.

도 6, 도 9c 및 도 10을 참조하면, 상기 광원 구동부(230)는 상기 제어부(130)의 제어에 따라서 상기 광원부(200)에 하이 레벨(HL)의 광원 제어 신호(LSC)를 제공한다. 이에 상기 광원부(200)는 구동되어 광을 상기 표시 패널(300)에 제공한다.

제N 프레임(SF(N))의 제3 서브 프레임(F(N)_S3) 동안, 상기 표시 구동부(330)는 상기 제어부(130)의 제어에 따라서 상기 표시 패널(300)에 3m 번째 렌티큘라 렌즈들(L3m)에 대응하는 제3 서브 프레임 영상(SFI_3)을 표시한다(DS_DATA).

예를 들면, 상기 제2 렌티큘라 렌즈(L2)는 상기 표시 패널(300)의 9개의 컬러 화소들(19, 20, 21,...., 27)을 포함하는 상기 제2 컬럼 영역(A2) 위에 배치되고, 상기 제3 렌티큘라 렌즈(L3)는 상기 표시 패널(300)의 9개의 컬러 화소들(1, 2, 3,...., 9)을 포함하는 상기 제3 컬럼 영역(A3) 위에 배치되고, 상기 제4 렌티큘라 렌즈(L4)는 상기 표시 패널(300)의 9개의 컬러 화소들(10, 11, 12,...., 18)을 포함하는 상기 제4 컬럼 영역(A4) 위에 배치된다.

상기 시분할 구동부(630)는 상기 제어부(130)의 제어에 따라서 상기 베리어 플레이트(600)의 상기 제1, 제2 및 제3 셔터들(611, 612, 613)의 개폐동작을 제어한다. 상기 시분할 구동부(630)는 상기 표시 패널(300)에 제3m 컬럼 영상인 상기 제3 서브 프레임 영상(SFI_3)이 표시되는 상기 제3 서브 프레임(F(N)_S3)에, 상기 3m 번째 렌티큘라 렌즈들(L1, L4) 위에 배치된 상기 제3 셔터(613)를 열도록 하이 레벨(HL)의 제3 셔터 제어신호(SC3)를 상기 베리어 플레이트(500)에 제공하고, 상기 (3m-2) 및 (3m-1) 번째 렌티큘라 렌즈들(L2, L3) 위에 배치된 제1 및 제2 셔터들(611, 612)을 닫도록 로우 레벨(LL)의 제1 및 제2 셔터 제어신호들(SC1, SC2) 각각을 상기 베리어 플레이트(500)에 제공한다.

상기 제3 셔텨(613)가 열린 제3 공간(613A)을 통해 상기 표시 패널(300)의 상기 제4 컬럼 영역(A4)에 표시된 9개 평면 영상들이 상기 제4 렌티큘라 렌즈(L4)를 통해 9개의 입체 영상들로 변환되어 출사된다. 또한, 상기 제3 공간(613A)을 통해 상기 제4 컬럼 영역(A4)과 인접한 상기 제3 컬럼 영역(A3) 또는 제5 컬럼 영역(A5)에 표시된 9개의 평면 영상들이 상기 제4 렌티큘라 렌즈(L4)를 통해 9개의 입체 영상들로 변환되어 상기 제3 공간(613A)으로 출사된다. 따라서 상기 제3 공간(613A)을 통해 27개의 입체 영상들이 출사된다.

예를 들면, 상기 제3 렌티큘라 렌즈(L3)에 대응하는 상기 제3 컬럼 영역(A3)에 포함된 9개의 컬러 화소들(1, 2, 3,..., 9)에 표시된 평면 영상은 상기 제2 렌티큘라 렌즈(L3) 위에 배치된 제2 셔터(612)가 닫혔으므로 상기 제4 렌티큘라 렌즈(L4)를 통해 서로 다른 방향성을 갖는 9개의 입체 영상들로 변환되어 상기 제3 공간(613A)을 통해 출사된다.

또한, 상기 제5 렌티큘라 렌즈(L5)에 대응하는 상기 제5 컬럼 영역(A5)에 포함된 9개의 컬러 화소들(19, 20, 21,..., 27)에 표시된 평면 영상은 상기 제5 렌티큘라 렌즈(L5) 위에 배치된 제1 셔터(611)가 닫혔으므로 상기 제4 렌티큘라 렌즈(L4)를 통해 서로 다른 방향성을 갖는 9개의 입체 영상들로 변환되어 상기 제3 공간(613A)을 통해 출사된다.

한편, 상기 제1 렌티큘라 렌즈(L1)에 대응하는 상기 제1 컬럼 영역(A1)에 포함된 9개의 컬러 화소들(10, 11, 12,..., 18)에 표시된 평면 영상은 상기 제1 렌티큘라 렌즈(L1)를 통해 9개의 입체 영상들로 변환되어 상기 제1 렌티큘라 렌즈(L1) 위의 상기 제3 공간(613A)으로 출사된다. 상기 제2 렌티큘라 렌즈(L2)에 대응하는 상기 제2 컬럼 영역(A2)에 포함된 9개의 컬러 화소들(19, 20, 21,..., 27)에 표시된 평면 영상은 상기 제2 렌티큘라 렌즈(L2) 위에 배치된 상기 제1 셔터(611)가 닫혔으므로, 인접한 상기 제1 렌티큘라 렌즈(L1)를 통해 9개의 입체 영상들로 변환되어 상기 제1 렌티큘라 렌즈(L1) 위의 상기 제3 공간(613A)을 통해 출사된다.

관찰자는 상기 제3 서브 프레임(F(N)_S3) 동안 상기 제3 공간(613A)을 통해 출사되는 27개의 방향성을 갖는 입체 영상들을 시인하게 된다.

결과적으로 관찰자는 한 프레임(예컨대, 60Hz) 동안 제N 프레임 영상(FI_N)을 27개의 입체 영상들로 시인할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 K개의 평면 영상을 렌티큘라 렌즈를 이용해 K개의 방향성을 갖는 입체 영상들로 변환하고, 복수의 렌티큘라 렌즈들을 포함하는 렌티큘라 플레이트 위에 시분할 구동하는 M개의 셔터들을 이용하여 상기 K개의 입체 영상을 K × M개의 입체 영상들로 확장하여 입체 영상의 시야각(시점수)을 증가시킬 수 있다. 따라서 입체 영상의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100, 130 : 제어부 200 : 광원부
230 : 광원 구동부 300 : 표시 패널
330 : 표시 구동부 400 : 렌티큘라 플레이트
500, 600 : 베리어 플레이트 530, 630 : 시분할 구동부

Claims

표시 패널 위에 배치되어 상기 표시 패널을 복수의 컬럼 영역들로 나누는 복수의 렌티큘라 렌즈들을 포함하고, 각 렌티큘라 렌즈는 컬럼 영역에 표시된 평면 영상을 방향이 다른 K(K는 자연수)개의 입체 영상들로 변환하는 렌티큘라 플레이트를 포함하는 표시 장치의 입체 영상 표시 방법에서,
상기 컬럼 영역들에 대응하는 컬럼 영상들을 분리하여 M(M은 자연수)개의 서브 프레임 영상들로 생성하는 단계;
상기 M개의 서브 프레임 영상들을 시분할 방식으로 상기 표시 패널에 표시하는 단계; 및
상기 표시 패널에 표시된 서브 프레임 영상에 따라서, 상기 M개의 렌티큘라 렌즈들 위에 배치된 M개의 셔터들을 선택적으로 개폐하는 단계를 포함하는 입체 영상 표시 방법.
제1항에 있어서, 상기 M개의 서브 프레임 영상들을 생성하는 단계는
홀수 번째 컬럼 영역에 대응하는 홀수 번째 컬럼 영상을 포함하는 제1 서브 프레임 영상 및 짝수 번째 컬럼 영역에 대응하는 짝수 번째 컬럼 영상을 포함하는 제2 서브 프레임 영상으로 생성하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 방법.
제2항에 있어서, 상기 M개의 셔터들을 선택적으로 개폐하는 단계는
상기 표시 패널에 상기 제1 서브 프레임 영상이 표시되면, 홀수 번째 렌티큘라 렌즈 위에 배치된 제1 셔터를 열고, 짝수 번째 렌티큘라 렌즈 위에 배치된 제2 셔터를 닫는 단계; 및
상기 표시 패널에 상기 제2 서브 프레임 영상이 표시되면, 상기 제2 셔터를 열고, 상기 제1 셔터를 닫는 단계를 포함하는 입체 영상 표시 방법.
제1항에 있어서, 상기 M개의 서브 프레임 영상들을 생성하는 단계는
(3m-2) 번째 컬럼 영역에 대응하는 (3m-2) 번째 컬럼 영상을 포함하는 제1 서브 프레임 영상, (3m-1) 번째 컬럼 영역에 대응하는 (3m-1) 번째 컬럼 영상을 포함하는 제2 서브 프레임 영상 및 3m 번째 컬럼 영역에 대응하는 3m 번째 컬럼 영상을 포함하는 제3 서브 프레임 영상으로 생성하는 단계를 포함하는 입체 영상 표시 방법.
제4항에 있어서, 상기 M개의 셔터들을 선택적으로 개폐하는 단계는
상기 표시 패널에 상기 제1 서브 프레임 영상이 표시되면, (3m-2) 번째 렌티큘라 렌즈 위에 배치된 제1 셔터를 열고, (3m-1) 번째 렌티큘라 렌즈 위에 배치된 제2 셔터 및 3m 번째 렌티큘라 렌즈 위에 배치된 제3 셔터를 닫는 단계;
상기 표시 패널에 상기 제2 서브 프레임 영상이 표시되면, 상기 제2 셔터를 열고, 상기 제1 및 제3 셔터들을 닫는 단계; 및
상기 표시 패널에 상기 제3 서브 프레임 영상이 표시되면, 상기 제3 셔터를 열고, 상기 제1 및 제2 셔터들을 닫는 단계를 포함하는 입체 영상 표시 방법.
복수의 컬러 화소들을 포함하는 표시 패널;
상기 표시 패널을 복수의 컬럼 영역들로 나누는 복수의 렌티큘라 렌즈들을 포함하고, 각 렌티큘라 렌즈는 각 컬럼 영역에 표시된 평면 영상을 방향이 다른 K(K는 자연수)개의 입체 영상들로 변환하는 렌티큘라 플레이트;
상기 컬럼 영역들에 대응하는 컬럼 영상들을 분리하여 M(M은 자연수)개의 서브 프레임 영상들로 생성하고, 상기 M개의 서브 프레임 영상들을 상기 표시 패널에 시분할 방식으로 표시하는 제어부; 및
상기 M개의 렌티큘라 렌즈들 위에 각각 배치된 M개의 셔터들을 포함하고, 상기 표시 패널에 표시된 서브 프레임 영상에 따라서 상기 M개의 셔터들이 선택적으로 개폐되는 베리어 플레이트를 포함하는 표시 장치.
제6항에 있어서, 각 컬러 화소는 장변과 단변을 가지며, 상기 렌티큘라 렌즈들은 상기 컬러 화소의 단변 길이 방향으로 배열되고 상기 컬러 화소의 장변 길이 방향으로 연장된 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제7항에 있어서, 상기 렌티큘라 렌즈들 각각은 상기 컬러 화소의 단변 길이 방향으로 배열된 상기 K개의 컬러 화소들 위에 배치되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제7항에 있어서, 상기 장변 길이 방향으로 인접한 컬러 화소들은 서로 다른 컬러를 갖도록 배열된 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제6항에 있어서, 상기 베리어 플레이트의 상기 M개의 셔터들의 개폐를 제어하는 시분할 구동부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 표시 패널에 표시되는 영상에 따라서 상기 시분할 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제10항에 있어서, 상기 제어부는
홀수 번째 컬럼 영역에 대응하는 홀수 번째 컬럼 영상을 포함하는 제1 서브 프레임 영상 및 짝수 번째 컬럼 영역에 대응하는 짝수 컬럼 영상을 포함하는 제2 서브 프레임 영상으로 생성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제11항에 있어서, 상기 시분할 구동부는
상기 표시 패널에 상기 제1 서브 프레임 영상이 표시되면, 홀수 번째 렌티큘라 렌즈 위에 배치된 제1 셔터를 열고, 짝수 번째 렌티큘라 렌즈 위에 배치된 제2 셔터를 닫고,
상기 표시 패널에 상기 제2 서브 프레임 영상이 표시되면, 상기 제2 셔터를 열고, 상기 제1 셔터를 닫는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제12항에 있어서, 상기 프레임 영상이 제1 프레임 주파수를 가지면, 상기 제1 및 제2 서브 프레임 영상 각각은 상기 제1 프레임 주파수의 2배인 제2 프레임 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제10항에 있어서, 상기 제어부는
(3m-2) 번째 컬럼 영역에 대응하는 (3m-2) 번째 컬럼 영상을 포함하는 제1 서브 프레임 영상, (3m-1) 번째 컬럼 영역에 대응하는 (3m-1) 번째 컬럼 영상을 포함하는 제2 서브 프레임 영상 및 3m 번째 컬럼 영역에 대응하는 3m 번째 컬럼 영상을 포함하는 제3 서브 프레임 영상으로 생성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제14항에 있어서, 상기 시분할 구동부는
상기 표시 패널에 상기 제1 서브 프레임 영상이 표시되면, (3m-2) 번째 렌티큘라 렌즈 위에 배치된 제1 셔터를 열고, (3m-1) 번째 렌티큘라 렌즈 위에 배치된 제2 셔터 및 3m 번째 렌티큘라 렌즈 위에 배치된 제3 셔터를 닫고,
상기 표시 패널에 상기 제2 서브 프레임 영상이 표시되면, 상기 제2 셔터를 열고, 상기 제1 및 제3 셔터들을 닫고,
상기 표시 패널에 상기 제3 서브 프레임 영상이 표시되면, 상기 제3 셔터를 열고, 상기 제1 및 제2 셔터들을 닫는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제15항에 있어서, 상기 프레임 영상이 제1 프레임 주파수를 가지면, 상기 제1 및 제2 서브 프레임 영상 각각은 상기 제1 프레임 주파수의 3배인 제2 프레임 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.