KR20130027214A - 입체영상 표시장치와 그 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스위쳐블 배리어 방식의 입체영상 표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다. 본 발명의 입체영상 표시장치는 2D 모드에서 2D 영상을 표시하고, 상기 3D 모드에서 멀티뷰 영상을 표시하는 표시패널; 액정을 전기적으로 제어하여 상기 2D 모드에서 상기 표시패널로부터 발생한 빛을 그대로 통과시키고, 상기 3D 모드에서 상기 표시패널로부터 발생한 빛을 부분적으로 차단하여 멀티뷰 영상을 구현하는 스위쳐블 배리어; 상기 2D 모드에서 입력된 영상 데이터를 그대로 출력하고, 상기 3D 모드에서 뷰 제어신호에 따라 제1 및 제2 뷰 모드 각각에서 미리 설정된 뷰의 수대로 상기 영상 데이터를 멀티뷰 영상 데이터로 변환하는 멀티뷰 영상 변환부; 상기 2D 모드에서 상기 표시패널에 상기 영상 데이터가 어드레싱되도록 제어하고, 3D 모드에서 상기 표시패널에 상기 멀티뷰 영상 데이터가 어드레싱되도록 제어하는 타이밍 컨트롤러; 및 상기 2D 모드에서 배리어를 형성하지 않도록 상기 스위쳐블 배리어의 분할전극들에 구동 전압을 공급하고, 상기 3D 모드에서 상기 뷰 제어신호에 따라 상기 제1 및 제2 뷰 모드 각각에서 상기 미리 설정된 뷰의 수대로 배리어를 형성하도록 상기 스위쳐블 배리어의 분할전극들에 구동 전압을 공급하는 스위쳐블 배리어 구동부를 포함한다.

Description

입체영상 표시장치와 그 구동방법{STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 스위쳐블 배리어 방식의 입체영상 표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다.
입체영상 표시장치는 양안시차방식(stereoscopic technique)과 복합시차지각방식(autostereoscopic technique)으로 나뉘어진다. 양안시차방식은 입체 효과가 큰 좌우 눈의 시차 영상을 이용하며, 안경방식과 무안경방식이 있고 두 방식 모두 실용화되고 있다. 안경방식은 직시형 표시소자나 프로젝터에 좌우 시차 영상의 편광을 바꿔서 표시하고 편광안경을 사용하여 입체영상을 구현하거나, 좌우 시차 영상을 시분할방식으로 표시하고 셔터안경을 사용하여 입체영상을 구현한다. 무안경방식은 일반적으로 패럴렉스 배리어, 렌티큘러 시트 등의 광학판을 사용하여 좌우시차 영상의 광축을 분리하여 입체영상을 구현한다.
패럴렉스 배리어 방식의 입체영상 표시장치는 표시패널과 사용자 사이에 위치하는 패럴렉스 배리어를 포함한다. 패럴렉스 배리어는 좌안 영상과 우안 영상을 분리하여 입체영상을 구현한다. 하지만, 패럴렉스 배리어 방식은 배리어로 인하여 2D 영상을 구현시 휘도가 손실되는 단점이 있다. 따라서, 액정에 전계를 가하여 2D 및 3D 영상을 선택적으로 시청할 수 있는 스위쳐블 배리어 방식의 입체영상 표시장치가 제안되고 있다.
스위쳐블 배리어 방식의 입체영상 표시장치는 표시패널에 표시되는 입체영상을 배리어를 이용하여 분리함으로써 입체영상을 구현한다. 이때, 입체영상의 뷰(View)는 일반인의 양안 간격만큼 카메라들을 이격하고 객체에 대한 이미지를 촬영하여 생성한다. 3 대의 카메라를 이용하여 객체를 촬영하는 경우, 스위쳐블 배리어 방식의 입체영상 표시장치는 3 뷰의 입체영상을 제공할 수 있다.
입체영상의 뷰가 늘어나는 경우, 시청자가 정(正)입체시 영역에서 입체영상을 시청할 수 있는 범위가 늘어나므로, 입체영상의 품질을 높일 수 있는 장점이 있다. 정(正)입체시 영역은 시청자의 좌안이 우안보다 왼쪽의 뷰를 보게 되는 영역을 의미한다. 이 경우, 시청자는 실질적으로 좌안을 통해 좌안 영상을 보고, 우안을 통해 우안 영상을 보므로, 최적의 입체영상을 시청할 수 있다. 하지만, 입체영상의 뷰가 늘어나는 경우, 하나의 픽셀에 표시되는 영상이 뷰의 수만큼 늘어나기 때문에, 그만큼 해상도가 낮아지는 단점이 있다.
반대로, 입체영상의 뷰가 줄어드는 경우, 해상도가 높아지는 장점이 있으나, 시청자가 역입체시 영역 또는 뷰 영상이 혼재된 영역에서 입체영상을 시청할 가능성이 높아지므로 입체영상의 품질이 저하되는 단점이 있다. 역입체시 영역은 시청자의 좌안이 우안보다 오른쪽의 뷰를 보게 되는 영역을 의미한다. 이 경우, 시청자는 실질적으로 좌안을 통해 우안 영상을 보고, 우안을 통해 우안 영상을 보므로, 입체영상 시청에 불편함을 느끼게 된다. 또한, 뷰 영상이 혼재된 영역은 시청자의 좌안과 우안이 서로 다른 픽셀의 영상을 보게 되는 영역을 의미한다. 이 경우, 시청자는 뷰 영상이 혼재된 영상을 시청하므로, 입체영상 시청에 불편함을 느끼게 된다.
결국, 입체영상의 해상도 및 입체영상 품질을 최적으로 유지하기 위해 입체영상의 뷰를 적절하게 제어할 수 있는 스위쳐블 렌즈 방식의 입체영상 표시장치의 필요성이 높아지고 있다.
본 발명은 시청자의 수에 따라 입체영상의 뷰의 수를 조절할 수 있는 입체영상 표시장치와 그 구동방법을 제공한다.
본 발명의 입체영상 표시장치는 2D 모드에서 2D 영상을 표시하고, 상기 3D 모드에서 멀티뷰 영상을 표시하는 표시패널; 액정을 전기적으로 제어하여 상기 2D 모드에서 상기 표시패널로부터 발생한 빛을 그대로 통과시키고, 상기 3D 모드에서 상기 표시패널로부터 발생한 빛을 부분적으로 차단하여 멀티뷰 영상을 구현하는 스위쳐블 배리어; 상기 2D 모드에서 입력된 영상 데이터를 그대로 출력하고, 상기 3D 모드에서 뷰 제어신호에 따라 제1 및 제2 뷰 모드 각각에서 미리 설정된 뷰의 수대로 상기 영상 데이터를 멀티뷰 영상 데이터로 변환하는 멀티뷰 영상 변환부; 상기 2D 모드에서 상기 표시패널에 상기 영상 데이터가 어드레싱되도록 제어하고, 3D 모드에서 상기 표시패널에 상기 멀티뷰 영상 데이터가 어드레싱되도록 제어하는 타이밍 컨트롤러; 및 상기 2D 모드에서 배리어를 형성하지 않도록 상기 스위쳐블 배리어의 분할전극들에 구동 전압을 공급하고, 상기 3D 모드에서 상기 뷰 제어신호에 따라 상기 제1 및 제2 뷰 모드 각각에서 상기 미리 설정된 뷰의 수대로 배리어를 형성하도록 상기 스위쳐블 배리어의 분할전극들에 구동 전압을 공급하는 스위쳐블 배리어 구동부를 포함한다.
본 발명의 입체영상 표시장치의 구동방법은 2D 모드에서 2D 영상을 표시하고, 상기 3D 모드에서 멀티뷰 영상을 표시하는 표시패널; 및 액정을 전기적으로 제어하여 상기 2D 모드에서 상기 표시패널로부터 발생한 빛을 그대로 통과시키고, 상기 3D 모드에서 상기 표시패널로부터 발생한 빛을 부분적으로 차단하여 멀티뷰 영상을 구현하는 스위쳐블 배리어를 포함하는 입체영상 표시장치에 있어서, 상기 2D 모드에서 입력된 영상 데이터를 그대로 출력하고, 상기 3D 모드에서 뷰 제어신호에 따라 제1 및 제2 뷰 모드 각각에서 미리 설정된 뷰의 수대로 입력된 영상 데이터를 상기 멀티뷰 영상 데이터로 변환하는 단계; 상기 2D 모드에서 상기 표시패널에 상기 영상 데이터가 어드레싱되도록 제어하고, 3D 모드에서 상기 표시패널에 상기 멀티뷰 영상 데이터가 어드레싱되도록 제어하는 단계; 및 상기 2D 모드에서 배리어를 형성하지 않도록 상기 스위쳐블 배리어의 분할전극들에 구동 전압을 공급하고, 상기 3D 모드에서 상기 뷰 제어신호에 따라 상기 제1 및 제2 뷰 모드 각각에서 상기 미리 설정된 뷰의 수대로 배리어를 형성하도록 상기 스위쳐블 배리어의 분할전극들에 구동 전압을 공급하는 단계를 포함한다.
본 발명은 시청자의 수를 파악하여 최적 뷰의 수를 설정하고, 입력된 영상 데이터를 미리 설정된 최적 뷰의 수에 따라 변환하며, 최적 설정된 뷰의 수에 따라 스위쳐블 배리어를 제어한다. 그 결과, 본 발명은 시청자의 수에 따라 입체영상의 뷰의 수를 다르게 제어할 수 있다. 이로 인해, 본 발명은 시청자의 수에 따라 입체영상의 해상도와 입체영상 품질을 최적으로 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1의 스위쳐블 배리어를 상세히 보여주는 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 얼굴 마스크의 일 예와 얼굴 마스크를 사용자 이미지에 맵핑한 결과를 보여주는 도면이다.
도 4는 도 1의 멀티뷰 영상 변환부의 영상변환방법을 보여주는 흐름도이다.
도 5a 내지 도 5d는 원본 영상 이미지, 뎁스 맵 영상 이미지, 제1 내지 제3 뷰 영상 이미지, 및 입체영상 이미지를 보여주는 도면들이다.
도 6은 4 뷰 모드에서 버티컬 뷰 맵과 그에 따라 형성된 제1 뷰 내지 제4 뷰를 보여주는 예시도면이다.
도 7은 4 뷰 모드에서 슬랜티드 뷰 맵과 그에 따라 형성된 제1 뷰 내지 제4 뷰를 보여주는 예시도면이다.
도 8은 도 1의 스위쳐블 배리어와 스위쳐블 배리어 구동부를 상세히 보여주는 블록도이다.
도 9는 도 8의 룩-업 테이블에 저장된 2D 구동 전압 데이터, 제 1뷰 모드 구동 전압 데이터, 및 제2 뷰 모드 구동 전압 데이터를 보여주는 예시도면이다.
도 10a 및 도 10b는 2 뷰 내지 4 뷰 공용 모드의 경우, 2 뷰 및 4 뷰에서 표시패널의 픽셀들의 뷰 영상 표시방법과 스위쳐블 배리어의 배리어 형성방법을 보여주는 예시도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치의 구동방법을 보여주는 흐름도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것일 수 있는 것으로서, 실제 제품의 부품 명칭과는 상이할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 개략적으로 보여주는 블록도이다. 도 2는 도 1의 스위쳐블 배리어를 상세히 보여주는 단면도이다. 이하에서, 도 1 및 도 2를 참조하여 스위쳐블 배리어 방식의 입체영상 표시장치에 대하여 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치는 표시패널(10), 스위쳐블 배리어(30), 게이트 구동부(110), 데이터 구동부(120), 스위쳐블 배리어 구동부(130), 타이밍 컨트롤러(140), 멀티뷰 영상변환부(150), 호스트 시스템(160), 시청자 감지장치(170) 등을 구비한다. 본 발명의 입체영상 표시장치는 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 방출 표시소자(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광다이오드 소자(Organic Light Emitting Diode, OLED) 등의 평판 표시소자로 구현될 수 있다. 본 발명은 아래의 실시예에서 액정표시소자를 중심으로 예시하였지만, 액정표시소자에 한정되지 않는 것에 주의하여야 한다.
표시패널(10)은 타이밍 컨트롤러(140)의 제어 하에 영상을 표시한다. 표시패널(10)은 두 장의 기판 사이에 액정층이 형성된다. 표시패널(10)의 하부기판상에는 데이터 라인(D)들과 게이트 라인(G)들(또는 스캔 라인들)이 상호 교차되도록 형성되고, 데이터 라인(D)들과 게이트 라인(G)들에 의해 정의된 셀영역들에 픽셀들이 매트릭스 형태로 배치된 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, 이하 'TFT'라 칭함) 어레이가 형성된다. 표시패널(10)의 픽셀들 각각은 박막 트랜지스터에 접속되어 화소전극과 공통전극 사이의 전계에 의해 구동된다.
표시패널(10)의 상부기판상에는 블랙매트릭스, 컬러필터, 공통전극 등을 포함하는 컬러필터 어레이가 형성된다. 표시패널(10)의 상부기판에는 상부 편광판이 부착되고, 하부기판에는 하부 편광판이 부착된다. 상부 편광판의 광투과축과 하부 편광판의 광투과축은 직교되도록 형성될 수 있다. 또한, 상부기판과 하부기판에는 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 표시패널(10)의 상부기판과 하부기판 사이에는 액정셀의 셀갭(cell gap)을 유지하기 위한 스페이서가 형성된다. 공통전극은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 상부기판상에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소전극과 함께 하부기판상에 형성된다. 표시패널(10)의 액정모드는 전술한 TN 모드, VA 모드, IPS 모드, FFS 모드뿐 아니라 어떠한 액정모드로도 구현될 수 있다.
표시패널(10)은 타이밍 컨트롤러(140)의 제어 하에 2D 모드에서 2D 영상을 표시하고, 3D 모드에서 멀티뷰 영상을 표시한다. 타이밍 컨트롤러(140)는 2D 모드에서 표시패널(10)에 2D 영상 데이터가 어드레싱되도록 제어하고, 3D 모드에서 표시패널(10)에 멀티뷰 영상 데이터가 어드레싱되도록 제어한다. 멀티뷰 영상은 제1 내지 제n(n은 2 이상의 자연수) 뷰(view) 영상을 의미한다. 입체영상의 뷰는 일반인의 양안 간격만큼 카메라들을 이격하고 객체에 대한 이미지를 촬영하여 생성한다. 예를 들어, 4 대의 카메라를 이용하여 객체를 촬영하는 경우, 표시패널(10)은 4 뷰의 입체영상을 표시할 수 있다.
표시패널(10)은 대표적으로 백라이트 유닛으로부터의 빛을 변조하는 투과형 액정표시패널이 선택될 수 있다. 백라이트 유닛은 백라이트 유닛 구동부로부터 공급되는 구동전류에 따라 점등하는 광원, 도광판(또는 확산판), 다수의 광학시트 등을 포함한다. 백라이트 유닛은 직하형(direct type) 또는 에지형(edge type) 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다. 백라이트 유닛의 광원들은 HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp), LED(Light Emitting Diode), OLED(Organic Light Emitting Diode) 중 어느 하나의 광원 또는 두 종류 이상의 광원들을 포함할 수 있다.
백라이트 유닛 구동부는 백라이트 유닛의 광원들을 점등시키기 위한 구동전류를 발생한다. 백라이트 유닛 구동부는 백라이트 제어부의 제어 하에 광원들에 공급되는 구동전류를 온/오프(ON/OFF)한다. 백라이트 제어부는 호스트 시스템(160)로부터 입력되는 글로벌/로컬 디밍신호(DIM)에 따라 PWM(Pulse Width Modulation) 신호의 듀티비 조정값을 포함한 백라이트 제어 데이터를 SPI(Serial Peripheral Interface) 데이터 포맷으로 백라이트 구동부에 전송한다.
데이터 구동부(120)는 다수의 소스 드라이브 IC를 포함한다. 소스 드라이브 IC들은 타이밍 컨트롤러(140)로부터 입력되는 영상 데이터(RGB')를 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 정극성/부극성 아날로그 데이터전압들을 발생한다. 소스 드라이브 IC들로부터 출력되는 정극성/부극성 아날로그 데이터전압들은 표시패널(10)의 데이터 라인(D)들에 공급된다.
게이트 구동부(110)는 쉬프트 레지스터, 쉬프트 레지스터의 출력신호를 액정셀의 TFT 구동에 적합한 스윙폭으로 변환하기 위한 레벨 쉬프터, 및 출력 버퍼 등을 포함한다. 게이트 구동부(110)는 타이밍 컨트롤러(140)의 제어 하에 데이터 전압에 동기되는 게이트 펄스를 표시패널(10)의 게이트 라인(G)들에 순차적으로 공급한다.
타이밍 컨트롤러(140)는 멀티뷰 영상 변환부(150)로부터 입력받은 영상 데이터(RGB')와 타이밍 신호들에 기초하여 소정의 프레임 주파수로 표시패널(10)을 구동시키고, 소정의 프레임 주파수를 기준으로 게이트 구동부 제어신호(GCS), 데이터 구동부 제어신호(DCS)를 발생할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(140)는 게이트 구동부 제어신호(GCS)를 게이트 구동부(110)로 공급하고, 영상 데이터(RGB')와 데이터 구동부 제어신호(DCS)를 데이터 구동부(120)로 공급한다.
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 쉬프트시키기 위한 클럭 신호이다. 게이트 출력 인에이블 신호는 게이트 구동부(110)의 출력 타이밍을 제어한다. 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(120)의 데이터 샘플링 시작 시점을 제어한다. 소스 샘플링 클럭은 라이징 또는 폴링 에지에 기준하여 데이터 구동부(120)의 샘플링 동작을 제어하는 클럭신호이다. 데이터 구동부(120)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(120)로부터 출력되는 데이터전압의 극성을 L(L은 자연수) 수평기간 주기로 반전시킨다. 소스 출력 인에이블 신호는 데이터 구동부(120)의 출력 타이밍을 제어한다.
표시패널(10)상에는 스위쳐블 배리어(30)가 배치된다. 도 2를 참조하면, 스위쳐블 배리어(30)는 제1 기판(31), 제2 기판(32), 제1 선편광자(33A), 제2 선편광자(33B), 분할전극(34)들, 액정층(35) 및 공통전극(36)을 포함한다. 스위쳐블 배리어(30)의 제1 기판(31)과 제2 기판(32)은 서로 대향된다. 제1 기판(31)과 제2 기판(32)은 글래스(glass) 또는 필름 등으로 구현될 수 있다. 제1 기판(31)에는 제1 선편광자(33A)가 부착되고, 제2 기판(32)에는 제2 선편광자(33B)가 부착된다. 제1 선편광자(33A)의 광축과 제2 선편광자(33B)의 광축은 서로 직교된다. 제1 기판(31)에는 다수의 분할전극(34)들이 형성된다. 제2 기판(32)에는 공통전극(36)이 하나의 막으로 형성된다. 스위쳐블 배리어(30)는 제1 기판(31)과 제2 기판(32) 사이에 형성된 액정층(35)을 포함한다. 액정층(35)의 액정분자들은 공통전극(36)과 분할전극(34)들 사이의 전압 차에 의하여 회동한다.
스위쳐블 배리어(30)는 액정층(35)의 액정을 전기적으로 제어하여 2D 모드에서 표시패널(10)로부터 발생한 빛을 그대로 통과시키고, 3D 모드에서 표시패널(10)로부터 발생한 빛을 부분적으로 차단한다. 먼저, 2D 모드에서 스위쳐블 배리어(30)의 공통전극(36)과 분할전극(34)들간의 전압 차로 인해, 액정층(35)의 액정분자들은 제1 선편광자(33A)를 통과한 빛의 편광특성을 변경한다. 따라서, 제1 선편광자(33A)를 통과한 빛은 액정층(35)의 액정분자들에 의해 편광특성이 변하므로, 제2 선편광자(33B)를 통과할 수 있다. 결국, 스위쳐블 배리어(30)는 2D 모드에서 배리어를 형성하지 않으므로, 표시패널(10)의 영상은 그대로 통과되며, 시청자는 양안 시차가 없는 영상을 시청한다.
3D 모드에서 스위쳐블 배리어(30)의 공통전극(36)과 분할전극(34) 중 일부의 분할전극들간의 전압 차로 인해, 공통전극(36)과 분할전극(34) 중 일부의 분할전극들 사이의 액정분자들만이 제1 선편광자(33A)를 통과한 빛의 편광특성을 변경한다. 따라서, 액정층(35)의 액정분자들 중 일부는 제1 선편광자(33A)를 통과한 빛의 편광특성을 변경하지 않으며, 이러한 액정분자들에 의해 제1 선편광자(33A)를 통과한 빛의 일부는 제2 선편광자(33B)를 통과하지 못한다. 즉, 제2 선편광자(33B)는 제1 선편광자(33A)를 통과한 빛 중 편광특성이 변경되지 않은 빛에 대하여 배리어로서 기능하게 된다. 결국, 스위쳐블 배리어(30)는 3D 모드에서 배리어를 형성하므로, 표시패널(10)의 영상은 분리되며, 시청자는 양안 시차의 입체영상을 시청할 수 있다.
스위쳐블 배리어 구동부(130)는 스위쳐블 배리어(30)의 공통전극(36)에 공통전압을 공급하고, 분할전극(34)들에 구동 전압을 공급한다. 스위쳐블 배리어 구동부(130)는 액정의 직류화 잔상을 방지하기 위해 분할전극(34)들에 공급되는 구동 전압의 극성을 주기적으로 반전시킨다. 액정의 직류화 잔상은 직류 구동을 하는 경우 액정분자의 하전입자가 배향막에 쌓이게 되는 것을 의미하며, 이로 인해 액정분자의 프리틸트각(pre-tilt angle)이 변경될 수 있다. 따라서, 스위쳐블 배리어 구동부(130)는 분할전극(34)들에 공급되는 구동 전압의 극성을 주기적으로 반전시키는 교류 구동을 함으로써 액정의 직류화 잔상을 방지할 수 있다.
스위쳐블 배리어 구동부(130)는 호스트 시스템(160)으로부터 모드 신호(MODE)를 입력받고, 2D 및 3D 모드에서 분할전극(34)들에 구동 전압을 다르게 공급한다. 스위쳐블 배리어 구동부(130)는 2D 모드에서 스위쳐블 배리어(30)가 배리어를 형성하지 않도록 구동 전압을 공급한다. 스위쳐블 배리어 구동부(130)는 3D 모드에서 스위쳐블 배리어(30)가 배리어를 형성하도록 구동 전압을 공급한다.
또한, 스위쳐블 배리어 구동부(130)는 호스트 시스템(160)으로부터 뷰 제어신호(Cview)를 입력받고, 3D 모드에서 시청자의 수에 따라 설정된 뷰의 수에 맞게 스위쳐블 배리어(30)가 배리어를 형성하도록 구동 전압을 공급한다. 이에 대한 자세한 설명은 도 8, 도 9, 도 10a, 및 도 10b를 결부하여 후술한다.
멀티뷰 영상 변환부(150)는 호스트 시스템(160)으로부터 영상 데이터(RGB) 모드 신호(MODE), 및 뷰 제어신호(Cview)를 입력받는다. 멀티뷰 영상 변환부(150)는 모드 신호(MODE)에 따라 2D 모드인지 3D 모드인지를 판단할 수 있다. 또한, 멀티뷰 영상 변환부(150)는 뷰 제어신호(Cview)에 따라 3D 모드에서 입체영상의 뷰의 개수를 판단할 수 있다. 멀티뷰 영상 변환부(150)는 2D 모드에서 영상 데이터(RGB)를 변환하지 않고 그대로 출력한다. 멀티뷰 영상 변환부(150)는 3D 모드에서 뷰 제어신호(Cview)에 따라 영상 데이터(RGB)를 설정된 뷰의 수에 맞게 변환한다. 멀티뷰 영상 변환부(150)의 멀티뷰 영상변환방법에 대한 자세한 설명은 도 4를 결부하여 후술한다.
호스트 시스템(160)은 LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 인터페이스, TMDS(Transition Minimized Differential Signaling) 인터페이스 등의 인터페이스를 통해 영상 데이터(RGB)와 타이밍 신호들 등을 멀티뷰 영상 변환부(150)에 공급한다. 호스트 시스템(160)은 2D 모드에서 외부로부터 입력되는 2D 영상 데이터를 멀티뷰 영상 변환부(150)에 공급한다. 호스트 시스템(160)은 3D 모드에서 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 포함하는 3D 영상 데이터를 멀티뷰 영상 변환부(150)에 공급한다. 타이밍 신호들은 수직동기신호, 수평동기신호, 데이터 인에이블 신호(Data Enable), 도트 클럭 등을 포함한다.
호스트 시스템(160)은 2D 모드인지 3D 모드인지를 구분할 수 있는 모드 신호(MODE)를 스위쳐블 배리어 구동부(130)와 멀티뷰 영상 변환부(150)에 공급한다. 모드 신호(MODE)는 2D 모드에서 로우 로직 레벨로 발생하고, 3D 모드에서 하이 로직 레벨로 발생하도록 설정될 수 있으나, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다.
호스트 시스템(160)은 시청자 감지장치(170)로부터 시청자 감지정보를 입력받고, 시청자 감지정보에 따라 최적 뷰의 수를 산출한다. 호스트 시스템(160)은 최적 뷰의 수에 따라 제1 및 제2 뷰 모드 중 어느 하나의 모드로 구동되도록 지시하는 뷰 제어신호(Cview)를 생성하여 스위쳐블 배리어 구동부(130)와 멀티뷰 영상 변환부(150)에 공급한다. 호스트 시스템(160)은 시청자 감지정보의 시청자 수를 입력 어드레스로 받고, 해당 입력 어드레스에 저장된 뷰의 수를 출력하는 룩-업 테이블을 이용하여 뷰 제어신호(Cview)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 뷰 제어신호(Cview)는 제1 뷰 모드에서 로우 로직 레벨로 발생하고, 제2 뷰 모드에서 하이 로직 레벨로 발생할 수 있으나, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다.
시청자 감지장치(170)는 시청자의 수를 감지한다. 시청자 감지장치(170)는 카메라를 이용하여 입체영상 표시장치를 시청하는 시청자들의 이미지를 저장한다.시청자 감지장치(170)는 도 3a 및 도 3b와 같이 얼굴 마스크(Facial mask) 기법 등을 이용하여 시청자의 이미지로부터 시청자의 얼굴을 추출함으로써, 시청자의 수를 감지할 수 있다. 더욱 상세히 설명하면, 시청자 감지장치(170)는 도 3a와 같이 얼굴 중심축을 기준으로, 눈, 코, 입의 윤곽 특징을 정의하는 형태로 미리 설정된 얼굴 마스크를 시청자의 이미지에 맵핑(mapping)하여 시청자 얼굴을 감지한다. 시청자 감지장치(170)는 얼굴 마스크 기법 등을 이용하여 감지된 시청자의 수를 포함하는 시청자 감지정보를 호스트 시스템(160)으로 출력한다.
도 4는 도 1의 멀티뷰 영상 변환부의 영상변환방법을 보여주는 흐름도이다. 도 5a 내지 도 5d는 원본 영상 이미지, 뎁스 맵 영상 이미지, 제1 내지 제3 뷰 영상 이미지, 및 입체영상 이미지를 보여주는 도면들이다. 이하에서, 도 1, 도 4, 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 멀티뷰 영상 변환부(150)의 영상변환방법을 상세히 살펴본다.
도 4를 참조하면, 멀티뷰 영상 변환부(150)는 호스트 시스템(160)으로부터 영상 데이터(RGB), 모드 신호(MODE), 및 뷰 제어신호(Cview)를 입력받는다. 멀티뷰 영상 변환부(150)는 모드 신호(MODE)에 따라 2D 모드인지 3D 모드인지를 판단할 수 있다.
첫 번째로, 멀티뷰 영상 변환부(150)는 로우 로직 레벨의 모드 신호(MODE)가 입력되는 경우 2D 모드로 판단할 수 있다. 이 경우, 멀티뷰 영상 변환부(150)는 입력된 2D 영상 데이터를 변환하지 않고 그대로 타이밍 컨트롤러(140)로 출력한다. (S101, S102)
두 번째로, 멀티뷰 영상 변환부(150)는 하이 로직 레벨의 모드 신호(MODE)가 입력되는 경우 3D 모드로 판단할 수 있다. 이 경우, 멀티뷰 영상 변환부(150)는 3D 모드에서 로우 로직 레벨의 뷰 제어신호(Cview)가 입력된다면 제1 뷰 모드로 판단하고, 하이 로직 레벨의 뷰 제어신호(Cview)가 입력된다면 제2 뷰 모드로 판단할 수 있다. 예를 들어, 시청자의 수가 1명인 경우 2 뷰로 구동되는 제1 뷰 모드로 설정되고, 시청자의 수가 2명 이상인 경우 4 뷰로 구동되는 제2 뷰 모드로 설정될 수 있다. 또 다른 예를 들면, 시청자의 수가 3명 이하인 경우 4뷰로 구동되는 제1 뷰 모드로 설정되고, 시청자의 수가 4명 이상인 경우 6뷰로 구동되는 제2 뷰 모드로 설정될 수 있다. 이하에서, 설명의 편의를 위해 시청자의 수가 1명인 경우 2 뷰로 구동되는 제1 뷰 모드로 설정되고, 시청자의 수가 2명 이상인 경우 4 뷰로 구동되는 제2 뷰 모드로 설정된 것을 중심으로 설명하나, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다.
멀티뷰 영상 변환부(150)는 3D 모드에서 제1 뷰 모드로 설정된 경우 입력된 영상 데이터(RGB)를 2 뷰 모드의 영상 데이터로 변환하여 타이밍 컨트롤러(140)로 출력한다. 멀티뷰 영상 변환부(150)는 3D 모드에서 제2 뷰 모드로 설정된 경우 입력된 영상 데이터(RGB)를 4 뷰 모드의 영상 데이터로 변환하여 타이밍 컨트롤러(140)로 출력한다. 멀티뷰 영상 변환부(150)로 입력된 영상 데이터(RGB)는 2D 영상 데이터일 수도 있고, 3D 영상 데이터일 수도 있다. 이하에서, 3D 모드에서 제2 뷰 모드로 설정된 경우를 중심으로 멀티뷰 영상 변환부(150)의 영상변환방법을 설명한다. (S103)
세 번째로, 멀티뷰 영상 변환부(150)는 입력된 영상 데이터(RGB)로부터 뎁스 맵(Depth map)을 추출한다. 멀티뷰 영상 변환부(150)는 2D 영상 데이터 또는 3D 영상 데이터를 이용하여 뎁스 맵을 추출할 수 있다. 이하에서, 설명의 편의를 위해 멀티뷰 영상 변환부(150)가 2D 영상 데이터를 이용하여 뎁스 맵을 추출하는 것을 중심으로 설명하였다.
멀티뷰 영상 변환부(150)는 뎁스를 추출하기 위해 객체 감지(Object Detection)을 통해 객체(Object)를 찾아내고, 객체에 따라 뎁스에 차이를 준다. 이때, 멀티뷰 영상 변환부(150)는 다양한 뎁스 큐(Depth cues)를 이용하여 뎁스를 추출할 수 있다. 뎁스 큐는 영상의 뎁스를 알 수 있는 여러 종류의 정보를 의미하며, 중첩(겹쳐 있는 물체간의 전후 뎁스 판단), 직선 원근법 영상(소실점을 감지하고, 소실점 위치를 백 뎁스(Back Depth) 처리하여 원근감을 표현), 그림자 분석(음영을 구분하여 밝은 부분을 깊게 표현), 움직임 시차 영상(모션(Motion)을 감지하여 움직임의 상대성으로 뎁스 판단), 대기 원근법(윤곽의 선명성에 따른 상대적 뎁스 판단), 상대적 크기 영상(사물간 상대 크기로 뎁스 판단) 등을 포함할 수 있다.
도 5a에는 멀티뷰 영상 변환부(150)에 입력되는 2D 영상 이미지가 나타나 있고, 도 5b에는 멀티뷰 영상 변환부(150)에 의해 추출된 뎁스 맵 이미지가 나타나 있다. 2D 영상 데이터의 픽셀별 뎁스(Depth)가 뎁스 맵에 나타나 있으며, 뎁스(Depth)는 도 5b와 같이 8비트의 0 내지 255의 그레이 레벨(Gray level)로 표현될 수 있다. 뎁스(Depth)는 도 5b와 같이 블랙에 가까울수록 깊고, 화이트에 가까울수록 깊지 않도록 표현될 수 있다. 또한, 멀티뷰 영상 변환부(150)는 추가적으로 뎁스맵 영상 이미지의 경계부를 완만하게 보정할 수도 있다. (S104)
네 번째로, 멀티뷰 영상 변환부(150)는 추출된 뎁스 맵을 이용하여 디스패러티(Disparity)를 산출한다. 디스패러티(Disparity)는 입체감을 형성하기 위해 2D 영상 데이터를 왼쪽 또는 오른쪽으로 쉬프트시키기 위한 값을 의미한다. 추출된 뎁스 맵의 그레이 레벨이 낮을수록 디스패러티는 커지고, 뎁스 맵의 그레이 레벨이 높을수록 디스패러티는 작아진다. (S105)
다섯 번째로, 멀티뷰 영상 변환부(150)는 산출된 디스패러티를 2D 영상 데이터에 적용하여 도 5c와 같이 제1 내지 제4 뷰 영상을 생성해낸다. 멀티뷰 영상 변환부(150)는 2D 영상 데이터를 산출된 디스패러티만큼 왼쪽 또는 오른쪽으로 이동시킴으로써 제1 내지 제4 뷰 영상을 생성할 수 있다.
한편, 제1 내지 제4 뷰 영상은 디스패러티만큼 왼쪽 또는 오른쪽을 영상이 쉬프트되기 때문에, 2D 영상 데이터에서 존재하던 데이터가 삭제되거나 존재하지 않던 데이터가 추가되는 오클루전(Occlusion) 영역과 쉬프트로 인해 손실되는 홀(Hole) 영역이 발생하게 된다. 이러한 오클루전(Occlusion) 영역과 홀 영역을 보정하지 않는다면, 시청자가 왜곡된 입체영상을 시청하게 되는 문제가 있다. 따라서, 멀티뷰 영상 변환부(150)는 이미 공지된 인페이팅(In-painting) 기법 등을 활용하여 오클루전(Occlusion) 영역과 홀 영역의 데이터를 보정할 수 있다. (S106)
여섯 번째로, 멀티뷰 영상 변환부(150)는 4 뷰 모드의 패널 뷰 맵(panel view map)에 맞춰 제1 내지 제4 뷰 영상 데이터를 배열하여 멀티뷰 영상 데이터를 생성한다. 멀티뷰 영상 변환부(150)는 생성된 멀티뷰 영상 데이터를 타이밍 컨트롤러(140)로 출력한다. 멀티뷰 영상 변환부(150)에 의해 생성된 멀티뷰 영상 이미지는 도 5d와 같다. (S107)
한편, 4 뷰 모드의 패널 뷰 맵은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같다. 도 6에는 제1 내지 제4 뷰 영상 데이터 각각을 수직으로 일렬로 배열하는 버티컬 뷰 맵(vertical view map)이 나타나 있다. 버티컬 뷰 맵 방식으로 제1 내지 제4 뷰 영상 데이터를 배열하는 경우, 도 6과 같이 시청자의 위치에 따라 시청자가 제1 뷰(View1), 제2 뷰(View2), 제3 뷰(View3), 및 제4 뷰(View4) 영상을 시청할 수 있도록 배리어 또한 수직으로 형성된다. 도 7에는 제1 내지 제4 뷰 영상 데이터 각각을 비스듬하게 사선으로 배열하는 슬랜티드 뷰 맵(slanted view map)이 나타나 있다. 슬랜티드 뷰 맵 방식으로 제1 내지 제4 뷰 영상 데이터를 배열하는 경우, 도 7과 같이 시청자의 위치에 따라 시청자가 제1 뷰(View1), 제2 뷰(View2), 제3 뷰(View3), 및 제4 뷰(View4) 영상을 시청할 수 있도록 배리어 또한 비스듬하게 사선으로 형성된다.
이상에서는 호스트 시스템(160)에서 설정된 시청자의 수에 따른 뷰의 수에 맞게 표시패널(10)에 어드레싱되는 영상 데이터를 변환하는 방법에 대하여 상세히 살펴보았다. 이하에서, 도 8, 도 9, 도 10a, 및 도 10b를 결부하여 시청자의 수에 따른 뷰의 수에 맞게 스위쳐블 배리어(30)의 배리어 형성방법에 대하여 상세히 살펴본다.
도 8은 도 1의 스위쳐블 배리어와 스위쳐블 배리어 구동부를 상세히 보여주는 블록도이다. 도 8을 참조하면, 스위쳐블 배리어(30)는 다수의 구동 전압 공급라인을 포함하고, 배리어(B)는 다수의 구동 전압 공급라인에 접속된 제1 내지 제n 분할전극들을 포함한다. 스위쳐블 배리어(30)의 배리어(B)는 제1 내지 제n 분할전극들 각각에 공급된 구동 전압과 공통전극에 공급된 공통전압의 전압 차에 의해 형성된다. 배리어(B)는 제1 내지 제n 분할전극들에 공급되는 전압에 따라 제1 뷰 모드와 제2 뷰 모드에서 배리어를 다르게 형성한다. 이에 대한 자세한 설명은 도 10a 및 도 10b를 결부하여 후술한다.
스위쳐블 배리어 구동부(130)는 스위쳐블 배리어 컨트롤러(131), 룩-업 테이블(132), 및 스위쳐블 배리어 전압 공급부(133) 등을 포함한다. 스위쳐블 배리어 컨트롤러(131)는 호스트 시스템(160)으로부터 모드 신호(MODE)와 뷰 제어신호(Cview)를 입력받는다. 스위쳐블 배리어 컨트롤러(131)는 모드 신호(MODE)와 뷰 제어신호(Cview)에 따라 스위쳐블 배리어 전압 공급부(133)의 구동 전압 출력을 다르게 제어한다. 룩-업 테이블(132)은 2D 모드에서 공급되는 2D 구동 전압 데이터, 3D 모드의 제1 뷰 모드에서 공급되는 제1 뷰 모드 구동 전압 데이터, 3D 모드의 제2 뷰 모드에서 공급되는 제2 뷰 모드 구동 전압 데이터를 저장하고 있다. 룩-업 테이블(132)은 해당 모드에 따라 저장된 데이터를 스위쳐블 배리어 컨트롤러(131)로 출력한다.
스위쳐블 배리어 컨트롤러(131)는 2D 모드인 경우 룩-업 테이블(132)로부터 2D 구동 전압 데이터를 입력받고, 스위쳐블 배리어 전압 공급부(133)에 2D 구동 전압 데이터를 출력한다. 스위쳐블 배리어 전압 공급부(133)는 스위쳐블 배리어(30)가 배리어를 형성하지 않도록 다수의 구동 전압 공급라인에 구동 전압을 출력한다.
스위쳐블 배리어 컨트롤러(131)는 3D 모드의 제1 뷰 모드인 경우 룩-업 테이블(132)로부터 제1 뷰 모드 구동 전압 데이터를 입력받고, 스위쳐블 배리어 전압 공급부(133)에 제1 뷰 모드 구동 전압 데이터를 출력한다. 스위쳐블 배리어 전압 공급부(133)는 제1 뷰 모드 구동 전압 데이터에 따라 배리어를 형성하도록 다수의 구동 전압 공급라인에 구동 전압을 출력한다. 제1 뷰 모드가 2 뷰로 구동되므로, 예를 들어, 스위쳐블 배리어 전압 공급부(133)는 제1 뷰 모드에서 스위쳐블 배리어(30)가 2 뷰를 구현할 수 있도록 배리어를 형성하고, 제2 뷰 모드에서 스위쳐블 배리어(30)가 4 뷰를 구현할 수 있도록 배리어를 형성할 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 제1 및 제2 뷰 모드의 경우, 표시패널의 픽셀들의 뷰 영상 표시방법과 스위쳐블 배리어의 배리어 형성방법을 보여주는 예시도면이다. 도 9a에는 제1 뷰 모드인 경우 2 뷰로 구동되는 표시패널(10)의 픽셀들과 스위쳐블 배리어(30)의 배리어(B)가 나타나 있다. 도 9b에는 제2 뷰 모드인 경우 4뷰로 구동되는 표시패널(10)의 픽셀들과 스위쳐블 배리어(30)의 배리어(B)가 나타나 있다. 도 9a 및 도 9b에서 표시패널(10)의 픽셀들에 공급되는 멀티뷰 영상 데이터는 버티컬 뷰 맵에 따라 배열된 것을 중심으로 설명하였다. 한편, 스위쳐블 배리어(30)는 제1 내지 제m(m은 자연수) 배리어를 포함한다. 제1 내지 제m 배리어(B) 각각은 표시패널(10)의 2개의 서브 픽셀과 대응된다. 즉, 제1 내지 제m 배리어(B) 각각의 너비(W1)는 표시패널(10)의 2개의 서브 픽셀의 너비(W2)와 실질적으로 동일하다.
한편, 스위쳐블 배리어(30)의 배리어(B)는 제1 내지 제p(p는 자연수) 분할전극들을 포함한다. 스위쳐블 배리어(30)가 제1 및 제2 뷰 모드를 스위칭할 수 있으려면, 배리어(B)에는 수학식 1과 같이 p 개의 분할전극들이 필요하다.
Figure pat00001
수학식 1에서, p는 배리어(B)에 포함된 분할전극들의 개수, NL - view는 제1 및 제2 뷰 모드의 뷰의 수 중 큰 수, NS - view는 제1 및 제2 뷰 모드의 뷰의 수 중 작은 수, [K]는 K를 q(q는 자연수) 배 하여 나올 수 있는 최소 정수를 의미한다. 예를 들어, 스위쳐블 배리어(30)가 제1 뷰 모드에서 2 뷰를 구현하고 제2 뷰 모드에서 4 뷰를 구현하는 경우, NL - view는 4가 되고, NS - view는 2가 되며, K는 2가 되고, [K]는 2가 된다. 따라서, 배리어(B)에 포함된 분할전극들의 개수인 p는 개구율이 25%인 경우, 8이 된다.
제1 뷰 모드가 2 뷰로 구현되고, 제2 뷰 모드가 4 뷰로 구현되는 경우, 배리어(B)는 도 9a 및 도 9b와 같이 8개의 분할전극들(DE1~DE8)을 포함한다. 도 9a와 같이 제1 뷰 모드에서 표시패널(10)의 픽셀들은 2 뷰(view1, view2)를 표시하고, 제1 내지 제3 분할전극들(DE1~DE3)과 제6 내지 제8 분할전극들(DE6~DE8)은 배리어가 형성되도록 구동 전압을 공급받고, 제4 및 제5 분할전극들(DE4, DE5)은 배리어가 형성되지 않도록 구동 전압을 공급받는다. 도 9b와 같이 제2 뷰 모드에서 표시패널(10)의 픽셀들은 4 뷰(view1, view2, view3, view4)를 표시한다. 제2 뷰 모드에서 기수 배리어(Bo)의 제1 내지 제6 분할전극들(DE1~DE6)은 배리어가 형성되도록 구동 전압을 공급받고, 제7 및 제8 분할전극들(DE7, DE8)은 배리어가 형성되지 않도록 구동 전압을 공급받는다. 제2 뷰 모드에서 우수 배리어(Be)의 제3 내지 제8 분할전극들(DE3~DE8)은 배리어가 형성되도록 구동 전압을 공급받고, 제1 및 제2 분할전극들(DE1, DE2)은 배리어가 형성되지 않도록 구동 전압을 공급받는다.
도 10은 도 8의 룩-업 테이블에 저장된 2D 구동 전압 데이터, 제1 뷰 모드 구동 전압 데이터, 및 제2 뷰 모드 구동 전압 데이터를 보여주는 예시도면이다. 도 10을 참조하면, 2D 구동 전압 데이터, 제1 뷰 모드 구동 전압 데이터, 및 제2 뷰 모드 구동 전압 데이터에서 '0' 값은 배리어를 형성하지 않을 전압 레벨을 의미하고, '1' 값은 배리어를 형성할 전압 레벨을 의미한다. 또한, 2D 구동 전압 데이터, 제1 뷰 모드 구동 전압 데이터, 및 제2 뷰 모드 구동 전압 데이터는 서로 다르게 설정된다. 도 10과 같이, 2D 구동 전압 데이터의 입력 어드레스는 'H1'로 설정되고, 제1 뷰 모드 구동 전압 데이터는 'H2'로 설정되며, 제2 뷰 모드 구동 전압 데이터는 'H3'로 설정될 수 있다.
한편, 제1 뷰 모드가 2 뷰로 구현되고, 제2 뷰 모드가 4 뷰로 구현되는 경우, 룩-업 테이블(132)에 저장되는 2D 구동 전압 데이터, 제 1뷰 모드 구동 전압 데이터, 및 제2 뷰 모드 구동 전압 데이터의 크기(C)는 수학식 2와 같이 정의될 수 있다. 2D 구동 전압 데이터, 제 1뷰 모드 구동 전압 데이터, 및 제2 뷰 모드 구동 전압 데이터의 크기(C)의 단위는 비트(bits)이다.
Figure pat00002
수학식 2에서, C는 2D 구동 전압 데이터, 제 1뷰 모드 구동 전압 데이터, 및 제2 뷰 모드 구동 전압 데이터의 크기를 의미하고, p는 제1 내지 제m 배리어(B) 각각에 포함된 분할전극들의 수를 의미하며, NL - view는 제1 및 제2 뷰 모드의 뷰의 수 중 큰 수, NS - view는 제1 및 제2 뷰 모드의 뷰의 수 중 작은 수, [K]는 K를 q 배 하여 나올 수 있는 최소 정수를 의미한다. 예를 들어, 스위쳐블 배리어(30)가 제1 뷰 모드에서 2 뷰를 구현하고 제2 뷰 모드에서 4 뷰를 구현하는 경우, NL - view는 4가 되고, NS - view는 2가 되며, K는 2가 되고, [K]는 2가 된다. 따라서, 2D 구동 전압 데이터, 제 1뷰 모드 구동 전압 데이터, 및 제2 뷰 모드 구동 전압 데이터의 크기인 C는 최소 16비트(bits)로 설정될 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치의 구동방법을 보여주는 흐름도이다. 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치의 구동방법은 S201 내지 S206 단계를 포함한다.
첫 번째로, 호스트 시스템(160)은 2D 모드인지 3D 모드인지에 따라 모드 신호(MODE)를 발생한다. 2D 모드에서, 멀티뷰 영상 변환부(150)는 입력된 영상 데이터(RGB)를 그대로 출력하고, 스위쳐블 배리어 구동부(130)는 스위쳐블 배리어가 배리어를 형성하지 않도록 구동 전압을 다수의 분할전극들에 공급한다. (S201, S202)
두 번째로, 3D 모드에서, 시청자 감지장치(170)는 시청자의 이미지를 저장하고, 도 얼굴 마스크(Facial mask) 기법 등을 이용하여 시청자의 수를 감지한다. 시청자 감지장치(170)는 시청자의 수를 포함한 시청자 감지정보를 호스트 시스템(160)으로 출력한다. (S203)
세 번째로, 호스트 시스템(160)은 시청자 수를 포함한 시청자 감지정보를 입력받고, 시청자 감지정보에 따라 최적 뷰의 수를 산출한다. 호스트 시스템(160)은 최적 뷰의 수에 따라 제1 및 제2 뷰 모드 중 어느 하나의 모드로 구동되도록 지시하는 뷰 제어신호(Cview)를 생성하여 스위쳐블 배리어 구동부(130)와 멀티뷰 영상 변환부(150)에 공급한다. 호스트 시스템(160)은 시청자 감지정보의 시청자 수를 입력 어드레스로 받고, 해당 입력 어드레스에 저장된 뷰의 수를 출력하는 룩-업 테이블을 이용하여 뷰 제어신호(Cview)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 뷰 제어신호(Cview)는 제1 뷰 모드에서 로우 로직 레벨로 발생하고, 제2 뷰 모드에서 하이 로직 레벨로 발생할 수 있으나, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다. (S204)
네 번째로, 멀티뷰 영상 변환부(150)는 3D 모드에서 뷰 제어신호(Cview)에 따라 제1 및 제2 뷰 모드 각각에서 미리 설정된 뷰의 수대로 입력된 영상 데이터를 멀티뷰 영상 데이터로 변환한다. 멀티뷰 영상 변환부(150)의 멀티뷰 영상 데이터 변환방법은 도 4, 도 5a 내지 도 5d, 도 6, 및 도 7을 결부하여 상세히 설명하였다. (S205)
다섯 번째로, 스위쳐블 배리어 구동부(130)는 3D 모드에서 뷰 제어신호(Cview)에 따라 제1 및 제2 뷰 모드 각각에서 미리 설정된 뷰의 수대로 배리어를 형성하도록 스위쳐블 배리어(30)의 분할전극(34)들에 구동 전압을 공급한다. 스위쳐블 배리어(30)와 스위쳐블 배리어 구동부(130)에 대하여는 도 8, 도 9, 도 10a 및 도 10b를 결부하여 상세히 설명하였다. (S206)
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 시청자의 수를 파악하여 최적 뷰의 수를 설정하고, 입력된 영상 데이터를 미리 설정된 최적 뷰의 수에 따라 변환하며, 최적 설정된 뷰의 수에 따라 스위쳐블 배리어를 제어한다. 그 결과, 본 발명은 시청자의 수에 따라 입체영상의 뷰의 수를 다르게 제어할 수 있다. 이로 인해, 본 발명은 시청자의 수에 따라 입체영상의 해상도와 입체영상 품질을 최적으로 유지할 수 있다.
이상, 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
10: 표시패널 30: 스위쳐블 배리어
31: 제1 기판 32: 제2 기판
33A: 제1 선편광자 33B: 제2 선편광자
34: 분할전극 35: 액정층
36: 공통전극 110: 게이트 구동부
120: 데이터 구동부 130: 스위쳐블 배리어 구동부
131: 스위쳐블 배리어 컨트롤러 132: 룩-업 테이블
133: 스위쳐블 배리어 전압 공급부 140: 타이밍 컨트롤러
150: 멀티뷰 영상 변환부 160: 호스트 시스템
170: 시청자 감지장치

Claims (10)

  1. 2D 모드에서 2D 영상을 표시하고, 상기 3D 모드에서 멀티뷰 영상을 표시하는 표시패널;
    액정을 전기적으로 제어하여 상기 2D 모드에서 상기 표시패널로부터 발생한 빛을 그대로 통과시키고, 상기 3D 모드에서 상기 표시패널로부터 발생한 빛을 부분적으로 차단하여 멀티뷰 영상을 구현하는 스위쳐블 배리어;
    상기 2D 모드에서 입력된 영상 데이터를 그대로 출력하고, 상기 3D 모드에서 뷰 제어신호에 따라 제1 및 제2 뷰 모드 각각에서 미리 설정된 뷰의 수대로 상기 영상 데이터를 멀티뷰 영상 데이터로 변환하는 멀티뷰 영상 변환부;
    상기 2D 모드에서 상기 표시패널에 상기 영상 데이터가 어드레싱되도록 제어하고, 3D 모드에서 상기 표시패널에 상기 멀티뷰 영상 데이터가 어드레싱되도록 제어하는 타이밍 컨트롤러; 및
    상기 2D 모드에서 배리어를 형성하지 않도록 상기 스위쳐블 배리어의 분할전극들에 구동 전압을 공급하고, 상기 3D 모드에서 상기 뷰 제어신호에 따라 상기 제1 및 제2 뷰 모드 각각에서 상기 미리 설정된 뷰의 수대로 배리어를 형성하도록 상기 스위쳐블 배리어의 분할전극들에 구동 전압을 공급하는 스위쳐블 배리어 구동부를 포함하는 입체영상 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    시청자의 수를 감지하고, 상기 시청자의 수를 포함하는 시청자 감지정보를 출력하는 시청자 감지장치; 및
    상기 시청자 감지정보를 입력받고 상기 시청자의 수에 따라 최적 뷰의 수를 산출한 후, 상기 최적 뷰의 수에 따라 상기 제1 및 제2 뷰 모드 중 어느 하나의 모드로 구동되도록 지시하는 상기 뷰 제어신호를 출력하는 호스트 시스템을 더 포함하는 입체영상 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 멀티뷰 영상 변환부는,
    상기 입력 영상 데이터로부터 뎁스 맵을 추출하고, 상기 뎁스 맵에서 입체감을 나타내는 뎁스를 이용하여 디스패러티를 산출하며, 상기 디스패러티를 적용하여 상기 3D 모드에서 상기 뷰 제어신호에 따라 상기 제1 및 제2 뷰 모드 중 어느 하나의 모드의 미리 설정된 뷰의 수대로 제1 내지 제n(n은 자연수) 뷰 영상 데이터를 생성하고, 상기 제1 내지 제n 뷰 영상 데이터를 패널 뷰 맵에 따라 배열하여 멀티뷰 영상 데이터를 출력하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 패널 뷰 맵은 상기 제1 내지 제n 뷰 영상 데이터 각각을 수직으로 일렬로 배열하는 버티컬 뷰 맵 또는 상기 제1 내지 제n 뷰 영상 데이터 각각을 비스듬하게 사선으로 배열하는 슬랜티드 뷰 맵인 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위쳐블 배리어 구동부는,
    2D 모드에서 공급되는 2D 구동 전압 데이터, 3D 모드의 제1 뷰 모드에서 공급되는 제1 뷰 모드 구동 전압 데이터, 3D 모드의 제2 뷰 모드에서 공급되는 제2 뷰 모드 구동 전압 데이터를 저장하는 룩-업 테이블;
    상기 2D 모드에서 상기 룩-업 테이블의 2D 구동 전압 데이터를 출력하고, 상기 3D 모드의 제1 뷰 모드에서 상기 룩-업 테이블의 제1 뷰 모드 구동 전압 데이터를 출력하며, 상기 3D 모드의 제2 뷰 모드에서 상기 룩-업 테이블의 제2 뷰 모드 구동 전압 데이터를 출력하도록 제어하는 스위쳐블 배리어 컨트롤러; 및
    상기 스위쳐블 배리어 컨트롤러의 제어 하에 상기 2D 모드, 3D 모드의 제1 뷰 모드, 및 3D 모드의 제2 뷰 모드에서 상기 스위쳐블 배리어에 구동 전압을 다르게 공급하는 스위쳐블 배리어 전압 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 스위쳐블 배리어는 제1 내지 제m 배리어를 포함하고,
    상기 제1 내지 제m 배리어 각각은,
    상기 표시패널의 2 개의 서브 픽셀과 대응되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제m 배리어 각각은,
    p 개의 분할전극들을 포함하고,
    상기 p는,
    Figure pat00003
    을 만족하며,
    상기 A는 개구율, 상기 [K]는 K를 q(q는 자연수) 배 하여 나올 수 있는 최소 정수, NL - view는 상기 제1 및 제2 뷰 모드의 뷰의 수 중 큰 수, NS - view는 상기 제1 및 제2 뷰 모드의 뷰의 수 중 작은 수를 의미하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 2D 구동 전압 데이터, 제1 뷰 모드 구동 전압 데이터, 상기 제2 뷰 모드 구동 전압 데이터의 크기 C는,
    Figure pat00004
    을 만족하고,
    p는 상기 제1 내지 제m 배리어 각각에 포함된 분할전극들의 수, NL-view는 상기 제1 및 제2 뷰 모드의 뷰의 수 중 큰 수, NS-view는 상기 제1 및 제2 뷰 모드의 뷰의 수 중 작은 수를 의미하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  9. 2D 모드에서 2D 영상을 표시하고, 상기 3D 모드에서 멀티뷰 영상을 표시하는 표시패널; 및 액정을 전기적으로 제어하여 상기 2D 모드에서 상기 표시패널로부터 발생한 빛을 그대로 통과시키고, 상기 3D 모드에서 상기 표시패널로부터 발생한 빛을 부분적으로 차단하여 멀티뷰 영상을 구현하는 스위쳐블 배리어를 포함하는 입체영상 표시장치에 있어서,
    상기 2D 모드에서 입력된 영상 데이터를 그대로 출력하고, 상기 3D 모드에서 뷰 제어신호에 따라 제1 및 제2 뷰 모드 각각에서 미리 설정된 뷰의 수대로 입력된 영상 데이터를 상기 멀티뷰 영상 데이터로 변환하는 단계;
    상기 2D 모드에서 상기 표시패널에 상기 영상 데이터가 어드레싱되도록 제어하고, 3D 모드에서 상기 표시패널에 상기 멀티뷰 영상 데이터가 어드레싱되도록 제어하는 단계; 및
    상기 2D 모드에서 배리어를 형성하지 않도록 상기 스위쳐블 배리어의 분할전극들에 구동 전압을 공급하고, 상기 3D 모드에서 상기 뷰 제어신호에 따라 상기 제1 및 제2 뷰 모드 각각에서 상기 미리 설정된 뷰의 수대로 배리어를 형성하도록 상기 스위쳐블 배리어의 분할전극들에 구동 전압을 공급하는 단계를 포함하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    시청자의 수를 감지하고, 상기 시청자의 수를 포함하는 시청자 감지정보를 출력하는 단계; 및
    상기 시청자 감지정보를 입력받고 상기 시청자의 수에 따라 최적 뷰의 수를 산출한 후, 상기 최적 뷰의 수에 따라 상기 제1 및 제2 뷰 모드 중 어느 하나의 모드로 구동되도록 지시하는 상기 뷰 제어신호를 출력하는 단계를 더 포함하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
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