KR101808343B1 - 입체영상 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 입체영상 표시장치는 좌안 영상과 우안 영상을 시분할하는 시분할 모드 또는 공간분할하는 공간분할 모드로 표시하는 표시패널, 상기 표시패널 상에 배치되어 좌편광을 투과하는 제1 패턴드리타더 및 우편광을 투과하는 제2패턴드리타더를 포함하는 패턴드 리타더, 상기 시분할모드 또는 공간분할모드를 선택하는 사용자 스위칭부, 상기 사용자 스위칭부의 선택에 따라 2차원 영상 데이터를 시분할 3차원 영상 데이터 또는 공간분할 3차원 영상 데이터로 변환하는 3D 포맷터, 상기 2차원 영상 데이터를 상기 3D 포맷터에 공급하는 호스트시스템 및 상기 변환된 3차원 영상 데이터를 상기 표시패널에 공급하는 타이밍 컨트롤러를 포함할 수 있다.

Description

입체영상 표시장치{STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 입체영상 표시장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 사용자의 선택에 따라 패턴드리타더 방식 또는 셔터안경 방식으로 입체 영상을 감상할 수 있는 입체영상 표시장치에 관한 것이다.
입체영상 표시장치는 양안시차방식(stereoscopic technique)과 복합시차지각방식(autostereoscopic technique)으로 나뉘어진다.
양안시차방식은 입체 효과가 큰 좌우 눈의 시차 영상을 이용하며, 안경방식과 무안경방식으로 나뉘어진다. 안경방식은 직시형 표시패널이나 프로젝터에 좌우안 영상의 편광 방향을 바꿔서 공간분할 또는 시분할 방식으로 표시하고, 편광 안경 또는 셔터 안경을 사용하여 입체 영상을 구현한다. 무안경 방식은 일반적으로 스위쳐블 배리어, 패럴렉스 베리어, 렌티큘라 렌즈 등의 광학판을 이용하여 좌우 시차 영상의 광축을 분리하여 입체영상을 구현한다.
안경방식 중 좌안 및 우안 영상을 공간분할 방식으로 표시하고 편광 안경으로 입체 영상을 구현하는 패턴드리타더(Patterned Retarder, PR) 방식은 크로스토크가 없고 눈의 피로가 적다는 장점이 있다. 또한, 좌안 및 우안 영상을 시분할 방식으로 표시하고 셔터 안경으로 입체 영상을 구현하는 셔터안경(Shutter Glass, SG) 방식은 풀 해상도로 입체 영상을 구현할 수 있다는 장점이 있다.
현재 시장에 나온 제품들의 경우, 패턴드리타더 방식 또는 셔터안경 방식 중 어느 하나의 방식으로 결정되어 판매되고 있다. 그러나, 사용자들 중 일부는 패턴드리타더 방식을 선호하고 일부는 셔터안경 방식을 선호하기 때문에 사용자들의 선호도를 동시에 만족시키기 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 사용자의 선택에 따라 패턴드리타더 방식 또는 셔터안경 방식으로 입체 영상을 감상할 수 있는 입체영상 표시장치를 제공한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체영상 표시장치는 좌안 영상과 우안 영상을 시분할하는 시분할 모드 또는 공간분할하는 공간분할 모드로 표시하는 표시패널, 상기 표시패널 상에 배치되어 좌편광을 투과하는 제1 패턴드리타더 및 우편광을 투과하는 제2패턴드리타더를 포함하는 패턴드 리타더, 상기 시분할모드 또는 공간분할모드를 선택하는 사용자 스위칭부, 상기 사용자 스위칭부의 선택에 따라 2차원 영상 데이터를 시분할 3차원 영상 데이터 또는 공간분할 3차원 영상 데이터로 변환하는 3D 포맷터, 상기 2차원 영상 데이터를 상기 3D 포맷터에 공급하는 호스트시스템 및 상기 변환된 3차원 영상 데이터를 상기 표시패널에 공급하는 타이밍 컨트롤러를 포함할 수 있다.
상기 3D 포맷터는, 2차원 영상 데이터 및 셔터안경을 제어하는 제어부 및 상기 제어부로부터 출력된 2차원 영상 데이터의 프레임을 체배하는 포맷터부를 포함할 수 있다.
좌안 셔터 및 우안 셔터를 전기적으로 제어 가능한 셔터안경 및 상기 3D 포맷터로부터 상기 시분할 3차원 영상 데이터에 대응하여 상기 셔터안경으로 제어신호를 전송하는 셔터안경 제어신호 송신부를 더 포함할 수 있다.
상기 좌안 영상과 우안 영상을 시분할하는 시분할 모드는, 기수 프레임 기간 동안 상기 표시패널에 좌안 영상 데이터가 기입되고 상기 셔터안경의 좌안 셔터가 개방되고, 우수 프레임 기간 동안 상기 표시패널에 우안 영상 데이터가 기입되고 상기 셔터안경의 우안 셔터가 개방될 수 있다.
상기 제1 패턴드리타더와 동일한 광흡수축을 갖는 좌안 편광필터 및 상기 제2 패턴드리타더와 동일한 광흡수축을 갖는 우안 편광필터를 포함하는 편광 안경을 더 포함할 수 있다.
상기 좌안 영상과 우안 영상을 공간분할하는 공간분할 모드는, 상기 표시패널의 기수 라인에 좌안 영상 데이터가 기입되고 우수 라인에 우안 영상 데이터가 기입되는 동일 프레임 동안에 상기 편광 안경의 좌안 편광필터 및 우안 편광필터에 각각 좌안 영상 및 우안 영상이 투과될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치는 하나의 표시장치에서 셔터안경 방식과 패턴드리타더 방식 중 사용자의 선택에 따라 구현할 수 있어, 다양한 사용자들의 기호를 만족시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 나타내는 블록도.
도 2는 3D 포맷터 및 타이밍 컨트롤러를 나타내는 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체영상 표시장치의 동작을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체영상 표시장치의 동작을 나타낸 도면.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예들을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 나타내는 블록도이고, 도 2는 3D 포맷터 및 타이밍 컨트롤러를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 입체영상 표시장치는 표시패널(10), 백라이트 유닛(20), 셔터안경(30), 표시패널 구동부(110), 백라이트 유닛 구동부(120), 셔터안경 제어신호 수신부(130), 셔터안경 제어신호 송신부(140), 타이밍 컨트롤러(150), 백라이트 유닛 제어부(160), 3D 포맷터(170), 사용자 스위칭부(179) 및 호스트 시스템(180)을 포함한다.
표시패널(10)은 타이밍 컨트롤러(150)의 제어 하에 좌안 영상 데이터(RGBL)와 우안 영상 데이터(RGBR)를 시분할 또는 공간분할하여 표시한다. 표시패널(10)은 액정패널(liquid crystal panel), 플라즈마디스플레이패널(plasma display panel), 전계방출표시패널(field emission display panel) 또는 유기전계발광표시패널(organic light emitting diode display panel)로 이루어질 수 있으나 특별히 한정되지 않고, 본 발명의 실시 예에서는 액정패널을 표시패널(10)의 예로 설명하기로 한다.
표시패널(10)은 타이밍 컨트롤러(150)의 제어 하에 좌안 영상과 우안 영상의 구분이 없는 2차원 영상 데이터(RGB)를 표시할 수도 있다. 표시패널(10)은 백라이트 유닛(20)을 필요로 하는 홀드 타입 표시소자로 선택될 수 있다. 홀드 타입 표시소자는 대표적으로 백라이트 유닛(20)으로부터의 빛을 변조하는 투과형 액정표시패널이 선택될 수 있다. 또한, 본 발명의 표시패널(10)은 패턴드리타더(미도시)가 형성된다. 패턴드리타더(미도시)에 대해서는 후술하기로 한다.
투과형 액정표시패널은 박막트랜지스터(Thin Film Transistor: 이하, "TFT"라 함) 기판과 컬러필터 기판을 포함한다. TFT 기판과 컬러필터 기판 사이에는 액정층이 형성된다. TFT 기판 상에는 하부 유리기판 상에 데이터라인들과 게이트라인들(또는 스캔라인들)이 상호 교차되도록 형성되고, 데이터라인들과 게이트라인들에 의해 정의된 셀영역들에 액정셀들이 매트릭스 형태로 배치된다. 데이터라인들과 게이트라인들의 교차부에 형성된 TFT는 게이트라인으로부터의 스캔펄스에 응답하여 데이터라인들을 경유하여 공급되는 데이터전압을 액정셀의 화소전극에 전달하게 된다. 이를 위하여, TFT의 게이트전극은 게이트라인에 접속되며, 소스전극은 데이터라인에 접속된다. TFT의 드레인전극은 액정셀의 화소전극에 접속된다. 화소전극과 대향하는 공통전극에는 공통전압이 공급된다.
컬러필터 기판은 상부 유리기판 상에 형성된 블랙매트릭스, 컬러필터를 포함한다. 공통전극은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 상부 유리기판 상에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소전극과 함께 하부 유리기판 상에 형성된다. 투과형 액정표시패널의 상부 유리기판과 하부 유리기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 투과형 액정표시패널의 상부 유리기판과 하부 유리기판 사이에는 액정층의 셀갭(cell gap)을 유지하기 위한 스페이서가 형성된다. 투과형 액정표시패널의 액정모드는 전술한 TN 모드, VA 모드, IPS 모드, FFS 모드뿐 아니라 어떠한 액정모드로도 구현될 수 있다.
표시패널 구동부(110)는 데이터 구동회로 및 게이트 구동회로를 포함한다. 데이터 구동회로의 소스 드라이브 IC들 각각은 시프트 레지스터(Shift register), 래치(Latch), 디지털-아날로그 변환기(Digital to Analog convertor, DAC), 출력 버퍼(Output buffer) 등을 포함한다. 데이터 구동회로는 타이밍 콘트롤러(150)의 제어 하에 디지털 비디오 데이터(RGB)를 래치한다. 데이터 구동회로는 극성제어신호(POL)에 응답하여 디지털 비디오 데이터(RGB)를 아날로그 정극성 감마보상전압과 부극성 감마보상전압으로 변환하여 데이터전압의 극성을 반전시킨다. 데이터 구동회로는 데이터전압을 데이터라인들로 출력한다.
데이터 구동회로는 2차원 모드에서 좌안 영상과 우안 영상의 구분이 없는 2차원 영상의 데이터전압들을 출력한다. 데이터 구동회로는 3차원 모드에서 좌안 영상의 데이터전압과 우안 영상의 데이터전압을 데이터라인들에 공급한다.
게이트 구동회로는 시프트 레지스터(Shift register), 레벨 쉬프터(Level shifter) 등을 포함한다. 게이트 구동회로는 타이밍 콘트롤러(150)의 제어 하에 데이터라인들에 공급되는 데이터전압과 동기되는 게이트펄스를 게이트라인들에 순차적으로 공급한다.
백라이트 유닛(20)은 미리 설정된 소정의 시간 동안 점등하여 표시패널(10)에 빛을 조사하고 그 이외의 기간 동안 소등한다. 백라이트 유닛(20)은 백라이트 유닛 구동부(120)로부터 공급되는 구동전력에 따라 점등하는 광원, 도광판(또는 확산판), 다수의 광학시트 등을 포함한다.
백라이트 유닛(20)은 직하형(direct type) 백라이트 유닛 또는, 에지형(edge type) 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다. 백라이트 유닛(20)의 광원들은 HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp), LED(Light Emitting Diode) 중 어느 하나의 광원 또는 두 종류 이상의 광원들을 포함할 수 있다.
백라이트 유닛 구동부(120)는 백라이트 유닛(20)의 광원들을 점등시키기 위한 구동전력을 발생한다. 백라이트 유닛 구동부(120)는 백라이트 유닛 제어부(160)의 제어 하에 광원들에 공급되는 구동전력을 주기적으로 온/오프(ON/OFF)한다.
셔터안경(30)은 전기적으로 개별 제어되는 좌안 셔터(STL)와 우안 셔터(STR)를 구비한다. 좌안 셔터(STL)와 우안 셔터(STR) 각각은 제 1 투명기판, 제 1 투명기판 상에 형성된 제 1 투명전극, 제 2 투명기판, 제 2 투명기판 상에 형성된 제 2 투명전극, 및 제 1 과 제 2 투명기판 상에 협지된 액정층을 포함한다. 제 1 투명전극에는 기준전압이 공급되고 제 2 투명전극에는 ON/OFF 전압이 공급된다. 좌안 셔터(STL)와 우안 셔터(STR) 각각은 제 2 투명전극에 ON 전압이 공급될 때 표시패널(10)로부터의 빛을 투과시키는 반면, 제 2 투명전극에 OFF 전압이 공급될 때 표시패널(10)로부터의 빛을 차단한다.
셔터안경 제어신호 송신부(140)는 3D 포맷터(170)에 접속되어 3D 포맷터(170)로부터 입력되는 셔터안경 제어신호(CST)를 유/무선 인터페이스를 통해 셔터안경 제어신호 수신부(130)에 전송한다. 셔터안경 제어신호 수신부(130)는 셔터안경(30)에 설치되어 유/무선 인터페이스를 통해 셔터 제어신호(CST)를 수신하고, 셔터 제어신호(CST)에 따라 셔터안경(30)의 좌안 셔터(STL)와 우안 셔터(STR)를 교대로 개폐한다.
셔터 제어신호(CST)가 제 1 논리값으로 셔터 제어신호 수신부(130)에 입력될 때, 좌안 셔터(STL)의 제 2 투명전극에 ON 전압이 공급되는 반면에 우안 셔터(STR)의 제 2 투명전극에 OFF 전압이 공급된다. 셔터 제어신호(CST)가 제 2 논리값으로 액정셔터 제어신호 수신부(130)에 입력될 때, 좌안 셔터(STL)의 제 2 투명전극에 OFF 전압이 공급되는 반면에 우안 셔터(STR)의 제 2 투명전극에 ON 전압이 공급된다. 따라서, 셔터 안경(30)의 좌안 셔터(STL)는 액정셔터 제어신호(CST)가 제 1 논리값으로 발생될 때 개방되고, 셔터 안경(30)의 우안 셔터(STR)는 액정셔터 제어신호(CST)가 제 2 논리값으로 발생될 때 개방된다. 제 1 논리값은 하이논리전압(High logic voltage)으로, 제 2 논리값은 로우논리전압(High logic voltage)으로 설정될 수 있다.
타이밍 컨트롤러(150)로부터 표시패널 구동부(110)에 전송되는 표시패널 제어신호(CDIS)는 데이터 구동회로의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어신호와, 게이트 구동회로의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호를 포함한다. 데이터 제어신호는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse, SSP), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE), 극성제어신호(POL) 등을 포함한다. 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터 구동회로의 데이터 샘플링 시작 시점을 제어한다. 소스 샘플링 클럭은 라이징 또는 폴링 에지에 기준하여 데이터 구동회로의 샘플링 동작을 제어하는 클럭신호이다. 데이터 구동회로에 입력될 디지털 비디오 데이터가 mini LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 인터페이스 규격으로 전송된다면, 소스 스타트 펄스(SSP)와 소스 샘플링 클럭(SSC)은 생략될 수 있다. 극성제어신호(POL)는 데이터 구동회로로부터 출력되는 데이터전압의 극성을 L(L은 양의 정수) 수평기간 주기로 반전시킨다. 소스 출력 인에이블신호(SOE)는 데이터 구동회로의 출력 타이밍을 제어한다.
게이트 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock, GSC), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 포함한다. 게이트 스타트 펄스(GSP)는 첫 번째 게이트 펄스의 타이밍을 제어한다. 게이트 쉬프트 클럭(GSC)은 게이트 스타트 펄스(GSP)를 쉬프트시키기 위한 클럭신호이다. 게이트 출력 인에이블신호(GOE)는 게이트 구동회로의 출력 타이밍을 제어한다.
타이밍 컨트롤러(150)는 호스트 시스템(180)으로부터 수직 동기신호(Vsync),수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 도트 클럭(CLK) 등의 타이밍신호를 입력받아 데이터 구동회로와 게이트 구동회로의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들을 발생한다. 제어신호들은 게이트 구동회로의 동작 타임을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호, 데이터 구동회로의 동작 타이밍과 데이터전압의 극성을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호를 포함한다.
백라이트 유닛 제어부(160)는 타이밍 컨트롤러(150)로부터 입력받은 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)를 백라이트 유닛 구동부(120)로 출력한다. 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)는 백라이트 유닛 구동부(120)를 제어하여, 백라이트 유닛(20)의 광원들을 주기적으로 점등 및 소등시킨다.
사용자는 사용자 스위칭부(160)를 통해 좌안 영상과 우안 영상을 시분할하는 시분할 모드 및 공간분할하는 공간분할 모드를 선택할 수 있다. 사용자 스위칭부(160)는 표시패널(10) 상에 부착되거나 내장된 터치 스크린, 온 스크린 디스플레이(On screen display, OSD), 키보드, 마우스, 리모트 콘트롤러(Remote controller) 등을 포함한다.
3D 포맷터(170)는 호스트 시스템(180)으로부터 입력받은 RGB 데이터를 3차원 영상 데이터로 변환한다.
보다 자세하게, 도 2를 참조하면, 3D 포맷터(Formatter, 170)는 제어부(171), 포맷터부(172) 및 메모리(174)를 포함한다. 호스트 시스템(180)으로부터 RGB 데이터(RGB)가 제어부(171)로 입력된다. 제어부(171)는 2차원/3차원 모드 신호를 입력받아 입력된 RGB 데이터(RGB)가 2차원 영상인지 3차원 영상인지를 판단한다. 제어부(171)는 2차원 영상의 RGB 데이터(RGB)가 입력되면 RGB 데이터(RGB)를 변환하지 않고 그대로 포맷터부(172)로 출력한다. 또한, 제어부(171)는 전술한 사용자 스위칭부(160)로부터 시분할 모드/공간분할 모드 신호를 입력받아 포맷터부(172)로 출력한다.
또한, 제어부(171)는 셔터안경을 제어하는 셔터안경 제어신호(CST)를발생한다. 제어부(171)는 셔터안경 제어신호(CST)를 셔터안경 제어신호 송신부(140)로 출력한다. 셔터안경 제어신호(CST)는 셔터안경 제어신호 수신부(130)에 전송되어 셔터안경(30)의 좌안 셔터(STL)와 우안 셔터(STR)를 교대로 개폐시킨다.
사용자가 시분할 모드 즉, 셔터안경 방식을 선택한 경우에 대해 설명하면, 제어부(171)로부터 입력된 3차원 영상의 RGB 데이터(RGB)는 한 프레임에 좌안 영상과 우안 영상이 모두 존재한다. 제어부(171)로부터 전송된 시분할 모드 신호를 받은 포맷터부(172)는 3차원 영상의 RGB 데이터가 입력되면 RGB 데이터(RGB)를 좌안 영상과 우안 영상으로 분리한다. 여기서, RGB 데이터가 1920×1080의 풀HD 영상일 경우, 포맷터부(172)는 2개를 구비하여, 각각의 포맷터부(172)에서 960×1080의 영상을 체배한다.
포맷터부(172)는 RGB 데이터의 프레임을 2배 또는 4배로 체배한다. 먼저, 60Hz의 2차원 영상의 RGB 데이터가 입력되면, MEMC(Motion Estimation/Motion Compensation)를 통해 예측되는 세 개의 프레임 영상을 삽입하여 주파수를 4배로 체배한다. 따라서, 60Hz의 프레임 주파수를 가지는 2차원 영상의 RGB 데이터는 프레임 주파수가 240Hz로 체배된다. MEMC는 동영상 응답 속도(MPRT : Motion Picture Response Time) 개선을 위한 것으로, 프레임 데이터 간에 예측되는 영상을 삽입하는 기술이다.
반면, 사용자가 공간분할 모드 즉, 패턴드리타더 방식을 선택한 경우에 대해 설명하면, 제어부(171)로부터 전송된 공간분할 모드 신호를 받은 포맷터부(172)는 3차원 영상의 RGB 데이터가 입력되면 RGB 데이터(RGB)를 기수 라인에 좌안 영상을 배치하고 우수 라인에 우안 영상을 배치한다. 여기서, RGB 데이터가 1920×1080의 풀HD 영상일 경우, 포맷터부(172)는 2개를 구비하여, 각각의 포맷터부(172)에서 960×1080의 영상을 체배한다. 그리고, 포맷터부(172)에서는 전술한 시분할 모드와 동일하게 60Hz의 프레임 주파수를 가지는 2차원 영상의 RGB 데이터를 프레임 주파수 240Hz로 체배한다.
포맷터(172)에서 출력된 3차원 영상의 RGB 데이터는 타이밍 컨트롤러(150)로 입력되고, 메모리(154)에 저장된다. 포맷터(172)에서 출력된 2차원 영상의 RGB 데이터도 타이밍 컨트롤러(150)로 입력되고, 메모리(154)에 저장된다. 메모리(154)는 RGB 데이터를 저장하고, 타이밍 컨트롤러(150)로 입력되는 RGB 데이터의 이전 프레임 데이터를 타이밍 컨트롤러(150)로 출력한다.
한편, 호스트 시스템(180)은 외부로부터 입력되는 영상 데이터(RGB)의 해상도를 표시패널(10)의 해상도에 맞게 변환하고, 각종 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, DE, CLK 등)을 타이밍 컨트롤러(150)에 전송한다. 호스트 시스템(180)은 외부 비디오 소스 기기 예를 들면, 네비게이션 시스템, 셋톱박스(Set-top Box), DVD 플레이어(Player), 블루레이 플레이어(Blue-ray Player), 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템(Home theater Syteme) 등에 접속되어 영상 데이터를 입력 받을 수 있다. 호스트 시스템(180)은 스케일러(scaler)를 포함한 시스템 온 칩(System on Chip, 이하 "SoC"라 함)을 포함하여 외부 비디오 소스 기기로부터의 영상 데이터를 표시패널(100)에 표시하기에 적합한 포맷으로 변환한다.
전술한 본 발명의 입체영상 표시장치의 시분할 모드 및 공간분할 모드의 작동을 살펴보면 다음과 같다. 하기에서는 전술한 도 1 및 2의 구성요소들을 참조하면서 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체영상 표시장치의 동작을 나타낸 도면으로, 셔터안경 방식의 시분할 모드의 동작을 나타낸다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 입체영상 표시장치는 표시패널(10), 패턴드리타더(17), 셔터 안경(30) 등을 포함한다. 사용자가 사용자 스위칭부(160)를 통해 셔터안경 방식인 시분할 모드를 선택하면 제어부(170)를 통해 시분할 모드 신호가 입력된다. 시분할 모드 신호가 3D 포맷터(170)로 입력되면, 2차원 영상 데이터를 시분할 모드의 3차원 영상 데이터로 변환하여 타이밍 콘트롤러(150)로 전송하고 타이밍 콘트롤러(150)는 표시패널(10)로 각종 신호를 전송한다. 또한, 3D 포맷터(170)에서는 셔터안경을 제어하기 위한 셔터안경 제어신호를 셔터안경 제어신호 송신부(140)를 통해 전송한다.
표시패널(10)은 좌안 영상과 우안 영상을 시분할하여 표시한다. 예를 들어, 좌안 영상(L) 데이터는 제n(n은 자연수) 프레임기간 동안 표시패널(10)의 모든 픽셀들에 표시되고, 블랙 영상 데이터는 제n+1 프레임기간 동안 표시패널(10)의 모든 픽셀들에 표시될 수 있다. 또한, 우안 영상(R) 데이터는 제n+2(n은 자연수) 프레임기간 동안 표시패널(10)의 모든 픽셀들에 표시되고, 블랙 영상 데이터는 제n+3 프레임기간 동안 표시패널(10)의 모든 픽셀들에 표시될 수 있다. 도 3에서 도면 부호 15는 액정표시패널의 상부 투명기판에 접착되는 상부 편광판을 나타낸다.
셔터 안경(30)의 좌안 필터는 표시패널(10)에 표시되는 좌안 영상(L) 및 블랙 영상 데이터에 동기되어 개방됨으로써 좌안 영상(L)과 블랙 영상의 빛을 투과시키고, 표시패널(10)에 우안 영상(R) 데이터가 표시될 때 동시에 빛을 차단한다. 또한, 셔터 안경(30)의 우안 필터는 표시패널(10)에 표시되는 우안 영상(R) 데이터에 동기되어 개방됨으로써 우안 영상(R) 및 블랙 영상의 빛을 투과시키고, 표시패널(10)에 좌안 영상(L) 데이터가 표시될 때 동시에 빛을 차단한다.
그리고, 120Hz의 셔터 안경(30)의 경우, 좌안에 제공하는 시차 영상의 개수가 2개(좌안 영상 및 블랙 영상)이고, 우안에 제공하는 시차 영상의 개수가 2개(우안 영상 및 블랙 영상)이면, 표시패널(10)에서 120*2=240Hz의 고속 구동을 하여, 제n 프레임기간에 좌안 영상(L1)을 표시하고, 제n+1 프레임기간에 블랙 영상을 표시하고, 제n+2 프레임기간에 우안 영상(R)을 표시하고, 제n+3 프레임기간에 블랙 영상을 표시한다.
사용자는 셔터 안경(30)을 착용하여 제n 프레임기간에 표시되는 좌안 영상(L)을 볼 수 있고, 제n+1 프레임기간에 표시되는 블랙 영상을 볼 수 있다. 그리고, 제n+2 프레임기간에 표시되는 우안 영상(R)을 볼 수 있고, 제n+3 프레임기간에 표시되는 블랙 영상을 볼 수 있다. 여기서, 셔터 안경(30)에는 편광 특성이 없기 때문에 표시패널(10) 상에 형성된 패턴드리타더(17)에 영향을 받지 않는다. 따라서, 사용자는 좌안 영상과 우안 영상이 시분할된 셔터안경 방식의 입체영상을 감상할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체영상 표시장치의 동작을 나타낸 도면으로, 패턴드리타더 방식의 공간분할 모드의 동작을 나타낸다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 입체영상 표시장치는 표시패널(10), 패턴드리타더(17), 편광 안경(35) 등을 포함한다.
패턴드리타더(17)는 표시패널(10)의 상부 편광판(15)에 부착된다. 패턴드리타더(17)의 기수 표시라인들에는 제1 리타더가 형성되고, 패턴드리터더(17)의 우수 표시라인들에는 제2 리타더가 형성된다. 제1 리타더의 광흡수축과 제2 리타더의 광흡수축은 서로 다르다. 패턴드리타더(17)의 제1 리타더는 화소 어레이의 기수 표시라인과 대향하여, 화소 어레이의 기수 표시라인으로부터 입사되는 빛의 제1 편광(원편광 또는 선편광)을 투과시킨다. 패턴드리타더(17)의 제2 리타더는 화소 어레이의 우수 표시라인과 대향하여 화소 어레이의 우수 표시라인으로부터 입사되는 빛의 제2 편광(원편광 또는 선편광)을 투과시킨다. 패턴드리타더(17)의 제1 리타더는 수직선편광을 투과하는 편광필터로 구현될 수 있고, 패턴드리타더(17)의 제2 리타더는 수평선편광을 투과하는 편광필터로 구현될 수 있다.
편광안경(35)의 좌안 편광필터(또는 제1 편광필터)는 패턴드리타더(17)의 제1 리타더와 동일한 광흡수축을 가진다. 편광 안경(35)의 우안 편광필터(또는 제2 편광필터)는 패턴드리타더(17)의 제2 리타더와 동일한 광흡수축을 가진다. 예들 들면, 편광 안경(35)의 좌안 편광필터는 수직선편광 필터로 선택될 수 있고, 편광 안경(35)의 우안 편광필터는 수평선편광 필터로 선택될 수 있다.
사용자가 사용자 스위칭부(160)를 통해 패턴드리타더 방식인 공간분할 모드를 선택하면 제어부(170)를 통해 공간분할 모드 신호가 입력된다. 공간분할 모드 신호가 3D 포맷터(170)로 입력되면, 2차원 영상 데이터를 공간분할 모드의 3차원 영상 데이터로 변환하여 타이밍 콘트롤러(150)로 전송하고 타이밍 콘트롤러(150)는 표시패널(10)로 각종 신호를 전송한다. 이때, 3D 포맷터(170)에서는 셔터안경 제어신호 송신부(140)에 어떠한 신호도 전송하지 않는다.
표시패널(10)은 좌안 영상과 우안 영상을 공간분할하여 표시한다. 예를 들어, 제n(n은 자연수) 프레임기간 동안 표시패널(10)의 기수 라인에 제1 좌안 영상(L1) 데이터를 표시하고, 우수 라인에 제1 우안 영상(R1) 데이터를 표시한다. 그리고, 제n+1 프레임기간 동안 표시패널(10)의 기수 라인에 제1' 좌안 영상(L1') 데이터를 표시하고, 우수 라인에 제1' 우안 영상(R1') 데이터를 표시한다. 또한, 제n+2 프레임기간 동안 표시패널(10)의 기수 라인에 제2 좌안 영상(L2) 데이터를 표시하고, 우수 라인에 제2 우안 영상(R2) 데이터를 표시하고, 제n+3 프레임기간 동안 표시패널(10)의 기수 라인에 제2' 좌안 영상(L2') 데이터를 표시하고, 우수 라인에 제2' 우안 영상(R2') 데이터를 표시한다.
패턴드리타더(17)의 제1 리타더는 표시패널(10)을 통과한 제1, 제1', 제2 및 제2' 좌안 영상(L1, L1', L2, L2')의 선편광을 수직선편광으로 변환하고, 제2 리타더는 표시패널(10)을 통과한 제1, 제1', 제2 및 제2' 우안 영상(R1, R1', R2, R2')의 선편광을 수평선편광으로 변환한다.
따라서, 편광 안경(35)의 좌안편광 필터는 수직선편광만을 투과시킨다. 패턴드리타더(17)의 제2 리타더를 통과한 수평선편광은 좌안편광 필터를 통과하지 못한다. 그리고, 편광 안경(35)의 우안편광 필터는 수평선편광만을 투과시킨다. 패턴드리타더(17)의 제1 리타더를 통과한 수직선편광은 우안편광 필터를 통과하지 못한다.
그리고, 좌안에 제공하는 시차 영상의 개수가 4개(제1, 제1', 제2, 제2' 좌안 영상)이고, 우안에 제공하는 시차 영상의 개수가 4개(제1, 제1', 제2, 제2' 우안 영상)이면, 표시패널(10)에서 240Hz의 고속 구동을 하여, 제n 프레임기간에 기수 라인의 픽셀에 제1 좌안 영상(L1)을 표시하고, 우수 라인의 픽셀에 제1 우안 영상(R1)을 표시한다. 그리고, 제n+1 프레임기간에 기수 라인의 픽셀에 제1' 좌안 영상(L1')을 표시하고, 우수 라인의 픽셀에 제1' 우안 영상(R1')을 표시한다. 제n+2 프레임기간에 기수 라인의 픽셀에 제2 좌안 영상(L2)을 표시하고, 우수 라인의 픽셀에 제2 우안 영상(R2)을 표시한다. 제n+3 프레임기간에 기수 라인의 픽셀에 제2' 좌안 영상(L2')을 표시하고, 우수 라인의 픽셀에 제2' 우안 영상(R2')을 표시한다.
따라서, 사용자는 고속 구동하는 표시패널(10)에 제n 프레임기간에 표시되는 제1 좌안 영상(L1)과 제1 우안 영상(R1)을 볼 수 있고, 제n+1 프레임기간에 표시되는 제1' 좌안 영상(L1')과 제1 우안 영상(R1')을 볼 수 있고, 제n+2 프레임기간에 표시되는 제2 좌안 영상(L2)과 제2 우안 영상(R2)을 볼 수 있고, 제n+3 프레임기간에 표시되는 제2' 좌안 영상(L2')과 제2' 우안 영상(R2')을 볼 수 있다.
따라서, 사용자는 좌안 영상과 우안 영상이 공간분할된 패턴드리타더 방식의 입체영상을 감상할 수 있다. 본 실시 예에서는 선형 편광 방식을 예로 설명하였지만, 공지된 원형 편광 방식도 적용 가능하다.
상기와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치는 하나의 표시장치에서 셔터안경 방식과 패턴드리타더 방식 중 사용자의 선택에 따라 구현할 수 있어, 다양한 사용자들의 기호를 만족시킬 수 있는 이점이 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 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.

Claims (6)

  1. 좌안 셔터 및 우안 셔터를 전기적으로 제어 가능한 셔터안경;
    좌안 영상과 우안 영상을 시분할하는 시분할 모드 또는 공간분할하는 공간분할 모드로 표시하는 표시패널;
    상기 표시패널 상에 배치되어 좌편광을 투과하는 제1 패턴드리타더 및 우편광을 투과하는 제2패턴드리타더를 포함하는 패턴드 리타더;
    상기 시분할모드 또는 공간분할모드를 선택하는 사용자 선택을 입력받는 사용자 스위칭부;
    상기 사용자 스위칭부의 선택에 따라,
    상기 시분할모드를 선택하면 2차원 영상 데이터를 시분할 3차원 영상 데이터로 변환하고 상기 셔터안경을 제어하기 위한 셔터안경 제어신호를 생성하고,
    상기 공간분할모드를 선택하면 상기 2차원 영상 데이터를 공간분할 3차원 영상 데이터로 변환하는 3D 포맷터;
    상기 2차원 영상 데이터를 상기 3D 포맷터에 공급하는 호스트시스템; 및
    상기 변환된 3차원 영상 데이터를 상기 표시패널에 공급하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 입체영상 표시장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 3D 포맷터는,
    2차원 영상 데이터 및 셔터안경을 제어하는 제어부; 및
    상기 제어부로부터 출력된 2차원 영상 데이터의 프레임을 체배하는 포맷터부를 포함하는 입체영상 표시장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 3D 포맷터로부터 상기 시분할 3차원 영상 데이터에 대응하여 상기 셔터안경으로 제어신호를 전송하는 셔터안경 제어신호 송신부를 더 포함하는 입체영상 표시장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 좌안 영상과 우안 영상을 시분할하는 시분할 모드는,
    기수 프레임 기간 동안 상기 표시패널에 좌안 영상 데이터가 기입되고 상기 셔터안경의 좌안 셔터가 개방되고, 우수 프레임 기간 동안 상기 표시패널에 우안 영상 데이터가 기입되고 상기 셔터안경의 우안 셔터가 개방되는 입체영상 표시장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 패턴드리타더와 동일한 광흡수축을 갖는 좌안 편광필터 및 상기 제2 패턴드리타더와 동일한 광흡수축을 갖는 우안 편광필터를 포함하는 편광 안경을 더 포함하는 입체영상 표시장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 좌안 영상과 우안 영상을 공간분할하는 공간분할 모드는,
    상기 표시패널의 기수 라인에 좌안 영상 데이터가 기입되고 우수 라인에 우안 영상 데이터가 기입되는 동일 프레임 동안에 상기 편광 안경의 좌안 편광필터 및 우안 편광필터에 각각 좌안 영상 및 우안 영상이 투과되는 입체영상 표시장치.
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