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WO2012030090A2 - 사선 방향 패럴랙스 베리어 방식 입체영상 표시 장치 - Google Patents

사선 방향 패럴랙스 베리어 방식 입체영상 표시 장치 Download PDF

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WO2012030090A2
WO2012030090A2 PCT/KR2011/006140 KR2011006140W WO2012030090A2 WO 2012030090 A2 WO2012030090 A2 WO 2012030090A2 KR 2011006140 W KR2011006140 W KR 2011006140W WO 2012030090 A2 WO2012030090 A2 WO 2012030090A2
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
barrier
type
image
subpixel
images
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2011/006140
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2012030090A3 (ko
Inventor
정용비
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Masterimage 3D Asia LLC
Original Assignee
Masterimage 3D Asia LLC
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
Application filed by Masterimage 3D Asia LLC filed Critical Masterimage 3D Asia LLC
Priority to CN2011800394879A priority Critical patent/CN103155569A/zh
Publication of WO2012030090A2 publication Critical patent/WO2012030090A2/ko
Publication of WO2012030090A3 publication Critical patent/WO2012030090A3/ko
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Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/302—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
    • H04N13/317—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using slanted parallax optics
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/302—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
    • H04N13/31—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using parallax barriers

Definitions

  • the following description relates to a parallax barrier type stereoscopic image display device, and more particularly, to a diagonal parallax barrier type stereoscopic image display device for preventing moire interference.
  • a method of implementing a stereoscopic image is implemented by illuminating different images on two eyes of a human, and a stereoscopic image display device uses separate glasses for illuminating different images on two eyes. Depending on whether or not it is necessary, it is divided into a three-dimensional stereoscopic image display device and a non-stereoscopic 3D image display device.
  • Spectacular stereoscopic image display apparatus must bear the inconvenience of observer wearing special glasses, but non-stereoscopic stereoscopic image display apparatus can feel stereoscopic image simply by staring at the screen without wearing the above glasses. Since the shortcomings of the stereoscopic image display device can be solved, many researches on this have been conducted.
  • the non-stereoscopic 3D display device is largely classified into a lenticular device and a parallax-barrier device.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view of a stereoscopic image display device using a parallax barrier
  • FIG. 1B is a perspective view of a stereoscopic image display device using a parallax barrier.
  • the stereoscopic image display device using the parallax-barrier method has a left image L and a right side facing a vertical direction (YY ′ direction in FIG. 1B) corresponding to left and right eyes, respectively.
  • the 3D image display device displays the light corresponding to the left image L only to the left eye, and the light corresponding to the right image R only to the right eye.
  • the barrier 20, and the left and right images L and R divided through the barriers 20 are separated and observed to feel a three-dimensional effect.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a left image and a right image respectively captured by two cameras.
  • the two cameras or camera modules may capture a left image L as shown in FIG. 2 (1) and a right image R as shown in FIG. 2 (2).
  • the left image L and the right image R may be a still image, a moving image, or may correspond to general image contents through respective cameras.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an image obtained by synthesizing a left image and a right image photographed using two cameras.
  • the left image and the right image photographed by the two cameras as shown in (1) and (2) of FIG. 2 are input to the stereoscopic image generating means and are respectively divided into vertical columns in the horizontal direction. Alternately placed and synthesized. In this way, the left and right images alternately arranged spatially are viewed as a stereoscopic image by showing only the left image in the left eye and the right image in the right eye through the display module using the parallax barrier as shown in FIGS. 1A and 1B. .
  • the direction of the synthesis need not be limited to any one direction, and the synthesizing the stereoscopic image and displaying the same.
  • the stereoscopic image can be displayed by adjusting the barrier direction of the parallax barrier type display module.
  • moire interference may be a problem.
  • Moire interference is an interference shape that appears by overlapping periodic patterns.
  • the moire interference is a phenomenon that is much larger than the lattice spacing of the fine fabrics that form the mesh, and the variation varies.
  • moire interference The phenomenon in which periodic patterns overlap to form a larger pattern than the original period is called moire interference, and the pattern generated at this time is called moire fringe.
  • the present invention described below proposes a diagonal parallax barrier pattern capable of preventing the above-mentioned moire interference, and proposes a stereoscopic image display apparatus using the same.
  • the display module may be generally configured in units of pixels, and each pixel may be configured of subpixels that respectively display red (R), green (G), and blue (B) light of the pixel image.
  • R red
  • G green
  • B blue
  • the present invention proposes a stereoscopic image display apparatus using a barrier set so that the left image and the right image are divided and displayed in pixel units of the display module in order to prevent the rainbow phenomenon. .
  • N N> 2 images are simultaneously displayed and two different images of the N images are distinguished from each other in the left and right eyes of the viewer.
  • an object of the present invention is to provide a method of efficiently solving a reduction in luminance that may be a problem in the parallax barrier method.
  • a display in which a first type pixel and a second type pixel capable of displaying a first direction image and a second direction image, respectively, are alternately arranged in a horizontal direction. module; And a barrier of a diagonal pattern positioned to be spaced apart from the display module by a predetermined distance and arranged such that the first type pixel and the second type pixel are selectively visible in units of pixels in the horizontal direction in the left and right eyes of the viewer.
  • a barrier module for controlling the first and second type pixels, wherein the first type pixel and the second type pixel include subpixels displaying red, green, and blue light, respectively, and the diagonal pattern
  • the barriers are continuously positioned at either the left or the right direction in the subpixel unit every predetermined number of rows in the vertical direction.
  • the barrier may be formed in a straight form formed in an oblique direction on the barrier module.
  • the diagonal pattern may be disposed at a position continuously moved in one of the left and right directions in subpixel units for each (2, 1) row in the vertical direction, where (x, y) is the first x After the row, a pattern in which the movement in one of the directions after the subsequent y row is repeated is shown.
  • the barrier may include a transmission portion at the top or bottom of each row.
  • the first direction image may represent a left image
  • the second direction image may represent a right image
  • the barrier module may turn on the barrier in the 3D display mode and turn off the barrier in the 2D display mode.
  • the stereoscopic image display device may be any one of a monitor and a TV.
  • the first color light of the red (R), green (G), and blue (B) light of the first to Nth direction images is displayed.
  • a diagonal pattern disposed to be spaced apart from the display module by a predetermined distance, and arranged such that different two-direction images among the first direction image and the Nth direction image are selectively visible in subpixel units.
  • a barrier module for controlling the driving of the barrier, wherein the diagonal pattern is disposed at a position continuously moved in either the left or right direction in units of subpixels every (2, 1, 2) rows, and ( 2, 1, 2) pattern is one subpixel in one of the directions after the first two rows, one subpixel in one of the directions after the next one, and one of the following two rows after the second.
  • the stereoscopic image display device may provide up to N-1 stereoscopic image viewing points.
  • the barrier module may turn on the barrier in the 3D display mode and turn off the barrier in the 2D display mode
  • the stereoscopic image display may be any one of a monitor and a TV.
  • the barrier is set to collect different pixels of the display module in pixel units of the viewer's left and right eyes while efficiently suppressing moire interference. Rainbow phenomenon can be prevented efficiently.
  • the pixel-based display method as described above up to three times the viewing angle can be secured compared to the sub-pixel display method, and a certain level of luminance can be achieved.
  • the multi-view method by arranging the R, G, and B light of one pixel in the vertical direction, it is possible to solve the luminance problem that may occur when a plurality of images are overlapped, and as the most optimal pattern in the multi-view method (2, 1, 2) can be used to most effectively reduce the moire interference.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view of a stereoscopic image display device using a parallax barrier
  • FIG. 1B is a perspective view of a stereoscopic image display device using a parallax barrier.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a left image and a right image respectively captured by two cameras.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an image obtained by synthesizing a left image and a right image photographed using two cameras.
  • FIG. 4 is a view for explaining the concept of an image displayed by the display module and the barrier module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view for explaining the concept of an image displayed by the display module and the barrier module according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a barrier pattern according to yet another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view for explaining the principle of a multi-view stereoscopic image display apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view for explaining the principle of a multi-view stereoscopic image display apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a view for explaining a method of increasing the three-dimensional image brightness according to another aspect of the present invention.
  • FIG. 10 is a view for explaining a method of increasing the three-dimensional image brightness according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram for describing a method of increasing stereoscopic image brightness according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view for explaining the concept of an image displayed by the display module and the barrier module according to an embodiment of the present invention.
  • the display module may correspond to reference numeral 10 of FIG. 1B
  • the barrier module may correspond to reference numeral 20 of FIG. 1B
  • the image displayed by the display module and the barrier module according to the present embodiment has the following features.
  • the display module according to the present exemplary embodiment may have a form in which first type pixels and second type pixels capable of displaying the first direction image and the second direction image are alternately arranged in the horizontal direction.
  • the first type pixel may represent a left image display pixel and the second type pixel may represent a right image display pixel.
  • the first type pixel and the second type pixel include three subpixels that respectively display red (R), green (G), and blue (B) light.
  • the barrier module according to the present exemplary embodiment is disposed to be spaced apart from the display module by a predetermined distance such that the first type pixel and the second type pixel are selectively visible in units of pixels in the horizontal direction in the left and right eyes of the viewer. It is characterized by controlling the driving of the barrier of the diagonal pattern arranged.
  • the 'diagonal pattern' is a subpixel unit for each predetermined number of rows in the vertical direction. This refers to a pattern disposed at a position continuously moved in either the left or right direction.
  • FIG. 4 illustrates a case in which only a first type pixel among the first type pixels R, G, and B and the second type pixels R, G, and B is set to be viewed by a viewer. That is, it can be seen that the R, G, and B images corresponding to the second type pixel are displayed on the portion marked black in FIG. 4.
  • the barrier according to the present embodiment has a diagonal pattern shifted in a subpixel unit in either the left or the right direction for each predetermined number of rows, and in FIG. 4, one sub every predetermined row. The pattern continuously shifted leftward by pixels is shown.
  • the linear pattern of the display module and the barrier arrangement pattern may be prevented from forming a repeated pattern in which moire interference is a problem.
  • the barriers are set so that the viewers are divided into pixel units rather than subpixel units in a specific row in the left and right eyes of the viewer. This is because if the barrier is set to be divided into subpixel units displaying any one of R, G, and B light of each of the first type pixel and the second type pixel in the left eye and the right eye of the viewer in a specific row, This is because the rainbow phenomenon may occur as is moved.
  • the rainbow phenomenon is briefly described as follows.
  • the R, G, and B subpixels of the first type pixel and the R, G, and B subpixels of the second type pixel are sequentially arranged in a specific row. If the barrier shows the R of the first type pixel and the R of the second type pixel in the left / right of the viewer in a specific row, the neighboring colored light may be in the left / right of the viewer even if the viewer moves a little. For example, when the viewer moves to the right, B may be introduced. In this way, when the viewer moves, unwanted color light is introduced, such that the image such as a heavy weight can be referred to as the above-described rainbow phenomenon.
  • the barrier is set to be shown in pixels in the left and right of the viewer in a specific row, and when the barrier has a diagonal pattern, only a specific color light is introduced even when the viewer moves, causing a rainbow phenomenon. Can be prevented.
  • R in a specific row, G in another specific row, and B in another specific row may be introduced. Since a certain amount of R, G, and B of the first type pixel or the second type pixel can be viewed, the above-described rainbow phenomenon can be effectively prevented.
  • the pixel-based display method as described above up to three times the viewing angle can be secured compared to the sub-pixel display method, and a certain level of luminance can be achieved.
  • the diagonal pattern of the barrier has a pattern that continuously moves in the left direction or the right direction by one subpixel for each (2, 1) row.
  • (2, 1) represents a pattern in which the method of moving by one subpixel in the left / right direction after the first two rows and by one subpixel in the left / right direction again after the subsequent one row continues. .
  • FIG. 5 is a view for explaining the concept of an image displayed by the display module and the barrier module according to another embodiment of the present invention.
  • the barrier is formed in a straight line shape formed in an oblique direction on the barrier module. While the barrier fabrication can be simplified by forming the barrier in a diagonal straight line, a stereoscopic image display can be realized without a large performance difference from the embodiment shown in FIG. 4. Even in the embodiment shown in FIG. 5, the barrier suggests that the first type pixel or the second type pixel is set to be displayed in pixels in the left eye and the right eye of the viewer in a specific row.
  • the diagonal straight line pattern shown in FIG. 5 may also be regarded as having a movement pattern substantially the same as the pattern (2, 1) of FIG. 4. That is, the pattern of the barrier illustrated in FIG. 5 may be formed as a straight line pattern having a slope corresponding to the barrier pattern illustrated in FIG. 4.
  • the inventor of the present invention when implementing the parallax barrier type stereoscopic image display apparatus having an oblique direction pattern as described above, finds the phenomenon that unwanted horizontal stripes are observed at the pixel boundary between each row, and the following embodiments are described. Suggest.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a barrier pattern according to yet another embodiment of the present invention.
  • Undesired horizontal stripes as described above may occur due to problems such as reduced luminance at pixel boundaries between rows. Accordingly, as shown in FIG. 6, the horizontal stripe may be efficiently reduced by including the transmission part at the top or the bottom of each row of the barrier.
  • the transmissive portion described in this embodiment may be formed in every row as shown in FIG. 5, or may be formed in a predetermined period or pattern, which may vary depending on the barrier pattern.
  • FIG. 7 is a view for explaining the principle of a multi-view stereoscopic image display apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the display module according to the multi-view stereoscopic image display apparatus may be configured to display the red (R), green (G), and blue (B) images of the first to Nth direction images.
  • the first type subpixel to the Nth type subpixel and the first type subpixel to the Nth type subpixel displaying the third color light among the R, G, and B light of the first direction image to the Nth direction image. It is suggested to be placed repeatedly in every row. That is, R is repeated N times in the first to Nth direction images, and then N G and N B are repeated.
  • the barrier module according to the present exemplary embodiment may be spaced apart from the display module by a predetermined distance, and different two-way images among the first to N-th images of the left and right eyes of the viewer may be arranged in subpixel units. It is proposed to control the driving of the barrier of the diagonal pattern arranged to appear selectively. Specifically, as shown in FIG. 7, in a specific row, a subpixel unit display in which R, G, and B of the first direction image is displayed through a separate opening is proposed.
  • the reason for performing the 'sub pixel unit' display is as follows.
  • the display module is arranged in units of pixels such as R, G, B of the first direction image and R, G, B, ... of the second direction image in the same manner as the two-way image method.
  • the barrier displays R, G, and B of the specific direction image in pixel units, the barrier should cover the entire R, G, and B of the remaining second to Nth direction images, which is too large. It can be wide, causing problems with reduced brightness and the problem of viewing barriers to the viewer. Therefore, in the multi-view stereoscopic image display apparatus according to the present embodiment, the barrier is configured to be displayed to the viewer by dividing the barrier into subpixel units corresponding to any one of R, G, and B colored light of the specific direction image among the N direction images. The above-described problem of luminance reduction, barrier visible, etc. can be solved.
  • the rainbow is different from the above-described two-way image method.
  • the phenomenon may not be a problem.
  • the barrier according to the embodiment shown in FIG. 7 also has a diagonal pattern to prevent moire interference.
  • the inventor of the present invention configures the (2, 1) pattern, the (2, 1, 2) pattern, the (1, 1, 1) pattern, etc. in order to obtain an optimal barrier pattern in the multi-view method, and the degree of moire interference described above.
  • (2, 1, 2) pattern is suggested as an optimal pattern. That is, the diagonal pattern of the barrier according to the present embodiment is followed by one subpixel in one of the left or right directions after the first two rows, and one subpixel in one of the directions again after one subsequent row. It is proposed to have a pattern in which a method of moving by one subpixel in any one direction after two rows is repeated.
  • FIG. 8 is a view for explaining the principle of a multi-view stereoscopic image display apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the barrier may be formed in an oblique straight line form in the multi-view method similarly to the two-way image method. This simplifies barrier fabrication and achieves similar performance.
  • FIG. 8 shows that the barrier according to the present embodiment also has a (2, 1, 2) diagonal pattern shown in FIG. 7.
  • the barrier of the multi-view stereoscopic image display apparatus may also set the transmission unit as described above with reference to FIG. 6 in a predetermined row unit or every row unit.
  • the following drawings for the brightness enhancement method shows that the barrier is not simply formed in the vertical direction without the diagonal pattern described above, but those skilled in the art through the description of the brightness enhancement method described above It can be applied to the parallax barrier method having a diagonal pattern.
  • FIG. 9 is a view for explaining a method of increasing the three-dimensional image brightness according to another aspect of the present invention.
  • the barrier pattern is arranged so that only the right image is displayed in the right eye of the viewer. Since the parallax barrier method using a two-way image is a method of selectively displaying one of two images, there is a problem that the luminance of the displayed image is reduced to 1/2. Therefore, in the present embodiment, as shown in Fig. 9, a part of the pixel area to be covered is provided with a thin open line having a predetermined thickness or less, and it is proposed to set the light of the screened image to be used for brightness enhancement.
  • the inventors of the present invention when the R, G, B of the image to be covered is opened in the form that is connected, recognizes that the image is partially hidden by the viewer to reduce the stereoscopic sense and propose the following form.
  • FIG. 10 is a view for explaining a method of increasing the three-dimensional image brightness according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 adds an opening line for improving luminance to the pixel area L that should be hidden from the viewer, unlike in FIG. 9, wherein the opening line is a thin line in the diagonal direction of each subpixel displaying R, G, and B.
  • the arrangement is shown in the form.
  • FIG. 11 is a diagram for describing a method of increasing stereoscopic image brightness according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is an image of a pixel area covered at a position corresponding to the above-described black line in addition to a diagonal opening line (hereinafter, referred to as a 'first opening line') in each subpixel of the pixel area covered by the pattern of FIG. 10. It is proposed to further include a horizontal opening line (hereinafter referred to as 'second opening line') to expose the. Even if the image L that is hidden at the position corresponding to the black line of the display module is exposed, the stereoscopic feeling felt by the viewer may not be significantly affected, but the luminance may be efficiently improved.
  • the remaining direction images may not only be applied to the diagonal barrier pattern as described above with reference to FIGS. 4 to 6, but also the multi-view described above with reference to FIGS. 7 and 8.
  • the remaining direction images have a thin open line in a diagonal direction for each subpixel ( A first open line) may be formed to expose them, and in addition, a second open line may be formed at a position corresponding to a row boundary of the display module to expose them.
  • the brightness enhancement method described with reference to FIGS. 9 through 11 may be applied independently of the diagonal direction pattern described with reference to FIGS. 4 through 8.
  • the barrier module may be set to turn on the barrier in the 3D display mode and to turn off the barrier in the 2D display mode so that one stereoscopic image display device can be used for 2D / 3D. have.
  • the stereoscopic image display apparatus is any one of a monitor and a TV.
  • the stereoscopic image display apparatus may be applied to various imaging apparatuses as long as the concept of the present invention described above is not limited thereto.
  • the present invention according to the embodiments as described above can be applied to various stereoscopic imaging apparatus.

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Abstract

본 발명에 따른 입체영상 표시 장치는, 제 1 방향 영상 및 제 2 방향 영상을 각각 디스플레이할 수 있는 제 1 타입 픽셀과 제 2 타입 픽셀이 수평방향으로 교대로 배치된 디스플레이 모듈; 및 상기 디스플레이 모듈과 소정 거리만큼 이격되어 위치하며, 시청자의 좌안과 우안에 상기 제 1 타입 픽셀 및 상기 제 2 타입 픽셀이 수평 방향에서 픽셀 단위로 선택적으로 보이도록 배치된 사선방향 패턴의 베리어의 구동을 제어하는 베리어 모듈을 포함하며, 상기 제 1 타입 픽셀 및 상기 제 2 타입 픽셀은 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 광을 각각 디스플레이하는 서브픽셀들을 포함하며, 상기 사선 방향 패턴은 순차적으로 배열된 상기 제 1 타입 픽셀과 상기 제 2 타입 픽셀을 행렬 형태로 볼 때, 수직 방향으로 소정 개수의 행마다 서브픽셀 단위로 좌측 또는 우측 중 어느 한 방향으로 지속적으로 이동한 위치에 베리어가 배치된 패턴인 것을 특징으로 한다.

Description

사선 방향 패럴랙스 베리어 방식 입체영상 표시 장치
이하의 설명은 패럴랙스 베리어 방식 입체영상 표시 장치에 대한 것으로서, 구체적으로 무아레 간섭(moire interference) 방지를 위한 사선 방향 패럴랙스 베리어 방식 입체영상 표시 장치에 대한 것이다.
일반적으로 입체 영상(또는 3D 영상)을 구현하는 방법은 인간의 두 눈에 서로 다른 영상을 조명함으로써 구현되며, 입체 영상 표시 장치는 이와 같이 두 눈에 서로 다른 영상을 조명하기 위하여 별도의 안경착용이 필요한지 여부에 따라 크게 안경식 입체 영상 표시 장치와 비안경식 (나안방식) 입체 영상 표시 장치로 구분된다.
안경식 입체영상 표시장치는 관찰자가 특수한 안경을 착용하여야 하는 불편함을 감수하여야 하지만, 비안경식 입체영상 표시 장치는 상술한 안경을 착용하지 않고 직접 스크린을 주시하는 것만으로도 입체영상을 느낄 수 있어 안경식 입체영상 표시 장치의 단점을 해소할 수 있기 때문에, 이에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 비안경식 입체영상 표시 장치는 렌티큘러 (lenticular) 방식에 의한 장치와 패럴랙스-베리어 (parallax-barrier) 방식에 의한 장치로 크게 구분된다.
이하에서 패럴랙스-베리어 방식에 의한 입체영상 표시 장치의 동작을 도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명한다.
도 1a는 패럴랙스-베리어를 이용한 입체영상 표시장치의 단면도, 도 1b는 패럴랙스-베리어를 이용한 입체영상 표시장치의 사시도이다.
패럴랙스-베리어 방식에 의한 입체영상 표시 장치는 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 좌/우 두 눈에 각각 대응하는 수직방향(도 1b 의 Y-Y' 방향)을 향하는 좌측영상(L)과 우측영상(R)을 수평방향(도 1b에서 X-X' 방향)으로 교대로 배치한 디스플래이 모듈(10), 및 그 전단에 베리어(20; barrier)라 불리는 수직방향을 향하는 막대 형태의 차단막을 포함한다. 이러한 입체영상 표시 장치는 도 1a에 도시된 바와 같이 좌측영상(L)에 해당하는 빛은 좌안으로만 입사되고, 우측영상(R)에 해당하는 빛은 우안으로만 입사되도록 상기 디스플레이 모듈(10) 및 베리어(20)를 배치하며, 이를 통해 분할된 2 개의 좌, 우 영상(L, R)이 분리 관측되어 입체감을 느끼게 하는 방식이다.
이하에서는 상술한 패럴랙스 배리어 방식에 이용되는 입체영상 컨텐츠에 대해 설명한다.
도 2는 2개의 카메라를 이용하여 촬영한 좌측 영상과 우측 영상을 각각 도시한 도면이다.
2개의 카메라 또는 카메라 모듈은 도 2의 (1)과 같은 좌측 영상(L)과 도 2의 (2)와 같은 우측 영상(R)을 촬영할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같은 좌측 영상(L)과 우측 영상(R)은 정지화상일 수도 있고, 동영상일 수도 있으며, 각각의 카메라를 통한 일반적인 영상 컨텐츠에 해당할 수 있다.
도 3은 2개의 카메라를 이용하여 촬영한 좌측 영상과 우측 영상을 합성한 영상을 도시한 도면이다.
구체적으로, 도 2의 (1) 및 (2)에 도시된 바와 같은 2개의 카메라에 의해 촬영된 좌측 영상과 우측 영상은 입체 영상 생성 수단에 입력되어 각각 세로방향 열을 단위로 분할되어 가로 방향으로 교대로 배치되어 합성된다. 이와 같이 공간적으로 교대로 배치된 좌우 영상은 도 1a 및 도 1b와 같은 패럴랙스 베리어를 이용한 디스플레이 모듈을 통해 사용자의 좌안에는 좌측 영상만 보이고, 우안에는 우측 영상만이 보여 전체적으로 입체 영상으로 인지되게 된다.
종래의 패럴랙스 베리어 방식 입체 영상 디스플레이 모듈의 경우에는 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 좌측 영상과 우측 영상이 각각 세로 방향 열을 단위로 분할되어 가로 방향으로 배치되어 합성된 입체 영상만이 사용자에게 입체 영상으로서 인지가 가능하였다. 다만, 본 발명자에 의해 발명되어, 본 출원인에 의해 출원된 "셀 구조 패럴랙스-베리어 및 이를 이용하는 입체영상 표시 장치(특허출원번호 제 2005-0127631 호)에 따르면, 상술한 패럴랙스 베리어를 셀 방식으로 구현하여, 이를 가로방향 또는 세로 방향으로 선택적으로 구동할 수 있다. 따라서, 입체 영상을 합성하는 경우, 합성의 방향은 어느 한 방향으로 한정될 필요는 없으며, 입체 영상을 합성하는 방향과 이를 상영하는데 이용되는 패럴랙스 베리어 방식의 디스플레이 모듈의 베리어 방향을 조절하여 입체 영상을 상영할 수 있다.
상술한 바와 같은 패럴랙스 배리어 방식 입체영상 표시 방법에 있어서 무아레 간섭(Moire Interference)가 문제될 수 있다.
무아레 간섭이란 주기적인 무늬가 겹쳐져서 나타나는 간섭 형상으로서, 예를 들어 모기장 같은 망사 두 장이 겹쳐있을 때 망사를 이루는 세밀한 직물의 격자간격보다 훨씬 크고 변화가 다양한 얼룩무늬와 같은 현상이다. 다른 예로는, 머리빗 두 개를 겹쳐서 보면 간격이 빗살보다 넓은 새로운 어두운 그림자가 보여지는 것을 들을 수 있다. 이렇게 주기적인 무늬가 겹쳐서 원래의 주기보다 큰 무늬를 만드는 현상을 무아레 간섭이라 하고, 이때 생기는 무늬를 무아레 무늬(moire fringe)라 한다.
따라서, 이하에서 설명할 본 발명에서는 상술한 무아레 간섭을 방지할 수 있는 사선 방향 패럴랙스 배리어 패턴을 제안하고, 이를 이용한 입체영상 표시 장치를 제안하고자 한다.
한편, 디스플레이 모듈은 일반적으로 픽셀 단위로 구성될 수 있으며, 각각의 픽셀은 해당 픽셀 이미지의 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)광을 각각 디스플레이하는 서브픽셀로 구성될 수 있다. 이러한 가정하에 상기 사선 방향 패럴랙스 배리어 패턴을 이용하는 배리어가 좌측영상/우측 영상을 서브픽셀 단위로 구분하여 보이도록 설정되는 경우, 각 색깔광이 혼합되어 관측되는 레인보우 현상(Rainbow Effect)가 문제될 수 있다.
따라서, 이하에서 설명할 본 발명에서는 이와 같은 레인보우 현상을 방지하기 위해 시청자의 좌안과 우안에 디스플레이 모듈의 픽셀 단위로 좌측 영상과 우측 영상이 구분되어 보이도록 설정된 베리어를 이용한 입체영상 표시 장치를 제안한다.
또한, 패럴랙스 배리어 방식 입체영상 표시 장치에 있어서 N개(N>2)의 영상을 동시에 디스플레이하고, 시청자의 좌안과 우안에 상기 N개 영상 중 서로 다른 2개 영상이 구분되어 보이도록 설정하는 다중 뷰 방식을 설정할때, 최적의 설정 방법을 제공하고자 한다.
아울러, 패럴랙스 배리어 방식에서 문제될 수 있는 휘도 감소를 효율적으로 해결하는 방법을 제공하고자 한다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시형태에서는, 제 1 방향 영상 및 제 2 방향 영상을 각각 디스플레이할 수 있는 제 1 타입 픽셀과 제 2 타입 픽셀이 수평방향으로 교대로 배치된 디스플레이 모듈; 및 상기 디스플레이 모듈과 소정 거리만큼 이격되어 위치하며, 시청자의 좌안과 우안에 상기 제 1 타입 픽셀 및 상기 제 2 타입 픽셀이 수평 방향에서 픽셀 단위로 선택적으로 보이도록 배치된 사선방향 패턴의 베리어의 구동을 제어하는 베리어 모듈을 포함하며, 상기 제 1 타입 픽셀 및 상기 제 2 타입 픽셀은 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 광을 각각 디스플레이하는 서브픽셀들을 포함하며, 상기 사선 방향 패턴은 순차적으로 배열된 상기 제 1 타입 픽셀과 상기 제 2 타입 픽셀을 행렬 형태로 볼 때, 수직 방향으로 소정 개수의 행마다 서브픽셀 단위로 좌측 또는 우측 중 어느 한 방향으로 지속적으로 이동한 위치에 베리어가 배치된 패턴인 입체영상 표시 장치를 제안한다.
이때, 상기 베리어는 상기 베리어 모듈 상에서 사선 방향으로 형성된 직선 형태로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 사선 방향 패턴은 수직 방향으로 (2, 1) 행마다 서브픽셀 단위로 좌측 또는 우측 중 어느 한 방향으로 지속적으로 이동한 위치에 배치되는 것이 바람직하며, 여기서 (x, y)는 최초 x행 이후 상기 어느 한 방향으로, 후속하는 y행 이후 상기 어느 한 방향으로 이동하는 방식이 반복되는 패턴을 나타낸다.
또한, 상기 베리어는 각 행마다 상단 또는 하단에 투과부를 포함할 수 있다.
상기 제 1 방향 영상은 좌측 영상을, 상기 제 2 방향 영상은 우측 영상을 나타낼 수 있으나, 이와 반대로 설정될 수도 있다.
상술한 실시형태에서 상기 베리어 모듈은 3D 디스플레이 모드에서 상기 베리어를 ON시키고, 2D 디스플레이 모드에서 상기 베리어를 OFF시킬 수 있다.
또한, 상기 입체영상 표시 장치는 모니터 및 TV 중 어느 하나일 수 있다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 실시형태에서는 제 1 방향 영상 내지 제 N 방향 영상의 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 광 중 제 1 색깔광을 디스플레이하는 제 1 타입 서브픽셀 내지 제 N 타입 서브픽셀, 상기 제 1 방향 영상 내지 상기 제 N 방향 영상의 R, G, B 광 중 제 2 색깔광을 디스플레이하는 제 1 타입 서브픽셀 내지 제 N 타입 서브픽셀, 그리고 상기 제 1 방향 영상 내지 상기 제 N 방향 영상의 R, G, B 광 중 제 3 색깔광을 디스플레이하는 제 1 타입 서브픽셀 내지 제 N 타입 서브픽셀 순서로 모든 행에서 반복적으로 배치된 디스플레이 모듈; 및 상기 디스플레이 모듈과 소정 거리만큼 이격되어 배치되며, 시청자의 좌안과 우안에 상기 제 1 방향 영상 내지 상기 제 N 방향 영상 중 서로 다른 2 방향 영상이 서브픽셀 단위로 선택적으로 보이도록 배치된 사선 방향 패턴의 베리어의 구동을 제어하는 베리어 모듈을 포함하며, 상기 사선 방향 패턴은 (2, 1, 2) 행마다 서브픽셀 단위로 좌측 또는 우측 중 어느 한 방향으로 지속적으로 이동한 위치에 배치되며, 상기 (2, 1, 2) 패턴은 최초 2행 이후에 상기 어느 한 방향으로 1서브 픽셀만큼, 후속하는 1행 이후에 다시 상기 어느 한 방향으로 1서브 픽셀만큼, 후속하는 2행 이후에 상기 어느 한 방향으로 1서브 픽셀만큼 이동하는 방식이 반복되는 패턴을 나타내는 입체영상 표시 장치를 제안한다. (단, N>2)
이때, 상기 입체영상 표시 장치는 최대 N-1개의 입체영상 시청 지점을 제공할 수 있다.
본 실시형태에서도 상기 베리어 모듈은 3D 디스플레이 모드에서 상기 베리어를 ON시키고, 2D 디스플레이 모드에서 상기 베리어를 OFF시킬 수 있으며, 상기 입체영상 표시 장치는 모니터 및 TV 중 어느 하나일 수 있다.
상술한 바와 같은 서선 방향 패턴의 패럴랙스 배리어 방식 입체영상 표시 장치에 따르면, 무아레 간섭을 효율적으로 억제하면서도 베리어가 시청자의 좌안과 우안에 픽셀 단위로 디스플레이 모듈의 서로 다른 픽셀이 모이도록 설정됨으로써 상술한 레인보우 현상을 효율적으로 방지할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같은 픽셀 단위 디스플레이 방식에 따를 경우, 서브픽셀 단위 디스플레이 방식에 비해 최대 3배의 시야각을 확보할 수 있으며, 일정 수준의 휘도 향상도 이룰 수 있다.
또한, 베리어의 각 행마다 상당 또는 하단에 투과부를 둠으로써 원치 않는 가로줄무늬를 제거할 수 있다.
한편, 다중 뷰 방식에 있어서는 한 픽셀의 R, G, B 광을 세로 방향으로 배열하여, 복수개의 영상이 중첩됨에 따라 발생할 수 있는 휘도 문제를 해결할 수 있으며, 다중 뷰 방식에 있어서 가장 최적의 패턴으로서 (2, 1, 2) 을 이용하여 무아레 간섭을 가장 효율적으로 감소시킬 수 있다.
아울러, 패럴랙스 배리어 방식에서 문제될 수 있는 휘도 감소를 시청자가 느끼는 입체감의 저하 없이 효율적으로 해결할 수 있다.
도 1a는 패럴랙스-베리어를 이용한 입체영상 표시장치의 단면도, 도 1b는 패럴랙스-베리어를 이용한 입체영상 표시장치의 사시도이다.
도 2는 2개의 카메라를 이용하여 촬영한 좌측 영상과 우측 영상을 각각 도시한 도면이다.
도 3은 2개의 카메라를 이용하여 촬영한 좌측 영상과 우측 영상을 합성한 영상을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 디스플레이 모듈과 베리어 모듈에 의해 디스플레이되는 영상의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시형태에 따라 디스플레이 모듈과 베리어 모듈에 의해 디스플레이되는 영상의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 배리어 패턴을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 다중 뷰 방식 입체영상 디스플레이 장치의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 다중 뷰 방식 입체영상 디스플레이 장치의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 일 측면에 따라 입체영상 휘도를 증가시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따라 입체영상 휘도를 증가시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따라 입체영상 휘도를 증가시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시된다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 디스플레이 모듈과 베리어 모듈에 의해 디스플레이되는 영상의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
본 실시형태에 있어서 디스플레이 모듈은 도 1b의 도면부호 10에, 베리어 모듈은 도 1b의 도면부호 20에 대응할 수 있다. 다만, 본 실시형태에 따른 디스플레이 모듈과 베리어 모듈이 디스플레이하는 영상은 다음과 같은 특징을 가진다.
본 실시형태에 따른 디스플레이 모듈은 제 1 방향 영상 및 제 2 방향 영상을 각각 디스플레이할 수 있는 제 1 타입 픽셀과 제 2 타입 픽셀이 수평방향에서 교대로 배치된 형태를 가질 수 있다. 여기서, 제 1 타입 픽셀은 좌측 영상 디스플레이용 픽셀을, 제 2 타입 픽셀을 우측 영상 디스플레이용 픽셀을 나타낼 수 있으나, 이와 반대로 설정될 수도 있다. 이때, 제 1 타입 픽셀 및 제 2 타입 픽셀은 각각 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 광을 각각 디스플레이하는 3개의 서브픽셀들을 포함하는 것을 가정한다.
또한, 본 실시형태에 따른 베리어 모듈은 상기 디스플레이 모듈과 소정 거리만큼 이격되어 배치되며, 시청자의 좌안과 우안에 상기 제 1 타입 픽셀 및 상기 제 2 타입 픽셀이 수평 방향에서 픽셀 단위로 선택적으로 보이도록 배치된 사선 방향 패턴의 베리어의 구동을 제어하는 것을 특징으로 한다.
여기서, '사선 방향 패턴'이란, 도 4에 도시된 바와 같이, 순차적으로 배열된 상기 제 1 타입 픽셀과 상기 제 2 타입 픽셀을 행렬 형태로 볼 때, 수직 방향으로 소정 개수의 행마다 서브픽셀 단위로 좌측 또는 우측 중 어느 한 방향으로 지속적으로 이동한 위치에 배치된 패턴을 지칭하기로 한다.
도 4는 상기 제 1 타입 픽셀(R, G, B)과 상기 제 2 타입 픽셀(R, G, B) 중 제 1 타입 픽셀만이 시청자에게 보이도록 설정된 경우를 도시하고 있다. 즉, 도 4에서 검게 표시된 부분에는 제 2 타입 픽셀에 대응하는 R, G, B 영상이 디스플레이되는 것으로 볼 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이 본 실시형태에 따른 배리어는 소정 개수의 행마다 좌측 또는 우측 중 어느 한 방향으로 서브픽셀 단위로 이동한 사선 방향 패턴을 가지는 것을 제안하며, 도 4에서는 소정 행마다 1서브픽셀만큼 좌측 방향으로 계속해서 이동한 패턴을 도시하고 있다. 이와 같은 사선방향 패턴을 이용함으로써 중복되는 직선 형태의 패럴랙스 베리어 방식에서 문제되는 상술한 무아레 간섭의 영향을 효율적으로 감소시킬 수 있다. 즉, 디스플레이 모듈의 직선형 패턴과 배리어의 배치 패턴이 무아레 간섭이 문제되는 반복된 패턴을 이루는 것을 방지하는 것이다.
한편, 본 실시형태에서는 도 4에 도시된 바와 같이 베리어가 시청자의 좌안과 우안에 특정 행에서 서브픽셀 단위가 아닌 픽셀 단위로 구분되어 보이도록 설정되는 것을 제안하였다. 이는, 만일 베리어가 특정 행에서 시청자의 좌안과 우안에 제 1 타입 픽셀과 제 2 타입 픽셀 각각의 R, G, B 광 중 어느 하나를 디스플레이하는 서브픽셀 단위로 구분하여 보이도록 설정되는 경우, 시청자가 이동함에 따라 레인보우 현상이 발생할 수 있기 때문이다. 상기 레인보우 현상에 대해 간단하게 설명하면 다음과 같다.
상술한 바와 같이 제 1 타입 픽셀의 R, G, B 서브픽셀과, 제 2 타입 픽셀의 R, G, B 서브픽셀은 특정 행에서 순차적으로 배치되게 된다. 만일, 특정 행에서 베리어가 시청자의 좌/우안에 제 1 타입 픽셀의 R과 제 2 타입 픽셀의 R을 구분하여 보여주고 있는 경우, 시청자가 조금만 이동하더라도 시청자의 좌/우안에는 이웃하는 색깔광, 예를 들어 시청자가 우측으로 이동하는 경우 B가 유입되어 보일 수 있다. 이와 같이 시청자가 이동할 때 원치 않는 색깔광이 유입되어 무지게와 같은 영상이 보이는 것을 상술한 레인보우 현상으로 지칭할 수 있다.
다만, 본 실시형태에서와 같이 베리어가 특정 행에서 시청자의 좌/우안에 픽셀 단위로 구분되어 보이도록 설정되고, 배리어가 사선방향 패턴을 가지는 경우 시청자가 이동하더라도 특정 색깔 광만 유입되어 레인보우 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 상술한 예와 같이 시청자가 우측으로 이동하는 경우 특정 행에서는 R이, 다른 특정 행에서는 G가, 또 다른 특정 행에서는 B가 유입될 수 있으나, 픽셀 단위로 볼 때 특정 행은 제 1 타입 픽셀 또는 제 2 타입 픽셀의 일정한 양의 R, G, B를 볼 수 있게 되어 상술한 레인보우 현상이 효율적으로 방지될 수 있다.
또한, 상술한 바와 같은 픽셀 단위 디스플레이 방식에 따를 경우, 서브픽셀 단위 디스플레이 방식에 비해 최대 3배의 시야각을 확보할 수 있으며, 일정 수준의 휘도 향상도 이룰 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시형태에서는 배리어의 사선 방향 패턴이 (2, 1) 행마다 1서브픽셀만큼 좌측 방향 또는 우측 방향으로 계속해서 이동하는 패턴을 가지는 것을 제안한다. 여기서, (2, 1)는 최초 2행 이후에 좌측/우측 방향으로 1 서브픽셀만큼 이동하고, 후속하는 1행 이후에 다시 좌측/우측 방향으로 1 서브픽셀만큼 이동하는 방식이 지속되는 패턴을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시형태에 따라 디스플레이 모듈과 베리어 모듈에 의해 디스플레이되는 영상의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같은 본 발명의 다른 일 실시형태에서는 배리어가 베리어 모듈 상에서 사선 방향으로 형성된 직선 형태로 형성되는 것을 제안한다. 배리어를 사선방향 직선 형태로 구성함으로써 배리어 제작을 간단하게 할 수 있음에 반해, 도 4에 도시된 실시형태와 큰 성능차이 없이 입체영상 디스플레이를 구현할 수 있다. 도 5에 도시된 실시형태에 있어서도 배리어는 특정 행에서 시청자의 좌안과 우안에 픽셀 단위로 제 1 타입 픽셀 또는 제 2 타입 픽셀이 보이도록 설정되는 것을 제안한다. 도 5에 도시된 사선 방향 직선 패턴 역시 도 4의 (2, 1) 패턴과 실질적으로 동일한 이동 패턴을 가지는 것으로 볼 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 배리어의 패턴은 도 4에 도시된 배리어 패턴에 대응하는 기울기를 가지는 직선 패턴으로 형성할 수 있다.
한편, 본 발명의 발명자는 상술한 바와 같은 사선 방향 패턴을 가지는 패럴랙스 배리어 방식 입체영상 디스플레이 장치를 구현할 경우, 매 행간 픽셀 경계에서 원치 않는 가로 줄무늬가 관측되는 현상을 발견하고 다음과 같은 실시형태를 제안한다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 배리어 패턴을 도시한 도면이다.
상술한 바와 같은 원치 않는 가로 줄무늬는 매 행 사이의 픽셀 경계에서 휘도 감소 등이 문제되어 발생할 수 있다. 따라서, 도 6에 도시된 바와 같이 베리어의 각 행마다 상단 또는 하단에 투과부를 포함하도록 구성함으로써 원치않는 가로줄무늬를 효율적으로 감소시킬 수 있다. 본 실시형태에서 설명한 투과부는 도 5와 같이 매 행마다 형성할 수도, 소정 주기 또는 패턴으로 형성할 수도 있으며, 이는 배리어 패턴에 따라 다를 수 있다.
한편, 이하에서는 2시점 영상을 이용한 입체영상 디스플레이 방식과 달리 N개(N>2) 시점 영상을 이용하여 최대 N-1개 시청 가능 위치를 만들 수 있는 다중 뷰 입체영상 디스플레이 장치에 대한 설명한다.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 다중 뷰 방식 입체영상 디스플레이 장치의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따른 다중 뷰 방식 입체영상 디스플레이 장치에 따른 디스플레이 모듈은 제 1 방향 영상 내지 제 N 방향 영상의 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 광 중 제 1 색깔광을 디스플레이하는 제 1 타입 서브픽셀 내지 제 N 타입 서브픽셀, 상기 제 1 방향 영상 내지 상기 제 N 방향 영상의 R, G, B 광 중 제 2 색깔광을 디스플레이하는 제 1 타입 서브픽셀 내지 제 N 타입 서브픽셀, 그리고 상기 제 1 방향 영상 내지 상기 제 N 방향 영상의 R, G, B 광 중 제 3 색깔광을 디스플레이하는 제 1 타입 서브픽셀 내지 제 N 타입 서브픽셀 순서로 모든 행에서 반복적으로 배치되는 것을 제안한다. 즉, 제 1 방향 영상 내지 제 N 방향 영상의 R을 N번 반복하고, 다음으로 N개의 G, 다음으로 N개의 B를 반복하는 방식이다.
또한, 본 실시형태에 따른 배리어 모듈은 상기 디스플레이 모듈과 소정 거리만큼 이격되어 배치되며, 시청자의 좌안과 우안에 상기 제 1 방향 영상 내지 상기 제 N 방향 영상 중 서로 다른 2 방향 영상이 서브픽셀 단위로 선택적으로 보이도록 배치된 사선 방향 패턴의 베리어의 구동을 제어하는 것을 제안한다. 구체적으로, 도 7에 도시된 바와 같이 특정 행에서는 제 1 방향 영상의 R, G, B가 별도의 개구부를 통해 디스플레이되는 서브픽셀 단위 디스플레이를 제안한다.
다중 뷰 방식 입체영상 디스플레이 장치의 경우, 상술한 2 방향 영상 입체영상 디스플레이 장치에서 '픽셀 단위' 디스플레이를 수행한 것과 달리 '서브픽셀 단위' 디스플레이를 수행하는 이유는 다음과 같다.
만일, 다중 뷰 방식에 있어서도 2 방향 영상 방식과 동일하게 제 1 방향 영상의 R, G, B, 제 2 방향 영상의 R, G, B, ...와 같이 픽셀 단위로 배치된 디스플레이 모듈을 이용하여 배리어가 특정 방향 영상의 R, G, B를 픽셀 단위로 디스플레이 한다면, 나머지 제 2 내지 제 N 방향 영상의 R, G, B 전체를 배리어가 가려 주어야 하게 되며, 이는 영상의 가려지는 면적이 너무 넓어서 휘도 감소 문제 및 시청자에게 배리어가 보이는 문제를 야기할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 따른 다중 뷰 방식 입체영상 디스플레이 장치는 배리어가 N 방향 영상 중 특정 방향 영상의 R, G, B 중 어느 한 색깔광에 대응하는 서브픽셀 단위로 구분하여 시청자에게 보이도록 설정함으로써 상술한 휘도 감소 문제, 배리어가 보이는 문제 등을 해결할 수 있다.
아울러, 다중 뷰 방식의 경우 제 1 내지 제 N 방향 영상의 R, G, B 중 어느 한 색깔광이 N 번 반복되어 배치되기 때문에, 시청자가 이동하는 경우에도 상술한 2 방향 영상 방식에서와 달리 레인보우 현상이 그다지 문제되지 않을 수 있다.
한편, 도 7에 도시된 실시형태에 따른 배리어 역시 무아레 간섭을 방지하기 위해 사선 방향 패턴을 가지는 것을 제안한다. 본 발명의 발명자는 다중 뷰 방식에 있어서 최적의 배리어 패턴을 구하기 위해 (2, 1) 패턴, (2, 1, 2) 패턴, (1, 1, 1) 패턴 등을 구성하여 상술한 무아레 간섭 정도를 확인하고, 최적의 패턴으로서 (2, 1, 2) 패턴을 제안한다. 즉, 본 실시형태에 따른 배리어의 사선 방향 패턴은 최초 2행 이후에 좌측 또는 우측 중 어느 한 방향으로 1서브 픽셀만큼, 후속하는 1행 이후에 다시 상기 어느 한 방향으로 1서브 픽셀만큼, 후속하는 2행 이후에 상기 어느 한 방향으로 1서브 픽셀만큼 이동하는 방식이 반복되는 패턴을 가지는 것을 제안한다.
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 다중 뷰 방식 입체영상 디스플레이 장치의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이 다중 뷰 방식에 있어서도 2 방향 영상 방식과 동일하게 배리어를 사선 방향 직선 형식으로 형성할 수 있다. 이를 통해 배리어 제작을 간단하게 하면서도 유사한 성능을 얻을 수 있다. 도 8은 본 실시형태에 따른 배리어 역시 도 7에 도시한 (2, 1, 2) 사선 방향 패턴을 가지는 것을 도시하고 있다.
아울러, 본 발명의 일 실시형태에 따른 다중 뷰 방식 입체영상 디스플레이 장치의 배리어 역시 도 6과 관련하여 상술한 바와 같은 투과부를 소정 행 단위로 또는 매 행 단위로 설정할 수 있다.
이하에서는 상술한 실시형태들 각각에 추가적으로 입체영상 표시 장치에 의해 디스플레이되는 입체 영상의 입체감에 영향을 주지 않으면서도, 휘도를 효율적으로 향상시키는 방법에 대해 설명한다.
설명의 편의를 위해 이하의 휘도 향상 방법에 대한 도면은 배리어가 상술한 사선 방향 패턴을 가지지 않고 단순히 수직 방향으로 형성되는 것을 도시하고 있으나, 이러한 휘도 향상 방법에 대한 설명을 통해 당업자는 용이하게 상술한 사선 방향 패턴을 가지는 패럴랙스 베리어 방식에 적용할 수 있을 것이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 일 측면에 따라 입체영상 휘도를 증가시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9에서는 좌측 영상을 디스플레이하는 픽셀 영역을 L로, 우측 영상을 디스플레이하는 픽셀 영역을 R로 표기할 경우, 시청자의 우안에 우측 영상만이 디스플레이되도록 배리어 패턴이 배치되는 경우를 도시한 것이다. 2방향 영상을 이용한 패럴랙스 배리어 방식은 2개 영상 중 어느 한 영상을 가려서 선택적으로 디스플레이하는 방식이기 때문에, 디스플레이되는 영상의 휘도가 1/2로 감소하는 문제가 존재하게 된다. 따라서, 본 실시형태에서는 도 9에 도시된 바와 같이 가려지는 픽셀 영역의 일부에 소정 굵기 이하의 얇은 개방선을 두어, 가려지는 영상의 빛이 휘도 향상에 이용되도록 설정하는 것을 제안한다. 다만, 원래 가려져야 하는 영상의 일부가 시청자에게 보이도록 함에 따라 시청자가 느끼는 입체감에 영향을 주는 문제가 발생할 수도 있다. 특히, 본 발명의 발명자는 가려져야 하는 영상의 R, G, B가 연결되는 형태로 개방되는 경우, 시청자에게 가려지는 영상이 일부 인식되어 입체감을 저하하는 것을 인지하고 다음과 같은 형태를 제안한다.
도 10은 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따라 입체영상 휘도를 증가시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 9에서와 달리 시청자에게 가려져야 하는 픽셀 영역(L)에 대해 휘도 향상을 위한 개방선을 추가하되, 개방선이 R, G, B를 디스플레이하는 각 서브픽셀의 대각선 방향으로 얇은 선 형태로 배치되는 것을 도시하고 있다. 본 실시형태에서와 같이 가려지는 픽셀 영역(L)의 각 서브픽셀에서 개방선을 대각선 방향으로 배치함으로써, 시청자의 어느 한쪽 눈(우안)에 가려지는 픽셀 영역(L)이 인지되지 않아, 휘도를 향상시키면서도 입체감을 저해하는 것을 최소화할 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이 가려지는 픽셀 영역(L)의 각 서브픽셀에서 대각선 방향 개방선을 이용할 때, 시청자에게 가려지는 픽셀 영역 영상이 인지되지 않는 이유는 해당 픽셀 영역이 디스플레이하는 영상의 R, G, B가 소정 거리 이상 떨어져 배치되기 때문이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따라 입체영상 휘도를 증가시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 입체영상 디스플레이 장치의 디스플레이 모듈은 각 행마다 행 경계부에 영상을 표시할 수 없는 블랙 라인(black line)이 존재할 수 있다. 도 11은 도 10의 패턴과 같이 가려지는 픽셀 영역의 각 서브픽셀에서 대각선 방향 개방선(이하 '제 1 개방선'이라 함)에 추가적으로 상술한 블랙 라인에 대응하는 위치에서 가려지는 픽셀 영역의 영상을 노출시키는 수평 방향 개방선(이하 '제 2 개방선'이라 함)을 추가적으로 포함하는 것을 제안한다. 디스플레이 모듈의 블랙 라인에 대응하는 위치에서 가려지는 영상(L)을 노출시키더라도 시청자가 느끼는 입체감에는 큰 영향이 없는 반면 휘도를 효율적으로 향상시킬 수 있다.
상기 도 9 내지 도 11과 관련하여 상술한 휘도 향상 기술은 도 4 내지 6과 관련하여 상술한 바와 같이 사선 방향 배리어 패턴에도 그대로 적용할 수 있을 뿐만 아니라, 도 7 및 8과 관련하여 상술한 다시점 방식에도 그대로 적용될 수 있다. 예를 들어, 제 1 방향 영상 내지 제 N 방향 영상 중 서로 다른 2 방향 영상이 서브픽셀 단위로 시청자에게 선택적으로 보이도록 배치되는 경우, 나머지 방향 영상들에는 각 서브픽셀마다 대각선 방향의 얇은 개방선(제 1 개방선)이 형성되어 이들을 노출시킬 수 있으며, 추가적으로 디스플레이 모듈의 행 경계에 대응하는 위치에서 제 2 개방선을 형성되어 이들을 노출시킬 수 있다.
한편, 도 9 내지 도 11과 관련하여 설명한 휘도 향상 방법은 도 4 내지 도 8과 관련하여 설명한 사선 방향 패턴과 독립적으로 적용될 수도 있다.
상술한 실시형태들에 있어서 베리어 모듈은 3D 디스플레이 모드에서 상기 베리어를 ON시키고, 2D 디스플레이 모드에서 상기 베리어를 OFF시키도록 설정되어 하나의 입체영상 표시 장치가 2D/3D 겸용으로 이용될 수 있도록 할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태들에서 입체영상 표시 장치는 모니터 및 TV 중 어느 하나인 것을 가정하나, 이에 한정될 필요는 없으면 상술한 본 발명의 개념이 적용될 수 있는 한 다양한 영상 기기에 적용될 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
상술한 바와 같은 실시형태들에 따른 본 발명은 다양한 입체영상 장치에 적용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 제 1 방향 영상 및 제 2 방향 영상을 각각 디스플레이할 수 있는 제 1 타입 픽셀과 제 2 타입 픽셀이 수평방향으로 교대로 배치된 디스플레이 모듈; 및
    상기 디스플레이 모듈과 소정 거리만큼 이격되어 위치하며, 시청자의 좌안과 우안에 상기 제 1 타입 픽셀 및 상기 제 2 타입 픽셀이 수평 방향에서 픽셀 단위로 선택적으로 보이도록 배치된 사선방향 패턴의 베리어의 구동을 제어하는 베리어 모듈을 포함하며,
    상기 제 1 타입 픽셀 및 상기 제 2 타입 픽셀은 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 광을 각각 디스플레이하는 서브픽셀들을 포함하며,
    상기 사선 방향 패턴은
    순차적으로 배열된 상기 제 1 타입 픽셀과 상기 제 2 타입 픽셀을 행렬 형태로 볼 때, 수직 방향으로 소정 개수의 행마다 서브픽셀 단위로 좌측 또는 우측 중 어느 한 방향으로 지속적으로 이동한 위치에 베리어가 배치된 패턴인, 입체영상 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 베리어는 상기 베리어 모듈 상에서 사선 방향으로 형성된 직선 형태로 형성되는, 입체영상 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 사선 방향 패턴은 수직 방향으로 2행 이후 좌측 또는 우측 중 어느 한 방향으로 1서브픽셀만큼 이동하고, 후속하는 1행 이후 상기 어느 한 방향으로 1서브픽셀만큼 이동하는 패턴이 반복되는, 입체영상 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 베리어는 각 행마다 상단 또는 하단에 투과부를 포함하는, 입체영상 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 방향 영상은 좌측 영상을, 상기 제 2 방향 영상은 우측 영상을 나타내는, 입체영상 표시 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 베리어 모듈은 3D 디스플레이 모드에서 상기 베리어를 ON시키고, 2D 디스플레이 모드에서 상기 베리어를 OFF시키는, 입체영상 표시 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 입체영상 표시 장치는 모니터 및 TV 중 어느 하나인, 입체영상 표시 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 사선 방향 패턴의 베리어는,
    상기 제 1 타입 픽셀 및 상기 제 2 타입 픽셀 중 어느 하나가 선택적으로 보이도록 배치되는 경우,
    상기 제 1 타입 픽셀 및 상기 제 2 타입 픽셀 중 다른 하나의 서브픽셀들 각각을 대각선 방향으로 소정 굵기 이하의 개방 선을 따라 개방시키도록 배치되는, 입체영상 표시 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 사선 방향 패턴의 베리어는,
    상기 제 1 타입 픽셀 및 상기 제 2 타입 픽셀 중 어느 하나가 선택적으로 보이도록 배치되는 경우,
    상기 제 1 타입 픽셀 및 상기 제 2 타입 픽셀 중 다른 하나의 서브픽셀들 각각을 대각선 방향으로 소정 굵기 이하의 제 1 개방 선, 및 상기 디스플레이 모듈의 행 경계부에 대응하는 위치에 상기 소정 굵기 이하의 제 2 개방선을 따라 개방시키도록 배치되는, 입체영상 표시 장치.
  10. 제 1 방향 영상 내지 제 N 방향 영상의 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 광 중 제 1 색깔광을 디스플레이하는 제 1 타입 서브픽셀 내지 제 N 타입 서브픽셀, 상기 제 1 방향 영상 내지 상기 제 N 방향 영상의 R, G, B 광 중 제 2 색깔광을 디스플레이하는 제 1 타입 서브픽셀 내지 제 N 타입 서브픽셀, 그리고 상기 제 1 방향 영상 내지 상기 제 N 방향 영상의 R, G, B 광 중 제 3 색깔광을 디스플레이하는 제 1 타입 서브픽셀 내지 제 N 타입 서브픽셀 순서로 모든 행에서 반복적으로 배치된 디스플레이 모듈; 및
    상기 디스플레이 모듈과 소정 거리만큼 이격되어 배치되며, 시청자의 좌안과 우안에 상기 제 1 방향 영상 내지 상기 제 N 방향 영상 중 서로 다른 2 방향 영상이 서브픽셀 단위로 선택적으로 보이도록 배치된 사선 방향 패턴의 베리어의 구동을 제어하는 베리어 모듈을 포함하며,
    상기 사선 방향 패턴은 최초 2행 이후에 좌측 또는 우측 중 어느 한 방향으로 1서브 픽셀만큼, 후속하는 1행 이후에 다시 상기 어느 한 방향으로 1서브 픽셀만큼, 후속하는 2행 이후에 상기 어느 한 방향으로 1서브 픽셀만큼 이동하는 방식이 반복되는 패턴을 나타내는, 입체영상 표시 장치.
    (단, N>2)
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 입체영상 표시 장치는 최대 N-1개의 입체영상 시청 지점을 제공하는, 입체영상 표시 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 베리어 모듈은 3D 디스플레이 모드에서 상기 베리어를 ON시키고, 2D 디스플레이 모드에서 상기 베리어를 OFF시키는, 입체영상 표시 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 입체영상 표시 장치는 모니터 및 TV 중 어느 하나인, 입체영상 표시 장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 사선 방향 패턴의 베리어는,
    상기 제 1 방향 영상 내지 상기 제 N 방향 영상 중 서로 다른 2 방향 영상이 서브픽셀 단위로 선택적으로 보이도록 배치되는 경우,
    상기 제 1 방향 영상 내지 상기 제 N 방향 영상 중 나머지 방향 영상들에 대응하는 서브픽셀들 각각을 대각선 방향으로 소정 굵기 이하의 개방 선을 따라 개방시키도록 배치되는, 입체영상 표시 장치.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 방향 영상 내지 상기 제 N 방향 영상 중 서로 다른 2 방향 영상이 서브픽셀 단위로 선택적으로 보이도록 배치되는 경우,
    상기 제 1 방향 영상 내지 상기 제 N 방향 영상 중 나머지 방향 영상들에 대응하는 서브픽셀들 각각을 대각선 방향으로 소정 굵기 이하의 제 1 개방 선, 및 상기 디스플레이 모듈의 행 경계부에 대응하는 위치에 상기 소정 굵기 이하의 제 2 개방선을 따라 개방시키도록 배치되는, 입체영상 표시 장치.
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