KR20110125416A - 입체영상표시장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

입체영상표시장치가 개시된다. 본 입체영상표시장치는, 3D 영상을 입력받는 영상 입력부, 입력된 3D 영상을 좌안 영상 및 우안 영상으로 분리하여 처리하는 영상 처리부, 편광 방향의 스위칭이 가능한 한 장의 편광 필름을 구비하며, 상기 편광 필름의 편광 방향을 스위칭하여 디스플레이되는 좌안 영상 및 우안 영상에 대해 상이한 편광 방향을 제공하는 영상 출력부 및 영상 처리부에서 처리된 좌안 영상 및 우안 영상이 시분할되어 교번적으로 디스플레이되도록 상기 영상 출력부를 제어한다. 이에 따라 3D 영상을 간편하게 구현할 수 있게 된다.

Description

입체영상표시장치 및 그 구동 방법{Three dimensional image display apparatus and driving method thereof}
본 발명은 입체영상표시장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 3차원 입체 영상을 디스플레이하는 입체영상표시장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
3차원 입체 영상 기술은 정보통신, 방송, 의료, 교육 훈련, 군사, 게임, 애니메이션, 가상현실, CAD, 산업 기술 등 그 응용 분야가 매우 다양하며 이러한 여러 분야에서 공통적으로 요구되는 차세대 3차원 입체 멀티미디어 정보 통신의 핵심 기반 기술이라고 할 수 있다.
일반적으로 사람이 지각하는 입체감은 관찰하고자 하는 물체의 위치에 따른 수정체의 두께 변화 정도, 양쪽 눈과 대상물과의 각도 차이, 그리고 좌우 눈에 보이는 대상물의 위치 및 형태의 차이, 대상물의 운동에 따라 생기는 시차, 그 밖에 각종 심리 및 기억에 의한 효과 등이 복합적으로 작용해 생긴다.
그 중에서도 사람의 두 눈이 가로 방향으로 약 6~7㎝가량 떨어져 위치함으로써 나타나게 되는 양안 시차(binocular disparity)는 입체감의 가장 중요한 요인이라고 할 수 있다. 즉 양안 시차에 의해 대상물에 대한 각도 차이를 가지고 바라보게 되고, 이 차이로 인해 각각의 눈에 들어오는 이미지가 서로 다른 상을 갖게 되며 이 두 영상이 망막을 통해 뇌로 전달되면 뇌는 이 두 개의 정보를 정확히 서로 융합하여 본래의 3차원 입체 영상을 느낄 수 있는 것이다.
입체 영상 디스플레이 장치로는 특수안경을 사용하는 안경식과 특수안경을 사용하지 않는 비안경식으로 구분된다. 안경식은 상호 보색 관계에 있는 색 필터를 이용해 영상을 분리 선택하는 색필터 방식, 직교한 편광 소자의 조합에 의한 차광 효과를 이용해서 좌안과 우안의 영상을 분리하는 편광필터 방식 및 좌안 영상신호와 우안 영상신호를 스크린에 투사하는 동기신호에 대응하여 좌안과 우안을 교번적으로 차단함으로써 입체감을 느낄 수 있도록 하는 셔터 글래스 방식이 존재한다.
이 중 편광필터 방식은 좌우 편광이 다른 패시브 타입(passive type) 편광 안경을 이용하는 방식이다.
편광안경 방식 중 시간분할 방식인 액티브 리타더(active retarder)는 해상도를 유지하고 밝기와 좌우 영상 분리 능력이 우수한 장점을 가진다.
하지만, 액티브 리타더에 의한 N 분할 구동의 복잡성, 구조적 얼라인(Align)의 복잡성, 이에 따른 크로스-토크(Cross-talk) 발생 등의 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 편광 방향의 스위칭이 가능한 능동형 편광 필름을 이용하여 3D 영상을 구현하는 입체영상표시장치 및 그 구동 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상표시장치는, 3D 영상을 입력받는 영상 입력부, 상기 입력된 3D 영상을 좌안 영상 및 우안 영상으로 분리하여 처리하는 영상 처리부, 편광 방향의 스위칭이 가능한 한 장의 편광 필름을 구비하며, 상기 편광 필름의 편광 방향을 스위칭하여 디스플레이되는 좌안 영상 및 우안 영상에 대해 상이한 편광 방향을 제공하는 영상 출력부 및 상기 영상 처리부에서 처리된 상기 좌안 영상 및 우안 영상이 시분할되어 교번적으로 디스플레이되도록 상기 영상 출력부를 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 영상 출력부는, 좌안 영상 및 우안 영상을 디스플레이하는 표시 패널부, 상기 표시 패널부의 전체 영역에 대응되며, 편광 방향의 조정이 가능한 한 장의 편광 필름을 구비하는 편광 필름부 및 상기 좌안 영상이 디스플레이되는 경우 상기 제1 편광 방향, 상기 우안 영상이 디스플레이되는 경우 상기 제2 편광 방향을 제공하도록 상기 편광 필름의 편광 방향을 스위칭하는 스위칭부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 좌안 영상 및 상기 우안 영상 사이에 블랙 영상을 디스플레이하도록 상기 표시 패널부를 제어할 수 있다.
여기서, 상기 표시 패널부는, 240 Hz LCD 패널이 될 수 있다.
또는, 상기 영상 출력부는, 상기 표시 패널부에 광을 조사하는 백라이트 발광부 및 상기 백라이트 발광부를 구동하는 백라이트 구동부를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 좌안 영상 및 우안 영상이 디스플레이되는 시기의 기설정된 시간 동안 상기 백라이트 발광부가 구동되도록 상기 백라이트 구동부를 제어할 수 있다.
여기서, 상기 표시 패널부는, 120 Hz LCD 패널이 될 수 있다.
또한, 상기 편광 필름부 및 상기 스위칭부는, 분할되지 않은 하나의 액티브 리타더(active retarder)로 구현될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체영상표시장치의 구동 방법은, 3D 영상을 입력받는 단계, 상기 입력된 3D 영상을 좌안 영상 및 우안 영상으로 분리하여 처리하는 단계, 상기 처리된 상기 좌안 영상 및 우안 영상을 시분할하여 교번적으로 디스플레이하는 단계 및 편광 방향의 스위칭이 가능한 한 장의 편광 필름을 구비하며, 상기 편광 필름의 편광 방향을 스위칭하여 디스플레이되는 좌안 영상 및 우안 영상에 대해 상이한 편광 방향을 제공하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 입체영상표시장치는 상기 좌안 영상 및 우안 영상을 출력하는 영상 출력 유닛을 구비하며, 상기 영상 출력 유닛은, 좌안 영상 및 우안 영상을 디스플레이하는 표시 패널, 상기 표시 패널의 전체 영역에 대응되며, 편광 방향의 조정이 가능한 한 장의 편광 필름 및 상기 좌안 영상이 디스플레이되는 경우 상기 제1 편광 방향, 상기 우안 영상이 디스플레이되는 경우 상기 제2 편광 방향을 제공하도록 상기 편광 필름의 편광 방향을 스위칭하는 스위칭 소자를 포함할 수 있다.
또한, 상기 좌안 영상 및 상기 우안 영상 사이에 블랙 영상을 디스플레이하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 표시 패널은, 240 Hz LCD 패널이 될 수 있다.
또는, 상기 영상 출력 유닛은, 상기 표시 패널에 광을 조사하는 백라이트 발광 소자를 더 포함하며, 상기 좌안 영상 및 우안 영상이 디스플레이되는 시기의 기설정된 시간 동안 상기 백라이트 발광 소자를 점등하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 표시 패널은, 120 Hz LCD 패널이 될 수 있다.
또한, 상기 편광 필름 및 상기 스위칭 소자는, 분할없는 하나의 액티브 리타더(active retarder)로 구현될 수 있다.
이에 따라 N 분할된 액티브 리타더에 의한 구동의 복잡성, 구조적 얼라인(Align)의 복잡성을 감소시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 영상 제공 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 입체영상표시장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3은 도 2에 도시된 영상 출력부(130)의 세부 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3D 영상 구현 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5는 도 4a 및 도 4b에 도시된 3D 영상 구현 방법에 따른 스캐닝 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 3D 영상 구현 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 7은 도 6a 및 도 6b에 도시된 3D 영상 구현 방법에 따른 스캐닝 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체영상표시장치의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 영상 제공 시스템을 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 3D 영상을 화면에 표시하기 위한 입체영상표시장치(100) 및 3D 영상을 시청하기 위한 3D 글래스(200)로 구성된다.
입체영상표시장치(100)는 디스플레이 장치의 일종으로서, 카메라 등의 촬상장치로부터 수신된 3D 영상 또는 카메라에 의해 촬영되어 방송국에서 편집/가공된 후 방송국에서 송출된 3D 영상을 수신하고, 수신된 3D 영상을 처리한 후 이를 화면에 표시한다. 특히, 입체영상표시장치(100)는 3D 영상의 포맷을 참조하여, 좌안 영상과 우안 영상을 가공하고, 가공된 좌안 영상과 우안 영상이 시분할되어 교번적으로 디스플레이되도록 할 수 있다.
3D 글래스(200)는 좌안 및 우안이 서로 다른 편광을 갖는 패시브 타입의 편광 안경으로 구현될 수 있다. 패시브 타입의 편광 안경은 액티브 타입 즉, 셔터 글래스(shutter glass)보다 가볍고 가격이 저렴하다는 장점이 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 제공 시스템은 3D 영상을 생성하기 위한 카메라(미도시)를 더 포함할 수 있다.
카메라(미도시)는 3D 영상을 생성하기 위한 촬영 장치의 일종으로서, 사용자의 좌안에 제공하기 위한 목적으로 촬영된 좌안 영상과 사용자의 우안에 제공하기 위한 목적으로 촬영된 우안 영상을 생성한다. 즉, 3D 영상은 좌안 영상과 우안 영상으로 구성되며, 이러한 좌안 영상과 우안 영상이 사용자의 좌안과 우안에 각각 교번적으로 제공되면서, 양안 시차에 의한 입체감이 발생되게 된다.
이를 위해, 카메라(미도시)는 좌안 영상을 생성하기 위한 좌안 카메라와 우안 영상을 생성하기 위한 우안 카메라로 구성되고, 좌안 카메라와 우안 카메라 간의 간격은, 사람의 두 눈 간의 이격 간격으로부터 고려되게 된다.
카메라(미도시)는 촬영된 좌안 영상과 우안 영상을 입체영상표시장치(100)로 전달한다. 특히, 카메라(미도시)가 입체영상표시장치(100)로 전달하는 좌안 영상과 우안 영상은, 하나의 프레임에 좌안 영상 및 우안 영상 중 하나의 영상만으로 구성된 포맷으로 전달되거나, 하나의 프레임에 좌안 영상과 우안 영상이 모두 포함되도록 구성된 포맷으로 전달될 수 있다.
카메라(미도시)는 다양한 3D 영상의 포맷들 중 하나의 포맷을 미리 결정하고, 결정된 포맷에 따라 3D 영상을 생성하여 입체영상표시장치(100)로 전달할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 입체영상표시장치(100)의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 2에 따르면, 본 입체영상표시장치(100)는 영상 수신부(110), 영상 처리부(120), 영상 출력부(130), 제어부(140), 사용자 인터페이스부(150) 및 저장부(260)를 포함한다.
영상 수신부(110)는 방송국 또는 위성으로부터 유선 또는 무선으로 수신되는 방송을 수신하여 복조한다. 또한, 영상 수신부(110)는 카메라 등의 외부기기와 연결되어 외부기기로부터 3D 영상을 입력받을 수 있다. 외부기기는 무선으로 연결되거나 S-Video, 컴포넌트, 컴포지트, D-Sub, DVI, HDMI 등의 인터페이스를 통해 유선으로 연결될 수 있다.
전술한 바와 같이, 3D 영상은 적어도 하나의 프레임으로 구성된 영상으로서, 하나의 영상 프레임에 좌안 영상과 우안 영상이 포함되거나 각 프레임이 좌안 영상 또는 우안 영상으로 구성된 영상을 의미한다. 즉, 3D 영상은, 다양한 3D 포맷들 중 하나에 따라 생성된 영상이다.
따라서, 영상 수신부(110)로 수신되는 3D 영상은 다양한 포맷으로 될 수 있으며, 특히, 일반적인 탑-바톰(top-bottom) 방식, 사이드 바이 사이드(side by side) 방식, 수평 인터리브(horizontal interleave) 방식, 수직 인터리브(vertical interleave) 방식 또는 체커보드(checker board) 방식, 시퀀셜 프레임(sequential frame) 중 하나에 따른 포맷으로 될 수 있다.
영상 수신부(110)는 수신된 3D 영상을 영상 처리부(120)로 전달한다.
영상 처리부(120)는, 영상 수신부(110)로 수신된 3D 영상에 대해 비디오 디코딩, 포맷 분석, 비디오 스케일링 등의 신호처리 및 GUI 부가 등의 작업을 수행한다.
특히, 영상 처리부(120)는 영상 수신부(110)로 입력된 3D 영상의 포맷을 이용하여, 한 화면의 크기(예를 들어, 1920*1080)에 해당하는 좌안 영상과 우안 영상을 각각 생성한다.
즉, 3D 영상의 포맷이 탑-바톰(top-bottom) 방식, 사이드 바이 사이드(side by side) 방식, 수평 인터리브(horizontal interleave) 방식, 수직 인터리브(vertical interleave) 방식 또는 체커보드(checker board) 방식, 시퀀셜 프레임(sequential frame)에 따른 포맷일 경우, 영상 처리부(120)는 각 영상 프레임에서 좌안 영상 부분과 우안 영상 부분을 각각 추출하여, 추출된 좌안 영상과 우안 영상을 확대 스케일링 또는 보간함으로써, 사용자에게 제공하기 위한 좌안 영상과 우안 영상을 각각 생성하게 된다.
또한, 3D 영상의 포맷이 일반적인 프레임 시퀀스 방식일 경우, 영상 처리부(220)는 각 프레임에서 좌안 영상 또는 우안 영상을 추출하여 사용자에게 제공하기 위한 준비를 하게 된다.
한편, 입력된 3D 영상의 포맷에 대한 정보는 3D 영상 신호에 포함되어 있을 수도 있고 포함되어 있지 않을 수도 있다.
예를 들어, 입력된 3D 영상의 포맷에 대한 정보가 3D 영상 신호에 포함되어 있는 경우, 영상 처리부(120)는 3D 영상을 분석하여 포맷에 대한 정보를 추출하고, 추출된 정보에 따라 수신된 3D 영상을 처리하게 된다. 반면, 입력된 3D 영상의 포맷에 대한 정보가 3D 영상 신호에 포함되어 있지 않은 경우, 영상 처리부(120)는 사용자로부터 입력된 포맷에 따라 수신된 3D 영상을 처리하거나 미리 설정된 포맷에 따라 수신된 3D 영상을 처리하게 된다.
영상 처리부(120)는 추출된 좌안 영상과 우안 영상을 시분할하여 교번적으로 영상 출력부(130)로 전달한다. 즉, 영상 처리부(120)는 '좌안 영상(L1) -> 우안 영상(R1) -> 좌안 영상(L2) -> 우안 영상(R2) -> …'의 시간적 순서로 좌안 영상과 우안 영상을 영상 출력부(130)로 전달한다.
영상 출력부(130)는 영상 처리부(120)에서 출력되는 좌안 영상과 우안 영상을 교번적으로 출력하여 사용자에게 제공한다.
특히, 영상 출력부(130)는 편광 방향의 스위칭이 가능한 편광 필름(또는 편광 시트, 편광 패널 등)을 구비하며, 상기 편광 필름의 편광 방향을 스위칭하여 디스플레이되는 좌안 영상 및 우안 영상에 대해 상이한 편광 방향을 제공할 수 있다.
구체적으로, 좌안 영상이 디스플레이되는 경우 제1 편광 방향, 우안 영상이 디스플레이되는 경우 제2 편광 방향을 갖도록 편광 필름의 편광 방향을 스위칭하도록 구현될 수 있다. 여기서, 편광 필름은 N분할되지 않은 액티브 리타더(active retarder)로 구현될 수 있다. 그 밖에 영상 출력부(130)에 대한 자세한 설명은 도 3을 참조하여 후술하도록 한다.
제어부(140)는 후술하는 사용자 인터페이스부(150)로부터 전달받은 사용자 명령에 따라 입체영상표시장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다.
특히, 제어부(140)는 영상 수신부(110) 및 영상 처리부(120)를 제어하여, 3D 영상이 수신되고, 수신된 3D 영상이 좌안 영상과 우안 영상으로 분리되며, 분리된 좌안 영상과 우안 영상 각각이 하나의 화면에서 디스플레이될 수 있는 크기로 스케일링 또는 보간되도록 제어한다.
또한, 제어부(140)는 영상 출력부(130)를 제어하여 영상 출력부(130)를 통해 제공되는 영상의 편광 방향이 좌안 영상 또는 우안 영상에 일치되게 스위칭되도록 할 수 있다.
사용자 인터페이스부(150)는 리모콘 등의 입력수단으로부터 수신되는 사용자 명령을 제어부(140)로 전달한다.
저장부(160)는 입체영상표시장치(100)를 동작시키기 위해 필요한 각종 프로그램 등이 저장되는 저장매체로서, 메모리, HDD(Hard Disk Drive) 등으로 구현가능하다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 3D 글래스(미도시)로는 패시브 3D 글래스가 이용될 수 있다. 3D 영상에 이용되는 패시브 3D 글래스는 좌안과 우안의 편광 방향을 다르게 구현한 것으로 이에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.
도 3은 도 2에 도시된 영상 출력부(130)의 세부 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3에 따르면, 영상 출력부(130)는 패널 구동부(131), 표시 패널부(132), 편광 필름부(133), 스위칭부(134), 백라이트 구동부(135), 및 백라이트 발광부(136)를 포함한다.
표시 패널부(132)는 좌안 영상 및 우안 영상을 디스플레이하는 기능을 하는 것으로, LCD 패널로 구현될 수 있다.
패널 구동부(131)는 제어부(140)의 제어에 따라 표시 패널부(132)를 구동하는 기능을 한다.
편광 필름부(133)는 표시 패널부(132)의 전체 영역에 대응되도록 구비되며, 편광 방향의 조정이 가능한 하나의 편광 필름으로 구현될 수 있다.
구체적으로 편광 필름부(133)는 편광필름 표면에 영상이 표현되는 방향을 제어할 수 있는 특수 기능 셀을 포함할 수 있다.
스위칭부(134)는 좌안 영상이 디스플레이되는 경우 제1 편광 방향, 상기 우안 영상이 디스플레이되는 경우 제2 편광 방향을 갖도록 편광 필름의 편광 방향을 스위칭할 수 있다. 즉, 스위칭부(134)는 편광 필름부(133)가 표시 패널부(132)의 신호와 동기화하여 구동되도록 할 수 있다.
예를 들어, 스위칭부(134)는 표시 패널부(132)에 좌안 영상이 디스플레이되면, 편광 안경 즉, 3D 글래스의 좌안 편광에 대응되는 제1 편광 방향을 갖도록 편광 필름부(133)의 편광 방향을 스위칭할 수 있다. 여기서, 좌안 편광은 예를 들어, 좌원 편광, 좌타원 편광 등이 될 수 있다.
또한, 스위칭부(134)는 표시 패널부(132)에 우안 영상이 디스플레이되면, 편광 안경 즉, 3D 글래스의 우안 편광에 대응되는 제2 편광 방향을 갖도록 편광 필름부(133)의 편광 방향을 스위칭할 수 있다. 여기서, 우안 편광은 예를 들어, 우원 편광, 우타원 편광 등이 될 수 있다.
예를 들어, 편광 필름부(133) 및 스위칭부(134)는 P/S 스위칭이 가능한 액티브 리타더(active retarder)로 구현될 수 있다.
한편, 제어부(140)는 좌안 영상 및 우안 영상 사이에 블랙 영상을 디스플레이하도록 표시 패널부(132)를 제어할 수 있다. 이 경우 표시 패널부(132)는 240 Hz LCD 패널로 구현될 수 있다. 이에 따라 블랙 영상에 의해 좌안 영상 및 우안 영상이 서로 섞이는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 영상 출력부(130)는 표시 패널부(131)에 광을 조사하는 백라이트 발광부(136) 및 백라이트 발광부(136)를 구동하기 위한 백라이트 구동부(135)를 포함할 수 있다.
백라이트 구동부(135)는 한 프레임 주기를 구성하는 복수 개의 스캐닝 펄스를 가지며, 제어부(140)의 제어에 따라 조절되는 스캐닝 신호를 생성하여 백라이트 발광부(136)를 구동한다.
백라이트 발광부(136)는 표시 패널부(132)에 광을 조사하며, 광원으로 LED(Light Emitting Diode), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp), HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp), SED(Surface-conduction Electron-emitter Diaplay), FED(Field Emission Display) 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 또한, 백라이트 발광부(136)는 소정 개수의 영역으로 분할되어 백라이트 구동부(135)에 의하여 스캐닝 구동된다. 소정 개수의 영역은 라인 단위로 구분될 수 있으며, 또는 블록 단위로 구분될 수 있다. 여기서 블록은 소정 개수의 램프가 될 수 있으며, 백라이트 구동부(135)는 각 블록별로 점멸할 수 있도록 구성될 수 있다.
이 경우 제어부(140)는 좌안 영상 및 우안 영상이 디스플레이되는 소정 시점에서 백라이트 발광부(136)가 구동되도록 백라이트 구동부(135)를 제어할 수 있다. 이 경우 표시 패널부(132)는 120 Hz LCD 패널로 구현될 수 있다. 즉, 20 Hz LCD 패널에서는 블랙 영상을 삽입할 수 없기 때문에 좌안 영상 및 우안 영상이 디스플레이되는 소정 시점에서 백라이트 발광부(136)가 구동되도록 함으로써 영상의 섞임을 방지할 수 있게 된다.
한편, 본 실시 예에서는 표시 패널부(132)와 편광 필름부(133), 스위칭 부(134) 등이 별도로 구비되는 것으로 설명하였지만, 이는 일 실시 예에 불과하며, 편광 필름부(133), 스위칭부(134)는 표시 패널부(132)와 일체로 구현될 수 있다. 예를 들어, LCD 패널은 디스플레이 패널, 편광 필름, 편광 스위치를 포함하는 형태로 구현될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3D 영상 구현 방법을 설명하기 위한 도면들이다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 편광 필름부(133) 및 스위칭부(134)는 액티브 리타더(active retarder)로 구현되는 경우로 상정하여 설명하도록 한다.
도 4a 및 도 4b에 따르면, 좌안 영상이 디스플레이되고, 우안 영상이 디스플레이되기 전에 블랙 영상이 디스플레이될 수 있다.
도 4a의 첫번째 도면은 좌안 영상이 전체 화면의 1/2 정도 디스플레이된 상태를 나타내며, 두번째 도면은 좌안 영상이 전체 화면에 디스플레이된 상태를 나타낸다.
세 번째 도면은 블랙영상이 전체 화면의 1/2 정도 디스플레된 상태를 나타내며, 네번째 도면은 블랙 영상이 전체 화면에 디스플레이된 상태를 나타낸다.
한편, 도 4a에 도시된 바와 같이 좌안 영상이 디스플레이되는 경우 패시브 타입 편광 안경의 좌측 편광에 일치되도록 액티브 리타더를 구동할 수 있다. 즉, 액티브 리타더의 편광이 패시브 타입 편광 안경의 좌측 편광에 일치하도록 스위칭될 수 있다. 이 경우 액티브 리타더는 종래의 경우와는 달리 N 분할되지 않은 하나의 리타더로 구현될 수 있다. 이에 따라 기존의 N 분할 액티브 리타더의 복잡한 구동 방식을 간소화할 수 있게 된다.
도 4b의 첫번째 도면은 우안 영상이 전체 화면의 1/2 정도 디스플레이된 상태를 나타내며, 두번째 도면은 우안 영상이 전체 화면에 디스플레이된 상태를 나타낸다.
세 번째 도면은 블랙영상이 전체 화면의 1/2 정도 디스플레된 상태를 나타내며, 네번째 도면은 블랙 영상이 전체 화면에 디스플레이된 상태를 나타낸다.
한편, 도 4b에 도시된 바와 같이 우안 영상이 디스플레이되는 경우 패시브 타입 편광 안경의 좌측 편광에 일치되도록 액티브 리타더를 구동할 수 있다. 즉, 액티브 리타더의 편광이 패시브 타입 편광 안경의 좌측 편광에 일치하도록 스위칭될 수 있다. 이 경우 액티브 리타더는 종래의 경우와는 달리 N 분할되지 않은 하나의 리타더로 구현될 수 있다. 이에 따라 기존의 N 분할 액티브 리타더의 복잡한 구동 방식을 간소화할 수 있게 된다.
도 5는 도 4a 및 도 4b에 도시된 3D 영상 구현 방법에 따른 스캐닝 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5에서 가로 라인은 시간 도메인을 나타내며, 세로 라인은 공간 도메인을 나타낸다.
도 5에 도시된 바와 같이 각 스캐닝 라인에서 좌안 영상(Left) → 블랙 영상(Black) → 우안 영상(Right) → 블랙 영상(Black) → 좌안 영상(Left)... 순으로 영상이 디스플레이된다.
즉, 도 5에서 식별 부호 "A"에 해당하는 디스플레이 시기의 화면은 블랙 영상이 전체 화면의 상반부 1/2를 차지하고, 좌안 영상이 하반부 1/2를 차지하도록 디스플레이되는 도 4a의 세번째 화면(A)에 대응되는 형태가 될 수 있다.
또한, 도 5에서 식별 부호 "B"에 해당하는 디스플레이 시기의 화면은 블랙 영상이 전체 화면의 상반부 1/2를 차지하고, 우안 영상이 하반부 1/2를 차지하도록 디스플레이되는 도 4b의 세번째 화면(B)에 대응되는 형태가 될 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 3D 영상 구현 방법을 설명하기 위한 도면들이다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 편광 필름부(132) 및 스위칭부(133)가 액티브 리타더(active retarder)로 구현되는 경우로 상정하여 설명하도록 한다.
도 6a에 도시된 바와 같이 표시 패널부(132)에 광을 조사하는 백라이트 발광부(136)가 좌안 영상(left image)이 디스플레이되는 시기의 소정 기간 동안에만 점등되도록 할 수 있다.
또한, 도 6a에 도시된 바와 같이 좌안 영상이 디스플레이되고 있는 경우 패시브 타입 편광 안경의 좌측 편광에 일치되도록 액티브 리타더(133, 134)를 구동할 수 있다. 즉, 액티브 리타더의 편광이 패시브 타입 편광 안경의 좌측 편광에 일치하도록 스위칭될 수 있다.
이 경우 액티브 리타더는 종래의 경우와는 달리 N 분할되지 않은 하나의 리타더로 구현될 수 있다.
또한, 도 6b에 도시된 바와 같이 우안 영상(right image)이 디스플레이되고 있는 경우 패시브 타입 편광 안경의 우측 편광에 일치되도록 액티브 리타더(133, 134)를 구동할 수 있다. 즉, 액티브 리타더의 편광이 패시브 타입 편광 안경의 우측 편광에 일치하도록 스위칭될 수 있다.
이 경우 액티브 리타더는 종래의 경우와는 달리 N 분할되지 않은 하나의 리타더로 구현될 수 있다.
상술한 바와 같이 임펄시브 백라이트 스캐닝(Impulsive Scanning Backlight)을 사용하는 경우 백라이트가 점등된 경우에만 디스플레이된 화면이 보이게 되므로 좌안 영상과 우안 영상이 섞이는 것을 방지할 수 있게 된다.
도 7은 도 6a 및 도 6b에 도시된 3D 영상 구현 방법에 따른 스캐닝 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7에서 가로 라인은 시간 도메인을 나타내며, 세로 라인은 공간 도메인을 나타낸다.
도 7에 도시된 바와 같이 각 스캐닝 라인에서 좌안 영상(Left) → 우안 영상(Right) → 좌안 영상(Left)... 순으로 영상이 디스플레이된다.
또한, 임펄시브 백라이트 스캐닝(Impulsive Scanning Backlight)를 사용하여 좌안 영상 또는 우안 영상의 소정 스캔 타이밍에 맞춰 기설정된 시간 동안에만 백라이트를 점등할 수 있다. 즉, 좌안 영상 및 우안 영상이 디스플레이되는 시기의 기설정된 시간 동안에만 표시 패널부(132)에 광을 조사하는 백라이트 발광부(136)를 점등시켜 시각적으로 impulsive한 영상을 만들어낼 수 있다.
도 7에서 "ON"으로 표시된 부분이 백라이트 발광부(136)가 점등되는 시간을 나타낸다. 한편, 도 7에서는 좌안 영상 및 우안 영상이 디스플레이되는 시기 중 후반부에 백라이트 발광부(136)가 점등되는 것으로 도시하였지만, 이는 일 실시 예에 불과하며 백라이트 발광부(136)가 점등되는 시간은 당업자의 설계 사항에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
한편, 상술한 실시 예에서는 백라이트 발광부(136)를 구성하는 BLU를 전체적으로 점멸시키는 backlight blinking 위주로 설명하였지만, 경우에 따라서는 BLU를 램프 단위로 점멸시키는 backlight scrolling 등도 이용될 수 있다.
한편, 상술한 실시 예에서는 좌안 영상이 먼저 디스플레이되고 우안 영상이 나중에 디스플레이되는 것으로 설명하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 것이며 좌안 영상 및 우안 영상의 디스플레이 순서는 당업자의 설계 사항에 따라 변경될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체영상표시장치의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8에 도시된 입체영상표시장치의 구동방법에 따르면, 우선 3D 영상이 입력되면(S810), 입력된 3D 영상을 좌안 영상 및 우안 영상으로 분리하여 처리한다(S820).
이어서, S820 단계에서 처리된 좌안 영상 및 우안 영상을 시분할하여 교번적으로 디스플레이한다(S830).
이 후, 편광 방향의 스위칭이 가능한 한 장의 편광 필름을 통해 좌안 영상이 디스플레이되는 경우 제1 편광 방향, 우안 영상이 디스플레이되는 경우 제2 편광 방향이 되도록 영상의 편광 방향을 스위칭한다(S840).
이 경우, 입체영상표시장치는 상기 좌안 영상 및 우안 영상을 출력하는 영상 출력 유닛을 구비하며, 영상 출력 유닛은, 좌안 영상 및 우안 영상을 디스플레이하는 표시 패널, 표시 패널의 전체 영역에 대응되며, 편광 방향의 조정이 가능한 한 장의 편광 필름 및 좌안 영상이 디스플레이되는 경우 제1 편광 방향, 우안 영상이 디스플레이되는 경우 제2 편광 방향을 갖도록 편광 필름의 편광 방향을 스위칭하는 스위칭 소자를 포함할 수 있다.
또한, 좌안 영상 및 상기 우안 영상 사이에 블랙 영상을 디스플레이하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이에 따라 좌안 영상 및 우안 영상이 섞이는 것을 방지할 수 있게 된다. 이 경우 표시 패널은 240 Hz LCD 패널이 될 수 있다.
또한, 영상 출력 유닛은, 표시 패널에 광을 조사하는 백라이트 발광 소자를 더 포함하며, 좌안 영상 및 우안 영상이 디스플레이되는 시기의 기설정된 시간 동안 백라이트 발광 소자를 점등하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우표시 패널은, 120 Hz LCD 패널이 될 수 있다.
또한, 편광 필름 및 상기 스위칭 소자는, 분할없는 하나의 액티브 리타더(active retarder)로 구현될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 N 분할 없는 액티브 리타더를 이용하는 3D 구현 방법은 N 분할된 액티브 리타더에 의한 구동의 복잡성, 구조적 얼라인(Align)의 복잡성 등을 감소시킬 수 있다는 효과가 있다.
또한, N 분할된 액티브 리타더에 의한 구동의 복잡성, 구조적 얼라인(Align)의 복잡성에 의해 발생하는 크로스-토크(Cross-talk)를 감소시킬 수 있게 된다.
그리고, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 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 안 될 것이다.
100: 입체영상표시장치 200: 3D 글래스
110: 영상 입력부 120: 영상 처리부
130: 영상 출력부 140: 제어부
150: 사용자 인터페이스부 160: 저장부
131: 패널 구동부 132: 표시 패널부
133: 편광 필름부 134: 스위칭부
135: 백라이트 구동부 136: 백라이트 발광부

Claims (14)

  1. 3D 영상을 입력받는 영상 입력부;
    상기 입력된 3D 영상을 좌안 영상 및 우안 영상으로 분리하여 처리하는 영상 처리부;
    편광 방향의 스위칭이 가능한 한 장의 편광 필름을 구비하며, 상기 편광 필름의 편광 방향을 스위칭하여 디스플레이되는 좌안 영상 및 우안 영상에 대해 상이한 편광 방향을 제공하는 영상 출력부; 및
    상기 영상 처리부에서 처리된 상기 좌안 영상 및 우안 영상이 시분할되어 교번적으로 디스플레이되도록 상기 영상 출력부를 제어하는 제어부;를 포함하는 입체영상표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 영상 출력부는,
    좌안 영상 및 우안 영상을 디스플레이하는 표시 패널부;
    상기 표시 패널부의 전체 영역에 대응되며, 편광 방향의 조정이 가능한 한 장의 편광 필름을 구비하는 편광 필름부; 및
    상기 좌안 영상이 디스플레이되는 경우 상기 제1 편광 방향, 상기 우안 영상이 디스플레이되는 경우 상기 제2 편광 방향을 제공하도록 상기 편광 필름의 편광 방향을 스위칭하는 스위칭부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 좌안 영상 및 상기 우안 영상 사이에 블랙 영상을 디스플레이하도록 상기 표시 패널부를 제어하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 표시 패널부는,
    240 Hz LCD 패널인 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 영상 출력부는,
    상기 표시 패널부에 광을 조사하는 백라이트 발광부; 및
    상기 백라이트 발광부를 구동하는 백라이트 구동부;를 더 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 좌안 영상 및 우안 영상이 디스플레이되는 시기의 기설정된 시간 동안 상기 백라이트 발광부가 구동되도록 상기 백라이트 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 표시 패널부는,
    120 Hz LCD 패널인 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 편광 필름부 및 상기 스위칭부는,
    분할되지 않은 하나의 액티브 리타더(active retarder)로 구현되는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
  8. 입체영상표시장치의 구동 방법에 있어서,
    3D 영상을 입력받는 단계;
    상기 입력된 3D 영상을 좌안 영상 및 우안 영상으로 분리하여 처리하는 단계;
    상기 처리된 상기 좌안 영상 및 우안 영상을 시분할하여 교번적으로 디스플레이하는 단계; 및
    편광 방향의 스위칭이 가능한 한 장의 편광 필름을 구비하며, 상기 편광 필름의 편광 방향을 스위칭하여 디스플레이되는 좌안 영상 및 우안 영상에 대해 상이한 편광 방향을 제공하는 단계;를 포함하는 입체영상표시장치의 구동 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 입체영상표시장치는 상기 좌안 영상 및 우안 영상을 출력하는 영상 출력 유닛을 구비하며,
    상기 영상 출력 유닛은,
    좌안 영상 및 우안 영상을 디스플레이하는 표시 패널, 상기 표시 패널의 전체 영역에 대응되며, 편광 방향의 조정이 가능한 한 장의 편광 필름 및 상기 좌안 영상이 디스플레이되는 경우 상기 제1 편광 방향, 상기 우안 영상이 디스플레이되는 경우 상기 제2 편광 방향을 제공하도록 상기 편광 필름의 편광 방향을 스위칭하는 스위칭 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치의 구동 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 좌안 영상 및 상기 우안 영상 사이에 블랙 영상을 디스플레이하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치의 구동 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 표시 패널은,
    240 Hz LCD 패널인 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치의 구동 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 영상 출력 유닛은, 상기 표시 패널에 광을 조사하는 백라이트 발광 소자를 더 포함하며,
    상기 좌안 영상 및 우안 영상이 디스플레이되는 시기의 기설정된 시간 동안 상기 백라이트 발광 소자를 점등하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치의 구동 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 표시 패널은,
    120 Hz LCD 패널인 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치의 구동 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 편광 필름 및 상기 스위칭 소자는,
    분할없는 하나의 액티브 리타더(active retarder)로 구현되는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치의 구동 방법.
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