KR101689253B1 - 입체 영상 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는, 서로 인접하여 위치하는 제1 영역과 제2 영역을 포함하고, 좌안 영상과 우안 영상을 교대로 표시하고, 상기 좌안 영상과 상기 우안 영상의 사이에 미리 정해진 계조를 갖는 이미지를 표시하는 표시 장치를 포함하며, 현재 프레임에서, 상기 제1 영역은 화이트 데이터 전압이 인가되고, 동시에 상기 제2 영역은 보정된 화이트 데이터 전압이 인가되고, 상기 보정된 화이트 데이터 전압은 상기 화이트 데이터 전압보다 작을 수 있다. 또는 현재 프레임에서, 상기 제1 영역은 블랙 데이터 전압이 인가되고, 동시에 상기 제2 영역은 보정된 블랙 데이터 전압이 인가되고, 상기 보정된 블랙 데이터 전압은 상기 블랙 데이터 전압보다 클 수 있다.

Description

입체 영상 표시 장치 및 그 구동 방법{THREE DIMENSIONAL IMAGE DISPLAY DEVICE AND METHOD OF DRIVING THE SAME}
입체 영상 표시 장치 및 그 구동 방법이 제공된다.
일반적으로, 3차원 영상표시 기술에서는 근거리에서 입체감을 인식하는 가장 큰 요인인 양안시차(binocular parallax)를 이용하여 물체의 입체감을 표현한다. 즉, 왼쪽 눈(좌안)과 오른쪽 눈(우안)에는 각각 서로 다른 2차원 영상이 비춰지고, 좌안에 비춰지는 영상(이하, "좌안 영상(left eye image) "이라 함)과 우안에 비춰지는 영상(이하, "우안 영상(right eye image) "이라 함)이 뇌로 전달되면, 좌안 영상과 우안 영상은 뇌에서 융합되어 깊이감(depth perception)을 갖는 3차원 영상으로 인식된다.
입체 영상 표시 장치는 양안시차를 이용하는 것으로, 셔터 글래스(shutter glasses), 편광 안경(polarized glasses) 등의 안경을 이용하는 안경식(stereoscopic) 방법과, 안경을 이용하지 않고 표시 장치에 렌티큘러 렌즈(lenticular lens), 패럴랙스 배리어(parallax barrier) 등을 배치하는 비안경식(autostereoscopic) 방법이 있다.
셔터 글래스 방식은 입체 영상 표시 장치에서 좌안 영상과 우안 영상이 분리되어 연속적으로 출력되고, 셔터 글래스의 좌안 셔터(left eye shutter)와 우안 셔터(right eye shutter)가 선택적으로 개폐됨으로써, 입체 영상이 표현되는 방법이다.
셔터 글래스 방식은 2D 모드와 3D 모드의 변경이 용이하고, 각각의 모드에서 데이터의 손실이 없다. 하지만, 좌안 영상과 우안 영상의 계조 차이가 클 경우, 크로스토크(crosstalk) 현상이 발생할 수 있다.
본 발명에 따른 한 실시예는 입체 영상 표시 장치에서 크로스토크 현상을 줄이고, 입체 영상의 표시 품질을 개선하기 위한 것이다.
상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 한 실시예는 입체 영상 표시 장치는 서로 인접하여 위치하는 제1 영역과 제2 영역을 포함하고, 좌안 영상과 우안 영상을 교대로 표시하고, 상기 좌안 영상과 상기 우안 영상의 사이에 미리 정해진 계조를 갖는 이미지를 표시하는 표시 장치를 포함하며, 현재 프레임에서, 상기 제1 영역은 화이트 데이터 전압이 인가되고, 동시에 상기 제2 영역은 보정된 화이트 데이터 전압이 인가되고, 상기 보정된 화이트 데이터 전압은 상기 화이트 데이터 전압보다 작을 수 있다.
상기 현재 프레임에서, 상기 제1 영역에 표시되는 휘도와 상기 제2 영역에 표시되는 휘도는 실질적으로 동일할 수 있다.
이전 프레임에서, 상기 제1 영역은 블랙 데이터 전압이 인가되고, 상기 제2 영역은 상기 화이트 데이이터 전압이 인가될 수 있다.
상기 미리 정해진 계조는 블랙일 수 있다.
상기 화이트 데이터 전압보다 큰 전압이 상기 제1 영역에 인가될 수 있다.
상기 표시 장치는 서로 인접하여 위치하는 제3 영역과 제4 영역을 포함하고, 상기 현재 프레임에서, 상기 제3 영역은 블랙 데이터 전압이 인가되고, 동시에 상기 제4 영역은 보정된 블랙 데이터 전압이 인가되고, 상기 보정된 블랙 데이터 전압은 상기 블랙 데이터 전압보다 클 수 있다.
상기 현재 프레임에서, 상기 제3 영역에 표시되는 휘도와 상기 제4 영역에 표시되는 휘도는 실질적으로 동일할 수 있다.
이전 프레임에서, 상기 제3 영역은 화이트 데이터 전압이 인가되고, 상기 제4 영역은 상기 블랙 데이이터 전압이 인가될 수 있다.
상기 입체 영상 표시 장치 좌안 셔터와 우안 셔터를 포함하는 셔터 부재를 더 포함할 수 있다.
이전 프레임에서 상기 제1 영역은 블랙 계조를 표시하고, 상기 제2 영역은 화이트 계조를 표시하고, 상기 현재 프레임에서 상기 셔터 부재를 통해 시인되는 제1 영역의 휘도와 상기 현재 프레임에서 상기 셔터 부재를 통해 시인되는 제2 영역의 휘도가 실질적으로 동일할 수 있다.
상기 표시 장치는 서로 인접하여 위치하는 제3 영역과 제4 영역을 포함하고, 상기 현재 프레임에서, 상기 제3 영역은 블랙 데이터 전압이 인가되고, 동시에 상기 제4 영역은 보정된 블랙 데이터 전압이 인가되고, 상기 보정된 블랙 데이터 전압은 상기 블랙 데이터 전압보다 클 수 있다.
이전 프레임에서 상기 제3 영역은 화이트 계조를 표시하고, 상기 제4 영역은 블랙 계조를 표시하고, 상기 현재 프레임에서 상기 셔터 부재를 통해 시인되는 제3 영역의 휘도와 상기 현재 프레임에서 상기 셔터 부재를 통해 시인되는 제4 영역의 휘도가 실질적으로 동일할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는 서로 인접하여 위치하는 제1 영역과 제2 영역을 포함하고, 좌안 영상과 우안 영상을 교대로 표시하고, 상기 좌안 영상과 상기 우안 영상의 사이에 미리 정해진 계조를 갖는 이미지를 표시하는 표시 장치를 포함하며, 현재 프레임에서, 상기 제1 영역은 블랙 데이터 전압이 인가되고, 동시에 상기 제2 영역은 보정된 블랙 데이터 전압이 인가되고, 상기 보정된 블랙 데이터 전압은 상기 블랙 데이터 전압보다 클 수 있다.
상기 현재 프레임에서, 상기 제1 영역에 표시되는 휘도와 상기 제2 영역에 표시되는 휘도는 실질적으로 동일할 수 있다.
이전 프레임에서, 상기 제1 영역은 화이트 데이터 전압이 인가되고, 상기 제2 영역은 상기 블랙 데이이터 전압이 인가될 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 다른 입체 영상 표시 장치의 구동 방법은 서로 인접하여 위치하는 제1 영역과 제2 영역을 포함하는 표시 장치에서, 좌안 영상, 미리 정해진 계조를 갖는 이미지, 그리고 우안 영상을 순서대로 표시하거나, 우안 영상, 상기 미리 정해진 계조를 갖는 이미지, 그리고 좌안 영상을 순서대로 표시하는 단계, 그리고 현재 프레임에서, 상기 제1 영역은 화이트 데이터 전압이 인가되고, 동시에 상기 제2 영역은 보정된 화이트 데이터 전압이 인가되는 단계를 포함하고, 상기 보정된 화이트 데이터 전압은 상기 화이트 데이터 전압보다 작을 수 있다.
상기 현재 프레임에서, 상기 제1 영역에 표시되는 휘도와 상기 제2 영역에 표시되는 휘도는 실질적으로 동일할 수 있다.
상기 입체 영상 표시 장치의 구동 방법은, 이전 프레임에서, 상기 제1 영역은 블랙 데이터 전압이 인가되고, 상기 제2 영역은 상기 화이트 데이이터 전압이 인가되는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 한 실시예는 입체 영상 표시 장치에서 크로스토크 현상을 줄일 수 있고, 입체 영상의 표시 품질을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 동작을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 신호 파형을 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 신호 파형과 휘도를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 계조 전압 생성부를 개략적으로 나타내는 회로도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 한 실시예에서 표시하고자 하는 화상을 도시한 도면이다.
도 8 및 도 9는 도 6 및 도 7의 실시예에서 실제로 표시되는 화상을 도시한 도면이다.
도 10은 도 8 및 도 9의 A 영역에서 변화하는 휘도 레벨을 도시한 그래프이다.
도 11은 도 9의 B 영역에서 변화하는 휘도 레벨을 도시한 그래프이다.
도 12는 본 발명의 한 실시예에 따라 B 영역에 표시되는 휘도 레벨을 도시한 그래프이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 한 실시예에서 왼쪽 눈으로 전달되는 화상과 오른쪽 눈으로 전달되는 화상간의 휘도 레벨 차이에 따른 표시 휘도 레벨을 도시한 그래프이다.
도 15는 본 발명의 한 실시예에 따른 입력 데이터 변환부를 도시한 개략도이다.
도 16은 본 발명의 한 실시예에 따라 삽입 데이터를 결정하는 방법을 나타내는 순서도이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
그러면, 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치에 대하여 도 1 내지 도 5를 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 동작을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 신호 파형을 나타내는 그래프이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 신호 파형과 휘도를 나타내는 그래프이고, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 계조 전압 생성부를 개략적으로 나타내는 회로도이다.
표시 장치(100)는 액정 표시 장치, 유기 발광 표시 장치, 플라즈마 표시 장치, 전기 영동 표시 장치 등을 포함할 수 있다. 이하에서는 표시 장치(100)가 액정 표시 장치라고 가정한다.
표시 장치(100)는 상부 기판, 하부 기판 그리고 상부 기판과 하부 기판 사이에 주입되어 있는 액정층을 포함할 수 있다. 표시 장치(100)는 두 전극 사이에서 발생하는 전계에 의하여 액정의 배향 방향을 변경시키고, 이에 따라 빛의 투과량을 조절하여 영상을 표시한다.
하부 기판에는 게이트선(GL1-GLn), 데이터선(DL1-DLm), 화소 전극 및 이들에 연결된 박막 트랜지스터(105)가 위치한다. 박막 트랜지스터(105)는 게이트선(GL1-GLn) 및 데이터선(DL1-DLm)에 인가되는 신호에 기초하여 화소 전극에 인가되는 전압을 제어한다. 화소 전극은 투과 영역과 반사 영역을 가지는 반투과형 화소 전극으로 형성될 수도 있다. 또한, 유지 용량 커패시터(107)가 추가로 형성될 수 있으며, 유지 용량 커패시터(107)는 화소 전극에 인가된 전압이 일정 시간동안 유지되도록 한다. 예를 들어, 하나의 화소(103)는 박막 트랜지스터(105), 유지 용량 커패시터(107) 및 액정 용량 커패시터(109)를 포함할 수 있다.
하부 기판에 대향하는 상부 기판에는 블랙 매트릭스, 컬러 필터 및 공통 전극이 위치할 수 있다. 이외에도, 상부 기판에 형성된 컬러 필터, 블랙 매트릭스 및 공통 전극 중 적어도 하나가 하부 기판에 형성될 수 있으며, 공통 전극과 화소 전극이 모두 하부 기판에 형성된 경우에는 양 전극 중 적어도 하나는 선형 전극 형태로 형성될 수 있다.
액정층은 TN(Twisted nematic) 모드의 액정, VA(vertically aligned) 모드의 액정, ECB(Electrically controlled birefringence) 모드의 액정 등을 포함할 수 있다.
상부 기판의 외측면 및 하부 기판의 외측면에는 각각 편광판이 부착되어 있다. 또한, 기판과 편광판의 사이에 보상 필름이 추가될 수 있다.
백라이트 유닛(200)은 광원을 포함하며, 광원의 예로는 CCFL(cold cathode fluorescent lamp)과 같은 형광 램프, LED 등이 있다. 또한, 백라이트 유닛은 반사판, 도광판, 휘도 향상 필름 등을 추가로 포함할 수 있다.
도 2를 참고하면, 표시 기구(display apparatus)(50)는 표시 장치(display device)(100), 백라이트 유닛(200), 데이터 드라이버(140), 게이트 드라이버(120), 이미지 신호 처리부(160), 감마 전압 생성부(190), 휘도 제어부(210), 셔터 부재(300), 프레임 메모리(310), 프레임 변환 제어부(330), 스테레오 제어부(400) 등을 포함할 수 있다. 스테레오 제어부(400)는 3D 타이밍 신호와 3D 인에이블 신호(3D_En)를 휘도 제어부(210)로 전송할 수 있다. 휘도 제어부(210)는 백라이트 제어 신호를 백라이트 유닛(200)으로 전송할 수 있다. 백라이트 유닛(200)은 휘도 제어부(210)와 스테레오 제어부(400)를 통하여 백라이트 제어 신호에 의하여 켜질 수 있거나 꺼질 수 있다. 백라이트 유닛(200)으로 전송되는 백라이트 제어 신호는 소정 시간 동안 백라이트 유닛(200)을 켜지게 만들 수 있다. 예를 들면, 백라이트 유닛(200)으로 전송되는 백라이트 제어 신호는 수직 공백(VB, vertical blank)동안 또는 수직공백 이외의 시간 동안 백라이트 유닛(200)을 켜지게 만들 수 있다.
스테레오 제어부(400)는 3D 싱크 신호(3D_sync)를 셔터 부재(300)와 프레임 변환 제어부(330)으로 전송할 수 있다. 셔터 부재(300)는 스테레오 제어부(400)와 전기적으로 연결될 수 있다. 셔터 부재(300)는 무선 적외선 통신에 의하여 3D 싱크 신호(3D_sync)를 전송받을 수 있다. 셔터 부재(300)는 3D 싱크 신호(3D_sync) 또는 변형된 3D 싱크 신호에 반응하여 작동될 수 있다. 3D 싱크 신호(3D_sync)는 좌안 셔터 또는 우안 셔터를 열거나 닫을 수 있는 신호들을 모두 포함할 수 있다. 프레임 변환 제어부(330)는 제어 신호들(PCS, BIC)을 이미지 신호 처리부(160), 데이터 드라이버로 전송할 수 있다.
스테레오 제어부(400)는 디스플레이 데이터(DATA), 3D 인에이블 신호(3D_En), 그밖에 제어 신호들(CONT1)을 이미지 신호 처리부(160)로 전송할 수 있다. 이미지 신호 처리부(160)는 표시 장치(100)에 이미지를 표시하기 위하여 게이트 드라이버(120), 데이터 드라이버(140), 감마 전압 생성부(190) 등을 통하여 다양한 종류의 디스플레이 데이터(DATA')와 다양한 종류의 제어 신호들(CONT2, CONT3, CONT4)을 표시 장치(100)로 전송할 수 있다. 입체 영상 표시 장치에서 디스플레이 데이터(DATA)는 좌안 영상 데이터, 우안 영상 데이터 등을 포함할 수 있다.
한편, 도 1을 참고하면, 셔터 부재(300)는 안경 형의 셔터 글래스(30)일 수 있으나, 특별히 이에 한정되지 않으며, 기계식 셔터 안경 (고글), 광학식 셔터 안경 등을 포함할 수 있다. 셔터 글래스(30)는 표시 장치(100)와 동조되어 일정 주기로 우안 셔터(32, 32')와 좌안 셔터(31, 31')가 번갈아 가면서 빛을 차단하도록 형성되어 있다. 우안 셔터는 닫힌 상태(32) 또는 열린 상태(32')일 수 있으며, 좌안 셔터는 열린 상태(31) 또는 닫힌 상태(31')일 수 있다. 예를 들어, 우안 셔터가 열린 상태인 동안 좌안 셔터는 닫힌 상태일 수 있으며, 반대로 좌안 셔타가 열린 상태인 동안 우안 셔터는 닫힌 상태일 수 있다. 이외에도, 좌안 셔터와 우안 셔터는 모두 열린 상태일 수도 있고, 모두 닫힌 상태일 수도 있다.
셔터 글래스(30)의 셔터는 액정 표시 장치, 유기 발광 표시 장치, 전기 영동 표시 장치 등에 사용된 기술로 형성할 수 있으며, 특별히 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 셔터는 두 개의 투명한 도전막, 그 사이에 위치하는 액정층을 포함할 수 있다. 도전막의 표면에는 편광 필름이 위치할 수 있다. 셔터에 인가되는 전압에 의해 액정 물질이 회전하고, 그 회전에 의해 셔터가 열린 상태가 될 수도 있고, 닫힌 상태가 될 수도 있다.
예를 들어, 표시 장치(100)에 좌안 영상(101, 102)이 출력되고, 셔터 글래스(30)의 좌안 셔터(31)는 빛이 투과되는 열린 상태(OPEN)가 되고, 우안 셔터(32)는 빛을 차단하는 닫힌 상태(CLOSE)가 된다. 또한, 표시 장치(100)에 우안 영상(101', 102')이 출력되고, 셔터 글래스(30)의 우안 셔터(32')는 빛이 투과되는 열린 상태(OPEN)가 되고, 좌안 셔터(31')는 빛을 차단하는 닫힌 상태(CLOSE)가 된다. 따라서, 일정 시간 동안에는 왼쪽 눈에 의해서만 좌안 영상이 인식되고, 그 다음 일정 시간 동안에는 오른쪽 눈에 의해서만 우안 영상이 인식되며, 결국 좌안 영상과 우안 영상의 차이에 의해 깊이감을 갖는 입체 영상이 인식된다.
왼쪽 눈으로 인식되는 영상은 사각형(101) 및 삼각형(102)이 거리 α만큼 떨어져 있는 화상이다. 한편, 오른쪽 눈으로 인식되는 영상은 사각형(101') 및 삼각형(102')이 거리 β만큼 떨어져 있는 화상이다. 여기서 α와 β는 서로 다른 값을 가질 수 있다. 이와 같이 양 눈에서 인식되는 화상 간의 떨어진 거리가 다른 경우 이로 인하여 사각형과 삼각형에 서로 다른 거리 감을 가지게 되어 사각형 뒤로 삼각형이 떨어져 있다고 인식하게 되어 깊이감을 느끼게 된다. 삼각형과 사각형이 떨어져 있는 거리 α 및 β를 조절함으로써 양 물체가 떨어져 있다고 느끼는 거리(깊이감)를 조절할 수 있다.
좌안 영상(101, 102)과 우안 영상(101', 102')의 사이에는 소정의 계조 값을 가지는 이미지가 표시될 수 있다. 예를 들어, 블랙 이미지, 화이트 이미지, 회색 이미지 등이 표시될 수 있다. 소정의 계조 값을 가진 이미지가 표시 장치의 전체 화면에 삽입되었을 때, 좌안 영상(101, 102)과 우안 영상(101', 102') 사이의 크로스토크 현상이 감소될 수 있다.
도 1을 참고하면, 표시 장치(100)에 도시된 화살표 방향은 대략 열 방향으로 뻗어 있는 복수의 게이트선에 게이트 온 전압이 인가되는 순서를 나타낸다. 즉, 표시 장치(100)의 상부 게이트선에서부터 게이트 온 신호가 인가되어 하부의 게이트선까지 순차적으로 게이트 온 신호가 인가될 수 있다.
예를 들어, 표시 장치(100)는 좌안 영상(101, 102)을 아래와 같이 표시할 수 있다. 순차적으로 게이트선에 게이트 온 전압을 인가하여 해당 게이트선에 연결된 박막 트랜지스터를 통하여 화소 전극에 데이터 전압이 인가되도록 한다. 이 때, 인가되는 데이터 전압은 좌안 영상(101, 102)을 표현하기 위한 데이터 전압(이하 "좌안 데이터 전압"이라 함)이며, 인가된 좌안 데이터 전압은 유지 용량 커패시터에 의하여 일정 시간 동안 유지될 수 있다. 또한, 마찬가지 방식으로 우안 영상(101', 102')을 표현하기 위한 데이터 전압(이하 "우안 데이터 전압"이라 함)이 인가되고, 유지 용량 커패시터에 의하여 일정 시간 동안 유지될 수 있다.
입체 표시 장치의 신호 파형의 하나의 예로서, 도 3을 참고하면, 첫 번째 게이트선에서 마지막 게이트선까지 게이트 온 신호가 차례대로 인가되고, 우안 영상(R)이 차례대로 해당 게이트선에 연결되어 있는 복수의 화소에 인가되거나, 좌안 영상(L)이 차례대로 해당 게이트선에 연결되어 있는 복수의 화소에 인가될 수 있다. 여기서, 우안 영상(R)이 차례대로 해상 게이트선에 연결되어 있는 복수의 화소에 인가되는 동안, 우안 셔터는 열린 상태일 수 있고, 좌안 셔터는 닫힌 상태일 수 있다. 또한, 좌안 영상(L)이 차례대로 해상 게이트선에 연결되어 있는 복수의 화소에 인가되는 동안, 좌안 셔터는 열린 상태일 수 있고, 우안 셔터는 닫힌 상태일 수 있다.
우안 영상(R)의 입력 구간과 좌안 영상(L)의 입력 구간의 사이에는 소정의 계조 값을 가진 이미지가 입력될 수 있으며, 이를 계조 삽입(gray insertion)이라고 할 수 있다. 예를 들어, 표시 장치에 우안 영상(R)이 표시된 후, 전체 화면에 블랙, 화이트 등의 이미지가 표시되고, 다음에 좌안 영상(L)이 표시될 수 있다. 여기서 소정의 계조 값은 블랙 또는 화이트에 한정되지 않으며, 다양한 값을 가질 수 있다. 소정의 계조 값을 가진 이미지가 표시 장치의 전체 화면에 삽입되었을 때, 우안 영상과 좌안 영상 사이의 크로스토크 현상이 감소될 수 있다.
도 4를 참고하면, 2 개의 우안 영상이 입력된 후, 2 개의 좌안 영상이 입력되며, 이러한 동작이 반복된다. 예를 들어, N+1 프레임, N+3 프레임, N+5 프레임에는 정상적인 우안 영상과 정상적인 좌안 영상이 교대로 입력된다. 여기서 정상적인 우안 영상 또는 정상적인 좌안 영상은 비디오, 사진 등의 컨텐츠 정보를 갖는 것을 의미한다. N+2 프레임, N+4 프레임, N+6 프레임에는 모두 블랙 이미지가 입력되며, 이러한 블랙 이미지가 정상적인 우안 영상과 정상적인 좌안 영상 사이에 입력됨으로써, 정상적인 우안 영상과 정상적인 좌안 영상 사이의 크로스토크 현상이 감소될 수 있다.
도 4를 참고하면, 표시 장치(100)의 하나의 화면에 4 개의 영역(a, b, c, d)이 정의될 때, 각 영역에 인가되는 데이터 전압(Va, Vb, Vc, Vd)의 변화와 인가된 데이터 전압에 의해 각 영역에 표시되는 휘도(Ga, Gb, Gc, Gd)의 변화가 표시되어 있다. 또한, 셔터 부재(300)의 좌안 셔터의 휘도(GL)와 우안 셔터의 휘도(GR)가 표시되어 있고, 셔터 부재(300)를 통하여 시인된 표시 장치(100)의 휘도(La, Lb, Lc, Ld)가 표시되어 있다. 1 개의 프레임의 시간 간격은 4 ms일 수 있다.
블랙 데이터 전압(VB)예를 들어, a 영역에서, N+1 프레임과 N+2 프레임에 블랙 이미지를 표현하기 위한 데이터 전압(Vb)(이하 "블랙 데이터 전압"이라 함)이 연달아 인가되고, N+3 프레임에 화이트 이미지를 표현하기 위한 데이터 전압(Vw)(이하 "화이트 데이터 전압"이라 함)이 인가되고, N+4 프레임과 N+5 프레임에 다시 블랙 데이터 전압(VB)이 연달아 인가된다. a 영역의 데이터 전압(Va)이 표시 장치(100)에 인가되었을 때, 표시 장치(100)에 포함되어 있는 액정 물질의 응답 속도에 의하여, a 영역의 휘도(Ga)는 점차적으로 증가하거나 감소한다. 이에 따라, N+1 프레임, N+4 프레임, N+5 프레임에서 a 영역에 블랙 데이터 전압(VB)이 인가되었음에도 불구하고, 해당 프레임에서의 휘도는 0보다 큰 값을 갖는다. 즉, 해당 프레임에서 표시 장치(100)에 트루 블랙(true black)이 표시되지 않는다. 또한, N+3 프레임에서 a 영역에 화이트 데이터 전압(Vw)이 인가되었음에도 불구하고, N+3 프레임에서 표시 장치(100)에 트루 화이트(true white)가 표시되지 않는다. 연이은 프레임에 표시되는 영상들의 계조 차이가 클수록, 목표 휘도와 실제 휘도의 차이는 더 커질 수 있다. 반면, N+2 프레임에서 표시 장치에 실질적으로 트루 블랙이 표시될 수 있으며, 이는 N+2 프레임과 동일한 블랙 데이터 전압(VB)이 N+1 프레임에서 인가되었기 때문이다.
b 영역에서, N+1 프레임에 화이트 데이터 전압(Vw)보다 크기가 작은 보정된 화이트 데이터 전압(Vmw)이 인가되고, N+2 프레임에 블랙 데이터 전압(VB)이 인가되고, N+3 프레임에 보정된 화이트 데이터 전압(Vmw)이 인가되고, N+4 프레임에 블랙 데이터 전압(VB)이 인가되고, N+5 프레임에 보정된 화이트 데이터 전압(Vmw)이 인가된다. b 영역의 데이터 전압(Vb)이 표시 장치(100)에 인가되었을 때, 표시 장치(100)에 포함되어 있는 액정 물질의 응답 속도에 의하여, b 영역의 휘도(Gb)는 점차적으로 증가하거나 감소한다. b 영역에서는 블랙 데이터 전압(VB)과 보정된 화이트 데이터 전압(Vmw)이 교대로 반복하여 입력되고, 두 전압의 차이가 크기 때문에, 표시 장치(100)에 트루 블랙도 표시되지 않고 트루 화이트도 표시되지 않는다. 하지만, N+3 프레임에 화이트 데이터 전압(Vw)보다 크기가 작은 보정된 화이트 데이터 전압(Vmw)이 인가되기 때문에, N+3 프레임에서, b 영역에 표시되는 영상과 a 영역에 표시되는 영상은 사람에 의해 거의 인지되지 않을 정도로 유사한 휘도를 가질 수 있다. 즉, N+3 프레임에서 좌안 셔터는 오픈 상태이며, 좌안 셔터를 통하여 시인된 좌안 영상에서 a 영역의 휘도(La)와 b 영역의 휘도(Lb)는 유사한 휘도를 가질 수 있다. 결국, N+3 프레임에서 a 영역과 b 영역 사이에 크로스토크 현상이 감소될 수 있다.
여기서 크로스토크 현상은 하기 식 1에 의해 일반화되어 나타낼 수 있다.
[식 1]
Figure 112010075467936-pat00001
P와 Q는 각각 현재 프레임 정상 영상과 이전 프레임 정상 영상이며, 현재 프레임 정상 영상과 이전 프레임 정상 영상 사이에는 블랙 이미지가 표시될 수 있다. 예를 들어, P는 N+3 프레임의 좌안 영상이고, Q는 N+1의 우안 영상일 수 있다. 또는 P는 N+5 프레임의 우안 영상이고, Q는 N+3의 좌안 영상일 수 있다. Lum(Pw←Qw)는 이전 프레임 정상 영상과 현재 프레임 정상 영상이 모두 화이트 계조를 가질 때, 셔터를 통해 시인되는 현재 프레임 정상 영상의 휘도이다. Lum(PB←QB)는 이전 프레임 정상 영상과 현재 프레임 정상 영상이 모두 블랙 계조를 가질 때, 셔터를 통해 시인되는 현재 프레임 정상 영상의 휘도이다. Lum(Pw←QB)는 이전 프레임 정상 영상이 블랙 계조를 갖고 현재 프레임 정상 영상이 화이트 계조를 가질 때, 셔터를 통해 시인되는 현재 프레임 정상 영상의 휘도이다. 상기 식 1에 의하면, Lum(Pw←Qw)와 Lum(Pw←QB)의 차이를 감소시키거나 동일하게 할 때, 크로스토크 현상을 줄일 수 있다. 예를 들어, Lum(Pw←Qw) 값만 감소시키거나, Lum(Pw←QB) 값만 증가시키거나, 또는 Lum(Pw←Qw) 값을 감소시키면서 동시에 Lum(Pw←QB) 값을 증가시킬 수 있다. 상기 식 1에서 Lum는 패널 자체의 휘도일 수도 있다.
반면, 종래 기술처럼, N+3 프레임에서 a 영역과 b 영역 모두에 화이트 데이터 전압(Vw)이 인가되었을 때, 도 4에 도시된 것처럼, b 영역은 a 영역보다 더 높은 휘도를 갖게 되고, 이에 따라, N+3 프레임에서 a 영역과 b 영역의 휘도 차이가 발생하여 크로스토크 현상이 증대될 수 있다. a 영역에서는 N+1 프레임과 N+2 프레임에 연달아 블랙 데이터 전압(VB)이 인가되어 N+2 프레임에서의 영상이 트루 블랙으로 표시되지만, b 영역에서는 N+2 프레임에서의 영상이 트루 블랙으로 표시되지 않으므로, N+2 프레임이 끝나는 시점에서 a 영역과 b 영역의 액정의 응답 상태가 서로 다르다. 결국, a 영역과 b 영역에 동일한 화이트 데이터 전압(Vw)이 인가될 경우, a 영역은 b 영역보다 더 낮은 휘도를 갖는 것이다.
이외에도, N+2 프레임에서 a 영역에 블랙 데이터 전압(VB)보다 크기가 약간 큰 전압이 인가되었을 때, N+3 프레임에서 a 영역에 표시되는 계조는 도 4에 도시되어 있는 N+3 프레임에서 a 영역에 표시되는 계조보다 높을 수 있다. 이에 따라, N+3 프레임에서 b 영역에 화이트 데이타 전압(Vw)이 인가되었을 때 N+3 프레임에서 b 영역에 표시되는 계조는 N+3 프레임에서 a 영역에 표시되는 계조와 사람에 의해 거의 인지되지 않을 정도로 유사한 값을 가질 수 있다. 즉, N+3 프레임에서 좌안 셔터는 오픈 상태이며, 좌안 셔터를 통하여 시인된 좌안 영상에서 a 영역의 휘도(La)와 b 영역의 휘도(Lb)는 유사한 휘도를 가질 수 있다. 또는, N+2 프레임에서 a 영역에 인가하는 데이터 전압을 블랙 데이터 전압(VB)보다 크기를 약간 크게 하고, 동시에 N+3 프레임에서 b 영역에 인가하는 데이터 전압을 화이트 데이터 전압(Vw)보다 크기를 약간 작게 할 수 있다. 여기서, 데이터 전압의 크기는 N+2 프레임에서 셔터 부재를 통하여 a 영역이 블랙이라고 인지될 수 있는지 또는 N+3 프레임에서 셔터 부재를 통하여 b 영역이 화이트라고 인지될 수 있는지에 기초하여 조절될 수 있다.
구체적으로, 데이터 전압의 크기를 조절하기 위하여, 데이터 전압에 대응되는 계조에 대한 룩업 테이블(LUT, look-up table)에 기초할 수 있다. 예를 들어 룩업 테이블은 하기 표 1로 표시될 수 있다. 하기 표 1은 10 비트로 이루어진 디지털 형식의 계조 데이터를 표시한다. 하기 표 1에서, 가로축은 외부 그래픽 입력기로부터 입력된 이전 프레임 정상 영상의 계조이며, 세로축은 외부 그래픽 입력기로부터 입력된 현재 프레임 정상 영상의 계조이며, 테이블 값은 보정된 현재 프레임 정상 영상의 계조이다.
0 64 128 192 256 320 384 448 512 576 640 704 768 832 896 960 1024
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
64 84 64 28 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
128 268 256 128 88 68 52 40 32 0 0 0 0 0 0 0 0 0
192 412 408 272 192 152 120 104 92 76 64 52 44 28 20 0 0 0
256 492 492 392 300 256 220 184 160 136 116 108 100 84 76 64 64 64
320 576 576 500 404 360 320 296 260 224 200 180 152 132 116 104 100 100
384 652 652 596 496 460 408 384 356 316 284 240 248 224 196 164 148 148
448 708 708 696 608 556 504 472 448 424 400 372 340 320 292 264 232 228
512 776 776 776 704 652 608 580 544 512 492 472 448 420 396 368 344 340
576 828 828 824 772 732 688 664 624 600 576 560 536 504 476 752 432 424
640 868 868 864 828 788 756 732 704 684 656 640 620 600 564 536 512 496
704 920 920 920 884 844 828 800 784 760 740 728 704 688 664 640 616 600
768 968 968 968 964 908 880 856 848 828 812 800 780 768 756 736 712 696
832 1000 1000 1000 1000 972 956 932 912 896 888 872 864 844 832 820 800 788
896 1000 1000 1000 1000 1008 1000 996 984 968 960 956 936 928 912 896 884 872
960 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1016 1008 1008 1000 992 988 984 976 960 944
1024 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1023
상기 표 1에서는 화이트 계조 데이터를 1000으로 감소시키며, 기타 다른 계조 데이터는 후술하는 도6 내지 도 16에 기초하여 보정된 것을 예시적으로 나타낸 것이다. 이외에도, 화이트 계조 데이터는 셔터를 통한 화이트의 시인성이 저하되지 않는 범위에서, 1000 보다 크거나 작은 값을 가질 수 있다. 또한, 보정된 화이트 계조 데이터에 대해, 감마 값이 2.2가 되도록 각 계조 데이터에 대한 휘도 값을 보정하여, 영상 품질을 더욱 개선할 수 있다. 예를 들어, 감마 보정(gamma correction)은 하기 표 2에 기초할 수 있다.
Gray 0 1 2 3 4 5 ... 253 254 255 256
LUT 0 3 6 8 13 16 ... 971 981 991 1000
c 영역에서, N+1 프레임에 화이트 데이터 전압(Vw)이 인가되고, N+2 프레임, N+3 프레임 및 N+4 프레임에 블랙 데이터 전압(VB)이 연달아 인가되고, N+5 프레임에 다시 화이트 데이터 전압(Vw)이 연달아 인가된다. c 영역의 데이터 전압(Vc)이 표시 장치(100)에 인가되었을 때, 표시 장치(100)에 포함되어 있는 액정 물질의 응답 속도에 의하여, c 영역의 휘도(Gc)는 점차적으로 증가하거나 감소한다. 이에 따라, N+2 프레임, N+3 프레임에서 c 영역에 블랙 데이터 전압(VB)이 인가되었음에도 불구하고, 해당 프레임에서의 휘도는 0보다 큰 값을 갖는다. 즉, 해당 프레임에서 표시 장치(100)에 트루 블랙이 표시되지 않는다. 또한, N+1 프레임, N+5 프레임에서 c 영역에 화이트 데이터 전압(Vw)이 인가되었음에도 불구하고, N+1 프레임, N+5 프레임에서 표시 장치(100)에 트루 화이트가 표시되지 않는다. 반면, N+4 프레임에서 표시 장치에 실질적으로 트루 블랙이 표시될 수 있으며, 이는 N+4 프레임과 동일한 블랙 데이터 전압(VB)이 N+3 프레임에서 인가되었기 때문이다.
d 영역에서, N+1 프레임에 블랙 데이터 전압(VB)보다 크기가 큰 보정된 블랙 데이터 전압(VMB)이 인가되고, N+2 프레임에 블랙 데이터 전압(VB)이 인가되고, N+3 프레임에 보정된 블랙 데이터 전압(VMB)이 인가되고, N+4 프레임에 블랙 데이터 전압(VB)이 인가되고, N+5 프레임에 보정된 블랙 데이터 전압(VMB)이 인가된다. d 영역의 데이터 전압(Vd)이 표시 장치(100)에 인가되었을 때, 표시 장치(100)에 포함되어 있는 액정 물질의 응답 속도에 의하여, d 영역의 휘도(Gd)는 점차적으로 증가하거나 감소한다. d 영역에서는 블랙 데이터 전압(VB)과 보정된 블랙 데이터 전압(VMB)이 교대로 반복하여 입력된다. 이에 따라, N+3 프레임에 블랙 데이터 전압(VB)보다 크기가 큰 보정된 블랙 데이터 전압(VMB)이 인가되기 때문에, N+3 프레임에서, d 영역에 표시되는 영상과 c 영역에 표시되는 영상은 사람에 의해 거의 인지되지 않을 정도로 유사한 휘도를 가질 수 있다. 즉, N+3 프레임에서 좌안 셔터는 오픈 상태이며, 좌안 셔터를 통하여 시인된 좌안 영상에서 c 영역의 휘도(Lc)와 d 영역의 휘도(Ld)는 유사한 휘도를 가질 수 있다. 결국, N+3 프레임에서 c 영역과 d 영역 사이에 크로스토크 현상이 감소될 수 있다.
여기서 크로스토크 현상은 하기 식 2에 의해 일반화되어 나타낼 수 있다.
[식 2]
Figure 112010075467936-pat00002
P와 Q는 각각 현재 프레임 정상 영상과 이전 프레임 정상 영상이며, 현재 프레임 정상 영상과 이전 프레임 정상 영상 사이에는 블랙 이미지가 표시될 수 있다. 예를 들어, P는 N+3 프레임의 좌안 영상이고, Q는 N+1의 우안 영상일 수 있다. 또는 P는 N+5 프레임의 우안 영상이고, Q는 N+3의 좌안 영상일 수 있다. Lum(Pw←Qw)는 이전 프레임 정상 영상과 현재 프레임 정상 영상이 모두 화이트 계조를 가질 때, 셔터를 통해 시인되는 현재 프레임 정상 영상의 휘도이다. Lum(PB←QB)는 이전 프레임 정상 영상과 현재 프레임 정상 영상이 모두 블랙 계조를 가질 때, 셔터를 통해 시인되는 현재 프레임 정상 영상의 휘도이다. Lum(PB←Qw)는 이전 프레임 정상 영상이 화이트 계조를 갖고 현재 프레임 정상 영상이 블랙 계조를 가질 때, 셔터를 통해 시인되는 현재 프레임 정상 영상의 휘도이다. 상기 식 2에 의하면, Lum(PB←QB)와 Lum(PB←Qw)의 차이를 감소시키거나 동일하게 할 때, 크로스토크 현상을 줄일 수 있다. 예를 들어, Lum(PB←Qw) 값만 감소시키거나, Lum(PB←QB) 값만 증가시키거나, 또는 Lum(PB←Qw) 값을 감소시키면서 동시에 Lum(PB←QB) 값을 증가시킬 수 있다. 상기 식 2에서 Lum는 패널 자체의 휘도일 수도 있다.
반면, 종래 기술처럼, N+3 프레임에서 c 영역과 d 영역 모두에 블랙 데이터 전압(VB)이 인가되었을 때, d 영역은 c 영역보다 더 낮은 휘도를 갖게 되고, 이에 따라, N+3 프레임에서 c 영역과 d 영역의 휘도 차이가 발생하여 크로스토크 현상이 증대될 수 있다. 결국, c 영역과 d 영역에 동일한 블랙 데이터 전압(VB)이 인가될 경우, c 영역은 d 영역보다 더 높은 휘도를 갖는 것이다.
이외에도, N+1 프레임에서 c 영역에 화이트 데이터 전압(Vw)보다 크기가 약간 작은 전압이 인가되었을 때, N+3 프레임에서 c 영역에 표시되는 계조는 도 4에 도시되어 있는 N+3 프레임에서 c 영역에 표시되는 계조보다 낮을 수 있다. 이에 따라, N+3 프레임에서 d 영역에 블랙 데이타 전압(VB)이 인가되었을 때 N+3 프레임에서 d 영역에 표시되는 계조는 N+3 프레임에서 c 영역에 표시되는 계조와 사람에 의해 거의 인지되지 않을 정도로 유사한 값을 가질 수 있다. 즉, N+3 프레임에서 좌안 셔터는 오픈 상태이며, 좌안 셔터를 통하여 시인된 좌안 영상에서 c 영역의 휘도(Lc)와 d 영역의 휘도(Ld)는 유사한 휘도를 가질 수 있다. 또는, N+1 프레임에서 c 영역에 인가하는 데이터 전압을 화이트 데이터 전압(Vw)보다 크기를 약간 작게 하고, 동시에 N+3 프레임에서 d 영역에 인가하는 데이터 전압을 블랙 데이터 전압(VB)보다 크기를 약간 크게 할 수 있다. 여기서, 데이터 전압의 크기는 N+1 프레임에서 셔터 부재를 통하여 c 영역이 화이트라고 인지될 수 있는지 또는 N+3 프레임에서 셔터 부재를 통하여 d 영역이 블랙이라고 인지될 수 있는지에 기초하여 조절될 수 있다.
구체적으로, 데이터 전압의 크기를 조절하기 위하여, 데이터 전압에 대응되는 계조에 대한 룩업 테이블에 기초할 수 있다. 예를 들어 룩업 테이블은 하기 표 3으로 표시될 수 있다. 하기 표 3은 10 비트로 이루어진 디지털 형식의 계조 데이터를 표시한다. 하기 표 3에서, 가로축은 외부 그래픽 입력기로부터 입력된 이전 프레임 정상 영상의 계조이며, 세로축은 외부 그래픽 입력기로부터 입력된 현재 프레임 정상 영상의 계조이며, 테이블 값은 보정된 현재 프레임 정상 영상의 계조이다.
0 64 128 192 256 320 384 448 512 576 640 704 768 832 896 960 1024
0 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
64 84 64 28 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
128 268 256 128 88 68 52 40 32 10 10 10 10 10 10 10 10 10
192 412 408 272 192 152 120 104 92 76 64 52 44 28 20 10 10 10
256 492 492 392 300 256 220 184 160 136 116 108 100 84 76 64 64 64
320 576 576 500 404 360 320 296 260 224 200 180 152 132 116 104 100 100
384 652 652 596 496 460 408 384 356 316 284 240 248 224 196 164 148 148
448 708 708 696 608 556 504 472 448 424 400 372 340 320 292 264 232 228
512 776 776 776 704 652 608 580 544 512 492 472 448 420 396 368 344 340
576 828 828 824 772 732 688 664 624 600 576 560 536 504 476 752 432 424
640 868 868 864 828 788 756 732 704 684 656 640 620 600 564 536 512 496
704 920 920 920 884 844 828 800 784 760 740 728 704 688 664 640 616 600
768 968 968 968 964 908 880 856 848 828 812 800 780 768 756 736 712 696
832 1000 1000 1000 1000 972 956 932 912 896 888 872 864 844 832 820 800 788
896 1000 1000 1000 1000 1008 1000 996 984 968 960 956 936 928 912 896 884 872
960 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1016 1008 1008 1000 992 988 984 976 960 944
1024 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1023
상기 표 3에서는 블랙 계조 데이터를 10으로 증가시키며, 화이트 계조 데이터를 1000으로 감소시키며, 기타 다른 계조 데이터는 후술하는 도6 내지 도 16에 기초하여 보정된 것을 예시적으로 나타낸 것이다. 이외에도, 블랙 계조 데이터는 셔터를 통한 블랙의 시인성이 저하되지 않는 범위에서 10 보다 크거나 작은 값을 가질 수 있으며, 화이트 계조 데이터는 셔터를 통한 화이트의 시인성이 저하되지 않는 범위에서 1000 보다 크거나 작은 값을 가질 수 있다. 또한, 보정된 블랙 계조 데이터와 보정된 화이트 계조 데이터에 대해, 감마 값이 2.2가 되도록 각 계조 데이터에 대한 휘도 값을 보정하여, 영상 품질을 더욱 개선할 수 있다.
도 5를 참고하면, Lum(Pw←Qw), Lum(PB←QB), Lum(Pw←QB), Lum(PB←Qw)의 값을 조절할 때 발생할 수 있는 휘도 감소를 보상하기 위하여, V2D와 V3D 중 적어도 하나의 전압이 상향 조정될 수 있다. 예를 들어, 기존의 V2D와 V3D전압의 크기가 15 V일 때, 둘 중 적어도 하나는 18 V로 변경될 수 있다. 또한, 이전 프레임 정상 영상이 블랙 계조를 갖고 현재 프레임 정상 영상이 화이트 계조를 갖는 경우에 V3D가 15 V에서 18 V로 변경될 수 있다. 또한, 이전 프레임 정상 영상과 현재 프레임 정상 영상이 모두 화이트 계조를 갖는 경우에는 갖고 현재 프레임 정상 영상이 화이트 계조를 갖는 경우에 V3D가 15 V로 유지될 수 있다.
도 5에서 3D 영상이 입력될 때 3D 인에이블 신호는 하이 상태이고, 2D 영상이 입력될 때 3D 인에이블 신호는 로우 상태이다. 또한, V1 내지 V8은 차례대로 15 V, 8 V, 7 V, 0 V, 17.8 V, 9.2 V, 8.8 V, 0.2 V일 수 있다.
이하에서는 도 6 내지 도 11을 이용하여 액정 표시 패널에 인가하는 데이터 전압의 수정에 대하여 살펴본다.
도 6 및 도 7는 본 발명의 한 실시예에서 표시하고자 하는 화상을 도시한 도면이며, 도 8 및 도 9는 도 6 및 도 7의 실시예에서 실제로 표시되는 화상을 도시한 도면이고, 도 10은 도 8 및 도 9의 A 영역에서 변화하는 휘도 레벨을 도시한 그래프이고, 도 11은 도 9의 B 영역에서 변화하는 휘도 레벨을 도시한 그래프이다.
도 6은 N 프레임에서 왼쪽 눈으로 전달되는 화상을 표시한 액정 표시 패널을 나타내며, 도 7은 N+3 프레임에서 오른쪽 눈으로 전달되는 화상을 표시한 액정 표시 패널을 나타내고 있다.
도 6 및 도 7은 서로 중첩하는 영역(즉, 도 8 및 도 9에서 A로 표시되고 있는 영역)과 중첩하지 않는 영역(즉, 도 8 및 도 9에서 B로 표시되고 있는 영역)을 가진다. 한편, 도 6 및 도 7에서 사각형 외측 부분은 블랙을 표시하고 있다.
도 6 및 도 7과 같은 화상을 표시하기 위하여 액정 표시 패널에 전압을 인가하면 실제로는 도 8 및 도 9와 같은 화상이 표시된다. 즉, 왼쪽 눈으로 전달되는 화상과 오른쪽 눈으로 전달되는 화상이 서로 중첩하는 A 영역은 표시하고자 하는 휘도(G2)로 표시된다. 그렇지만, 양 화상이 중첩하지 않는 B 영역은 표시하고자 하는 휘도에 비하여 낮은 휘도(G1)로 표시된다.
그 이유는 각각 도 10 및 도 11에서 도시하고 있다.
도 10 및 도 11에서는 휘도 레벨의 변화를 프레임 기준으로 도시하고 있으며, G2는 표시하고자 하는 휘도 레벨이며, G1는 G2보다 낮은 휘도 레벨을 나타낸다.
먼저, A 영역의 휘도 레벨의 변화를 도 10을 통하여 살펴본다.
A 영역은 N 프레임에서 화상을 표시하는 화상 데이터 전압이 인가되고, N+1 프레임에서는 블랙 데이터 전압이 인가되고, N+2 프레임에서는 다시 동일한 화상 데이터 전압이 인가되고, N+3 프레임에서는 블랙 데이터 전압이 인가된다.
이와 같이 인가되는 경우 A 영역에서의 휘도 레벨 변화는 도 10과 같다. 즉, 블랙 데이터 전압이 인가되는 구간 전 후로 동일한 화상 데이터 전압이 인가되므로 표시 휘도에서 블랙 휘도로 떨어지는 기간이 짧아 N+1 프레임 및 N+3 프레임에서 블랙 보다 높은 휘도를 표시하게 되지만, 표시하고자 하는 휘도는 충분히 나타낼 수 있다. 즉, 왼쪽 눈으로 전달되는 화상과 오른쪽 눈으로 전달되는 화상은 목표 휘도가 시인된다.
한편, 삽입되는 데이터 전압은 블랙 데이터 전압이지만, 표시되는 화상은 블랙보다 높은 휘도를 나타내게 되는데, 이는 삽입되는 데이터 전압이 블랙 데이터 전압보다 높은 휘도를 나타내는 데이터 전압을 인가하는 경우와 같은 결과를 가진다.
한편, B 영역 중 도 9의 B 영역의 휘도 레벨은 도 11과 같이 변화한다. 즉, 총 4개의 프레임 중에 한번만 목표 휘도를 나타내는 영상 데이터 전압이 인가되고 나머지 프레임에서는 블랙 데이터 전압이 인가되므로 블랙으로 떨어지는 기간이 길어 블랙 화상은 충분히 낮은 휘도로 표현할 수 있지만, 데이터 전압이 인가되는 프레임에는 충분하게 높은 G2 휘도 레벨을 표시할 수 없고 이보다 낮은 G1 휘도 레벨만을 표시하게 된다. 그 결과 표시하고자 하는 휘도보다 낮은 휘도를 표시할 수 밖에 없다. 이는 도 8의 B 영역도 동일하다.
도 11과 같이 왼쪽으로 전달되는 화상과 오른쪽으로 전달되는 화상이 서로 중첩하지 않는 B 영역에서 발생하는 문제를 제거하기 위하여 B 영역에 인가하는 전압을 보정하여 인가할 필요가 있다. 이는 도 12에서 도시하고 있다.
도 12는 본 발명의 한 실시예에 따라 B 영역에 표시하는 휘도 레벨을 도시한 그래프이다. 여기서, G3은 수정된 데이터 전압에 따른 경우 표시되는 휘도 레벨을 나타낸다.
B 영역에서는 G2 휘도 레벨을 표시하여야 하지만, 응답속도가 늦어 G1 휘도 레벨만이 표시된다는 것은 도 11에서 살펴보았다. (도 12의 점선 그래프와 동일) 이와 같은 경우 일반적으로 A 영역에 인가하는 데이터 전압보다 높은 데이터 전압(도 12에서 G3 휘도 레벨을 표시할 수 있는 데이터 전압)을 인가하여 한 프레임동안 휘도 레벨이 빠르게 변하도록 하여 G2 휘도 레벨을 표시할 수 있도록 한다. (도 12의 실선 그래프 참조)
이와 같이 B 영역에서 인가하는 데이터 전압을 A 영역에서 인가하는 데이터 전압보다 높게 하여 액정층이 배향 방향을 더욱 빠르게 함으로써 B 영역에서도 목표로하는 휘도를 표시할 수 있도록 한다. 즉, 양 화상이 중첩하는 A 영역과 양 화상이 중첩하지 않는 B 영역에는 서로 다른 데이터 전압을 인가하지만, 동일한 휘도를 표시하게 된다.
이상의 실시예에서는 A 영역보다 B 영역에서 높은 데이터 전압을 인가하는 것을 기술하였지만, 낮은 데이터 전압을 인가하는 경우도 가능하다. 즉, 데이터 전압의 수정은 데이터 전압을 높게만 변경시키는 것이 아니고, 액정층의 배향 방향이 보다 빠르게 변동할 수 있도록 하는 방향으로 데이터 전압을 변경하는 것이다.
이상에서는 왼쪽으로 인가되는 화상용 데이터 전압과 오른쪽으로 인가되는 화상용 데이터 전압이 동일한 경우를 살펴보았다.
이하에서는 서로 다른 전압이 인가되는 경우에 인가하는 데이터 전압의 수정에 대하여 살펴보며, 이는 도 13 및 도 14에서 도시하고 있다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 한 실시예에서 왼쪽 눈으로 전달되는 화상과 오른쪽 눈으로 전달되는 화상간의 휘도 레벨 차이에 따른 표시 휘도 레벨을 도시한 그래프이다.
우선 도 13을 살펴본다. 도 13에서 왼쪽 눈으로 전달되는 화상은 Gp 휘도 레벨을 표시하고, 오른쪽 눈으로 전달되는 화상은 Gc 휘도 레벨을 표시하도록 하는 경우를 도시하고 있다.
한 프레임동안 Gc 휘도 레벨을 표시하도록 데이터 전압을 인가하면 도 13의 점선과 같이 Gf 휘도 레벨만을 표시할 뿐, Gc 휘도 레벨까지 표시하지 못한다. 그러므로 Gc 휘도 레벨보다 높은 휘도 레벨을 표시하는 데이터 전압을 인가하여 한 프레임동안 Gc 휘도 레벨을 표시할 수 있도록 하여야 한다.
한편, 도 14에서는 왼쪽 눈으로 전달되는 화상은 Gp 휘도 레벨을 표시하고, 오른쪽 눈으로 전달되는 화상은 Gc 휘도 레벨을 표시하도록 하는 경우를 도시하고 있다.
일반적으로 Gc 휘도 레벨을 표시하도록 데이터 전압을 인가하면 도 14의 점선과 같이 Gf 휘도 레벨을 표시할 뿐, Gc 휘도 레벨까지 떨어지지 못한다. 즉, N+1 프레임에서 인가된 삽입 데이터(블랙 데이터 또는 블랙 데이터보다 높은 휘도를 나타내는 데이터)가 충분히 낮은 휘도 레벨까지 떨어지지 못하므로 N+2 프레임에서는 상대적으로 높은 휘도 레벨를 표시하게 된다. 그러므로 Gc 휘도 레벨보다 낮은 휘도 레벨을 표시하는 데이터 전압을 인가하여 한 프레임동안 Gc 휘도 레벨로 떨어질 수 있도록 하여야 한다.
한편, 도 13 및 도 14에서는 블랙 데이터보다 높은 데이터 전압이 인가된 경우를 도시하고 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 데이터 전압이 인가된 경우 각각 표시하고자 하는 각각 휘도가 표시될 수 있도록 데이터 전압을 수정한다.
도 13 및 도 14와 같이 데이터 전압을 수정하는 것은 도 15와 같은 구조를 통하여 수행할 수 있다.
도 15는 본 발명의 한 실시예에 따른 입력 데이터 변환부를 도시한 개략도이다.
도 15에서 Gn 및 Gn-1은 이들 중 하나는 오른쪽 화상 데이터이고, 다른 하나는 왼쪽 화상 데이터를 나타내며, Gn이 왼쪽 화상 데이터인 경우에는 Gn-1은 오른쪽 화상 데이터이며, Gn이 오른쪽 화상 데이터인 경우에는 Gn-1은 왼쪽 화상 데이터이다.
도 15에서 LUT는 룩업 테이블을 나타내며, Gn과 Gn-1 값에 대하여 수정 계조 데이터(Gcn)가 저장되어 있다. 수정 계조 데이터(Gcn)는 도 6 내지 도 69 서로 중첩하는 영역과 중첩하지 않는 영역의 휘도 레벨이 동일하게 하는 데이터로, 도 12 내지 도 14와 같이 원 데이터에 비하여 크거나 작은 데이터값을 가질 수 있다.
즉, 먼저 입력된 화상 데이터(Gn-1)는 프레임 메모리(Frame Mem)에 저장되며, 다음에 데이터(Gn)가 입력되면, Gn과 Gn-1에 기초하여 룩업 테이블에서 수정 계조 데이터(Gcn)를 찾아서 출력한다. 출력된 수정 계조 데이터(Gcn)는 Gn 데이터 대신 화상을 표시하는 데이터로 사용된다.
위에서는 블랙 데이터에 대한 언급이 없는데, 블랙 데이터는 수정 계조 데이터(Gcn)와 다음 프레임의 수정 계조 데이터 사이에 삽입된다.
한편, 수정 계조 데이터(Gcn)는 데이터 전압으로 바뀌어 데이터선으로 인가된다.
한편, 도 6 내지 도 15와 같은 데이터의 수정은 액정층의 응답속도가 구동 속도를 못 따라오는 경우이므로 액정층이 충분히 빠른 응답속도를 가지거나 인가된 데이터가 충분히 빠르게 표시되는 경우에는 이와 같이 데이터 처리가 불필요할 수 있다.
위에서는 블랙 데이터 대신 블랙보다 높은 휘도를 나타내는 임의의 데이터를 삽입할 수도 있다고 기술하였는데, 이하에서는 이에 대하여 살펴본다.
일반적으로 왼쪽 화상 데이터와 오른쪽 화상 데이터 사이에는 블랙 데이터를 삽입할 수 있지만, 왼쪽 화상 데이터와 오른쪽 화상 데이터 간의 차이가 큰 경우에는 블랙 데이터를 인가하더라도 블랙을 표시할 수 없을 수 있으므로 이 경우에는 블랙보다 높은 휘도를 나타내는 삽입 데이터를 삽입할 수 있으며, 이는 도 16에서 순서도로 도시하고 있다.
도 16은 본 발명의 한 실시예에 따라 삽입 데이터를 결정하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 16에서 Gn-1은 왼쪽 화상 데이터 및 오른쪽 화상 데이터 중 하나를 나타내며, Gn은 나머지 하나를 나타낸다. Black_max는 저계조를 나타내는 데이터 중 정해진 최대의 계조 데이터값이고, White_min은 고계조를 나타내는 데이터 중 정해진 최소의 계조 데이터값이다.
즉, 왼쪽 화상 데이터에서 오른쪽 화상 데이터로 변하거나 그 반대의 경우에 양 데이터가 모두 Black_max와 White_min의 사이에 존재하지 않고, 이들 중 하나는 Black_max보다 낮은 데이터값이고, 다른 하나는 White_min보다 큰 값일 때에는 한 프레임 내에서 휘도 변경이 불가능하므로 블랙 데이터(black data)대신에 블랙 보다 높은 휘도를 나타내는 정해진 삽입 데이터(Specified gray data)를 인가하도록 하는 것이다. 그 결과 오른쪽 화상 데이터나 왼쪽 화상 데이터가 원하는 표시 휘도를 나타낼 수 있다.
여기서, Black_max, White_min 및 정해진 삽입 데이터(Specified gray data)값은 한 프레임의 기간 및 액정층의 반응속도에 따라서 정해진다.
이상과 같은 입체 영상 표시 장치에서는 셔터 부재(300)와 표시 장치(100, 200)간의 동작이 동기화될 필요가 있다. 동기화를 위하여 표시 장치내에는 별도의 동기 신호 발생부가 필요하며, 셔터 부재(300)에는 이를 수신하여 렌즈를 온/오프시키는 장치가 필요하다. 셔터 부재(300)와 표시 장치의 동기를 위하여 적외선(IR) 통신과 같이 빛을 이용하거나 블루투스(Bluetooth)와 같은 단거리 무선 통신을 이용할 수도 있다. 또한, 셔터 부재(300)와 표시 장치간에 유선으로 연결하여 동기화시킬 수도 있는 등 다양한 실시예가 존재할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 표시 장치 101, 102: 좌안 영상
101', 102': 우안 영상 30: 셔터 글래스
31, 31': 좌안 셔터 32, 32': 우안 셔터

Claims (20)

  1. 서로 인접하여 위치하는 제1 영역과 제2 영역을 포함하고, 좌안 영상과 우안 영상을 교대로 표시하고, 상기 좌안 영상과 상기 우안 영상의 사이에 미리 정해진 계조를 갖는 이미지를 표시하는 표시 장치
    를 포함하며,
    현재 프레임에서, 상기 제1 영역은 화이트 데이터 전압이 인가되고, 동시에 상기 제2 영역은 보정된 화이트 데이터 전압이 인가되고, 상기 보정된 화이트 데이터 전압은 상기 화이트 데이터 전압보다 작고,
    상기 현재 프레임에서, 상기 제1 영역에 표시되는 휘도와 상기 제2 영역에 표시되는 휘도는 실질적으로 동일한 입체 영상 표시 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에서,
    이전 프레임에서, 상기 제1 영역은 블랙 데이터 전압이 인가되고, 상기 제2 영역은 상기 화이트 데이터 전압이 인가되는 입체 영상 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 미리 정해진 계조는 블랙인 입체 영상 표시 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 화이트 데이터 전압보다 큰 전압이 상기 제1 영역에 인가되는 입체 영상 표시 장치.
  6. 제1항에서
    상기 표시 장치는 서로 인접하여 위치하는 제3 영역과 제4 영역을 포함하고,
    상기 현재 프레임에서, 상기 제3 영역은 블랙 데이터 전압이 인가되고, 동시에 상기 제4 영역은 보정된 블랙 데이터 전압이 인가되고, 상기 보정된 블랙 데이터 전압은 상기 블랙 데이터 전압보다 큰 입체 영상 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 현재 프레임에서, 상기 제3 영역에 표시되는 휘도와 상기 제4 영역에 표시되는 휘도는 실질적으로 동일한 입체 영상 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    이전 프레임에서, 상기 제3 영역은 화이트 데이터 전압이 인가되고, 상기 제4 영역은 상기 블랙 데이터 전압이 인가되는 입체 영상 표시 장치.
  9. 제1항에서,
    좌안 셔터와 우안 셔터를 포함하는 셔터 부재를 더 포함하는 입체 영상 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    이전 프레임에서 상기 제1 영역은 블랙 계조를 표시하고, 상기 제2 영역은 화이트 계조를 표시하고,
    상기 현재 프레임에서 상기 셔터 부재를 통해 시인되는 제1 영역의 휘도와 상기 현재 프레임에서 상기 셔터 부재를 통해 시인되는 제2 영역의 휘도가 실질적으로 동일한 입체 영상 표시 장치.
  11. 제9항에서,
    상기 표시 장치는 서로 인접하여 위치하는 제3 영역과 제4 영역을 포함하고,
    상기 현재 프레임에서, 상기 제3 영역은 블랙 데이터 전압이 인가되고, 동시에 상기 제4 영역은 보정된 블랙 데이터 전압이 인가되고, 상기 보정된 블랙 데이터 전압은 상기 블랙 데이터 전압보다 큰 입체 영상 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    이전 프레임에서 상기 제3 영역은 화이트 계조를 표시하고, 상기 제4 영역은 블랙 계조를 표시하고,
    상기 현재 프레임에서 상기 셔터 부재를 통해 시인되는 제3 영역의 휘도와 상기 현재 프레임에서 상기 셔터 부재를 통해 시인되는 제4 영역의 휘도가 실질적으로 동일한 입체 영상 표시 장치.
  13. 서로 인접하여 위치하는 제1 영역과 제2 영역을 포함하고, 좌안 영상과 우안 영상을 교대로 표시하고, 상기 좌안 영상과 상기 우안 영상의 사이에 미리 정해진 계조를 갖는 이미지를 표시하는 표시 장치
    를 포함하며,
    현재 프레임에서, 상기 제1 영역은 블랙 데이터 전압이 인가되고, 동시에 상기 제2 영역은 보정된 블랙 데이터 전압이 인가되고, 상기 보정된 블랙 데이터 전압은 상기 블랙 데이터 전압보다 크고,
    상기 현재 프레임에서, 상기 제1 영역에 표시되는 휘도와 상기 제2 영역에 표시되는 휘도는 실질적으로 동일한 입체 영상 표시 장치.
  14. 삭제
  15. 제13항에서,
    이전 프레임에서, 상기 제1 영역은 화이트 데이터 전압이 인가되고, 상기 제2 영역은 상기 블랙 데이터 전압이 인가되는 입체 영상 표시 장치.
  16. 서로 인접하여 위치하는 제1 영역과 제2 영역을 포함하는 표시 장치에서,
    좌안 영상, 미리 정해진 계조를 갖는 이미지, 그리고 우안 영상을 순서대로 표시하거나, 우안 영상, 상기 미리 정해진 계조를 갖는 이미지, 그리고 좌안 영상을 순서대로 표시하는 단계, 그리고
    현재 프레임에서, 상기 제1 영역은 화이트 데이터 전압이 인가되고, 동시에 상기 제2 영역은 보정된 화이트 데이터 전압이 인가되는 단계
    를 포함하고, 상기 보정된 화이트 데이터 전압은 상기 화이트 데이터 전압보다 작은 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
  17. 제16항에서,
    상기 현재 프레임에서, 상기 제1 영역에 표시되는 휘도와 상기 제2 영역에 표시되는 휘도는 실질적으로 동일한 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
  18. 제16항에서,
    이전 프레임에서, 상기 제1 영역은 블랙 데이터 전압이 인가되고, 상기 제2 영역은 상기 화이트 데이터 전압이 인가되는 단계를 더 포함하는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
  19. 제18항에서,
    상기 미리 정해진 계조는 블랙인 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
  20. 제16항에서,
    상기 화이트 데이터 전압보다 큰 전압이 상기 제1 영역에 인가되는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
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