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KR101908511B1 - 입체 영상 표시 장치 및 이의 구동 방법 - Google Patents

입체 영상 표시 장치 및 이의 구동 방법 Download PDF

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KR101908511B1
KR101908511B1 KR1020120052105A KR20120052105A KR101908511B1 KR 101908511 B1 KR101908511 B1 KR 101908511B1 KR 1020120052105 A KR1020120052105 A KR 1020120052105A KR 20120052105 A KR20120052105 A KR 20120052105A KR 101908511 B1 KR101908511 B1 KR 101908511B1
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박준하
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이경진
이용구
장진혁
강지나
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 최적 시청 거리를 벗어난 위치에 있는 시청자나 움직이는 시청자도 안정적인 입체 영상을 시청할 수 있는 입체 영상 표시 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것으로, 본 발명의 입체 영상 표시 장치는 n(n은 2이상의 자연수) 뷰 영상을 출사하는 표시 패널과, 상기 표시 패널 상에 위치하는 스위처블 패널과, 시청자의 위치 및 움직임을 추적하는 위치 검출부 및 시청자의 위치 및 움직임에 따라 상기 표시 패널에서 출사하는 뷰 영상 인가 순서를 제어하는 제어부를 포함하며, 그 구동 방법에 있어서, 상기 위치 검출부에서, 최적 시청 거리에서 벗어난 시청자의 위치를 검출하는 단계;와, 상기 시청자의 위치를 제어부에 전달하여, 시청자 위치에 따라 상기 표시 패널로 인가하는 뷰 영상 인가 순서를 변경하는 단계를 포함하여 이루어진 것에 특징이 있다.

Description

입체 영상 표시 장치 및 이의 구동 방법 {Stereoscopic Image Display Device and Method for Driving the Same}
본 발명은 입체 영상 표시 장치에 관한 것으로 특히, 최적 시청 거리를 벗어난 위치에 있는 시청자나 움직이는 시청자도 크로스토크를 느끼지 않고 안정적인 입체 영상을 시청할 수 있는 입체 영상 표시 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.
오늘날 초고속 정보 통신망을 근간으로 구축될 정보의 고속화를 위해 실현될 서비스들은 현재의 전화와 같이 단순히「듣고 말하는」서비스로부터 문자, 음성, 영상을 고속 처리하는 디지털 단말을 중심으로 한「보고 듣는」멀티 미디어형 서비스로 발전하고 궁극적으로는「시·공간을 초월하여 실감 있고 입체적으로 보고 느끼고 즐기는」초공간형 실감 3차원 입체 정보통신 서비스로 발전할 것으로 예상된다.
일반적으로 3차원(3-Dimension; 3D)을 표현하는 입체화상은 두 눈을 통한 스테레오 시각의 원리에 의하여 이루어지게 되는데 양안 간격 즉, 두 눈이 약 65mm정도 떨어져서 존재하기 때문에, 두 눈의 위치의 차이로 왼쪽과 오른쪽 눈은 서로 약간 다른 영상을 보게 된다. 이와 같이, 두 눈의 위치 차이에 의한 영상의 차이점을 양안 시차(Binocular Disparity)라고 한다.
3차원 입체 영상 표시 장치는 이러한 양안 시차를 이용하여 왼쪽 눈은 왼쪽 눈에 대한 영상만 보게 하고 오른쪽 눈은 오른쪽 눈 영상만을 볼 수 있게 하여, 시청자가 양안 시차를 느껴 입체감을 느끼게 한다. 즉, 좌/우의 눈이 각각 서로 다른 이차원 영상을 보고, 이 두 이차원 영상이 망막을 통해 뇌로 전달되면 뇌는 이를 정확히 서로 융합하여 본래 삼차원 영상의 깊이감과 실제감을 재생한다. 이러한 능력을 통상 스테레오그라피(Stereography)라 하며, 이를 표시 장치로 응용한 장치를 입체 영상 표시 장치라 한다.
한편, 입체 영상 표시 장치는 입체 영상을 구현하는 방식에서 안경의 유무에 따라 안경식과 무안경식으로 구분할 수 있다. 무안경 방식은 삼차원 영상을 구현하는 구조물의 형상에 따라 렌티큘러 방식(Lenticular Type)과 스위처블 패널 방식(Switchable Panel Type)이 있다.
렌티큘러 방식은 표시 패널 상에 반원통형의 렌티큘러 시트를 부착하여 입체 영상을 구현한다. 또한, 스위처블 패널 방식은 이차원 영상을 출사하는 표시 패널 상에 이차원 영상을 삼차원 영상으로 변환하는 스위처블 패널이 구비되어 입체 영상을 구현하는 것으로, 패럴랙스 배리어(Parallax Barrier) 방식의 스위처블 배리어 방식(Switchable Barrier Type)과 렌즈(Lens) 방식의 스위처블 액정 렌즈 방식(Switchable Liquid Crystal Lens Type)이 있다.
도 1은 일반적인 패럴랙스 배리어 방식의 입체 영상 표시 장치의 원리를 나타낸 도면이다.
도 1 과 같이, 일반적인 패럴래스 배리어 방식의 입체 영상 표시 장치는 시청자의 우안과 좌안에 대응하는 우안 화상 정보(R)와 좌안 화상 정보(L)를 가진 표시 패널(40) 앞에 차광부(21)와 슬릿(22)이 교차로 배치되어 있는 패럴랙스 배리어(20)를 구비하여 이루어진다.
상기 표시 패널(40)로부터 나오는 영상은, 슬릿(22)을 통해 시청자의 우안에는 우안 화상 정보(R)가, 좌안에는 좌안 화상 정보(L)가 입력되어, 시청자는 양안시차를 느껴 입체 영상을 시청할 수 있다.
그런데, 시청자는 필요에 따라 좌우 또는 시청 거리를 가변화할 수 있다. 그러나, 일반적인 패럴랙스 방식의 입체 영상 표시 장치는 시청자가 우안 화상 정보와 좌안 화상 정보가 맺히는 영역으로부터 시청자의 우안 및 좌안 위치가 벗어나게 되면 시청자는 정상적인 입체 영상을 시인할 수 없는 문제가 있다.
상기와 같은 일반적인 패럴랙스 배리어 방식의 입체 영상 표시 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.
일반적인 패럴랙스 배리어 방식의 입체 영상 표시 장치는, 입체 영상 표시 장치로부터 나오는 좌안 및 우안 영상 정보가 나오는 영역이 정해져 있어, 시청자가 정해진 영역으로부터 벗어날 경우나 이동시 정상적인 입체 영상의 시인이 어렵다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 최적 시청 거리를 벗어난 위치에 있는 시청자나 움직이는 시청자도 안정적인 입체 영상을 시청할 수 있는 입체 영상 표시 장치 및 이의 구동 방법을 제공하는 데, 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 입체 영상 표시 장치는 n(n은 2이상의 자연수) 뷰 영상을 출사하는 표시 패널과, 상기 표시 패널 상에 위치하며, 상기 n 뷰 영상을 광 분리하여 출사하는 스위처블 패널과, 시청자의 위치 및 움직임을 추적하는 위치 검출부 및 상기 위치 검출부에서 추적하는 시청자의 위치 및 움직임에 따라, 상기 표시 패널에서 출사하는 뷰 영상 인가 순서를 변경하는 제어부를 포함하여 이루어진 것에 그 특징이 있다.
상기 제어부는 시청자의 좌안 및 우안에 순차 뷰를 시인하도록 뷰 영상 인가 순서를 조절하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제어부는 상기 시청자가 최적 시청 거리로부터 이격된 정도를 검출하고, 이격된 정도에 상당하여 뷰 영상 인가 순서를 변경할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 시청자가 최적 시청 거리로부터 이동할 때, 이동 위치에 상응하여 뷰 영상 인가 순서를 변경할 수도 있다.
한편, 시청자가 최적 시청 거리에 있을 때, 상기 표시 패널은 좌에서 우로 또는 우에서 좌로 제 1 내지 제 n 뷰를 순차적으로 출사하고, 상기 시청자가 최적 시청 거리로부터 좌 또는 우측으로 벗어날 때, 상기 제어부는, 상기 표시 패널에서 일 이상의 서브픽셀만큼 쉬프트하여 제 1 내지 제 n뷰를 출사하도록 뷰 인가 순서를 제어할 수 있다.
또한, 시청자가 최적 시청 거리에 있을 때, 상기 표시 패널은 좌에서 우로 또는 우에서 좌로 제 1 내지 제 n 뷰를 순차적으로 출사하고, 상기 시청자가 최적 시청 거리로부터 가깝거나 멀어질 때, 상기 제어부는, 시청자의 좌안 및 우안에 크로스토크없이 순차 뷰를 시인하도록 상기 표시 패널의 뷰 인가 순서를 제어할 수도 있다. 이 경우, 상기 제어부는 상기 표시 패널에서 동일한 뷰가 2개씩 반복되어 n/2의 뷰 수의 영상을 출사할 수 있다.
경우에 따라, 상기 제어부는 상기 표시 패널로 제 1 내지 제 n 뷰 인가 순서를 일 이상의 서브픽셀만큼 쉬프트하여 인가할 수 있다.
한편, 동일한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 입체 영상 표시 장치의 구동 방법은 n(n은 2이상의 자연수) 뷰 영상을 출사하는 표시 패널과, 상기 표시 패널 상에 위치하는 스위처블 패널과, 시청자의 위치 및 움직임을 추적하는 위치 검출부 및 시청자의 위치 및 움직임에 따라 상기 표시 패널에서 출사하는 뷰 영상 인가 순서를 제어하는 제어부를 포함하는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법에 있어서, 상기 위치 검출부에서, 최적 시청 거리에서 벗어난 시청자의 위치를 검출하는 단계와, 상기 시청자의 위치를 제어부에 전달하여, 시청자 위치에 따라 상기 표시 패널로 인가하는 뷰 영상 인가 순서를 변경하는 단계를 포함하여 이루어지는 것에 또 다른 특징이 있다.
이 경우, 상기 뷰 영상 인가 순서를 변경하는 단계는, 시청자의 좌안 및 우안에 순차 뷰를 시인하도록 뷰 영상 인가 순서를 조절한다.
상기 위치 검출부에서, 최적 시청 거리에서 벗어난 시청자의 위치를 검출하는 단계에서, 시청자가 최적 시청 거리에 있을 때, 상기 표시 패널에서, 좌에서 우로 또는 우에서 좌로 제 1 내지 제 n 뷰를 순차적으로 출사하도록 상기 제어부의 뷰 영상 인가 순서를 조절한다.
또한, 상기 위치 검출부에서, 최적 시청 거리에서 벗어난 시청자의 위치를 검출하는 단계에서, 상기 시청자가 최적 시청 거리로부터 좌 또는 우측으로 벗어날 때는, 상기 뷰 영상 인가 순서를 변경하는 단계에서, 상기 제어부는, 상기 표시 패널에서 일 이상의 서브픽셀만큼 쉬프트하여 제 1 내지 제 n뷰를 출사하도록 제어할 수 있다.
만일 상기 위치 검출부에서, 최적 시청 거리에서 벗어난 시청자의 위치를 검출하는 단계에서, 상기 시청자가 최적 시청 거리로부터 가까워지거나 멀어질 때는, 상기 뷰 영상 인가 순서를 변경하는 단계에서, 상기 제어부는, 시청자의 좌안 및 우안에 순차 뷰를 크로스토크없이 시인하도록 상기 표시 패널의 뷰 인가 순서를 제어한다.
이 경우, 상기 시청자가 최적 시청 거리로부터 가까워지거나 멀어질 때, 상기 제어부는 상기 표시 패널에서 동일한 뷰가 2개씩 반복되어 n/2의 뷰 수의 영상을 출사할 수도 있다.
혹은 경우에 따라, 상기 시청자가 최적 시청 거리로부터 가까워지거나 멀어질 때, 상기 제어부는 상기 표시 패널로 제 1 내지 제 n 뷰 인가 순서를 일 이상의 서브픽셀만큼 쉬프트하여 인가할 수도 있다.
상기와 같은 본 발명의 입체 영상 표시 장치 및 이의 구동 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
시청자가 최적 시청거리에 벗어나 있거나 혹은 이동 중에도 표시 패널에서 뷰 맵을 시청자 위치에 추종하여 출사하도록 하여, 시청자의 각 눈에 뷰가 혼재되어 느끼는 3D 크로스토크를 방지할 수 있다. 따라서, 안정적인 3D 시청이 가능하다. 즉, 시청자가 가로 방향 혹은 표시 패널로부터 거리가 최적 시청거리에서 벗어난 위치에 있더라도, 표시 패널의 전체 영역에서 좌안에는 동일한 제 m (m은 정수)뷰, 우안에는 제 m+1뷰를 순차 뷰를 시인하여 크로스토크 없이 입체 영상을 시인할 수 있다.
도 1은 일반적인 패럴랙스 배리어 방식의 입체 영상 표시 장치의 원리를 나타낸 도면
도 2는 최적 시청 거리에 따라 뷰맵을 설정한 입체 영상 표시 장치에 있어서, 시야 영역에서 나타나는 각각의 뷰 수를 나타낸 도면
도 3은 도 2를 적용한 경우, 최적 시청 거리를 벗어난 부위에서 나타내는 3D 크로스토크를 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 입체 영상 표시 장치를 나타낸 개략도
도 5는 도 4의 스위처블 패널을 나타낸 단면도
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른, 시청자가 최적 시청 거리에서 가로 방향으로 이동시 뷰 맵 및 이에 대응되는 표시 패널의 뷰 설계를 나타낸 도면
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른, 시청자 A 위치에서의 뷰맵 및 이에 대응되는 표시 패널의 뷰 설계를 나타낸 도면
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른, 시청자 B 위치에서의 뷰맵 및 이에 대응되는 표시 패널의 뷰 설계를 나타낸 도면
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른, 시청자 A 위치에서의 뷰맵 및 이에 대응되는 표시 패널의 뷰 설계를 나타낸 도면
도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른, 시청자 B 위치에서의 뷰맵 및 이에 대응되는 표시 패널의 뷰 설계를 나타낸 도면
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 입체 영상 표시 장치 및 이의 구동 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 최적 시청 거리에 따라 뷰맵을 설정한 입체 영상 표시 장치에 있어서, 시야 영역에서 나타나는 각각의 뷰 수를 나타낸 도면이며, 도 3은 도 2를 적용한 경우, 최적 시청 거리를 벗어난 부위에서 나타내는 3D 크로스토크를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 입체 영상 표시 장치는, 4개의 뷰(view)를 순차적으로 출사하는 표시 패널(80)과, 그 상부에 슬릿(미도시)을 구비하여 시청자의 위치별로 다른 각도로 뷰 영상을 전달하는 패럴랙스 배리어(90)를 포함하여 이루어진다.
그리고, 시청자는 상기 패럴랙스 배리어(90)로부터 이격하여 정면을 바라보도록 위치한다. 일반적으로, 최적 시청 거리(OVD: Optimum Viewing Distance)에 4개의 순차 뷰가 나오도록 표시 패널(80)의 뷰맵이 설계되어 있고, 이는 고정적이다. 이 경우, 시청자가 최적 시청 거리에 위치하며, 특히 여러 각도에서 바라볼 때, 동일한 뷰가 겹치는 영역에 양안이 위치하게 되면, 정상적인 입체 영상을 인지할 수 있다. 즉, 중앙이나 좌우 모두 동일한 뷰가 겹치는 영역이 정상 시인 영역에 해당한다.
그런데, 이러한 입체 영상 표시 장치에 대해, 시청자가 최적 시청 거리를 벗어나게 되면 도 3과 같이, 화면의 일부 영역 혹은 전체에서 인접한 뷰 간 혼재를 느끼게 된다.
인접한 뷰가 겹치는 부분에서는 입체 영상 시인이 안정적으로 이루어지지 못하며, 시청자는 눈의 피로를 느끼게 된다. 그리고, 이러한 뷰가 겹치는 현상을 3D 크로스토크(crosstalk) 현상이라고 하며, 도 2에서 보여지듯이, 최적 시청거리에서 가깝거나 멀어질 경우(Z축에서의 이동)에 서로 다른 뷰 영상이 동일한 영역에 맺히는 경우나 혹은 최적 시청 거리의 정상 시인 영역으로부터 가로 이동(X축 이동)이 있어 인접한 뷰 사이의 영역에 시청자의 눈이 위치하는 경우 등에 발생한다.
실질적으로 3안 이상의 멀티 뷰(multi view) 구현시 입체 영상 시청이 가능한 시역은 앞쪽(패럴랙스 배리어)이 짧고 뒤쪽이 긴 형태의 마름모꼴에 유사한 뷰잉 다이아몬드(viewing diamond)를 형성한다. 즉, 최적 시청거리를 기준으로 시청자가 앞쪽의 시역 전방(front end of viewing zone)과 뒤쪽의 시역 후방(Back end of viewing zone)의 사이에 위치시 시청자는 입체 영상을 시인할 수 있다. 그러나, 최적 시청거리를 벗어난 경우에는 뷰잉 다이아몬드 내에 시청자가 위치하여도 시청자의 눈에 대응되는 영상은 서로 다른 뷰가 혼재되어 안정적인 3D 시청이 불가할 수 있다.
한편, 도면에서 설명하지 않은 E은 좌안과 우안 사이의 간격, 즉, 양안 간격으로, 성인의 평균 값은 약 65mm 이다.
본 발명의 입체 영상 표시 장치는, 시청자가 최적 시청거리로부터 벗어난 위치에 있을 때, 혹은 시청자 이동시라도 안정적인 입체 영상 시인이 가능하도록 장치 및 이의 구동 방법을 고려한 것이다.
도 4는 본 발명의 입체 영상 표시 장치를 나타낸 개략도이며, 도 5는 도 4의 스위처블 패널을 나타낸 단면도이다.
도 4와 같이, 본 발명의 입체 영상 표시 장치는 n(n은 2이상의 자연수) 뷰 영상을 출사하는 표시 패널(120)과, 상기 표시 패널(120) 상에 위치하는 기능하는 스위처블 패널(140)과, 시청자의 위치 및 움직임을 추적하는 위치 검출부(150) 및 상기 위치 검출부(150)에서 추적하는 시청자의 위치 및 움직임에 따라, 상기 표시 패널에서 출사하는 뷰 영상 인가 순서를 변경하는 제어부(200)를 포함하여 이루어진다.
상기 표시 패널(120)에서 출사되는 뷰 영상은 제 1 내지 제 n 뷰로, 최적 시청 거리에 시청자가 위치시, 좌에서 우 또는 우에서 좌로 순차적으로 제 1 내지 제 n 뷰 영상이 출사되는 것이다.
여기서, 제어부(200)는 상기 위치 검출부(150)에서 검출한 시청자 위치 및 움직임 정보를 받아 처리하는 시청자 위치 및 움직임 정보 처리부(210)와, 상기 스위처블 패널(140)의 온/오프와, 온시 구동 전압 인가를 제어하는 스위처블 패널 제어부(220), 및 상기 시청자 위치 및 움직임에 따라 표시 패널(120)에 인가하는 뷰 영상의 순서를 제어하는 뷰 맵 제어부(220)을 포함한다.
상기 위치 검출부(150)는 카메라 등의 형태로, 입체 영상 표시 장치의 외관 중 일부에 고정 장착하여 시청자의 움직임을 추적한다. 예를 들어, 추적 방법은 시청자의 동공의 움직임을 쫓는 아이 트랙킹(eye tracking)이나 헤드(Head)의 움직임을 인식하는 헤드 트랙킹을 이용하여 시청자의 최종 위치를 검출한다.
만약, 동공의 움직임을 감지하는 경우, 시청자가 위치를 이동하면, 카메라는 시청자의 좌/우 눈동자의 중심 위치를 검출하고, 중심 위치가 변하는 것을 인지한다. 또한, 얼굴의 움직임을 감지하는 경우, 시청자가 헤드를 돌리거나 움직이면, 움직임을 얼굴과 배경색과의 차이로 카메라가 인지하여 움직이는 시청자의 최종 위치를 검출한다.
상기 스위처블 패널(140)은 표시 패널(120)에서 나오는 n뷰 영상을 광분리하여 출사하여, 이를 바라보는 시청자가 좌안과 우안에 서로 다른 뷰를 시인하도록 한다. 이러한 스위처블 패널(140)의 예로는 전압 인가 여부에 따라 투명 패널 혹은 광 분리 기능을 수행하는 액정 전계 렌즈 또는 스위처블 배리어 방식이 가능하다. 상술한 액정 전계 렌즈나 배리어 방식은 일 예로 든 것이고, 그 밖에 전압인가 여부 2D/3D 전환 기능이 가능한 광학 소자를 이용할 수도 있다. 경우에 따라, 3D(입체 영상)만 구현하는 경우나 혹은 별도의 2D/3D 모드 전환 수단을 구비하는 장치의 경우, 상술한 스위처블 패널을 대체하여, 패시브 방식의 렌티큘러 렌즈나 3D 필터를 이용할 수도 있을 것이다.
상기 스위처블 패널(140)은 오프(off)시는 투명 패널로 기능하여, 표시 패널(120)에서 나오는 이차원 영상이 그대로 통과되어 시청자에게 전달되게 한다.
예를 들어, 상기 스위처블 패널(140)이 배리어 방식일 경우, 스위처블 패널(140)이 온(on)시는, 배리어로 기능하여, 하부에서 나오는 복수개의 뷰 영상이 보는 각도에 따라 달리하여 출사시킨다.
상기 스위처블 패널(140)은 온/오프 구동이 가능하도록, 예를 들어, 도 5와 같이, 서로 대향 배치된 제 1, 제 2 기판(1110, 1120)과, 제 1 기판(1110) 상에 서로 이격된 복수개의 제 1 전극(1111, 1112)과, 제 2 기판(1120) 전면에 형성된 제 2 전극(1121)과, 상기 복수개의 제 1 전극(1111, 1112)에 선택적으로 제 1, 제 2 전압을 인가하는 전압원(미도시) 및 제 1 기판 및 제 2 기판 사이에 채워진 액정층(1130)을 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 스위처블 패널(140)은 초기 액정 배향 제어를 위해, 상기 제 1, 제 2 기판(1110, 1120)의 최상층에는 각각 제 1, 제 2 배향막(1115, 1122)이 더 형성될 수도 있다.
설명하지 않은 부호 1113은 서로 다른 층에 형성된 제 1 전극들(1111, 1112) 사이에 개재되는 층간 절연막이다. 경우에 따라, 상기 제 1 전극들을 동일층에 형성하여 상기 층간 절연막(1113)을 생략할 수도 있다.
여기서, 상기 스위처블 패널(140)의 구동을 제어하는 제어부(200) 내 스위처블 패널 제어부(220)는 상기 전압원과 연결되어, 스위처블 패널(140) 구동 여부를 제어한다. 그리고, 상기 제 2 전극은 항시 접지 상태를 유지할 수도 있고, 혹은 전압원으로부터 상기 제 1 전압 또는 제 2 전압과 동일한 전압을 인가받을 수도 있다.
그리고, 상기 스위처블 패널(140)은 각 제 1 전극(1111, 1112)에 인가되는 전압으로 투과 영역, 차광 영역을 구분할 수 있다. 이 경우, 상기 제 1 전극(1111, 1112)과 제 2 전극(1122)간 수직 전계가 형성되는 부분과 그렇지 않은 부분을 나누어 투과 영역과 차광 영역을 구분할 수 있다. 그리고, 입체 영상 표시시 투과 영역과 차광 영역은 상기 스위처블 패널(140)에서 교번 배치되며, 인접하게 위치한 하나의 투과 영역과 하나의 차광 영역을 그룹으로 하여 스위처블 영역이라 한다. 여기서, 투과 영역의 패럴랙스 배리어의 슬릿으로, 차광 영역으로 배리어로 기능하는 것이다. 이 경우, 하나의 스위처블 영역은 표시 패널(120)의 한 세트의 제 1 내지 제 n 뷰와 대응될 수 있다.
한편, 상기 제어부(200)는 상기 뷰 맵 제어부(220)를 통해, 시청자가 최적 시청 거리에 있던 시청자가 최적 시청 거리로부터 변동하던 시청자의 좌안 및 우안에 순차 뷰를 시인하도록 뷰 영상 인가 순서를 조절한다. 이 경우, 시청자의 위치 혹은 움직임은 상기 위치 검출부(150)를 통해 그 정보를 받아 그에 대응되도록 상기 뷰 맵 제어부(220)에서 뷰 전환을 하여 표시 패널(120)에서 출사되는 뷰의 인가 순서 및/또는 뷰 인가 위치를 조절하는 것이다.
예를 들어, 시청자가 고정하여 있는 경우, 상기 제어부(200)는 상기 위치 검출부(150)를 통해 시청자가 최적 시청 거리로부터 이격된 정도를 검출하고, 이격된 정도에 상당하여 뷰 영상 인가 순서 및/또는 인가 위치를 변경할 수 있다.
혹은 시청자가 움직일 경우, 상기 제어부(200)는 상기 시청자가 최적 시청 거리로부터 이동할 때, 이동 위치에 상응하여 뷰 영상 인가 순서 및 또는 인가 위치를 변경할 수도 있다.
이하, 구체적으로 시청자 위치에 따라 뷰 맵을 재설정하는 방법에 대해 설명한다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른, 시청자가 최적 시청 거리에서 가로 방향으로 이동시 뷰 맵 및 이에 대응되는 표시 패널의 뷰 설계를 나타낸 도면이다.
도 6a 및 도 6b와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 뷰 맵 설정은, 시청자 움직임에 추종하여 표시 패널에서 인가하는 뷰의 쉬프트로 이루어지는 것이다.
즉, 도 6a와 같이, 시청자가 최적 시청 거리(OVD)에 있을 때, 상기 표시 패널은 좌에서 우로 또는 우에서 좌로 제 1 내지 제 n 뷰(도면에서는 4 뷰)를 순차적으로 출사한다.
이러한 뷰 맵을 갖는 표시 패널을 갖는 입체 영상 표시 장치에 대해, 도 6b와 같이, 상기 시청자가 최적 시청 거리로부터 좌 또는 우측으로 벗어날 때, 상기 제어부는, 상기 표시 패널로 일 이상의 서브픽셀만큼 쉬프트시켜 제 1 내지 제 n뷰를 인가하여, 양안 각각 크로스토크없이 순차 뷰를 시청하도록 한다. 여기서, 쉬프트 정도는 표시패널에서 제 1 내지 제 n뷰의 출사가 시청자가 최적 시청 거리로부터 벗어난 정도에 상당하다. 즉, 여기서 최종적으로 순차 뷰 시청이 가능하도록 한 이유는 예를 들어, 제 4 뷰 및 제 1 뷰가, 좌안 및 우안에 대응될 경우, 시청자는 역시를 느껴 정상적인 입체 영상 시인이 어렵기 때문으로, 이를 방지하기 위함이다.
도면 상에는 시청자가 X축 방향(가로 방향)으로 OVD로부터 2뷰에 상당하여 이동한 것을 나타낸 것으로, 이동한 시청자 위치에 맞추어 다시 뷰 맵 설정이 이루어진 점이 나타나 있다. 그러나, 도면 상의 이동한 예는 일예에 한한 것이고, 시청자는 좌우 어느 쪽으로도 이동 가능하며, 그에 맞추어 뷰맵 시청이 가능한 것이다.
이러한 뷰의 쉬프트는 표시 패널에서 이루어지는 것으로, 스위처블 패널의 구동에 변화를 주지 않아도 뷰 인가 순서 변경만으로 이루어질 수 있는 것이며, 제어부에서 표시 패널에서 공급되는 뷰 수가 뷰 영상 자체의 변경 없이 이루어질 수 있어 장치 구성을 변경하지 않고, 구동 방법의 간단한 변경으로 최적 시청 거리로부터 벗어난 시청자 위치 및 움직임에 상응하여 3D 입체 영상을 시인할 수 있는 것이다.
한편, 상기 표시 패널에 인가되는 뷰 인가 순서는 시청 거리에서의 뷰 순서와 비교하여 역순일 수 있다. 이는 표시 패널(120)과 시청자 사이에 배리어 역할을 하여 다각도로 영상을 출사하는 스위처블 패널(140)이 구비되기 때문이다.
도시된 예는 4 뷰일 때를 예로 든 것이고, 이에 한하지 않고, 2뷰 이상일 때 어느 경우나 적용 가능하다 할 것이다.
이하, 시청자 최적 시청 거리로부터 Z축 이동(스위처블 패널로부터 이격 거리 이동)이 있을 때의 뷰 맵 변경에 대해 살펴본다.
도 7a 내지 도 8b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른, 시청자 A 위치와 B 위치에서의 뷰맵 및 이에 대응되는 표시 패널의 뷰 설계를 나타낸 도면이다.
도 7a 및 도 8a과 같이, 시청자가 최적 시청 거리에 있을 때, 상기 표시 패널은 좌에서 우로 또는 우에서 좌로 제 1 내지 제 n 뷰를 순차적으로 출사한다.
또한, 도 7a 및 도 7b와 같이, 상기 시청자가 최적 시청 거리(OVD)로부터 멀어져 A 위치에 있을 경우, 최적 시청 거리에 대응되는 뷰 맵으로는 시청자의 각 눈에 서로 다른 뷰의 혼재가 있을 수 있으므로, 상기 제어부에서, 시청자의 좌안 및 우안에 크로스토크없이 순차 뷰를 시인하도록 상기 표시 패널의 뷰 인가 순서를 제어한다. 즉, 시청자와 좌안 및 우안에 각각 제 m(n보다 작은 자연수) 뷰와, 제 m+1뷰가 시인되도록 한다. 이 경우 시청자가 정면 혹은 좌우측 어디를 바라보더라도 좌안에는 동일한 제 m부가, 우안에서 제 m+1뷰가 시인되도록 상기 표시패널(120)에 출사하는 뷰 영상의 순서를 변경한다.
도 7b에서는, 상기 표시 패널(120)의 3개의 서브 픽셀이 하나의 뷰를 나타낸다고 할 때, 한개 또는 두개의 서브 픽셀만큼 좌측 혹은 우측으로 쉬프트시켜 뷰 맵을 설정하는 바가 개시되어 있다. 경우에 따라 쉬프트 방향은 좌 또는 우측으로 달라질 수 있다. 또한, 쉬프트한 픽셀의 수도 시청자 위치 정도에 따라 달라질 수 있다. 그리고, 뷰 변경은 서브 픽셀들에 순차 인가가 되도록 할 수도 있고, 경우에 따라, 도시된 바와 같이, 랜덤하게 인가될 수도 있다. 도 7b에서는 각각 좌측과 정면, 우측에 위치한 서브 픽셀들에 쉬프트 정도를 달리하거나 혹은 뷰 인가 순서를 달리하여 이루어진 점을 나타내고 있다.
어느 경우나 시청자의 양안이 각각 뷰의 혼재를 느끼지 않도록 뷰 맵을 설정할 수 있다.
이 경우, 양안에 대응되지 않은 영역에서는 서로 다른 뷰의 혼재가 있을 수 있지만 실질적으로 양안으로 들어오는 영상이 아니기 때문에, 시청자의 입체 영상 시인에 문제는 없다. 도 7a에서는 좌안 및 우안에 각각 제 2 뷰 및 제 3 뷰가 들어옴을 알 수 있고, 이는 스위처블 패널(140)/표시 패널(120)을 정면으로 바라보는 경우나 좌우측으로 틀어바라보는 경우에도 모두 다른 뷰가 섞이지 않고 좌안 및 우안에 제 2 뷰, 제 3 뷰가 대응되어 들어옴을 알 수 있다.
도시된 뷰 넘버를 나타낸 도면은 스위처블 패널을 통과한 직후에 나타나는 뷰로, 실제 표시패널에 인가되는 뷰 넘버는 역순일 수 있다.
또한, 시청자가 도 8a 및 도 8b와 같이, 최적 시청 거리로부터 가까워질 경우는, 표시 패널의 영역별로 쉬프트 방향을 달리하여, 제 1 내지 제 n 뷰를 인가한다. 또한, 쉬프트한 픽셀의 수는 상기 최적 시청 거리로부터 가까워진 시청자 거리에 따라 달라질 수 있다. 그리고, 뷰 변경은 서브 픽셀들에 순차 인가가 되도록 할 수도 있고, 경우에 따라, 도시된 바와 같이, 랜덤하게 인가될 수도 있다. 즉, 제 1 뷰부터 제 n뷰까지 순차 인가가 이루어질 수도 있고, 혹은 인접하여 동일한 뷰를 배치시킬 수 있다. 도 8에서는 각각 좌측과 정면, 우측에 위치한 서브 픽셀들에 쉬프트 정도를 달리하거나 혹은 뷰 인가 순서를 달리하여 이루어진 점을 나타내고 있다.
어느 경우나 시청자의 양안이 각각 뷰의 혼재를 느끼지 않도록 뷰 맵을 설정할 수 있다.
이하에서는 시청자가 Z축 이동시 다른 방법으로 뷰 맵을 설정하여 3D 크로스토크를 방지한 예를 살펴본다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른, 시청자 A 위치에서의 뷰맵 및 이에 대응되는 표시 패널의 뷰 설계를 나타낸 도면이며, 도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른, 시청자 B 위치에서의 뷰맵 및 이에 대응되는 표시 패널의 뷰 설계를 나타낸 도면이다.
도 9a 내지 도 10b에 따른 제 3 실시예는, 시청자가 최적 시청 거리에서 벗어나 A 위치 또는 B 위치에 있을 때에는, 상기 제어부는 상기 표시 패널에서 동일한 뷰가 2개씩 반복되어 n/2의 뷰 수의 영상을 출사하여, 실질적으로 각 눈에 대응되는 시역에 동일 뷰가 대응되어 서로 다른 뷰의 혼재로 인한 크로스토크를 방지하는 것이다. 즉, 도시된 예는 좌안에 제 2 뷰가, 우안에 제 3 뷰가 대응되는 것으로, 이에 대응되도록 표시 패널에서 제 2 뷰 및 제 3 뷰를 출사한다. 영상이 표시 패널(120)에서 스위처블 패널 (140)을 통과시 반전될 수 있으므로, 표시 패널에 인가되는 뷰들은 상기 스위처블 패널(140) 통과 후의 뷰와는 역순으로 설정한다.
한편, 상술한 실시예들은 도시된 예는 4뷰인 경우를 도시한 것으로, 뷰 수가 달라지더라도 시청자가 최적 시청거리로부터 멀어지거나 가까워진 경우 시청자 위치에 추종하여 각 눈에 크로스토크를 느끼지 않고 뷰 맵 설정을 다시 하는 방법을 적용할 수 있을 것이다.
이하, 도 4를 이용한 본 발명의 구체적인 입체 영상 표시 장치의 구동 방법에 대해 살펴본다.
본 발명의 입체 영상 표시 장치의 구동 방법은 도 4에 도시된 입체 영상 표시 장치를 이용한 것으로, 상기 위치 검출부(150)에서, 최적 시청 거리에서 벗어난 시청자의 위치를 검출하는 단계와, 상기 시청자의 위치를 제어부에 전달하여, 시청자 위치에 따라 상기 표시 패널로 인가하는 뷰 영상 인가 순서를 변경하는 단계를 포함하여 이루어진다.
이 경우, 상기 뷰 영상 인가 순서를 변경하는 단계는, 시청자의 좌안 및 우안에 순차 뷰를 시인하도록 뷰 영상 인가 순서를 조절한다.
상기 위치 검출부(150)에서, 최적 시청 거리에서 벗어난 시청자의 위치를 검출하는 단계에서, 시청자가 최적 시청 거리에 있을 때, 상기 표시 패널에서, 좌에서 우로 또는 우에서 좌로 제 1 내지 제 n 뷰를 순차적으로 출사하도록 상기 제어부의 뷰 영상 인가 순서를 조절한다.
또한, 상기 위치 검출부에서, 최적 시청 거리에서 벗어난 시청자의 위치를 검출하는 단계에서, 상기 시청자가 최적 시청 거리로부터 좌 또는 우측으로 벗어날 때는, 상기 뷰 영상 인가 순서를 변경하는 단계에서, 상기 제어부는, 상기 표시 패널에서 일 이상의 서브픽셀만큼 쉬프트하여 제 1 내지 제 n뷰를 출사하도록 제어할 수 있다.
만일 상기 위치 검출부에서, 최적 시청 거리에서 벗어난 시청자의 위치를 검출하는 단계에서, 상기 시청자가 최적 시청 거리로부터 가까워지거나 멀어질 때는, 상기 뷰 영상 인가 순서를 변경하는 단계에서, 상기 제어부는, 시청자의 좌안 및 우안에 순차 뷰를 크로스토크없이 시인하도록 상기 표시 패널의 뷰 인가 순서를 제어한다.
경우에 따라, 제 3 실시예와 같이, 상기 시청자가 최적 시청 거리로부터 가까워지거나 멀어질 때, 상기 제어부는 상기 표시 패널에서 동일한 뷰가 2개씩 반복되어 n/2의 뷰 수의 영상을 출사할 수도 있다.
그 밖에, 상기 시청자가 최적 시청 거리로부터 가까워지거나 멀어질 때, 상기 제어부는 상기 표시 패널로 제 1 내지 제 n 뷰 인가 순서를 일 이상의 서브픽셀만큼 쉬프트하여 인가할 수도 있다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
120: 표시 패널 140: 스위처블 패널
150: 위치 검출부 200: 제어부
210: 시청자 위치 및 움직임 정보 처리부
220: 스위처블 패널 제어부
230: 뷰 맵 제어부

Claims (15)

  1. n(n은 2이상의 자연수) 뷰 영상을 출사하는 표시 패널;
    상기 표시 패널 상에 위치하며, 상기 표시 패널로부터 나오는 n뷰 영상을 광분리하여 출사하는 스위처블 패널;
    시청자의 위치 및 움직임을 추적하는 위치 검출부; 및
    상기 위치 검출부에서 추적하는 시청자의 위치 및 움직임에 따라, 상기 시청자가 최적 시청 거리로부터 이격된 정도를 검출하고, 이격된 정도에 상당하여 상기 표시 패널에서 출사하는 뷰 영상 인가 순서를 재배열하여, 상기 시청자의 좌안 및 우안에 순차 뷰를 시인하도록 하는 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 시청자가 최적 시청 거리로부터 벗어나 이동 중에, 각 이동 위치에 상응하여 상기 시청자의 좌안 및 우안에 순차 뷰를 시인하도록 뷰 영상 인가 순서를 변경하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    시청자가 최적 시청 거리에 있을 때, 상기 표시 패널은 좌에서 우로 또는 우에서 좌로 제 1 내지 제 n 뷰를 순차적으로 출사하고,
    상기 시청자가 최적 시청 거리로부터 가깝거나 멀어질 때,
    상기 제어부는, 상기 표시 패널로 제 1 내지 제 n 뷰 인가 순서를 일 이상의 서브픽셀만큼 쉬프트하여 인가하여 상기 시청자의 좌안 및 우안에 크로스토크없이 순차 뷰를 시인하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    시청자가 최적 시청 거리에 있을 때, 상기 표시 패널은 좌에서 우로 또는 우에서 좌로 제 1 내지 제 n 뷰를 순차적으로 출사하고,
    상기 시청자가 최적 시청 거리로부터 가깝거나 멀어질 때,
    상기 제어부는, 상기 표시 패널에서 동일한 뷰가 2개씩 반복되어 n/2의 뷰 수의 영상을 출사하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  8. 삭제
  9. n(n은 2이상의 자연수) 뷰 영상을 출사하는 표시 패널과, 상기 표시 패널 상에 위치하는 스위처블 패널과, 시청자의 위치 및 움직임을 추적하는 위치 검출부 및 시청자의 위치 및 움직임에 따라 상기 표시 패널에서 출사하는 뷰 영상 인가 순서를 제어하는 제어부를 포함하는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법에 있어서,
    상기 위치 검출부에서, 최적 시청 거리에서 벗어난 시청자의 위치를 검출하는 단계;
    상기 시청자의 위치를 제어부에 전달하여, 시청자 위치에 따라 상기 최적 시청 거리에서 이격된 정도에 상당하도록 상기 표시 패널로 인가하는 뷰 영상 인가 순서를 재배열하여, 상기 시청자의 좌안 및 우안에 순차 뷰를 시인하도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
  10. 삭제
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 위치 검출부에서, 최적 시청 거리에서 벗어난 시청자의 위치를 검출하는 단계에서, 시청자가 최적 시청 거리에 있을 때,
    상기 표시 패널에서, 좌에서 우로 또는 우에서 좌로 제 1 내지 제 n 뷰를 순차적으로 출사하도록 상기 제어부의 뷰 영상 인가 순서를 조절하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
  12. 삭제
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 위치 검출부에서, 최적 시청 거리에서 벗어난 시청자의 위치를 검출하는 단계에서, 상기 시청자가 최적 시청 거리로부터 가까워지거나 멀어지는 움직임 중,
    상기 뷰 영상 인가 순서를 변경하는 단계에서, 상기 제어부는, 상기 시청자의 각 움직임에 추종하여, 좌안 및 우안에 순차 뷰를 크로스토크없이 시인하도록 상기 표시 패널의 뷰 인가 순서를 제어하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
  14. 제 9항에 있어서,
    상기 시청자가 최적 시청 거리로부터 가까워지거나 멀어질 때, 상기 제어부는 상기 표시 패널에서 동일한 뷰가 2개씩 반복되어 n/2의 뷰 수의 영상을 출사하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 시청자가 최적 시청 거리로부터 가까워지거나 멀어질 때, 상기 제어부는 상기 표시 패널로 제 1 내지 제 n 뷰 인가 순서를 일 이상의 서브픽셀만큼 쉬프트하여 인가하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
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