KR20130002076A

KR20130002076A - 입체영상표시장치와 이의 구동방법

Info

Publication number: KR20130002076A
Application number: KR1020110063091A
Authority: KR
Inventors: 우종훈
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2011-06-28
Filing date: 2011-06-28
Publication date: 2013-01-07
Also published as: CN102857773A; US10261331B2; US20130002652A1; KR101890927B1; CN105763866A

Abstract

본 발명의 실시예는, 좌안영상 및 우안영상을 출력하는 영상제어부; 좌안영상 및 우안영상을 표시하는 이미지패널; 및 이미지패널에 표시되는 좌안영상 및 우안영상 중 하나만 투과되도록 좌안안경과 우안안경이 동일한 투과특성을 갖는 안경을 포함하는 입체영상표시장치를 제공한다.

Description

입체영상표시장치와 이의 구동방법{Stereoscopic Image Display Device and Driving Method thereof}

본 발명의 실시예는 입체영상표시장치와 이의 구동방법에 관한 것이다.

입체영상표시장치는 양안시차방식(stereoscopic technique)과 복합시차지각방식(autostereoscopic technique)으로 나누어진다.

양안시차방식은 입체 효과가 큰 좌우 눈의 시차 영상을 이용한다. 양안시차방식에는 안경방식과 무안경방식이 있고 현재 두 방식 모두 실용화되고 있다. 안경방식은 직시형 액정표시패널이나 프로젝터에 좌우 시차 영상의 편광 방향을 바꿔서 시분할 방식으로 표시하고, 편광안경 또는 액정셔터안경을 사용하여 입체영상을 구현한다. 무안경 방식은 일반적으로 좌우 시차 영상의 광축을 분리하기 위한 패럴렉스 베리어 등의 광학판을 액정표시패널의 앞에 또는 뒤에 설치하는 방식이다.

입체영상표시장치 중 일부인 안경방식은 안경을 착용하면 삼차원 영상을 시감할 수 있고 편광안경을 미착용하면 이차원 영상을 시감할 수 있다. 최근, 개인의 사생활 보호 및 기업 정보 보안에 대한 요구가 강화됨에 따라 안경방식 입체영상표시장치 또한 이러한 특성의 부여가 요구될 수 있다.

따라서, 종래 안경방식 입체영상표시장치는 입체영상의 표시뿐만 아니라 타인의 영상 시감을 배제할 수 있는 기능 마련이 요구된다.

상술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 실시예는, 입체 영상 시감용 안경과 보호 영상 제어용 안경을 구비하여 입체 영상 시감은 물론 보호 영상 시감으로 개인 및 특정 업무상의 보안성을 높일 수 있는 입체영상표시장치와 이의 구동방법을 제공하는 것이다.

상술한 과제 해결 수단으로 본 발명의 실시예는, 좌안영상 및 우안영상을 출력하는 영상제어부; 좌안영상 및 우안영상을 표시하는 이미지패널; 및 이미지패널에 표시되는 좌안영상 및 우안영상 중 하나만 투과되도록 좌안안경과 우안안경이 동일한 투과특성을 갖는 안경을 포함하는 입체영상표시장치를 제공한다.

좌안영상 및 우안영상 중 하나는 유효 영상정보로 구성되고 다른 하나는 비유효 영상정보로 구성될 수 있다.

비유효 영상정보는 유효 영상정보와 다른 형상을 갖는 색상정보, 영상정보 및 문자정보 중 하나 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다.

제어부는 사용자의 제어하에 좌안영상 및 우안영상을 유효 영상정보 및 비유효 영상정보로 구성하는 영상처리부를 포함할 수 있다.

제어부는 좌안영상 및 우안영상 중 하나의 음양 계조를 보상하여 비유효 영상정보로 생성하는 계조 보상방법(Gray Compensation), 좌안영상 및 우안영상 중 하나의 컬러 계조를 보상하여 비유효 영상정보로 생성하는 컬러 계조 보상방법(Color Gray Compensation), 좌안영상 및 우안영상 중 하나를 백그라운드로 두고 문자를 삽입하여 비유효 영상정보로 생성하는 백그라운드 문자 삽입방법(Background Character Insertion) 및 이미지 패널의 일부를 선택영역으로 정의하고 선택영역에 표시되는 좌안영상 및 우안영상 중 하나를 비유효 영상정보로 생성하는 선택영역 제어방법(Selective Area Control) 중 하나 또는 이들을 조합하는 방법으로 영상처리를 하여 이미지패널에 공급할 영상에 대한 영상처리를 할 수 있다.

안경을 착용한 사용자는 좌안영상 및 우안영상 중 하나만 투과됨으로써 유효 영상을 시감하는 반면, 안경을 미착용한 사용자는 좌안영상 및 우안영상이 모두 투과됨으로써 비유효 영상을 시감할 수 있다.

이미지패널은 좌안영상 및 우안영상을 표시하는 패널과, 패널 상에 부착되며 제1편광라인과 제2편광라인이 구분된 패턴드리타더를 포함하며, 안경은 좌안안경과 우안안경이 동일한 투과특성을 갖는 편광안경일 수 있다.

패널은 좌안영상 및 우안영상을 홀수라인과 짝수라인으로 구분하여 프레임별로 교번하여 표시할 수 있다.

이미지패널은 좌안영상 및 우안영상을 프레임별로 교번하여 표시하는 패널과, 패널 상에 부착되며 제어부의 제어하에 프레임별로 제1편광과 제2편광을 교번하는 액티브리타더를 포함하며, 안경은 좌안안경과 우안안경이 동일한 투과특성을 갖는 편광안경일 수 있다.

이미지패널은 좌안영상 및 우안영상을 프레임별로 교번하여 표시하는 패널을 포함하며, 안경은 제어부의 제어하에 프레임별로 좌안안경과 우안안경이 동일하게 온(ON)/오프(OFF)되어 동일한 투과특성을 갖는 액정셔터안경일 수 있다.

다른 측면에서 본 발명의 실시예는, 외부로부터 사용자 제어신호를 입력받는 입력단계; 사용자 제어신호가 입력되면 좌안영상 및 우안영상 중 하나를 유효 영상정보로 구성하고 다른 하나를 비유효 영상정보로 구성하는 영상처리단계; 및 좌안영상 및 우안영상을 이미지패널에 표시하는 표시단계를 포함하되, 이미지패널에 표시된 영상은 좌안영상 및 우안영상 중 하나만 투과되도록 좌안안경과 우안안경이 동일한 투과특성을 갖는 안경을 통해 시감하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치의 구동방법을 제공한다.

영상처리단계는 유효 영상정보와 다른 형상을 갖는 색상정보, 영상정보 및 문자정보 중 하나 또는 이들의 조합으로 비유효 영상정보를 구성할 수 있다.

영상처리단계는 좌안영상 및 우안영상 중 하나의 음양 계조를 보상하여 비유효 영상정보로 생성하는 계조 보상방법(Gray Compensation), 좌안영상 및 우안영상 중 하나의 컬러 계조를 보상하여 비유효 영상정보로 생성하는 컬러 계조 보상방법(Color Gray Compensation), 좌안영상 및 우안영상 중 하나를 백그라운드로 두고 문자를 삽입하여 비유효 영상정보로 생성하는 백그라운드 문자 삽입방법(Background Character Insertion) 및 이미지 패널의 일부를 선택영역으로 정의하고 선택영역에 표시되는 좌안영상 및 우안영상 중 하나를 비유효 영상정보로 생성하는 선택 영역 제어방법(Selective Area Control) 중 하나 또는 이들을 조합하는 방법으로 영상처리를 할 수 있다.

입체영상표시장치는 패턴드리타더, 액티브리타더 및 액정셔터안경 중 하나를 이용하여 입체영상을 표현할 수 있다.

입체영상표시장치는 사용자 제어신호가 미입력되면 이차원 영상 및 삼차원 영상 중 하나를 표시할 수 있다.

본 발명의 실시예는, 입체 영상 시감용 안경과 보호 영상 제어용 안경을 구비하여 입체 영상 시감은 물론 보호 영상(또는 보안 영상) 시감으로 개인 및 특정 업무상의 보안성을 높일 수 있는 입체영상표시장치와 이의 구동방법을 제공하는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 입체 영상과 보호 영상의 공용 사용이 가능하고, 보호 영상을 표시할 때의 휘도 손실을 최소화할 수 있으며, 이를 구현하기 위한 추가 공정 및 추가 투자비가 거의 요구되지 않으므로 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 입체영상표시장치의 개략적인 구성도.
도 2는 이미지패널에 포함된 서브 픽셀의 회로 구성 예시도.
도 3은 안경의 편광특성 예시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 입체영상표시장치의 영상표현체계를 설명하기 위한 개념도.
도 5는 음양 계조 보상방법을 통한 보호 영상의 구성방법을 설명하기 위한 도면.
도 6은 컬러 계조 보상방법을 통한 보호 영상의 구성방법을 설명하기 위한 도면.
도 7은 백그라운드 문자 삽입방법을 통한 보호 영상의 구성방법을 설명하기 위한 도면.
도 8은 선택 영역 제어방법을 통한 보호 영상의 구성방법을 설명하기 위한 도면.
도 9는 영상처리부의 개략적인 구성도.
도 10은 입체영상표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 11 및 도 12는 패턴드리타더를 포함하는 입체영상표시장치를 설명하기 위한 도면.
도 13 및 도 14는 액티브리타더를 포함하는 입체영상표시장치를 설명하기 위한 도면.
도 15 및 도 16은 액정셔터안경을 포함하는 입체영상표시장치를 설명하기 위한 도면.

이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 입체영상표시장치의 개략적인 구성도이고, 도 2는 이미지패널에 포함된 서브 픽셀의 회로 구성 예시도이며, 도 3은 안경의 편광특성 예시도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 입체영상표시장치에는 영상제어부(SBD), 타이밍제어부(TCN), 구동부(DRV), 이미지패널(PNL) 및 안경(GLS)이 포함된다.

영상제어부(SBD)는 이차원 모드(이하 2D 모드)에서는 이차원 영상(이하 2D 영상)을 생성하고, 삼차원 모드(이하 3D 모드)에서는 삼차원 영상(이하 3D 영상)을 생성하며, 사용자 모드(이하 보호 모드)에서는 사용자 영상(이하 보호 영상)을 생성한다. 여기서, 보호 영상은 보호 모드로 동작시 사용자의 정보를 보호 또는 보안하기 위한 영상으로 정의된다.

2D 영상과 달리 3D 영상은 프레임 팩킹(Frame packing), 사이드 바이 사이드(Side by side), 탑 앤 다운(Top & down), 프레임 시퀀셜(Frame sequential) 등으로 좌안영상과 우안영상을 포함한다. 따라서, 영상제어부(SBD)는 외부로부터 공급된 영상이 3D 영상일 경우, 이를 영상처리하여 인터리브드(Interleaved) 방식 또는 프레임 시퀀셜(Frame sequential) 방식으로 포맷을 변경할 수 있다.

한편, 보호 영상은 3D 영상을 기반으로 한다. 따라서, 사용자 제어신호(UCS)가 입력되어 보호 모드가 되면 영상제어부(SBD)는 3D 영상에 포함된 좌안영상 및 우안영상 중 하나가 유효 영상정보로 구성되고 다른 하나가 비유효 영상정보로 구성되도록 영상처리를 한다. 위 설명된 보호 영상과 관련된 설명은 이하에서 더욱 자세히 다룬다.

영상제어부(SBD)는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블신호(DE) 및 메인 클럭(Main Clock) 등의 타이밍 신호와 더불어 2D, 3D 및 보호 영상을 타이밍제어부(TCN)에 공급한다.

영상제어부(SBD)는 사용자 입력부(유저 인터페이스)를 통해 입력되는 사용자의 선택에 따라 2D, 3D 또는 보호 모드로 선택되어 이에 대응되는 영상을 생성하고 이를 영상 처리하여 타이밍제어부(TCN)에 공급한다. 사용자 입력부는 OSD(On screen display), 리모콘(Remote controller), 키보드, 마우스 등의 사용자 입력 수단을 포함한다.

타이밍제어부(TCN)는 영상제어부(SBD)로부터 2D, 3D 또는 보호 영상을 공급받고, 영상에 대응되는 각종 신호 등과 함께 구동부(DRV)에 공급한다. 타이밍제어부(TCN)는 각종 신호를 이용하여 구동부(DRV)를 제어한다.

구동부(DRV)는 데이터라인들에 연결되어 데이터신호를 공급하는 데이터 구동부와, 게이트라인들에 연결되어 게이트신호를 공급하는 게이트 구동부를 포함한다. 구동부(DRV)에 포함된 데이터 구동부는 타이밍제어부(TCN)의 제어하에 디지털 형태의 좌안 및 우안영상을 아날로그 형태의 좌안 및 우안영상으로 변환하여 이를 데이터라인들에 공급한다. 또한, 구동부(DRV)에 포함된 게이트 구동부는 타이밍제어부(TCN)의 제어하에 게이트라인들에 게이트신호를 순차적으로 공급한다.

이미지패널(PNL)은 구동부(DRV)로부터 게이트신호 및 데이터신호를 공급받고 이에 대응하여 2D, 3D 또는 보호 영상을 표시한다. 이미지패널(PNL)에는 도 2와 같은 서브 픽셀(SP)을 포함하는 패널이 포함된다.

도 2와 같은 서브 픽셀(SP)을 포함하는 패널을 액정표시패널이다. 액정표시패널의 서브 픽셀(SP)은 적색 서브 픽셀, 녹색 서브 픽셀 및 청색 서브 픽셀 등을 포함한다. 하나의 서브 픽셀의 일반적인 회로 구성은 도 2와 같이 박막트랜지스터(TFT), 스토리지 커패시터(Cst) 및 액정층(Clc)을 포함한다. 박막트랜지스터(TFT)는 데이터신호가 공급되는 데이터 라인(DL)에 소오스 전극이 연결되고 게이트신호가 공급되는 게이트라인(GL)에 게이트 전극이 연결된다. 그리고 스토리지 커패시터(Cst) 및 액정층(Clc)은 박막트랜지스터(TFT)의 드레인전극에 연결되며 이들은 공통전압배선(Vcom)을 통해 공급되는 공통전압을 공급받게 된다.

이와 같은 구성에 의해, 액정층(Clc)은 화소전극(1)에 공급된 데이터전압과 공통전극(2)에 공급된 공통전압의 차에 의해 구동을 하게 된다. 공통전극의 경우 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서는 컬러필터기판 상에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서는 화소전극(1)과 함께 TFT기판 상에 형성된다.

액정표시패널의 액정모드는 TN 모드, VA 모드, IPS 모드, FFS 모드뿐 아니라 어떠한 액정모드로도 구현될 수 있다. 액정표시패널의 TFT기판과 컬러필터기판에는 하부편광판과 상부편광판이 각각 부착된다. 이와 같이 구성된 액정표시패널은 백라이트유닛으로부터 제공된 광에 의해 영상을 표시할 수 있게 된다.

안경(GLS)은 이미지패널(PNL)에 표시되는 좌안영상 및 우안영상 중 하나 즉, 유효영상만 투과되도록 하는 역할을 하는 보호 영상 제어용 안경으로 선택된다. 보호 영상 제어용으로 사용되는 안경(GLS)(이하 계속 안경으로 기재함)은 좌안안경(LEFT)과 우안안경(RIGHT)이 동일한 투과 특성을 갖는다. 안경(GLS)은 도 3의 (a)와 같이 좌안안경(LEFT)과 우안안경(RIGHT)이 동일한 좌원편광 특성을 갖거나, 도 3의 (b)와 같이 좌안안경(LEFT)과 우안안경(RIGHT)이 동일한 우원편광 특성을 갖는다.

도 3에서는 안경(GLS)이 좌원 또는 우원편광 특성을 갖는 것을 일례로 하였지만 이는 이미지패널(PNL)로부터 출사되는 영상의 편광상태에 따라 달라질 수 있다. 그러나, 좌안안경(LEFT)과 우안안경(RIGHT)은 동일한 투과 특성을 갖는다. 그리고, 안경(GLS)은 이미지패널(PNL)의 구성에 따라 편광안경 또는 액정셔터안경으로 구성될 수 있다.

한편, 위의 설명에서는 백라이트유닛과 액정표시패널로 구성된 패널을 일례로 하였으나 이는 유기전계발광표시패널, 플라즈마표시패널 및 전계방출표시패널 등과 같이 영상을 표시할 수 있는 패널이면 가능하다. 그러나, 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 액정표시패널을 기반으로 설명한다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 입체영상표시장치의 영상표현체계에 대해 더욱 자세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 입체영상표시장치의 영상표현체계를 설명하기 위한 개념도이고, 도 5는 음양 계조 보상방법을 통한 보호 영상의 구성방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 컬러 계조 보상방법을 통한 보호 영상의 구성방법을 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 백그라운드 문자 삽입방법을 통한 보호 영상의 구성방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 선택 영역 제어방법을 통한 보호 영상의 구성방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 입체영상표시장치는 이미지패널(PNL)에 보호 영상이 표시되면 안경(GLS)을 착용한 사용자(USR1)는 유효 영상(LG Display)을 시감하게 된다. 반면, 안경(GLS)을 미착용한 사용자(USR2)는 비유효 영상(LG Display와 IPS가 혼재된 영상)을 시감하게 된다.

이와 같이 두 사용자(USR1, USR2)가 서로 다른 영상을 시감하게 되는 이유는 영상제어부(SBD)가 좌안영상 및 우안영상를 유효 영상정보 및 비유효 영상정보로 구성하여 이미지패널(PNL)에 표시했기 때문이다. 따라서, 안경(GLS)을 착용한 사용자(USR1)에게는 좌안영상 및 우안영상 중 하나만(유효 영상정보로만 구성된 영상) 투과됨으로써 유효영상(LG Display)을 시감하는 반면, 안경(GLS)을 미착용한 사용자(USR2)에게는 좌안영상 및 우안영상이 모두(유효 및 비유효 영상정보가 혼재된 영상) 투과됨으로써 비유효영상(LG Display와 IPS가 혼재된 영상)을 시감하게 된다.

한편, 영상제어부(SBD)는 좌안영상 및 우안영상을 유효 영상정보 및 비유효 영상정보로 구성하기 위해 다음과 같은 방법을 이용할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 영상제어부(SBD)는 좌안영상(LI) 및 우안영상(RI) 중 하나의 음양(블랙, 화이트) 계조를 보상하여 비유효 영상정보로 생성하는 계조 보상방법(Gray Compensation)을 이용하여 영상처리를 할 수 있다.

이 방법에 따르면, 좌안영상(LI) 및 우안영상(RI)은 영상제어부(SBD)에 의해 화이트(W, 또는 블랙) 계조가 상반되도록 보상되어 하나는 유효 영상정보로 생성되는 반면, 다른 하나는 비유효 영상정보로 생성된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 영상제어부(SBD)는 좌안영상(LI) 및 우안영상(RI) 중 하나의 컬러 계조를 보상하여 비유효 영상정보로 생성하는 컬러(적색, 녹색 및 청색 포함) 계조 보상방법(Color Gray Compensation)을 이용하여 영상처리를 할 수 있다.

이 방법에 따르면, 좌안영상(LI) 및 우안영상(RI)은 영상제어부(SBD)에 의해 컬러(R, G, B) 계조가 상반되도록 보상되어 하나는 유효 영상정보로 생성되는 반면, 다른 하나는 비유효 영상정보로 생성된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 영상제어부(SBD)는 좌안영상(LI) 및 우안영상(RI) 중 하나를 백그라운드로 두고 문자를 삽입하여 비유효 영상정보로 생성하는 백그라운드 문자 삽입방법(Background Character Insertion)을 이용하여 영상처리를 할 수 있다.

이 방법에 따르면, 좌안영상(LI) 및 우안영상(RI) 중 하나는 포그라운드가 되어 유효 영상정보로 생성되는 반면, 다른 하나는 백그라운드가 되고 문자가 삽입되어 비유효 영상정보로 생성된다.

도 8에 도시된 바와 같이, 영상제어부(SBD)는 이미지 패널(PNL)의 일부를 선택영역(SA)으로 정의하고 선택영역(SA)에 표시되는 좌안영상(LI) 및 우안영상(RI) 중 하나를 비유효 영상정보로 생성하는 선택영역 제어방법(Selective Area Control)을 이용하여 영상처리를 할 수 있다.

이 방법에 따르면, 선택영역(SA)에 표시되는 좌안영상(LI) 및 우안영상(RI) 중 하나는 유효 영상정보로 생성되는 반면, 다른 하나는 비유효 영상정보로 생성된다. 이 방법의 경우, 도 5 내지 도 7의 방법 중 하나 또는 이들을 조합하는 방법이 이용될 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 유효 영상정보 및 비유효 영상정보로 좌안영상(LI) 및 우안영상(RI)을 구성하고 이를 이미지 패널(PNL)에 표시하면 안경(GLS)을 미착용한 사용자는 화면상에서 유효 영상을 정상적으로 시감할 수 없게 되므로 사용자의 사생활 및 보안 등을 유지할 수 있게 된다. 이와 달리, 익스플로러영역(EXP)은 영상이 유효 및 비유효 영상정보로 구성되어 있지 아니하므로, 안경(GLS)을 착용한 사용자 및 미착용한 사용자 모두 시감할 수 있다.

따라서, 안경(GLS)을 착용한 사용자는 문서화면, 동영상화면, 메신저화면, 채팅화면, 게임화면, 인터넷화면 및 개발툴화면 등과 같은 여러 가지의 작업을 비밀리에 실행할 수 있게 된다.

앞서 설명한 바와 같이, 영상제어부(SBD)는 좌안영상 및 우안영상를 유효 영상정보 및 비유효 영상정보로 구성하기 위해 도 5 내지 8의 방법 중 하나 또는 이들을 조합하는 방법으로 영상처리를 하게 된다.

위와 같이 이미지패널(PNL)에 공급할 영상에 대한 영상처리를 하기 위해 영상제어부(SBD)는 다음과 같이 구성될 수 있다.

도 9는 영상처리부의 개략적인 구성도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 영상제어부(SBD)에는 영상분리부(110), 좌안영상처리부(120), 우안영상처리부(130), 영상보상부(140) 및 영상복원부(150)를 포함하는 영상처리부(110 ~ 150)가 포함된다.

영상분리부(110)는 사용자 제어신호(USC)가 입력되면 외부로부터 공급된 영상신호(IMG)를 보호 영상으로 생성하기 위해 좌안영상과 우안영상으로 분리하여 좌안영상처리부(120) 및 우안영상처리부(130)에 전달한다.

좌안영상처리부(120) 및 우안영상처리부(130)는 영상보상부(140)와 연동하여 분리된 좌안영상 및 우안영상를 각각 유효 영상정보 및 비유효 영상정보로 생성한다.

이를 위해, 좌안영상처리부(120) 및 우안영상처리부(130) 중 적어도 하나는 영상보상부(140)와 연동하여 유효 영상정보와 다른 형상을 갖도록 색상정보, 영상정보 및 문자정보 중 하나 또는 이들의 조합으로 비유효 영상정보를 생성한다. 이때, 좌안영상처리부(120) 및 우안영상처리부(130)는 좌안영상 및 우안영상를 유효 영상정보 및 비유효 영상정보로 구성하기 위해 도 5 내지 8의 방법 중 하나 또는 이들을 조합하는 방법으로 영상처리를 하게 된다.

영상복원부(150)는 좌안영상처리부(120) 및 우안영상처리부(130)에 의해 영상처리된 보호 영상을 원래의 영상신호(IMG') 형태로 복원하여 출력한다.

위의 설명에서는 영상제어부(SBD)에 포함된 영상처리부(110 ~ 150)의 이해를 돕기 위해 구성별로 구분하여 설명하였다. 그러나, 이들은 하나 이상이 통합되어 주문형 직접회로나 프로그래밍 로직칩 등으로 구성될 수 있다.

또한, 위의 설명에서는 외부로부터 공급된 영상신호(IMG)를 보호 영상으로 생성할 목적으로, 사용자 제어신호(USC)가 입력되면 영상분리부(110)가 영상신호(IMG)를 분리하는 것을 일례로 하였다. 그러나 영상처리시 영상을 분리할 필요가 없는 경우, 영상분리부(110) 및 영상복원부(150)는 생략될 수도 있다.

위와 같은 영상처리부(110 ~ 150)를 기반으로 입체영상표시장치는 다음과 같이 구동할 수 있다.

도 10은 입체영상표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 입체영상표시장치의 구동방법은 입력단계(S101), 영상분리단계(S103), 영상처리단계(S105) 및 표시단계(S107)의 흐름으로 진행된다.

입력단계(S101)는 외부로부터 사용자 제어신호를 입력받는 단계이다. 사용자 제어신호가 입력되면(YES) 영상을 보호 영상으로 생성하기 위한 영상분리 등의 영상처리가 수행되지만, 사용자 제어신호가 미입력되면(NO) 영상처리가 수행되지 않고 3D 영상을 표시하기 위해 표시단계(S107)로 진행된다. 다만, 여기에서는 3D 영상에 대한 영상처리가 아닌 보호 영상에 대한 영상처리를 설명하므로, 이에 3D 영상에 해당하는 영상처리 부분은 생략한다.

영상분리단계(S103)는 좌안영상 및 우안영상에 대한 별도의 영상처리를 수행하기 위해 분리하는 단계이다.

영상처리단계(S105)는 좌안영상 및 우안영상 중 하나를 유효 영상정보로 구성하고 다른 하나를 비유효 영상정보로 구성하는 단계이다. 이 단계에서는 색상정보, 영상정보 및 문자정보 등의 각종 보상방법(도 4 내지 8의 방법)을 포함하는 보상단계(S106)를 기반으로 좌안영상 및 우안영상이 유효 영상정보 및 비유효 영상정보로 구성된다.

표시단계(S107)는 영상처리단계(S105)에 의해 유효 영상정보 및 비유효 영상정보로 구성된 좌안영상 및 우안영상 즉, 보호 영상을 이미지패널에 표시하는 단계이다.

이때, 이미지패널에 표시된 보호 영상은 안경을 착용한 사용자만 유효 영상을 시감할 수 있는데, 이는 안경이 좌안영상 및 우안영상 중 하나만 투과되도록 좌안안경과 우안안경이 동일한 투과특성을 갖기 때문이다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 입체영상표시장치는 사용자 제어신호가 입력되면 보호 영상을 표시하지만, 사용자 제어신호가 미입력되면 2D 영상 및 3D 영상 중 하나를 표시한다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 입체영상표시장치는 패턴드리타더, 액티브리타더 및 액정셔터안경 중 하나를 이용하여 3D 영상은 물론 보호 영상을 표현할 수 있는데, 이들의 구조를 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

도 11 및 도 12는 패턴드리타더를 포함하는 입체영상표시장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 패턴드리타더를 포함하는 입체영상표시장치의 이미지패널(PNL)에는 액정패널(LCD), 편광판(POL), 패턴드리타더(PRF) 및 안경(GLS)이 포함된다. 여기서, "SP"는 액정패널(LCD)의 서브 픽셀이고, "1st ~ 4th"는 스캔라인이다.

이 방식의 경우, 안경(GLS)은 좌안영상 및 우안영상 중 하나만 투과되도록 좌안안경과 우안안경이 동일한 투과특성을 갖는 편광안경으로 선택된다.

패턴드리타더(PRF)는 액정패널(LCD) 상에 부착되며 제1편광라인과 제2편광라인이 구분된 구조를 갖는다. 제1편광라인(R)은 우원편광(또는 좌원편광)을 하도록 구성되고 제2편광라인(L)은 좌원편광(또는 우원편광)을 하도록 구성된다.

패턴드리타더(PRF)는 액정패널(LCD)에 표시된 좌안영상 및 우안영상을 스캐라인 방향(1st ~ 4th)으로 라인 바이 라인(line-by-line)으로 섞어 인터레이스 방식으로 표시한다. 이를 위해, 패턴드리타더(PRF)의 홀수 라인은 우원편광(R)으로 짝수라인은 좌원편광(L)(또는 그 반대로)으로 액정패널(LCD)에 표시된 영상을 편광 하여 분리시킨다.

패턴드리타더를 포함하는 입체영상표시장치의 경우, 패턴드리타더(PRF)가 위와 같은 특성을 나타내므로 액정패널(LCD)에 표시되는 영상은 좌안영상 및 우안영상(또는 그 반대로)이 라인별로 분리되어 표시된다. 액정패널(LCD)은 위의 설명과 달리, 영상의 손실을 방지하기 위해 좌안영상 및 우안영상을 구분하여 프레임별로 교번하여 표시할 수도 있다.

이와 같은 구성에 의해 보호 영상이 이미지패널(PNL)에 표시되면 안경(GLS)을 착용한 사용자(USR1)는 유효 영상만 시감하는 반면, 안경(GLS)을 미착용한 사용자(USR2)는 유효 및 비유효 영상이 혼재된 영상을 시감하게 된다.

도 13 및 도 14는 액티브리타더를 포함하는 입체영상표시장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 액티브리타더를 포함하는 입체영상표시장치의 이미지패널(PNL)에는 액정패널(LCD), 편광판(POL), 액티브리타더(ARP) 및 안경(GLS)이 포함된다.

액티브리타더(ARP)는 액정패널(LCD) 상에 부착되며 프레임별로 제1편광(R)과 제2편광(L)을 교번하는 구조를 갖는다. 제1편광(R)은 우원편광(또는 좌원편광)을 하도록 구성되고 제2편광(L)은 좌원편광(또는 우원편광)을 하도록 구성되며, 이는 타이밍제어부의 제어하에 구동된다.

액티브리타더(ARP)는 제1프레임([1st frame])에서는 우안영상을 투과시키고 제2프레임([2nd frame])에서는 좌안영상을 투과시키도록 프레임시퀀셜 방식으로 표시한다. 이를 위해, 액티브리타더(ARP)는 프레임별로 제1편광(R)을 하기 위한 오프(OFF, λ/2)동작과 제2편광(L)을 하기 위한 온(ON, 0)동작을 하므로 액정패널(LCD)에 표시되는 영상은 프레임별로 좌안영상 및 우안영상(또는 그 반대로)으로 분리되어 표시된다.

액티브리타더를 포함하는 입체영상표시장치의 경우, 액티브리타더(PRF)가 위와 같은 특성을 나타내므로 액정패널(LCD)에 표시되는 영상은 프레임별로 좌안영상 및 우안영상(또는 그 반대로)을 교번하여 표시한다.

도 15 및 도 16은 액정셔터안경을 포함하는 입체영상표시장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 액정셔터안경을 포함하는 입체영상표시장치의 이미지패널(PNL)에는 액정패널(LCD), 편광판(POL) 및 안경(GLS)이 포함된다.

이 방식의 경우, 안경(GLS)이 액티브리타더와 같은 영상 분리 역할을 하고 동일한 투과특성을 가지며 온(ON)/오프(OFF)는 액정셔터안경으로 선택된다.

안경(GLS)은 프레임별로 좌안안경과 우안안경이 동일하게 온(ON)/오프(OFF)되어 동일한 투과특성을 갖고 좌안영상과 우안영상을 분리하도록 구성되며, 이는 영상제어부나 타이밍제어부 등의 제어하에 구동된다.

안경(GLS)은 제1프레임([1st frame])에서는 우안영상(유효 영상)을 투과시키도록 온(ON)되고 제2프레임([2nd frame])에서는 좌안영상(비유효 영상)을 차단하도록 오프(OFF) 된다. 안경(GLS)은 유효 영상만 투과시키도록 온(ON)/오프(OFF) 동작을 하므로 액정패널(LCD)에 표시되는 영상은 프레임별로 좌안영상 및 우안영상(또는 그 반대로)으로 분리되어 표시된다.

액정셔터안경을 포함하는 입체영상표시장치의 경우 시스템 상에서의 신호 입력 변경(3D 모드, 보호 모드)하고, 3D 영상용과 보호 영상 제어용 안경의 점등 시간의 제어를 통해 3D 영상과 보호 영상 제어용 표시장치를 하나의 장치로 구현할 수 있다.

한편, 사용자 제어신호가 미입력된 경우 본 발명에 따른 패턴드리타더, 액티브리타더 또는 액정셔터안경의 구성을 갖는 입체영상표시장치는 통상 이들과 함께 구성되는 안경(좌안 및 우안 투과특성이 구분된)을 착용함으로써 3D 영상 또한 시감할 수 있다. 즉, 안경(GLS)은 입체 영상 시감용 안경과 보호 영상 제어용 안경 이상 2개로 구분되어 구비된다.

이상 본 발명은 입체 영상 시감용 안경과 보호 영상 제어용 안경을 구비하여 입체 영상 시감은 물론 보호 영상(보안 영상) 시감으로 개인 및 특정 업무상의 보안성을 높일 수 있는 입체영상표시장치와 이의 구동방법을 제공하는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 입체 영상과 보호 영상의 공용 사용이 가능하고, 보호 영상을 표시할 때의 휘도 손실을 최소화할 수 있으며, 이를 구현하기 위한 추가 공정 및 추가 투자비가 거의 요구되지 않으므로 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

SBD: 영상제어부 TCN: 타이밍제어부
DRV: 구동부 PNL: 이미지패널
GLS: 안경 PRF: 패턴드리타더
ARP: 액티브리타더

Claims

좌안영상 및 우안영상을 출력하는 영상제어부;
상기 좌안영상 및 상기 우안영상을 표시하는 이미지패널; 및
상기 이미지패널에 표시되는 상기 좌안영상 및 상기 우안영상 중 하나만 투과되도록 좌안안경과 우안안경이 동일한 투과특성을 갖는 안경을 포함하는 입체영상표시장치.
제1항에 있어서,
상기 좌안영상 및 상기 우안영상 중 하나는 유효 영상정보로 구성되고 다른 하나는 비유효 영상정보로 구성된 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
제2항에 있어서,
상기 비유효 영상정보는
상기 유효 영상정보와 다른 형상을 갖는 색상정보, 영상정보 및 문자정보 중 하나 또는 이들의 조합으로 구성된 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는
사용자의 제어하에 상기 좌안영상 및 상기 우안영상을 상기 유효 영상정보 및 상기 비유효 영상정보로 구성하는 영상처리부를 포함하는 입체영상표시장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 좌안영상 및 상기 우안영상 중 하나의 음양 계조를 보상하여 비유효 영상정보로 생성하는 계조 보상방법(Gray Compensation),
상기 좌안영상 및 상기 우안영상 중 하나의 컬러 계조를 보상하여 비유효 영상정보로 생성하는 컬러 계조 보상방법(Color Gray Compensation),
상기 좌안영상 및 상기 우안영상 중 하나를 백그라운드로 두고 문자를 삽입하여 비유효 영상정보로 생성하는 백그라운드 문자 삽입방법(Background Character Insertion) 및
상기 이미지 패널의 일부를 선택영역으로 정의하고 상기 선택영역에 표시되는 상기 좌안영상 및 상기 우안영상 중 하나를 비유효 영상정보로 생성하는 선택 영역 제어방법(Selective Area Control) 중 하나 또는 이들을 조합하는 방법으로 영상처리를 하여 상기 이미지패널에 공급하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
제1항에 있어서,
상기 안경을 착용한 사용자는 상기 좌안영상 및 상기 우안영상 중 하나만 투과됨으로써 유효 영상을 시감하는 반면, 상기 안경을 미착용한 사용자는 상기 좌안영상 및 상기 우안영상이 모두 투과됨으로써 비유효 영상을 시감하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
제1항에 있어서,
상기 이미지패널은
상기 좌안영상 및 상기 우안영상을 표시하는 패널과,
상기 패널 상에 부착되며 제1편광라인과 제2편광라인이 구분된 패턴드리타더를 포함하며,
상기 안경은 상기 좌안안경과 상기 우안안경이 동일한 투과특성을 갖는 편광안경인 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
제7항에 있어서,
상기 패널은
상기 좌안영상 및 상기 우안영상을 홀수라인과 짝수라인으로 구분하여 프레임별로 교번하여 표시하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
제1항에 있어서,
상기 이미지패널은
상기 좌안영상 및 상기 우안영상을 프레임별로 교번하여 표시하는 패널과,
상기 패널 상에 부착되며 상기 제어부의 제어하에 프레임별로 제1편광과 제2편광을 교번하는 액티브리타더를 포함하며,
상기 안경은 상기 좌안안경과 상기 우안안경이 동일한 투과특성을 갖는 편광안경인 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
제1항에 있어서,
상기 이미지패널은
상기 좌안영상 및 상기 우안영상을 프레임별로 교번하여 표시하는 패널을 포함하며,
상기 안경은 상기 제어부의 제어하에 프레임별로 상기 좌안안경과 상기 우안안경이 동일하게 온(ON)/오프(OFF)되어 동일한 투과특성을 갖는 액정셔터안경인 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
외부로부터 사용자 제어신호를 입력받는 입력단계;
상기 사용자 제어신호가 입력되면 좌안영상 및 우안영상 중 하나를 유효 영상정보로 구성하고 다른 하나를 비유효 영상정보로 구성하는 영상처리단계; 및
상기 좌안영상 및 우안영상을 이미지패널에 표시하는 표시단계를 포함하되,
상기 이미지패널에 표시된 영상은 좌안영상 및 우안영상 중 하나만 투과되도록 좌안안경과 우안안경이 동일한 투과특성을 갖는 안경을 통해 시감하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치의 구동방법.
제11항에 있어서,
상기 영상처리단계는
상기 유효 영상정보와 다른 형상을 갖는 색상정보, 영상정보 및 문자정보 중 하나 또는 이들의 조합으로 상기 비유효 영상정보를 구성하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치의 구동방법.
제11항에 있어서,
상기 영상처리단계는
상기 좌안영상 및 상기 우안영상 중 하나의 음양 계조를 보상하여 상기 비유효 영상정보로 생성하는 계조 보상방법(Gray Compensation),
상기 좌안영상 및 상기 우안영상 중 하나의 컬러 계조를 보상하여 상기 비유효 영상정보로 생성하는 컬러 계조 보상방법(Color Gray Compensation),
상기 좌안영상 및 상기 우안영상 중 하나를 백그라운드로 두고 문자를 삽입하여 상기 비유효 영상정보로 생성하는 백그라운드 문자 삽입방법(Background Character Insertion) 및
상기 이미지 패널의 일부 영역을 선택하여 제어영역으로 정의하고 상기 제어영역에 표시되는 상기 좌안영상 및 상기 우안영상 중 하나를 상기 비유효 영상정보로 생성하는 선택 영역 제어방법(Selective Area Control) 중 하나 또는 이들을 조합하는 방법으로 영상처리를 하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치의 구동방법.
제11항에 있어서,
상기 입체영상표시장치는
패턴드리타더, 액티브리타더 및 액정셔터안경 중 하나를 이용하여 입체영상을 표현하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치의 구동방법.
제11항에 있어서,
상기 입체영상표시장치는
상기 사용자 제어신호가 미입력되면 이차원 영상 및 삼차원 영상 중 하나를 표시하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치의 구동방법.