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KR20130000692A - 입체영상 디스플레이 장치 및 방법 - Google Patents

입체영상 디스플레이 장치 및 방법 Download PDF

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KR20130000692A
KR20130000692A KR1020110061371A KR20110061371A KR20130000692A KR 20130000692 A KR20130000692 A KR 20130000692A KR 1020110061371 A KR1020110061371 A KR 1020110061371A KR 20110061371 A KR20110061371 A KR 20110061371A KR 20130000692 A KR20130000692 A KR 20130000692A
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KR
South Korea
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Application number
KR1020110061371A
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English (en)
Inventor
차영운
이경일
이동하
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to US13/476,724 priority patent/US9420268B2/en
Priority to US13/476,707 priority patent/US9363504B2/en
Priority to EP12003988.8A priority patent/EP2538686A3/en
Priority to EP12004093.6A priority patent/EP2538687A3/en
Priority to CN201210209626.4A priority patent/CN102843567B/zh
Priority to CN201210210695.7A priority patent/CN102843568B/zh
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Abstract

입체영상 재생 장치 및 방법이 개시된다. 표시패널에는 행 방향으로 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀이 서로 교번적으로 배열되고, 열 방향으로 동일한 색의 서브 픽셀이 배열된다. 입체영상 필터는 표시패널의 전면에 배치되고, 투과영역 및 불투과영역을 교번적으로 형성하며, 불투과영역의 폭을 규정하는 테두리가 표시 패널의 수직 축에 대하여 기울어지게 형성된다. 제어부는 테두리의 기울어지는 방향에 따라 표시패널의 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상을 정한다.

Description

입체영상 디스플레이 장치 및 방법{AN APPARATUS AND A METHOD FOR DISPLAYING A 3-DIMENSIONAL IMAGE}
본 발명은 입체영상 디스플레이 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 다시점 영상을 디스플레이할 수 있는 입체영상 디스플레이 장치 및 방법에 관한 것이다.
현재에는 아날로그 방송에서 디지털 방송으로 방송환경이 급속히 전환되고 있다. 그에 따라 디지털 방송을 위한 컨텐츠의 양이 급속히 증가하고 있다. 또한, 디지털 방송을 위한 컨텐츠로는 2차원(2-dimensions: 2D) 영상 신호를 2차원 이미지로 디스플레이하는 컨텐츠 이외에도 3차원(3 dimensions: 3D) 영상 신호를 3차원 이미지로 디스플레이하는 컨텐츠가 제작 및 기획되고 있다.
3 차원 영상을 디스플레이하는 기술은 양안의 시차로 관찰자가 입체감을 느끼게 되는 양안 시차의 원리를 이용하는 것으로, 안경 방식(shutter glass method), 무안경 방식, 완전 3차원 방식 등으로 구분된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 입체영상을 디스플레이하는 중에 발생하는 모아레(Moire) 현상을 방지하기 위한 입체영상 디스플레이 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 입체영상을 시청하는 중에 시청자 움직임으로 인한 크로스턱(Crosstalk)을 개선하고 입체영상의 해상도를 향상시키기 위한 입체영상 디스플레이 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 2차원 영상 및 3차원 영상 모두를 디스플레이할 수 있는 입체영상 디스플레이 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이 장치는, 행 방향으로 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀이 서로 교번적으로 배열되고, 열 방향으로 동일한 색의 서브 픽셀이 배열되는 표시패널, 상기 표시패널의 전면에 배치되고, 투과영역 및 불투과영역을 교번적으로 형성하며, 상기 불투과영역의 폭을 규정하는 테두리가 상기 표시 패널의 수직 축에 대하여 기울어지게 형성하는 입체영상 필터, 및 상기 테두리의 기울어지는 방향에 따라 상기 표시패널의 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상을 정하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 입체영상 필터는, 상기 불투과영역의 폭을 4개의 서브 픽셀의 가로 폭과 대응되도록 형성할 수 있다.
상기 입체영상 필터는, 상기 투과영역의 폭을 1개의 서브 픽셀의 가로 폭과 대응되도록 형성할 수 있다.
상기 입체영상 필터는, 상기 테두리가 시작점에서 상기 시작점에 행 방향으로 상기 테두리의 폭만큼 이격되고 상기 시작점에서 열 방향으로 소정의 서브 픽셀의 세로 폭만큼 이격된 지점을 지나도록 상기 불투과영역을 형성할 수 있다.
상기 테두리가 기울어진 각도 α는 arctan(4Ph/3Pv)이고, 여기서, Ph는 서브 픽셀의 가로 폭을 나타내고, Pv는 서브 픽셀의 세로 폭 나타내는 것일 수 있다.
상기 제어부는, 상기 테두리가 상기 표시패널의 수직축에 대해 오른쪽 방향으로 기울어진 경우에, 상기 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상을, 행 방향으로 이전 서브 픽셀의 시점 영상에서 제1 순번 뒤의 시점 영상 또는 상기 제1 순번 뒤의 시점 영상이 존재하지 않는 경우에 상기 제1 순번 뒤의 시점 영상의 순번과 최대 순번의 차이값을 순번으로 갖는 시점 영상으로 정하고, 열 방향으로 이전 서브 픽셀의 시점 영상에서 제2 순번 뒤의 시점 영상 또는 상기 제2 순번 뒤의 시점 영상이 존재하지 않는 경우에 상기 제2 순번 뒤의 시점 영상의 순번과 최대 순번의 차이값을 순번으로 갖는 시점 영상으로 정할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 테두리가 상기 표시패널의 수직축에 대해 왼쪽 방향으로 기울어진 경우에, 상기 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상을, 행 방향으로 이전 서브 픽셀의 시점 영상에서 제1 순번 앞의 시점 영상 또는 상기 제1 순번 앞의 시점 영상이 존재하지 않는 경우에 상기 제1 순번 앞의 시점 영상의 순번과 최대 순번의 합을 순번으로 갖는 시점 영상으로 정하고, 열 방향으로 이전 서브 픽셀의 시점 영상에서 제2 순번 뒤의 시점 영상 또는 상기 제2 순번 뒤의 시점 영상이 존재하지 않는 경우에 상기 제2 순번 뒤의 시점 영상의 순번과 최대 순번의 차이값을 순번으로 갖는 시점 영상으로 정할 수 있다.
상기 제어부는, 디스플레이되는 영상의 종류에 따라 입체영상 필터의 불투과영역의 활성화 및 비활성화를 더 제어할 수 있다.
상기 입체영상 디스플레이 장치는, 상기 표시 패널의 배면에 배치되고, 상기 표시 패널로 빛을 공급하는 백라이트를 더 포함할 수 있다.
상기 표시패널은 PDP(Plasma Display Panel) 또는 LCD(Liquid Crystal Display)일 수 있다.
상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이 장치는, 행 방향으로 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀이 서로 교번적으로 배열되고, 열 방향으로 동일한 색의 서브 픽셀이 배열되는 표시패널, 상기 표시패널의 전면에 배치되고, 종축이 상기 표시 패널의 수직 축에 대하여 기울어지게 형성되는 다수의 렌즈를 구비하는 렌티큘라 렌즈 기판, 및 상기 렌즈의 종축이 기울어지는 방향에 따라 상기 표시패널의 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상을 정하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 렌즈의 폭은 5개의 서브 픽셀의 가로 폭과 대응되도록 형성될 수 있다.
상기 렌즈의 종축이 기울어진 각도 α는 arctan(4Ph/3Pv)이고, 여기서, Ph는 서브 픽셀의 가로 폭을 나타내고, Pv는 서브 픽셀의 세로 폭 나타내는 것일 수 있다.
상기 제어부는, 상기 렌즈의 종축이 상기 표시패널의 수직축에 대해 오른쪽 방향으로 기울어진 경우에, 상기 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상을, 행 방향으로 이전 서브 픽셀의 시점 영상에서 제1 순번 뒤의 시점 영상 또는 상기 제1 순번 뒤의 시점 영상이 존재하지 않는 경우에 상기 제1 순번 뒤의 시점 영상의 순번과 최대 순번의 차이값을 순번으로 갖는 시점 영상으로 정하고, 열 방향으로 이전 서브 픽셀의 시점 영상에서 제2 순번 뒤의 시점 영상 또는 상기 제2 순번 뒤의 시점 영상이 존재하지 않는 경우에 상기 제2 순번 뒤의 시점 영상의 순번과 최대 순번의 차이값을 순번으로 갖는 시점 영상으로 정할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 렌즈의 종축이 상기 표시패널의 수직축에 대해 왼쪽 방향으로 기울어진 경우에, 상기 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상을, 행 방향으로 이전 서브 픽셀의 시점 영상에서 제1 순번 앞의 시점 영상 또는 상기 제1 순번 앞의 시점 영상이 존재하지 않는 경우에 상기 제1 순번 앞의 시점 영상의 순번과 최대 순번의 합을 순번으로 갖는 시점 영상으로 정하고, 열 방향으로 이전 서브 픽셀의 시점 영상에서 제2 순번 뒤의 시점 영상 또는 상기 제2 순번 뒤의 시점 영상이 존재하지 않는 경우에 상기 제2 순번 뒤의 시점 영상의 순번과 최대 순번의 차이값을 순번으로 갖는 시점 영상으로 정할 수 있다.
상기 렌티큘라 렌즈 기판은, 투과하는 빛을 원편광으로 변환하는 렌티큘라 어레이를 더 포함하고, 상기 제어부는, 디스플레이되는 영상의 종류에 따라 상기 렌티큘라 어레이의 활성화 및 비활성화를 더 제어할 수 있다.
상기 입체영상 디스플레이 장치는, 상기 표시 패널의 배면에 배치되고, 상기 표시 패널로 빛을 공급하는 백라이트를 더 포함할 수 있다.
상기 표시패널은 PDP(Plasma Display Panel) 또는 LCD(Liquid Crystal Display)일 수 있다.
상기의 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이 방법은, 불투과영역의 폭을 규정하는 테두리의 기울어지는 방향에 따라 다수의 시점 영상 중에서 표시패널의 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상을 정하는 단계, 상기 표시패널의 서브 픽셀을 통해 상기 정해진 시점 영상을 디스플레이하는 단계, 및 불투과영역 사이에 형성된 투과영역을 이용하여 상기 디스플레이된 시점 영상을 분리하는 단계를 포함하고, 상기 테두리는 상기 표시 패널의 수직 축에 대하여 기울어지게 형성되고, 상기 표시패널은 행 방향으로 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀이 서로 교번적으로 배열되며, 열 방향으로 동일한 색의 서브 픽셀이 배열되는 것일 수 있다.
상기의 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이 방법은, 렌즈의 종축이 기울어지는 방향에 따라 다수의 시점 영상 중에서 표시패널의 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상을 정하는 단계, 상기 표시패널의 서브 픽셀을 통해 상기 정해진 시점 영상을 디스플레이하는 단계, 및 상기 렌즈를 이용하여 상기 디스플레이된 시점 영상을 굴절시키는 단계를 포함하고, 상기 렌즈의 종축은 상기 표시 패널의 수직 축에 대하여 기울어지게 형성되고, 상기 표시패널은 행 방향으로 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀이 서로 교번적으로 배열되며, 열 방향으로 동일한 색의 서브 픽셀이 배열될 수 있다.
입체영상 디스플레이 장치 및 방법에 의하면, 입체영상 디스플레이 중에 밝음과 어두운 공간이 규칙적으로 발생하는 패턴을 감소시켜, 모아레(Moire) 현상을 방지할 수 있고, 수직 해상도의 저하를 최소화하면서 입체영상을 시청하는 중에 시청자 움직임으로 인한 크로스턱(Crosstalk)을 개선할 수 있으며, 2차원 영상 및 3차원 영상 모두를 디스플레이할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이 장치에 대한 바람직한 일실시예의 구성을 도시한 블록도,
도 2는 표시패널의 서브 픽셀의 배치를 도시한 도면,
도 3은 입체영상 필터에 의한 영상 분리를 도시한 도면,
도 4는 불투과영역이 기울어지게 형성된 입체영상 필터에 대한 바람직한 일실시예를 도시한 도면,
도 5는 서브 픽셀에 디스플레이될 시점 영상의 배열에 대한 바람직한 일실시예를 도시한 도면,
도 6은 불투과영역이 기울어지게 형성된 입체영상 필터에 대한 바람직한 일실시예를 도시한 도면,
도 7은 서브 픽셀에 디스플레이될 시점 영상의 배열에 대한 바람직한 다른 실시예를 도시한 도면,
도 8은 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이 방법에 대한 바람직한 일실시예의 수행과정을 도시한 도면,
도 9는 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이 장치에 대한 바람직한 다른 실시예의 구성을 도시한 블록도,
도 10은 도 9의 입체영상 디스플레이 장치의 배치를 도시한 도면,
도 11은 액정 Lenticular의 원리를 도시한 도면,
도 12는 렌티큘라 렌즈 기판에 대한 바람직한 일실시예의 구조를 도시한 도면,
도 13은 도 12의 렌티큘라 렌즈 기판에 입사되는 빛의 편광형태에 따라 조절되는 빛의 경로를 도시한 도면,
도 14는 렌즈가 기울어지게 형성된 렌티큘라 렌즈 기판에 대한 바람직한 일실시예를 도시한 도면,
도 15는 렌즈가 기울어지게 형성된 렌티큘라 렌즈 기판에 대한 바람직한 일실시예를 도시한 도면, 그리고,
도 16은 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이 방법에 대한 바람직한 다른 실시예의 수행과정을 도시한 도면이다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 이때 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 당해 기술분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 함을 밝혀두고자 한다.
도 1은 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이 장치에 대한 바람직한 일실시예의 구성을 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이 장치(100)는 표시패널(110), 입체영상 필터(120), 제어부(130) 및 백라이트(140)를 포함할 수 있다.
표시패널(110)은 복수의 서브 픽셀을 구비하여 영상을 구현한다. 여기서 영상은 2차원 영상 및 입체영상일 수 있다.입체영상은 스테레오 시점 영상 또는 다시점 영상일 수 있다. 스테레오 영상은 일정한 거리로 이격되어 있는 좌측 카메라와 우측 카메라로 동일한 피사체를 촬영하여 획득한 1쌍의 좌우 영상을 말한다. 다 시점 영상은 일정한 거리나 각도를 갖는 3개 이상의 카메라로 동일한 피사체를 촬영하여 획득한 3개 이상의 영상을 말하고, 각 카메라에 의해 획득된 영상은 각각 시점 영상으로 정의된다. 즉 입체영상은 적어도 하나의 좌안 시점 영상 데이터와 적어도 하나의 우안 시점 영상 데이터를 포함할 수 있다.
표시패널(110)은 자체 발광한 빛 또는 백라이트(140)로부터 입사되는 빛을 조절하여 영상을 표시한다.
표시패널(110)은 PDP(Plasma Display Panel) 또는 LCD(Liquid Crystal Display)로 구현될 수 있다. 표시패널(110)이 LCD로 구현되는 경우에는, LCD는 자체 발광할 수 없으므로, 입체영상 디스플레이 장치(110)은 빛의 공급원으로서 백라이트(140)를 더 포함할 수 있다. 또한 표시패널(110)이 PDP로 구현되는 경우에는, 입체영상 디스플레이 장치(110)은 백라이트(140)를 포함하지 않을 수 있다.
도 2는 표시패널의 서브 픽셀의 배치를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 표시패널(200)에는 행 방향으로 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀이 서로 교번적으로 배열된다. 여기서 행 방향은 서브 픽셀(211)에서 서브 픽셀(212)과 서브 픽셀(213)을 거쳐 서브 픽셀(214)로 향하는 방향을 의미한다. 또한, 행 방향으로 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀이 서로 교번적으로 배열됨으로, 1행 1열의 서브 픽셀인 서브 픽셀(211)에 적색(R) 서브 픽셀이 위치하므로, 1행 2열의 서브 픽셀인 서브 픽셀(212)은 녹색(G) 서브 픽셀이 되고, 1행 3열의 서브 픽셀인 서브 픽셀(213)은 청색(B) 서브 픽셀이 된다. 또한, 1행 4열의 서브 픽셀인 서브 픽셀(214)은 다시 적색 서브 픽셀이 된다.
표시패널(200)에는 열 방향으로 동일한 색의 서브 픽셀이 배열된다. 여기서 열 방향은 서브 픽셀(211)에서 서브 픽셀(221)을 거쳐 서브 픽셀(231)로 향하는 방향을 의미한다. 또한, 열 방향으로 동일한 색의 서브 픽셀이 배열됨으로, 2행 1열의 서브 픽셀인 서브 픽셀(221)은 서브 픽셀(211)과 동일한 서브 픽셀인 적색 서브 픽셀이 된다. 또한 2행 2열의 서브 픽셀인 서브 픽셀(222)은 서브 픽셀(212)과 동일한 서브 픽셀인 녹색 서브 픽셀이 된다. 그리고 2행 3열의 서브 픽셀인 서브 픽셀(223)은 서브 픽셀(213)과 동일한 서브 픽셀인 청색 서브 픽셀이 되고, 2행 4열의 서브 픽셀인 서브 픽셀(224)은 서브 픽셀(214)과 동일한 서브 픽셀인 적색 서브 픽셀이 된다.
각 서브 픽셀에 표시된 숫자는 해당 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상의 번호를 의미한다. 예를 들면, 서브 픽셀(211)은 1을 표시하고 있으므로, 제1 시점 영상을 디스플레이한다. 또한 서브 픽셀(212)은 4를 표시하고 있으므로, 제4 시점 영상을 디스플레이한다. 또한 서브 픽셀(221)은 5를 표시하고 있으므로, 제5 시점 영상을 디스플레이한다. 또한 서브 픽셀(222)은 8을 표시하고 있으므로, 제8 시점 영상을 디스플레이한다.
서브 픽셀의 위치에 따라 시점 영상에서 디스플레이할 픽셀값이 정해진다. 예를 들면, 서브 픽셀(211)은 1행 1열에 위치하므로, 제1 시점 영상의 1행 1열에 해당하는 픽셀값을 디스플레이한다. 또한 서브 픽셀(222)은 2행 2열에 위치하므로, 제8 시점 영상의 2행 2열에 해당하는 픽셀값을 디스플레이한다.
또한, 서브 픽셀의 종류에 따라 시점 영상에서 디스플레이할 픽셀값이 정해진다. 예를 들면, 서브 픽셀(211)의 종류는 적색 서브 픽셀이므로, 제1 시점 영상의 1행 1열에 해당하는 픽셀값 중 적색 픽셀값을 디스플레이한다. 또한 서브 픽셀(222)의 종류는 녹색 서브 픽셀이므로, 제8 시점 영상의 2행 2열에 해당하는 픽셀값 중 녹색 픽셀값을 디스플레이한다.
도 1의 표시패널(110)은 도 2의 표시패널(200)의 서브 픽셀의 배치를 가질 수 있고, 도 2의 표시패널(200)과 서브 픽셀의 배열과 다른 서브 픽셀의 배치를 가질 수 있다. 즉 도 1의 표시패널(110)은 행 방향으로 적색, 청색 및 녹색 서브 픽셀의 순서로 배열된 배치를 가질 수 있고, 녹색, 청색 및 적색 서브 픽셀의 순서로 배열된 배치를 가질 수 있으며, 녹색, 적색 및 청색 서브 픽셀의 순서로 배열된 배치를 가질 수 있다. 또한, 도 1의 표시패널(110)은 행 방향으로 청색, 적색 및 녹색 서브 픽셀의 순서로 배열된 배치를 가질 수 있고, 청색, 녹색 및 적색 서브 픽셀의 순서로 배열된 배치를 가질 수 있다.
또한 도 1의 표시패널(110)은 열 방향으로 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀이 서로 교번적으로 배열되고, 행 방향으로 동일한 색의 서브 픽셀이 배열된 서브 픽셀을 구비할 수 있다.
입체영상 필터(120)는 표시패널(110)에 표시된 다시점 영상이 시청자에게 입체영상으로 보일 수 있도록 하는 필터로, 일정한 간격으로 배열된 투과영역들과 불투과영역들을 포함할 수 있다. 표시패널(110)에서 방출된 빛은 투과영역을 통해 투과되어 시청자의 우안 또는 좌안에 도달된다. 여기서 입체영상 필터(120)는 액정 패럴랙스 배리어(Parallax Barrier)일 수 있다. 또한 투과영역은 아퍼쳐(aperture)일 수 있다.
입체영상 필터(120)가 액정 패럴랙스 배리어인 경우에는, 불투과영역은 배리어로 구성될 수 있고, 한 쌍의 투과영역과 불투과영역은 피치(Pitch)로 명명될 수 있다. 입체영상 필터(120)의 투과영역 및 불투과영역은 제어부(510)의 제어에 따라 이동될 수 있다. 이때, 입체영상 필터(120)는 고정될 수 있다.
또한 입체영상 필터(120)의 불투과영역은 활성화 및 비활성화될 수 있다. 상기 불투과영역이 활성화된 경우에는, 불투과영역은 자신으로 입사된 빛의 투과를 차단한다. 상기 불투과영역이 비활성화된 경우에는, 불투과영역은 자신으로 입사된 빛을 투과시킨다.
도 3은 입체영상 필터에 의한 영상 분리를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 입체영상 디스플레이 장치(300)는 복수의 시점 영상이 혼합된 다시점 영상(parallax images)을 표시하는 표시패널(310) 및 표시패널(310)의 전면에 배치되고, 불투과영역(321) 및 투과영역(322)이 일정 간격으로 배열되는 입체영상 필터(320)를 포함한다.
입체영상 필터(320)는 표시패널(310)의 전방에 일정한 거리를 두고 배치되고, 불투과영역(321) 및 투과영역(322)이 표시패널(310)과 나란한 방향으로 교번적으로 배열된다.
표시패널(310)이 각 서브 픽셀을 통해 다시점 영상에 포함된 시점 영상을 디스플레이하면, 시청자는 디스플레이된 시점 영상들을 입체영상 필터(320)를 통하여 보게 되고, 시청자의 좌안 및 우안은 각각 표시패널(310)에서 제공되는 시점 영상들 중 하나를 독립적으로 보게 되어, 시청자는 입체감을 느낄 수 있다.
시청자가 입체영상이 잘 볼 수 있는 지점을 스윗 스포트(Sweet Spot)라고 한다. 즉 스윗 스포트는 시점 영상들이 겹쳐 보이는 크로스 턱(Cross-talk)이 발생하지 않는 지점을 의미한다. 제7 영상을 보기 위한 스윗 스포트는 지점(331)일 수 있고, 제4 영상을 보기 위한 스윗 스포트는 지점(333)일 수 있다. 만일 지점(333)에 시청자의 우안이 위치하고, 지점(331)에 시청자의 좌안이 위치한 경우에는, 시청자는 우안을 통해 제4 영상을 보고, 좌안을 통해 제7 영상을 볼 수 있어, 제4 영상과 제7 영상을 통해 입체영상을 볼 수 있게 된다.
입체영상 디스플레이 장치(100)는 입체영상 디스플레이 장치(300)가 될 수 있고, 또는 입체영상 필터(120)가 표시패널(110)의 배면에 배치된 입체영상 디스플레이 장치될 수 있다.
도 4는 불투과영역이 기울어지게 형성된 입체영상 필터에 대한 바람직한 일실시예를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 입체영상 필터(120)의 배리어 주기는 5 서브 픽셀(455)일 수 있다. 배리어 주기는 불투과영역의 폭 및 투과영역의 폭의 합으로, 불투과영역의 폭은 4개의 서브 픽셀의 가로 폭과 대응되도록 형성될 수 있고, 투과영역의 폭은 1개의 서브 픽셀의 가로 폭과 대응되도록 형성될 수 있다. 일예로, 불투과영역(410) 및 불투과영역(420)의 폭은 4개의 서브 픽셀의 가로 폭(465)과 대응된다. 또한 투과영역(415)의 폭은 1개의 서브 픽셀의 가로 폭(461)과 대응된다.
불투과영역의 폭을 규정하는 테두리는 표시패널의 수직 축(401)에 대하여 기울어지게 형성될 수 있다. 예를 들어, 불투과영역(410)의 테두리(411)는 표시패널 수직 축(410)에 대하여 기울어지게 형성된다.
불투과영역의 테두리는 시작점에서 시작점에 왼쪽 방향으로 테두리의 폭만큼 이격되고 시작점에서 열 방향으로 소정의 서브 픽셀의 세로 폭 만큼 이격된 지점을 지나도록 형성될 수 있다. 여기서 상기 소정의 서브 픽셀은 3개의 서브 픽셀일 수 있다. 즉, 불투과영역의 테두리는 시작점(a1)에서 시작점(a1)에 왼쪽 방향으로 테두리의 폭만큼 이격되고 시작점(a1)에서 열 방향으로 3개의 서브 픽셀의 세로 폭 만큼 이격된 지점(b1)을 지나도록 형성될 수 있다.
또한 불투과영역의 테두리가 기울어진 각도 α(451)는 arctan(4Ph/3Pv)일 수 있고 여기서, Ph는 서브 픽셀의 가로 폭을 나타내고, Pv는 서브 픽셀의 세로 폭 나타낼 수 있다. 일예로, Ph가 Pv의 3배 일 때, 각도 α는 arctan(4/9)일 수 있다.
또한 불투과영역의 테두리는 표시패널의 수직축(401)에 대해 오른쪽 방향으로 기울어지도록 형성될 수 있고, 왼쪽 방향으로 기울어지도록 형성될 수 있다. 도 4는 불투과영역의 테두리(411)가 표시패널(110)의 수직축(401)에 대하여 오른쪽 방향으로 기울어지게 형성된 입체영상 필터(120)를 도시한다.
제어부(130)는 표시패널(110)의 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상을 정한다. 여기서 제어부(130)는 불투과영역의 테두리가 기울어지는 방향 및 시점 영상의 개수 중 적어도 하나에 따라 표시패널(110)의 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상을 정할 수 있다.
제어부(130)는 디스플레이되는 영상의 종류에 따라 입체영상 필터의 불투과영역의 활성화 및 비활성화를 제어할 수 있다. 디스플레이되는 영상이 2차원 영상인 경우에는, 제어부(130)는 불투과영역이 비활성화되도록 제어한다. 그리고 디스플레이되는 영상이 입체영상인 경우에는, 제어부(130)는 불투과영역이 활성화되도록 제어한다.
제어부(130)는 불투과영역의 테두리가 오른쪽 방향으로 기울어진 경우에, 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상을 행 방향으로 이전 서브 픽셀의 시점 영상에서 제1 순번 뒤의 시점 영상 또는 제1 순번 뒤의 시점 영상이 존재하지 않는 경우에 제1 순번 뒤의 시점 영상의 순번과 최대 순번의 차이값을 순번으로 갖는 시점 영상으로 정할 수 있다. 또한 제어부(130)는 불투과영역의 테두리가 오른쪽 방향으로 기울어진 경우에, 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상을 열 방향으로 이전 서브 픽셀의 시점 영상에서 제2 순번 뒤의 시점 영상 또는 제2 순번 뒤의 시점 영상이 존재하지 않는 경우에 제2 순번 뒤의 시점 영상의 순번과 최대 순번의 차이값을 순번으로 갖는 시점 영상으로 정할 수 있다. 여기서 제1 순번 및 제2 순번을 시점은 불투과영역의 테두리가 기울어지는 각도 및 시점 영상의 개수 중 적어도 하나를 기초로 결정될 수 있다.
제어부(130)는 불투과영역의 테두리가 왼쪽 방향으로 기울어진 경우에, 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상을 행 방향으로 이전 서브 픽셀의 시점 영상에서 제3 순번 앞의 시점 영상 또는 제3 순번 앞의 시점 영상이 존재하지 않는 경우에 제3 순번 앞의 시점 영상의 순번과 최대 순번의 합을 순번으로 갖는 시점 영상으로 정할 수 있다. 또한 제어부(130)는 불투과영역의 테두리가 왼쪽 방향으로 기울어진 경우에, 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상을 열 방향으로 이전 서브 픽셀의 시점 영상에서 제4 순번 뒤의 시점 영상 또는 제4 순번 뒤의 시점 영상이 존재하지 않는 경우에 제4 순번 뒤의 시점 영상의 순번과 최대 순번의 차이값을 순번으로 갖는 시점 영상으로 정할 수 있다. 여기서 제3 순번 및 제4 순번을 시점은 불투과영역의 테두리가 기울어지는 각도 및 시점 영상의 개수 중 적어도 하나를 기초로 결정될 수 있다.
도 5는 서브 픽셀에 디스플레이될 시점 영상의 배열에 대한 바람직한 일실시예를 도시한 도면이다.
도 5는 불투과영역의 테두리(502)가 표시패널(110)의 수직축(501)에 대하여 오른쪽으로 각도 arctan(4/9)만큼 기울어진 경우에, 서브 픽셀에 디스플레이될 시점 영상의 배열을 도시한다. 또한 도 5는 15개의 시점 영상을 디스플레이할 때의 시점 영상의 배열을 도시한다. 또한 도 5는 제1 순번이 3으로 설정되고 제2 순번이 4로 설정된 경우에, 서브 픽셀에 디스플레이될 시점 영상의 배열을 도시한다. 여기서 제1 순번 및 제2 순번은 각도(505)를 기초로 결정될 수 있다.
도 5를 참조하면, 제어부(130)는 1행 1열의 서브 픽셀(511)에 제1 시점 영상을 디스플레이한다. 1행 2열의 서브 픽셀(512)이 디스플레이할 시점 영상은 제1 시점 영상에서 3 순번 뒤의 영상인 제4 시점 영상이 된다. 1행 3열의 서브 픽셀(513)이 디스플레이할 시점 영상은 제4 시점 영상에서 3 순번 뒤의 영상이 제7 시점 영상이 되고, 1행 4열의 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상은 제7 시점 영상에서 3 순번 뒤의 영상인 제10 시점 영상이 되며, 1행 5열의 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상은 제10 시점 영상에서 3 순번 뒤의 영상인 제13 시점 영상이 된다. 그리고 1행 6열의 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상은 제13 시점 영상에서 3 순번 뒤의 영상인 제16 시점 영상이 존재하지 않으므로, 제16 시점 영상의 순번인 16과 최대 순번인 15의 차이 값인 1을 순번으로 갖는 제1 시점 영상이 된다. 또한 1행 7열의 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상은 제1 시점 영상에서 3 순번 뒤의 영상인 제4 시점 영상이 된다.
2행 1열의 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상(521)은 열 방향으로 이전 서브 픽셀인 1행 1열의 시점 영상인 제1 시점 영상에서 4 순번 뒤의 시점 영상인 제5 시점 영상이 된다. 3행 1열의 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상(531)은 제5 시점 영상에서 4 순번 뒤의 시점 영상인 제9 시점 영상이 된다.
2행 2열의 서브 픽셀(522)이 디스플레이할 시점 영상은 2행 1열의 시점 영상인 제5 시점 영상에서 3 순번 뒤의 시점 영상인 제8 시점 영상으로 정해진다. 시점 영상(522)은 1행 2열의 시점 영상인 제4 시점 영상에서 4 순번 뒤의 시점 영상인 제8 시점 영상으로 정해질 수 있으며, 이는 행 방향으로 정해진 시점 영상과 동일한 영상이 된다.
도 5와 같이, 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이 장치(100)는 하나의 행에 15개 시점 영상 중 5개의 시점 영상을 디스플레이하므로, 하나의 행에 15개의 시점 영상을 모두 디스플레이할 때보다, 수직 해상도를 향상시킬 수 있다. 또한 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이 장치(100)는 불투명영역을 표시패널의 수직축에 대해 기울어지게 형성하므로, 규칙적으로 되풀이되는 모양을 감소시켜 모아레 현상의 발생을 절감시킬 수 있다.
도 6은 불투과영역이 기울어지게 형성된 입체영상 필터에 대한 바람직한 일실시예를 도시한 도면이다.
도 6은 불투과영역의 테두리가 표시패널의 수직축에 대하여 왼쪽 방향으로 기울어지게 형성된 입체영상 필터(120)를 도시한다.
도 6을 참조하면, 불투과영역의 테두리는 시작점에서 시작점에 오른쪽 방향으로 테두리의 폭만큼 이격되고 시작점에서 열 방향으로 소정의 서브 픽셀의 세로 폭만큼 이격된 지점을 지나도록 형성될 수 있다. 여기서, 상기 소정의 서브 픽셀은 3개일 수 있다. 즉 불투과영역(610)의 테두리(611)는 시작점(a2)에서 시작점(a2)에 오른쪽 방향으로 테두리의 폭만큼 이격되고 시작점(a2)에서 열 방향으로 3개의 서브 픽셀의 세로 폭만큼 이격된 지점(b2)을 지나도록 형성될 수 있다. 불투과영역(610)과 불투과영역(620) 사이는 투과영역(615)이 형성된다.
또한 테두리(611)가 표시패널의 수직축(601)에 대하여 기울어진 각도 α(651)는 arctan(4Ph/3Pv)일 수 있고, 여기서, Ph는 서브 픽셀의 가로 폭을 나타내고, Pv는 서브 픽셀의 세로 폭 나타낸다. Ph가 Pv의 3배 일 때, 각도 α는 arctan(4/9)일 수 있다.
도 7은 서브 픽셀에 디스플레이될 시점 영상의 배열에 대한 바람직한 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 7은 불투과영역의 테두리(720)가 표시패널(110)의 수직축(701)에 대하여 왼쪽으로 각도 arctan(4/9)만큼 기울어진 경우에, 서브 픽셀에 디스플레이될 시점 영상의 배열을 도시한다. 또한 도 7은 15개의 시점 영상을 디스플레이할 때의 시점 영상의 배열을 도시한다. 또한 도 7은 제3 순번이 3으로 설정되고 제4 순번이 4로 설정된 경우에, 서브 픽셀에 디스플레이될 시점 영상의 배열을 도시한다. 여기서 제3 순번 및 제4 순번은 각도(705)를 기초로 결정될 수 있다.
도 7을 참조하면, 제어부(130)는 1행 1열의 서브 픽셀(711)에 제1 시점 영상을 디스플레이한다. 1행 2열의 서브 픽셀(712)이 디스플레이할 시점 영상은 제1 시점 영상에서 3 순번 앞의 영상인 제-2 시점 영상이 존재하지 않으므로, 제-2 시점 영상의 순번 -2와 최대 순번인 15의 합인 13을 순번으로 갖는 제13 시점 영상이 된다. 1행 3열의 서브 픽셀(713)이 디스플레이할 시점 영상은 제13 시점 영상에서 3 순번 앞의 영상이 제10 시점 영상이 되고, 1행 4열의 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상은 제10 시점 영상에서 3 순번 앞의 영상인 제7 시점 영상이 되며, 1행 5열의 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상은 제7 시점 영상에서 3 순번 앞의 영상인 제4 시점 영상이 된다. 그리고 1행 6열의 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상은 제4 시점 영상에서 3 순번 앞의 영상인 제1 시점 영상이 된다. 또한 1행 7열의 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상은 제1 시점 영상에서 3 순번 앞의 영상인 제-2 시점 영상이 존재하지 않으므로, 제-2 시점 영상의 순번 -2와 최대 순번인 15의 합인 13을 순번으로 갖는 제13 시점 영상이 된다.
2행 1열의 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상(721)은 열 방향으로 이전 서브 픽셀인 1행 1열의 시점 영상인 제1 시점 영상에서 4 순번 뒤의 시점 영상인 제5 시점 영상이 되고, 3행 1열의 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상(731)은 제5 시점 영상에서 4 순번 뒤의 시점 영상인 제9 시점 영상이 된다.
2행 2열의 서브 픽셀(722)이 디스플레이할 시점 영상은 2행 1열의 시점 영상인 제5 시점 영상에서 3 순번 앞의 시점 영상인 제2 시점 영상으로 정해진다. 시점 영상(722)은 1행 2열의 시점 영상인 제13 시점 영상에서 4 순번 뒤의 시점 영상인 제2 시점 영상으로 정해질 수 있으며, 이는 행 방향으로 정해진 시점 영상과 동일한 영상이 된다.
백라이트(140)는 표시패널(110)에 빛을 공급한다. 백라이트(140)는 표시패널(110)의 배면에 배치되고, 하나 또는 하나 이상의 백라이트램프 및 이의 구동회로를 포함할 수 있다. 백라이트(140)가 공급하는 빛은 편광성분이 없는 형태의 빛일 수 있다. 표시패널(110)이 PDP일 때는, 입체영상 디스플레이 장치(100)는 백라이트(140)를 구비하지 않을 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이 방법에 대한 바람직한 일실시예의 수행과정을 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 제어부(130)는 표시패널(110)의 서브 픽셀에 디스플레이할 시점 영상을 정한다(S100). 여기서. 제어부(130)는 입체영상 필터(120)의 불투과영역의 폭을 규정하는 테두리가 표시패널(110)의 수직축에 대하여 기울어진 방향을 확인할 수 있다. 또한 제어부(130)는 디스플레이할 입체영상에 포함된 시점 영상의 개수를 확인할 수 있다. 그리고 제어부(130)는 기울어진 방향에 대한 확인 결과 및 시점 영상의 개수에 대한 확인 결과 중 적어도 하나에 따라 상기 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상을 정할 수 있다.
상기 테두리가 표시패널(110)의 수직 축에 대하여 오른쪽 방향으로 기울어진 경우에는, 제어부(130)는 도 5에서 전술된 방식으로 상기 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상을 결정할 수 있다. 또한 상기 테두리가 표시패널(110)의 수직 축에 대하여 왼쪽 방향으로 기울어진 경우에, 도 7에서 전술된 방식으로 상기 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상을 결정할 수 있다.
표시패널(110)은 시점 영상을 디스플레이한다(S110). 여기서 표시패널(110)의 서브 픽셀은 단계 S100에서 정해진 시점 영상에서 서브 픽셀의 위치 및 종류가 지시하는 서브 픽셀값을 디스플레이한다. 또한 백라이트(140)는 표시패널(110)에 빛을 공급할 수 있다.
입체영상 필터(120)는 표시패널(110)을 투과한 빛을 분리한다(S120). 입체영상 필터(120)에서 분리된 빛은 도 3에서 전술된 경로에 따라 스윗 스포트 지점으로 이동하게 된다.
도 9는 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이 장치에 대한 바람직한 다른 실시예의 구성을 도시한 블록도이다.
도 9를 참조하면. 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이 장치(100)는 표시패널(910), 렌티큘라 렌즈 기판(920), 제어부(930) 및 백라이트(940)를 포함할 수 있다.
표시패널(910) 및 백라이트(940)는 각각 도 1에 도시된 표시패널(110) 및 백라이트(140)와 대응하는 구성요소이고, 표시패널(910) 및 백라이트(940)에 대한 설명은 표시패널(110) 및 백라이트(140)에 대한 설명을 준용하고, 이하 상세한 기술을 생략한다.
렌티큘라 렌즈 기판(920)은 다수의 렌즈를 구비할 수 있다. 상기 렌즈는 표시패널(110)에 표시된 다시점 영상을 시청자에게 입체영상으로 보일 수 있도록 표시패널(110)로부터 입사된 빛을 굴절시킬 수 있다. 또한 상기 렌즈는 제어부(930)의 제어에 따라 이동될 수 있다. 이때, 렌티큘라 렌즈 기판(920)은 고정될 수 있다. 렌티큘라 렌즈 기판(920)에 구비된 하나의 렌즈는 피치(Pitch)로 명명될 수 있다.
도 10은 도 9의 입체영상 디스플레이 장치의 배치를 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 렌티큘라 렌즈 기판(1020)은 표시패널(1010)의 전면에 배치될 수 있다. 이때, 렌티큘라 렌즈 기판(1020)은 영상이 렌티큘라 렌즈의 초점면에 놓이도록 표시패널(1010)로부터 소정거리(ℓ)만큼 이격되도록 배치될 수 있다.
렌티큘라 렌즈 기판(1020)은 액정 렌티큘라 필터(Lenticular filter)일 수 있다. 이러한 경우에, 렌티큘라 렌즈 기판(1020)에 구비된 렌즈(1021), 렌즈(1022)렌즈(1023), 렌즈(1024) 및 렌즈(1025)는 액정 렌즈일 수 있다.
도 11은 액정 Lenticular의 원리를 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 액정 렌티큘라 필터(1120)는 투명전극(ITO)(1121, 1122) 및 투명전극 사이에 위치하는 액정(LC: Liquid Crystal)으로 구성될 수 있다. 액정 렌티큘라 필터(1120)는 액정(LC, Liquid Crystal)을 통해 표시패널(1110)이 방출하는 빛의 굴절을 조절하여 시점 영들이 적정한 스윗 스포트 상에 위치되게 한다. 즉 액정(LC, Liquid Crystal)은 빛을 굴절시키는 렌즈들을 형성한다. 여기서 액정 렌티큘라 필터(1120)는 투명전극(ITO)으로 인가되는 전압을 조절하여 액정(LC, Liquid Crystal)의 위치, 방향 및 배치를 조절할 수 있다. 액정(LC, Liquid Crystal)의 위치, 방향 및 배치에 따라 형성되는 렌즈의 위치가 변경될 수 있고, 그에 따라 스윗 스포트는 변경될 수 있다.
액정 렌티큘라 필터(1120)는 렌즈 안의 전극이 사전에 설정된 개수로 분할된 단위 전극을 가질 수 있고, 형성 하려는 렌즈의 형상에 해당하는 전압을 상기 단위 전극별로 분포를 가지게 인가하여 액정의 굴절률을 변화시켜 렌즈를 형성할 수 있다.
또한 액정 렌티큘라 필터(1120)는 단위 전극에 인가되는 전압을 조절하여 렌즈를 이동시킬 수 있다. 즉 액정 렌티큘라 필터(1120)는 렌즈를 형성하기 위해 단위 전극에 각각 인가된 전압을 이동량에 해당하는 길이를 갖는 단위 전극의 개수만큼 이동된 단위 전극에 각각 인가하여, 단위 렌즈가 상기 이동량만큼 이동된 위치에서 단위 렌즈가 형성되도록 할 수 있다.
액정 렌티큘라 필터(1120)는 액정(LC)을 활성화 및 비활성화시킬 수 있다. 액정이 활성화되면 복수의 렌즈가 형성되고, 액정이 비활성화되면 액정 렌티큘라 필터(1120)는 입사되는 빛을 굴절시키지 않고 투과시킨다.
제어부(930)는 액정 렌티큘라 필터(1120)의 액정(LC)의 활성화 및 비활성화를 제어할 수 있다. 제어부(930)는 2차원 영상을 디스플레이하는 경우에는, 액정 렌티큘라 필터(1120)의 액정(LC)이 비활성화되도록 제어할 수 있다. 그리고 제어부(930)는 입체영상을 디스플레이하는 경우에는, 액정 렌티큘라 필터(1120)의 액정(LC)이 활성화되도록 제어할 수 있다.
도 12는 렌티큘라 렌즈 기판에 대한 바람직한 일실시예의 구조를 도시한 도면이다.
도 12는 렌티큘라 렌즈 기판의 일실시예의 구조를 설명하기 위한 단면도이다. 도 12를 참조하면, 렌티큘라 렌즈 기판(1210)은 표시패널(910)의 정면에 배치되거나, 또는 표시패널(910)의 배면으로, 표시패널(910) 및 백라이트 유닛(940)의 사이에 배치될 수 있다.
또한, 렌티큘라 렌즈 기판(1210)은 표시패널(910)로부터 공급되는 빛의 경로를 선택적으로 굴절시키는 렌티큘라 렌즈(1230) 및 빛의 편광형태에 따라 렌티큘라 렌즈(1230)의 굴절률을 결정하는 렌티큘라 어레이(1240)를 포함할 수 있다.
렌티큘라 렌즈(1230)는 오목한 등방매질층(1234)과 비등방매질층(1236)으로 구성되며, 등방매질층(1234)은 설계자의 의도에 따라 볼록한 형태일 수 있다.
렌티큘라 어레이(1240)는 두개의 기판(1242) 및 두개의 기판(1242) 사이에 위치하는 액정층(1245)을 포함할 수 있다. 액정층(1245)은 액정이 수직방향으로 회전하는 TN(Twist Nematic), VA(Vertical Align)등과, 수평방향으로 회전하는 IPS(In-Plane Switching), FLC(Ferroelectric Liquid Crystal)등의 액정모드가 적용될 수 있으며, 특정 액정모드에 한정되지는 않는다.
다만, 액정이 수직방향으로 회전하는 TN, VA 등은 액정층에서 빛의 편광성분 중 타원편광성분이 존재하고, 상기의 타원편광성분의 빛은 렌티큘라 렌즈(1230)에 의하여, 빛의 경로가 바뀌지 않는 특성이 있으며, 따라서, 렌티큘라 렌즈(1230)에 적용되는 액정모드는 액정이 수평방향으로 회전하는 IPS, FLC모드가 적용되는 것이 바람직하다.
도 13은 도 12의 렌티큘라 렌즈 기판에 입사되는 빛의 편광형태에 따라 조절되는 빛의 경로를 도시한 도면이다.
도 13을 참조하면, 2차원 영상을 디스플레이하는 경우에는, 제어부(930)는 두 기판(1242) 사이에 전원이 오프되도록 제어한다. 이에 따라, 두 기판(1242) 사이에 전계가 형성되지 않고, 액정층(1245)의 굴절률은 차이가 없게 된다.
따라서, 표시패널(910)로부터 입사되는 선편광상태의 빛(C1)은 액정층(1245)을 그대로 통과하여, 렌티큘라 렌즈(1230)에 입사된다. 또한 액정층(1245)을 통과한 빛(b2)은, 렌티큘라 렌즈(1230)의 등방매질층(1234)과 비등방매질층(1236)을 그대로 통과하게 된다. 렌티큘라 렌즈(1230)를 통과한 빛(C3)은 시청자(1001)의 좌안 및 우안에 입사된다. 시청자(1001)는 빛(C3)을 통해 2차원 영상을 인지하게 된다.
입체영상을 디스플레이하는 경우에는, 제어부(930)는 두 기판(1242) 사이에 전원이 인가되도록 제어한다. 이에 따라, 두 기판(1242) 사이에 전계가 형성되고, 액정층(1245)의 굴절률이 변화하게 된다.
따라서, 표시패널(910)로부터 입사되는 선편광상태의 빛(D1)은 액정층(1245)을 통과하면서, 원편광상태로 변환되어, 렌티큘라 렌즈(1230)에 입사된다. 액정층(1245)을 통과한 원편광상태의 빛(D2)은, 렌티큘라 렌즈(1230)의 비등방매질층(1236)까지는 상태변화 없이 입사되나, 등방매질층(1234)과 비등방매질층(1236)의 계면에서 원편광상태에 따라, 일정한 각도로 굴절되어, 빛의 경로가 달라지게 된다. 경로가 달라진 빛(D3)은 해당 스윗 스포트 지점으로 이동하게 되고, 시청자(1001)의 좌안 및 우안에 입사된다. 시청자(1001)는 좌안에 입사된 시점 영상 및 우안에 입사된 시점 영상을 통해 3차원 영상을 인지하게 된다.
도 14는 렌즈가 기울어지게 형성된 렌티큘라 렌즈 기판에 대한 바람직한 일실시예를 도시한 도면이다.
도 14를 참조하면, 렌티큘라 렌즈 기판(920)의 폭은 5개의 서브 픽셀의 가로 폭일 수 있다. 즉 렌티큘라 렌즈 기판(920)의 피치(Pitch)는 5 서브 픽셀일 수 있다. 일예로, 렌즈(1410) 및 렌즈(1420)의 폭은 각각 5개의 서브 픽셀의 가로 폭(1455)과 대응된다.
렌즈의 폭을 규정하는 테두리는 표시패널의 수직 축(1401)에 대하여 기울어지게 형성될 수 있다. 예를 들어, 렌즈(1410)의 테두리(1411)는 표시패널 수직 축(1401)에 대하여 기울어지게 형성된다.
렌즈의 종축은 표시패널 수직축(1401)에 대하여 기울어지게 형성될 수 있다. 예를 들어, 렌즈(1410)의 종축(1415)은 표시패널 수직축(1401)에 대하여 기울어지게 형성된다.
렌즈의 테두리는 시작점에서 시작점에 왼쪽 방향으로 테두리의 폭만큼 이격되고 시작점에서 열 방향으로 소정의 서브 픽셀의 세로 폭 만큼 이격된 지점을 지나도록 형성될 수 있다. 여기서 상기 소정의 서브 픽셀은 3개의 서브 픽셀일 수 있다. 즉, 렌즈의 테두리는 시작점(a3)에서 시작점(a3)에 왼쪽 방향으로 테두리의 폭만큼 이격되고 시작점(a3)에서 열 방향으로 3개의 서브 픽셀의 세로 폭 만큼 이격된 지점(b3)을 지나도록 형성될 수 있다.
또한 렌즈의 테두리 또는 종축이 기울어진 각도 α(1451)는 arctan(4Ph/3Pv)일 수 있고 여기서, Ph는 서브 픽셀의 가로 폭을 나타내고, Pv는 서브 픽셀의 세로 폭 나타낼 수 있다. 일예로, Ph가 Pv의 3배 일 때, 각도 α는 arctan(4/9)일 수 있다.
또한 렌즈의 테두리는 표시패널의 수직축(1401)에 대해 오른쪽 방향으로 기울어지도록 형성될 수 있고, 왼쪽 방향으로 기울어지도록 형성될 수 있다. 도 14는 렌즈의 테두리(1411)가 표시패널(910)의 수직축(1401)에 대하여 오른쪽 방향으로 기울어지게 형성된 렌티큘라 렌즈 기판(920)을 도시한다.
제어부(930)는 표시패널(910)의 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상을 정한다. 여기서 제어부(930)는 렌즈의 테두리가 기울어지는 방향 및 시점 영상의 개수 중 적어도 하나에 따라 표시패널(910)의 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상을 정할 수 있다.
제어부(930)는 렌즈의 테두리 또는 종축이 오른쪽 방향으로 기울어진 경우에, 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상을 행 방향으로 이전 서브 픽셀의 시점 영상에서 제1 순번 뒤의 시점 영상 또는 제1 순번 뒤의 시점 영상이 존재하지 않는 경우에 제1 순번 뒤의 시점 영상의 순번과 최대 순번의 차이값을 순번으로 갖는 시점 영상으로 정할 수 있다. 또한 제어부(930)는 렌즈의 테두리 또는 종축이 오른쪽 방향으로 기울어진 경우에, 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상을 열 방향으로 이전 서브 픽셀의 시점 영상에서 제2 순번 뒤의 시점 영상 또는 제2 순번 뒤의 시점 영상이 존재하지 않는 경우에 제2 순번 뒤의 시점 영상의 순번과 최대 순번의 차이값을 순번으로 갖는 시점 영상으로 정할 수 있다. 여기서 제1 순번 및 제2 순번을 시점은 렌즈의 테두리 또는 종축이 기울어지는 각도 및 시점 영상의 개수 중 적어도 하나를 기초로 결정될 수 있다.
렌즈의 테두리 또는 종축이 표시패널(910)의 수직축(1401)에 대하여 오른쪽으로 각도 arctan(4/9)만큼 기울어지고, 입체영상 디스플레이 장치(900)가 15개의 시점 영상을 디스플레이할 때, 제어부(930)는 시점 영상의 배열을 도 5에 전술된 배열과 동일하게 배열할 수 있다. 여기서 제1 순번 및 제2 순번은 각도(1451)를 기초로 결정될 수 있고, 도 5와 같이 제1 순번을 3으로 설정되고 제2 순번을 4로 설정될 수 있다.
도 15는 렌즈가 기울어지게 형성된 렌티큘라 렌즈 기판에 대한 바람직한 일실시예를 도시한 도면이다.
도 15는 렌즈의 테두리 또는 종축이 표시패널의 수직축에 대하여 왼쪽 방향으로 기울어지게 형성된 렌티큘라 렌즈 기판(920)을 도시한다.
도 15를 참조하면, 렌즈의 테두리는 시작점에서 시작점에 오른쪽 방향으로 테두리의 폭만큼 이격되고 시작점에서 열 방향으로 소정의 서브 픽셀의 세로 폭만큼 이격된 지점을 지나도록 형성될 수 있다. 여기서, 상기 소정의 서브 픽셀은 3개일 수 있다. 즉 렌즈(1510)의 테두리(1511)는 시작점(a4)에서 시작점(a4)에 오른쪽 방향으로 테두리의 폭만큼 이격되고 시작점(a4)에서 열 방향으로 3개의 서브 픽셀의 세로 폭만큼 이격된 지점(b4)을 지나도록 형성될 수 있다. 또한 렌즈(1510)와 렌즈(1520)의 테두리는 서로 겹칠 수 있다.
또한 테두리(1511) 또는 종축(1515)이 표시패널의 수직축(1501)에 대하여 기울어진 각도 α(1551)는 arctan(4Ph/3Pv)일 수 있고, 여기서, Ph는 서브 픽셀의 가로 폭을 나타내고, Pv는 서브 픽셀의 세로 폭 나타낸다. Ph가 Pv의 3배 일 때, 각도 α는 arctan(4/9)일 수 있다.
제어부(930)는 렌즈의 테두리 또는 종축이 왼쪽 방향으로 기울어진 경우에, 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상을 행 방향으로 이전 서브 픽셀의 시점 영상에서 제3 순번 앞의 시점 영상 또는 제3 순번 앞의 시점 영상이 존재하지 않는 경우에 제3 순번 앞의 시점 영상의 순번과 최대 순번의 합을 순번으로 갖는 시점 영상으로 정할 수 있다. 또한 제어부(930)는 렌즈의 테두리 또는 종축이 왼쪽 방향으로 기울어진 경우에, 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상을 열 방향으로 이전 서브 픽셀의 시점 영상에서 제4 순번 뒤의 시점 영상 또는 제4 순번 뒤의 시점 영상이 존재하지 않는 경우에 제4 순번 뒤의 시점 영상의 순번과 최대 순번의 차이값을 순번으로 갖는 시점 영상으로 정할 수 있다. 여기서 제3 순번 및 제4 순번을 시점은 렌즈의 테두리가 기울어지는 각도 및 시점 영상의 개수 중 적어도 하나를 기초로 결정될 수 있다.
렌즈의 테두리 또는 종축이 표시패널(910)의 수직축(1401)에 대하여 왼쪽으로 각도 arctan(4/9)만큼 기울어지고, 입체영상 디스플레이 장치(900)가 15개의 시점 영상을 디스플레이할 때, 제어부(930)는 시점 영상의 배열을 도 7에 전술된 배열과 동일하게 배열할 수 있다. 여기서 제3 순번 및 제4 순번은 각도(1551)를 기초로 결정될 수 있고, 도 7과 같이 제3 순번을 3으로 설정되고 제4 순번을 4로 설정될 수 있다.
도 16은 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이 방법에 대한 바람직한 다른 실시예의 수행과정을 도시한 도면이다.
도 16을 참조하면, 제어부(930)는 표시패널(910)의 서브 픽셀에 디스플레이할 시점 영상을 정한다(S200). 여기서. 제어부(930)는 렌티큘라 렌즈 기판(920)의 렌즈의 폭을 규정하는 테두리 또는 종축이 표시패널(910)의 수직축에 대하여 기울어진 방향을 확인할 수 있다. 또한 제어부(930)는 디스플레이할 입체영상에 포함된 시점 영상의 개수를 확인할 수 있다. 그리고 제어부(930)는 기울어진 방향에 대한 확인 결과 및 시점 영상의 개수에 대한 확인 결과 중 적어도 하나에 따라 상기 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상을 정할 수 있다.
상기 테두리 또는 상기 종축이 표시패널(910)의 수직 축에 대한 오른쪽 방향으로 기울어진 경우에는, 제어부(930)는 도 5에서 전술된 방식으로 상기 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상을 결정할 수 있다. 또한 상기 테두리 또는 상기 종축이 표시패널(910)의 수직 축에 대하여 왼쪽 방향으로 기울어진 경우에, 도 7에서 전술된 방식으로 상기 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상을 결정할 수 있다.
표시패널(910)은 시점 영상을 디스플레이한다(S210). 여기서 표시패널(910)의 서브 픽셀은 단계 S200에서 정해진 시점 영상에서 서브 픽셀의 위치 및 종류가 지시하는 서브 픽셀값을 디스플레이한다. 또한 백라이트(940)는 표시패널(910)에 빛을 공급할 수 있다.
렌티큘라 렌즈 기판(920)은 표시패널(910)을 투과한 빛을 굴절시킨다(S220). 렌티큘라 렌즈 기판(920)에서 분리된 빛은 도 11 또는 도 13에서 전술된 원리에 따라 굴절되어 스윗 스포트 지점으로 이동하게 된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (20)

  1. 행 방향으로 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀이 서로 교번적으로 배열되고, 열 방향으로 동일한 색의 서브 픽셀이 배열되는 표시패널;
    상기 표시패널의 전면에 배치되고, 투과영역 및 불투과영역을 교번적으로 형성하며, 상기 불투과영역의 폭을 규정하는 테두리가 상기 표시 패널의 수직 축에 대하여 기울어지게 형성하는 입체영상 필터; 및
    상기 테두리의 기울어지는 방향에 따라 상기 표시패널의 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상을 정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 입체영상 필터는,
    상기 불투과영역의 폭을 4개의 서브 픽셀의 가로 폭과 대응되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 입체영상 필터는,
    상기 투과영역의 폭을 1개의 서브 픽셀의 가로 폭과 대응되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 입체영상 필터는,
    상기 테두리가 시작점에서 상기 시작점에 행 방향으로 상기 테두리의 폭만큼 이격되고 상기 시작점에서 열 방향으로 소정의 서브 픽셀의 세로 폭만큼 이격된 지점을 지나도록 상기 불투과영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 테두리가 기울어진 각도 α는 arctan(4Ph/3Pv)이고, 여기서, Ph는 서브 픽셀의 가로 폭을 나타내고, Pv는 서브 픽셀의 세로 폭 나타내는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 테두리가 상기 표시패널의 수직축에 대해 오른쪽 방향으로 기울어진 경우에,
    상기 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상을,
    행 방향으로 이전 서브 픽셀의 시점 영상에서 제1 순번 뒤의 시점 영상 또는 상기 제1 순번 뒤의 시점 영상이 존재하지 않는 경우에 상기 제1 순번 뒤의 시점 영상의 순번과 최대 순번의 차이값을 순번으로 갖는 시점 영상으로 정하고,
    열 방향으로 이전 서브 픽셀의 시점 영상에서 제2 순번 뒤의 시점 영상 또는 상기 제2 순번 뒤의 시점 영상이 존재하지 않는 경우에 상기 제2 순번 뒤의 시점 영상의 순번과 최대 순번의 차이값을 순번으로 갖는 시점 영상으로 정하는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 테두리가 상기 표시패널의 수직축에 대해 왼쪽 방향으로 기울어진 경우에,
    상기 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상을,
    행 방향으로 이전 서브 픽셀의 시점 영상에서 제1 순번 앞의 시점 영상 또는 상기 제1 순번 앞의 시점 영상이 존재하지 않는 경우에 상기 제1 순번 앞의 시점 영상의 순번과 최대 순번의 합을 순번으로 갖는 시점 영상으로 정하고,
    열 방향으로 이전 서브 픽셀의 시점 영상에서 제2 순번 뒤의 시점 영상 또는 상기 제2 순번 뒤의 시점 영상이 존재하지 않는 경우에 상기 제2 순번 뒤의 시점 영상의 순번과 최대 순번의 차이값을 순번으로 갖는 시점 영상으로 정하는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    디스플레이되는 영상의 종류에 따라 입체영상 필터의 불투과영역의 활성화 및 비활성화를 더 제어하는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 표시 패널의 배면에 배치되고, 상기 표시 패널로 빛을 공급하는 백라이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 표시패널은 PDP(Plasma Display Panel) 또는 LCD(Liquid Crystal Display)인 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  11. 행 방향으로 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀이 서로 교번적으로 배열되고, 열 방향으로 동일한 색의 서브 픽셀이 배열되는 표시패널;
    상기 표시패널의 전면에 배치되고, 종축이 상기 표시 패널의 수직 축에 대하여 기울어지게 형성되는 다수의 렌즈를 구비하는 렌티큘라 렌즈 기판; 및
    상기 렌즈의 종축이 기울어지는 방향에 따라 상기 표시패널의 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상을 정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 렌즈의 폭은 5개의 서브 픽셀의 가로 폭과 대응되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 렌즈의 종축이 기울어진 각도 α는 arctan(4Ph/3Pv)이고, 여기서, Ph는 서브 픽셀의 가로 폭을 나타내고, Pv는 서브 픽셀의 세로 폭 나타내는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 렌즈의 종축이 상기 표시패널의 수직축에 대해 오른쪽 방향으로 기울어진 경우에,
    상기 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상을,
    행 방향으로 이전 서브 픽셀의 시점 영상에서 제1 순번 뒤의 시점 영상 또는 상기 제1 순번 뒤의 시점 영상이 존재하지 않는 경우에 상기 제1 순번 뒤의 시점 영상의 순번과 최대 순번의 차이값을 순번으로 갖는 시점 영상으로 정하고,
    열 방향으로 이전 서브 픽셀의 시점 영상에서 제2 순번 뒤의 시점 영상 또는 상기 제2 순번 뒤의 시점 영상이 존재하지 않는 경우에 상기 제2 순번 뒤의 시점 영상의 순번과 최대 순번의 차이값을 순번으로 갖는 시점 영상으로 정하는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 렌즈의 종축이 상기 표시패널의 수직축에 대해 왼쪽 방향으로 기울어진 경우에,
    상기 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상을,
    행 방향으로 이전 서브 픽셀의 시점 영상에서 제1 순번 앞의 시점 영상 또는 상기 제1 순번 앞의 시점 영상이 존재하지 않는 경우에 상기 제1 순번 앞의 시점 영상의 순번과 최대 순번의 합을 순번으로 갖는 시점 영상으로 정하고,
    열 방향으로 이전 서브 픽셀의 시점 영상에서 제2 순번 뒤의 시점 영상 또는 상기 제2 순번 뒤의 시점 영상이 존재하지 않는 경우에 상기 제2 순번 뒤의 시점 영상의 순번과 최대 순번의 차이값을 순번으로 갖는 시점 영상으로 정하는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  16. 제 11항에 있어서,
    상기 렌티큘라 렌즈 기판은,
    투과하는 빛을 원편광으로 변환하는 렌티큘라 어레이를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    디스플레이되는 영상의 종류에 따라 상기 렌티큘라 어레이의 활성화 및 비활성화를 더 제어하는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  17. 제 11항에 있어서,
    상기 표시 패널의 배면에 배치되고, 상기 표시 패널로 빛을 공급하는 백라이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  18. 제 11항에 있어서,
    상기 표시패널은 PDP(Plasma Display Panel) 또는 LCD(Liquid Crystal Display)인 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  19. 불투과영역의 폭을 규정하는 테두리의 기울어지는 방향에 따라 다수의 시점 영상 중에서 표시패널의 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상을 정하는 단계;
    상기 표시패널의 서브 픽셀을 통해 상기 정해진 시점 영상을 디스플레이하는 단계; 및
    불투과영역 사이에 형성된 투과영역을 이용하여 상기 디스플레이된 시점 영상을 분리하는 단계를 포함하고,
    상기 테두리는 상기 표시 패널의 수직 축에 대하여 기울어지게 형성되고, 상기 표시패널은 행 방향으로 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀이 서로 교번적으로 배열되며, 열 방향으로 동일한 색의 서브 픽셀이 배열되는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 방법.
  20. 렌즈의 종축이 기울어지는 방향에 따라 다수의 시점 영상 중에서 표시패널의 서브 픽셀이 디스플레이할 시점 영상을 정하는 단계;
    상기 표시패널의 서브 픽셀을 통해 상기 정해진 시점 영상을 디스플레이하는 단계; 및
    상기 렌즈를 이용하여 상기 디스플레이된 시점 영상을 굴절시키는 단계를 포함하고,
    상기 렌즈의 종축은 상기 표시 패널의 수직 축에 대하여 기울어지게 형성되고, 상기 표시패널은 행 방향으로 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀이 서로 교번적으로 배열되며, 열 방향으로 동일한 색의 서브 픽셀이 배열되는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 방법.
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