KR20120004814A - 입체영상 표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 입체영상 표시장치는 화소 어레이가 형성되는 표시패널; 상기 화소 어레이의 기수 표시라인으로부터 입사되는 빛의 제1 편광을 투과시키는 제1 리타더와, 상기 화소 어레이의 우수 표시라인으로부터 입사되는 빛의 제2 편광을 투과시키는 제2 리타더를 포함하는 패턴드 리타더; 및 사이드 바이 사이드 타입으로 입력되는 3D 영상 데이터를 상기 화소 어레이에 대응하여 라인 바이 라인 타입으로 변환하되, 상기 3D 영상 데이터 중 좌안 영상 데이터의 수직으로 인접하는 기수 및 우수 데이터의 휘도 신호를 가중 평균하여 상기 화소 어레이의 기수 표시라인에 대응시키고, 상기 3D 영상 데이터 중 우안 영상 데이터의 수직으로 인접하는 기수 및 우수 데이터의 휘도 신호를 가중 평균하여 화소 어레이의 우수 표시라인에 대응시키는 데이터 변환부를 구비한다.

Description

입체영상 표시장치 및 그 구동방법{3D IMAGE DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 3차원 입체영상(이하, '3D 영상')을 구현할 수 있는 입체영상 표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
입체영상 표시장치는 양안시차방식(stereoscopic technique) 또는 복합시차지각방식(autostereoscopic technique)을 이용하여 3D 영상을 구현한다.
양안시차방식은 입체 효과가 큰 좌우 눈의 시차 영상을 이용하며, 안경방식과 무안경방식이 있고 두 방식 모두 실용화되고 있다. 무안경 방식은 일반적으로 좌우 시차 영상의 광축을 분리하기 위한 패럴렉스 베리어 등의 광학판을 표시 화면의 앞에 또는 뒤에 설치하는 방식이다. 안경방식은 표시패널에 편광 방향이 서로 다른 좌우 시차 영상을 표시하고, 편광 안경 또는 액정셔터 안경을 사용하여 입체 영상을 구현한다.
액정셔터 안경방식은 표시소자에 좌안 이미지와 우안 이미지를 프레임 단위로 교대로 표시하고 이 표시 타이밍에 동기하여 액정셔터 안경의 좌우안 셔터를 개폐함으로써 3D 영상을 구현한다. 액정셔터 안경은 좌안 이미지가 표시되는 기수 프레임 기간 동안 그의 좌안 셔터만을 개방하고, 우안 이미지가 표시되는 우수 프레임 기간 동안 그의 우안 셔터만을 개방함으로써 시분할 방식으로 양안 시차를 만들어낸다. 이러한 액정셔터 안경방식은 액정셔터 안경의 데이터 온 타임이 짧아 3D 영상의 휘도가 낮으며, 표시소자와 액정셔터 안경의 동기, 및 온/오프 전환 응답 특성에 따라 3D 크로스토크의 발생이 심하다.
편광 안경방식은 도 1과 같이 표시패널(1) 위에 부착된 패턴드 리타더(Patterned Retarder)(2)를 포함한다. 편광 안경방식은 표시패널(1)에 좌안 영상 데이터(L)와 우안 영상 데이터(R)를 수평라인 단위로 교대로 표시하고 패턴드 리타더(1)를 통해 편광 안경(3)에 입사되는 편광특성을 절환한다. 이를 통해, 편광 안경방식은 좌안 이미지와 우안 이미지를 공간적으로 분할하여 3D 영상을 구현할 수 있다.
이러한 편광 안경방식에서는 좌/우안 별도의 영상정보를 가지는 소스 데이터가 입력될 때, 이 소스 데이터를 입체영상 표시장치에 부합하도록 라인 바이 라인 타입(line by line type)으로 변환하여 표시패널(1)에 표시함으로써 양안 시차를 만들어 낸다.
도 2와 같은 사이드 바이 사이드 타입(side by side type)이 3D 영상 전송을 위해 가장 널리 쓰이는 방식이다. 사이드 바이 사이드 타입의 입력 3D 영상이 라인 바이 라인 타입으로 변환되기 위해서는, 수평 방향으로 업 스케일링(up scaling)이 이루어져야 하며(960--->1920), 또한 도 2와 같이 수직 방향으로 다운 샘플링(down sampling) 또는 다운 스케일링(down scaling)이 이루어져야 한다(1080--->540). 여기서, '540'는 3D 영상의 해상도가 FHD(Full High Definition)(1920(가로)×1080(세로))로 구현될 때, 좌안 영상 데이터 또는 우안 영상 데이터가 담당하는 수직 해상도를 지시한다. 다만, 3D 블루레이 디스크(bluray disk) 등과 같이 입력 3D 영상의 해상도가 1920×2(가로)×1080p(세로)일 경우, 수평방향 업 스케일링은 불필요하다.
다운 샘플링에 의해, 표시패널의 기수 라인들에는 도 2의 (1)과 같이 사이드 바이 사이드 타입의 좌안 영상 데이터 중 기수 라인 정보들이 입력되고, 표시패널의 우수 라인들에는 도 2의 (1)과 같이 사이드 바이 사이드 타입의 우안 영상 데이터 중 우수 라인 정보들이 입력된다.
다운 스케일링에 의해, 표시패널의 기수 라인들에는 도 2의 (2)와 같이 사이드 바이 사이드 타입의 좌안 영상 데이터에서 2 라인 주기로 산술평균을 취한 정보들이 입력되고, 표시패널의 우수 라인들에는 도 2의 (2)와 같이 사이드 바이 사이드 타입의 우안 영상 데이터에서 2 라인 주기로 산술평균을 취한 정보들이 입력된다.
그런데, 입력 3D 데이터를 전술한 다운 샘플링 또는 다운 스케일링 한 경우, 다음과 같은 이유로 표시품위가 저하되는 문제점이 있다.
도 3은 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터가 동일한 #1 원본 영상을 각각 다운 샘플링 및 다운 스케일링 한 시뮬레이션 결과를 보여준다. 다운 샘플링의 경우, 도 3의 (1)과 같이 좌안 영상과 우안 영상의 형태 차이가 커져서 편광 안경 착용시 제대로 된 정보를 파악하기 어렵다. 반면, 다운 스케일링의 경우, 도 3의 (2)와 같이 좌안 영상과 우안 영상이 형태적으로 동일하기 때문에 정보 파악에는 큰 무리가 없지만 산술 평균으로 인한 공간주파수(spatial frequency) 저하로 블러(blur)가 심해 보인다는 단점이 있다. 여기서, 공간주파수가 저하된다는 것은 영상의 정세도(sharpness)가 줄어든다는 것을 의미한다.
도 4는 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터가 동일한 #2 원본 영상을 각각 다운 샘플링 및 다운 스케일링 한 시뮬레이션 결과를 보여준다. 도 4는 도 3의 폰트(font)에 비해 공간주파수가 낮은 라인으로 이루어져 있지만, 여기서도 다운 샘플링의 경우(도 4의 (1))보다는 다운 스케일링의 경우(도 4의 (2))가 좌안 영상과 우안 영상의 차이를 제거하는 효과가 우수하다. 도 4에서 좌우안 영상 간 차이를 보이는 정도는, 도 5와 같이 수평방향 변위(displacement)가 작을 때(D2)에 비해 클 때(D1)가 더 심하다. 이는 입체영상 표시장치에서 좌안 영상과 우안 영상이 서로 번갈아 표시됨으로 인해, 근거리 관찰시 기울기가 작은 대각선 및 호 형태의 경계선에서 1 수평라인 변위에 따른 수평방향 변위가 크기 때문이다. 하지만, 다운 스케일링의 경우에도 역시 원본 영상 대비 공간 주파수의 감소가 극명해진다.
따라서, 본 발명의 목적은 표시품위를 높일 수 있도록 한 입체영상 표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치는 화소 어레이가 형성되는 표시패널; 상기 화소 어레이의 기수 표시라인으로부터 입사되는 빛의 제1 편광을 투과시키는 제1 리타더와, 상기 화소 어레이의 우수 표시라인으로부터 입사되는 빛의 제2 편광을 투과시키는 제2 리타더를 포함하는 패턴드 리타더; 및 사이드 바이 사이드 타입으로 입력되는 3D 영상 데이터를 상기 화소 어레이에 대응하여 라인 바이 라인 타입으로 변환하되, 상기 3D 영상 데이터 중 좌안 영상 데이터의 수직으로 인접하는 기수 및 우수 데이터의 휘도 신호를 가중 평균하여 상기 화소 어레이의 기수 표시라인에 대응시키고, 상기 3D 영상 데이터 중 우안 영상 데이터의 수직으로 인접하는 기수 및 우수 데이터의 휘도 신호를 가중 평균하여 화소 어레이의 우수 표시라인에 대응시키는 데이터 변환부를 구비한다.
상기 데이터 변환부는, 상기 좌안 영상 데이터의 수직으로 인접한 제k(k는 양의 홀수) 데이터 및 제k+1 데이터의 휘도값을 가중 평균하여 상기 화소 어레이의 제k 표시라인에 표시될 좌안 영상 데이터의 휘도값으로 변조하고; 상기 우안 영상 데이터의 수직으로 인접한 제k+1 데이터 및 제k 데이터의 휘도값을 가중 평균하여 상기 화소 어레이의 제k+1 표시라인에 표시될 우안 영상 데이터의 휘도값으로 변조한다.
상기 가중 평균을 위한 가중치는 0.5보다 크고 1보다 작은 값으로 선택된다.
상기 화소 어레이의 기수 표시라인에 입력되는 좌안 영상 데이터의 변조 휘도값(OddL')과 상기 화소 어레이의 기수 표시라인에 입력되는 우안 영상 데이터의 변조 휘도값(EvenR')은 아래의 수학식 1로 대표된다.
Figure pat00001
상기 수학식 1에서, 상기 OddL 및 EvenL은 상기 화소 어레이의 해당 기수 표시라인에 공통으로 대응되며 수직으로 서로 인접한 기수 좌안 데이터와 우수 좌안 데이터의 원본 휘도값을 각각 지시하고, 상기 EvenR 및 OddR은 상기 화소 어레이의 해당 우수 표시라인에 공통으로 대응되며 수직으로 서로 인접한 우수 우안 데이터와 기수 우안 데이터의 원본 휘도값을 각각 지시하며, 상기 α는 상기 가중치를 지시한다.
본 발명의 실시예에 따라 화소 어레이가 형성되는 표시패널을 갖는 입체영상 표시장치의 구동방법은, 사이드 바이 사이드 타입으로 입력되는 3D 영상 데이터를 상기 화소 어레이에 대응하여 라인 바이 라인 타입으로 변환하되, 상기 3D 영상 데이터 중 좌안 영상 데이터의 수직으로 인접하는 기수 및 우수 데이터의 휘도 신호를 가중 평균하여 상기 화소 어레이의 기수 표시라인에 대응시키고, 상기 3D 영상 데이터 중 우안 영상 데이터의 수직으로 인접하는 기수 및 우수 데이터의 휘도 신호를 가중 평균하여 화소 어레이의 우수 표시라인에 대응시키는 단계; 상기 라인 바이 라인 타입으로 변환된 3D 영상 데이터를 상기 화소 어레이에 표시하는 단계; 및 상기 화소 어레이의 기수 표시라인으로부터 입사되는 빛의 제1 편광을 투과시키는 제1 리타더와, 상기 화소 어레이의 우수 표시라인으로부터 입사되는 빛의 제2 편광을 투과시키는 제2 리타더를 이용하여 3D 영상을 편광으로 분리하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 입체영상 표시장치 및 그 구동방법은 사이드 바이 사이드 타입의 3D 영상 데이터를 가중 평균을 이용하여 라인 바이 라인 타입으로 변환함으로써, 좌/우 영상 차이를 줄임과 아울러 영상의 정세도를 보다 잘 보존하여 표시 품위를 크게 높일 수 있다.
도 1은 종래 편광 안경방식을 보여주는 도면.
도 2는 사이드 바이 사이드 타입의 입력 3D 영상을 라인 바이 라인 타입으로 변환하기 위한 종래 방법들을 보여주는 도면.
도 3은 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터가 동일한 #1 원본 영상을 각각 다운 샘플링 및 다운 스케일링 한 시뮬레이션 결과를 보여주는 도면.
도 4는 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터가 동일한 #2 원본 영상을 각각 다운 샘플링 및 다운 스케일링 한 시뮬레이션 결과를 보여주는 도면.
도 5는 도 4에서 좌우안 영상 간 차이를 보이는 이유를 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 보여주는 도면.
도 7은 데이터 변환부(30)에서의 데이터 변환 예를 상세히 보여주는 도면.
도 8은 도 3 및 도 4에 도시된 #1 및 #2 원본 영상에 본 발명의 가중 평균을 적용한 시뮬레이션 결과를 보여주는 도면.
이하, 도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 보여준다.
도 6을 참조하면, 이 입체영상 표시장치는 표시소자(10), 패턴드 리타더(20), 데이터 변환부(30), 제어부(40), 패널 구동부(50) 및 편광 안경(60)을 구비한다.
표시소자(10)는 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 방출 표시소자(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 및 무기 전계발광소자와 유기발광다이오드소자(Organic Light Emitting Diode, OLED)를 포함한 전계발광소자(Electroluminescence Device, EL), 전기영동 표시소자(Electrophoresis, EPD) 등의 평판 표시소자로 구현될 수 있다. 이하에서, 표시소자(10)를 액정표시소자를 중심으로 설명한다.
액정표시소자는 표시패널(11)과, 상부 편광필름(Polarizer)(11a)과, 하부 편광필름(11b)을 포함한다.
표시패널(11)은 두 장의 유리기판 사이에 액정층이 형성된다. 표시패널(11)은 데이터라인들과 게이트라인들의 교차 구조에 의해 매트릭스 형태로 배치된 액정셀들을 포함한다. 표시패널(11)의 하부 유리기판에는 데이터라인들, 게이트라인들, 박막트랜지스터들(Thin Film Transistors, TFTs), 화소전극, 및 스토리지 커패시터(Storage Capacitor)를 포함한 화소 어레이가 형성된다. 액정셀들은 TFT에 접속된 화소전극들과, 공통전극 사이의 전계에 의해 구동된다. 표시패널(11)의 상부 유리기판 상에는 블랙매트릭스, 컬러필터 및 공통전극이 형성된다. 표시패널(11)의 상부 유리기판과 하부 유리기판 각각에는 상부 및 하부 편광필름(11a, 11b)이 부착되고 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 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. 유리기판들 사이에는 액정셀의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서가 형성될 수 있다.
표시패널(11)은 TN 모드, VA 모드, IPS 모드, FFS 모드뿐 아니라 어떠한 액정모드로도 구현될 수 있다. 본 발명의 액정표시소자는 투과형 표시소자, 반투과형 표시소자, 반사형 표시소자 등 어떠한 형태로도 구현될 수 있다. 투과형 표시소자와 반투과형 표시소자에서는 백라이트 유닛(12)이 필요하다. 백라이트 유닛(12)은 직하형(direct type) 백라이트 유닛 또는, 에지형(edge type) 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다.
패턴드 리타더(20)는 표시패널(11)의 상부 편광필름(11a)에 부착된다. 패턴드 리타더(20)의 기수 라인들에는 제1 리타더가 형성되고, 패턴드 리터더(20)의 우수 라인들에는 제2 리타더가 형성된다. 제1 리타더의 광흡수축과 제2 리타더의 광흡수축은 서로 직교한다. 패턴드 리타더(20)의 제1 리타더는 화소 어레이의 기수 표시라인과 대향하여, 화소 어레이의 기수 표시라인으로부터 입사되는 빛의 제1 편광(예컨대, 좌원편광)을 투과시킨다. 패턴드 리타더(20)의 제2 리타더는 화소 어레이의 우수 표시라인과 대향하여 화소 어레이의 우수 표시라인으로부터 입사되는 빛의 제2 편광(예컨대, 우원편광)을 투과시킨다. 패턴드 리타더(20)의 제1 리타더는 좌원편광을 투과하는 편광필터로 구현될 수 있고, 패턴드 리타더(20)의 제2 리타더는 우원편광을 투과하는 편광필터로 구현될 수 있다.
데이터 변환부(30)는 외부의 3D 포맷터(미도시)로부터 사이드 바이 사이드 타입의 3D 영상 데이터(DATA)를 입력받고, 이 3D 영상 데이터(DATA)를 화소 어레이에 대응하여 라인 바이 라인 타입으로 변환한다. 라인 바이 라인 타입으로의 변환을 위해, 데이터 변환부(30)는 3D 영상 데이터(DATA) 중 좌안 영상 데이터의 수직으로 인접하는 기수 및 우수 데이터의 휘도 신호를 가중 평균하여 화소 어레이의 기수 표시라인에 대응시키고, 3D 영상 데이터(DATA) 중 우안 영상 데이터의 수직으로 인접하는 기수 및 우수 데이터의 휘도 신호를 가중 평균하여 화소 어레이의 우수 표시라인에 대응시킨다. 이러한 가중 평균에 의해, 사이드 바이 사이드 타입의 3D 영상 데이터(DATA)는 종래 대비 좌/우 영상 차이가 줄어듦과 동시에 영상의 정세도(sharpness)를 보다 잘 보존하면서 라인 바이 라인 타입의 3D 영상 데이터(DATA')로 변환된다. 라인 바이 라인 타입의 3D 영상 데이터(DATA')에서, 수직 해상도는 입력 대비 1/2 배로 다운된다. 한편, 라인 바이 라인 타입의 3D 영상 데이터(DATA')에서, 수평 해상도는 입력 대비 2 배로 업 되거나, 또는 경우에 따라서 입력 상태로 유지된다. 데이터 변환부(30)는 제어부(40)에 내장될 수 있다. 또한, 데이터 변환부(30)는 3D 포맷터와 함께 외부의 시스템 보드(미도시)에 내장될 수 있다. 데이터 변환부(30)에 대해서는 도 7 및 도 8을 참조하여 상세히 후술한다.
제어부(40)는 외부의 시스템 보드로부터 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 도트 클럭(DCLK) 등의 타이밍신호를 입력받아 패널 구동부(50)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들을 발생한다.
제어부(40)는 데이터 변환부(30)로부터 입력되는 라인 바이 라인 타입의 3D 영상 데이터(DATA')를 패널 구동부(50)에 공급한다. 제어부(40)는 입력 프레임 주파수×iHz(i는 2이상의 양의 정수)의 프레임 주파수로 라인 바이 라인 타입의 3D 영상 데이터(DATA')를 패널 구동부(50)에 전송할 수 있다. 입력 프레임 주파수는 NTSC(National Television Standards Committee) 방식에서 60Hz이며, PAL(Phase-Alternating Line) 방식에서 50Hz이다.
패널 구동부(50)는 표시패널(11)의 데이터라인들을 구동시키기 위한 데이터 구동부와, 표시패널(11)의 게이트라인들을 구동시키기 위한 게이트 구동부를 포함한다.
데이터 구동부의 소스 드라이브 IC들 각각은 쉬프트 레지스터(Shift register), 래치(Latch), 디지털-아날로그 변환기(Digital to Analog convertor, DAC), 출력 버퍼(Output buffer) 등을 포함한다. 데이터 구동부는 제어부(40)의 제어 하에 라인 바이 라인 타입의 3D 영상 데이터(DATA')를 래치한다. 데이터 구동부는 극성제어신호에 응답하여 3D 영상 데이터(DATA')를 아날로그 정극성 감마보상전압과 부극성 감마보상전압으로 변환하여 데이터전압의 극성을 반전시킨다. 데이터 구동부는 게이트 구동부로부터 출력되는 게이트펄스와 동기되는 데이터전압을 데이터라인들로 출력한다. 데이터 구동부의 소스 드라이브 IC들은 TCP(Tape Carrier Package) 상에 실장되어 TAB(Tape Automated Bonding) 공정에 의해 표시패널(11)의 하부 유리기판에 접합될 수 있다.
게이트 구동부는 쉬프트 레지스터(Shift register), 멀티플렉서 어레이(Multiplexer array), 레벨 쉬프터(Level shifter) 등을 포함한다. 게이트 구동부는 제어부(40)의 제어 하에 게이트펄스(또는 스캔펄스)를 게이트라인들에 순차적으로 공급한다. 게이트 구동부는 TCP 상에 실장되어 TAB 공정에 의해 표시패널(11)의 하부 유리기판에 접합되거나, 또는 GIP(Gate In Panel) 공정에 의해 화소 어레이와 동시에 하부 유리기판 상에 직접 형성될 수 있다.
편광 안경(60)은 좌안 편광필터(또는 제1 편광필터)를 갖는 좌안(60L)과 우안 편광필터(또는 제2 편광필터)를 갖는 우안(60R)을 구비한다. 좌안 편광필터는 패턴 리타더(20)의 제1 리타더와 동일한 광흡수축을 가지며, 우안 편광필터는 패턴 리타더(20)의 제2 리타더와 동일한 광흡수축을 가진다. 예들 들면, 편광 안경(60)의 좌안 편광필터는 좌원편광 필터로 선택될 수 있고, 편광 안경(60)의 우안 편광필터는 우원편광 필터로 선택될 수 있다. 사용자는 편광 안경(60)을 통해 표시소자(10)에 표시된 3D 영상을 감상할 수 있다.
도 7은 데이터 변환부(30)에서의 데이터 변환 예를 상세히 보여준다.
도 7을 참조하면, FHD 해상도 구현을 위해 사이드 바이 사이드 타입의 3D 영상 데이터(DATA) 즉, 960(가로)×1080(세로)의 좌안 영상 데이터(L)와 960(가로)×1080(세로)의 우안 영상 데이터(R)가 입력되는 경우, 데이터 변환부(30)는 사이드 바이 사이드 타입의 원본 3D 영상 데이터(DATA)를 수평 방향으로의 해상도를 업 시킴과 아울러, 아래와 같이 수직 방향으로의 해상도를 다운시켜 라인 바이 라인 타입의 3D 영상 데이터(DATA')로 변조한다.
데이터 변환부(30)는 3D 영상 데이터(DATA) 중 좌안 영상 데이터(L)의 수직으로 인접하는 기수 및 우수 데이터의 휘도 신호를 가중 평균하여 화소 어레이의 기수 표시라인에 대응시킨다. 구체적으로, 데이터 변환부(30)는 좌안 영상 데이터(L)의 수직으로 인접한 제k(k는 양의 홀수) 데이터(L1/L3/.../L1079) 및 제k+1 데이터(L2/L4/.../L1080)의 휘도값을 가중 평균하여 화소 어레이의 제k 표시라인에 표시될 좌안 영상 데이터(αL1+(1-α)L2,αL3+(1-α)L4,...,αL1079+(1-α)L1080)의 휘도값으로 변조한다. 여기서, α는 가중치이며, 0.5보다 크고 1보다 작다.
데이터 변환부(30)는 3D 영상 데이터(DATA) 중 우안 영상 데이터(R)의 수직으로 인접하는 기수 및 우수 데이터의 휘도 신호를 가중 평균하여 화소 어레이의 우수 표시라인에 대응시킨다. 구체적으로, 데이터 변환부(30)는 우안 영상 데이터(R)의 수직으로 인접한 제k+1 데이터(R2/R4/.../R1080) 및 제k 데이터(R1/R3/.../R1079)의 휘도값을 가중 평균하여 화소 어레이의 제k+1 표시라인에 표시될 우안 영상 데이터(αR2+(1-α)R1,αR4+(1-α)R3,...,αR1080+(1-α)R1079)의 휘도값으로 변조한다.
이러한 데이터 변환부(30)의 동작은 아래의 수학식 1로 일반화될 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00002
수학식 1에서, OddL'는 화소 어레이의 기수 표시라인에 입력되는 좌안 영상 데이터의 변조 휘도값을, OddL 및 EvenL은 화소 어레이의 해당 기수 표시라인에 공통으로 대응되며 수직으로 서로 인접한 기수 좌안 데이터와 우수 좌안 데이터의 원본 휘도값을 각각 지시한다.
또한, EvenR'는 화소 어레이의 우수 표시라인에 입력되는 우안 영상 데이터의 변조 휘도값을, EvenR 및 OddR은 화소 어레이의 해당 우수 표시라인에 공통으로 대응되며 수직으로 서로 인접한 우수 우안 데이터와 기수 우안 데이터의 원본 휘도값을 각각 지시한다.
또한, α는 가중치이며, 0.5보다 크고 1보다 작다. 그 결과, α×OddL,및α×EvenR은 각각 상대적으로 밝게 보이고, (1-α)×EvenL,및 (1-α)×OddR은 각각 상대적으로 어둡게 보이게 된다. 이러한 밝은 부분과 어두운 부분의 조합에 의해 공간 주파수의 감소가 최소화되며, 이에 따라 영상의 정세도가 종래 대비 보다 잘 보존된다.
도 8은 도 3 및 도 4에 도시된 #1 및 #2 원본 영상에 본 발명의 가중 평균을 적용한 시뮬레이션 결과를 보여준다.
도 8의 (A)를 통해 명확히 알 수 있듯이, 본 발명은 가중 평균을 이용하여 종래 다운 샘플링에 비해 좌안 영상과 우안 영상의 차이를 없앰으로써 가독성을 크게 높일 수 있다.
도 8의 (B)를 통해 명확히 알 수 있듯이, 본 발명은 가중 평균을 이용하여 종래 다운 스케일링에 비해 공간 주파수의 감소를 최소화하여 영상의 정세도를 잘 보존할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 입체영상 표시장치 및 그 구동방법은 사이드 바이 사이드 타입의 3D 영상 데이터를 가중 평균을 이용하여 라인 바이 라인 타입으로 변환함으로써, 좌/우 영상 차이를 줄임과 아울러 영상의 정세도를 보다 잘 보존하여 표시 품위를 크게 높일 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
10 : 표시소자 20 : 패턴드 리타더
30 : 데이터 변환부 40 : 제어부
50 : 패널 구동부 60 : 편광 안경

Claims (8)

  1. 화소 어레이가 형성되는 표시패널;
    상기 화소 어레이의 기수 표시라인으로부터 입사되는 빛의 제1 편광을 투과시키는 제1 리타더와, 상기 화소 어레이의 우수 표시라인으로부터 입사되는 빛의 제2 편광을 투과시키는 제2 리타더를 포함하는 패턴드 리타더; 및
    사이드 바이 사이드 타입으로 입력되는 3D 영상 데이터를 상기 화소 어레이에 대응하여 라인 바이 라인 타입으로 변환하되, 상기 3D 영상 데이터 중 좌안 영상 데이터의 수직으로 인접하는 기수 및 우수 데이터의 휘도 신호를 가중 평균하여 상기 화소 어레이의 기수 표시라인에 대응시키고, 상기 3D 영상 데이터 중 우안 영상 데이터의 수직으로 인접하는 기수 및 우수 데이터의 휘도 신호를 가중 평균하여 화소 어레이의 우수 표시라인에 대응시키는 데이터 변환부를 구비하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 변환부는,
    상기 좌안 영상 데이터의 수직으로 인접한 제k(k는 양의 홀수) 데이터 및 제k+1 데이터의 휘도값을 가중 평균하여 상기 화소 어레이의 제k 표시라인에 표시될 좌안 영상 데이터의 휘도값으로 변조하고;
    상기 우안 영상 데이터의 수직으로 인접한 제k+1 데이터 및 제k 데이터의 휘도값을 가중 평균하여 상기 화소 어레이의 제k+1 표시라인에 표시될 우안 영상 데이터의 휘도값으로 변조하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 가중 평균을 위한 가중치는 0.5보다 크고 1보다 작은 값으로 선택되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 화소 어레이의 기수 표시라인에 입력되는 좌안 영상 데이터의 변조 휘도값(OddL')과 상기 화소 어레이의 기수 표시라인에 입력되는 우안 영상 데이터의 변조 휘도값(EvenR')은 아래의 수학식 1과 같은 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
    [수학식 1]
    Figure pat00003

    상기 수학식 1에서, 상기 OddL 및 EvenL은 상기 화소 어레이의 해당 기수 표시라인에 공통으로 대응되며 수직으로 서로 인접한 기수 좌안 데이터와 우수 좌안 데이터의 원본 휘도값을 각각 지시하고, 상기 EvenR 및 OddR은 상기 화소 어레이의 해당 우수 표시라인에 공통으로 대응되며 수직으로 서로 인접한 우수 우안 데이터와 기수 우안 데이터의 원본 휘도값을 각각 지시하며, 상기 α는 상기 가중치를 지시한다.
  5. 화소 어레이가 형성되는 표시패널을 갖는 입체영상 표시장치의 구동방법에 있어서,
    사이드 바이 사이드 타입으로 입력되는 3D 영상 데이터를 상기 화소 어레이에 대응하여 라인 바이 라인 타입으로 변환하되, 상기 3D 영상 데이터 중 좌안 영상 데이터의 수직으로 인접하는 기수 및 우수 데이터의 휘도 신호를 가중 평균하여 상기 화소 어레이의 기수 표시라인에 대응시키고, 상기 3D 영상 데이터 중 우안 영상 데이터의 수직으로 인접하는 기수 및 우수 데이터의 휘도 신호를 가중 평균하여 화소 어레이의 우수 표시라인에 대응시키는 단계;
    상기 라인 바이 라인 타입으로 변환된 3D 영상 데이터를 상기 화소 어레이에 표시하는 단계; 및
    상기 화소 어레이의 기수 표시라인으로부터 입사되는 빛의 제1 편광을 투과시키는 제1 리타더와, 상기 화소 어레이의 우수 표시라인으로부터 입사되는 빛의 제2 편광을 투과시키는 제2 리타더를 이용하여 3D 영상을 편광으로 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 3D 영상 데이터를 상기 라인 바이 라인 타입으로 변환하는 단계는,
    상기 좌안 영상 데이터의 수직으로 인접한 제k(k는 양의 홀수) 데이터 및 제k+1 데이터의 휘도값을 가중 평균하여 상기 화소 어레이의 제k 표시라인에 표시될 좌안 영상 데이터의 휘도값으로 변조하는 단계와,
    상기 우안 영상 데이터의 수직으로 인접한 제k+1 데이터 및 제k 데이터의 휘도값을 가중 평균하여 상기 화소 어레이의 제k+1 표시라인에 표시될 우안 영상 데이터의 휘도값으로 변조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 가중 평균을 위한 가중치는 0.5보다 크고 1보다 작은 값으로 선택되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 화소 어레이의 기수 표시라인에 입력되는 좌안 영상 데이터의 변조 휘도값(OddL')과 상기 화소 어레이의 기수 표시라인에 입력되는 우안 영상 데이터의 변조 휘도값(EvenR')은 아래의 수학식 1과 같은 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
    [수학식 1]
    Figure pat00004

    상기 수학식 1에서, 상기 OddL 및 EvenL은 상기 화소 어레이의 해당 기수 표시라인에 공통으로 대응되며 수직으로 서로 인접한 기수 좌안 데이터와 우수 좌안 데이터의 원본 휘도값을 각각 지시하고, 상기 EvenR 및 OddR은 상기 화소 어레이의 해당 우수 표시라인에 공통으로 대응되며 수직으로 서로 인접한 우수 우안 데이터와 기수 우안 데이터의 원본 휘도값을 각각 지시하며, 상기 α는 상기 가중치를 지시한다.
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