KR20160024283A

KR20160024283A - 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치

Info

Publication number: KR20160024283A
Application number: KR1020140110916A
Authority: KR
Inventors: 백승호; 김정기
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2014-08-25
Filing date: 2014-08-25
Publication date: 2016-03-04

Abstract

본 발명의 렌티큘러 렌즈(lenticular lens) 방식의 입체영상표시장치는 서브-픽셀을 수평방향으로 n분할하여 시청자의 위치에 따라 3D 크로스토크(cross talk)를 유발하는 n분할된 서브-픽셀의 일부에 선택적으로 블랙 데이터(black data)를 삽입하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라 해상도의 저하 없이 멀티 뷰(multi view)에서의 3D 크로스토크를 개선할 수 있어 화질 품위가 향상되는 효과를 제공한다.

Description

렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치{LENTICULAR LENS TYPE STEREOSCOPIC 3D DISPLAY DEVICE}

본 발명은 입체영상표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치에 관한 것이다.

3D 디스플레이(display)란 간단히 정의를 내리자면 "인위적으로 3D 화면을 재생시켜 주는 시스템의 총체"라고 할 수 있다.

여기서, 시스템이란 3D로 보여질 수 있는 소프트웨어적인 기술과 그 소프트웨어적 기술로 만든 컨텐츠를 실제로 3D로 구현해내는 하드웨어를 동시에 포함한다. 소프트웨어 영역까지 포함시키는 이유는 3D 디스플레이 하드웨어의 경우 각각의 입체 구현방식마다 별도의 소프트웨어적 방식으로 구성된 컨텐츠가 따로 필요하기 때문이다.

또한, 가상 3D 디스플레이(이하, 입체영상표시장치라 함)는 사람이 입체감을 느끼는 여러 요인 중 우리 눈이 가로방향으로 약 65mm 떨어져 있어서 나타나게 되는 양안시차(binocular disparity)를 이용하여 평면적인 디스플레이 하드웨어에서 말 그대로 가상적으로 입체감을 느낄 수 있게 하는 시스템의 총체이다. 다시 말해 우리의 눈은 양안시차 때문에 똑같은 사물을 바라보더라도 각각 약간은(정확히 말하면 좌우의 공간적 정보를 약간씩 나눠 가지고 있는) 다른 화상을 보게 되고, 이 두 화상이 망막을 통해 뇌로 전달되면 뇌는 이를 정확히 서로 융합시킴으로써 우리가 입체감을 느낄 수 있게 되는데, 그것을 이용하여 2D 디스플레이 장치에서 좌우 화상 2개를 동시에 표시하여 각각의 눈으로 보내는 설계를 통해 가상적인 입체감을 만들어 내는 것이 바로 입체영상표시장치인 것이다.

이러한 입체영상표시장치에서 하나의 화면으로 두 채널의 화상을 나타내기 위해서는 대부분의 경우 하나의 화면에서 가로나 세로의 한쪽 방향으로 줄을 한 줄씩 바꿔가며 한 채널씩 출력하게 된다. 그렇게 동시에 두 채널의 화상이 하나의 디스플레이 장치에서 출력되면 하드웨어적 구조상 무안경 방식의 경우에는 오른쪽 화상은 그대로 오른쪽 눈으로 들어가고, 왼쪽 화상은 왼쪽 눈으로만 들어가게 된다. 또한, 안경을 착용하는 방식의 경우에는 각각의 방식에 맞는 특수한 안경을 통하여 오른쪽 화상은 왼쪽 눈이 볼 수 없게 가려주고, 왼쪽 화상은 오른쪽 눈이 볼 수 없게 각각 가려주는 방법을 사용한다.

이와 같이 사람이 입체감과 깊이감을 느끼는 요인으로 가장 중요하게는 두 눈 사이의 간격에 의한 양안시차를 들 수 있지만, 이외에도 심리적, 기억적 요인에도 깊은 관계가 있고, 이에 따라 입체 구현방식 역시 관찰자에게 어느 정도의 3차원 영상정보를 제공할 수 있는지를 기준으로 통상 부피표현방식(volumetric type), 3차원표현방식(holographic type), 입체감표현방식(stereoscopic type)으로 구분된다.

부피표현방식은 심리적인 요인과 흡입효과에 의해 깊이방향에 대한 원근감이 느껴지도록 하는 방법으로서, 투시도법, 중첩, 음영과 명암, 움직임 등을 계산에 의해 표시하는 3차원 컴퓨터그래픽, 또는 관찰자에게 시야각이 넓은 대화면을 제공하여 그 공간 내로 빨려 들어가는 것 같은 착시현상을 불러일으키는 이른바 아이맥스 영화 등에 응용되고 있다.

가장 완전한 입체영상 구현기술이라 알려져 있는 3차원표현방식은 레이저광 재생 홀로그래피(holography) 내지 백색광 재생 홀로그래피로 대표될 수 있다.

그리고, 입체감표현방식은 양안의 생리적 요인을 이용하여 입체감을 느끼는 방식으로, 전술한 바와 같이 약 65㎜ 떨어져 존재하는 인간의 좌, 우안에 시차정보가 포함된 평면의 연관 영상이 보일 경우에 뇌가 이들을 융합하는 과정에서 표시면 전후의 공간정보를 생성해 입체감을 느끼는 능력, 즉 입체 사진술(stereography)을 이용한 것이다. 이러한 입체감표현방식은 크게 안경을 착용하는 방식과 안경을 착용하지 않는 무안경 방식이 있다.

안경을 착용하지 않는 방식으로서 알려진 대표적인 것으로는 원통형의 렌즈를 수직으로 배열한 렌티큘러(lenticular) 렌즈판을 표시패널 전방에 설치하는 렌티큘러 렌즈 방식과 패러렉스 배리어(parallax barrier) 방식이 있다.

도 1은 일반적인 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치를 개념을 설명하기 위한 도면으로써, 참고로 렌즈의 배면거리(b)와 시청거리(d) 사이의 관계를 보여주고 있다.

도면을 참조하면, 일반적인 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치는 상, 하부 기판과 그 사이에 액정이 충진된 액정패널(10), 액정패널(10)의 후면(後面)에 위치하여 광을 조사하는 백라이트 유닛(미도시) 및 입체영상의 구현을 위해 액정패널(10) 전면(前面)에 위치하는 렌티큘러 렌즈판(20)을 포함하여 이루어진다.

렌티큘러 렌즈판(20)은 평평한 기판 상에, 그 상부 표면이 볼록렌즈 형상의 물질층이 형성되어 이루어진다.

이러한 렌티큘러 렌즈판(20)은 좌, 우안 영상을 나누어주는 역할을 수행하고 있으며, 렌티큘러 렌즈판(20)으로부터 적정 3D 시청거리(d)에는 좌, 우안 각각으로 좌, 우안에 해당되는 영상들이 정상적으로 도달하는 뷰-다이아몬드(view diamond)(정시영역)가 형성되어 있다.

따라서, 액정패널(10)을 투과한 영상 이미지는 렌티큘러 렌즈판(20)을 통과하여 최종 시청자의 좌, 우안으로 다른 이미지 그룹이 들어오게 하여, 3차원의 입체영상을 느낄 수 있게 된다.

이러한 일반적인 입체영상표시장치는 액정패널(10)과 렌티큘러 렌즈판(20)이 기구물(미도시) 등에 의해 지지되어, 액정패널(10)과 렌티큘러 렌즈판(20) 사이가 소정 간격(배면 거리; b) 이격되어 있다.

이때, 렌즈 설계 공식인 [1/d + 1/b = 1/f]에 의해서 적정 3D 시청 거리(d)는 실제 적용 모델에 따라 30 ~ 300cm 정도로 설계되나, 이에 비해 렌즈 초점거리(f)는 0.2 ~ 3mm로 매우 작다. 따라서, 실제 렌즈 배면 거리(b)는 입사면 쪽의 렌즈 초점거리(f)와 거의 유사하게 나타나고 있다. 따라서, 일반적인 렌티큘라 렌즈 방식의 입체영상 디스플레이장치에서는 배면 거리(b)를 일정하게 유지하기 위해 갭 글라스(26)가 삽입되어 있다.

한편, 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치에서는 초기에 설계된 뷰-맵(view map)에 따라 형성되는 멀티 뷰(multi view) 방식으로 구현되기 때문에 시청자는 정해진 뷰의 영역으로 들어갈 때 3D 영상을 시청할 수 있다.

이상적인 경우에는 뷰-다이아몬드에 그 뷰의 정보만 눈에 보이게 되나(일 예로, 좌안에서 L-뷰만 볼 수 있고, R-뷰는 볼 수 없음), 슬랜티드(slanted) 구조에서는 픽셀과 렌티큘러 렌즈의 피치(pitch) 간격이 정확히 일치하지 않기 때문에 실제의 경우에는 한눈에 2개의 뷰를 볼 수 있다. 즉, 실제의 경우에는 좌안에서 L-뷰 이외에 희미하게 R-뷰도 볼 수 있어, 3D 크로스토크(cross talk)가 발생하게 된다.

이러한 문제는 시청자의 위치에 따라 3D 크로스토크가 발생하는 픽셀이 다르기 때문에 현재까지는 회로적인 대책이 불가능한 상태이다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 슬랜티드(slanted) 구조의 렌티큘러 렌즈의 골(valley)에서 발생하는 3D 크로스토크(cross talk)를 개선할 수 있는 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치를 제공하는데 목적이 있다.

기타, 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치는 표시패널, 표시패널의 전면에 소정 각도로 기울어지게 배치되는 다수의 렌티큘라 렌즈를 포함하는 렌티큘러 렌즈판 및 3D 크로스토크를 유발하는 서브-픽셀들의 일부에 선택적으로 블랙 데이터(black data)를 삽입하는 타이밍 컨트롤러를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 표시패널은 m개의 서브-픽셀들 각각이 수평방향으로 n(n= 2, 3,...)분할되어 배치될 수 있다.

타이밍 컨트롤러는 n분할된 서브-픽셀들 중에 시청자의 위치에 따라 3D 크로스토크를 유발하는 서브-픽셀들의 일부에 선택적으로 블랙 데이터를 삽입할 수 있다. 즉, 타이밍 컨트롤러는 n분할된 서브-픽셀들 중에 3D 크로스토크를 유발하지 않는 동일한 서브-픽셀에는 동일한 영상 데이터 신호를 인가하고, 3D 크로스토크를 유발하는 서브-픽셀들에는 블랙 데이터를 선택적으로 삽입하는 것을 특징으로 한다.

이러한 타이밍 컨트롤러는 영상 데이터와 각종 타이밍신호를 수신하는 수신부, 수신부로부터 전송되어온 타이밍신호를 이용해 제어신호를 생성하여 출력하는 제어신호 생성부, 수신부로부터 전송되어온 영상 데이터를 정렬하거나, 시청자의 시청위치가 변경된 경우 영상 데이터를 재정렬 하여 출력하는 영상 데이터 정렬부, 영상수집부를 통해 수신된 영상을 이용하여 시청자의 위치좌표를 추출하기 위한 위치판단부, 시청자의 위치좌표와 뷰-맵을 이용하여 시청자가 입체영상의 시청영역 중 어느 영역에 위치하고 있는지를 판단한 후, 판단결과에 따라 n분할된 서브-픽셀들 중 특정 서브-픽셀들에 선택적으로 블랙 데이터를 삽입하기 위한 제어부 및 시청자의 시청위치에 따라 최적화된 뷰-맵을 저장하기 위한 룩업테이블을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치는 다수의 서브-픽셀들 각각이 수평방향으로 2분할되어 배치되는 표시패널, 표시패널의 전면에 소정 각도로 기울어지게 배치되는 다수의 렌티큘라 렌즈를 포함하는 렌티큘러 렌즈판 및 2분할된 서브-픽셀들 중에 렌티큘러 렌즈의 골이 지나가는 서브-픽셀들의 일부에 선택적으로 블랙 데이터를 삽입하는 타이밍 컨트롤러를 포함하여 구성될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치는 서브-픽셀을 수평방향으로 n분할하여 시청자의 위치에 따라 3D 크로스토크를 유발하는 n분할된 서브-픽셀의 일부에 선택적으로 블랙 데이터(black data)를 삽입함으로써 해상도의 저하 없이 멀티 뷰(multi view)에서의 3D 크로스토크를 개선하는 것을 특징으로 한다.

이에 의해 화질 품위가 향상되는 효과를 제공한다.

도 1은 일반적인 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치의 개념을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치에 있어, 타이밍 컨트롤러의 내부 구성을 예를 들어 보여주는 블록도.
도 4는 본 발명에 따른 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치를 개략적으로 보여주는 사시도.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치의 픽셀 구조를 예시적으로 보여주는 도면.
도 6a 및 도 6b는 제 1 뷰 영역에서 보여지는 제 1 내지 제 4 뷰 영상들을 예를 들어 보여주는 도면.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치를 측면에서 바라볼 때의 픽셀 구조를 예시적으로 보여주는 도면.
도 8a 및 도 8b는 측면에서 바라볼 때 보여지는 제 1 내지 제 4 뷰 영상들을 예를 들어 보여주는 도면.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치의 픽셀 구조를 예시적으로 보여주는 도면.
도 10a 및 도 10b는 제 1 뷰 영역에서 보여지는 제 1 내지 제 4 뷰 영상들을 예를 들어 보여주는 도면.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치의 바람직한 실시예를 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.

소자(element) 또는 층이 다른 소자 또는 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않는 것을 나타낸다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below, beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

도 2는 본 발명에 따른 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.

그리고, 도 3은 본 발명에 따른 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치에 있어, 타이밍 컨트롤러의 내부 구성을 예를 들어 보여주는 블록도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치는 복수의 좌안픽셀과 우안픽셀이 형성되어 있는 표시패널(110), 표시패널(110)의 전면에 배치되어, 좌안픽셀과 우안픽셀로부터 출력된 좌안영상과 우안영상을 투과시키거나 차단시키는 배리어 패널(120), 아이 트랙킹(eye tracking)에 의해 시청자에 대한 영상을 수집하기 위한 영상수집부(114), 영상수집부(114)에서 수집된 영상을 이용해 시청자가 입체영상의 시청영역 중 어느 영역에 위치하고 있는지를 판단한 후, 판단결과에 따라 특정 서브-픽셀에 선택적으로 블랙 데이터를 삽입하기 위한 타이밍 컨트롤러(113), 표시패널(110)의 게이트라인(G1, G2,..., Gn)에 스캔펄스를 인가하기 위한 게이트 구동부(111) 및 표시패널(110)의 데이터라인(D1, D2, D3,..., Dm)에 디지털 영상 데이터(R, G, B) 신호를 인가하기 위한 데이터 구동부(112)를 구비할 수 있다.

본 발명에 따른 입체영상표시장치는 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD), 유기발광표시장치(Organic Light Emitting Diode Display; OLED), 전계발광표시장치(Field Emission Display; FED), 플라즈마영상표시장치(Plasma Display Panel; PDP), 전기발광표시장치(Electroluminescent Display; EL) 등의 평판표시소자로 구현될 수 있다. 본 발명은 아래의 실시예에서 표시패널(110)을 액정표시장치로 구성한 경우를 예시하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

이때, 전술한 바와 같이 표시패널(110)에는 적, 녹 및 청색을 표시하는 복수의 서브-픽셀들이 형성되어 있으며, 이러한 서브-픽셀들은 배리어 패널(120)과 작용하여 입체영상을 표시하기 위해, 좌안영상과 우안영상을 표시하는 좌안픽셀과 우안픽셀이 구분되어 있다.

본 발명에 따른 표시패널(110)은 서브-픽셀이 수평방향으로 n(n= 2, 3, 4,..)분할되어 있는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 서브-픽셀의 분할과 함께 후술하는 타이밍 컨트롤러(113)의 제어를 통해 3D 크로스토크의 유발여부에 따라, n분할된 서브-픽셀들 중에 3D 크로스토크를 유발하지 않는 동일한 서브-픽셀에는 동일한 디지털 영상 데이터(R, G, B) 신호를 인가하고, 3D 크로스토크를 유발하는 서브-픽셀들에는 블랙 데이터를 선택적으로 삽입하게 된다. 이에 따라 해상도의 저하 없이 멀티 뷰에서의 3D 크로스토크를 개선할 수 있게 된다.

일 예로, 표시패널(110)을 액정표시장치로 구성하는 경우, 본 발명은 액정 모드, 즉 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic; TN) 모드, 인-플레인 스위칭(In Plane Switching; IPS) 모드, 프린지 필드 스위칭(Fringe Field Switching; FFS) 모드 및 수직배향(Vertical Alignment; VA) 모드에 상관없이 적용 가능하다.

이때, 도시하지 않았지만, 표시패널(110)은 크게 컬러필터(color filter) 기판과 어레이(array) 기판 및 컬러필터 기판과 어레이 기판 사이에 형성된 액정층으로 구성될 수 있다.

컬러필터 기판은 적, 녹 및 청의 색상을 구현하는 다수의 서브-컬러필터로 구성된 컬러필터와 서브-컬러필터 사이를 구분하고 액정층을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(Black Matrix; BM), 그리고 액정층에 전압을 인가하는 투명한 공통전극으로 이루어질 수 있다.

어레이 기판은 종횡으로 배열되어 다수의 화소영역을 정의하는 다수의 게이트라인(G1, G2,..., Gn)과 데이터라인(D1, D2, D3,..., Dm), 게이트라인(G1, G2,..., Gn)과 데이터라인(D1, D2, D3,..., Dm)의 교차영역에 형성된 스위칭소자인 박막 트랜지스터 및 화소영역에 형성된 화소전극으로 이루어져 있다.

일반적으로 하나의 화소영역은 하나의 서브-픽셀에 대응되는데, 서브-픽셀이 n개로 분할된 본 발명에 따른 표시패널(110)의 경우에는 화소영역도 n개로 분할되어 하나의 영상을 표시하게 된다.

박막 트랜지스터는 게이트라인(G1, G2,..., Gn)에 연결된 게이트전극, 데이터라인(D1, D2, D3,..., Dm)에 연결된 소오스전극 및 화소전극에 전기적으로 접속된 드레인전극으로 구성되어 있다. 또한, 박막 트랜지스터는 게이트전극과 소오스/드레인전극 사이의 절연을 위한 게이트절연막 및 게이트전극에 공급되는 게이트 전압에 의해 소오스전극과 드레인전극 간에 전도채널(conductive channel)을 형성하는 액티브층을 포함한다.

이렇게 구성되는 컬러필터 기판의 외면에는 상부 편광판이 부착되고, 어레이 기판의 외면에는 하부 편광판이 부착된다. 상부 편광판의 광투과축과 하부 편광판의 광투과축은 서로 직교되도록 형성될 수 있다. 그리고, 컬러필터 기판과 어레이 기판의 내면에는 액정층의 프리틸트 각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성되는 한편, 컬러필터 기판과 어레이 기판 사이에는 액정 셀의 셀갭(cell gap)을 유지하기 위한 스페이서가 형성된다.

이와 같이 구성되는 표시패널(110)은 타이밍 컨트롤러(113)의 제어 하에 영상을 표시한다.

표시패널(110)은 타이밍 컨트롤러(113)의 제어 하에 3D 모드에서 멀티 뷰 영상을 표시할 수 있다. 이때, 멀티 뷰 영상은 제 1 내지 제 m(m은 2 이상의 자연수)뷰 영상을 의미한다.

입체영상의 뷰는 시청자의 양안 간격만큼 카메라들을 이격하고 객체에 대한 이미지를 촬영하여 생성할 수 있다. 일 예로, 4대의 카메라를 이용하여 객체를 촬영하는 경우, 표시패널(110)은 4-뷰의 입체영상을 표시할 수 있다.

타이밍 컨트롤러(113)는 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 도트 클럭(CLK) 등의 타이밍신호를 입력받아 게이트 구동부(111)와 데이터 구동부(112)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들(GCS, DCS)을 발생한다.

즉, 타이밍 컨트롤러(113)는 멀티 뷰 영상 변환부(미도시)로부터 입력받은 영상 데이터와 타이밍 신호들에 기초하여 소정의 프레임 주파수로 표시패널(110)을 구동시키고, 소정의 프레임 주파수를 기준으로 게이트 구동부 제어신호(GCS), 데이터 구동부 제어신호(DCS)를 발생할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(113)는 게이트 구동부 제어신호(GCS)를 게이트 구동부(111)로 공급하고, 영상 데이터(R, G, B)와 데이터 구동부 제어신호(DCS)를 데이터 구동부(112)로 공급한다.

게이트 구동부(111)를 제어하기 위한 게이트 구동부 제어신호(GCS)는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock) 및 게이트 출력 인에이블 신호(Gate Output Enable) 등을 포함한다. 게이트 스타트 펄스는 첫 번째 게이트 펄스의 타이밍을 제어한다. 게이트 쉬프트 클럭은 게이트 스타트 펄스를 쉬프트 시키기 위한 클럭신호이다. 게이트 출력 인에이블 신호는 게이트 구동부(111)의 출력 타이밍을 제어한다.

데이터 구동부(112)를 제어하기 위한 데이터 구동부 제어신호(DCS)는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock), 소스 출력 인에이블 신호(Source Output Enable), 극성제어신호 등을 포함한다. 소스 스타트 펄스는 데이터 구동부(112)의 데이터 샘플링 시작 시점을 제어한다. 소스 샘플링 클럭은 라이징 또는 폴링 에지에 기준 하여 데이터 구동부(112)의 샘플링 동작을 제어하는 클럭신호이다. 데이터 구동부(112)에 입력될 디지털 비디오 데이터가 mini LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 인터페이스 규격으로 전송된다면, 소스 스타트 펄스와 소스 샘플링 클럭은 생략될 수 있다. 극성제어신호는 데이터 구동부(112)로부터 출력되는 데이터전압의 극성을 L(L은 자연수) 수평기간 주기로 반전시킨다. 소스 출력 인에이블 신호는 데이터 구동부(112)의 출력 타이밍을 제어한다.

데이터 구동부(112)는 다수의 소스 드라이브 IC를 포함한다. 소스 드라이브 IC들은 타이밍 컨트롤러(113)로부터 입력되는 영상 데이터(R, G, B)를 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 정극성/부극성 아날로그 데이터전압들을 발생한다. 소스 드라이브 IC들로부터 출력되는 정극성/부극성 아날로그 데이터전압들은 표시패널(110)의 데이터라인(D1, D2, D3,..., Dm)들에 공급된다.

게이트 구동부(111)는 하나 이상의 게이트 드라이브 IC를 포함한다. 게이트 구동부(111)는 쉬프트 레지스터, 쉬프트 레지스터의 출력신호를 액정 셀의 TFT 구동에 적합한 스윙 폭으로 변환하기 위한 레벨 쉬프터 및 출력 버퍼 등을 포함한다. 게이트 구동부(111)는 타이밍 컨트롤러(113)의 제어 하에 데이터 전압에 동기되는 게이트 펄스를 표시패널(110)의 게이트라인(G1, D2,..., Gn)들에 순차적으로 공급한다.

한편, 본 발명에 따른 타이밍 컨트롤러(113)는 시청자의 현재 위치좌표와 뷰-맵을 이용하여 시청자가 입체영상의 시청영역 중 어느 영역에 위치하고 있는지는 판단한 후, 판단결과에 따라 n분할된 서브-픽셀들 중 특정 서브-픽셀들에만 선택적으로 블랙 데이터를 삽입하는 기능을 수행할 수 있는데, 이러한 타이밍 컨트롤러(113)의 기능에 대하여는 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.

다만, 이하에서는 본 발명에 따른 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치의 구동방법을 구현하기 위한 구성들이, 도 3에 도시된 바와 같이 타이밍 컨트롤러(113) 내에 구비되어 있는 것으로 설명되고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

즉, 타이밍 컨트롤러(113) 이외에도, 수신부(113-1), 위치판단부(113-5), 룩업테이블(Look-Up Table; LUT)(113-6) 및 제어부(113-4)만으로 구성되어 본 발명을 구현할 수 있는 별도의 제어장치가 입체영상표시장치 내에 구비될 수 있다. 그러나, 이하에서는 설명의 편의상 전술한 구성요소들이 타이밍 컨트롤러(113) 내에 구비되어 있는 것으로 하여 본 발명이 설명된다.

본 발명에 적용되는 타이밍 컨트롤러(113)는 도 3에 도시된 바와 같이, 방송 시스템으로부터 영상 데이터와 각종 타이밍신호(DE, CLK 등)를 수신하기 위한 수신부(113-1), 수신부(113-1)로부터 전송되어온 타이밍신호를 이용해 제어신호를 생성하여 출력하기 위한 제어신호 생성부(113-2), 수신부(113-1)로부터 전송되어온 영상 데이터를 정렬하거나, 시청자의 시청위치가 변경된 경우 영상 데이터를 재정렬 하여 출력하기 위한 영상 데이터 정렬부(113-3), 영상수집부(114)를 통해 수신된 영상을 이용하여 시청자의 위치좌표를 추출하기 위한 위치판단부(113-5), 시청자의 위치좌표와 뷰-맵을 이용하여 시청자가 입체영상의 시청영역 중 어느 영역에 위치하고 있는지를 판단한 후, 판단결과에 따라 n분할된 서브-픽셀들 중 특정 서브-픽셀들에 선택적으로 블랙 데이터를 삽입하기 위한 제어부(113-4) 및 시청자의 시청위치에 따라 최적화된 뷰-맵을 저장하기 위한 룩업테이블(113-6)을 포함하여 구성될 수 있다.

우선, 수신부(113-1)는 전술한 바와 같이 영상 데이터와 타이밍신호를 수신하여, 타이밍신호는 제어신호 생성부(113-2)로 전송하고, 영상 데이터는 영상 데이터 정렬부(113-3)로 전송하는 기능을 수행한다.

다음으로, 제어신호 생성부(113-2)는 수신부(113-1)로부터 전송되어온 타이밍신호를 이용하여, 전술한 바와 같이 데이터 구동부(112)와 게이트 구동부(111)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들(GCS, DCS)을 생성하는 기능을 수행한다.

다음으로, 영상 데이터 정렬부(113-3)는 수신된 영상 데이터를 표시패널(110)의 특성에 맞게 정렬하여 데이터 구동부(112)로 전송하는 기능을 수행한다. 또한, 영상 데이터 정렬부(113-3)는 시청자의 시청위치가 변경된 경우 영상 데이터를 재정렬 하여 데이터 구동부(112)로 전송하는 기능을 수행할 수 있다.

그러나, 제어부(113-4)가 영상 데이터를 재정렬 하여 직접 데이터 구동부(112)로 전송할 수도 있으며, 이 경우 영상 데이터 정렬부(113-3)는 제어부(113-4)로부터 수신되는 출력정지제어신호에 따라 영상 데이터를 데이터 구동부(112)로 전송하지 않을 수도 있다.

다음으로, 위치판단부(113-5)는 영상수집부(114)를 통해 수집된 영상을 이용하여 본 발명에 따른 입체영상표시장치를 시청하고 있는 시청자의 위치좌표를 추출하는 기능을 수행한다.

영상수집부(114)는 본 발명에 따른 입체영상표시장치를 이용하여 입체영상을 시청하고 있는 시청자의 영상을 수집하기 위한 것으로서, 카메라가 이용될 수 있으나, 적외선을 이용하여 위치를 판단할 수 있는 적외선 센서가 이용될 수도 있다.

위치판단부(113-5)가 영상수집부(114)를 통해 수집된 영상을 이용하여 시청자의 위치좌표를 판단하는 구체적인 방법은 다음과 같다.

일 예로, 타이밍 컨트롤러(113)의 위치판단부(113-5) 또는 제어부(113-4)가 입체영상표시장치의 좌에서 우 또는 우에서 좌 방향으로 영상수집부(114)를 스캐닝(scanning)함으로써 입체영상표시장치 앞에 있는 시청자의 폭(width)정보(X좌표)를 찾을 수 있고, 적외선의 반사 시간을 분석하여 시청자의 거리(distance)정보(Y좌표)를 구할 수 있다.

이를 위해 영상수집부(114)는 구동부(미도시)에 의해 좌우 또는 상하방향으로 움직일 수 있으며, 위치판단부(113-5) 또는 제어부(113-4)는 구동부를 제어하여, 영상수집부(114)의 위치 또는 각도를 제어함으로써 영상수집부(114)가 스캐닝을 통해 영상을 수집하도록 할 수 있다.

또한, 영상수집부(114)로 카메라가 사용되는 경우에는 X좌표는 페이스 검출(face detecting) 방법 등으로 판단될 수 있고, Y좌표는 스테레오 카메라(stereo camera)의 차이 값(disparity) 정보를 활용하거나 깊이 카메라(depth camera)의 깊이 정보를 사용하여 파악될 수 있다.

다음으로, 룩업테이블(113-6)은 시청자의 시청위치에 따라 최적화된 뷰-맵을 저장하기 위한 기능을 수행한다. 이 경우 제어부(113-4)는 위치판단부(113-5)를 통해 추출된 시청자의 위치좌표에 따라 룩업테이블(113-6)을 이용해 영상 데이터 정렬부(113-3)를 통해 영상 데이터를 재정렬 하게 된다.

즉, 제어부(113-4)는 영상수집부(114)를 통해 수집된 시청자의 시청위치에 변화가 발생한 경우 위치판단부(113-5)를 통해 추출된 시청자의 위치좌표에 따라 룩업테이블(113-6)을 이용하여 영상 데이터 정렬부(113-3)를 통해 영상 데이터를 재정렬 하게 된다.

그리고, 제어부(113-4)는 수평방향으로 n분할된 서브-픽셀들 중에 3D 크로스토크를 유발하지 않는 동일한 서브-픽셀에는 동일한 디지털 영상 데이터(R, G, B) 신호를 인가하는 한편, 3D 크로스토크를 유발하는 서브-픽셀들에는 블랙 데이터를 선택적으로 인가하게 된다.

이때, n분할된 서브-픽셀들 중 어느 서브-픽셀에서 3D 크로스토크가 유발되는지는 시청자의 위치좌표에 따라 작성되어 룩업테이블(113-6)에 미리 저장된 정보를 이용할 수 있는데, 일반적으로 렌티큘라 렌즈(125)의 골이 지나가는 서브-픽셀들 중에 렌티큘라 렌즈(125)의 골에 의해 비슷한(대등한) 크기로 나뉘어지는 서브-픽셀에서 3D 크로스토크가 유발되게 된다.

참고로, 본 발명에서 설명되는 뷰-맵이란, 본 발명에 따른 입체영상표시장치에서 출력되는 입체영상을 시청할 수 있는 시청영역에 대한 좌표정보를 말하는 것으로서, 이러한 시청영역에는 정시영역, 역시영역 및 시청불가 영역이 있다.

여기서, 정시영역은 시청자가 입체영상을 정상적으로 시청할 수 있는 영역으로서 시청자의 우안에는 우안영상이 맺히고, 좌안에는 좌안영상이 맺히는 영역을 말한다.

또한, 역시영역은 영상의 차이 정보가 전달되기 때문에, 시청자가 입체적으로 영상을 인식할 수는 있으나, 우안에는 좌안영상이 맺히고 좌안에는 우안영상이 맺히는 영역이기 때문에, 시청자가 눈의 피로를 보다 빨리 느끼게 되는 영역이다.

또한, 시청불가 영역은 입체영상의 시청 자체가 불가능한 영역을 말한다

즉, 뷰-맵에는 전술한 3가지 영역들이 표시되는 위치들에 대한 좌표정보들이 포함되어 있다.

그러나, 정시영역과 역시영역을 제외한 영역을 시청불가 영역으로 판단할 수 있음으로, 뷰-맵에는 시청불가 영역에 대한 좌표정보가 생략되어 있을 수도 있다.

다음으로, 배리어 패널(120)은 이미지의 경로를 광학적으로 분리하는 매개체로서, 표시패널(110)의 좌안픽셀과 우안픽셀로부터 출력된 좌안영상과 우안영상을 투과시키거나 차단시키기 위한 광투과 영역과 광차단 영역을 형성하는 기능을 수행한다.

이러한, 배리어 패널(120)은 다음의 렌티큘러 렌즈 또는 기 공지되어 있는 기술들을 이용하여 다양하게 구성될 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치를 개략적으로 보여주는 사시도이다.

도 4를 참조하면, 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치는 다수의 서브-픽셀(R, G, B)이 배치되는 표시패널(110) 전면에 소정의 폭(w)을 갖는 다수의 렌티큘라 렌즈(125)를 포함하는 렌티큘러 렌즈판(120)이 배치된다.

렌티큘러 렌즈판(120)은 평평한 기판 상에, 그 상부 표면이 볼록렌즈 형상의 물질층이 형성되어 이루어진다.

이러한 렌티큘러 렌즈판(120)은 좌, 우안 영상을 나누어주는 역할을 수행하며, 렌티큘러 렌즈판(120)으로부터 적정 3D 시청거리에는 좌, 우안 각각으로 좌, 우안에 해당되는 영상들이 정상적으로 도달하는 뷰-다이아몬드(view diamond)(정시영역)가 형성되어 있다.

따라서, 표시패널(110)을 투과한 영상 이미지는 렌티큘러 렌즈판(120)을 통과하여 최종 시청자의 좌, 우안으로 다른 이미지 그룹이 들어오게 하여, 3차원의 입체영상을 느낄 수 있게 된다.

이러한 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치는 표시패널(110)과 렌티큘러 렌즈판(120)이 기구물(미도시) 등에 의해 지지되어, 표시패널(110)과 렌티큘러 렌즈판(120) 사이가 소정 간격(배면 거리) 이격되어 있다.

한편, 본 발명에 따르면, 다수의 렌티큘라 렌즈(125)의 배열이 서브-픽셀(R, G, B)의 종 방향(y축 방향)에 대해 제 1 각도(θ)를 갖고 기울어진 형태로 배치되고 있으며, 렌티큘라 렌즈(125)의 서브-픽셀(R, G, B)의 횡 방향(x축 방향)을 따르는 수평 폭(w)은 서브-픽셀(R, G, B)의 정수 배로 설정할 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 입체영상표시장치는 렌티큘러 렌즈판(120)에 구비되는 렌티큘라 렌즈(125)가 서브-픽셀(R, G, B)의 종 방향을 기준으로 제 1 각도(θ) 기울어져 배치될 수 있다.

따라서, 2D 영상을 표시하는 표시패널(110)에 대해 이러한 렌티큘러 렌즈판(120)의 기울어진 배치에 의해 3D 영상시청을 위한 뷰 수를 조절할 수 있다.

이러한 렌티큘러 렌즈판(120)에 있어서 렌티큘라 렌즈(125)의 서브-픽셀(R, G, B)의 종 방향을 기준으로 기울어진 제 1 각도 θ는 tan^-1((M*Pa)/(N*Pb))라는 식으로 표현된다.

이때, Pa는 서브-픽셀(R, G, B)의 단축피치, Pb는 서브-픽셀(R, G, B)의 장축피치이며, M과 N은 각각 임의의 자연수로서 렌티큘라 렌즈(125)가 다수의 서브-픽셀(R, G, B)을 하나의 그룹으로 하고, 하나의 그룹을 정확히 대각방향으로 꼭지점을 관통했을 때의 그룹 내의 서브-픽셀(R, G, B)의 횡 방향으로의 서브-픽셀(R, G, B)의 개수 및 서브-픽셀(R, G, B)의 종 방향으로의 서브-픽셀(R, G, B)의 개수로 정의된다. 이때, 통상적으로 M과 N은 M/N ≤ 2의 값을 만족하는 것이 일반적이다.

이때, 하나의 그룹 내부에 위치하는 다수의 서브-픽셀(R, G, B)에 부여된 숫자는 렌티큘러 렌즈판(120)의 렌티큘라 렌즈(125)를 제 1 각도(θ)로 기울여 배치한 입체영상표시장치의 3D 영상시청이 가능한 영역으로 정의되는 뷰의 개수가 되며, 각 뷰에 부여된 숫자는 각 뷰 영역에서 3D 영상시청 시 보여지는 서브-픽셀(R, G, B)이 된다.

이렇게 렌티큘러 렌즈판(120)을 구비한 본 발명에 따른 입체영상표시장치는 휘도 향상 측면에서 효과가 있으며, 나아가 뷰 수의 증가를 통해 3D 영상시청을 위한 시야각을 향상시키는 효과를 갖는다.

뷰 수의 증가는 렌티큘러 렌즈판(120)에 구비되는 렌티큘라 렌즈(125)를 서브-픽셀(R, G, B)의 종 방향을 기준으로 소정의 각도를 갖도록 배치한 구조 즉, 슬랜티드(slanted) 구조를 적용하여 이루어지게 된다. 이러한 슬랜티드 구조 적용에 의해 한쪽 방향으로의 해상도 저하를 방지할 수 있다.

이러한 구성에 있어서 멀티 뷰 영상변환부는 호스트 시스템으로부터 영상 데이터 및 뷰 제어신호를 입력받는다. 멀티 뷰 영상변환부는 뷰 제어신호에 따라 입체영상의 뷰의 개수를 판단할 수 있다.

멀티 뷰 영상변환부는 뷰 제어신호에 따라 영상 데이터를 설정된 뷰의 수에 맞게 변환한다.

호스트 시스템은 LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 인터페이스, TMDS(Transition Minimized Differential Signaling) 인터페이스 등의 인터페이스를 통해 영상 데이터와 타이밍신호들 등을 멀티 뷰 영상변환부에 공급한다. 호스트 시스템은 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 포함하는 3D 영상 데이터를 멀티 뷰 영상변환부에 공급한다. 전술한 바와 같이 타이밍신호들은 수직동기신호, 수평동기신호, 데이터 인에이블 신호(Data Enable), 도트 클럭 등을 포함한다.

호스트 시스템은 시청자 감지장치, 일 예로 전술한 영상수집부로부터 시청자 감지정보를 입력받고, 시청자 감지정보에 따라 최적 뷰의 수를 산출한다. 호스트 시스템은 최적 뷰의 수에 따른 뷰 제어신호를 생성하여 멀티 뷰 영상변환부에 공급한다. 호스트 시스템은 시청자 감지정보의 시청자 수를 입력 어드레스로 받고, 해당 입력 어드레스에 저장된 뷰의 수를 출력하는 룩업테이블을 이용하여 뷰 제어신호를 생성할 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이 렌티큘러 렌즈판(120)이 슬랜티드 구조를 갖는 경우에는 서브-픽셀(R, G, B)과 렌티큘러 렌즈(125)의 피치 간격이 정확히 일치하지 않기 때문에 3D 크로스토크가 발생하게 된다. 즉, 전술한 바와 같이 렌티큘라 렌즈(125)의 골이 지나가는 서브-픽셀(R, G, B)들 중에 렌티큘라 렌즈(125)의 골에 의해 비슷한(대등한) 크기로 나뉘어지는 서브-픽셀(R, G, B)에서 3D 크로스토크가 유발되게 된다.

이에 본 발명에서는 서브-픽셀(R, G, B)을 수평방향, 즉 횡 방향으로 n분할한 후에 시청자의 위치에 따라 n분할된 서브-픽셀(R, G, B)들 중에 3D 크로스토크를 유발하는 서브-픽셀(R, G, B)들에 선택적으로 블랙 데이터를 삽입함으로써 해상도의 저하 없이 멀티 뷰에서의 3D 크로스토크를 개선할 수 있게 되는데, 이를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치의 픽셀 구조를 예시적으로 보여주는 도면으로써, 4뷰를 이용하는 경우의 픽셀 구조를 예를 들어 보여주고 있다. 다만, 본 발명이 전술한 뷰 수에 한정되는 것은 아니다.

그리고, 도 6a 및 도 6b는 제 1 뷰 영역에서 보여지는 제 1 내지 제 4 뷰 영상들을 예를 들어 보여주는 도면으로써, 도 5에 도시된 표시패널의 일부 영역(A)에 대응하는 멀티 뷰 영상들을 예를 들어 보여주고 있다.

이때, 도 6a는 블랙 데이터가 삽입되기 전의 제 1 내지 제 4 뷰 영상들을 예를 들어 보여주고 있는 한편, 도 6b는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 n(= 2)분할된 서브-픽셀들 중에 3D 크로스토크를 유발하는 서브-픽셀들에 선택적으로 블랙 데이터가 삽입된 상태의 제 1 내지 제 4 뷰 영상들을 예를 들어 보여주고 있다.

도 5와 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 표시패널은 m(m은 자연수) 개의 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들 단위로 제 1 내지 제 m 뷰 영상(V1, V2, V3, V4)들을 포함하는 멀티 뷰 영상을 표시한다.

이때, 전술한 바와 같이 설명의 편의를 위해 표시패널이 4개의 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들 단위로 제 1 내지 제 4 뷰 영상들(V1, V2, V3, V4)을 포함하는 멀티 뷰 영상을 표시하는 것을 예를 들고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

표시패널의 m개의 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들 중 제 k(k는 1 ≤ k ≤ m을 만족하는 자연수) 서브-픽셀은 제 k 뷰 영상을 표시한다. 예를 들어, 제 1 서브-픽셀(SP1)은 제 1 뷰 영상(V1)을 표시하고, 제 2 서브-픽셀(SP2)은 제 2 뷰 영상(V2)을 표시하며, 제 3 서브-픽셀(SP3)은 제 3 뷰 영상(V3)을 표시하고, 제 4 서브-픽셀(SP4)은 제 4 뷰 영상(V4)을 표시한다.

배리어 패널은 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들 대비 소정의 각도로 비스듬하게 형성된 슬랜티드 구조의 렌티큘러 렌즈(125)로 구현될 수 있다. 보다 구체적으로, 슬랜티드 구조의 렌티큘러 렌즈(125)는 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들의 장축 변을 기준으로 소정의 각도만큼 비스듬하게 형성된다.

배리어 패널은 m개의 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들에 표시된 제 1 내지 제 m 뷰 영상(V1, V2, V3, V4)들 각각을 제 1 내지 제 m 뷰 영역들 각각으로 분할한다. 따라서, 배리어 패널은 제 k 서브-픽셀에 표시되는 제 k 뷰 영상을 제 k 뷰 영역으로 출력한다. 예를 들어, 배리어 패널은 제 1 서브-픽셀(SP1)들에 표시되는 제 1 뷰 영상(V1)을 제 1 뷰 영역으로 출력하고, 제 2 서브-픽셀(SP2)들에 표시되는 제 2 뷰 영상(V2)을 제 2 뷰 영역으로 출력하며, 제 3 서브-픽셀(SP3)들에 표시되는 제 3 뷰 영상(V3)을 제 3 뷰 영역으로 출력하고, 제 4 서브-픽셀(SP4)들에 표시되는 제 4 뷰 영상(V4)을 제 4 뷰 영역으로 출력한다. 따라서, 시청자는 제 k 뷰 영역에서는 제 k 뷰 영상을 시청할 수 있다. 예를 들어, 시청자는 제 1 뷰 영역에서는 제 1 뷰 영상(V1)을 시청할 수 있고, 제 2 뷰 영역에서는 제 2 뷰 영상(V2)을 시청할 수 있으며, 제 3 뷰 영역에서는 제 3 뷰 영상(V3)을 시청할 수 있고, 제 4 뷰 영역에서는 제 4 뷰 영상(V4)을 시청할 수 있다.

이때, 슬랜티드 구조를 가진 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치에서 제 k 뷰 영역에는 제 k 뷰 영상뿐만 아니라, 다른 뷰 영상들도 표시된다. 이로 인해, 시청자는 제 k 뷰 영역에서 여러 개의 뷰 영상들이 겹쳐 보이는 3D 크로스토크를 느끼게 된다.

이에 따라 본 발명의 제 1 실시예에 따른 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치는 제 k 뷰 영역에서 제 k 뷰 영상이 아닌 다른 뷰 영상을 표시하는 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들에 선택적으로 블랙 데이터(BD)를 삽입하게 된다.

이때, 본 발명에서는 해상도의 저하를 방지하기 위해 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들을 수평방향, 즉 횡 방향으로 n(= 2)분할한 후에 n분할된 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들 중에 시청자의 위치에 따라 3D 크로스토크를 유발하는 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들에만 선택적으로 블랙 데이터(BD)를 삽입하는 것을 특징으로 한다.

도 5에서는 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들을 수평방향으로 2분할한 경우를 예를 들어 보여주고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 이때, 본 발명의 제 1 실시예에 의하면, 제 1 서브-픽셀(SP1)은 상, 하부 제 1 서브-픽셀(SP1', SP1")로 구성될 수 있고, 제 2 서브-픽셀(SP2)은 상, 하부 제 2 서브-픽셀(SP2', SP2")로 구성될 수 있으며, 제 3 서브-픽셀(SP3)은 상, 하부 제 3 서브-픽셀(SP3', SP3")로 구성될 수 있고, 제 4 서브-픽셀(SP4)은 상, 하부 제 4 서브-픽셀(SP4', SP4")로 구성될 수 있다.

이 경우 일 예로 도 6b를 참조하면, n(= 2)분할된 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들 중에 렌티큘라 렌즈(125)의 골에 의해 비슷한(대등한) 크기로 나뉘어지는 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들, 즉 제 1 그룹(①)의 상부 제 2 서브-픽셀(SP2'), 제 2 그룹(②)의 하부 제 1 서브-픽셀(SP1")과 하부 제 4 서브-픽셀(SP4") 및 제 3 그룹(③)의 상부 제 1 서브-픽셀(SP1')과 상부 제 4 서브-픽셀(SP4')에 선택적으로 블랙 데이터(BD)를 삽입할 수 있다. 이때, 제 1 그룹(①)과 제 2 그룹(②) 및 제 3 그룹(③)은 설명의 편의를 위해 도 6b에 도시된 임의의 픽셀 구조를 순서대로 분류한 것이다.

각각의 상, 하부 서브-픽셀(SP1',SP1", SP2',SP2", SP3',SP3", SP4',SP4")들 사이에는 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들 사이의 경계와는 달리 블랙매트릭스(BM)가 형성되지 않을 수 있다. 이는 각각의 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들에 동일한 디지털 영상 데이터 신호가 인가되기 때문이나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 각각의 상, 하부 서브-픽셀(SP1',SP1", SP2',SP2", SP3',SP3", SP4',SP4")들 사이에 블랙매트릭스(BM)를 형성하지 않는 경우에는 개구율의 감소를 그만큼 줄일 수 있는 이점을 가지게 된다.

이와 같이 본 발명의 제 1 실시예에 따른 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치는 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들을 횡 방향으로 n분할한 후에 n분할된 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들 중에 3D 크로스토크를 유발하는 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들에만 선택적으로 블랙 데이터(BD)를 삽입하게 된다. 이로 인해, 제 k 뷰 영역에서는 제 k 뷰 영상만이 표시되므로, 시청자는 제 k 뷰 영역에서 여러 개의 뷰 영상들이 겹쳐 보이는 3D 크로스토크를 최소화할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치는 품질 높은 입체영상을 구현할 수 있게된다.

한편, 시청자가 표시패널의 정면에서 측면으로 이동하는 경우, 렌티큘러 렌즈가 원래의 위치에서 좌측이나 우측으로 이동되어 보이게 되며, 이 경우 블랙 데이터의 삽입위치가 달라지게 되는데, 이를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치를 측면에서 바라볼 때의 픽셀 구조를 예시적으로 보여주는 도면으로써, 4뷰를 이용하는 경우의 픽셀 구조를 예를 들어 보여주고 있다. 다만, 전술한 바와 같이 본 발명이 뷰 수에 한정되는 것은 아니다.

이때, 도 7은 서브-픽셀에 대한 렌티큘러 렌즈의 상대적인 위치만을 제외하고는 실질적으로 도 5에 도시된 픽셀 구조와 동일한 구조로 이루어져 있다.

그리고, 도 8a 및 도 8b는 측면에서 바라볼 때 보여지는 제 1 내지 제 4 뷰 영상들을 예를 들어 보여주는 도면으로써, 도 7에 도시된 표시패널의 일부 영역(B)에 대응하는 멀티 뷰 영상들을 예를 들어 보여주고 있다.

이때, 도 8a는 블랙 데이터가 삽입되기 전의 제 1 내지 제 4 뷰 영상들을 예를 들어 보여주고 있는 한편, 도 8b는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 n(= 2)분할된 서브-픽셀들 중에 3D 크로스토크를 유발하는 서브-픽셀들에 선택적으로 블랙 데이터가 삽입된 상태의 제 1 내지 제 4 뷰 영상들을 예를 들어 보여주고 있다.

도 7과 도 8a 및 도 8b를 참조하면, 표시패널은 m(m은 자연수) 개의 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들 단위로 제 1 내지 제 m 뷰 영상(V1, V2, V3, V4)들을 포함하는 멀티 뷰 영상을 표시한다.

배리어 패널은 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들 대비 소정의 각도로 비스듬하게 형성된 슬랜티드 구조의 렌티큘러 렌즈(125)로 구현될 수 있다.

배리어 패널은 m개의 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들에 표시된 제 1 내지 제 m 뷰 영상(V1, V2, V3, V4)들 각각을 제 1 내지 제 m 뷰 영역들 각각으로 분할한다. 따라서, 배리어 패널은 제 k 서브-픽셀에 표시되는 제 k 뷰 영상을 제 k 뷰 영역으로 출력한다.

이때, 전술한 바와 같이 본 발명의 제 1 실시예에 따른 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치는 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들을 횡 방향으로 n분할한 후에 n분할된 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들 중에 시청자의 위치에 따라 3D 크로스토크를 유발하는 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들에만 선택적으로 블랙 데이터(BD)를 삽입하는 것을 특징으로 한다.

도 7에서는 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들을 수평방향으로 2분할한 경우를 예를 들어 보여주고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 이때, 제 1 서브-픽셀(SP1)은 상, 하부 제 1 서브-픽셀(SP1', SP1")로 구성될 수 있고, 제 2 서브-픽셀(SP2)은 상, 하부 제 2 서브-픽셀(SP2', SP2")로 구성될 수 있으며, 제 3 서브-픽셀(SP3)은 상, 하부 제 3 서브-픽셀(SP3', SP3")로 구성될 수 있고, 제 4 서브-픽셀(SP4)은 상, 하부 제 4 서브-픽셀(SP4', SP4")로 구성될 수 있다.

이때, 시청자의 위치가 표시패널의 정면에서 측면으로 이동함에 따라 렌티큘러 렌즈(125)가 원래의 위치에서 좌측으로 이동되어 보이게 되는데, 이 경우 일 예로 도 8b를 참조하면, n(= 2)분할된 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들 중에 렌티큘라 렌즈(125)의 골에 의해 비슷한(대등한) 크기로 나뉘어지는 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들, 즉 제 1 그룹(①)의 하부 제 2 서브-픽셀(SP2")과 상부 제 3 서브-픽셀(SP3'), 제 2 그룹(②)의 상부 제 2 서브-픽셀(SP2') 및 제 3 그룹(③)의 하부 제 1 서브-픽셀(SP1")과 하부 제 4 서브-픽셀(SP4")에 선택적으로 블랙 데이터(BD)를 삽입할 수 있다. 이때, 전술한 바와 같이 제 1 그룹(①)과 제 2 그룹(②) 및 제 3 그룹(③)은 설명의 편의를 위해 도 8b에 도시된 임의의 픽셀 구조를 순서대로 분류한 것이다.

또한, 전술한 바와 같이 각각의 상, 하부 서브-픽셀(SP1',SP1", SP2',SP2", SP3',SP3", SP4',SP4")들 사이에는 블랙매트릭스(BM)가 형성되지 않을 수 있다. 이는 각각의 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들에 동일한 디지털 영상 데이터 신호가 인가되기 때문이나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 각각의 상, 하부 서브-픽셀(SP1',SP1", SP2',SP2", SP3',SP3", SP4',SP4")들 사이에 블랙매트릭스(BM)를 형성하지 않는 경우에는 개구율의 감소를 그만큼 줄일 수 있는 이점을 가지게 된다.

이와 같이 시청자가 표시패널의 정면에서 측면으로 이동하는 경우, 영상수집부를 통해 시청자의 이동을 감지한 후에 위치판단부를 통해 시청자의 위치좌표를 판단하게 된다. 이러한 시청자의 위치 변화는 서브-픽셀에 대한 상대적인 렌티큘러 렌즈의 이동으로 볼 수 있으며, 이를 바탕으로 룩업테이블에 저장된 최적화된 뷰-맵을 이용하여 영상 데이터를 재정렬 하게 된다. 그리고, 시청자의 위치좌표에 따라 n분할된 서브-픽셀들 중 특정 서브-픽셀들에만 선택적으로 블랙 데이터를 삽입하게 된다.

한편, 전술한 바와 같이 서브-픽셀은 수평방향으로 2분할 이외에 3분할, 4분할 등 다수의 수로 분할할 수 있는데, 서브-픽셀을 전술한 2분할 이외에 3분할한 예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치의 픽셀 구조를 예시적으로 보여주는 도면으로써, 4뷰를 이용하는 경우의 픽셀 구조를 예를 들어 보여주고 있다. 다만, 본 발명이 전술한 뷰 수에 한정되는 것은 아니다.

그리고, 도 10a 및 도 10b는 제 1 뷰 영역에서 보여지는 제 1 내지 제 4 뷰 영상들을 예를 들어 보여주는 도면으로써, 도 9에 도시된 표시패널의 일부 영역(C)에 대응하는 멀티 뷰 영상들을 예를 들어 보여주고 있다.

이때, 도 10a는 블랙 데이터가 삽입되기 전의 제 1 내지 제 4 뷰 영상들을 예를 들어 보여주고 있는 한편, 도 10b는 본 발명의 제 2 실시예에 따라 n(= 3)분할된 서브-픽셀들 중에 3D 크로스토크를 유발하는 서브-픽셀들에 선택적으로 블랙 데이터가 삽입된 상태의 제 1 내지 제 4 뷰 영상들을 예를 들어 보여주고 있다.

도 9와 도 10a 및 도 10b를 참조하면, 표시패널은 m(m은 자연수) 개의 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들 단위로 제 1 내지 제 m 뷰 영상(V1, V2, V3, V4)들을 포함하는 멀티 뷰 영상을 표시한다.

배리어 패널은 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들 대비 소정의 각도로 비스듬하게 형성된 슬랜티드 구조의 렌티큘러 렌즈(225)로 구현될 수 있다.

이때, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치는 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들을 수평방향, 즉 횡 방향으로 n(= 3)분할한 후에 n분할된 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들 중에 시청자의 위치에 따라 3D 크로스토크를 유발하는 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들에만 선택적으로 블랙 데이터(BD)를 삽입하는 것을 특징으로 한다.

도 9에서는 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들을 수평방향으로 3분할한 경우를 예를 들어 보여주고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 이때, 본 발명의 제 2 실시예에 의하면, 제 1 서브-픽셀(SP1)은 상, 중, 하부 제 1 서브-픽셀(SP1', SP1", SP1'")로 구성될 수 있고, 제 2 서브-픽셀(SP2)은 상, 중, 하부 제 2 서브-픽셀(SP2', SP2", SP2'")로 구성될 수 있으며, 제 3 서브-픽셀(SP3)은 상, 중, 하부 제 3 서브-픽셀(SP3', SP3", SP3'")로 구성될 수 있고, 제 4 서브-픽셀(SP4)은 상, 중, 하부 제 4 서브-픽셀(SP4', SP4", SP4'")로 구성될 수 있다.

이 경우 일 예로 도 10b를 참조하면, n(= 3)분할된 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들 중에 렌티큘라 렌즈(225)의 골에 의해 비슷한(대등한) 크기로 나뉘어지는 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들, 즉 제 1 그룹(①)의 상, 중부 제 2 서브-픽셀(SP2', SP2"), 제 2 그룹(②)의 중, 하부 제 1 서브-픽셀(SP1", SP1'")과 중, 하부 제 4 서브-픽셀(SP4", SP4'") 및 제 3 그룹(③)의 상, 중부 제 1 서브-픽셀(SP1', SP1")과 상, 중부 제 4 서브-픽셀(SP4', SP4")에 선택적으로 블랙 데이터(BD)를 삽입할 수 있다. 이때, 전술한 바와 같이 제 1 그룹(①)과 제 2 그룹(②) 및 제 3 그룹(③)은 설명의 편의를 위해 도 10b에 도시된 임의의 픽셀 구조를 순서대로 분류한 것이다.

전술한 본 발명의 제 1 실시예와 동일하게 각각의 상, 중, 하부 서브-픽셀(SP1',SP1",SP1'", SP2',SP2",SP2'", SP3',SP3",SP3'", SP4',SP4",SP4'")들 사이에는 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들 사이의 경계와는 달리 블랙매트릭스(BM)가 형성되지 않을 수 있다. 이는 각각의 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들에 동일한 디지털 영상 데이터 신호가 인가되기 때문이나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 각각의 상, 중, 하부 서브-픽셀(SP1',SP1",SP1'", SP2',SP2",SP2'", SP3',SP3",SP3'", SP4',SP4",SP4'")들 사이에 블랙매트릭스(BM)를 형성하지 않는 경우에는 개구율의 감소를 그만큼 줄일 수 있는 이점을 가지게 된다.

이와 같이 본 발명의 제 2 실시예에 따른 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치는 전술한 본 발명의 제 1 실시예와 실질적으로 동일하게 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들을 횡 방향으로 n분할한 후에 n분할된 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들 중에 3D 크로스토크를 유발하는 서브-픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)들에만 선택적으로 블랙 데이터(BD)를 삽입하게 된다. 이로 인해, 제 k 뷰 영역에서는 제 k 뷰 영상만이 표시되므로, 시청자는 제 k 뷰 영역에서 여러 개의 뷰 영상들이 겹쳐 보이는 3D 크로스토크를 최소화할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치는 품질 높은 입체영상을 구현할 수 있게된다.

또한, 전술한 본 발명의 제 1 실시예와 실질적으로 동일하게 시청자가 표시패널의 정면에서 측면으로 이동하는 경우에는, 영상수집부를 통해 시청자의 이동을 감지한 후에 위치판단부를 통해 시청자의 위치좌표를 판단하게 된다. 이러한 시청자의 위치 변화는 서브-픽셀에 대한 상대적인 렌티큘러 렌즈의 이동으로 볼 수 있으며, 이를 바탕으로 룩업테이블에 저장된 최적화된 뷰-맵을 이용하여 영상 데이터를 재정렬 하게 된다. 그리고, 시청자의 위치좌표에 따라 n분할된 서브-픽셀들 중 특정 서브-픽셀들에만 선택적으로 블랙 데이터를 삽입하게 된다.

상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.

110 : 표시패널 120 : 렌티큘러 렌즈판
125 : 렌티큘러 렌즈 BD : 블랙 데이터
BM : 블랙매트릭스 SP1,SP2,SP3,SP4 : 서브-픽셀
V1,V2,V3,V4 : 뷰 영상

Claims

m개의 서브-픽셀들 각각이 수평방향으로 n(n= 2, 3,...)분할되어 배치되는 표시패널;
상기 표시패널의 전면에 소정 각도로 기울어지게 배치되는 다수의 렌티큘라 렌즈를 포함하는 렌티큘러 렌즈판; 및
상기 n분할된 서브-픽셀들 중에 시청자의 위치에 따라 3D 크로스토크(cross talk)를 유발하는 서브-픽셀들의 일부에 선택적으로 블랙 데이터(black data)를 삽입하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 타이밍 컨트롤러는 상기 n분할된 서브-픽셀들 중에 3D 크로스토크를 유발하지 않는 동일한 서브-픽셀에는 동일한 영상 데이터 신호를 인가하고, 3D 크로스토크를 유발하는 서브-픽셀들에는 블랙 데이터를 선택적으로 삽입하는 것을 특징으로 하는 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 타이밍 컨트롤러는
영상 데이터와 각종 타이밍신호를 수신하는 수신부;
상기 수신부로부터 전송되어온 타이밍신호를 이용해 제어신호를 생성하여 출력하는 제어신호 생성부;
상기 수신부로부터 전송되어온 영상 데이터를 정렬하거나, 시청자의 시청위치가 변경된 경우 영상 데이터를 재정렬 하여 출력하는 영상 데이터 정렬부;
상기 영상수집부를 통해 수신된 영상을 이용하여 시청자의 위치좌표를 추출하기 위한 위치판단부;
상기 시청자의 위치좌표와 뷰-맵을 이용하여 시청자가 입체영상의 시청영역 중 어느 영역에 위치하고 있는지를 판단한 후, 판단결과에 따라 n분할된 서브-픽셀들 중 특정 서브-픽셀들에 선택적으로 블랙 데이터를 삽입하기 위한 제어부; 및
상기 시청자의 시청위치에 따라 최적화된 뷰-맵을 저장하기 위한 룩업테이블을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치.
제 3 항에 있어서, 상기 제어부는 제 k(k는 1 ≤ k ≤ m을 만족하는 자연수) 뷰 영역에서 제 k 뷰 영상이 아닌 다른 뷰 영상을 표시하는 서브-픽셀들에 선택적으로 블랙 데이터를 삽입하는 것을 특징으로 하는 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 m개의 서브-픽셀들 각각을 수평방향으로 2분할한 경우, 4뷰를 예를 들면, 제 1 서브-픽셀은 상, 하부 제 1 서브-픽셀로 구성되고, 제 2 서브-픽셀은 상, 하부 제 2 서브-픽셀로 구성되며, 제 3 서브-픽셀은 상, 하부 제 3 서브-픽셀로 구성되고, 제 4 서브-픽셀은 상, 하부 제 4 서브-픽셀로 구성되는 것을 특징으로 하는 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치.
제 5 항에 있어서, 상기 각각의 상, 하부 서브-픽셀들 사이에는 상기 서브-픽셀들 사이의 경계와는 달리 블랙매트릭스가 형성되지 않는 것을 특징으로 하는 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치.
다수의 서브-픽셀들 각각이 수평방향으로 2분할되어 배치되는 표시패널;
상기 표시패널의 전면에 소정 각도로 기울어지게 배치되는 다수의 렌티큘라 렌즈를 포함하는 렌티큘러 렌즈판; 및
상기 2분할된 서브-픽셀들 중에 상기 렌티큘러 렌즈의 골이 지나가는 서브-픽셀들의 일부에 선택적으로 블랙 데이터를 삽입하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 렌티큘러 렌즈 방식의 입체영상표시장치.