KR20120119982A - 3ｄ 디스플레이 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

3D 디스플레이 장치가 개시된다. 본 장치는, 좌안 영상 및 우안 영상을 조합하여 적어도 하나의 프레임을 생성하는 데이터 처리부, 3개의 서브 픽셀로 각각 구성된 픽셀들로 이루어진 패널부, 패널부 상에서 2개의 서브 픽셀 단위로 광 차단 영역 및 광 투과 영역을 형성하는 배리어부 및 좌안 영상 및 우안 영상을 두 개의 서브 픽셀 단위로 교번적으로 배치하여 적어도 하나의 프레임을 생성하도록 데이터 처리부를 제어하고, 데이터 처리부에서 생성된 적어도 하나의 프레임을 디스플레이하도록 패널부를 제어하는 제어부를 포함한다. 이에 따라, 컬러 쉬프트 현상 및 크로스토크를 개선시킬 수 있다.

Description

3Ｄ 디스플레이 장치 및 그 방법 { 3D DISPLAY APPARATUS AND METHOD THEREOF }
본 발명은 3D 디스플레이 장치 및 그 방법에 대한 것으로, 보다 상세하게는, 3D 안경 없이도 3D를 시청할 수 있도록 배리어를 이용하는 3D 디스플레이 장치 및 그 방법에 대한 것이다.
전자 기술의 발달에 힘입어 다양한 종류의 전자 기기들이 개발 및 보급되고 있다. 대표적인 가전 제품으로는 TV와 같은 디스플레이 장치가 사용되고 있다.
특히, 최근에는 3D 영상 화면을 시청할 수 있는 3D 디스플레이 장치도 보급되고 있다. 3D 디스플레이 장치는 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, 공간적으로 쉬프트된 다시점 영상을 디스플레이하면서 패러랙스 배리어(Parallax Barrier) 기술 또는 렌티큘러(Lenticular) 렌즈를 이용하여 시청자의 좌안 및 우안에 다른 시점의 영상에 해당하는 광이 투사되도록 하여, 사용자가 입체감을 느낄 수 있도록 한다.
이와 같이, 무 안경식 시스템의 경우, 안경을 사용하지 않고도 3D 영상 시청이 가능하다는 장점이 있다.
도 1은 패러랙스 배리어를 사용하는 종래의 디스플레이 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 따르면, 배리어(10)는 디스플레이 패널(20)의 상측에 배치된다. 배리어(10)는 복수의 수직 라인 패턴을 가진다. 홀수 라인(a) 및 짝수 라인(b)은 교번적으로 구동되어 온(ON) 또는 오프(OFF)된다.
디스플레이 패널(20)은 좌안 영상(L) 및 우안 영상(R)이 세로 열 방향으로 교번적으로 배치된 프레임을 디스플레이하고, 다음에는 좌안 영상 및 우안 영상의 위치가 서로 반대가 되도록 배치된 프레임을 디스플레이한다.
배리어(10)는 디스플레이 패널(20)의 동작에 맞추어 홀수 라인 및 짝수 라인의 구동을 스위칭한다. 이에 따라 사용자의 좌안(left eye)에는 좌안 영상이 지속적으로 입사되고, 우안(right eye)에는 우안 영상이 지속적으로 입사되어, 사용자는 입체감을 느낄 수 있게 된다.
하지만, 이러한 무 안경식 시스템은 다시점 영상을 제공하기 때문에 좌안 영상 및 우안 영상이 서로 섞이게 되는 크로스토크 현상이 발생할 수 있다.
특히, 사용자가 위치를 이동하게 되면, 위치 이동에 따라 사용자의 좌안에 우안 영상이 투사되고 우안에 우안 영상이 투사되어, 좌우 영상이 뒤바뀌는 역상 현상이 발생할 수 있다.
따라서, 무 안경식 시스템에서 사용자가 효과적으로 3D 디스플레이를 수행할 수 있는 기술에 대한 필요성이 대두되었다.
본 발명은 상술한 필요성에 따른 것으로, 본 발명의 목적은, 2 서브 픽셀 단위로 배치된 배리어를 이용하여 사용자의 좌안 및 우안 위치에 대응되는 영상을 제공하여, 좌안 영상 및 우안 영상 간의 크로스토크를 개선시키는 3D 디스플레이 장치 및 그 방법을 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 3D 디스플레이 장치는, 좌안 영상 및 우안 영상을 조합하여 적어도 하나의 프레임을 생성하는 데이터 처리부, 3개의 서브 픽셀로 각각 구성된 픽셀들로 이루어진 패널부, 상기 패널부 상에서 2개의 서브 픽셀 단위로 광 차단 영역 및 광 투과 영역을 형성하는 배리어부 및 상기 좌안 영상 및 상기 우안 영상을 두 개의 서브 픽셀 단위로 교번적으로 배치하여 상기 적어도 하나의 프레임을 생성하도록 상기 데이터 처리부를 제어하고, 상기 데이터 처리부에서 생성된 적어도 하나의 프레임을 디스플레이하도록 상기 패널부를 제어하는 제어부를 포함한다.
여기서, 상기 데이터 처리부는 상기 좌안 영상 내에서 연속되는 두 개의 픽셀을 구성하는 서브 픽셀들 및 상기 우안 영상 내에서 연속되는 두 개의 픽셀을 구성하는 서브 픽셀들을, 제1 프레임 내의 두 픽셀 및 제2 프레임 내의 두 픽셀 위치로 분산하여, 상기 좌안 영상의 서브 픽셀과 상기 우안 영상의 서브 픽셀이 2 개의 서브 픽셀 단위로 교번적으로 배치되는 상기 제1 프레임 및 상기 제2 프레임을 생성하며, 상기 제1 프레임에서의 좌안 영상 서브 픽셀 위치 및 우안 영상 서브 픽셀 위치와, 상기 제2 프레임에서의 좌안 영상 서브 픽셀 위치 및 우안 영상 서브 픽셀 위치는 서로 반대일 수 있다.
그리고, 상기 데이터 처리부는, 상기 우안 영상의 제1 픽셀 내의 R, G 서브 픽셀을 상기 제1 프레임의 제1 픽셀 내의 R, G 서브 픽셀로 배치하고, 상기 우안 영상의 제1 픽셀 내의 B 서브 픽셀을 상기 제2 프레임의 제1 픽셀 내의 B 서브 픽셀로 배치하고, 상기 우안 영상의 제2 픽셀 내의 R 서브 픽셀을 상기 제2 프레임의 제2 픽셀 내의 R 서브 픽셀로 배치하고, 상기 우안 영상의 제2 픽셀 내의 G, B 서브 픽셀을 상기 제1 프레임의 제2 픽셀 내의 G, B 서브 픽셀로 배치하며, 상기 좌안 영상의 제1 픽셀의 r, g 서브 픽셀을 상기 제2 프레임의 제1 픽셀내의 r, g 서브 픽셀로 배치하고, 상기 좌안 영상의 제1 픽셀의 b 서브 픽셀을 상기 제1 프레임의 제1 픽셀의 b 서브 픽셀로 배치하고, 상기 좌안 영상의 제2 픽셀의 r 서브 픽셀을 상기 제1 프레임의 제2 픽셀의 r 서브 픽셀로 배치하고, 상기 좌안 영상의 제2 픽셀의 g, b 서브 픽셀을 상기 제2 프레임의 제2 픽셀의 g, b 서브 픽셀로 배치할 수 있다.
그리고, 상기 데이터 처리부는 상기 우안 영상 내에서 연속되는 두 픽셀 내의 서브 픽셀들과, 상기 좌안 영상 내에서 연속되는 두 픽셀 내의 서브 픽셀들을 4개의 픽셀로 분산하여 제1 프레임을 생성하고, 상기 우안 영상 내에서 연속되는 두 픽셀 내의 서브 픽셀들과, 상기 좌안 영상 내에서 연속되는 두 픽셀 내의 서브 픽셀들을 상기 제1 프레임과 반대 패턴으로 4개의 픽셀로 분산하여 제2 프레임을 생성할 수 있다.
또한, 본 3D 디스플레이 장치는, 사용자 위치를 추적하는 위치 추적부를 더포함할 수 있다.
여기서, 상기 제어부는, 상기 위치 추적부에서 추적된 사용자 위치에 따라 상기 좌안 영상 및 상기 우안 영상의 조합 패턴을 변경하도록 상기 데이터 처리부를 제어할 수 있다.
그리고, 상기 데이터 처리부는, 상기 위치 추적부에서 추적된 사용자 위치가 정시역이면, 상기 좌안 영상을 구성하는 픽셀 내의 2개의 좌안 서브 픽셀과, 상기 우안 영상을 구성하는 픽셀 내의 2개의 우안 서브 픽셀이 상기 사용자의 좌안 및 우안 위치에 각각 대응되도록 교번적으로 배치하고, 상기 위치 추적부에서 추적된 사용자 위치가 이동하면, 이동된 위치에 대응하여 상기 2개의 좌안 서브 픽셀 및 상기 2 개의 우안 서브 픽셀의 위치를 1 서브 픽셀 단위로 쉬프트시킬 수 있다.
또한, 상기 배리어부는, 액정층, 상기 액정층의 상부 표면에서 일정한 갭을 가지도록 배치된 복수의 상부 전극, 상기 액정층의 하부 표면에서 상기 복수의 상부 전극과 1/4 피치만큼 엇갈리게 배치되는 복수의 하부 전극을 포함한다. 여기서, 상기 피치는 상기 갭(gap)과, 하나의 상부 전극의 폭을 가산한 크기일 수 있다.
그리고, 상기 사용자의 위치 이동에 따라 기준 배리어 패턴 및 1/4 쉬프트 패턴이 교번적으로 형성되도록 상기 상부 전극 및 상기 하부 전극을 개별 구동시키는 배리어 구동부를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 데이터 처리부는, 상기 기준 배리어 패턴이 형성될 때마다, 교번적으로 배치된 2개의 좌안 서브 픽셀 및 2 개의 우안 서브 픽셀을 상기 이동 방향의 반대 방향으로 1 서브 픽셀 단위로 쉬프트시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 3D 디스플레이 방법은, 좌안 영상 및 우안 영상을 조합하여 적어도 하나의 프레임을 생성하는 단계, 패널부를 이용하여 상기 적어도 하나의 프레임을 디스플레이하면서, 배리어부를 이용하여 상기 패널부에서 발산되는 광을 2개의 서브 픽셀 단위로 투과 또는 차단시키는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 적어도 하나의 프레임을 생성하는 단계는, 상기 좌안 영상 내에서 연속되는 두 개의 픽셀을 구성하는 서브 픽셀들 및 상기 우안 영상 내에서 연속되는 두 개의 픽셀을 구성하는 서브 픽셀들을, 제1 프레임 내의 두 픽셀 및 제2 프레임 내의 두 픽셀 위치로 분산하여, 상기 좌안 영상의 서브 픽셀과 상기 우안 영상의 서브 픽셀이 2 개의 서브 픽셀 단위로 교번적으로 배치되는 상기 제1 프레임 및 상기 제2 프레임을 생성하며, 상기 제1 프레임에서의 좌안 영상 서브 픽셀 위치 및 우안 영상 서브 픽셀 위치와, 상기 제2 프레임에서의 좌안 영상 서브 픽셀 위치 및 우안 영상 서브 픽셀 위치는 서로 반대일 수 있다.
그리고, 상기 적어도 하나의 프레임을 생성하는 단계는, 상기 우안 영상 내에서 연속되는 두 픽셀 내의 서브픽셀들과, 상기 좌안 영상 내에서 연속되는 두 픽셀 내의 서브 픽셀들을 4개의 픽셀로 분산하여 제1 프레임을 생성하는 단계 및 상기 우안 영상 내에서 연속되는 두 픽셀 내의 서브픽셀들과, 상기 좌안 영상 내에서 연속되는 두 픽셀 내의 서브 픽셀들을 상기 제1 프레임과 반대 패턴으로 4개의 픽셀로 분산하여 제2 프레임을 생성하는 단계를 포함한다.
그리고, 사용자 위치를 추적하는 단계 및 상기 추적된 사용자 위치에 따라 상기 좌안 영상 및 상기 우안 영상의 조합 패턴을 변경하는 변경 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 변경 단계는, 상기 추적된 사용자 위치가 정시역이면, 상기 좌안 영상을 구성하는 픽셀 내의 2개의 좌안 서브 픽셀과, 상기 우안 영상을 구성하는 픽셀 내의 2개의 우안 서브 픽셀이 상기 사용자의 좌안 및 우안 위치에 각각 대응되도록 교번적으로 배치하는 단계, 상기 추적된 사용자 위치가 이동하면, 이동된 상기 사용자 위치에 대응하여 상기 2개의 좌안 서브 픽셀 및 상기 2 개의 우안 서브 픽셀의 위치를 1 서브 픽셀 단위로 쉬프트시키는 단계를 포함한다.
그리고, 상기 배리어부는 액정층, 상기 액정층의 상부 표면에서 일정한 갭을 가지도록 배치된 복수의 상부 전극 및 상기 액정층의 하부 표면에서 상기 복수의 상부 전극과 1/4 피치만큼 엇갈리게 배치되는 복수의 하부 전극을 포함하고, 상기 피치는 상기 갭(gap)과, 하나의 상부 전극의 폭을 가산한 크기이며, 상기 패널부에서 발산되는 광을 2개의 서브 픽셀 단위로 투과 또는 차단시키는 단계는, 상기 배리어부에서 광 투과 영역 및 광 차단 영역이 교번적으로 나타나도록 상기 복수의 상부 전극 및 상기 복수의 하부 전극을 개별적으로 구동시킬 수 있다.
또한, 상기 사용자의 위치 이동에 따라 기준 배리어 패턴 및 1/4 쉬프트 패턴이 교번적으로 형성되도록 상기 상부 배리어 및 상기 하부 배리어를 개별 구동시키는 단계를 더 포함하며, 상기 적어도 하나의 프레임을 생성하는 단계는, 상기 기준 배리어 패턴이 형성될 때마다, 교번적으로 배치된 2개의 좌안 서브 픽셀 및 2 개의 우안 서브 픽셀을 상기 사용자의 이동 방향의 반대 방향으로 1 서브 픽셀 단위로 쉬프트시킬 수 있다.
이상과 같은 다양한 실시 예에 따르면, 사용자의 위치 이동이 있더라도 좌안 영상 및 우안 영상이 서로 섞이는 크로스토크를 저감시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 무 안경식 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3D 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블럭도,
도 3은 2 서브 픽셀 단위로 구성된 배리어와, 2 서브 픽셀 단위로 좌안 영상 및 우안 영상이 배치된 프레임을 나타내는 도면,
도 4는 좌안 영상 및 우안 영상을 이용하여 프레임을 구성하는 방법의 일 예를 나타내는 도면,
도 5는 좌안 영상 및 우안 영상을 이용하여 프레임을 구성하는 방법의 다른 예를 나타내는 도면,
도 6은 좌안 영상 및 우안 영상을 이용하여 프레임을 구성하는 방법의 또 다른 예를 나타내는 도면,
도 7은 사용자의 위치에 따른 배리어와 픽셀의 쉬프트 현상을 나타내는 도면,
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 3D 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블럭도,
도 9 내지 도 12는 사용자의 위치 이동에 따라 프레임의 서브 픽셀 위치를 쉬프트시키는 과정을 설명하기 위한 도면,
도 13 내지 도 16은 도 9 내지 도 12의 쉬프트 과정에서의 서브 픽셀 배치 방법을 설명하기 위한 도면,
도 17은 도 9 내지 도 12와 같은 방식으로 쉬프트를 시켰을 때의 크로스토크 개선 효과를 설명하기 위한 도면,
도 18은 3 서브 픽셀 단위로 좌안 영상 및 우안 영상을 조합하여 프레임을 구성하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 19는 도 18의 프레임 구성 방법을 좀 더 구체적으로 설명하기 위한 도면,
도 20 및 도 21은 사용자의 위치 이동에 따라 3 서브 픽셀 단위로 쉬프트시키는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 22는 4 서브 픽셀 단위로 좌안 영상 및 우안 영상을 조합하여 프레임을 구성하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 23은 도 22의 프레임 구성 방법을 좀 더 구체적으로 설명하기 위한 도면,
도 24 및 도 25는 사용자의 위치 이동에 따라 4 서브 픽셀 단위로 쉬프트시키는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 26은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 배리어부의 구성을 나타내는 도면,
도 27 내지 도 31은 도 26과 같이 구성된 배리어부가 형성된 패널부에서 사용자의 위치 이동에 따라 프레임을 변경하는 과정을 설명하기 위한 도면,
도 32는 도 27 내지 도 31에 도시된 각 과정에서의 프레임 변경 및 배리어 구동 상태를 설명하기 위한 도면,
도 33은 도 27 내지 도 31과 같은 방식으로 쉬프트를 시켰을 때의 크로스토크 개선 효과를 설명하기 위한 도면, 그리고,
도 34 및 도 35는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 3D 디스플레이 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 3D 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다. 3D 디스플레이 장치란 컨텐츠를 3D 방식으로 디스플레이하여 사용자가 입체감을 느낄 수 있도록 하는 장치이다. TV, 모니터, PC, 휴대폰, 랩탑 컴퓨터, 태블릿 PC, 전자 액자, 전자 책, PDA 등과 같은 다양한 종류의 장치가 3D 디스플레이 장치로 구현될 수 있다.
도 1에 따르면, 3D 디스플레이 장치는 데이터 처리부(110), 패널부(120), 배리어부(130), 제어부(140)를 포함한다. 패널부(120) 및 배리어부(130)는 디스플레이부(200)를 구성한다.
데이터 처리부(110)는 다시점 영상을 생성한다. 다시점 영상이란 동일한 피사체를 서로 다른 각도에서 촬상한 영상들이 조합된 영상을 의미한다. 데이터 처리부(110)는 좌안 영상 및 우안 영상을 교번적으로 반복 배치되어 하나의 이미지 프레임을 구성할 수 있다. 또는, 4개 이상의 영상들을 조합하여 프레임을 구성할 수도 있다. 다시점 영상의 기초가 되는 좌안 영상, 우안 영상 등은 방송국이나 웹 서버 등과 같은 외부 소스로부터 제공될 수도 있고, 내외부 저장 매체, 재생 장치 등에서 제공될 수도 있다.
데이터 처리부(110)는 실시 예에 따라 하나의 프레임만 생성할 수도 있고, 2개의 프레임을 생성할 수도 있다. 즉, 좌안 영상 및 우안 영상을 조합하여 하나의 프레임을 생성하는 실시 예에서는 좌안 영상 및 우안 영상 각각의 절반의 데이터만을 시청하게 되므로, 해상도가 떨어진다. 따라서, 2개의 프레임을 생성하여, 해상도를 유지시킬 수 있다. 하나의 프레임만을 생성하는 경우에는 원 영상 출력 주파수를 그대로 이용되고, 두 개의 프레임을 생성하는 경우에는 출력 주파수를 2배로 증대시켜 사용할 수 있다. 가령, 하나의 프레임의 경우에는 60Hz 단위로 프레임이 디스플레이되고, 두 개의 프레임의 경우에는 120 Hz 단위로 2개의 프레임이 디스플레이된다.
패널부(120)는 데이터 처리부(110)에서 생성된 프레임을 디스플레이한다. 패널부(120)는 복수의 픽셀로 이루어진다. 각 픽셀은 R, G, B와 같은 3개의 서브 픽셀로 구성된다.
배리어부(130)는 패널부(120)에 표시되는 프레임의 광을 선택적으로 투과 또는 차단시켜, 사용자의 좌안 및 우안에 서로 다른 시점의 영상이 입사될 수 있도록 한다. 이에 따라, 사용자는 입체감을 느낄 수 있다. 구체적으로는, 배리어부(130)는 패널부(120) 상에 2개의 서브 픽셀 단위로 배치될 수 있다. 배리어부(130)는 패러랙스(parallax) 배리어로 구현된다.
제어부(140)는 좌안 영상 및 우안 영상을 두 개의 서브 픽셀 단위로 교번적으로 배치하여 적어도 하나의 프레임을 생성하도록 데이터 처리부(110)를 제어한다. 그리고, 제어부(140)는 데이터 처리부(110)에서 생성된 적어도 하나의 프레임을 디스플레이하도록 패널부(120)를 제어한다. 또한, 제어부(140)는 광 투과 영역 및 광 차단 영역이 매 프레임마다 교번적으로 반전되어 형성되도록, 배리어부(130)를 구동시킨다. 광 투과 영역이란 패널부(120)에서 발산되는 광이 시청자 방향으로 전달되는 영역이고, 광 차단 영역이란 광이 시청자 방향으로 전달되지 못하고 차단되는 영역이다. 배리어부(130)는 화면을 복수의 세로 라인으로 분할하여 짝수 라인 및 홀수 라인 별로 번갈아 오픈 또는 클로즈한다. 오픈된 라인이 광 투과 영역에 해당하고, 클로즈된 라인이 광 차단 영역에 해당한다.
배리어부(130)는 액정층, 상부 전극, 하부 전극을 포함할 수 있다. 상부 전극 및 하부 전극은 그 자체로 광을 차단하지 않도록, ITO(Indium Tin Oxide) 투명 전극으로 구현될 수 있다.
상부 전극 및 하부 전극 중 적어도 하나는 복수 개로 형성될 수 있다. 가령, 복수 개의 상부 전극이 마련된 경우, 복수의 상부 전극은 액정층의 상부 면에서 일정 갭을 가지면서 서로 이격될 수 있다. 반면, 하부 전극은 공통 전극으로 구현될 수 있다.
또는, 하부 전극이 복수로 구현되고, 상부 전극이 공통 전극으로 구현될 수도 있다. 또는, 상하부 전극 모두가 복수 개로 구현될 수 있다. 상하부 전극 모두가 복수 개로 구현되는 경우에 대해서는 후술하는 부분에서 설명한다.
제어부(140)는 복수 개로 마련된 전극을 개별적으로 구동시켜, 광 투과 영역 및 광 차단 영역이 2 서브 픽셀 단위의 크기를 가지면서 서로 교번적으로 반복되도록 제어할 수 있다. 제어부(140)는 상부 전극 및 하부 전극 각각에 구동 신호를 인가하거나 접지시키는 방식으로 배리어부(130)를 구동시킨다. 구동 신호가 인가된 전극과 접지된 전극 사이에는 전위차가 형성되어 그 사이의 액정층은 턴-온되고, 광 투과 영역을 형성한다. 그렇지 않은 액정층 영역은 턴-오프되어 광 차단 영역이 된다.
이와 같이, 프레임은 2 서브 픽셀 단위로 좌안 영상 및 우안 영상이 조합되어 생성되고, 배리어부(130)도 2 서브 픽셀 단위로 광을 투과 또는 차단시킬 수 있다.
결과적으로, 광 투과 영역이 1 서브 픽셀보다 넓어진다. 따라서, 서브 픽셀 (sub-pixel) 단위로 광을 투과 또는 차단하는 방식에 비해 시청 거리를 줄일 수 있다.
또한, 사용자가 위치를 이동할 경우, 배리어부(130)에 의해 차단되는 영역이 특정 컬러로 제한되지 않게 된다. 따라서, 픽셀(pixel) 단위로 광을 투과 또는 차단하는 방식에 비해 컬러 쉬프트 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
즉, 사용자가 정시역에서 시청할 경우, 배리어부(130)에 의해 좌안 영상과 우안 영상이 분리되어 각각 사용자의 좌안 및 우안에 인식된다. 시청자의 위치가 오른쪽 또는 왼쪽으로 이동할 경우, 배리어부(130)의 광 투과 영역은 그 반대 방향으로 쉬프트된다. 3개의 서브 픽셀로 이루어진 픽셀 단위로 배리어부(130)의 광 투과 영역을 쉬프트시키게 되면, 서브 픽셀들 중 가장 자리에 배치된 R 또는 B에서 발산되는 광이 배리어부(130)에 의해 차단되어, 이들 컬러 성분이 감소된다. 이에 따라, 컬러 쉬프트 현상이 발생한다.
하지만, 도 2와 같이 2 서브 픽셀 단위로 광 투과 영역 및 광 차단 영역을 형성하게 되면, 2 서브 픽셀 중 하나의 면적이 감소하더라도, 2개의 픽셀 단위에서 볼 때는 R, G, B가 같은 비율로 감소하게 된다. 따라서, 컬러 쉬프트가 발생하지 않게 된다.
도 3은 2 서브 픽셀 단위로 광을 투과 또는 차단시키는 배리어부(130)의 일 예를 나타낸다. 도 3에 따르면, 패널부(120)는 복수의 픽셀(11, 12, 13, 14, ...)을 포함하며, 각 픽셀들은 세 개의 R, G, B 서브 픽셀들을 포함한다. 배리어부(130)는 첫 번째 픽셀(11)의 B1 서브 픽셀과 두 번째 픽셀(12)의 R2 서브 픽셀을 차단하고, 세번째 픽셀(13)의 R3, G3 서브 픽셀, 4 번째 픽셀의 G4, B4 서브 픽셀을 차단한다. 다음 프레임에서는 차단되었던 서브 픽셀들의 광이 투과되도록, 광 투과 영역과 광 차단 영역의 위치를 전환한다.
도 4는 좌안 영상 및 우안 영상을 이용하여 복수의 프레임을 생성하는 방법의 일 예를 나타낸다.
데이터 처리부(110)는 좌안 영상 내에서 연속되는 두 개의 픽셀 내의 서브 픽셀들 및 우안 영상 내에서 연속되는 두 개의 픽셀 내의 서브 픽셀들을, 제1 프레임 내의 두 픽셀과 제2 프레임 내의 두 픽셀 위치로 분산한다. 이에 따라, 제1 프레임은 좌안 영상의 서브 픽셀과 우안 영상의 서브 픽셀이 2 개의 서브 픽셀 단위로 교번적으로 배치되고, 제2 프레임은 제1 프레임과 반대로 우안 영상의 서브 픽셀과 좌안 영상의 서브 픽셀이 2 개의 서브 픽셀 단위로 교번적으로 배치된다.
도 4에 따르면, 데이터 처리부(110)는, 우안 영상의 제1 픽셀 내의 R, G 서브 픽셀을 상기 제1 프레임의 제1 픽셀 내의 R, G 서브 픽셀로 배치하고, 우안 영상의 제1 픽셀 내의 B 서브 픽셀을 제2 프레임의 제1 픽셀 내의 B 서브 픽셀로 배치하고, 우안 영상의 제2 픽셀 내의 R 서브 픽셀을 제2 프레임의 제2 픽셀 내의 R 서브 픽셀로 배치하며, 우안 영상의 제2 픽셀 내의 G, B 서브 픽셀을 제1 프레임의 제2 픽셀 내의 G, B 서브 픽셀로 배치한다.
또한, 데이터 처리부(110)는 좌안 영상의 제1 픽셀의 r, g 서브 픽셀을 제2 프레임의 제1 픽셀내의 r, g 서브 픽셀로 배치하고, 좌안 영상의 제1 픽셀의 b 서브 픽셀을 제1 프레임의 제1 픽셀의 b 서브 픽셀로 배치하고, 좌안 영상의 제2 픽셀의 r 서브 픽셀을 제1 프레임의 제2 픽셀의 r 서브 픽셀로 배치하고, 좌안 영상의 제2 픽셀의 g, b 서브 픽셀을 제2 프레임의 제2 픽셀의 g, b 서브 픽셀로 배치한다. 도 4에서와 같이 좌안 영상 및 우안 영상을 이용하여 2개의 프레임을 생성하므로, 해상도 감소를 보상해 줄 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 프레임 생성 방법을 나타낸다. 도 5에 따르면, 데이터 처리부(110)는 우안 영상 내에서 연속되는 두 픽셀 내의 서브픽셀들과, 좌안 영상 내에서 연속되는 두 픽셀 내의 서브 픽셀들을 4개의 픽셀로 분산하여 제1 프레임을 생성한다. 그리고, 우안 영상 내에서 연속되는 두 픽셀 내의 서브픽셀들과, 좌안 영상 내에서 연속되는 두 픽셀 내의 서브 픽셀들을 상기 제1 프레임과 반대 패턴으로 4개의 픽셀로 분산하여 제2 프레임을 생성한다.
도 5에 따르면, 우안 영상의 제1 픽셀의 서브 픽셀들(R1, G1, B1) 및 제2 픽셀의 서브 픽셀들(R2, G2, B2), 좌안 영상의 제1 픽셀의 서브 픽셀들(r1, g1, b1) 및 제2 픽셀의 서브 픽셀들(r2, g2, b2)은 제1 프레임 내에서 R1, G1, b1, r1, G2, B1, r2, g1, B2, R2, g2, b2 순서로 배치된다. 제2 프레임 내에서는 r1, g1, B1, R1, g2, b1, R2, G1, b2, r2, G2, B2 순서로 배치된다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 프레임 생성 방법을 나타낸다. 도 6에 따르면, 데이터 처리부(110)는 우안 영상의 제1 픽셀의 서브 픽셀들(R1, G1, B1) 및 제2 픽셀의 서브 픽셀들(R2, G2, B2), 좌안 영상의 제1 픽셀의 서브 픽셀들(r1, g1, b1) 및 제2 픽셀의 서브 픽셀들(r2, g2, b2)을 R1, G1, b1, r1, G2, B1, r2, g1, B2, R2, g2, b2 순서로 배치하여 하나의 프레임을 생성한다. 도 5에서는 해상도 보상을 위하여 두 개의 프레임을 생성하였지만, 도 6에서는 하나의 프레임을 생성한다.
도 7은 도 6과 같이 생성된 프레임을 2 서브 픽셀 단위로 차단하는 배리어부의 구성을 나타낸다. 도 7의 (a)는 배리어부와 픽셀이 매칭된 상태를 나타낸다. 이러한 상태에서 사용자가 우측으로 이동하면, 도 7의 (b)와 같이 배리어부의 광 차단 영역이 좌측으로 쉬프트된다. 반면, 사용자가 좌측으로 이동하면, 도 7의 (c)와 같이 배리어부의 광 차단 영역이 우측으로 쉬프트된다. 이와 같이 광 차단 영역이 쉬프트됨에 따라 일부 서브 픽셀이 좌안 또는 우안에 인식되는 면적이 감소할 수 있지만, 복수의 픽셀 단위로 보면 컬러 별로 균일하게 인식된다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 3D 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다. 도 8에 따르면, 3D 디스플레이 장치는 데이터 처리부(110), 패널부(120), 배리어부(130), 제어부(140), 위치 추적부(150), 배리어 구동부(160)를 포함한다.
데이터 처리부(110)는 상술한 바와 같이 다시점 영상을 생성한다. 패널부(120)는 데이터 처리부(110)에서 생성한 다시점 영상을 디스플레이한다.
배리어부(130)는 패널부(120) 상에 광 투과 영역 및 광 차단 영역을 형성한다. 배리어부(130)는 2 서브 픽셀 단위로 광 투과 영역 및 광 차단 영역을 형성하고, 프레임 별로 광 투과 영역 및 광 차단 영역의 위치를 반전시킨다.
배리어 구동부(160)는 제어부(140)의 제어에 따라 배리어부(130)를 구동시킨다. 구체적으로는, 배리어 구동부(160)는 패널부(120)에서 매 프레임이 디스플레이될 때마다 광 투과 영역 및 광 차단 영역의 위치가 반전되도록 배리어부(130) 내의 각 전극에 구동 신호를 인가한다.
위치 추적부(150)는 사용자 위치를 추적한다. 위치 추적부(150)는 3D 디스플레이 장치에 구비된 촬상부(미도시)에서 촬상된 데이터를 이용하여 사용자의 위치를 감지한다. 일 예로, 위치 추적부(150)는 촬상부에서 촬상한 이미지 프레임을 복수의 블럭으로 분할한다. 위치 추적부(150)는 각 블럭의 대표값을 검출한다. 대표값이란 해당 블럭의 특성을 대표할 수 있는 값으로 블럭 내의 픽셀들의 픽셀 평균값, 최대 픽셀값, 최소 픽셀값, 총 픽셀값 등과 같이 다양한 값이 대표값으로 사용될 수 있다. 위치 추적부(150)는 검출된 대표값을 비교하여 유사한 대표값을 가지면서 연속적으로 배치되는 블럭들을 연결하여, 연결된 블럭들을 하나의 객체(object)로 인식한다. 구체적으로는 사용자의 얼굴 부분을 객체로 인식할 수 있다. 위치 추적부(150)는 이전 프레임과 현재 프레임을 비교하여 서로 매칭되는 객체를 탐색하고, 탐색된 객체의 위치를 비교하여 이동 거리 및 방향을 검출한다. 이와 같이, 위치 추적부(150)는 사용자의 위치 이동 상태를 감지할 수 있다.
제어부(140)는 데이터 처리부(110), 패널부(120), 배리어부(130)의 동작을 제어한다. 제어부(140)는 위치 추적부(150)에서 추적된 사용자 위치에 따라 좌안 영상 및 우안 영상의 조합 패턴을 변경하도록 데이터 처리부(110)를 제어한다.
데이터 처리부(110)는, 위치 추적부(150)에서 추적된 사용자 위치가 정시역이면, 좌안 영상을 구성하는 픽셀 내의 2개의 좌안 서브 픽셀과, 우안 영상을 구성하는 픽셀 내의 2개의 우안 서브 픽셀이 상기 사용자의 좌안 및 우안 위치에 각각 대응되도록 교번적으로 배치한다.
데이터 처리부(110)는 패널부(120)에서 매 프레임을 출력할 때마다 2개의 좌안 서브 픽셀 및 2 개의 우안 서브 픽셀의 위치를 반전시킬 수 있다.
데이터 처리부(110)는 위치 추적부(150)에서 사용자의 위치가 이동하는 것을 감지하면, 사용자의 위치 이동에 대응하여 2개의 좌안 서브 픽셀 및 2 개의 우안 서브 픽셀의 위치를 1 서브 픽셀 단위로 쉬프트시킨다.
도 9 내지 도 12는 사용자의 위치 이동에 따라 프레임의 서브 픽셀 위치를 쉬프트시키는 방법의 일 예를 나타낸다. 도 9 내지 도 12는 해상도 저하가 없도록 좌안 및 우안 영상을 조합하여 두 개의 프레임을 생성하는 3D 디스플레이 장치의 동작을 나타낸다. 배리어부(130)의 각 라인의 폭은 패널부(120)의 2 서브 픽셀 단위로 설계된다. 패널부(120)는 위치 추적부(150)로부터 사용자의 위치 데이터를 실시간으로 제공받아 시청 위치에 따라 4 서브 픽셀 단위로 제1 및 제2 프레임의 좌안 및 우안 영상을 배치한다.
도 9에 따르면, 좌안 및 우안이 정시역인 1, 3번 위치에 있는 것으로 판단되는 경우, 3D 디스플레이 장치의 패널부(120)는 2개의 좌안 서브 픽셀(L, L) 및 2개의 우안 서브 픽셀(R, R)이 교번적으로 배치된 제1 프레임과, 제1 프레임과 반대로 2개의 우안 서브 픽셀(R, R) 및 2개의 좌안 서브 픽셀(L, L)이 교번적으로 배치된 제2 프레임을 교번적으로 디스플레이한다.
배리어부(130)는 제1 프레임이 디스플레이될 때의 ON/OFF 패턴과 제2 프레임이 디스플레이될 때의 ON/OFF 패턴을 반전시킨다. 이에 따라, 두 프레임의 좌안 서브 픽셀은 좌안에 연속적으로 인식되고, 두 프레임의 우안 서브 픽셀은 우안에 연속적으로 인식된다. 각 프레임의 디스플레이 및 배리어부(130)의 반전 구동은 120Hz 이상의 동작 주파수에 따라 이루어질 수 있다.
도 10은 사용자의 좌안 및 우안이 각각 2, 4번 위치로 이동한 경우를 나타낸다. 패널부(120)는 사용자의 이동 방향의 반대 방향으로 1 서브 픽셀만큼 쉬프트시킨다. 즉, 제1 프레임에서는 LRRLLRRLLRRLL과 같이 좌안 서브 픽셀과 우안 서브 픽셀이 반복되고, 제2 프레임에서는 RLLRRLLRRLLRRLL과 같이 반대 패턴으로 각 서브 픽셀들이 배치된다. 배리어부(130)의 구동은 도 9와 동일하다.
도 11은 사용자의 좌안 및 우안이 각각 3, 1번 위치로 이동한 경우를 나타낸다. 이 경우에는 패널부(120)는 도 9와 반대 패턴으로 좌안 서브 픽셀과 우안 서브 픽셀을 배치하여 제1 프레임 및 제2 프레임을 생성한다.
도 12는 사용자의 좌안 및 우안이 각각 4, 2번 위치로 이동한 경우를 나타낸다. 도 12에 따르면, 도 10과 반대 패턴으로 좌안 서브 픽셀과 우안 서브 픽셀을 배치하여 제1 및 제2 프레임을 생성한다.
도 13 내지 도 16은 해상도 감소가 없는 고속 패러랙스 배리어(parallax barrier) 방식에서 동작하는 3D 디스플레이 장치에서의 프레임 구성 방식을 나타낸다.
도 13은 도 9와 같이 사용자가 정시역에 위치한 경우의 프레임 내의 서브 픽셀 배치 패턴을 나타낸다. 도 13에 따르면 사용자의 좌안 및 우안이 각각 1,3번 위치에 있을 때는 좌안 영상의 각 픽셀들의 서브 픽셀은 두 개씩 순차적으로 구분되어 제1 프레임 및 제2 프레임으로 분산된다. 그리고 우안 영상의 각 픽셀들의 서브 픽셀도 두 개씩 순차적으로 구분되어 제1 프레임 및 제2 프레임으로 분산된다. 이에 따라, 제1 프레임은 LR1, LG1, RB1, RR1, LG2, LB2, RR2, RG3와 같이 구성된다. 제2 프레임은 RR1, RG1, LB1, LR2, RG2, RB2, LR3, LG3와 같이 구성된다.
도 14 내지 도 16은 각각 도 10 내지 도 13의 경우에 대응되는 서브 픽셀 배치 패턴을 나타낸다. 이와 같이, 사용자의 위치 이동에 따라 1 서브 픽셀 단위로 쉬프트되어 프레임이 구성된다.
도 17은 도 13 내지 도 16과 같이 좌안 서브 픽셀과 우안 서브 픽셀을 배치하여 프레임들을 구성하였을 때, 발생하는 크로스토크를 나타낸다. 패러랙스 배리어 구조의 종래 3D 디스플레이 장치는 사용자가 65/2 mm만큼 이동하였을 때 100%의 크로스토크가 발생하고, 65mm만큼 이동하였을 때는 좌우 영상이 반전된다. 이에 비해, 도 17에 따르면, 좌안 및 우안 사이의 거리가 65mm인 경우, 사용자가 65mm만큼 이동하는 동안 50% 정도의 크로스토크가 2회 발생한다. 따라서, 특정 시점에서 좌우 영상이 반전되는 문제도 해결하면서 최대 크로스토크도 절반으로 줄일 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 2 서브 픽셀 단위로 컬러 별 서브 픽셀을 분산하게 되면, 컬러 쉬프트 현상도 방지할 수 있다.
도 18은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 3개의 서브 픽셀단위로 배리어가 설계된 경우를 나타낸다. 도 18에 따르면, 패널부(120)는 LLLRRRLLLRRR 패턴의 제1 프레임과, RRRLLLRRRLLL 패턴의 제2 프레임을 순차적으로 디스플레이한다.
도 19는 좌안 및 우안의 위치에 따라 제1 프레임과 제2 프레임에서의 좌안 서브 픽셀 및 우안 서브 픽셀의 배치를 6 서브 픽셀 단위로 다르게 생성한다. 도 19에 따르면, 제1 프레임 및 제2 프레임에서는 사용자의 이동 방향과 반대방향으로 1 서브 픽셀 단위의 쉬프트가 이루어진다. 이에 따라, 시청 거리가 단축되면서 좌안 및 우안 영상이 혼재하는 크로스토크가 저감된다.
도 20 및 도 21은 도 18과 같은 실시 예에서 좌안 및 우안 영상의 서브 픽셀들이 배치되는 패턴을 나타낸다. 도 20 및 도 21에 따르면, 좌안 영상의 3 서브 픽셀과, 우안 영상의 3 서브 픽셀은 제1 프레임 및 제2 프레임으로 분산된다. 좌안 및 우안이 1, 4번 시점에 위치하면, 제1 프레임은 LLLRRR으로 생성되고, 제2 프레임은 RRRLLL로 생성된다. 이 후에 좌안 및 우안이 2, 5번 시점에 위치하면 제1 프레임은 LLRRRL로 생성되고, 제2 프레임은 RRLLLR로 생성된다.
도 22는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 4개의 서브 픽셀단위로 배리어가 설계된 경우를 나타낸다. 패러랙스 배리어의 각 라인의 폭을 4 서브픽셀 단위로 설계하면, 패널부(120)는 LLLLRRRRLLLLRRRR 패턴의 제1 프레임과, RRRRLLLLRRRRLLLL 패턴의 제2 프레임을 순차적으로 디스플레이한다.
도 23은 좌안 및 우안의 위치에 따라 제1 프레임과 제2 프레임에서의 좌안 서브 픽셀 및 우안 서브 픽셀의 배치를 8 서브 픽셀 단위로 다르게 생성한다. 도 19에 따르면, 제1 프레임 및 제2 프레임에서는 사용자의 이동 방향과 반대방향으로 1 서브 픽셀 단위의 쉬프트가 이루어진다. 이에 따라, 시청 거리가 단축되면서 좌안 및 우안 영상이 혼재하는 크로스토크가 저감된다.
도 24 및 도 25는 도 23의 실시 예에서의 좌안 및 우안 영상의 서브 픽셀들이 배치되는 패턴을 나타낸다. 도 24 및 도 25에 따르면, 좌안 영상의 4 서브 픽셀과, 우안 영상의 4 서브 픽셀은 제1 프레임 및 제2 프레임으로 분산된다. 좌안 및 우안이 1, 5번 시점에 위치하면, 제1 프레임은 LLLLRRRR으로 생성되고, 제2 프레임은 RRRRLLLL로 생성된다. 이 후에 좌안 및 우안이 2, 6번 시점에 위치하면 제1 프레임은 LLLRRRRL로 생성되고, 제2 프레임은 RRRLLLLR로 생성된다.
도 26은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 배리어부의 구성을 나타내는 도면이다. 도 26에 따르면, 배리어부(130)는 액정층(133), 상부 전극(131), 하부 전극(132), 상부 글래스(134), 하부 글래스(135)를 포함한다.
액정층(133)은 판 형태로 마련되고, 상부 전극(131) 및 하부 전극(132)은 액정층(133)을 사이에 두고 일부분이 서로 중첩되도록 배치된다. 상부 전극(131)은 액정층(133)의 상부 표면에서 일정한 갭을 가지도록 배치된다.
하부전극(132)은 액정층(133)의 하부 표면에서 복수의 상부 전극(131)과 1/4 피치만큼 엇갈리게 배치된다. 여기서, 피치란 갭(gap)과, 하나의 상부 전극의 폭을 가산한 크기가 될 수 있다.
상부 전극(131)들은 서로 전기적으로도 분리되어 제어부(130)에 의해 각각 제어될 수 있고, 하부 전극(132) 역시 마찬가지이다. 이에 따라, 배리어부(130)의 광 투과 영역은 1/4 피치 단위로 쉬프트될 수 있다.
도 27 내지 도 31은 도 26과 같이 구성된 배리어부(130)를 이용하는 3D 디스플레이 장치에서 사용자 위치 이동 시의 프레임 쉬프트를 나타내는 도면이다.
도 27은 기준 시역인 1/8 시역에서의 프레임을 나타낸다. 도 27에 따르면, 프레임은 RRLLRRLLRRLL 패턴으로 서브 픽셀들이 배치된다. 해상도를 보상하는 실시 예의 경우, 이와 반대 패턴인 프레임이 하나 더 생성될 수 있다. 배리어부(130)는 2 서브 픽셀 단위로 좌우 영상을 구분한다.
도 28은 사용자가 오른쪽으로 전체 시역의 2/8 만큼 이동한 상태를 나타낸다. 이 경우, 프레임은 RRLLRRLLRRLL 패턴으로 그대로 유지되지만, 배리어부(130)는 광 투과 영역을 1/4 피치만큼 쉬프트시킨다. 이에 따라, 크로스토크를 더 감소시킬 수 있다.
도 29는 사용자가 오른쪽으로 전체 시역의 3/8만큼 이동한 상태를 나타낸다. 이 경우에는, 배리어부(130)를 기준 시역과 동일하게 구동시키고, 패널부(120)는 1 서브 픽셀만큼 쉬프트시킨다.
도 30은 사용자가 오른쪽으로 전체 시역의 4/8 만큼 이동한 상태를 나타낸다. 이 경우에는 패널부(120)는 도 29와 동일한 상태의 프레임을 디스플레이하고, 배리어부(130)는 광 투과 영역을 1/4 피치만큼 쉬프트시킨다.
도 31은 시청자가 5/8만큼 이동한 상태를 나타낸다. 패널부(120)는 기준 시역에서의 프레임에 비해 좌안 영상 및 우안 영상의 위치를 반전시킨다. 배리어부(130)는 기준 시역에서의 광 투과 영역과 동일하게 형성한다.
도 32는 도 27 내지 도 31과 같은 실시 예에서 시청자 위치에 따른 배리어 및 패널 구동 조건을 나타내는 도면이다.
도 32는 좌안을 기준으로 구동 조건을 정리하였다. 좌안의 위치가 L1인 경우 배리어부(130)는 P1, P2를 오픈시키고, 패널부(120)는 LLRR 패턴의 프레임을 표시한다. 좌안의 위치가 L2로 이동하였을 경우 배리어부(130)는 1/4 피치만큼 광 투과 영역을 쉬프트시키고 패널부(120)는 LLRR 패턴의 프레임을 표시한다.
좌안의 위치가 L3으로 이동하였을 경우 배리어부(130)는 기준 배리어 위치로 광 투과 영역을 복귀시키고 패널부(120)는 RLLR 패턴의 프레임을 표시한다. 좌안의 위치가 L4로 이동하였을 경우 배리어부(130)는 다시 1/4 피치만큼 광 투과 영역을 쉬프트시키고 패널부(120)는 RLLR 패턴의 프레임을 표시한다. 사용자가 L5 내지 L8의 위치로 순차적으로 이동할 때마다 배리어부(130)는 기준 배리어 패턴 및 1/4 쉬프트 패턴이 교번적으로 형성되도록 구동된다. 도 8의 배리어 구동부(160)는 기준 배리어 패턴과 1/4 쉬프트 패턴이 교번적으로 형성될 수 있도록 상부 전극 및 하부 전극을 개별 구동시킨다.
패널부(120)는 배리어부(130)가 기준 배리어 패턴으로 구동될 때마다 1 서브 픽셀만큼 쉬프트된 프레임을 디스플레이한다.
도 33은 도 27 내지 도 31과 같은 실시 예에서의 크로스토크 개선 효과를 나타내는 그래프이다. 도 33에 따르면, 상하 전극이 1/4 피치만큼 엇갈리도록 배치하여 시청 위치에 따라 좌/우 영상이 뒤바뀌는 문제를 해결할 수 있고 좌우 영상이 혼재되는 크로스토크도 크게 개선할 수 있다. 역상이 발생되는 크로스토크가 200%라면, 본 실시 예에서는 25% 이하로 크로스토크를 줄일 수 있다.
도 34는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3D 디스플레이 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 34에 따르면, 좌안 영상 및 우안 영상을 조합하여 프레임을 생성한다(S3410).
그리고, 패널부에서 프레임을 디스플레이하면서, 배리어부를 이용하여 패널부에서 발산되는 광을 2개의 서브 픽셀 단위로 투과 및 차단시킨다(S3420).
도 35는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 3D 디스플레이 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 35는 좌안 영상 및 우안 영상을 조합하여 프레임을 생성한다(S3510). 생성된 프레임은 패널부에서 디스플레이된다(S3520). 프레임은 2 개의 좌안 서브 픽셀 및 2 개의 우안 서브 픽셀이 서로 교번적으로 배치되어 생성된다. 배리어부는 2개의 서브 픽셀 단위로 광 투과 영역 및 광 차단 영역을 교번적으로 형성한다.
3D 디스플레이 장치는 사용자가 위치 이동을 하였을 경우(S3530), 사용자의 위치에 따라 서브 픽셀을 쉬프트시켜 프레임을 변경한다(S3540). 그리고, 변경된 프레임이 디스플레이되는 것에 동기하여 배리어의 구동 상태를 조정한다.
프레임의 변경 및 배리어의 구동 상태 조정은 상술한 바와 같이 다양한 실시 예에 따라 다양한 방식으로 이루어질 수 있다. 이러한 실시 예들은 시청 거리 및 크로스토크를 고려하여 적절하게 선택되어 3D 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.
이들 다양한 실시 예에 대한 설명은 상술한 부분에서 구체적으로 기재하였으므로, 구체적인 도시 및 중복 설명은 생략한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 적절한 시청 거리를 제공하면서, 사용자의 위치 이동이 있더라도 컬러 쉬프트 및 크로스토크 현상을 줄일 수 있다. 결과적으로, 사용자가 효과적으로 3D 컨텐츠를 시청할 수 있게 된다.
한편, 상술한 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 방법을 수행하기 위한 프로그램은 다양한 유형의 기록 매체에 저장되어 사용될 수 있다.
구체적으로는, 상술한 방법들을 수행하기 위한 코드는, RAM(Random Access Memory), 플레시메모리, ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electronically Erasable and Programmable ROM), 레지스터, 하드디스크, 리무버블 디스크, 메모리 카드, USB 메모리, CD-ROM 등과 같이, 단말기에서 판독 가능한 다양한 유형의 기록 매체에 저장되어 있을 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
110 : 데이터 처리부 120 : 패널부
130 : 배리어부 140 : 제어부

Claims (15)

  1. 3D 디스플레이 장치에 있어서,
    좌안 영상 및 우안 영상을 조합하여 적어도 하나의 프레임을 생성하는 데이터 처리부;
    3개의 서브 픽셀로 각각 구성된 픽셀들로 이루어진 패널부;
    상기 패널부 상에서 2개의 서브 픽셀 단위로 광 차단 영역 및 광 투과 영역을 형성하는 배리어부; 및,
    상기 좌안 영상 및 상기 우안 영상을 두 개의 서브 픽셀 단위로 교번적으로 배치하여 상기 적어도 하나의 프레임을 생성하도록 상기 데이터 처리부를 제어하고, 상기 데이터 처리부에서 생성된 적어도 하나의 프레임을 디스플레이하도록 상기 패널부를 제어하는 제어부;를 포함하는 3D 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 처리부는
    상기 좌안 영상 내에서 연속되는 두 개의 픽셀을 구성하는 서브 픽셀들 및 상기 우안 영상 내에서 연속되는 두 개의 픽셀을 구성하는 서브 픽셀들을, 제1 프레임 내의 두 픽셀 및 제2 프레임 내의 두 픽셀 위치로 분산하여, 상기 좌안 영상의 서브 픽셀과 상기 우안 영상의 서브 픽셀이 2 개의 서브 픽셀 단위로 교번적으로 배치되는 상기 제1 프레임 및 상기 제2 프레임을 생성하며,
    상기 제1 프레임에서의 좌안 영상 서브 픽셀 위치 및 우안 영상 서브 픽셀 위치와, 상기 제2 프레임에서의 좌안 영상 서브 픽셀 위치 및 우안 영상 서브 픽셀 위치는 서로 반대인 것을 특징으로 하는 3D 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 데이터 처리부는,
    상기 우안 영상의 제1 픽셀 내의 R, G 서브 픽셀을 상기 제1 프레임의 제1 픽셀 내의 R, G 서브 픽셀로 배치하고,
    상기 우안 영상의 제1 픽셀 내의 B 서브 픽셀을 상기 제2 프레임의 제1 픽셀 내의 B 서브 픽셀로 배치하고,
    상기 우안 영상의 제2 픽셀 내의 R 서브 픽셀을 상기 제2 프레임의 제2 픽셀 내의 R 서브 픽셀로 배치하고,
    상기 우안 영상의 제2 픽셀 내의 G, B 서브 픽셀을 상기 제1 프레임의 제2 픽셀 내의 G, B 서브 픽셀로 배치하고,
    상기 좌안 영상의 제1 픽셀의 r, g 서브 픽셀을 상기 제2 프레임의 제1 픽셀내의 r, g 서브 픽셀로 배치하고,
    상기 좌안 영상의 제1 픽셀의 b 서브 픽셀을 상기 제1 프레임의 제1 픽셀의 b 서브 픽셀로 배치하고,
    상기 좌안 영상의 제2 픽셀의 r 서브 픽셀을 상기 제1 프레임의 제2 픽셀의 r 서브 픽셀로 배치하고,
    상기 좌안 영상의 제2 픽셀의 g, b 서브 픽셀을 상기 제2 프레임의 제2 픽셀의 g, b 서브 픽셀로 배치하는 것을 특징으로 하는 3D 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 처리부는
    상기 우안 영상 내에서 연속되는 두 픽셀 내의 서브 픽셀들과, 상기 좌안 영상 내에서 연속되는 두 픽셀 내의 서브 픽셀들을 4개의 픽셀로 분산하여 제1 프레임을 생성하고,
    상기 우안 영상 내에서 연속되는 두 픽셀 내의 서브 픽셀들과, 상기 좌안 영상 내에서 연속되는 두 픽셀 내의 서브 픽셀들을 상기 제1 프레임과 반대 패턴으로 4개의 픽셀로 분산하여 제2 프레임을 생성하는 것을 특징으로 하는 3D 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    사용자 위치를 추적하는 위치 추적부;를 더 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 위치 추적부에서 추적된 사용자 위치에 따라 상기 좌안 영상 및 상기 우안 영상의 조합 패턴을 변경하도록 상기 데이터 처리부를 제어하는 것을 특징으로 하는 3D 디스플레이 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 데이터 처리부는,
    상기 위치 추적부에서 추적된 사용자 위치가 정시역이면, 상기 좌안 영상을 구성하는 픽셀 내의 2개의 좌안 서브 픽셀과, 상기 우안 영상을 구성하는 픽셀 내의 2개의 우안 서브 픽셀이 상기 사용자의 좌안 및 우안 위치에 각각 대응되도록 교번적으로 배치하고,
    상기 위치 추적부에서 추적된 사용자 위치가 이동하면, 이동된 위치에 대응하여 상기 2개의 좌안 서브 픽셀 및 상기 2 개의 우안 서브 픽셀의 위치를 1 서브 픽셀 단위로 쉬프트시키는 것을 특징으로 하는 3D 디스플레이 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 배리어부는,
    액정층;
    상기 액정층의 상부 표면에서 일정한 갭을 가지도록 배치된 복수의 상부 전극;
    상기 액정층의 하부 표면에서 상기 복수의 상부 전극과 1/4 피치만큼 엇갈리게 배치되는 복수의 하부 전극;을 포함하며,
    상기 피치는 상기 갭(gap)과, 하나의 상부 전극의 폭을 가산한 크기인 것을 특징으로 하는 3D 디스플레이 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 사용자의 위치 이동에 따라 기준 배리어 패턴 및 1/4 쉬프트 패턴이 교번적으로 형성되도록 상기 상부 전극 및 상기 하부 전극을 개별 구동시키는 배리어 구동부;를 더 포함하며,
    상기 데이터 처리부는,
    상기 기준 배리어 패턴이 형성될 때마다, 교번적으로 배치된 2개의 좌안 서브 픽셀 및 2 개의 우안 서브 픽셀을 상기 이동 방향의 반대 방향으로 1 서브 픽셀 단위로 쉬프트시키는 것을 특징으로 하는 3D 디스플레이 장치.
  9. 좌안 영상 및 우안 영상을 조합하여 적어도 하나의 프레임을 생성하는 단계;
    패널부를 이용하여 상기 적어도 하나의 프레임을 디스플레이하면서, 배리어부를 이용하여 상기 패널부에서 발산되는 광을 2개의 서브 픽셀 단위로 투과 또는 차단시키는 단계;를 포함하는 3D 디스플레이 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프레임을 생성하는 단계는,
    상기 좌안 영상 내에서 연속되는 두 개의 픽셀을 구성하는 서브 픽셀들 및 상기 우안 영상 내에서 연속되는 두 개의 픽셀을 구성하는 서브 픽셀들을, 제1 프레임 내의 두 픽셀 및 제2 프레임 내의 두 픽셀 위치로 분산하여, 상기 좌안 영상의 서브 픽셀과 상기 우안 영상의 서브 픽셀이 2 개의 서브 픽셀 단위로 교번적으로 배치되는 상기 제1 프레임 및 상기 제2 프레임을 생성하며,
    상기 제1 프레임에서의 좌안 영상 서브 픽셀 위치 및 우안 영상 서브 픽셀 위치와, 상기 제2 프레임에서의 좌안 영상 서브 픽셀 위치 및 우안 영상 서브 픽셀 위치는 서로 반대인 것을 특징으로 하는 3D 디스플레이 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프레임을 생성하는 단계는,
    상기 우안 영상 내에서 연속되는 두 픽셀 내의 서브픽셀들과, 상기 좌안 영상 내에서 연속되는 두 픽셀 내의 서브 픽셀들을 4개의 픽셀로 분산하여 제1 프레임을 생성하는 단계; 및,
    상기 우안 영상 내에서 연속되는 두 픽셀 내의 서브픽셀들과, 상기 좌안 영상 내에서 연속되는 두 픽셀 내의 서브 픽셀들을 상기 제1 프레임과 반대 패턴으로 4개의 픽셀로 분산하여 제2 프레임을 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 디스플레이 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    사용자 위치를 추적하는 단계; 및,
    상기 추적된 사용자 위치에 따라 상기 좌안 영상 및 상기 우안 영상의 조합 패턴을 변경하는 변경 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 디스플레이 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 변경 단계는,
    상기 추적된 사용자 위치가 정시역이면, 상기 좌안 영상을 구성하는 픽셀 내의 2개의 좌안 서브 픽셀과, 상기 우안 영상을 구성하는 픽셀 내의 2개의 우안 서브 픽셀이 상기 사용자의 좌안 및 우안 위치에 각각 대응되도록 교번적으로 배치하는 단계;
    상기 추적된 사용자 위치가 이동하면, 이동된 상기 사용자 위치에 대응하여 상기 2개의 좌안 서브 픽셀 및 상기 2 개의 우안 서브 픽셀의 위치를 1 서브 픽셀 단위로 쉬프트시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 디스플레이 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 배리어부는 액정층, 상기 액정층의 상부 표면에서 일정한 갭을 가지도록 배치된 복수의 상부 전극 및 상기 액정층의 하부 표면에서 상기 복수의 상부 전극과 1/4 피치만큼 엇갈리게 배치되는 복수의 하부 전극을 포함하고,
    상기 피치는 상기 갭(gap)과, 하나의 상부 전극의 폭을 가산한 크기이며,
    상기 패널부에서 발산되는 광을 2개의 서브 픽셀 단위로 투과 또는 차단시키는 단계는,
    상기 배리어부에서 광 투과 영역 및 광 차단 영역이 교번적으로 나타나도록 상기 복수의 상부 전극 및 상기 복수의 하부 전극을 개별적으로 구동시키는 것을 특징으로 하는 3D 디스플레이 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 사용자의 위치 이동에 따라 기준 배리어 패턴 및 1/4 쉬프트 패턴이 교번적으로 형성되도록 상기 상부 배리어 및 상기 하부 배리어를 개별 구동시키는 단계;를 더 포함하며,
    상기 적어도 하나의 프레임을 생성하는 단계는,
    상기 기준 배리어 패턴이 형성될 때마다, 교번적으로 배치된 2개의 좌안 서브 픽셀 및 2 개의 우안 서브 픽셀을 상기 사용자의 이동 방향의 반대 방향으로 1 서브 픽셀 단위로 쉬프트시키는 것을 특징으로 하는 3D 디스플레이 방법.
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