KR20150120746A - 디스플레이 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

디스플레이 장치가 개시된다. 디스플레이 장치는, 복수의 픽셀을 포함하며, 다시점 영상을 기설정된 배치 패턴으로 배치하여 디스플레이하는 디스플레이 패널부, 디스플레이 패널부의 후면에 배치되며, 복수의 픽셀을 구성하는 서브 픽셀 각각의 적어도 일부분 및 나머지 부분에 대응되는 영역에서 상이한 편광 방향의 광을 투과하도록 구성된 편광 필름부, 편광 필름의 후면에 배치되며, 편광 방향의 조정이 가능한 편광 패널부, 및 하나의 영상 프레임 구간 동안 상이한 편광 방향을 순차적으로 제공하도록 편광 패널부의 구동 상태를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

디스플레이 장치 및 그 제어 방법 { DISPLAY APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 디스플레이 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무안경식 다시점 영상 디스플레이 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
전자 기술의 발달에 힘입어 다양한 유형의 전자기기가 개발 및 보급되고 있다. 특히, 일반 가정에서 가장 많이 사용되고 있는 가전 제품 중 하나인 TV와 같은 디스플레이 장치는 최근 수년 간 급속도로 발전하고 있다.
디스플레이 장치의 성능이 고급화되면서, 디스플레이 장치에서 디스플레이하는 컨텐츠의 종류도 다양하게 증대되었다. 특히, 최근에는 3D 컨텐츠까지 시청할 수 있는 입체 디스플레이 시스템이 개발되어 보급되고 있다.
한편, 입체 디스플레이 시스템은 3D 영상 시청 용 안경의 사용 여부에 따라서 안경식 또는 무 안경식 시스템으로 나뉘어질 수 있다.
안경식 시스템의 일 예로는, 셔터 글래스 방식의 디스플레이 장치가 있다. 셔터 글래스 방식이란, 좌안 이미지 및 우안 이미지를 교번적으로 출력하면서, 이와 연동하여 사용자가 착용한 3D 안경의 좌우 셔터 글래스를 교번적으로 개폐시켜 사용자가 입체감을 느낄 수 있도록 하는 방식이다.
무 안경식 시스템은 오토스테레오스코피(autostereoscopy)시스템이라고도 한다. 무 안경 방식의 3D 디스플레이 장치는, 광학적으로 분리된 다시점 영상을 디스플레이하면서 패러랙스 배리어(Parallax Barrier) 기술 또는 렌티큘러(Lenticular) 렌즈와 같은 시역을 분리해 주는 3D 필터를 이용하여 시청자의 좌안 및 우안에 다른 시점의 영상에 해당하는 광이 투사되도록 하여, 사용자가 입체감을 느낄 수 있도록 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 무 안경식 시스템의 구조를 나타내는 도면이다.
한편, 종래의 무 안경식 시스템은 영상을 표시하는 2D 패널과 시역을 분리해주는 를 필요한 시역 수에 해당하는 2D 패널의 서브 픽셀 개수와 동일한 크기로 제작하여 2D 패널 상단에 사용함으로써 시역을 형성하였다. 예를 들어 멀티뷰 시스템에서 양안 시차: 픽셀 피치 = 시청 거리: 스페이서(2D 패널과 3D 필터 사이 거리)의 관계가 성립하므로 시청 거리 3m에 시역을 형성하기 위해서는 사람의 양안 시차를 63㎜라고 가정했을 경우 2D 패널과 3D 필터 사이에 4㎜의 거리가 필요하게 되고 그 거리를 유지하기 위해 글래스(Glass) 등 평평(flat)한 매개체를 사용함으로써 거리 유지를 하였다. 이에 따라 멀티 뷰 시스템에서 시역 형성은 가능하지만 글래스를 사용함으로써 무게가 무거워지는 문제가 발생하였다. 또한, 2D 패널의 인치가 증가할수록 서브 픽셀 크기도 같이 증가되어 2D 패널과 3D 필터 사이에 거리가 증가됨으로써 글래스 두께가 커져 글래스 공차가 증가하여 Uniformity가 감소되어 3D 성능이 떨어지는 문제가 발생하였다.
본 발명은 상술한 필요성에 따라 안출된 것으로, 본 발명은 본 발명에서는 편광 필름 및 편광 패널을 사용하여 2D 패널과 3D 필터 사이의 거리를 유지하는 매개체의 두께를 감소시키면서 3D 성능을 유지할 수 있는 디스플레이 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시 예에 따르면, 디스플레이 장치는, 복수의 픽셀을 포함하며, 다시점 영상을 기설정된 배치 패턴으로 배치하여 디스플레이하는 디스플레이 패널부, 상기 디스플레이 패널부의 후면에 배치되며, 상기 복수의 픽셀을 구성하는 서브 픽셀 각각의 적어도 일부분 및 나머지 부분에 대응되는 영역에서 상이한 편광 방향의 광을 투과하도록 구성된 편광 필름부, 상기 편광 필름의 후면에 배치되며, 편광 방향의 조정이 가능한 편광 패널부 및, 하나의 영상 프레임 구간 동안 상기 상이한 편광 방향을 순차적으로 제공하도록 상기 편광 패널부의 구동 상태를 제어하는 제어부를 포함한다.
여기서, 상기 편광 필름부는, 상기 서브 픽셀 각각의 1/2 부분에서 제1 편광 방향의 광을 투과하고, 나머지 1/2 부분에서 상기 제1 편광 방향에 수직인 제2 편광 방향의 광을 투과하도록 구성되며, 상기 제어부는, 하나의 영상 프레임 구간 동안 제1 서브 필드 구간에서 상기 제1 편광 방향을 제공하고, 제2 서브 필드 구간에서 상기 제2 편광 방향을 순차적으로 제공하도록 상기 편광 패널부의 구동 상태를 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 하나의 영상 프레임 구간 동안 상기 제1 서브 필드 구간에서 상기 서브 픽셀 각각의 1/2 부분에서 디스플레이되는 다시점 영상이 제공되고, 상기 제2 서브 필드 구간에서 상기 나머지 1/2 부분에서 디스플레이되는 다시점 영상이 제공되도록 제어할 수 있다.
여기서, 상기 편광 패널부는, P/S 스위칭이 가능한 액티브 리타더(active retarder)로 구현될 수 있다.
또한, 상기 편광 패널부의 후면에 배치되어, 광을 출사시키는 백라이트부;를 더 포함하며, 상기 편광 패널부는, 상기 백라이트부로부터 출사되는 광을 상기 하나의 영상 프레임 구간 동안 상기 상이한 편광 방향으로 순차적으로 상기 편광 필름부에 제공할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 패널부 전면에 배치되어 상기 다시점 영상에 기초하여 시청 영역 별로 상이한 뷰를 제공하는 시역 분리부를 더 포함할 수 있다.
상기 시역 분리부 및 상기 디스플레이 패널부 사이에 배치된 글래스부를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 픽셀을 포함하며, 다시점 영상을 기설정된 배치 패턴으로 배치하여 디스플레이하는 디스플레이 패널부 및 상기 디스플레이 패널부의 후면에 배치되며, 상기 복수의 픽셀을 구성하는 서브 픽셀 각각의 적어도 일부분 및 나머지 부분에 대응되는 영역에서 상이한 편광 방향의 광을 투과하도록 구성된 편광 필름부를 구비한 디스플레이 장치의 제어 방법은, 하나의 영상 프레임 구간을 구성하는 제1 서브 필드 구간 동안 상기 서브 픽셀 각각의 적어도 일부분에 대응되는 편광 방향을 제공하도록 상기 편광 필름부의 후면에 배치된 편광 패널부를 구동하는 단계 및, 상기 하나의 영상 프레임 구간을 구성하는 제2 서브 필드 구간 동안 상기 서브 픽셀 각각의 나머지 일부분에 대응되는 편광 방향을 제공하도록 상기 편광 패널부를 구동하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 편광 필름부는, 상기 서브 픽셀 각각의 1/2 부분에서 제1 편광 방향의 광을 투과하고, 나머지 1/2 부분에서 상기 제1 편광 방향에 수직인 제2 편광 방향의 광을 투과하도록 구성되며, 상기 편광 패널부를 구동하는 단계는, 상기 제1 서브 필드 구간에서 상기 제1 편광 방향을 제공하고, 제2 서브 필드 구간에서 상기 제2 편광 방향을 순차적으로 제공하도록 상기 편광 패널부를 구동할 수 있다.
이 경우, 상기 편광 패널부는, P/S 스위칭이 가능한 액티브 리타더(active retarder)로 구현될 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 장치는, 상기 편광 패널부의 후면에 배치되어, 광을 출사시키는 백라이트부를 더 포함하며, 상기 편광 패널부를 구동하는 단계는, 상기 백라이트부로부터 출사되는 광을 상기 하나의 영상 프레임 구간 동안 상기 상이한 편광 방향으로 순차적으로 상기 편광 필름부에 제공하도록 상기 편광 패널부를 구동할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 장치는, 상기 디스플레이 패널부 전면에 배치되어 상기 다시점 영상에 기초하여 시청 영역 별로 상이한 뷰를 제공하는 시역 분리부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 장치는, 상기 시역 분리부 및 상기 디스플레이 패널부 사이에 배치된 글래스부를 더 포함할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 2D 패널과 3D 필터 사이의 거리를 유지하는 매개체의 두께를 감소시키면서 3D 성능을 유지할 수 있게 된다.
도 1은 종래 기술을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 이해를 돕기 위한 무안경 3D 디스플레이 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하 본 발명의 다양한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 이해를 돕기 위한 무안경 3D 디스플레이 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따라 다시점 영상을 디스플레이하여 무안경 방식으로 입체 영상을 제공하는 장치의 동작 방식을 나타낸다. 여기에서, 다시점 영상은 동일한 오브젝트를 서로 다른 각도에서 촬영한 복수의 영상을 포함한다. 즉, 서로 다른 시점에서 촬영한 복수의 영상을 서로 다른 각도로 굴절시키고, 소위 시청 거리라 하는 일정한 거리만큼 떨어진 위치(가령, 약 3m)에 포커스된 영상을 제공한다. 이러한 영상이 형성되는 위치를 시청 영역이라 한다. 이에 따라, 사용자의 한 쪽 눈이 하나의 제1 시청 영역에 위치하고, 다른 쪽 눈이 제2 시청 영역에 위치하면 입체감을 느낄 수 있게 된다.
일 예로, 도 2는 총 6 시점의 다시점 영상의 디스플레이 동작을 설명하는 도면이다. 도 2에 따르면, 무안경 3D 디스플레이 장치는 좌안에는 6 시점 중 1 시점 영상에 해당하는 광이, 우안에는 2 시점 영상에 해당하는 광이 투사되도록 할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 좌안 및 우안에서 서로 다른 시점의 영상을 시청하게 되어 입체감을 느낄 수 있게 된다.
도 3a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3a의 디스플레이 장치(100)는 TV, 모니터, 휴대폰, PC, 셋탑 PC, 키오스크, 태블릿 PC, 전자 액자, 키오스크 등과 같은 다양한 유형의 디스플레이 장치로 구현될 수 있다.
도 3a에 따르면, 디스플레이 장치(100)는 영상 출력부(110) 및 제어부(120)를 포함한다.
영상 출력부(110)는 멀티 뷰(또는 멀티 광학 뷰)를 제공하는 기능을 한다. 이를 위해, 영상 출력부(110)는 멀티 뷰 제공을 위한 편광 패널부(111), 편광 필름부(112), 디스플레이 패널부(113) 및 시역 분리부(114)를 포함한다.
디스플레이 패널부(113)는 복수의 서브 픽셀로 구성된 복수의 픽셀을 포함한다. 여기에서, 서브 픽셀은 R(Red), G(Green), B(Blue)로 구성될 수 있다. 즉, R, G, B의 서브 픽셀로 구성된 픽셀이 복수의 행 및 열 방향으로 배열되어 디스플레이 패널(111)을 구성할 수 있다. 이 경우, 디스플레이 패널부(111)는 액정 디스플레이 패널(Liquid Crystal Display Panel: LCD Panel), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP), 유기발광 소자(Organic Light Emitting Diode, OLED), VFD(Vacuum Fluorescent Display), FED(Field Emission Display), ELD(Electro Luminescence Display) 등과 같은 다양한 디스플레이 유닛으로 구현될 수 있다.
디스플레이 패널부(113)는 영상 프레임을 디스플레이한다. 구체적으로, 디스플레이 패널부(113)는 서로 다른 시점의 복수의 이미지가 순차적으로 반복 배치된 영상 프레임을 디스플레이할 수 있다.
시역 분리부(114)는 디스플레이 패널부(113)의 전면에 배치되어 시청 영역 별로 상이한 시점 즉, 멀티 뷰를 제공할 수 있다. 이 경우, 시역 분리부(114)는 렌티큘러 렌즈(Lenticular lens) 또는, 패러랙스 배리어(Parallax Barrier)로 구현될 수 있다.
예를 들어, 시역 분리부(114)는 복수의 렌즈 영역을 포함하는 렌티큘러 렌즈로 구현될 수 있다. 이에 따라, 렌티큘러 렌즈는 복수의 렌즈 영역을 통해 디스플레이 패널(131)에서 디스플레이되는 영상을 굴절시킬 수 있다. 각 렌즈 영역은 적어도 하나의 픽셀에 대응되는 크기로 형성되어, 각 픽셀을 투과하는 광을 시청 영역별로 상이하게 분산시킬 수 있다.
다른 예로, 시역 분리부(114)는 패러랙스 배리어로 구현될 수 있다. 패러랙스 배리어는 복수의 배리어 영역을 포함하는 투명 슬릿 어레이로 구현된다. 이에 따라, 배리어 영역 간의 슬릿(slit)을 통해 광을 차단하여 시청 영역별로 상이한 시점의 영상이 출사되도록 할 수 있다.
한편, 시역 분리부(114)는 화질 개선을 위하여 일정한 각도로 기울어져서 동작할 수 있다. 제어부(120)는 다시점 영상 각각을 시역 분리부(132)가 기울어진 각도에 기초하여 분할하고, 이들을 조합하여 영상 프레임을 생성할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 디스플레이 패널(113)의 서브 픽셀에 수직 방향 또는 수평 방향으로 디스플레이된 영상을 시청하는 것이 아니라, 서브 픽셀에 일정한 기울기를 갖도록 디스플레이된 영상을 시청하게 된다.
편광 필름부(112)는 디스플레이 패널부(113)의 후면에 배치되며, 복수의 픽셀을 구성하는 서브 픽셀 각각의 적어도 일부분 및 나머지 부분에 대응되는 영역에서 상이한 편광 방향의 광을 투과하도록 구성된다. 예를 들어, 편광 필름부(112)는 수직 및 수평 선편광 필름을 포함하도록 구현될 수 있다.
구체적으로, 편광 필름부(112)는 복수의 픽셀을 구성하는 서브 픽셀 각각의 1/2 부분에서 제1 편광 방향의 광, 예를 들어, 수직 편광 방향의 광을 투과하고, 나머지 1/2 부분에서 제1 편광 방향에 수직인 제2 편광 방향의 광, 예를 들어 수평 편광 방향의 광을 투과하도록 구성될 수 있다.
편광 패널부(111)는 편광 필름부(112)의 후면에 배치되며, 편광 필름부(112)로 제공되는 편광 방향의 조정이 가능하도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 편광 패널부(111)는 P/S 스위칭이 가능한 액티브 리타더(active retarder)로 구현될 수 있다.
여기서, 편광 패널부(111)는 선편광 방식 뿐 아니라, 원편광 또는 타원편광 방식으로 구현될 수도 있으나, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 선 편광 방식으로 구현되는 경우를 상정하여 설명하도록 한다.
편광 패널부(111)는 Low Bend/High Bend로 동작하면서 상이한 편광 방향을 제공할 수 있다. 예를 들어, 수직 선편광이 입사한 경우 액티브 리타더가 Low Bend이면 편광이 90도 변경하게 되어 수평 선편광이 되고 High Bend에서는 변화없이 수직 선편광이 투과될 수 있다.
제어부(120)는 디스플레이 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다.
특히, 제어부(120)는 디스플레이 패널부(113)에 디스플레이되는 하나의 영상 프레임 구간 동안 상이한 편광 방향이 순차적으로 제공되도록 편광 패널부(111)의 구동 상태를 제어할 수 있다. 여기서, 상이한 편광 방향은 편광 필름부(112)에서 복수의 픽셀을 구성하는 서브 픽셀 각각의 적어도 일부분 및 나머지 부분에 대응되는 영역에서 각각 투과되는 상이한 편광 방향에 대응될 수 있다.
구체적으로, 편광 필름부(112)가 복수의 픽셀을 구성하는 서브 픽셀 각각의 1/2 부분에서 수직 편광 방향의 광을 투과하고, 나머지 1/2 부분에서 제1 편광 방향에 수직은 수평 편광 방향의 광을 투과하도록 구성되는 경우, 제어부(120)는, 하나의 영상 프레임 구간 동안 제1 서브 필드 구간에서 수직 편광 방향을 제공하고, 제2 서브 필드 구간에서 수평 편광 방향을 순차적으로 제공하도록 편광 패널부(111)의 구동 상태를 제어할 수 있다.
이에 따라 제어부(120)는 하나의 영상 프레임 구간 동안 제1 서브 필드 구간에서 서브 픽셀 각각의 1/2 부분에서 디스플레이되는 다시점 영상이 제공되고, 제2 서브 필드 구간에서 나머지 1/2 부분에서 디스플레이되는 다시점 영상이 제공되도록 제어할 수 있게 되고, 사용자는 하나의 영상 프레임 구간 동안 전체 시역의 1/2 시역을 우선 제공받고 순차적으로 나머지 1/2 시역을 제공받을 수 있게 된다.
한편, 도면에는 도시되지 않았지만, 편광 패널부(111)의 후면에 배치되어 광을 출사시키는 백라이트부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 백라이트부(미도시)의 광원으로 백색 LED(Light Emitting Diode), 컬러 LED 중 어느 하나가 이용될 수 있다
이 경우 편광 패널부(111)는, 백라이트부(미도시)로부터 출사되는 광을 하나의 영상 프레임 구간 동안 상이한 편광 방향으로 순차적으로 편광 필름부(112)에 제공할 수 있다.
또한, 도면에는 도시되지 않았지만, 시역 분리부(114) 및 디스플레이 패널부(113) 사이에 배치된 글래스부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
도 3b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3b에 따르면, 디스플레이 장치(100)는 영상 출력부(110), 제어부(120), 영상 수신부(130), 영상 처리부(140), 전압 구동부(150) 및 저장부(160)를 포함한다. 도 3b에 도시된 구성요소 중 도 3a에 도시된 구성요소와 중복되는 구성에 대해서는 자세한 설명을 생략하도록 한다.
영상 입력부(미도시)는 영상 및 뎁스 정보를 입력받는다. 구체적으로, 영상 입력부(미도시)는 외부의 저장 매체, 방송국, 웹 서버 등과 같은 각종 외부 장치로부터 영상과 영상의 깊이 정보를 수신받을 수 있다. 여기서, 입력되는 영상은 단일 시점 영상, 스테레오(Stero) 영상, 다시점 영상 중 어느 하나의 영상이다. 단일 시점 영상은 일반적인 촬영 장치에 의해 촬영된 영상이며, 스테레오 영상(Stereoscopic image)은 좌안 영상과 우안 영상만으로 표현된 3차원 비디오 영상으로, 스테레오 촬영 장치에 의해 촬영된 입체 영상이다. 일반적으로 스테레오 촬영 장치는 2개의 렌즈를 구비한 촬영 장치로 입체 영상을 촬영하는데 사용된다. 그리고, 다시점 영상(Multiview image)은 한대 이상의 촬영 장치를 통해 촬영된 영상들을 기하학적으로 교정하고 공간적인 합성등을 통하여 여러 방향의 다양한 시점을 사용자에게 제공하는 3차원 비디오 영상을 의미한다.
또한, 영상 입력부(미도시)는 영상의 뎁스 정보를 수신할 수 있다. 일반적으로 영상의 뎁스(Depth)는 영상의 각각 픽셀별로 부여된 깊이 값으로, 일 예로, 8bit의 뎁스는 0~255까지의 그레이 스케일(grayscale) 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 흑/백을 기준으로 나타낼 때, 검은색(낮은 값)이 시청자로부터 먼 곳을 나타내며, 흰색(높은 값)이 시청자로부터 가까운 곳을 나타낼 수 있다.
뎁스(depth) 정보란 3D 영상의 뎁스를 나타내는 정보로, 3D 영상을 구성하는 좌안 영상과 우안 영상 사이의 양안 시차 정도에 대응되는 정보이다. 뎁스 정보에 따라 사람이 느끼는 입체감의 정도가 달라진다. 즉, 뎁스가 큰 경우 좌우 양안 시차가 크게 되므로 입체감이 상대적으로 크게 느껴지고, 뎁스가 작은 경우 좌우 양안 시차가 작게 되므로 입체감이 상대적으로 작게 느껴지게 된다. 뎁스 정보는 일반적으로, 스테레오 정합(Stereo matching) 등과 같이 영상의 2차원적 특성만을 가지고 얻는 수동적인 방법과 깊이 카메라(Depth camera)와 같은 장비를 이용하는 능동적 방법을 통하여 획득될 수 있다. 한편, 뎁스 정보는 뎁스 맵 형태가 될 수 있다. 뎁스 맵(Depth map)이란 영상의 각 영역 별 뎁스 정보를 포함하고 있는 테이블을 의미한다. 영역은 픽셀 단위로 구분될 수도 있고, 픽셀 단위보다 큰 기설정된 영역으로 정의될 수도 있다. 일 예에 따라 뎁스 맵은 0~255까지의 그레이 스케일(grayscale) 값 중 127 또는 128을 기준 값 즉, 0(또는 포컬 플레인)으로 하여 127 또는 128 보다 작은 값을 - 값으로 나타내고, 큰 값을 + 값으로 나타내는 형태가 될 수 있다. 포컬 플레인의 기준값은 0~255사이에서 임의로 선택할 수 있다. ?값은 침강을 의미하며, +값은 돌출을 의미한다.
영상 처리부(140)는 뎁스 정보에 기초하여 다시점 영상을 렌더링할 수 있다.
구체적으로, 영상 처리부(140)는 2D 영상의 경우, 2D/3D 변환에 추출된 뎁스 정보를 기초로 다시점 영상을 렌더링할 수 있다. 또는 영상 처리부(140)는 멀티 뷰 즉, N 개의 뷰 및 대응되는 N개의 뎁스 정보가 입력되는 경우 입력된 N개의 뷰 및 뎁스 정보 중 적어도 하나의 뷰 및 뎁스 정보에 기초하여 다시점 영상을 렌더링할 수 있다. 또는 영상 처리부(140)는 N 개의 뷰 만 입력되는 경우, N 개의 뷰로부터 뎁스 정보 추출 후, 추출된 뎁스 정보에 기초하여 다시점 영상을 렌더링할 수 있다.
다만, 상술한 영상 처리부(140)의 상세 동작은 일 예를 든 것이며, 영상 처리부(120)는 상술한 동작 외에 다양한 방법에 의해 다시점 영상을 렌더링할 수 있음은 물론이다.
전압 구동부(150)는 영상 출력부(110)에 구동 전압을 생성하여 제공하는 기능을 한다.
구체적으로, 전압 구동부(150)는 제어부(120)의 제어에 따라 편광 패널부(111)에 전압을 제공할 수 있다.
저장부(160)는 디스플레이 장치(100)를 동작시키기 위해 필요한 각종 프로그램 등이 저장되는 저장매체로서, 메모리, HDD(Hard Disk Drive) 등으로 구현가능하다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이 편광 패널부(111), 편광 필름부(112), 디스플레이 패널부(113) 및 시역 분리부(114)가 순차적으로 배치되고, 글래스부(115)가 디스플레이 패널부(113) 및 시역 분리부(114) 사이에 배치될 수 있다. 다만, 글래스부(115)는 경우에 따라 생략되는 것도 가능하다. 예를 들어, 글래스부(115) 없이 양 안 시차에 대응되는 시역 구현이 가능한 경우 글래스부(115)가 생략될 수 있다.
디스플레이 패널부(113)는 복수의 픽셀을 구성되며, 복수의 픽셀 각각은 R, G, B 서브 픽셀로 구성될 수 있다. 여기서, 각 서브 픽셀 간 간격은 예를 들어, 50μm가 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이 경우, 편광 필름부(112)는 하나의 서브 픽셀(410)의 1/2에 대응되는 영역(420)에서 제1 편광 방향의 광을 투과시키고, 나머지 1/2에 대응되는 영역(430)에서 제1 편광 방향의 광을 투과시키는 편광성을 갖도록 구현될 수 있다. 여기서, 제2 편광 방향은 제1 편광 방향에 수직인 방향이 될 수 있다.
또한, 편광 패널부(111)는 하나의 영상 프레임 구간 동안 편광 필름부(112)를 구성하는 제1 편광 방향을 투과시키는 영역(420) 및 제2 편광 방향을 투과시키는 영역(430)에 대응되는 제1 및 제2 편광 방향의 광을 순차적으로 제공하도록 구동될 수 있다. 예를 들어, 편광 패널로 PS(Polarize Switch) 패널이 사용될 수 있는데, 제어부(120)의 제어에 따라 하나의 영상 프레임 구간 동안 P파와 S파를 교대로 바꾸어 주는 기능을 수행할 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 따른 디스플레이 장치 구조에서는 하나의 서브 픽셀에서 제공되는 영상을 분할하여 사용자의 좌안 및 우안에 순차적으로 제공함으로써, 시역 분리부, 즉 3D 필터와 디스플레이 패널부, 즉 2D 패널과의 거리를 증가시키지 않고도 3D 영상을 구현할 수 있게 된다. 이에 따라 3D 필터와 2D 패널과의 거리가 2mm 이하로 감소시키면서 높은 해상도를 갖는 3D 영상을 구현할 수 있게 된다.
이하에서는 도면을 참조하여 도 4에 도시된 바와 같은 디스플레이 장치의 구동 방법을 자세히 설명하도록 한다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
백라이트 유닛(미도시)의 무편광된 빛은 디스플레이 패널(111), 예를 들어 LCD 패널을 통과하면서 특정 편광(정상광선(ordinary ray) 및/또는 이상광선(extraordinary ray))을 갖게 되고, 편광 패널부(111)는 특정 편광을 유지하거나 변경하도록 구동될 수 있다.
구체적으로, 도 5a에 도시된 바와 같이 하나의 영상 프레임 구간 중 제1 서브 필드 구간에서 편광 패널부(111)가 "ON" 상태로 구동되고, 이에 따라 백라이트 유닛(미도시)으로부터의 제공된 광은 편광 필름(112)의 투과축과 동일한 방향으로 출력될 수 있다. 이에 따라 각 서브 픽셀의 1/2 부분에 대해서만 광이 출력되게 된다.
예를 들어, 도시된 바와 같이 백라이트 유닛(미도시)으로부터의 제공된 광은 편광 패널부(111)가 "ON" 상태로 구동됨에 따라 "↔"의 편광 방향을 갖게 되고, 편광 필름 중 해당 편광 방향에 대응되는 영역(421, 422, 423)에 대해서만 광이 출력될 수 있다. 이에 따라 백라이트 유닛(미도시)으로부터의 제공된 광은 서브 픽셀(410)의 1/2 부분(411)에 대응되는 편광 필름(112)의 영역(422) 만을 투과하게 되므로 서브 픽셀(410)의 1/2 부분(411)에 대응되는 광이 사용자의 좌안 및 우안 중 하나에 들어오게 된다.
이어서, 도 5b에 도시된 바와 같이 제2 서브 필드 구간에서 편광 패널부(111)가 "OFF" 상태로 구동되고, 이에 따라 백라이트 유닛(미도시)으로부터의 제공된 광은 편광 필름(112)의 흡수축과 동일한 방향으로 출력될 수 있다. 이에 따라 각 서브 픽셀의 나머지 1/2 부분에 대해서만 광이 출력되게 된다.
예를 들어, 도시된 바와 같이 백라이트 유닛(미도시)으로부터의 제공된 광은 편광 패널부(111)가 "OFF" 상태로 구동됨에 따라 "↕"의 편광 방향을 갖게 되고, 편광 필름 중 해당 편광 방향에 대응되는 영역(431, 432, 433)에 대해서만 광이 출력될 수 있다. 이에 따라 백라이트 유닛(미도시)으로부터의 제공된 광은 서브 픽셀(410)의 나머지 1/2 부분(412)에 대응되는 편광 필름(112)의 영역(432) 만을 투과하게 되므로, 서브 픽셀(410)의 나머지 1/2 부분(412)에 대응되는 광이 사용자의 좌안 및 우안 중 나머지 하나에 들어오게 되므로 3D 영상을 구현할 수 있게 된다.
다만 상술한 실시 예는 일 예에 불과하며, 편광 패널부(111)가 ON/OFF 구동 상태 및, 편광 필름(112)의 편광성은 본 발명에 따른 기술적 사상이 적용되는 범위 내에서 다양하게 변경될 수 있음을 물론이다.
이에 따라 하나의 영상 프레임 구간 중 제1 서브 필드 구간에서 전체 시역의 1/2 시역을 형성하고, 제2 서브 필드 구간에서 나머지 1/2 시역을 형성할 수 있게 되므로, 디스플레이 패널부와 시역 분리부 사이의 거리 유지를 위해 사용한 Glass의 두께를 1/2 감소시킬 수 있게 된다. 또한, 글래스의 두께가 감소하여 공차가 줄어 Uniformity 확보가 가능하여 3D 성능을 높일 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6에 도시된 복수의 픽셀을 포함하며, 다시점 영상을 기설정된 배치 패턴으로 배치하여 디스플레이하는 디스플레이 패널부 및 디스플레이 패널부의 후면에 배치되며, 복수의 픽셀을 구성하는 서브 픽셀 각각의 적어도 일부분 및 나머지 부분에 대응되는 영역에서 상이한 편광 방향의 광을 투과하도록 구성된 편광 필름부를 구비한 디스플레이 장치의 제어 방법에 따르면, 하나의 영상 프레임 구간을 구성하는 제1 서브 필드 구간 동안 서브 픽셀 각각의 적어도 일부분에 대응되는 편광 방향을 제공하도록 편광 필름부의 후면에 배치된 편광 패널부를 구동한다(S610).
이어서, 하나의 영상 프레임 구간을 구성하는 제2 서브 필드 구간 동안 서브 픽셀 각각의 나머지 일부분에 대응되는 편광 방향을 제공하도록 편광 패널부를 구동한다(S620).
여기서, 편광 필름부는, 서브 픽셀 각각의 1/2 부분에서 제1 편광 방향의 광을 투과하고, 나머지 1/2 부분에서 제1 편광 방향에 수직인 제2 편광 방향의 광을 투과하도록 구성될 수 있다.
이 경우, 편광 패널부를 구동하는 단계(S610, S620)는, 제1 서브 필드 구간에서 제1 편광 방향을 제공하고, 제2 서브 필드 구간에서 제2 편광 방향을 순차적으로 제공하도록 편광 패널부를 구동할 수 있다.
한편, 편광 패널부는, P/S 스위칭이 가능한 액티브 리타더(active retarder)로 구현될 수 있다.
또한, 디스플레이 장치는, 편광 패널부의 후면에 배치되어, 광을 출사시키는 백라이트부를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 편광 패널부를 구동하는 단계(S610, S620)는, 백라이트부로부터 출사되는 광을 하나의 영상 프레임 구간 동안 상이한 편광 방향으로 순차적으로 편광 필름부에 제공하도록 편광 패널부를 구동할 수 있다.
또한, 디스플레이 장치는, 디스플레이 패널부 전면에 배치되어 다시점 영상에 기초하여 시청 영역 별로 상이한 뷰를 제공하는 시역 분리부를 더 포함할 수 있다.
또한, 디스플레이 장치는, 시역 분리부 및 디스플레이 패널부 사이에 배치된 글래스부를 더 포함할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 무안경식 시스템에서 2D 패널과 3D 필터 사이의 거리를 유지하는 매개체의 두께를 감소시키면서 3D 성능을 유지할 수 있게 된다.
상술한 다양한 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제어 방법은 프로그램으로 구현되어 디스플레이 장치에 제공될 수 있다.
일 예로, 하나의 영상 프레임 구간을 구성하는 제1 서브 필드 구간 동안 서브 픽셀 각각의 적어도 일부분에 대응되는 편광 방향을 제공하고, 제2 서브 필드 구간 동안 서브 픽셀 각각의 나머지 일부분에 대응되는 편광 방향을 제공하는 구성을 수행하는 프로그램이 저장된 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)가 제공될 수 있다.
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100 : 다시점 영상 디스플레이 장치
110 : 뎁스 조정부 120 : 렌더링부
130 : 디스플레이부 140 : 제어부
150 : 저장부

Claims (13)

  1. 복수의 픽셀을 포함하며, 다시점 영상을 기설정된 배치 패턴으로 배치하여 디스플레이하는 디스플레이 패널부;
    상기 디스플레이 패널부의 후면에 배치되며, 상기 복수의 픽셀을 구성하는 서브 픽셀 각각의 적어도 일부분 및 나머지 부분에 대응되는 영역에서 상이한 편광 방향의 광을 투과하도록 구성된 편광 필름부;
    상기 편광 필름의 후면에 배치되며, 편광 방향의 조정이 가능한 편광 패널부; 및
    하나의 영상 프레임 구간 동안 상기 상이한 편광 방향을 순차적으로 제공하도록 상기 편광 패널부의 구동 상태를 제어하는 제어부;를 포함하는 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 편광 필름부는,
    상기 서브 픽셀 각각의 1/2 부분에서 제1 편광 방향의 광을 투과하고, 나머지 1/2 부분에서 상기 제1 편광 방향에 수직인 제2 편광 방향의 광을 투과하도록 구성되며,
    상기 제어부는,
    하나의 영상 프레임 구간 동안 제1 서브 필드 구간에서 상기 제1 편광 방향을 제공하고, 제2 서브 필드 구간에서 상기 제2 편광 방향을 순차적으로 제공하도록 상기 편광 패널부의 구동 상태를 제어하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 하나의 영상 프레임 구간 동안 상기 제1 서브 필드 구간에서 상기 서브 픽셀 각각의 1/2 부분에서 디스플레이되는 다시점 영상이 제공되고, 상기 제2 서브 필드 구간에서 상기 나머지 1/2 부분에서 디스플레이되는 다시점 영상이 제공되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 편광 패널부는,
    P/S 스위칭이 가능한 액티브 리타더(active retarder)로 구현되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 편광 패널부의 후면에 배치되어, 광을 출사시키는 백라이트부;를 더 포함하며,
    상기 편광 패널부는,
    상기 백라이트부로부터 출사되는 광을 상기 하나의 영상 프레임 구간 동안 상기 상이한 편광 방향으로 순차적으로 상기 편광 필름부에 제공하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널부 전면에 배치되어 상기 다시점 영상에 기초하여 시청 영역 별로 상이한 뷰를 제공하는 시역 분리부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 시역 분리부 및 상기 디스플레이 패널부 사이에 배치된 글래스부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  8. 복수의 픽셀을 포함하며, 다시점 영상을 기설정된 배치 패턴으로 배치하여 디스플레이하는 디스플레이 패널부 및 상기 디스플레이 패널부의 후면에 배치되며, 상기 복수의 픽셀을 구성하는 서브 픽셀 각각의 적어도 일부분 및 나머지 부분에 대응되는 영역에서 상이한 편광 방향의 광을 투과하도록 구성된 편광 필름부를 구비한 디스플레이 장치의 제어 방법에 있어서,
    하나의 영상 프레임 구간을 구성하는 제1 서브 필드 구간 동안 상기 서브 픽셀 각각의 적어도 일부분에 대응되는 편광 방향을 제공하도록 상기 편광 필름부의 후면에 배치된 편광 패널부를 구동하는 단계; 및
    상기 하나의 영상 프레임 구간을 구성하는 제2 서브 필드 구간 동안 상기 서브 픽셀 각각의 나머지 일부분에 대응되는 편광 방향을 제공하도록 상기 편광 패널부를 구동하는 단계;를 포함하는 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 편광 필름부는,
    상기 서브 픽셀 각각의 1/2 부분에서 제1 편광 방향의 광을 투과하고, 나머지 1/2 부분에서 상기 제1 편광 방향에 수직인 제2 편광 방향의 광을 투과하도록 구성되며,
    상기 편광 패널부를 구동하는 단계는,
    상기 제1 서브 필드 구간에서 상기 제1 편광 방향을 제공하고, 제2 서브 필드 구간에서 상기 제2 편광 방향을 순차적으로 제공하도록 상기 편광 패널부를 구동하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 편광 패널부는,
    P/S 스위칭이 가능한 액티브 리타더(active retarder)로 구현되는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는,
    상기 편광 패널부의 후면에 배치되어, 광을 출사시키는 백라이트부를 더 포함하며,
    상기 편광 패널부를 구동하는 단계는,
    상기 백라이트부로부터 출사되는 광을 상기 하나의 영상 프레임 구간 동안 상기 상이한 편광 방향으로 순차적으로 상기 편광 필름부에 제공하도록 상기 편광 패널부를 구동하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는, 상기 디스플레이 패널부 전면에 배치되어 상기 다시점 영상에 기초하여 시청 영역 별로 상이한 뷰를 제공하는 시역 분리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는, 상기 시역 분리부 및 상기 디스플레이 패널부 사이에 배치된 글래스부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
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