KR101214719B1

KR101214719B1 - 배리어 패널, 입체영상 표시장치 및 방법

Info

Publication number: KR101214719B1
Application number: KR1020110099536A
Authority: KR
Inventors: 강순석
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2012-12-21
Also published as: JP2013080224A; US20130082921A1

Abstract

본 발명은 배리어 패널, 입체영상 표시장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 하나의 실시예에 따라, 다수의 픽셀을 구비하는 영상패널에 대응 배치되되, 영상패널의 각 픽셀당 M×N 개 배리어 영역을 이루도록 형성되고, 각 배리어 영역별로 밝기가 조절되어 영상패널로부터 입체영상용 이미지가 표시되도록 하는 배리어패널이 제안된다. 또한, 그를 포함하는 입체영상 표시장치와 입체영상 표시방법이 제안된다.

Description

배리어 패널, 입체영상 표시장치 및 방법{BARRIER PANNEL, APPARATUS AND METHOD FOR DISPLAYING 3D IMAGE}

본 발명은 배리어 패널, 입체영상 표시장치 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로는 다수의 각 배리어 영역의 밝기가 조절되는 배리어 패널, 입체영상 표시장치 및 방법에 관한 것이다.

3D 영상 처리 시장과는 별도로, 3D 디스플레이 시장은 발전이 더디게 진행되고 있다. 디스플레이 시장의 발전은 특히 관찰자에 대한 정보는 배제한 채, 단지 영상출력에만 동기를 맞춘 동작을 진행하고 있다. 그 이유 중 가장 큰 이유의 한가지는 관찰자의 시점에 따른 3D 영상을 재현하기가 어렵다는 점이다.

예를 들면, 현재의 3D 휴대폰은 3D 영상 디스플레이를 위해서, 고정 배리어 방식의 무안경식 3D 액정패널을 사용하지만, 이 방식의 최대 단점은 같은 영상이라도 관찰자와 영상패널 간의 거리 및 시청 각도가 달라지면, 잘 표시되던 3D 영상도 흐려지거나 없어지는 등의 3D 영상의 변화가 생긴다는 점이다. 영상패널의 약 30cm 전방 정면에서 3D 영상을 시청하는 사람과 30cm 전방 30°각도방향에서 시청하는 사람에게는 각각 다른 배리어를 이용하여 영상을 제공하여야 하는데, 종래는 배리어가 고정형이므로, 정면에 있는 사람만 좋은 품질의 3D를 시청할 수 있다는 단점이 있다.

종래의 방식은 액정패널 위에 배리어 필름을 고정시킨 고정 배리어 방식을 사용한다. 이때, 정면의 관찰자 위주로 배리어를 온/오프하므로, 시점 각도가 조금이라도 어긋나면(정면 기준으로 3도 이상), 아무리 좋은 3D영상이라도 흐리게 보이거나 안 보일 수 있다.

본 발명에서는 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 3D 액정패널용 배리어패널을 영상패널의 하나의 픽셀당 M×N 개로 나누고, M×N 개의 배리어 영역의 밝기를 조절할 수 있도록 함으로써, 다시점 무안경 3D 영상 디스플레이를 구현하도록 하고자 한다.

전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 제1 실시예에 따라, 다수의 픽셀을 구비하는 영상패널에 대응 배치되되, 영상패널의 각 픽셀당 M×N 개 배리어 영역을 이루도록 형성되고, 각 배리어 영역별로 밝기가 조절되어 영상패널로부터 입체영상용 이미지가 표시되도록 하는 배리어패널이 제안된다.

본 발명의 또 하나의 실시예에 따르면, 배리어 영역의 밝기는 온, 오프 및 온과 오프 사이의 적어도 하나 이상의 중간 밝기 단계를 포함하도록 제어될 수 있다.

또한, 하나의 실시예에 따르면, M×N 개 배리어 영역에서의 행(row)의 수 M과 열(column)의 수 N은 각각 1 이상이다. 게다가, 또 하나의 예에서, M×N 개 배리어 영역에서의 열(column)의 수 N은 2 이상일 수 있다.

또한, 전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 제2 실시예에 따라, 다수 픽셀들을 포함하고 입체영상용 이미지를 표시하는 영상패널; 영상패널의 전면 또는 후면에 대응 배치되되, 각 픽셀당 M×N개 배리어 영역을 이루도록 형성되고, 각 배리어 영역별로 밝기가 조절되는 배리어패널; 및 영상패널로부터 입체영상이 표시되도록 각 배리어 영역별로 밝기를 제어하는 제어부; 를 포함하는 입체영상 표시장치가 제안된다.

본 발명의 또 하나의 실시예에 따르면, 배리어 패널은 제어부에 의해 온, 오프 및 온과 오프 사이의 적어도 하나 이상의 중간 단계를 포함하도록 제어되어 배리어 영역의 밝기가 적어도 3단계 이상으로 조절될 수 있다.

또한, 하나의 실시예에 다르면, 배리어 패널은 행(row)의 수 M과 열(column)의 수 N은 각각 1 이상인 각 픽셀당 M×N개 배리어 영역이 형성되어 있다.

게다가, 또 하나의 예에서, 행(row)의 수 M은 1 이상이고, 열(column)의 수 N은 2 이상일 수 있다.

또한, 전술한 입체영상 표시장치들의 또 하나의 실시예는 관찰자 영역의 영상을 획득하고 관찰자의 관찰 위치정보를 산출하는 트래킹 시스템을 더 포함하고, 제어부는 관찰자의 관찰 위치에 영상패널의 입체영상이 노출되도록 관찰 위치정보에 따라 배리어 패널의 각 배리어 영역의 밝기를 제어한다.

또한, 하나의 예에서, 트래킹 시스템은: 관찰자 영역의 영상을 획득하는 카메라모듈; 및 영상을 이용하여 관찰 위치정보로서 관찰자의 양안의 위치 및 거리를 산출하는 트래킹부; 를 포함하고, 제어부는 양안의 위치 및 거리 정보로부터 배리어 패널의 각 배리어 영역의 밝기를 제어하기 위한 제어값을 획득하고 제어값에 따라 각 배리어 영역의 밝기를 제어한다.

그리고 전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 제3 실시예에 따라, 관찰자의 위치정보에 따라, 다수 픽셀을 구비한 영상패널의 각 픽셀당 M×N 개 배리어 영역이 형성되도록 영상패널에 대응 배치된 배리어패널의 각 배리어 영역별로 밝기를 조절하여 영상패널로부터 입체영상용 이미지가 표시되도록 하는 입체영상 표시방법이 제안된다.

전술한 입체영상 표시방법의 또 하나의 실시예에 따르면, 관찰자 영역의 영상을 획득하고 관찰자의 관찰 위치정보를 산출하는 위치 트래킹 단계; 및 관찰 위치정보에 따라, 영상패널의 전면 또는 후면에 대응 배치된 배리어패널의 각 배리어 영역별로 밝기를 조절하여 관찰자에게 영상패널의 입체영상이 표시되도록 제어하는 배리어 제어단계: 를 포함한다.

또한, 하나의 예에서, 전술한 배리어 제어단계에서, 배리어 영역의 밝기는 온, 오프 및 온과 오프 사이의 적어도 하나 이상의 중간 단계를 포함하도록 제어되어 적어도 3단계 이상으로 조절될 수 있다.

또 하나의 예에서, 전술한 위치 트래킹 단계는: 관찰자 영역의 영상을 획득하는 단계; 및 영상을 이용하여 관찰 위치정보로서 관찰자의 양안의 위치 및 거리를 획득하는 단계; 를 포함하고, 배리어 제어단계는: 양안의 위치 및 거리 정보로부터 배리어 패널의 각 배리어 영역의 밝기를 제어하기 위한 제어값을 획득하는 단계; 및 제어값에 따라 양안에 영상패널의 입체영상용 이미지가 노출되도록 각 배리어 영역의 밝기를 제어하는 단계; 를 포함할 수 있다.

본 방법 발명의 또 하나의 실시예에 따르면, 배리어 패널은 행(row)의 수 M과 열(column)의 수 N은 각각 1 이상인 각 픽셀당 M×N개 배리어 영역이 형성되어 있다.

본 발명의 실시예에 따라, 3D 영상패널용 배리어패널을 영상패널의 하나의 픽셀당 M×N 개로 나누고, M×N 개의 배리어 영역의 밝기를 조절할 수 있도록 함으로써, 다시점 무안경 3D 영상 디스플레이를 구현할 수 있다.

본 발명의 하나의 실시예에 따라, 배리어패널 제어시, 관찰자와의 거리, 각도 등을 판단하여 최적의 영상을 디스플레이할 수 있다. 또한, 관찰자의 시점 각도 및 거리에 따라 배리어패널을 영상패널 픽셀당 M×N 개의 배리어 영역의 밝기를 제어함으로써, 3D 시청시 어지러움이나 피로감을 완화시켜줄 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라 직접적으로 언급되지 않은 다양한 효과들이 본 발명의 실시예들에 따른 다양한 구성들로부터 당해 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자에 의해 도출될 수 있음은 자명하다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 배리어 패널을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4은 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 입체영상 표시방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 입체영상 표시방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.

전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다. 본 설명에 있어서, 동일부호는 동일한 구성을 의미하고, 중복되거나 발명의 의미를 한정적으로 해석되게 할 수 있는 부가적인 설명은 생략될 수 있다.

본 명세서에서 하나의 구성요소가 다른 구성요소와 연결, 결합 또는 배치 관계에서 '직접'이라는 한정이 없는 이상, '직접 연결, 결합 또는 배치'되는 형태뿐만 아니라 그들 사이에 또 다른 구성요소가 개재됨으로써 연결, 겹합 또는 배치되는 형태로도 존재할 수 있다. 또한, '상에', '위에', '하부에', '아래에' 등의 '접촉'의 의미를 내포할 수 있는 용어들이 포함된 경우도 마찬가지이다. 방향을 나타내는 용어들은 기준이 되는 요소가 뒤집어지거나 그의 방향이 바뀌는 경우 그에 따른 대응되는 상대적인 방향 개념을 내포하는 것으로 해석될 수 있다.

본 명세서에 비록 단수적 표현이 기재되어 있을지라도, 발명의 개념에 반하거나 명백히 다르거나 모순되게 해석되지 않는 이상 복수의 구성 전체를 대표하는 개념으로 사용될 수 있음에 유의하여야 한다. 본 명세서에서 '포함하는', '갖는', '구비하는', '포함하여 이루어지는' 등의 기재는 하나 또는 그 이상의 다른 구성요소 또는 그들의 조합의 존재 또는 부가 가능성이 있는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 참조되는 도면들은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 이상적이거나 추상적인 예시로써, 모양, 크기, 두께 등은 기술적 특징의 효과적인 설명을 위해 비례하지 않고 과장되게 표현될 수 있다.

우선, 본 발명의 제1 실시예에 따른 배리어 패널을 도면을 참조하여 구체적으로 살펴본다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 배리어 패널을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배리어 패널을 포함하는 영상표시 장치를 나타내고 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 배리어패널(10)은 다수의 픽셀을 구비하는 영상패널(30)에 대응 배치된다. 배리어패널(10)은 영상패널(30)의 전면 또는 후면에 배치될 수 있다.

배리어패널(10)은 영상패널(30)의 각 픽셀(31)당 M×N 개 배리어 영역을 이루도록 형성되어 있다. 각 픽셀당 M×N 개 배리어 영역을 형성시키고 각 배리어 영역의 밝기가 조절되도록 함으로써, 관찰자의 위치와 거리에 따라 보다 정확한 입체영상을 관찰자에게 표시되도록 할 수 있다. 예컨대, M×N×L 방식으로 배리어 영역이 제어될 수 있다. 이때, M×N은 각 픽셀당 배리어 영역 수를 의미하고 L은 각 배리어 영역에서의 밝기를 나타낸다.

또한, 하나의 실시예에 따르면, M×N 개 배리어 영역에서의 행(row)의 수 M과 열(column)의 수 N은 각각 1 이상이다. 나아가, 또 하나의 예에서, M×N 개 배리어 영역에서의 열(column)의 수 N은 2 이상일 수 있다. 게다가, 행(row)의 수 M 또한 2 이상일 수 있다. 하나의 예에서, 행(row)의 수 M 보다 열(column)의 수 N이 크다. 양안이 좌우로 배치되어 있으므로, 열(column) 방향으로의 배리어 배열이 많을수록 좋다.

본 실시예에서의 배리어패널(10)은 각 픽셀단 M×N 배리어 영역별로 L 단계의 밝기가 조절되며 M×N×L 방식으로 제어되므로, 그에 따라 영상패널(30)로부터 입체영상용 이미지가 관찰자에게 표시되도록 한다. 배리어 영역의 밝기가 조절되면, 관찰자의 위치 및 거리의 이동이 미미한 경우에도 보다 정확하게 관찰자에게 영상패널(30)의 좌우측 이미지를 전달할 수 있게 된다.

또 하나의 예에 따르면, 배리어 영역의 밝기는 온, 오프 및 온과 오프 사이의 적어도 하나 이상의 중간 밝기 단계를 포함하도록 제어될 수 있다. 이때, M×N×L 방식의 배리어 영역 제어에서 L은 3 이상이 될 수 있다. 도 2를 참조하면, 배리어 영역 #1, #2, #3이 각각 다른 밝기를 나타내고 있다. 배리어 영역 #1은 배리어가 오프됨으로써 영상패널(30)의 이미지가 관찰자에게도 완전히 표시되는 영역이고, 예컨대 배리어 영역 #3은 배리어가 온(on)되어 영상패널(30)의 이미지 표시를 차단하고, 배리어 영역 #2는 배리어 영역 #1과 #3의 중간 단계로서 희미하게 영상패널(30)의 이미지를 관찰자에게 제공하도록 하는 영역이다.

도 1은 영상패널, 예컨대 3D LCD의 각각의 하나의 픽셀(31)에 대하여 M×N개의 배리어 영역으로 잘게 쪼갠 것을 나타낸다. 만약 시점이 왼쪽에 있고, M×N 배리어 세트 아래쪽의 영상패널(30)의 픽셀이 왼쪽 영상을 보여 준다면, M×N 배리어 영역의 왼쪽 부분의 몇 개의 배리어 영역은 오프가 되어서 영상을 보여 주며, M×N 배리어 영역의 오른쪽 부분은 온(On)이 되어서 영상을 차단할 수 있다. 고정 배리어 방식처럼 픽셀 위의 모든 부분을 온(On)/오프(Off)시키는 것이 아니라, 하나의 액정패널의 픽셀이라도 잘게 쪼개어서 시점에 맞게 영상을 통과/차단시키도록 할 수 있다.

도 2에서 배리어 패널은 2차원적 M×N 매트릭스의 온(On)/오프(Off)가 실행되는 상태에서, 여기에 더해서 각 M×N 매트릭스의 투과율을 조절하여 영상이 겹치는 부분의 영상 손실을 최소화할 수 있다. 즉, M×N 배리어 영역별로 L 단계의 밝기를 갖도록 할 수 있다. 하나의 배리어 영역의 드라이버를 L 비트의 깊이로 제어할 수 있고, 이때, 액정패널의 하나의 픽셀(31) 당 각 M×N개의 배리어 영역이 2×L개의 밝기를 가질 수 있다. 즉, L이 밝기 단계가 아닌 밝기 비트 수인 경우에는 M×N×2L 매트릭스 제어가 될 수 있다.

하나의 예에서, 배리어 영역을 2비트 제어신호로 제어하는 경우 배리어 온부터 오프까지 4단계의 밝기(L)를 가질 수 있다. 이때, M×N×L 방식으로 표현하면, L이 4가 된다.

본 발명의 하나의 실시예에서, 배리어는 액정패널의 각 픽셀당 M × N 개 배리어 영역을 형성하고 있는데, 각 배리어 영역은 액정셀로 이루어질 수 있다. 하나의 예에서, 배리어패널(10)은 다수의 액정셀이 박막트랜지스터(TFT) 및 저장커패시터를 포함하는 능동 매트릭스형일 수도 있고, 열전극과 행전극이 교차하는 영역에 액정셀이 형성된 단순 매트릭스형일 수도 있다. 따라서 배리어가 능동 매트릭스형인 경우에는 일반적인 TFT 액정표시장치의 구동방법에 기초하여 구동될 수 있고, 단순 매트릭스형인 경우에는 일반적인 단순 매트릭스 액정표시장치의 구동방법에 기초하여 구동될 수 있다. 본 실시예의 배리어패널(10)은 도 2에 도시된 바와 같이 영상표시장치의 제어부(50)에 의한 구동신호에 의해 각 배리어 영역의 액정셀이 불투명셀, 투명셀 또는 반투명셀 등으로 배리어 영역의 밝기 형태가 변경될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라 액정패널 하나의 픽셀당 M×N 배리어영역을 L 밝기 단계로 조절하여 M×N×L 매트릭스형태로 제어하므로, 주변의 밝기나 소모 전력, 관찰자의 수에 따른 적절한 무안경 다시점 3D 영상 구현이 가능해질 수 있다. 특히, 관찰자가 다수인 경우에도 하나의 픽셀당 M×N×L 매트릭스형태로 제어하므로 각자에게 가능한 적절한 3D 영상을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따라 액정패널 픽셀당 각 M×N 개 배리어 영역 각각의 밝기(L)를 조절할 수 있어, 양안 교차 부분의 어지러움을 최소화해주며, 특히 액정패널의 회전 여부에 상관없이 3D 입체 영상을 디스플레이할 수 있다.

또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 도면을 참조하여 구체적으로 살펴본다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 전술한 배리어 패널의 실시예들과 도 1이 참조될 것이고, 그에 따라 중복되는 설명들이 생략될 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하여, 영상표시장치의 하나의 실시예를 살펴본다. 도 2를 참조하면, 하나의 실시예에 따른 영상표시장치는 영상패널(30), 배리어패널(10) 및 제어부(50)를 포함하여 이루어진다.

이때, 영상패널(30)은 다수 픽셀들을 포함하고 입체영상용 이미지를 표시한다. 하나의 예에서, 영상패널(30)은 다수의 액정셀들로 이루어질 수 있다. 다수의 액정셀들로 이루어진 영상패널(30)은 당해 분야에서 이미 널리 알려져 있으므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 2에서, 배리어패널(10)은 영상패널(30)의 전면 또는 후면에 대응 배치된다. 또한, 배리어패널(10)은 영상패널(30)의 각 픽셀당 M×N개 배리어 영역을 이루도록 형성되어 있다. 또한, 하나의 실시예에 다르면, 배리어 패널은 행(row)의 수 M과 열(column)의 수 N은 각각 1 이상인 각 픽셀당 M×N개 배리어 영역이 형성되어 있다. 게다가, 또 하나의 예에서, 행(row)의 수 M은 1 이상이고, 열(column)의 수 N은 2 이상일 수 있다. 하나의 예에서, 행(row)의 수 M 보다 열(column)의 수 N이 크다.

도 2의 배리어패널(10)은 각 배리어 영역별로 밝기가 조절될 수 있다. 예컨대, L 밝기 단계로 밝기가 조절될 수 있다. 이때, 각 픽셀의 배리어 영역을 M×N×L 방식으로 제어할 수 있다.

또 하나의 실시예에 따르면, 배리어 패널은 제어부(50)에 의해 온, 오프 및 온과 오프 사이의 적어도 하나 이상의 중간 단계를 포함하도록 제어되어 배리어 영역의 밝기가 적어도 3단계 이상으로 조절될 수 있다. 이때, M×N×L 방식 제어에서, L은 3 이상이 된다. 도 2를 참조하면, 배리어 영역 #1, #2, #3이 각각 다른 밝기를 나타내고 있다. 배리어 영역 #1은 배리어가 오프됨으로써 영상패널(30)의 이미지가 관찰자에게도 완전히 표시되는 영역이고, 예컨대 배리어 영역 #3은 배리어가 온(on)되어 영상패널(30)의 이미지 표시를 차단하고, 배리어 영역 #2는 배리어 영역 #1과 #3의 중간 단계로서 희미하게 영상패널(30)의 이미지를 관찰자에게 제공하도록 하는 영역이다.

다시 도 2를 참조하면, 제어부(50)는 영상패널(30)로부터 입체영상이 표시되도록 각 배리어 영역별로 밝기를 제어한다. 예컨대, 하나의 예에서, 제어부(50)에서 배리어 영역을 2비트 제어신호로 제어하는 경우 배리어 온(on)부터 오프(off)까지 4단계의 밝기(L)로 조절할 수 있다. 도 2에서 배리어 패널(10)은 2차원적 M×N 매트릭스의 온(On)/오프(Off)가 실행되는 상태에서, 여기에 더해서 각 M×N 매트릭스의 투과율을 조절하여 M×N×L 매트릭스 제어를 함으로써, 영상이 겹치는 부분의 영상 손실을 최소화할 수 있다. 하나의 배리어 영역의 드라이버를 L 비트의 깊이로 제어할 수 있고, 이때, 액정패널의 하나의 픽셀(31) 당 각 M×N개의 배리어 영역이 2×L개의 밝기를 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라 영상패널(30) 하나의 픽셀(31)당 배리어 영역을 M×N×L 매트릭스형태로 제어하므로, 주변의 밝기나 소모 전력 시청자의 수에 따른 적절한 무안경 다시점 3D 영상 구현이 가능해질 수 있다. 이때, L은 밝기의 단계를 나타낸다.

또한, 도 3을 참조하여 입체영상표시장치의 실시예를 더 살펴본다.

도 3을 참조하면, 입체영상 표시장치의 하나의 실시예는 영상패널(30), 배리어패널(10), 제어부(50)와 더불어 트래킹 시스템(70)을 더 포함할 수 있다.

도 3의 트래킹 시스템(70)은 관찰자 영역의 영상을 획득하고 관찰자의 관찰 위치정보를 산출한다.

이때, 제어부(50)는 관찰자의 관찰 위치에 영상패널(30)의 입체영상이 노출되도록 관찰 위치정보에 따라 배리어 패널(10)의 각 배리어 영역의 밝기를 제어한다.

또한, 도 3을 보다 구체적으로 살펴보면, 하나의 예에서, 트래킹 시스템(70)은 카메라모듈(71)과 트래킹부(73)를 포함하고 있다. 카메라모듈(71)은 관찰자 영역의 영상을 획득한다. 트래킹부(73)는 영상을 이용하여 관찰 위치정보로서 관찰자의 양안의 위치 및 거리를 산출한다. 예컨대, 관찰자의 양안의 위치를 파악하기 위해서는 먼저 카메라로부터 획득된 영상 영역에서 안면부위를 추출하고, 해당 부위에 예컨대 적외선을 방사하여 양안의 위치를 보다 정확하게 산출할 있다. 트래킹 시스템(70)에서 거리를 측정하는 방식은 예컨대, TOF(Time Of Flight) 방식을 이용할 수 있다. 또는, 전면 카메라로도 거리 측정을 할 수 있다. 예컨대, 스테레오카메라로 먼저 양안의 거리를 인식시키고 전면 카메라로써 기준 대비 현재 촬용된 영상의 크기를 계산하여 거리를 추출할 수 있다. 또는, 적외선을 이용하는 방식으로도 거리를 측정할 수 있다. 기타 다양한 방식이 본 실시예에 적용될 수 있다. 적외선을 사용하는 경우에는 발광된 적외선이 피사체에서 반사되는 량에 따라 영상의 영역별로 전압이 달라지는 것을 이용하여 거리를 측정할 수 있다. 트래킹 시스템(70)에서 사물의 위치와 거리를 산출하는 것은 당해 분야에서 이미 널리 알려져 있다.

이때, 제어부(50)는 양안의 위치 및 거리 정보로부터 배리어 패널의 각 배리어 영역의 밝기를 제어하기 위한 제어값을 획득하고 제어값에 따라 각 배리어 영역의 밝기를 제어한다. 하나의 예에서, 제어값은 룩업(look-up) 테이블 등을 이용하여 양안의 위치 및 거리에 따른 적절한 값을 산출할 수 있다. 또는, 프로그래밍된 산출식에 의해 양안의 위치 및 거리에 따른 제어값을 산출할 수도 있다.

도 3을 참조하면, 본 실시예에서, 액정패널의 하나의 픽셀(31)에 대한 M×N×L차원 배리어 제어는 입력정보로서 액정표시장치와 관찰자의 거리 및 각도 정보를 가진다. 카메라모듈(71)에서 얻은 영상을 사용하여, 영상표시장치와 관찰자, 보다 구체적으로는 관찰자의 양안과의 거리 정보를 알 수 있으며, 또한 시점 추적을 이용하여 시점의 각도정보도 알 수 있다. 이때, 하나의 예에서, 거리측정은 TOF(Time Of Flight) 방식을 이용할 수 있다. 거리 측정시 전면 카메라로도 구현할 수 있다. 예컨대, 스테레오카메라로 먼저 양안의 거리를 인식시키고 전면 카메라로써 기준 대비 현재 촬용된 영상의 크기를 계산하여 거리를 추출할 수 있다. 도 3을 참조하면, 이러한 정보를 바탕으로 직접 I2C를 이용하여 배리어의 제어를 진행할 수 있고, 또는 이러한 정보를 AP(Application Processor)에 전달하여 응용프로세서(AP)가 입력된 3D 영상과 동기 된 배리어 제어정보를 배리어 패널에 전달할 수도 있다. AP는 현재 3D 시스템에서 3D 영상의 생성기, 포맷터, 배리어 On/Off 제어 등을 수행한다. 예컨대, 휴대 단말의 디스플레이를 AP가 제어한다면, AP에 배리어 제어 정보(예컨대, 위치정보, 각 서브-픽셀의 On/Off 정보 및 동기용 타이밍 정보 등)를 전달하여, AP가 제어 정보에 맞춰서 개개의 배리어를 제어할 수도 있다. 도 3에서 I2C는, 예컨대, 제어 정보를 전달하기 위한 단순 통신 프로토콜로, 휴대 단말에서는 가장 많이 쓰이는 인터페이스(I/F) 방법이다. 도 3에서, 제어부(50)은 자신이 제어해야 할 정보들을 I2C라는 프로토콜에 올려 보내게 된다. 이때, 제어부(50)의 역할은 들어온 입력 정보(예컨대, 거리, 양안의 전면 대비 각도 등)를 종합하여, LCD의 몇 번째 서브 배리어를 On 또는 Off 시켜야 하는지를 결정할 수 있다. 이때, 제어부(50)의 출력 정보는 LCD의 크기마다 다르며, 서브 배리어의 크기 및 영상 속도마다 각각 다를 수 있다.

본 실시예에서 관찰자의 시점에 따른 좌우 영상의 필터링을 배리어와 연계하여 진행하므로, 영상의 겹침이나 시점의 이동에 의한 화면의 사라짐 현상을 없애서 완전한 무안경 다시점 3D 영상을 디스플레이할 수 있다.

종래의 고정 배리어의 구성의 경우, 계산 값에 의거하여 정확히 지정된 픽셀 위에 배리어가 위치하여야 한다. 이때, 계산 값은 관찰자 또는 시청자가 LCD와 얼마만큼의 거리, 예컨대 휴대 단말의 경우 몇 cm 거리로 떨어지고, 두 안구 간의 거리는 몇 cm인지에 따라 결정되게 된다. 이러한 값이 결정되더라도 배리어가 계산된 위치에서 3D 시점이 위치되어 있지 않는다면, 3D 영상이 겹쳐 보이기 때문에 결국 고가의 장비를 이용하여 정렬(alignment)할 수 밖에 없다.

그러나, 본 발명의 하나의 실시예에서는, 하나의 액정패널 픽셀, 예컨대 LCD 픽셀을 담당하는 배리어를 잘게 쪼개어 배치시키고 있으므로, 정확한 위치에 배리어가 있지 않더라도, 잘게 쪼개어준 만큼, 배리어와 픽셀 사이의 오프셋을 파악하여 배리어의 밝기를 조절해 줌으로써, 종래의 고정 배리어보다 성능이 향상된 3D효과를 얻을 수 있다. 예컨대, 배리어 처음 시작하는 부분이, LCD 픽셀 x-y 좌표로 x축으로 1/4 픽셀 떨어진 장소에서 첫 번째 배리어가 나온다면, 배리어 제어 정보 모든 부분을 1/4 픽셀에 해당하는 값만큼 더해서 제어 알고리즘을 구동시키고 이 값을 AP나 배리어 제어부(50)에 전달하여 제어할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제3 실시예에 따른 입체영상 표시방법을 도면을 참조하여 구체적으로 살펴본다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 전술한 배리어 패널 및 입체영상표시장치의 실시예들과 도 1 내지 3이 참조될 것이고, 그에 따라 중복되는 설명들이 생략될 수 있다.

도 4은 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 입체영상 표시방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이고, 도 5는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 입체영상 표시방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 입체영상 표시방법은 관찰자의 위치정보에 따라, 다수 픽셀을 구비한 영상패널(30)의 각 픽셀당 M×N 개 배리어 영역이 형성되도록 영상패널(30)에 대응 배치된 배리어패널(10)의 각 배리어 영역별로 밝기를 조절한다. 각 배리어 영역별로 밝기를 조절함으로써 영상패널(30)로부터 입체영상용 이미지가 표시되도록 할 수 있다.

보다 구체적으로, 도 4 및/또는 5를 참조하여, 하나의 예를 살펴보면, 입체영상 표시방법의 하나의 실시예는 위치 트래팅 단계(S100) 및 배리어 제어단계(S200)를 포함하고 있다.

도 4의 위치 트래팅 단계(S100)에서는 관찰자 영역의 영상을 획득하고 관찰자의 관찰 위치정보를 산출한다.

도 5를 참조하면, 또 하나의 예에서, 위치 트래킹 단계는 관찰자 영역의 영상을 획득하는 단계(S1100) 및 영상을 이용하여 관찰 위치정보로서 관찰자의 양안의 위치 및 거리를 획득하는 단계(S1200)를 포함하고 있다.

본 실시예에 따라 액정패널 하나의 픽셀당 M×N 배리어영역을 L 밝기 단계로 조절하여 M×N×L 매트릭스형태로 제어하므로, 주변의 밝기나 소모 전력, 관찰자의 수에 따른 적절한 무안경 다시점 3D 영상 구현이 가능해질 수 있다. 특히, 관찰자가 다수인 경우에도 하나의 픽셀당 M×N×L 매트릭스형태로 제어하므로 각자에게 가능한 적절한 3D 영상을 제공할 수 있다.

계속하여 도 4를 살펴보면, 배리어 제어단계(S200)에서는 관찰 위치정보에 따라, 영상패널(30)의 전면 또는 후면에 대응 배치된 배리어패널(10)의 각 배리어 영역별로 밝기를 조절하여 관찰자에게 영상패널(30)의 입체영상이 표시되도록 제어한다.

도 5를 참조하면, 또 하나의 실시예에서, 배리어 제어단계는 양안의 위치 및 거리 정보로부터 배리어 패널의 각 배리어 영역의 밝기를 제어하기 위한 제어값을 획득하는 단계(S2100) 및 제어값에 따라 양안에 영상패널(30)의 입체영상용 이미지가 노출되도록 각 배리어 영역의 밝기를 제어하는 단계(S2200)를 포함할 수 있다.

또한, 하나의 실시예에서, 도 4의 배리어 제어단계(S200)에서, 배리어 영역의 밝기는 온, 오프 및 온과 오프 사이의 적어도 하나 이상의 중간 단계를 포함하도록 제어되어 적어도 3단계 이상으로 조절될 수 있다.

게다가, 본 발명의 또 하나의 실시예에 따르면, 배리어 패널은 행(row)의 수 M과 열(column)의 수 N은 각각 1 이상인 각 픽셀당 M×N개 배리어 영역이 형성되어 있다. 또 하나의 예에서, 행(row)의 수 M은 1 이상이고, 열(column)의 수 N은 2 이상일 수 있다. 하나의 예에서, 행(row)의 수 M 보다 열(column)의 수 N이 크다.

이상에서, 전술한 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 범주를 제한하는 것이 아니라 본 발명에 대한 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자의 이해를 돕기 위해 예시적으로 설명된 것이다. 또한, 전술한 구성들의 다양한 조합에 따른 실시예들이 앞선 구체적인 설명들로부터 당업자에게 자명하게 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명의 다양한 실시예는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 범위는 특허청구범위에 기재된 발명에 따라 해석되어야 하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변경, 대안, 균등물들을 포함하고 있다.

10 : 배리어패널 30 : 액정패널
50 : 제어부 70 : 트래킹 시스템
71 : 카메라모듈 73 : 트래킹부

Claims

다수의 픽셀을 구비하는 영상패널에 대응 배치되되, 상기 영상패널의 각 픽셀당 M×N 개 배리어 영역을 이루도록 형성되고, 각 배리어 영역별로 밝기가 조절되어 상기 영상패널로부터 입체영상용 이미지가 표시되도록 하는 배리어패널.
청구항 1에 있어서,
상기 배리어 영역의 밝기는 온, 오프 및 상기 온과 오프 사이의 적어도 하나 이상의 중간 밝기 단계를 포함하도록 제어되는,
배리어패널.
청구항 1에 있어서,
상기 M×N 개 배리어 영역에서의 행(row)의 수 M과 열(column)의 수 N은 각각 1 이상인,
배리어패널.
청구항 3에 있어서,
상기 M×N 개 배리어 영역에서의 열(column)의 수 N은 2 이상인,
배리어패널.
다수 픽셀들을 포함하고 입체영상용 이미지를 표시하는 영상패널;
상기 영상패널의 전면 또는 후면에 대응 배치되되, 각 픽셀당 M×N개 배리어 영역을 이루도록 형성되고, 각 배리어 영역별로 밝기가 조절되는 배리어패널; 및
상기 영상패널로부터 입체영상이 표시되도록 상기 각 배리어 영역별로 밝기를 제어하는 제어부; 를 포함하는 입체영상 표시장치.
청구항 5에 있어서,
상기 배리어 패널은 상기 제어부에 의해 온, 오프 및 상기 온과 오프 사이의 적어도 하나 이상의 중간 단계를 포함하도록 제어되어 상기 배리어 영역의 밝기가 적어도 3단계 이상으로 조절되는,
입체영상 표시장치.
청구항 5에 있어서,
상기 배리어 패널은 행(row)의 수 M과 열(column)의 수 N은 각각 1 이상인 각 픽셀당 M×N개 배리어 영역이 형성되는,
입체영상 표시장치.
청구항 7에 있어서,
상기 행(row)의 수 M은 1 이상이고, 열(column)의 수 N은 2 이상인,
입체영상 표시장치.
청구항 5 내지 8에 있어서,
관찰자 영역의 영상을 획득하고 상기 관찰자의 관찰 위치정보를 산출하는 트래킹 시스템을 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 관찰자의 관찰 위치에 상기 영상패널의 상기 입체영상이 노출되도록 상기 관찰 위치정보에 따라 상기 배리어 패널의 각 배리어 영역의 밝기를 제어하는,
입체영상 표시장치.
청구항 9에 있어서,
상기 트래킹 시스템은: 상기 관찰자 영역의 영상을 획득하는 카메라모듈; 및 상기 영상을 이용하여 상기 관찰 위치정보로서 상기 관찰자의 양안의 위치 및 거리를 산출하는 트래킹부; 를 포함하고,
상기 제어부는 상기 양안의 위치 및 거리 정보로부터 상기 배리어 패널의 각 배리어 영역의 밝기를 제어하기 위한 제어값을 획득하고 상기 제어값에 따라 각 배리어 영역의 밝기를 제어하는,
입체영상 표시장치.
관찰자의 위치정보에 따라, 다수 픽셀을 구비한 영상패널의 각 픽셀당 M×N 개 배리어 영역이 형성되도록 상기 영상패널에 대응 배치된 배리어패널의 각 배리어 영역별로 밝기를 조절하여 상기 영상패널로부터 입체영상용 이미지가 표시되도록 하는 입체영상 표시방법.
청구항 11에 있어서,
관찰자 영역의 영상을 획득하고 상기 관찰자의 관찰 위치정보를 산출하는 위치 트래킹 단계; 및
상기 관찰 위치정보에 따라, 상기 영상패널의 전면 또는 후면에 대응 배치된 상기 배리어패널의 각 배리어 영역별로 밝기를 조절하여 상기 관찰자에게 상기 영상패널의 입체영상이 표시되도록 제어하는 배리어 제어단계: 를 포함하는,
입체영상 표시방법.
청구항 12에 있어서,
상기 배리어 제어단계에서, 상기 배리어 영역의 밝기는 온, 오프 및 상기 온과 오프 사이의 적어도 하나 이상의 중간 단계를 포함하도록 제어되어 적어도 3단계 이상으로 조절되는,
입체영상 표시방법.
청구항 12에 있어서,
상기 위치 트래킹 단계는: 상기 관찰자 영역의 영상을 획득하는 단계; 및 상기 영상을 이용하여 상기 관찰 위치정보로서 상기 관찰자의 양안의 위치 및 거리를 획득하는 단계; 를 포함하고,
상기 배리어 제어단계는: 상기 양안의 위치 및 거리 정보로부터 상기 배리어 패널의 각 배리어 영역의 밝기를 제어하기 위한 제어값을 획득하는 단계; 및 상기 제어값에 따라 상기 양안에 상기 영상패널의 입체영상용 이미지가 노출되도록 상기 각 배리어 영역의 밝기를 제어하는 단계; 를 포함하는,
입체영상 표시방법.
청구항 11 내지 14 중의 어느 하나의 청구항에 있어서,
상기 배리어 패널은 행(row)의 수 M과 열(column)의 수 N은 각각 1 이상인 각 픽셀당 M×N개 배리어 영역이 형성되어 있는,
입체영상 표시방법.