KR20150002235A - 입체영상 디스플레이장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

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    • G09G3/3696—Generation of voltages supplied to electrode drivers

Abstract

본 발명은 입체영상 디스플레이장치 및 그 구동방법에 관한 것으로서, 특히, 영상패널로부터 출력된 영상을, 좌안영상과 우안영상으로 분할하는 영상분할패널에, 수평방향으로 형성되어 있는 홀수라인과 짝수라인의 주투과방향이, 개별적으로 제어될 수 있는, 입체영상 디스플레이장치 및 그 구동방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. 이를 위해 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치는, 입체영상을 구성하는 좌안영상 및 우안영상을 상하방향으로 구분하여 출력하는 영상패널; 상기 좌안영상을 투과시키는 제1라인과, 상기 우안영상을 투과시키는 제2라인이 상하방향으로 나란하게 형성되어 있으며, 액정이 주입되어 있는 영상분할패널; 및 상기 액정의 회전방향을 변경시켜, 상기 제1라인과 상기 제2라인의 주투과방향을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

입체영상 디스플레이장치 및 그 구동 방법{Display Apparatus For Displaying Three Dimensional Picture And Method Of Driving The Same}
본 발명은 디스플레이장치에 관한 것으로서, 특히, 입체영상을 표시할 수 있는, 입체영상 디스플레이장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
입체영상 디스플레이장치는, 두 눈에 인지되는 서로 다른 영상신호가 합성될 때 원근감이 나타나는 것을 이용하여 영상을 입체적으로 표시한다.
이러한 입체 영상을 구현하는 방법으로는, 크게 양안시차 방식(stereoscopic technique), 볼류메트릭 방식(Volumetric technique) 및 홀로그래픽 방식(Holographic technique) 등이 알려져 있다.
이 중, 양안시차 방식은 안경식과 무안경식으로 구분될 수 있으며, 최근에는 무안경식이 활발하게 연구되고 있다.
무안경식은 다시 베리어(barrier)를 이용하는 베리어 방식 및 렌즈를 이용하는 렌즈 방식 등으로 구분될 수 있다.
도 1은 종래의 렌즈 방식 입체영상 디스플레이장치에서 렌즈의 배면거리(b)와 시청거리(d)의 관계를 나타낸 예시도이고, 도 2는 종래의 렌즈 방식 입체영상 디스플레이장치에서 렌즈의 주투과방향을 가변시키는 방법을 설명하기 위한 예시도이며, 도 3은 종래의 렌즈 방식 입체영상 디스플레이장치에서 시청가능영역이 변경되는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
상기한 바와 같이 양안시차 방식은 안경식과 무안경식으로 구분될 수 있으며, 최근 활발하게 연구되고 있는 무안경식은 다시 베리어 방식과 렌즈 방식으로 구분될 수 있다.
이 중 베리어 방식은, 전압의 인가 방법 등에 따라 빛을 차단하거나 투과시킴으로써, 입체영상이 표시되도록 하는 방법이며, 렌즈 방식은, 전압의 인가 방법 등에 따라 렌즈의 주투과방향을 변화시킴으로써, 입체영상이 표시되도록 하는 방법이다. 도 1 내지 도 3에는, 특히 렌즈 방식 입체영상 디스플레이장치가 도시되어 있다.
종래의 무안경식 입체영상 디스플레이장치는 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.
첫째, 종래의 무안경식 입체영상 디스플레이장치는, 종래의 안경식 입체영상 디스플레이장치에 적용되는 영상데이터들(컨텐츠)을 그대로 이용하기 어렵다. 그 구체적인 이유는 다음과 같다.
입체영상 디스플레이장치의 주를 이루고 있는 안경식(FPR) 입체영상 디스플레이장치에 적용되는 영상데이터들(컨텐츠)을 구성하는 좌안영상데이터들 및 우안영상데이터들은, 영상이 출력되는 영상패널의 상하 방향으로 구분되어 있다. 그러나, 종래의 무안경식 입체영상 디스플레이장치는 영상패널의 좌우방향으로 영상데이터들을 구분하고 있다.
따라서, 종래의 안경식 입체영상 디스플레이장치에 적용되는 영상데이터들을, 종래의 무안경식 입체영상 디스플레이장치에 적용시키면, 데이터의 절반이 손실된다.
또한, 종래의 무안경식 입체영상 디스플레이장치에 적용되는 영상데이터들을, 종래의 안경식 입체영상 디스플레이장치에 적용시키는 경우에도, 데이터의 절반이 손실된다.
즉, 종래의 무안경식 입체영상 디스플레이장치는, 안경식 입체영상 디스플레이장치와 달리, 영상데이터들을 패널의 좌우방향으로 구분하고 있다. 따라서, 종래의 무안경식 입체영상 디스플레이장치는, 이미 상용화되고 있는 안경식 입체영상 디스플레이 장치에 적용되는 영상데이터들을 그대로 이용하기 어려우며, 무안경식 입체영상 디스플레이장치를 위한 영상데이터들이 새롭게 제작되어야 한다.
둘째, 종래의 무안경식 입체영상 디스플레이장치를 제조하기 위해서는 높은 제조 비용이 요구되며, 또한, 복잡한 제조 공정이 요구된다. 그 구체적인 이유는 다음과 같다.
즉, 베리어 방식 입체영상 디스플레이장치 및 렌즈 방식 입체영상 디스플레이장치와 같은 종래의 무안경식 입체영상 디스플레이장치는, 영상이 표시되는 패널(10) 이외에, 베리어 패널 또는 렌즈패널(60)이 추가되어야 하기 때문에, 높은 제조 비용 및 복잡한 제조 공정을 요구한다.
특히, 렌즈 방식 입체영상 디스플레이장치는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 이방성 렌즈(32)에 의해 좌우 픽셀의 정보를 서로 다른 방향으로 분리하는 것으로서, 렌즈(32)와 패널(10) 사이의 배면거리(b) 형성을 위해 갭글래스(20)가 구비되어야 하며, 2D와 3D의 가변을 위해 두 개의 전극들(31, 34)이 구비되어야 한다. 따라서, 종래의 렌즈 방식 입체영상 디스플레이장치는, 높은 제조 비용 및 복잡한 제조 공정을 요구한다.
특히, 상기 렌즈(32)와 상기 패널(10) 사이의 배면거리, 즉, 갭(Gap)에 따라 시청거리(d) 및 초점거리(f)가 결정되기 때문에, 필요에 따라 상기 갭글래스(20)의 식각이 요구되므로, 이에 따라 제조 비용이 상승될 수 있으며, 제조 공정이 더 복잡해질 수도 있다.
셋째, 종래의 무안경식 입체영상 디스플레이장치에서는, 시청가능영역이 한정되어 있으며, 시청가능영역이 영상패널의 좌우방향으로만 변경될 수 있을 뿐, 영상패널의 전후방향으로 변경될 수는 없다. 그 구체적인 이유는 다음과 같다.
상기 렌즈 방식 입체영상 디스플레이장치는, 상기 렌즈(32)의 주투과방향에 따라 좌우영상데이터를 서로 다른 방향으로 분리시켜 영상을 표시하는 것으로서, 상기 두 개의 전극들(31, 34)에 인가되는 전압에 의해, 입체영상(3D) 또는 2차원영상(2D)이 구현될 수 있다.
또한, 종래의 무안경식 입체영상 디스플레이장치의 시청가능영역은 한정되어 있다. 따라서, 시청자의 위치에 따라 입체영상이 시청자에게 보이지 않을 수도 있다. 이를 해결하기 위해, 상기 입체영상 디스플레이장치에는 카메라가 장착될 수 있다. 상기 카메라를 통해 시청자의 위치가 파악되면, 상기 영상패널로 출력되는 영상데이터들의 위치를 수평방향으로 이동시킴으로써, 상기 시청가능영역이 변경될 수 있다.
상기한 바와 같이, 종래의 무안경식 입체영상 디스플레이장치에서는, 시청가능영역을 변경시키기 위해, 영상데이터들이 상기 영상패널 상에서 수평방향으로 이동되어야 함으로, 시청가능영역이 불연속적(discrete)으로 나타난다.
또한, 종래의 무안경식 입체영상 디스플레이장치에서는, 시청가능영역을 변경시키기 위해, 영상데이터들이 상기 영상패널(10)의 수평방향으로 이동되어야 함으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 시청가능영역이 상기 렌즈패널(60)의 좌우방향(A)으로만 변경될 수 있다. 즉, 종래의 무안경식 입체영상 디스플레이장치에서는, 시청가능영역이, 상기 렌즈 패널(60)의 전후방향(B)으로 변경될 수는 없다. 따라서, 시청가능영역이 제한될 수 밖에 없다.
넷째, 종래의 무안경식 입체영상 디스플레이장치는 상기한 바와 같이 렌즈 또는 베리어를 이용하여 제조될 수 있다. 이 중, 베리어를 이용하는 종래의 무안경식 입체영상 디스플레이장치에서는, 렌즈를 이용하는 종래의 무안경식 입체영상 디스플레이장치와 비교할 때, 휘도가 감소된다는 문제점을 가지고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 영상패널로부터 출력된 영상을, 좌안영상과 우안영상으로 분할하는 영상분할패널에, 수평방향으로 형성되어 있는 홀수라인과 짝수라인의 주투과방향이, 개별적으로 제어될 수 있는, 입체영상 디스플레이장치 및 그 구동방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치는, 입체영상을 구성하는 좌안영상 및 우안영상을 상하방향으로 구분하여 출력하는 영상패널; 상기 좌안영상을 투과시키는 제1라인과, 상기 우안영상을 투과시키는 제2라인이 상하방향으로 나란하게 형성되어 있으며, 액정이 주입되어 있는 영상분할패널; 및 상기 액정의 회전방향을 변경시켜, 상기 제1라인과 상기 제2라인의 주투과방향을 제어하는 제어부를 포함한다.
여기서, 상기 액정과 접촉하는 배향막 중 상기 제1라인과 대응되는 배향막라인의 러빙방향과, 상기 제2라인과 대응되는 배향막라인의 러빙방향은 서로 다를 수 있다.
또한, 상기 영상분할패널에는 상기 제1라인에 대응되는 제1전극과, 상기 제2라인에 대응되는 제2전극이 형성되어 있으며, 상기 제어부에 의해, 상기 제1전극으로는 제1전압이 인가되고, 상기 제2전극으로는 제2전압이 인가될 수 있다.
또한, 상기 영상분할패널은, 상기 제1라인에 대응되는 제1전극과, 상기 제2라인에 대응되는 제2전극이 형성되어 있는 제1영상분할패널층; 제3전극이 형성되어 있는 제2영상분할패널층; 및 상기 제1영상분할패널층과 상기 제2영상분할패널층 사이에 주입되는 상기 액정으로 구성되는 제3영상분할패널층을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1영상분할패널층은, 투명한 제1베이스기판; 상기 제1베이스기판에 형성되는 상기 제1전극과, 상기 제2전극을 포함하는 제1전극층; 및 상기 제1전극층에 형성되어 상기 액정과 접촉하는 제1배향막을 포함하며, 상기 제1배향막 중 상기 제1전극과 대응되는 제1배향막라인의 러빙방향과, 상기 제1배향막 중 상기 제2전극과 대응되는 제2배향막라인의 러빙방향은, 서로 반대방향으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2영상분할패널층은, 투명한 제2베이스기판; 상기 제2베이스기판에 형성되는 상기 제3전극을 포함하는 제2전극층; 및 상기 제2전극층에 형성되어 상기 액정과 접촉하는 제2배향막을 포함하며, 상기 제2배향막 중 상기 제1전극과 대응되는 제3배향막라인의 러빙방향과, 상기 제2배향막 중 상기 제2전극과 대응되는 제4배향막라인의 러빙방향은, 서로 반대방향으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 시청자의 영상을 수집하는 영상수집부; 상기 제1라인에 대응되는 제1전극으로 제1전압을 인가하고, 상기 제2라인에 대응되는 제2전극으로 제2전압을 인가하며, 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 마주보도록 배치되어 있는 제3전극으로 제3전압을 인가하는 전원공급부; 및 상기 영상을 분석하여 상기 시청자의 위치를 분석하며, 상기 분석결과에 따라, 상기 전원공급부를 제어하여 상기 제1전압 또는 상기 제2전압 중 적어도 어느 하나를 변경시킬 수 있다.
또한, 상기 제3전극은, 상기 제2영상분할패널층 상에 판 형태로 형성될 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치 구동방법은, 영상패널을 구동시켜, 입체영상을 구성하는 좌안영상 및 우안영상을 상하방향으로 구분하여 출력하는 단계; 상기 좌안영상을 투과시키는 제1라인과 상기 우안영상을 투과시키는 제2라인이 상하방향으로 나란하게 형성되어 있으며, 액정이 주입되어 있는 영상분할패널에, 입체영상 구동전압을 인가하여, 상기 좌안영상 및 상기 우안영상을 서로 다른 방향으로 투과시키는 단계; 시청자의 영상을 수집하여, 상기 시청자의 위치를 분석하는 단계; 및 상기 분석결과에 따라, 상기 액정의 회전방향을 변경시키는 것에 의해, 상기 제1라인과 상기 제2라인의 주투과방향을 변경시켜, 상기 입체영상이 보여지는 시청가능영역을 변경시키는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 액정의 회전방향을 변경시키는 것에 의해, 상기 시청가능영역을 변경시키는 단계는, 상기 분석결과에 따라, 상기 제1라인에 대응되는 제1전극으로 제1전압을 인가하고, 상기 제2라인에 대응되는 제2전극으로 제2전압을 인가하며, 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 마주보도록 배치되어 있는 제3전극으로 제3전압을 인가하여, 상기 제1라인에 대응되는 액정의 회전방향과 상기 제2라인에 대응되는 액정의 회전방향을 변경시킬 수 있다.
본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치 및 그 구동방법에 의하면, 시청자의 시야각이 개선될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치에는, 갭글래스가 형성될 필요가 없기 때문에, 갭글래스의 식각을 위한 공정이 요구되지 않는다. 또한, 렌즈 형성을 위한 공정이 요구되지 않는다. 따라서, 입체영상 디스플레이장치의 제조 공정이 단순화될 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 전압에 따라 시청가능영역이 수평 및 수직방향으로 연속적으로 조정될 수 있다. 따라서, 시청자는 어느 위치에 있더라도 입체영상을 시청할 수 있다.
도 1은 종래의 렌즈 방식 입체영상 디스플레이장치에서 렌즈의 배면거리(b)와 시청거리(d)의 관계를 나타낸 예시도.
도 2는 종래의 렌즈 방식 입체영상 디스플레이장치에서 렌즈의 주투과방향을 가변시키는 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 3은 종래의 렌즈 방식 입체영상 디스플레이장치에서 시청가능영역이 변경되는 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치의 구성을 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치의 패널의 단면을 나타낸 예시도.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치의 라인별 시야각을 나타낸 예시도.
도 8은 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치에 적용되는 제1내지 제3전극을 나타낸 예시도.
도 9는 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치에서 입체영상 구동전압의 변경에 따른 시야각의 변경 상태를 나타낸 예시도.
도 10은 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치에서 입체영상 구동전압의 변경에 따른 시청가능영역의 변경 상태를 나타낸 예시도.
도 11은 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치에서 시청가능영역의 위치에 입체영상이 표시되기 위한 패턴폭의 크기를 설명하기 위한 예시도.
도 12는 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치 구동방법을 설명하기 위한 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치의 구성을 나타낸 예시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치의 패널의 단면을 나타낸 예시도이고, 도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치의 라인별 시야각을 나타낸 예시도이며, 도 8은 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치에 적용되는 제1내지 제3전극을 나타낸 예시도이다.
본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치는, 도 4에 도시된 바와 같이, 입체영상을 구성하는 좌안영상 및 우안영상을 상하방향으로 구분하여 출력하는 영상패널(100), 상기 좌안영상을 투과시키는 제1라인과, 상기 우안영상을 투과시키는 제2라인이 상하방향으로 나란하게 형성되어 있으며, 액정이 주입되어 있는 영상분할패널(600), 상기 액정의 회전방향을 변경시켜, 상기 제1라인과 상기 제2라인의 주투과방향을 제어하는 제어부(400, 700, 800), 상기 영상패널(100)에 형성되어 있는 게이트 라인에 스캔펄스를 인가하기 위한 게이트 드라이버(200) 및 상기 영상패널(100)에 형성되어 있는 데이터 라인에 디지털 영상데이터(RGB)를 인가하기 위한 데이터 드라이버(300)를 포함하여 구성된다.
우선, 상기 영상패널(100)은 3차원 영상(이하, 간단히 '입체영상'이라 함) 또는 2차원 영상을 출력하기 위한 것으로서, 액정패널, 유기발광패널, 플라즈마 디스플레이 패널, 영동표시패널 등이 될 수 있다.
상기 영상패널(100)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1영상패널기판(110)과 제2영상패널기판(120)이 합착공정을 거쳐 합착된 것이다. 상기 제1영상패널기판(110)과 상기 제2영상패널기판(120) 사이에는 중간층(130)이 형성되어 있다.
상기 중간층(130)은 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치의 종류에 따라 서로 다른 구성을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 입체영상 디스플레이장치가, 액정표시장치(LCD:Liquid Crystal Display)인 경우, 상기 중간층(130)은 액정(Liquid Crystal) 등을 포함할 수 있다. 상기 입체영상 디스플레이장치가 유기발광표시장치(OLED:Organic Light Emitting Diodes)인 경우, 상기 중간층(130)은 형광성 유기화합물 등을 포함할 수 있다. 상기 입체영상 디스플레이장치가 플라즈마 디스플레이장치(PDP:Plasma Display Panel)인 경우, 상기 중간층(130)은 불활성기체 등을 포함할 수 있다. 상기 디스플레이장치가 영동표시장치(EPD:Electrophoretic Display)인 경우, 상기 중간층(130)은 전기영동 분산액 등을 포함할 수 있다. 상기 제1영상패널기판(110)과 상기 제2영상패널기판(120)은 글래스(Glass), 플라스틱(Plastic), 메탈(Metal) 등으로 제조될 수 있다.
상기 영상패널(100)이 액정패널인 경우, 상기 영상패널(100)은, 두 장의 유리기판 사이에 액정층이 형성되는 형태로 구성될 수 있다.
이 경우, 상기 영상패널(100)의 하부 유리기판에는 다수의 데이터 라인들(DL1~DLd), 상기 데이터 라인들과 교차되는 다수의 게이트 라인들(GL1~GLd), 상기 데이터 라인들(DL1~DLd)과 상기 게이트 라인들(GL1~GLg)의 교차영역마다 형성되는 픽셀들에 형성되는 다수의 박막트랜지스터(TFT : Thin FilmTransistor)들, 상기 픽셀에 데이터전압을 충전시키기 위한 다수의 픽셀전극 및 상기 픽셀전극에 접속되어 상기 픽셀의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Storage Capacitor, Cst) 등이 형성된다. 즉, 상기 데이터 라인들(DL1~DLd)과 상기 게이트 라인들(GL1~GLg)의 교차 구조에 의해 픽셀들이 매트릭스 형태로 배치된다.
상기 영상패널(100)의 상부 유리기판(GLS1)에는 블랙매트릭스(BM), 컬러필터, 공통전극 등이 형성된다. 공통전극은 TN(TwistedNematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 상부 유리기판(GLS1)에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 픽셀전극과 함께 하부 유리기판(GLS2) 상에 형성된다.
상기 영상패널(100)의 상부 유리기판(GLS1)과 하부 유리기판(GLS2) 각각에는 편광판(POL1, POL2)이 부착되고, 액정과 접하는 내면에는 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다.
상기 영상패널(100)의 상부 유리기판(GLS1)과 하부 유리기판(GLS2) 사이에는 상기 픽셀의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서(CS)가 형성될 수 있다.
한편, 상기 영상패널(100)에는 Red와, Green과, Blue를 표시하는 복수의 픽셀들이 형성되어 있으며, 상기 영상분할패널(600)과 작용하여 입체영상을 표시하기 위해, 좌안영상을 표시하는 좌안픽셀과 우안영상을 표시하는 우안픽셀이, 상기 영상패널(100)의 상하방향으로 구분되어 형성되어 있다.
그러나, 상기 영상패널(100)을 통해 이차원 영상이 출력되는 경우에는 상기한 바와 같은 좌안픽셀과 우안픽셀이 구분될 필요가 없다.
다음, 상기 게이트 드라이버(200)는 상기 제어부를 구성하는 타이밍 컨트롤러(400)로부터 전송되어온 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse; GSP)를 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock; GSC)에 따라 쉬프트시켜, 순차적으로 게이트 라인(GL1 내지 GLg)에 게이트 온 전압(Von)을 갖는 스캔 펄스를 공급한다. 그리고, 상기 게이트 드라이버(200)는 게이트 온 전압(Von)의 스캔 펄스가 공급되지 않는 나머지 기간 동안에는 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 게이트 오프 전압(Voff)을 공급하게 된다.
상기 게이트 드라이버(200)는, 상기 영상패널(100)과 독립되게 형성되어, 다양한 방식으로 패널과 전기적으로 연결될 수 있는 형태로 구성될 수 있으나, 상기 영상패널(100) 내에 실장되어 있는 게이트 인 패널(Gate In Panel : GIP)방식으로 구성될 수도 있다. 이 경우, 상기 게이트 드라이버(200)를 제어하기 위한 게이트 제어신호로는 스타트신호(VST) 및 게이트클럭(GCLK)이 될 수 있다.
다음, 상기 데이터 드라이버(300)는 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 입력된 영상데이터를 아날로그의 데이터전압으로 변환하여, 상기 게이트 라인에 스캔신호가 공급되는 1수평기간마다 1수평라인분의 데이터전압을 상기 데이터 라인들에 공급한다. 즉, 상기 데이터 드라이버(300)는 감마전압 발생부(도시하지 않음)로부터 공급되는 감마전압들을 이용하여, 영상데이터를 데이터전압으로 변환시킨 후 상기 데이터 라인으로 출력시킨다.
즉, 상기 데이터 드라이버(300)는 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 전송되어온 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse; SSP)를 소스 쉬프트 클럭(Source Shift Clock; SSC)에 따라 쉬프트시켜 샘플링 신호를 발생한다. 그리고, 상기 데이터 드라이버(300)는 소스 쉬프트 클럭(SSC)에 따라 입력되는 영상데이터(RGB)를 샘플링 신호에 따라 래치한 후 소스 출력 인에이블(Source Output Enable; SOE) 신호에 응답하여 수평 라인 단위로 공급한다.
이를 위해 상기 데이터 드라이버(300)는 쉬프트 레지스터부, 래치부, 디지털 아날로그 변환부 및 출력버퍼 등을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 쉬프트 레지스터부는, 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 수신된 데이터 제어신호들(SSC, SSP 등)을 이용하여 샘플링 신호를 출력한다.
상기 래치부는 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 순차적으로 수신된 상기 디지털 영상데이터(Data)를 래치하고 있다가, 상기 디지털 아날로그 변환부(DAC)로 동시에 출력하는 기능을 수행한다.
상기 디지털 아날로그 변환부는 상기 래치부로부터 전송되어온 상기 영상데이터들을 동시에 정극성 또는 부극성의 데이터 전압으로 변환하여 출력한다. 즉, 상기 디지털 아날로그 변환부는, 상기 감마전압 발생부(도시하지 않음)로부터 공급되는 감마전압을 이용하여, 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 전송되어온 극성제어신호(POL)에 따라, 상기 영상데이터들을 정극성 또는 부극성의 데이터전압으로 변환하여 상기 데이터라인들로 출력한다.
상기 출력버퍼는 상기 디지털 아날로그 변환부로부터 전송되어온 정극성 또는 부극성의 데이터전압을, 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 전송되어온 소스출력인에이블신호(SOE)에 따라, 상기 패널의 상기 데이터라인(DL)들로 출력한다.
다음, 제어부(400, 700, 800)는, 상기 액정의 회전방향을 변경시켜, 상기 제1라인과 상기 제2라인의 주투과방향을 제어하는 것으로서, 상기 타이밍 컨트롤러(400), 전원공급부(800) 및 영상수집부(700)를 포함한다.
첫째, 상기 영상수집부(700)는, 시청자의 영상을 수집하는 기능을 수행한다. 즉, 상기 영상수집부(700)는 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치에 내장되어, 상기 입체영상 디스플레이장치의 외부에 존재하는 시청자의 영상을 수집하기 위한 것으로서, 수집된 시청자의 영상은 상기 타이밍 컨트롤러(400)로 전송된다.
상기 영상수집부(700)에서 수집된 영상은 상기 타이밍 컨트롤러(400)로 전송되어 분석됨으로써, 시청자의 위치 좌표가 추출될 수 있다.
상기 영상수집부(700)로는 카메라가 이용될 수 있으나, 적외선을 이용하여 위치를 판단할 수 있는 적외선 센서가 이용될 수도 있다.
둘째, 상기 전원공급부(800)는, 상기 제1라인에 대응되는 제1전극으로 제1전압(VL)을 인가하고, 상기 제2라인에 대응되는 제2전극으로 제2전압(VR)을 인가하며, 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 마주보도록 배치되어 있는 제3전극으로 제3전압(V)을 인가하는 기능을 수행한다.
즉, 상기 전원공급부(800)는 상기 타이밍 컨트롤러(400)의 제어에 따라, 상기 제1전압(VL)과 상기 제2전압(VR)을 가변시켜, 상기 제1전극과 상기 제2전극으로 출력하는 기능을 수행한다.
상기 제3전압(V)은 상기 제1전극과 상기 제2전극과 마주하고 있는 제3전극에 인가되는 전압으로서, 일정한 값을 갖는다.
셋째, 상기 타이밍 컨트롤러(400)는, 상기 영상을 분석하여 상기 시청자의 위치를 분석하며, 상기 분석결과에 따라, 상기 전원공급부(800)를 제어하여 상기 제1전압 또는 상기 제2전압 중 적어도 어느 하나를 변경시키는 기능을 수행한다.
상기 기능 이외에도, 상기 타이밍 컨트롤러(400)는, 외부 시스템으로부터 입력되는 수직 및 수평 동기신호(Vsync,Hsync), 데이터 인에이블(DE) 및 도트 클럭(DCLK)과 같은 동기신호들을 이용하여 상기 데이터 드라이버(300)를 제어하기 위한 데이터 제어신호(DCS)와, 상기 게이트 드라이버(200)를 제어하기 위한 게이트 제어신호(GCS)를 생성한다. 또한, 상기 타이밍 컨트롤러(400)는 상기 외부 시스템으로부터 입력된 영상데이터를 재정렬하여 상기 데이터 드라이버(300)로 출력하는 기능을 수행한다.
여기서, 상기 데이터 제어신호(DCS)는 소스 쉬프트 클럭(SSC), 소스 스타트 펄스(SSP), 극성 제어신호(POL) 및 소스 출력 인에이블 신호(SOE) 등을 포함한다.
또한, 상기 게이트 제어신호(GCS)는 상기한 바와 같이 게이트 드라이버의 구성 형태에 따라 게이트 스타트 펄스(GSP), 게이트 쉬프트 클럭(GSC), 게이트 출력 인에이블 신호(GOE) 등을 포함하거나, 또는 스타트신호(VST) 및 게이트클럭(GCLK) 등을 포함할 수 있다.
또한, 상기 타이밍 컨트롤러(400)는 상기 전원공급부(800)를 제어하기 위한 전원공급부 제어신호를 생성하여 상기 전원공급부(800)로 전송할 수 있다.
즉, 상기 타이밍 컨트롤러(400)는, 상기 영상수집부(700)로부터 수집된 영상을 분석하여 상기 시청자의 위치를 분석하며, 상기 분석결과에 따라, 상기 제1전압 또는 상기 제2전압 중 적어도 어느 하나를 변경시키기 위한, 전원공급부 제어신호를 생성하여 상기 전원공급부(800)로 전송할 수 있다.
여기서, 상기 타이밍 컨트롤러(400)가, 상기 영상수집부(700)로부터 수집된 영상을 분석하여, 상기 시청자의 위치를 분석하는 방법은, 시청자의 위치를 분석하기 위해 현재 이용되고 있는 다양한 방법들이 적용될 수 있다.
상기한 바와 같은 기능을 수행하기 위해, 상기 타이밍 컨트롤러(400)는, 상기 외부 시스템으로부터 입력영상데이터(Input Data) 및 타이밍 신호들을 수신하기 위한 수신부, 각종 제어신호들을 생성하기 위한 제어신호 생성부, 상기 입력영상데이터를 재정렬하여, 재정렬된 영상데이터(Data)를 출력하기 위한 데이터 정렬부, 상기 영상수집부(700)로부터 전송된 영상을 분석하여 상기 시청자의 위치를 분석하여 상기 전원공급부 제어신호를 생성하기 위한 분석부 및 상기 제어신호들과 상기 영상데이터를 출력하기 위한 출력부를 포함한다.
상기 타이밍 컨트롤러(400)는, 상기 외부 시스템으로부터 입력되는 입력영상데이터(Input Data)를 상기 영상패널(100)의 구조 및 특성에 맞게 재정렬시켜, 재정렬된 상기 영상데이터를 상기 데이터 드라이버(300)로 전송한다. 이러한 기능은, 상기 데이터 정렬부에서 실행될 수 있다.
상기 타이밍 컨트롤러(400)는 상기 외부 시스템으로부터 전송되어온 타이밍 신호들, 즉, 수직동기신호(Vsync), 수평동기신호(Hsync) 및 데이터인에이블신호(DE) 등을 이용하여, 상기 데이터 드라이버를 제어하기 위한 데이터 제어신호(DCS) 및 상기 패널 내장형 게이트 드라이버(200)를 제어하기 위한 게이트 제어신호(GCS)를 생성하여, 상기 제어신호들을 상기 데이터 드라이버와 상기 패널 내장형 게이트 드라이버(200)로 전송하는 기능을 수행한다. 이러한 기능은, 상기 제어신호 생성부에서 실행될 수 있다.
마지막으로, 상기 영상분할패널(600)은 상기 영상패널(100)로부터 출력된 상기 좌안영상을 투과시키는 제1라인과, 상기 우안영상을 투과시키는 제2라인이 상하방향으로 나란하게 형성되어 있으며, 액정이 주입되어 있다. 상기 영상분할패널(600)은, 상기 영상패널(100)에서 조사되는 빛을 좌안영상과 우안영상을 나누어 주어, 시청자가 시청가능영역에서 입체영상을 인식하도록 하기 위한 것으로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 영상패널(100)의 상단에 배치되어 있다.
상기 영상분할패널(600)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1라인에 대응되는 제1전극(612b)과, 상기 제2라인에 대응되는 제2전극(612a)이 형성되어 있는 제1영상분할패널층(610), 제3전극(622)이 형성되어 있는 제2영상분할패널층(620) 및 상기 제1영상분할패널층(610)과 상기 제2영상분할패널층(620) 사이에 주입되는 상기 액정으로 구성되는 제3영상분할패널층(630)을 포함한다. 이하에서는, 설명의 편의상, 상기 제1라인은, 도 6의 (d)에 도시된 바와 같이, 좌안영상(L)을 출력하는 라인을 의미하고, 상기 제2라인은, 도 7의 (d)에 도시된 바와 같이, 우안영상(R)을 출력하는 라인을 의미한다. 상기 제1라인은 상기 영상패널(100) 중 좌안영상을 출력하는 제1수평라인과 나란하게 형성되어 있으며, 상기 제2라인은 상기 영상패널(200) 중 우안영상을 출력하는 제2수평라인과 나란하게 형성되어 있다. 상기 제1라인과, 상기 제2라인은, 상기 영상분할패널(600)의 상단방향으로부터 하단방향으로, 번갈아가며 형성되어 있다. 즉, 상기 제1라인과 상기 제2라인은, 상기 영상분할패널(600)의 수평방향으로 복수개가 형성되어 있다.
첫째, 상기 제1영상분할패널층(610)은, 투명한 제1베이스기판(611), 상기 제1베이스기판(611)에 형성되는 상기 제1전극(612b)과, 상기 제2전극(612a)을 포함하는 제1전극층 및 상기 제1전극층에 형성되어 상기 액정과 접촉하는 제1배향막(613)을 포함한다.
여기서, 상기 제1배향막(613) 중 상기 제1전극(612b)과 대응되는 제1배향막라인의 러빙방향과, 상기 제1배향막 중 상기 제2전극(612a)과 대응되는 제2배향막라인의 러빙방향은, 서로 반대방향으로 형성된다.
또한, 상기 제1전극(612b)과 상기 제2전극(612a)은 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 영상분할패널(600)의 수평방향으로 형성되어 있으며, 상기 제1전극(612b)과 상기 제2전극(612a)이 번갈아 가며 형성되어 있다.
도면상에 명확히 표시되어 있지는 않지만, 상기 제1전극(612b)과 상기 제2전극(612a)은, 서로 이격되어 있다.
둘째, 상기 제2영상분할패널층(620)은, 투명한 제2베이스기판(621), 상기 제2베이스기판(621)에 형성되는 상기 제3전극(622)을 포함하는 제2전극층 및 상기 제2전극층(622)에 형성되어 상기 액정과 접촉하는 제2배향막(623)을 포함한다. 상기 제3전극(622)은, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 제2영상분할패널층(620) 상에 판 형태로 형성되어 있기 때문에, 상기 제3전극(622)은 상기 제2전극층이 된다.
여기서, 상기 제2배향막(623) 중 상기 제1전극(612b)과 대응되는 제3배향막라인의 러빙방향과, 상기 제2배향막(623) 중 상기 제2전극(612a)과 대응되는 제4배향막라인의 러빙방향은, 서로 반대방향으로 형성된다.
즉, 도 6의 (d) 및 도 7의 (d)에 도시되어 있는 배향막은, 상기 제2영상분할패널층(620)에 형성되어 있는 상기 제2배향막(623)의 평면을 나타낸 것으로서, 특히, 도 6의 (d)에 도시된 상기 제2배향막(623)에는 상기 제1전극(612b)과 대응되는 제3배향막라인이 도시되어 있으며, 도 7의 (d)에 도시된 상기 제2배향막(623)에는 상기 제2전극(612a)에 대응되는 제4배향막라인이 도시되어 있다.
상기 제3배향막라인과 상기 제4배향막라인은, 상기 제2베이스기판(6121) 상에서, 연속적으로 번갈아 가며 형성되어, 상기 제2배향막(623)을 형성한다. 그러나, 도 6의 (d)에 도시된 상기 제3배향막라인의 러빙방향과, 도 7의 (d)에 도시된 상기 제4배향막라인의 러빙방향이 다르다는 것을 표현하기 위해, 상기 제3배향막라인과 상기 제4배향막라인은, 도 6 및 도 7에 개별적으로 도시되어 있다.
한편, 도면으로 도시되어 있지는 않지만, 상기 제1배향막(613)에 형성되는 상기 제1배향막라인의 러빙방향과, 상기 제2배향막라인의 러빙방향 역시, 도 6의 (d) 및 도 7의 (d)에 도시된 상기 제3배향막라인의 러빙방향과, 상기 제4배항막라인의 러빙방향과 마찬가지로, 서로 반대방향으로 형성되어 있다.
여기서, 상기 제1배향막라인과 상기 제3배향막라인은 상기 제1전극(612b) 또는 상기 제1라인과 대응되는 것으로서, 상기 제1영상분할패널층(610)과 상기 제2영상분할패널층(620)에 서로 마주보도록 형성되어 있다. 이 경우, 상기 제1배향막라인의 러빙방향과 상기 제3배향막라인의 러빙방향은, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 서로 반대방향으로 형성될 수 있다.
즉, 상기 제1배향막(613)에 형성되어 있는 상기 제1배향막라인의 러빙방향은, 상기 제1배향막(613)에 형성되어 있는 상기 제2배향막라인의 러빙방향 및 상기 제2배향막(623)에 형성되어 있는 상기 제3배향막라인의 러빙방향과 반대이다.
또한, 상기 제2배향막라인과 상기 제4배향막라인은 상기 제2전극(612a) 또는 상기 제2라인과 대응되는 것으로서, 상기 제1영상분할패널층(610)과 상기 제2영상분할패널층(620)에 서로 마주보도록 형성되어 있다. 이 경우, 상기 제2배향막라인의 러빙방향과 상기 제4배향막라인의 러빙방향은, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 서로 반대방향으로 형성될 수 있다.
즉, 상기 제1배향막(613)에 형성되어 있는 상기 제2배향막라인의 러빙방향은, 상기 제1배향막(613)에 형성되어 있는 상기 제1배향막라인의 러빙방향 및 상기 제2배향막(623)에 형성되어 있는 상기 제4배향막라인의 러빙방향과 반대이다.
부연하여 설명하면, 상기 제1영상분할패널층(610)에, 서로 평행하게 형성되어 있는 상기 제1배향막라인과 상기 제2배향막라인의 러빙방향은, 도 6의 (d) 및 도 7의 (d)에 도시된 바와 같이 서로 반대방향으로 형성된다. 여기서, 상기 제1배향막라인은 상기 제1전극(612b) 또는 상기 제1라인에 대응되며, 상기 제2배향막라인은 상기 제2전극(612a) 또는 상기 제2라인에 대응된다. 또한, 상기 제2영상분할패널층(620)에, 서로 평행하게 형성되어 있는 상기 제3배향막라인과 상기 제4배향막라인의 러빙방향은, 도 6의 (d) 및 도 7의 (d)에 도시된 바와 같이, 서로 반대방향으로 형성된다. 여기서, 상기 제3배향막라인은 상기 제1전극(612b) 또는 상기 제1라인에 대응되며, 상기 제4배향막라인은 상기 제2전극(612a) 도는 상기 제2라인에 대응된다.
그러나, 상기 제1전극(612b) 또는 상기 제1라인에 대응되게 형성되어 있는 상기 제1배향막라인과, 상기 제3배향막라인은, 상기 제3영상분할패널층(630)을 사이에 두고 서로 이격되어 있으며, 도 6의 (b) 및 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 러빙방향 역시 반대로 형성되어 있다. 또한, 상기 제2전극(612a) 또는 상기 제2라인에 대응되게 형성되어 있는 상기 제2배향막라인과, 상기 제4배향막라인은, 상기 제3영상분할패널층(630)을 사이에 두고 서로 이격되어 있으며, 도 6의 (b) 및 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 러빙방향 역시 반대로 형성되어 있다.
상기한 바와 같이, 상기 제1영상분할패널층(610) 또는 상기 제2영상분할패널층(620)에서, 상기 액정과 접촉하는 배향막 중 상기 제1라인과 대응되는 배향막라인의 러빙방향과, 상기 제2라인과 대응되는 배향막라인의 러빙방향은 서로 다르게 형성된다.
상기 제1영상분할패널층(610)에는, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 제1라인에 대응되는 제1전극(612b)과, 상기 제2라인에 대응되는 제2전극(612a)이 형성되어 있으며, 상기 제어부에 의해, 상기 제1전극으로는 제1전압이 인가되고, 상기 제2전극으로는 제2전압이 인가된다.
즉, 상기 제어부를 구성하는 상기 타이밍 컨트롤러(400)는 상기 영상수집부(700)를 통해 분석된 시청자의 위치에 따라, 상기 전원공급부 제어신호를 생성하여, 상기 전원공급부(800)로 전송하며, 상기 전원공급부(800)는 상기 전원공급부 제어신호에 따라, 상기 제1전압과, 상기 제2전압 중 적어도 어느 하나를 가변시켜, 상기 제1전극층(612)으로 공급한다.
셋째, 상기 제3영상분할패널층(630)은 상기 제1영상분할패널층(610)과 상기 제2영상분할패널층(620) 사이에 주입되는 상기 액정으로 구성되어 있다. 상기 액정은, 상기 제1라인 및 상기 제2라인별로 구동된다.
예를 들어, 도 6의 (d)에 도시된 바와 같이, 상기 제1라인에 대응되게 형성되어 있는 상기 제3배향막라인에 중첩되게, 상기 제1영상분할패널층(610)에 형성되어 있는 상기 제1전극(612b)으로 상기 제1전압이 공급되고, 상기 제3전극(622)으로 상기 제3전압이 공급되면, 상기 제1전극(612b)에 대응되게 배치되어 있는 액정은, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 영상분할패널(600)의 좌측방향으로 회전한다. 이에 따라, 상기 제3영상분할패널층(630)을 통과한 좌안영상은, 도 6의 (a) 내지 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 영상분할패널(600)의 좌측방향으로 투과되어 출력된다.
여기서, 도 6의 (a)에서 B-B'는 상기 영상분할패널(600)의 상단 편광필름(Front POL)과 하단 편광필름(Rear POL)의 편광방향을 나타내고, A는 액정의 회전방향을 나타내고, X는 주시야각을 나타내며, Y는 블랙을 나타낸다.
또한, 도 7의 (d)에 도시된 바와 같이, 상기 제2라인에 대응되게 형성되어 있는 상기 제4배향막라인에 중첩되게, 상기 제1영상분할패널층(610)에 형성되어 있는 상기 제2전극(612a)으로 상기 제2전압이 공급되고, 상기 제3전극(622)으로 상기 제3전압이 공급되면, 상기 제2전극(612a)에 대응되게 배치되어 있는 액정은, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 영상분할패널(600)의 우측방향으로 회전한다. 이에 따라, 상기 제3영상분할패널층(630)을 통과한 우안영상은, 도 7의 (a) 내지 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 영상분할패널(600)의 우측방향으로 투과되어 출력된다.
여기서, 도 7의 (a)에서 D-D'는 상기 영상분할패널의 상단 편광필름과 하단 편광필름의 편광방향을 나타내고, C는 액정의 회전방향을 나타내고, X'는 주시야각을 나타내며, Y'는 블랙을 나타낸다.
이하에서는, 도 4 내지 도 12를 참조하여, 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치 구동방법이 설명된다.
도 9는 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치에서 입체영상 구동전압의 변경에 따른 시야각의 변경 상태를 나타낸 예시도이고, 도 10은 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치에서 입체영상 구동전압의 변경에 따른 시청가능영역의 변경 상태를 나타낸 예시도이고, 도 11은 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치에서 시청가능영역의 위치에 입체영상이 표시되기 위한 패턴폭의 크기를 설명하기 위한 예시도이며, 도 12는 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치 구동방법을 설명하기 위한 예시도이다.
본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치 구동방법은, 상기 영상패널(100)을 구동시켜, 입체영상을 구성하는 좌안영상 및 우안영상을 상하방향으로 구분하여 출력하는 단계, 상기 좌안영상을 투과시키는 상기 제1라인과 상기 우안영상을 투과시키는 상기 제2라인이 상하방향으로 나란하게 형성되어 있으며, 상기 액정이 주입되어 있는 상기 영상분할패널(600)에, 입체영상 구동전압을 인가하여, 상기 좌안영상 및 상기 우안영상을 서로 다른 방향으로 투과시키는 단계, 시청자의 영상을 수집하여, 상기 시청자의 위치를 분석하는 단계 및 상기 분석결과에 따라, 상기 액정의 회전방향을 변경시키는 것에 의해, 상기 제1라인과 상기 제2라인의 주투과방향을 변경시켜, 상기 입체영상이 보여지는 시청가능영역을 변경시키는 단계를 포함한다.
첫째, 상기 입체영상을 구성하는 좌안영상 및 우안영상을 상하방향으로 구분하여 출력하는 단계는, 현재 이용되고 있는 좌안영상 및 우안영상 출력 방법이 그대로 적용될 수 있다.
즉, 상기 타이밍 컨트롤러(400)는 상기 좌안영상에 대응되는 좌안영상데이터와, 상기 우안영상에 대응되는 우안영상데이터를 생성하여 상기 데이터 드라이버(300)로 전송한다. 상기 데이터 드라이버(300)는 상기 게이트 라인에 스캔신호가 인가되는 동안, 하나의 수평라인에 형성되어 있는 픽셀들로, 상기 우안영상데이터 또는 좌안영상데이터를 출력한다.
둘째, 입체영상 구동전압을 인가하여, 상기 좌안영상 및 상기 우안영상을 서로 다른 방향으로 투과시키는 단계에서는, 상기 타이밍 컨트롤러(400)가 상기 전원공급부 제어신호를 상기 전원공급부(800)로 공급하며, 상기 전원공급부(800)가 상기 전원공급부 제어신호에 따라, 상기 제1전압, 상기 제2전압 및 상기 제3전압을 상기 제1전극(612b), 상기 제2전극(612a) 및 상기 제3전극(622)으로 전송한다.
상기 전압들에 의해, 상기 좌안영상 및 우안영상이 서로 다른 방향으로 투과되어, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 좌안영상은 시청자의 좌안으로 입력되고, 상기 우안영상은 시청자의 우안으로 입력된다. 이에 따라, 상기 시청자는 입체영상을 느낄 수 있다.
만약, 시청자가 2차원 영상을 시청하기를 원하는 경우, 상기 제1전압 내지 상기 제3전압은, 상기 영상들이 굴절되지 않도록, 상기 제1전극 내지 상기 제3전극에 공급된다.
즉, 상기 제1전압 내지 상기 제3전압에 의해, 시청자는 2차원 영상을 시청할 수도 있으며, 또는 입체영상을 시청할 수 있다.
셋째, 시청자의 영상을 수집하여, 상기 시청자의 위치를 분석하는 단계는, 상기한 바와 같이, 시청자의 위치를 추적하기 위해 현재 이용되고 있는 방법이 적용될 수 있다.
예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 영상수집부(700)로 적외선 센서가 사용될 경우, 복수 개의 적외선 센서가 그 화각에 따라, 입체영상 디스플레이장치의 외관을 형성하는 케이스의 상단 또는 하단 등에 배치될 수 있다.
여기서, 시청자의 위치를 판단하기 위한 좌표계는 도 12에 도시된 바와 같이, N by M 좌표계로 형성될 수 있다. 여기서, N by M 좌표계는 적외선 센서 또는 카메라의 해상도(Resolution)에 따라 결정(dominant)될 수 있으며, 시청영역(View zone)을 최소한 10단위 이상 구별 가능하도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 타이밍 컨트롤러(400)는 입체영상 디스플레이장치의 좌에서 우 또는 우에서 좌 방향으로 상기 영상수집부(700)를 스캐닝(Scanning) 함으로써, 도 12에 도시된 바와 같이 입체영상 디스플레이표시장치 앞에 있는 시청자의 폭정보(W_person)(X좌표)를 찾을 수 있고, 적외선의 반사 시간을 분석하여 상기 시청자의 거리정보(D_person)(Y좌표)를 구할 수 있다.
상기 타이밍 컨트롤러(400)는 상기 폭정보와 상기 거리정보를 상기 타이밍 컨트롤러(400)의 룩업테이블에 기 저장되어 있는 정보들과 비교함으로써, 상기 시청자의 위치좌표를 구할 수 있다.
즉, 상기 룩업테이블에는, 시청자의 폭정보와 거리정보에 따른 위치좌표들이 모두 기록되어 있기 때문에, 상기 타이밍 컨트롤러(400)는 분석된 상기 폭정보와 상기 거리정보에 대응되는 위치좌표를 상기 룩업테이블에서 추출할 수 있다.
상기에서 설명된 방법 이외에도, 다양한 방법들을 이용하여, 상기 타이밍 컨트롤러(400)는 상기 시청자의 위치좌표를 구할 수 있다.
넷째, 상기 입체영상이 보여지는 시청가능영역을 변경시키는 단계에서는, 상기 위치좌표에 따라, 선택된 상기 제1전압과 상기 제2전압이 상기 제1전극(612b) 및 상기 제2전극(612a)으로 인가된다.
즉, 상기 타이밍 컨트롤러(400)는 상기 위치좌표가 분석되면, 상기 위치좌표가 시청가능영역이 될 수 있도록 하기 위한, 상기 제1전압과 상기 제2전압을, 기 저장되어 있는 또 다른 룩업테이블에서 추출한다. 상기 또 다른 룩업테이블에는, 상기 위치좌표에 대응되는 상기 제1전압과 상기 제2전압이 기록되어 있다. 따라서, 상기 타이밍 컨트롤러(400)는 상기 분석과정을 통해 추출된 위치좌표에 대응되는 제1전압과 제2전압을 추출한다.
상기 타이밍 컨트롤러(400)는, 상기 전원공급부(800)가 상기 제1전압과 상기 제2전압을 상기 제1전극과 제2전극으로 공급하도록 하는 전원공급부 제어신호를 생성하여, 상기 전원공급부(800)로 전송한다.
상기 전원공급부(800)는 상기 전원공급부 제어신호에 따라, 상기 제1전압과 상기 제2전압을 상기 제1전극과 상기 제2전극으로 공급한다. 이 경우, 상기 제3전압 역시 상기 제3전극으로 공급된다.
상기 제1전압(VL)의 크기에 따라, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 제1전극(612b)에 대응되는 상기 제1라인에서 출력되는 상기 좌안영상의 주투과방향이 변경될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1전압(VL)의 크기가 커질수록, 즉, V0에서 V4로 증가될수록, 상기 좌안영상의 주시야각은 좌측방향으로 더욱 넓어질 수 있다.
또한, 상기 제2전압(VR)의 크기에 따라, 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 제2전극(612a)에 대응되는 상기 제2라인에서 출력되는 상기 우안영상의 주투과방향이 변경될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2전압(VR)의 크기가 커질수록, 즉, V0에서 V4로 증가될수록, 상기 우안영상의 주시야각은 우측방향으로 더욱 넓어질 수 있다.
상기 제1전압 및 상기 제2전압에 의해, 상기 좌안영상 및 우안영상의 주투과방향이 변경됨에 따라, 입체영상을 시청할 수 있는 시청가능영역은, 도 10에 도시된 바와 같이 다양하게 변경될 수 있다.
즉, 도 10의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 제1전압과 상기 제2전압에 의해, 상기 시청가능영역이 상기 영상패널(100)의 수직방향으로 가변될 수 있다. 예를 들어, 도 10의 (b)에 도시된 시청가능영역의 거리(Y)는, 도 10의 (a)에 도시된 시청가능영역의 거리(X)보다 큼을 알 수 있다.
또한, 도 10의 (a) 및 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 제1전압과 상기 제2전압에 의해, 상기 시청가능영역이 상기 영상패널(100)에 나란한 방향으로 가변될 수 있다. 예를 들어, 도 10의 (c)에 도시된 시청가능영역은, 도 10의 (a)에 도시된 시청가능영역과 비교할 때, 상기 영상패널(100)의 중심위치로부터 좌측방향으로 이동되었음을 알 수 있다.
즉, 상기 액정의 회전방향을 변경시키는 것에 의해, 상기 시청가능영역을 변경시키는 단계는, 상기 분석결과에 따라, 상기 제1라인에 대응되는 제1전극으로 제1전압을 인가하고, 상기 제2라인에 대응되는 제2전극으로 제2전압을 인가하며, 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 마주보도록 배치되어 있는 제3전극으로 제3전압을 인가하여, 상기 제1라인에 대응되는 액정의 회전방향과 상기 제2라인에 대응되는 액정의 회전방향을 변경시키고 있다.
한편, 도 11은 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치에서 시청가능영역의 위치에 입체영상이 표시되기 위한 패턴폭의 크기를 설명하기 위한 것으로서, 시청가능영역에 상기 제1라인으로부터 출력된 좌안영상과, 상기 제2라인으로부터 출력된 우안영상이 모두 맺히기 위한 패턴의 폭(P1)은 아래의 [수학식 1]과 같이 표시될 수 있다.
Figure pat00001
상기 [수학식 1]에서, p는 픽셀라인들 간의 간격(pitch)을 나타내고, pl은 상기 전극들 간의 간격(pitch)을 나타내고, d는 상기 전극들과 상기 픽셀들 간의 거리를 나타내며, D는 시청가능영역과 상기 영상분할패널(600) 간의 거리를 나타낸다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 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 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 패널 200 : 게이트 드라이버
300 : 데이터 드라이버 400 : 타이밍 컨트로롤
600 : 영상분할패널

Claims (10)

  1. 입체영상을 구성하는 좌안영상 및 우안영상을 상하방향으로 구분하여 출력하는 영상패널;
    상기 좌안영상을 투과시키는 제1라인과, 상기 우안영상을 투과시키는 제2라인이 상하방향으로 나란하게 형성되어 있으며, 액정이 주입되어 있는 영상분할패널; 및
    상기 액정의 회전방향을 변경시켜, 상기 제1라인과 상기 제2라인의 주투과방향을 제어하는 제어부를 포함하는 입체영상 디스플레이장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정과 접촉하는 배향막 중 상기 제1라인과 대응되는 배향막라인의 러빙방향과, 상기 제2라인과 대응되는 배향막라인의 러빙방향은 서로 다른 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상분할패널에는 상기 제1라인에 대응되는 제1전극과, 상기 제2라인에 대응되는 제2전극이 형성되어 있으며, 상기 제어부에 의해, 상기 제1전극으로는 제1전압이 인가되고, 상기 제2전극으로는 제2전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상분할패널은,
    상기 제1라인에 대응되는 제1전극과, 상기 제2라인에 대응되는 제2전극이 형성되어 있는 제1영상분할패널층;
    제3전극이 형성되어 있는 제2영상분할패널층; 및
    상기 제1영상분할패널층과 상기 제2영상분할패널층 사이에 주입되는 상기 액정으로 구성되는 제3영상분할패널층을 포함하는 입체영상 디스플레이장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1영상분할패널층은,
    투명한 제1베이스기판;
    상기 제1베이스기판에 형성되는 상기 제1전극과, 상기 제2전극을 포함하는 제1전극층; 및
    상기 제1전극층에 형성되어 상기 액정과 접촉하는 제1배향막을 포함하며,
    상기 제1배향막 중 상기 제1전극과 대응되는 제1배향막라인의 러빙방향과, 상기 제1배향막 중 상기 제2전극과 대응되는 제2배향막라인의 러빙방향은, 서로 반대방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2영상분할패널층은,
    투명한 제2베이스기판;
    상기 제2베이스기판에 형성되는 상기 제3전극을 포함하는 제2전극층; 및
    상기 제2전극층에 형성되어 상기 액정과 접촉하는 제2배향막을 포함하며,
    상기 제2배향막 중 상기 제1전극과 대응되는 제3배향막라인의 러빙방향과, 상기 제2배향막 중 상기 제2전극과 대응되는 제4배향막라인의 러빙방향은, 서로 반대방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    시청자의 영상을 수집하는 영상수집부;
    상기 제1라인에 대응되는 제1전극으로 제1전압을 인가하고, 상기 제2라인에 대응되는 제2전극으로 제2전압을 인가하며, 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 마주보도록 배치되어 있는 제3전극으로 제3전압을 인가하는 전원공급부; 및
    상기 영상을 분석하여 상기 시청자의 위치를 분석하며, 상기 분석결과에 따라, 상기 전원공급부를 제어하여 상기 제1전압 또는 상기 제2전압 중 적어도 어느 하나를 변경시키는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 입체영상 디스플레이장치.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 제3전극은, 상기 제2영상분할패널층 상에 판 형태로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이장치.
  9. 영상패널을 구동시켜, 입체영상을 구성하는 좌안영상 및 우안영상을 상하방향으로 구분하여 출력하는 단계;
    상기 좌안영상을 투과시키는 제1라인과 상기 우안영상을 투과시키는 제2라인이 상하방향으로 나란하게 형성되어 있으며, 액정이 주입되어 있는 영상분할패널에, 입체영상 구동전압을 인가하여, 상기 좌안영상 및 상기 우안영상을 서로 다른 방향으로 투과시키는 단계;
    시청자의 영상을 수집하여, 상기 시청자의 위치를 분석하는 단계; 및
    상기 분석결과에 따라, 상기 액정의 회전방향을 변경시키는 것에 의해, 상기 제1라인과 상기 제2라인의 주투과방향을 변경시켜, 상기 입체영상이 보여지는 시청가능영역을 변경시키는 단계를 포함하는 입체영상 디스플레이장치 구동방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 액정의 회전방향을 변경시키는 것에 의해, 상기 시청가능영역을 변경시키는 단계는,
    상기 분석결과에 따라, 상기 제1라인에 대응되는 제1전극으로 제1전압을 인가하고, 상기 제2라인에 대응되는 제2전극으로 제2전압을 인가하며, 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 마주보도록 배치되어 있는 제3전극으로 제3전압을 인가하여, 상기 제1라인에 대응되는 액정의 회전방향과 상기 제2라인에 대응되는 액정의 회전방향을 변경시키는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이장치 구동방법.
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