KR101763942B1

KR101763942B1 - 입체영상표시장치

Info

Publication number: KR101763942B1
Application number: KR1020100131688A
Authority: KR
Inventors: 이선화; 편자영
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2010-12-21
Filing date: 2010-12-21
Publication date: 2017-08-02
Anticipated expiration: 2030-12-21
Also published as: KR20120070221A

Abstract

본 발명의 실시예는, 하나의 서브 픽셀이 정사각형 형상을 이루는 쿼드형 RGBW 픽셀 구조를 갖는 액정패널; 액정패널에 표시된 영상을 라인 바이 라인 방식으로 좌안영상과 우안영상으로 분리하는 패턴드 리타더; 및 쿼드형 RGBW 픽셀에 포함된 하나의 서브 픽셀을 기준으로 세로 방향과 가로 방향에 위치하는 주변 서브 픽셀의 계조 데이터가 반영되어 하나의 픽셀을 형성하도록 영상신호를 렌더링하는 렌더링부를 포함한다. 상기 렌더링부는 상기 액정패널이 3차원 영상을 표시하도록 모드가 전환되면 상기 패턴드 리타더에 의해 미표시되는 라인 영역분에 해당하는 계조 데이터가 포함되도록 영상신호를 렌더링한다.

Description

입체영상표시장치{Stereoscopic Image Display Device}

본 발명의 실시예는 입체영상표시장치에 관한 것이다.

입체영상표시장치는 양안시차방식(stereoscopic technique)과 복합시차지각방식(autostereoscopic technique)으로 나누어진다.

양안시차방식은 입체 효과가 큰 좌우 눈의 시차 영상을 이용한다. 양안시차방식에는 안경방식과 무안경방식이 있고 현재 두 방식 모두 실용화되고 있다. 안경방식은 직시형 액정패널이나 프로젝터에 좌우 시차 영상의 편광 방향을 바꿔서 시분할 방식으로 표시하고, 편광안경 또는 액정셔터안경을 사용하여 입체영상을 구현한다. 무안경 방식은 일반적으로 좌우 시차 영상의 광축을 분리하기 위한 패럴렉스 베리어 등의 광학판을 액정패널의 앞에 또는 뒤에 설치하는 방식이다.

최근에는 입체영상표시장치의 제품화와 다양한 기술개발에 힘입어 광 변조 특성을 패턴별로 변화시키는 광학필름인 패턴드 리타더(Patterned Retarder)를 입체영상표시장치에 적용하는 사례가 늘고 있다.

패턴드 리타더는 좌안영상과 우안영상을 라인 바이 라인(line-by-line)으로 섞어 인터레이스(interlace) 방식으로 표시하는 역할을 한다. 이를 위해, 패턴드 리타더는 홀수라인은 우원편광으로 짝수라인은 좌원편광(혹은 그 반대)으로 편광시켜 액정패널에 표시된 영상을 분리시킨다.

이와 같이, 패턴드 리타더는 구조적 특성상 편광 특성이 고정되어 있으므로 공간적인 분할 구조(화소들 사이에 대응하여 블랙스트라이프가 존재함)를 적용해야만 하였다. 따라서 종래 입체영상표시장치는 패턴드 리타더를 사용할 경우, 공간적으로 한정된 편광의 변화에 의해 단안 기준으로 입체영상의 해상도가 반으로 줄어드는 문제가 있어 이의 개선이 요구된다.

상술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 실시예는, 세로 방향으로 서브 픽셀 분할이 적어도 2개가 되도록 픽셀 구조를 설계하고 해당 구조에 대응되도록 영상신호에 대한 서브 픽셀 렌더링을 수행하여 해상도가 반으로 저하되는 문제를 개선할 수 있는 입체영상표시장치를 제공하는 것이다.

상술한 과제 해결 수단으로 본 발명의 실시예는, 하나의 서브 픽셀이 정사각형 형상을 이루는 쿼드형 RGBW 픽셀 구조를 갖는 액정패널; 액정패널에 표시된 영상을 라인 바이 라인 방식으로 좌안영상과 우안영상으로 분리하는 패턴드 리타더; 및 쿼드형 RGBW 픽셀에 포함된 하나의 서브 픽셀을 기준으로 세로 방향과 가로 방향에 위치하는 주변 서브 픽셀의 계조 데이터가 반영되어 하나의 픽셀을 형성하도록 영상신호를 렌더링하는 렌더링부를 포함하는 입체영상표시장치를 제공한다.

렌더링부는, 액정패널이 입체영상을 표시하도록 모드가 전환되면, 패턴드 리타더에 의해 미표시되는 라인 영역분에 해당하는 계조 데이터가 포함되도록 영상신호를 렌더링할 수 있다.

렌더링부는, 액정패널에 의해 미표시되는 상부라인 영역분과 하부라인 영역분에 해당하는 계조 데이터가 포함되도록 영상신호를 렌더링할 수 있다.

렌더링부는, 외부로부터 공급된 RGB 영상신호를 RGBW 영상신호로 변환하고 상기 액정패널에 형성된 상기 쿼드형 RGBW 픽셀 구조를 기반으로 변환된 RGBW 영상신호를 렌더링할 수 있다.

렌더링부는, 하나의 서브 픽셀이 커버하는 면적을 고려하여 적어도 3 × 3의 서브 픽셀 단위로 영상신호를 렌더링할 수 있다.

다른 측면에서 본 발명의 실시예는, 하나의 서브 픽셀이 수평방향으로 직사각형 형상을 이루는 수평형 RGB 픽셀 구조를 갖는 액정패널; 액정패널에 표시된 영상을 라인 바이 라인 방식으로 좌안영상과 우안영상으로 분리하는 패턴드 리타더; 및 수평형 RGB 픽셀에 포함된 하나의 서브 픽셀을 기준으로 세로 방향에 위치하는 주변 서브 픽셀의 계조 데이터가 반영되어 하나의 픽셀을 형성하도록 영상신호를 렌더링하는 렌더링부를 포함하는 입체영상표시장치를 제공한다.

렌더링부는, 외부로부터 공급된 RGB 영상신호를 액정패널에 형성된 수평형 RGB 픽셀 구조를 기반으로 렌더링할 수 있다.

본 발명의 실시예는, 세로 방향으로 서브 픽셀 분할이 적어도 2개가 되도록 픽셀 구조를 설계하고 해당 구조에 대응되도록 영상신호에 대한 서브 픽셀 렌더링을 수행하여 해상도가 반으로 저하되는 문제를 개선할 수 있는 입체영상표시장치를 제공하는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 실시예는 패턴드 리타더의 구조적 특성상 액정패널에 미표시되는 영역에 위치하는 서브 픽셀의 계조 데이터를 서브 픽셀 렌더링에 참여시켜 해상도 저하를 보완할 수 있는 입체영상표시장치를 제공하는 효과가 있다.

도 1은 입체영상표시장치의 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정패널의 픽셀 구조를 나타낸 도면.
도 3은 도 2의 구조를 갖는 액정패널이 입체영상을 표시할 때의 상태를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 렌더링부를 설명하기 위한 블록도.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 렌더링 방법을 설명하기 위한 도면.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 액정패널의 픽셀 구조를 나타낸 도면.
도 10은 도 9의 구조를 갖는 액정패널이 입체영상을 표시할 때의 상태를 설명하기 위한 도면.
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 렌더링부를 설명하기 위한 블록도.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 제2실시예에 따른 렌더링 방법을 설명하기 위한 도면.

이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 입체영상표시장치의 개략적인 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 입체영상표시장치에는 영상 공급부(SBD), 타이밍 제어부(TCN), 구동부(DRV), 표시패널(PNL), 패턴드 리타더(PRF) 및 편광안경(GLS)이 포함된다.

영상 공급부(SBD)는 이차원 모드(2D 모드)에서는 2D 영상 프레임 데이터를 생성하고, 삼차원 모드(3D 모드)에서는 3D 영상 프레임 데이터를 생성한다. 영상 공급부(SBD)는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블신호(DE) 및 메인 클럭(Main Clock) 등의 타이밍 신호와 영상 프레임 데이터를 타이밍 제어부(TCN)에 공급한다. 영상 공급부(SBD)는 유저 인터페이스를 통해 입력되는 사용자 선택에 따라 2D 또는 3D 모드로 선택되어 이에 대응되는 영상 프레임 데이터를 생성하고 이를 타이밍 제어부(TCN)에 공급한다. 유저 인터페이스는 OSD(On screen display), 리모콘(Remote controller), 키보드, 마우스 등의 사용자 입력 수단을 포함한다. 이하에서는 영상 공급부(SBD)가 3D 모드로 선택되어 3D 영상 프레임 데이터를 타이밍 제어부(TCN)에 공급하는 것을 일례로 설명한다.

타이밍 제어부(TCN)는 영상 공급부(SBD)로부터 좌안영상 프레임 데이터와 우안영상 프레임 데이터를 포함하는 3D 영상 프레임 데이터를 공급받는다. 타이밍 제어부(TCN)는 120Hz 이상의 프레임 주파수로 좌안영상 프레임 데이터와 우안영상 프레임 데이터를 구동부(DRV)에 교번하여 공급한다. 또한, 타이밍 제어부(TCN)는 영상 프레임 데이터에 대응되는 제어신호를 구동부(DRV)에 공급한다.

구동부(DRV)는 데이터라인들에 연결되어 데이터신호를 공급하는 데이터 구동부와, 게이트라인들에 연결되어 게이트신호를 공급하는 게이트 구동부를 포함한다. 구동부(DRV)는 타이밍 제어부(TCN)의 제어하에 디지털 형태의 좌안 및 우안영상 프레임 데이터를 아날로그 형태의 좌안 및 우안영상 프레임 데이터로 변환하여 이를 데이터라인들에 공급한다. 또한, 구동부(DRV)는 타이밍 제어부(TCN)의 제어하에 게이트라인들에 게이트신호를 순차적으로 공급한다.

표시패널(PNL)은 구동부(DRV)로부터 게이트신호 및 데이터신호를 공급받고 이에 대응하여 이차원 영상 또는 삼차원 영상을 표시한다. 표시패널(PNL)에는 백라이트유닛(BLU)과 액정패널(LCD)이 포함된다.

액정패널(LCD)에는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor) 및 커패시터 등이 형성된 박막트랜지스터기판(이하, "TFT기판"이라 함)과 컬러필터 및 블랙매트릭스 등이 형성된 컬러필터기판이 포함된다. 액정패널(LCD)에는 TFT기판과 컬러필터기판 사이에 형성된 액정층을 포함하는 서브 픽셀들이 형성된다.

액정패널(LCD)은 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드 및 FFS(Fringe Field Switching) 모드 등의 액정모드로도 구현될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

액정패널(LCD)의 TFT기판과 컬러필터기판에는 하부편광판(POL1)과 상부편광판(POL2)이 각각 부착된다. 이와 같이 구성된 액정패널(LCD)은 백라이트유닛(BLU)으로부터 제공된 광에 의해 영상을 표시할 수 있게 된다.

백라이트유닛(BLU)은 영상 공급부(SBD) 또는 타이밍 제어부(TCN)의 제어하에 구동되어 액정패널(LCD)에 광을 제공한다. 백라이트유닛(BLU)은 광을 출사하는 광원, 광원으로부터 출사된 광을 액정패널(LCD)의 방향으로 안내하는 도광판, 도광판으로부터 출사된 광을 확산 및 집광 등을 수행하는 광학부재 등을 포함한다. 백라이트유닛(BLU)은 엣지형, 듀얼형, 쿼드형 및 직하형 등으로 구성된다. 엣지형은 광원이 액정패널(LCD)의 일측에 배치된 형태이고, 듀얼형은 광원이 액정패널(LCD)의 양측에 대향 배치된 형태이고, 쿼드형은 광원이 액정패널(LCD)의 사방에 배치된 형태이며, 직하형은 광원이 액정패널(LCD)의 하부에 배치된 형태이다.

패턴드 리타더(PRF)는 액정패널(LCD)에 표시된 좌안영상과 우안영상을 라인 바이 라인(line-by-line)으로 섞어 인터레이스(interlace) 방식으로 표시한다. 이를 위해, 패턴드 리타더(PRF)는 홀수 라인은 우원편광(R)으로 짝수라인은 좌원편광(L)(혹은 그 반대)으로 편광시켜 액정패널(LCD)에 표시된 영상을 분리시킨다.

편광안경(GLS)은 패턴드 리타더(PRF)를 통해 출사된 영상을 좌안영상과 우안영상으로 분리하는 역할을 한다. 편광안경(GLS)의 좌측 안경(LEFT)은 패턴드 리타더(PRF)를 통해 출사된 좌안영상만 투과시킨다. 이와 달리, 편광안경(GLS)의 우측 안경(RIGHT)은 패턴드 리타더(PRF)를 통해 출사된 우안영상만 투과시킨다.

위와 같은 구조에 따라, 액정패널(LCD)에 프레임별로 좌안영상과 우안영상이 교번하여 표시되면 패턴드 리타더(PRF)는 좌안영상과 우안영상을 분리하여 출사시키게 되고 사용자는 편광안경(GLS)을 통해 삼차원 입체영상을 감상할 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 입체영상표시장치에 대해 더욱 자세히 설명한다.

<제1실시예>

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정패널의 픽셀 구조를 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2의 구조를 갖는 액정패널이 입체영상을 표시할 때의 상태를 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 렌더링부를 설명하기 위한 블록도이고, 도 5 내지 도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 렌더링 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 입체영상표시장치를 구성하는 액정패널(LCD)은 하나의 서브 픽셀(SP)이 정사각형 형상을 이루는 쿼드형 RGBW(적색, 녹색, 청색 및 백색) 픽셀(P) 구조를 갖는다.

도 2에 도시된 구조를 갖는 액정패널(LCD)의 경우 입체영상을 표시하게 되면, 도 3과 같이 제1라인(L1)과 제3라인(L3)은 영상을 표시하게 되지만 제2라인(L2)과 제4라인(L4)은 영상을 미표시하게 된다. 그 이유는 액정패널(LCD)과 패턴드 리타더(PRF)를 이용하여 입체영상을 구현하기 위해 라인 바이 라인으로 영상을 표시하고 분리하기 때문이다.

도 2에 도시된 구조를 갖는 액정패널(LCD)이 이차원영상을 표시할 때, FHD(Full High Definition)의 해상도를 갖는다 하더라도 삼차원영상을 표시할 때에는 액정패널(LCD)에 표시된 영상과 패턴드 리타더(PRF)의 영상 분리에 의해 단안 기준으로 FHD의 해상도가 구현되지 않는다. 따라서, 통상의 방법을 이용하여 액정패널(LCD)을 입체영상으로 구동하면 라인 바이 라인으로 좌안영상과 우안영상이 번갈아가며 표시되므로 입체영상표현시 좌안영상과 우안영상을 기준으로 해상도가 저하된다.

제1실시예는 위와 같은 문제를 해결하기 위해 서브 픽셀 렌더링(Sub-pixel rendering)이라는 영상처리를 통하여 주변의 서브 픽셀이 메인의 서브 픽셀에 관여하도록 한다. 이를 위해, 제1실시예에서는 세로 방향으로 서브 픽셀(SP) 분할이 2개가 되는 쿼드형 RGBW 픽셀(P) 구조를 갖는 액정패널(LCD)을 사용한다.

통상 렌더링이라 함은 영상을 표시할 때 RGB 서브 픽셀을 개별적으로 구동하는 동시에 구동하고자 하는 서브 픽셀의 주변에 위치하는 서브 픽셀을 함께 구동하여 주변의 서브 픽셀과 함께 밝기를 분산하여 표현함으로써 사선 또는 곡선을 더욱 섬세하게 표현하는 동시에 해상도를 조정할 수 있는 기술이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 서브 픽셀 렌더링을 수행하는 렌더링부(RND)는 영상 공급부(SBD)에 포함될 수 있다. 영상 공급부(SBD)에 포함된 렌더링부(RND)는 외부로부터 공급된 RGB 영상신호를 RGBW 영상신호로 변환하고 액정패널(LCD)에 형성된 쿼드형 RGBW 픽셀(P) 구조를 기반으로 변환된 RGBW 영상신호를 /R/G/B/W 영상신호로 렌더링한다. 렌더링부(RND)는 위와 같이 렌더링된 /R/G/B/W 영상신호에 대한 윤곽을 선명하게 설정하기 위한 필터링(하이패스 필터)을 실시할 수 있다.

렌더링부(RND)는 3색의 2 진수 RGB 영상신호로부터 각각 백색 성분을 추출하고, 이를 하프톤(half-tone) 처리하여 4색의 RGBW 영상신호를 생성하는 방법, 3색의 RGB 영상신호의 증가값들 중 화소값을 증가값에서 차감하여 이를 백색 성분의 입력값으로 활용하고 백색 차감량 이외의 RGB 영상신호의 증가분을 나머지 영상신호의 출력 신호로 사용하는 방법 등이 사용될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

렌더링부(RND)에 의해 렌더링된 /R/G/B/W 영상신호는 메모리 등과 같은 버퍼부(BUF)를 거처 프레임단위로 구성되어 타이밍 제어부(TCN)에 공급된다. 그러면, 타이밍 제어부(TCN)는 좌안영상 프레임 데이터와 우안영상 프레임 데이터로 구성된 /R/G/B/W 영상신호를 데이터구동부(DDRV)에 교번하여 공급한다.

렌더링부(RND)는 쿼드형 RGBW 픽셀(P)에 포함된 하나의 서브 픽셀(SP)을 기준으로 세로 방향과 가로 방향에 위치하는 주변 서브 픽셀의 계조 데이터가 반영되어 하나의 픽셀을 형성하도록 영상신호를 렌더링한다.

렌더링부(RND)는 액정패널(LCD)이 입체영상을 표시하도록 모드가 전환되면, 액정패널(LCD)에 의해 미표시되는 라인 영역분에 해당하는 계조 데이터가 포함되도록 영상신호를 렌더링한다.

도 5의 R 서브 픽셀(R sub-pixel)에 도시된 바와 같이 액정패널(LCD)이 입체영상을 표시하도록 모드가 전환되면, 렌더링부(RND)는 R 서브 픽셀(R)을 기준으로 세로 방향과 가로 방향에 위치하는 주변 서브 픽셀의 계조 데이터가 반영되어 하나의 픽셀을 형성하도록 영상신호를 렌더링한다. 이때, 렌더링부(RND)는 액정패널(LCD)에 의해 미표시되는 상부라인 영역분(L2)과 하부 라인 영역분(L4)에 해당하는 계조 데이터가 포함되도록 영상신호를 렌더링한다.

마찬가지로, 도 6의 G 서브 픽셀(G sub-pixel)에 도시된 바와 같이 액정패널(LCD)이 입체영상을 표시하도록 모드가 전환되면, 렌더링부(RND)는 G 서브 픽셀(G)을 기준으로 세로 방향과 가로 방향에 위치하는 주변 서브 픽셀의 계조 데이터가 반영되어 하나의 픽셀을 형성하도록 영상신호를 렌더링한다. 이때, 렌더링부(RND)는 액정패널(LCD)에 의해 미표시되는 상부라인 영역분(L2)과 하부 라인 영역분(L4)에 해당하는 계조 데이터가 포함되도록 영상신호를 렌더링한다.

마찬가지로, 도 7의 B 서브 픽셀(B sub-pixel)에 도시된 바와 같이 액정패널(LCD)이 입체영상을 표시하도록 모드가 전환되면, 렌더링부(RND)는 B 서브 픽셀(B)을 기준으로 세로 방향과 가로 방향에 위치하는 주변 서브 픽셀의 계조 데이터가 반영되어 하나의 픽셀을 형성하도록 영상신호를 렌더링한다. 이때, 렌더링부(RND)는 액정패널(LCD)에 의해 미표시되는 상부라인 영역분(L2)과 하부 라인 영역분(L4)에 해당하는 계조 데이터가 포함되도록 영상신호를 렌더링한다.

마찬가지로, 도 8의 W 서브 픽셀(W sub-pixel)에 도시된 바와 같이 액정패널(LCD)이 입체영상을 표시하도록 모드가 전환되면, 렌더링부(RND)는 W 서브 픽셀(W)을 기준으로 세로 방향과 가로 방향에 위치하는 주변 서브 픽셀의 계조 데이터가 반영되어 하나의 픽셀을 형성하도록 영상신호를 렌더링한다. 이때, 렌더링부(RND)는 액정패널(LCD)에 의해 미표시되는 상부라인 영역분(L2)과 하부 라인 영역분(L4)에 해당하는 계조 데이터가 포함되도록 영상신호를 렌더링한다.

즉, 위와 같은 렌더링 방법에 의해 액정패널(LCD)에 상부라인 영역분(L2)과 하부 라인 영역분(L4)에 해당하는 계조 데이터가 실질적으로는 표시되는 않지만 해당 영역분의 계조 데이터가 메인이 되는 서브 픽셀을 기준으로 하여 주변 서브 픽셀까지 반영이 된다.

여기서, 도 5 내지 도 8에 도시된 수치는 3 × 3의 서브 픽셀들에 대해 영상신호를 렌더링할 때 메인이 되는 서브 픽셀과 주변 서브 픽셀을 면적 비율로 나눈 예를 나타낸다. 제1실시예의 렌더링부(RND)는 3 × 3의 서브 픽셀들에 대한 영상신호를 렌더링한 것을 일례로 하였지만 이는 5 × 5의 서브 픽셀 단위 등과 같이 더 많은 행렬로 구성될 수도 있다. 즉, 제1실시예의 렌더링부(RND)는 각 서브 픽셀이 커버하는 면적을 고려하여 렌더링 면적을 도출할 수 있다.

<제2실시예>

도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 액정패널의 픽셀 구조를 나타낸 도면이고, 도 10은 도 9의 구조를 갖는 액정패널이 입체영상을 표시할 때의 상태를 설명하기 위한 도면이며, 도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 렌더링부를 설명하기 위한 블록도이고, 도 12 내지 도 14는 본 발명의 제2실시예에 따른 렌더링 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 1 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 입체영상표시장치를 구성하는 액정패널(LCD)은 하나의 서브 픽셀(SP)이 수평방향으로 직사각형 형상을 이루는 수평형 RGB 픽셀(P) 구조를 갖는다. 여기서, 수평방향은 게이트라인방향을 의미한다.

도 9에 도시된 구조를 갖는 액정패널(LCD)의 경우 입체영상을 표시하게 되면, 도 10과 같이 제1라인(L1)과 제3라인(L3)은 영상을 표시하게 되지만 제2라인(L2)과 제4라인(L4)은 영상을 미표시하게 된다. 그 이유는 액정패널(LCD)과 패턴드 리타더(PRF)를 이용하여 입체영상을 구현하기 위해 라인 바이 라인으로 영상을 표시하고 분리하기 때문이다.

도 9에 도시된 구조를 갖는 액정패널(LCD)이 이차원영상을 표시할 때, FHD(Full High Definition)의 해상도를 갖는다 하더라도 삼차원영상을 표시할 때에는 액정패널(LCD)에 표시된 영상과 패턴드 리타더(PRF)의 영상 분리에 의해 단안 기준으로 FHD의 해상도가 구현되지 않는다. 따라서, 통상의 방법을 이용하여 액정패널(LCD)을 입체영상으로 구동하면 라인 바이 라인으로 좌안영상과 우안영상이 번갈아가며 표시되므로 입체영상표현시 좌안영상과 우안영상을 기준으로 해상도가 저하된다.

제2실시예는 위와 같은 문제를 해결하기 위해 서브 픽셀 렌더링(Sub-pixel rendering)이라는 영상처리를 통하여 주변의 서브 픽셀이 메인의 서브 픽셀에 관여하도록 한다. 이를 위해, 제2실시예에서는 세로 방향으로 서브 픽셀 분할이 3개가 되는 수평형 RGB 픽셀(P) 구조를 갖는 액정패널(LCD)을 사용한다.

도 10에 도시된 바와 같이, 서브 픽셀 렌더링을 수행하는 렌더링부(RND)는 영상 공급부(SBD)에 포함될 수 있다. 영상 공급부(SBD)에 포함된 렌더링부(RND)는 외부로부터 공급된 RGB 영상신호를 액정패널(LCD)에 형성된 수평형 RGB 픽셀(P) 구조를 기반으로 /R/G/B 영상신호로 렌더링한다. 렌더링부(RND)는 위와 같이 렌더링된 /R/G/B 영상신호에 대한 윤곽을 선명하게 설정하기 위한 필터링(하이패스 필터)을 실시할 수 있다.

렌더링부(RND)에 의해 렌더링된 /R/G/B 영상신호는 메모리 등과 같은 버퍼부(BUF)를 거처 프레임단위로 구성되어 타이밍 제어부(TCN)에 공급된다. 그러면, 타이밍 제어부(TCN)는 좌안영상 프레임 데이터와 우안영상 프레임 데이터로 구성된 /R/G/B 영상신호를 데이터구동부(DDRV)에 교번하여 공급한다.

렌더링부(RND)는 수평형 RGB 픽셀(P)에 포함된 하나의 서브 픽셀(SP)을 기준으로 세로 방향에 위치하는 주변 서브 픽셀의 계조 데이터가 반영되어 하나의 픽셀을 형성하도록 영상신호를 렌더링한다.

도 12의 R 서브 픽셀(R sub-pixel)에 도시된 바와 같이 액정패널(LCD)이 입체영상을 표시하도록 모드가 전환되면, 렌더링부(RND)는 R 서브 픽셀(R)을 기준으로 세로 방향에 위치하는 주변 서브 픽셀의 계조 데이터가 반영되어 하나의 픽셀을 형성하도록 영상신호를 렌더링한다. 이때, 렌더링부(RND)는 액정패널(LCD)에 의해 미표시되는 상부라인 영역분(L2)과 하부 라인 영역분(L4)에 해당하는 계조 데이터가 포함되도록 영상신호를 렌더링한다.

마찬가지로, 도 13의 G 서브 픽셀(G sub-pixel)에 도시된 바와 같이 액정패널(LCD)이 입체영상을 표시하도록 모드가 전환되면, 렌더링부(RND)는 G 서브 픽셀(G)을 기준으로 세로 방향에 위치하는 주변 서브 픽셀의 계조 데이터가 반영되어 하나의 픽셀을 형성하도록 영상신호를 렌더링한다. 이때, 렌더링부(RND)는 액정패널(LCD)에 의해 미표시되는 상부라인 영역분(L2)과 하부 라인 영역분(L4)에 해당하는 계조 데이터가 포함되도록 영상신호를 렌더링한다.

마찬가지로, 도 14의 B 서브 픽셀(B sub-pixel)에 도시된 바와 같이 액정패널(LCD)이 입체영상을 표시하도록 모드가 전환되면, 렌더링부(RND)는 B 서브 픽셀(B)을 기준으로 세로 방향에 위치하는 주변 서브 픽셀의 계조 데이터가 반영되어 하나의 픽셀을 형성하도록 영상신호를 렌더링한다. 이때, 렌더링부(RND)는 액정패널(LCD)에 의해 미표시되는 상부라인 영역분(L2)과 하부 라인 영역분(L4)에 해당하는 계조 데이터가 포함되도록 영상신호를 렌더링한다.

여기서, 도 12 내지 도 14에 도시된 수치는 3 × 3의 서브 픽셀들에 대해 영상신호를 렌더링할 때 메인이 되는 서브 픽셀과 주변 서브 픽셀을 면적 비율로 나눈 예를 나타낸다. 제2실시예의 렌더링부(RND)는 3 × 3의 서브 픽셀들에 대한 영상신호를 렌더링한 것을 일례로 하였지만 이는 5 × 5의 서브 픽셀 단위 등과 같이 더 많은 행렬로 구성될 수도 있다. 즉, 제2실시예의 렌더링부(RND)는 각 서브 픽셀이 커버하는 면적을 고려하여 렌더링 면적을 도출할 수 있다.

이상 본 발명의 실시예는 세로 방향으로 서브 픽셀 분할이 적어도 2개가 되도록 픽셀 구조를 설계하고 해당 구조에 대응되도록 영상신호에 대한 서브 픽셀 렌더링을 수행하여 FHD 해상도와 동등 수준은 아니더라도 해상도가 반으로 저하되는 문제를 개선할 수 있는 입체영상표시장치를 제공하는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 실시예는 패턴드 리타더의 구조적 특성상 액정패널에 미표시되는 영역에 위치하는 서브 픽셀의 계조 데이터를 서브 픽셀 렌더링에 참여시켜 해상도 저하를 보완할 수 있는 입체영상표시장치를 제공하는 효과가 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 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.

SBD: 영상 공급부 TCN: 타이밍 제어부
DRV: 구동부 PNL: 표시패널
PRF: 패턴드 리타더 GLS: 편광안경
LCD: 액정패널 RND: 렌더링부

Claims

하나의 서브 픽셀이 정사각형 형상을 이루는 쿼드형 RGBW 픽셀 구조를 갖는 액정패널;
상기 액정패널에 표시된 영상을 라인 바이 라인 방식으로 좌안영상과 우안영상으로 분리하는 패턴드 리타더; 및
상기 쿼드형 RGBW 픽셀에 포함된 하나의 서브 픽셀을 기준으로 세로 방향과 가로 방향에 위치하는 주변 서브 픽셀의 계조 데이터가 반영되어 하나의 픽셀을 형성하도록 영상신호를 렌더링하는 렌더링부를 포함하고,
상기 렌더링부는,
상기 액정패널이 3차원 영상을 표시하도록 모드가 전환되면,
상기 패턴드 리타더에 의해 미표시되는 라인 영역분에 해당하는 계조 데이터가 포함되도록 영상신호를 렌더링하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 렌더링부는,
상기 액정패널에 의해 미표시되는 상부라인 영역분과 하부라인 영역분에 해당하는 계조 데이터가 포함되도록 영상신호를 렌더링하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
제1항에 있어서,
상기 렌더링부는,
외부로부터 공급된 RGB 영상신호를 RGBW 영상신호로 변환하고 상기 액정패널에 형성된 상기 쿼드형 RGBW 픽셀 구조를 기반으로 변환된 RGBW 영상신호를 렌더링하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
제1항에 있어서,
상기 렌더링부는,
하나의 서브 픽셀이 커버하는 면적을 고려하여 적어도 3 × 3의 서브 픽셀 단위로 영상신호를 렌더링하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
하나의 서브 픽셀이 수평방향으로 직사각형 형상을 이루는 수평형 RGB 픽셀 구조를 갖는 액정패널;
상기 액정패널에 표시된 영상을 라인 바이 라인 방식으로 좌안영상과 우안영상으로 분리하는 패턴드 리타더; 및
상기 수평형 RGB 픽셀에 포함된 하나의 서브 픽셀을 기준으로 세로 방향에 위치하는 주변 서브 픽셀의 계조 데이터가 반영되어 하나의 픽셀을 형성하도록 영상신호를 렌더링하는 렌더링부를 포함하고,
상기 렌더링부는,
상기 액정패널이 3차원 영상을 표시하도록 모드가 전환되면,
상기 패턴드 리타더에 의해 미표시되는 라인 영역분에 해당하는 계조 데이터가 포함되도록 영상신호를 렌더링하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
삭제
제6항에 있어서,
상기 렌더링부는,
상기 액정패널에 의해 미표시되는 상부라인 영역분과 하부라인 영역분에 해당하는 계조 데이터가 포함되도록 영상신호를 렌더링하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
제6항에 있어서,
상기 렌더링부는,
외부로부터 공급된 RGB 영상신호를 상기 액정패널에 형성된 상기 수평형 RGB 픽셀 구조를 기반으로 렌더링하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.
제6항에 있어서,
상기 렌더링부는,
하나의 서브 픽셀이 커버하는 면적을 고려하여 적어도 3 × 3의 서브 픽셀 단위로 영상신호를 렌더링하는 것을 특징으로 하는 입체영상표시장치.