KR20140000462A - 표시 장치 및 그것의 입체 영상 표시 방법 - Google Patents

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Abstract

표시 장치는, 복수의 픽셀들을 포함하는 표시 패널과, 좌안 영상 신호 및 우안 영상 신호를 포함하는 제1 영상 신호를 수신하고, 제2 영상 신호를 출력하는 타이밍 컨트롤러, 그리고 상기 타이밍 컨트롤러로부터의 상기 제2 영상 신호가 상기 표시 패널에 표시되도록 제어하는 영상 표시 제어부를 포함한다. 상기 타이밍 컨트롤러는, 제1 프레임의 제1 좌안 영상 신호 및 제1 우안 영상 신호를 순차적으로 상기 제2 영상 신호로서 출력하고, 제2 프레임의 제2 우안 영상 신호 및 제2 좌안 영상 신호를 순차적으로 상기 제2 영상 신호로서 출력한다.

Description

표시 장치 및 그것의 입체 영상 표시 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR DISPLAYING 3D IMAGE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 입체 영상을 표시할 수 있는 입체 영상 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 표시 장치는 2차원 평면 영상을 표시한다. 최근 영화, 의료영상, 게임, 광고, 교육, 군사 등 여러 분야에서 3차원 입체 영상에 대한 수요가 증가함에 따라 입체 영상 표시 장치가 개발되고 있다.
입체 영상 표시 장치는 사람의 두 눈을 통한 양안 시차(binocular parallax)의 원리를 이용하여 3차원 영상을 표시한다. 예를 들어, 사람의 두 눈은 일정 정도 떨어져 존재하기 때문에 각각의 눈으로 다른 각도에서 관찰한 영상은 뇌에 입력된다. 입체 영상 표시 장치는 이러한 과정을 거쳐 관찰자로 하여금 입체감을 느끼게 하여 공간감을 인식할 수 있게 한다.
이러한 입체 영상 표시 장치는 관찰자의 특수 안경의 착용 여부에 따라 안경식(stereo-scopic) 및 비안경식(auto stero-scopic)으로 구분할 수 있다. 비안경식에는 배리어(barrier) 방식, 렌티큘라(lenticular) 방식 등이 있다. 안경식은 편광 방식과 셔터 글래스 방식 등을 포함하고, 비안경식은 페러렉스 베리어(parallax barrier)방식 및 렌티큘라(lenticular) 방식 등을 포함한다.
특히 셔터 글래스 방식은 표시 패널에 좌안 영상과 우안 영상이 프레임 단위로 표시될 때 그에 동기하여 셔터 안경의 좌안 셔터와 우안 셔터를 번갈아 개폐함으로써 입체 영상을 구현한다. 액정 표시 장치를 입체 영상 표시 장치로 구현할 경우, 좌안 구간 동안 좌안 영상이 표시 패널에 표시된 후 우안 구간 동안 우안 영상이 표시될 때 액정의 느린 응답 속도로 인해 좌안 구간의 좌안 영상이 우안 구간의 우안 영상에 영향을 줄 수 있다. 이와 같이 이전 프레임의 영상이 다음 프레임의 영상에 영향을 주는 경우 화질이 저하되는 문제가 발생한다. 화질 저하 방지를 위한 입체 영상 표시 방법 가운데 하나는 좌안 영상과 우안 영상 사이에 블랙 영상을 삽입하는 것이다. 그러나 이는 입체 영상의 휘도를 저하시킬 수 있다.
따라서 본 발명의 목적은 입체 영상 표시시 휘도 저하를 최소화할 수 있는 표시 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 휘도 저하를 최소화하면서 입체 영상을 표시할 수 있는 표시 장치의 입체 영상 표시 방법을 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 의하면, 표시 장치는: 복수의 픽셀들을 포함하는 표시 패널과, 좌안 영상 신호 및 우안 영상 신호를 포함하는 제1 영상 신호를 수신하고, 제2 영상 신호를 출력하는 타이밍 컨트롤러, 그리고 상기 타이밍 컨트롤러로부터의 상기 제2 영상 신호가 상기 표시 패널에 표시되도록 제어하는 영상 표시 제어부를 포함한다. 상기 타이밍 컨트롤러는, 제1 프레임의 제1 좌안 영상 신호 및 제1 우안 영상 신호를 순차적으로 상기 제2 영상 신호로서 출력하고, 제2 프레임의 제2 우안 영상 신호 및 제2 좌안 영상 신호를 순차적으로 상기 제2 영상 신호로서 출력한다.
이 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 프레임들은 연속하는 프레임들이다.
이 실시예에 있어서, 일련의 프레임들 중 상기 제1 프레임은 홀수 번째 프레임이고, 상기 제2 프레임은 짝수 번째 프레임인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
이 실시예에 있어서, 상기 표시 패널로 광을 제공하는 백라이트 유닛을 더 포함하되, 상기 타이밍 컨트롤러는 상기 백라이트 유닛을 제어하기 위한 백라이트 제어 신호를 더 출력한다.
이 실시예에 있어서, 상기 타이밍 컨트롤러는, 상기 제1 우안 영상 신호 및 상기 제2 우안 영상 신호가 상기 표시 패널에 표시되는 제1 구간 동안 그리고 상기 제2 좌안 영상 신호 및 상기 제1 좌안 영상 신호가 상기 표시 패널에 표시되는 제2 구간 동안 상기 백라이트 유닛이 온되도록 상기 백라이트 제어 신호를 출력한다.
이 실시예에 있어서, 상기 타이밍 컨트롤러는, 상기 제1 구간과 상기 제2 구간동안 상기 백라이트 유닛이 온되도록 상기 백라이트 제어 신호를 출력하되, 상기 제1 구간과 상기 제2 구간 각각에서 소정 시간 동안 상기 백라이트 유닛이 오프되도록 상기 백라이트 제어 신호를 출력한다.
이 실시예에 있어서, 상기 타이밍 컨트롤러는, 좌안 셔터 및 우안 셔터를 포함하는 셔터 안경을 제어하기 위한 좌안 셔터 제어 신호 및 우안 셔터 제어 신호를 더 출력한다.
이 실시예에 있어서, 상기 타이밍 컨트롤러는, 상기 제1 구간 동안 상기 우안 셔터가 개방되도록 그리고 상기 제2 구간 동안 상기 좌안 셔터가 개방되도록 상기 좌안 셔터 제어 신호 및 상기 우안 셔터 제어 신호를 출력한다.
이 실시예에 있어서, 상기 타이밍 컨트롤러는, 상기 제1 구간 동안 상기 우안 셔터가 개방되도록 그리고 상기 제2 구간 동안 상기 좌안 셔터가 개방되도록 상기 좌안 셔터 제어 신호 및 상기 우안 셔터 제어 신호를 출력하되, 상기 제1 구간 중 소정 시간동안 상기 우안 셔터가 닫히도록 그리고 상기 제2 구간 중 소정 시간 동안 상기 좌안 셔터가 오프되도록 상기 좌안 셔터 제어 신호 및 상기 우안 셔터 제어 신호를 출력한다.
이 실시예에 있어서, 상기 표시 장치는, 외부로부터의 영상 신호를 상기 좌안 영상 신호 및 상기 우안 영상 신호를 포함하는 상기 제1 영상 신호로 변환해서 상기 타이밍 컨트롤러로 제공하는 스케일러를 더 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 제1 영상 신호의 주파수는 상기 영상 신호의 주파수보다 2배 빠르다.
본 발명의 다른 특징에 따른 표시 장치는, 복수의 픽셀들을 포함하는 표시 패널과, 외부로부터 입력되는 제1 프레임의 영상 신호를 제1 좌안 영상 신호 및 제1 우안 영상 신호로 분리해서 순차적으로 제1 영상 신호로서 출력하고, 제2 프레임의 상기 영상 신호를 제2 우안 영상 신호 및 제2 좌안 영상 신호로 분리해서 순차적으로 상기 제1 영상 신호로서 출력하는 스케일러와, 상기 제1 영상 신호를 상기 표시 패널에 적합한 제2 영상 신호로 변환해서 출력하는 타이밍 컨트롤러, 그리고 상기 타이밍 컨트롤러로부터의 상기 제2 영상 신호가 상기 표시 패널에 표시되도록 제어하는 영상 표시 제어부를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 제1 프레임은 일련의 프레임들 중 홀수 번째 프레임이고, 상기 제2 프레임은 상기 일련의 프레임들 중 짝수 번째 프레임이다.
이 실시예에 있어서, 상기 표시 장치는, 상기 표시 패널로 광을 제공하는 백라이트 유닛을 더 포함하되, 상기 타이밍 컨트롤러는 상기 제1 우안 영상 신호 및 상기 제2 우안 영상 신호가 상기 표시 패널에 표시되는 제1 구간 동안 그리고 상기 제2 좌안 영상 신호 및 상기 제1 좌안 영상 신호가 상기 표시 패널에 표시되는 제2 구간 동안 상기 백라이트 유닛이 온되도록 백라이트 제어 신호를 출력한다.
이 실시예에 있어서, 상기 타이밍 컨트롤러는, 상기 제1 구간과 상기 제2 구간동안 상기 백라이트 유닛이 온되도록 상기 백라이트 제어 신호를 출력하되, 상기 제1 구간과 상기 제2 구간 각각에서 소정 시간 동안 상기 백라이트 유닛이 오프되도록 상기 백라이트 제어 신호를 출력한다.
이 실시예에 있어서, 상기 타이밍 컨트롤러는, 좌안 셔터 및 우안 셔터를 포함하는 셔터 안경을 제어하기 위한 좌안 셔터 제어 신호 및 우안 셔터 제어 신호를 더 출력하되, 상기 제1 구간 동안 상기 우안 셔터가 열리도록 그리고 상기 제2 구간 동안 상기 좌안 셔터가 열리도록 상기 좌안 셔터 제어 신호 및 상기 우안 셔터 제어 신호를 출력한다.
이 실시예에 있어서, 상기 타이밍 컨트롤러는, 상기 제1 구간 동안 상기 우안 셔터가 열리도록 그리고 상기 제2 구간 동안 상기 좌안 셔터가 열리도록 상기 좌안 셔터 제어 신호 및 상기 우안 셔터 제어 신호를 출력하되, 상기 제1 구간 중 소정 시간동안 상기 우안 셔터가 닫히도록 그리고 상기 제2 구간 중 소정 시간 동안 상기 좌안 셔터가 닫히도록 상기 좌안 셔터 제어 신호 및 상기 우안 셔터 제어 신호를 출력한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 복수의 픽셀들을 포함하는 표시 장치에서 입체 영상을 표시하기 위한 방법은: 제1 좌안 영상 신호 및 제1 우안 영상 신호를 수신하는 단계와, 제2 좌안 영상 신호 및 제2 우안 영상 신호를 수신하는 단계와, 상기 제1 좌안 영상 신호와 상기 제1 우안 영상 신호를 순차적으로 상기 복수의 픽셀들로 제공하는 단계, 그리고 상기 제2 우안 영상 신호와 상기 제2 좌안 영상 신호를 순차적으로 상기 복수의 픽셀들로 제공하는 단계를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 제1 프레임의 제1 영상 신호는 상기 제1 좌안 영상 신호와 상기 제1 우안 영상 신호를 포함하고, 제2 프레임의 상기 제1 영상 신호는 상기 제2 좌안 영상 신호와 상기 제2 우안 영상 신호를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 제1 프레임은 일련의 프레임들 중 홀수 번째 프레임이고, 상기 제2 프레임은 상기 일련의 프레임들 중 짝수 번째 프레임이다.
이 실시예에 있어서, 상기 입체 영상 표시 방법은, 백라이트 유닛을 제어하기 위한 백라이트 제어 신호를 출력하는 단계를 더 포함하되, 상기 백라이트 제어 신호는 상기 제1 우안 영상 신호 및 상기 제2 우안 영상 신호가 상기 표시 패널에 표시되는 제1 구간 동안 그리고 상기 제2 좌안 영상 신호 및 상기 제1 좌안 영상 신호가 상기 표시 패널에 표시되는 제2 구간 동안 상기 백라이트 유닛이 온되도록 출력된다.
이 실시예에 있어서, 상기 입체 영상 표시 장치는, 좌안 셔터 및 우안 셔터를 포함하는 셔터 안경을 제어하기 위한 좌안 셔터 제어 신호 및 우안 셔터 제어 신호를 출력하는 단계를 더 포함하되, 상기 좌안 셔터 제어 신호 및 상기 우안 셔터 제어 신호는 상기 제1 구간 동안 상기 우안 셔터가 열리도록 그리고 상기 제2 구간 동안 상기 좌안 셔터가 개방되도록 출력된다.
이와 같은 본 발명의 구성에 의하면, 연속된 2 프레임 동안 좌안 영상을 연이어 출력하고, 다음 2 프레임동안 우안 영상을 연이어 출력함으로써 백라이트 오프 시간이 감소되므로 입체 영상 표시 장치에 표시되는 입체 영상의 휘도 저하를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 스케일러 및 타이밍 컨트롤러의 입력 신호와 출력 신호를 보여주는 도면이다.
도 4도 3은 도 2에 도시된 제2 영상 신호에 의해서 표시 패널에 표시되는 영상과 백라이트 제어 신호, 좌안 셔터 제어 신호 그리고 우안 셔터 제어 신호의 관계를 보여주는 타이밍도이다.
도 5도 4는 도 2에 도시된 제2 영상 신호에 의해서 표시 패널에 표시되는 영상과 백라이트 제어 신호, 좌안 셔터 제어 신호 그리고 우안 셔터 제어 신호의 다른 실시예에 따른 타이밍도이다.
도 6도 5는 도 4에 도시된 예에서 백라이트 제어 신호의 오프 시간(toff1)이 변경된 예를 보여주는 타이밍도이다.
도 7도 6은 도 2에 도시된 제2 영상 신호에 의해서 표시 패널에 표시되는 영상과 백라이트 제어 신호, 좌안 셔터 제어 신호 그리고 우안 셔터 제어 신호의 또다른 실시예에 따른 타이밍도이다.
도 8도 7은 도 1에 도시된 백라이트 유닛의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 9도 8은 광 발생 블록들이 순차적으로 온/오프 되는 것을 예시적으로 보여주는 타이밍도이다.
도 10도 9는 도 1에 도시된 스케일러 및 타이밍 컨트롤러의 본 발명의 다른 실시예에 따른 동작에 의한 제1 및 제2 영상 신호들을 보여주는 도면이다.
도 11도 10은 도 1에 도시된 표시 장치의 동작 방법을 보여주는 도면이다.
도 12도 11은 도 1에 도시된 타이밍 컨트롤러의 본 발명의 다른 실시예에 따른 동작에 의한 제1 및 제2 영상 신호들을 보여주는 도면이다.
도 13도 12는 도 11에 도시된 제2 영상 신호에 의해서 표시 패널에 표시되는 영상과 백라이트 제어 신호, 좌안 셔터 제어 신호 그리고 우안 셔터 제어 신호의 관계를 보여주는 타이밍도이다.
도 13은 도 1에 도시된 타이밍 컨트롤러의 본 발명의 다른 실시예에 따른 동작에 의한 제1 및 제2 영상 신호들을 보여주는 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 3D TV 시스템을 보여주는 도면이다.
도 16은 방송국으로부터 제공되는 방송 신호가 도 15에 도시된 3D TV 시스템의 표시 패널에 표시되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 블루레이 디스크로부터 제공되는 방송 신호가 도 15에 도시된 3D TV 시스템의 표시 패널에 표시되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(100)는 표시 패널(110), 스케일러(120), 타이밍 컨트롤러(130), 데이터 드라이버(140), 게이트 드라이버(150) 그리고 백라이트 유닛(160)을 포함한다. 표시 장치(100)는 셔터 안경(170)을 더 포함할 수 있다. 데이터 드라이버(140) 및 게이트 드라이버(150)는 표시 패널(110)에 영상이 표시되도록 제어하는 영상 표시 제어부로서 기능한다.
표시 패널(110)은 영상을 표시한다. 표시 패널(110)은 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 액정 표시 패널(liquid crystal display panel), 유기 전계 발광 표시패널(organic light emitting display panel), 전기영동 표시패널(electrophoretic display panel), 일렉트로웨팅 표시패널(electrowetting display panel) 등이 채용될 수 있다. 이 실시예에서 표시 패널(110)은 액정 표시패널인 것을 예로써 설명한다.
표시 패널(110)은 제1 방향(X1)으로 신장된 복수의 게이트 라인들(G1~Gn)과 제2 방향(X2)으로 신장된 복수의 데이터 라인들(D1~Dm) 그리고 복수의 게이트 라인들(G1~Gn)과 복수의 데이터 라인들(D1~Dm)이 교차하는 교차 영역에 매트릭스의 형태로 배열된 복수의 픽셀들(PX)을 포함한다. 복수의 데이터 라인들(D1~Dm)과 복수의 게이트 라인들(G1~Gn)은 서로 절연되어 있다. 픽셀들(203) 각각은 박막 트랜지스터(T1), 액정 커패시터(CLC) 및 스토리지 커패시터(CST)로 이루어진다.
복수의 픽셀들(PX)은 동일한 구조로 이루어진다. 따라서, 하나의 픽셀의 구성을 설명함으로써, 픽셀들(PX) 각각에 대한 설명은 생략한다. 픽셀(PX)의 박막 트랜지스터(TR)는 복수 게이트 라인(G1~Gn) 중 제1 게이트 라인(G1)에 연결된 게이트 전극, 복수의 데이터 라인(D1~Dm) 중 제1 데이터 라인(D1)에 연결된 소스 전극 및 액정 커패시터(CLC)와 스토리지 커패시터(CST)에 연결된 드레인 전극을 구비한다. 액정 커패시터(CLC)와 스토리지 커패시터(CST) 각각의 일단은 박막 트랜지스터(T1)의 드레인 전극에 병렬 연결된다. 액정 커패시터(CLC)와 스토리지 커패시터(CST) 각각의 타단은 공통 전압과 연결될 수 있다.
스케일러(120)는 입체 모드 신호(3D_EN)에 응답해서 외부로부터의 영상 신호(DATA)를 제1 영상 신호(DATA1)로 변환한다. 외부로부터의 영상 신호는 방송국 또는 컴퓨터 등과 같은 호스트로부터 제공될 수 있다. 스케일러(120)는 입체 표시 모드 동안, 영상 신호(DATA)를 좌안 영상 신호 및 우안 영상 신호로 분리하고, 좌안 영상 신호 및 우안 영상 신호 각각을 제1 영상 신호(DATA1)로서 순차적으로 출력한다.
타이밍 컨트롤러(130)는 스케일러(120)로부터 제1 영상 신호(DATA1)를 입력받고, 외부로부터 제어 신호들(CTRL) 예를 들면, 수직 동기 신호, 수평 동기 신호, 메인 클럭 신호 및 데이터 인에이블 신호 등을 제공받는다. 타이밍 컨트롤러(130)는 제어 신호들(CTRL)에 기초하여 제1 영상 신호(DATA1)를 표시 패널(110)의 동작 조건에 맞게 처리한 제2 영상 신호(DATA2) 및 제1 제어 신호(CTRL1)를 데이터 드라이버(140)로 제공하고, 제2 제어 신호(CTRL2)를 게이트 드라이버(150)로 제공한다. 제1 제어 신호(CTRL1)는 수평 동기 시작 신호, 클럭 신호 및 라인 래치 신호를 포함하고, 제2 제어 신호(CTRL2)는 수직 동기 시작 신호, 출력 인에이블 신호, 게이트 펄스 신호, 그리고 더미 인에이블 신호를 포함할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(130)는 표시 패널(110)의 픽셀들(PX)의 배열 및 디스플레이 주파수 등에 따라서 제2 영상 신호(DATA2)를 다양하게 변경하여 출력할 수 있다.
특히, 타이밍 컨트롤러(130)는 제1 프레임의 제1 영상 신호(DATA1)에 포함된 제1 좌안 영상 신호 및 제1 우안 영상 신호를 순차적으로 제2 영상 신호(DATA2)로서 출력하고, 제2 프레임의 제1 영상 신호(DATA1)에 포함된 제2 우안 영상 신호 및 제2 좌안 영상 신호를 순차적으로 제2 영상 신호(DATA2)로서 출력한다. 제1 및 제2 프레임들은 연속하는 프레임이다. 예컨대, 일련의 프레임들 중 제1 프레임은 홀수 번째 프레임이고, 제2 프레임은 짝수 번째 프레임이다. 반대로 일련의 프레임들 중 제1 프레임은 짝수 번째 프레임이고, 제2 프레임은 홀수 번째 프레임일 수 있다.
타이밍 컨트롤러(130)는 백라이트 유닛(160)을 제어하기 위한 백라이트 제어 신호(BLC)와 셔터 안경(170)의 좌안 셔터 및 우안 셔터를 각각 제어하기 위한 좌안 셔터 제어 신호(STLC) 및 우안 셔터 제어 신호(STRC)를 출력한다.
데이터 드라이버(140)는 타이밍 컨트롤러(130)로부터의 제2 영상 신호(DATA2) 및 제1 제어 신호(CTRL1)에 응답해서 데이터 라인들(D1~Dm)을 구동한다.
게이트 드라이버(150)는 타이밍 컨트롤러(130)로부터의 제2 제어 신호(CTRL2)에 응답해서 게이트 라인들(G1~Gn)을 구동한다. 게이트 드라이버(150)는 게이트 구동 IC(Integrated circuit)를 포함할 수 있다. 게이트 드라이버(150)는 산화물 반도체, 비정질 반도체, 결정질 반도체, 다결정 반도체 등을 이용한 회로로도 구현될 수 있다.
백라이트 유닛(160)은 표시 패널(110)의 하부에 픽셀들(PX)에 대향하여 배열된다. 백라이트 유닛(160)은 타이밍 컨트롤러(130)로부터의 백라이트 제어 신호(BLC)에 응답해서 온/오프될 수 있다.
셔터 안경(170)은 타이밍 컨트롤러(130)로부터의 좌안 셔터 제어 신호(STLC)에 응답해서 좌안 셔터(STL)를 개폐하고, 및 우안 셔터 제어 신호(STRC)에 응답해서 우안 셔터(STR)를 개폐한다. 타이밍 컨트롤러(130)는 좌안 셔터 제어 신호(STLC) 및 우안 셔터 제어 신호(STRC)를 무선으로 전송하기 위한 무선 전송부를 포함할 수 있고, 셔터 안경(170)은 좌안 셔터 제어 신호(STLC) 및 우안 셔터 제어 신호(STRC)를 수신하기 위한 무선 수신부를 포함할 수 있다. 표시 패널(110)에 좌안 영상이 표시되는 동안 셔터 안경(170)의 좌안 셔터(STL)는 열리고, 우안 셔터(STR)는 닫힌다. 또한 표시 패널(110)에 우안 영상이 표시되는 동안 셔터 안경(170)의 좌안 셔터(STL)는 닫히고, 우안 셔터(STR)는 열린다. 그러므로 셔터 안경(170)을 착용한 사용자는 3차원 영상을 감상할 수 있게 된다.
도 2는 도 1에 도시된 스케일러 및 타이밍 컨트롤러의 입력 신호와 출력 신호를 보여주는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 스케일러(120)는 외부로부터 영상 신호(DATA)를 수신한다. 스케일러(120)는 수신된 영상 신호(DATA) 중 한 프레임의 영상 신호를 좌안 영상 신호와 우안 영상 신호로 분리한다. 예컨대, 제1 프레임(F(i+1))의 영상 신호(IM1)는 제1 좌안 영상 신호(L1)와 제1 우안 영상 신호(R1)로 분리되고, 제2 프레임(F(i+2))의 영상 신호(IM2)는 제2 좌안 영상 신호(L2)와 제2 우안 영상 신호(R2)로 분리된다.
스케일러(120)는 한 프레임의 좌안 영상 신호와 우안 영상 신호를 제1 영상 신호(DATA1)로서 순차적으로 출력한다. 스케일러(120)로부터 출력되는 제1 영상 신호(DATA1)의 주파수는 영상 신호(DATA)의 주파수보다 2배 빠르다. 예컨대, 외부로부터 제공되는 영상 신호(DATA)의 주파수가 60Hz인 경우, 스케일러(120)로부터 출력되는 제1 영상 신호(DATA1)의 주파수는 120Hz이다.
타이밍 컨트롤러(130)는 스케일러(120)로부터의 제1 영상 신호(DATA1)를 표시 패널(140)에 동작 조건에 맞게 처리한 제2 영상 신호(DATA2)로 변환해서 출력한다. 입체 모드 신호(3D_EN)가 입체 표시 모드를 나타낼 때(예를 들면, 하이 레벨) 타이밍 컨트롤러(130)는 일련의 프레임들의 제1 영상 신호(DATA1)의 순서를 변경한 제2 영상 신호(DATA2)를 출력할 수 있다.
예컨대, 제1 프레임(F(i+1))의 제1 좌안 영상 신호(L1)와 제1 우안 영상 신호(R1)는 그대로 순차적으로 제1 출력 프레임(OF(k+1))과 제2 출력 프레임(OF(k+2)) 동안 순차적으로 제2 영상 신호(DATA2)로서 출력된다. 제2 프레임(F(i+2))의 제2 좌안 영상 신호(L2)와 제2 우안 영상 신호(R2)는 제3 출력 프레임(OF(k+3))과 제4 출력 프레임(OF(k+4)) 동안 제2 우안 영상 신호(R2)와 제2 좌안 영상 신호(L2) 순으로 제2 영상 신호(DATA2)로서 출력된다.
즉, 홀수 번째 프레임들(F(i+1), F(i+3), ...)의 제1 영상 신호(DATA1) 내 좌안 영상 신호와 우안 영상 신호는 순차적으로 제2 영상 신호(DATA2)로서 출력된다. 한편 짝수 번째 프레임들(F(i+2), F(i+4), ...)의 제1 영상 신호(DATA1) 내 좌안 영상 신호와 우안 영상 신호는 역순으로 즉, 우안 영상 신호와 좌안 영상 신호 순으로 제2 영상 신호(DATA2)로서 출력된다.
결과적으로, 타이밍 컨트롤러(130)로부터 출력되는 제2 영상 신호(DATA2)는 첫 번째 좌안 영상 신호(L1)가 출력되는 제1 출력 프레임(OF(k+1))을 제외한 나머지 출력 프레임들에서 2개의 출력 프레임마다 우안 구간과 좌안 구간이 반복적으로 나타난다.
도 3은 도 2에 도시된 제2 영상 신호에 의해서 표시 패널에 표시되는 영상과 백라이트 제어 신호, 좌안 셔터 제어 신호 그리고 우안 셔터 제어 신호의 관계를 보여주는 타이밍도이다.
도 3을 참조하면, 제1 출력 프레임(OF(k+1)) 동안 도 1에 도시된 게이트 라인들(G1-Gn)이 순차적으로 구동됨에 따라서 표시 패널(110)에 제1 좌안 영상 신호(L1)가 표시된다. 마찬가지로, 제2 출력 프레임(OF(k+2)) 동안에는 제1 우안 영상 신호(R1)가, 제3 출력 프레임(OF(k+3)) 동안에는 제2 우안 영상 신호(R2)가, 제4 출력 프레임(OF(k+4)) 동안에는 제2 좌안 영상 신호(L2)가 그리고 제5 출력 프레임(OF(k+5)) 동안에는 제3 좌안 영상 신호(L3)가 표시 패널(110)에 표시된다.
그러므로 제1 출력 프레임(OF(k+1))을 제외한 나머지 출력 프레임들에서 2개의 출력 프레임마다 우안 구간과 좌안 구간이 반복적으로 나타난다. 즉, 제1 및 제2 우안 영상 신호들(R1, R2)이 출력되는 제2 출력 프레임(OF(k+2))과 제3 출력 프레임(OF(k+3))은 우안 구간이고, 제2 및 제3 좌안 영상 신호들(L2, L3)이 출력되는 제4 출력 프레임(OF(k+4))과 제5 출력 프레임(OF(k+5))은 좌안 구간이다.
도 1에 도시된 타이밍 컨트롤러(130)는 좌안 영상 신호가 표시 패널(110)에 표시되는 좌안 구간 동안 좌안 셔터(STL)가 열리고 우안 셔터(STR)가 닫히도록 좌안 셔터 제어 신호(STLC) 및 우안 셔터 제어 신호(STRC)를 출력된다. 마찬가지로 타이밍 컨트롤러(130)는 우안 영상 신호가 표시 패널(110)에 표시되는 우안 구간 동안 좌안 셔터(STL)가 닫히고 우안 셔터(STR)가 열리도록 좌안 셔터 제어 신호(STLC) 및 우안 셔터 제어 신호(STRC)를 출력된다.
그러므로 좌안 셔터 신호(STLC)는 좌안 영상 신호가 출력되는 출력 프레임들(OF(k+1), OF(k+4), OF(k+5)) 즉, 제1 출력 프레임(OF(k+1))과 좌안 구간에서 하이 레벨이고, 나머지 구간들에서 로우 레벨로 설정된다. 또한 우안 셔터 신호(STRC)는 우안 영상 신호가 출력되는 출력 프레임들(OF(k+2), OF(k+3)) 즉, 우안 구간에서 하이 레벨이고, 나머지 구간들에서 로우 레벨로 설정된다.
도 1에 도시된 타이밍 컨트롤러(130)로부터 출력되는 백라이트 제어 신호(BLC)는 좌안 셔터 신호(STLC) 및 우안 셔터 신호(STLC) 각각의 하이 레벨 구간(t1)보다 짧은 구간(t2) 동안 하이 레벨로 설정된다. 특히, 좌안 셔터 신호(STLC) 및 우안 셔터 신호(STLC) 각각이 로우 레벨에서 하이 레벨로 천이하고 소정 시간(t3)이 경과한 후 비로소 백라이트 제어 신호(BLC)가 하이 레벨로 천이한다. 이는 픽셀(PX)을 구성하는 액정 커패시터(CLC)의 늦은 액정 응답 속도 때문이다.
또한 우안 구간에 표시된 우안 영상이 좌안 구간의 좌안 영상에 잔상으로 남아서 발생되는 크로스토크 현상을 최소화하기 위하여 백라이트 제어 신호(BLC)에 의해서 백라이트 유닛(160)을 주기적으로 온/오프 한다. 특히 이 실시예에서는 우안 구간 및 좌안 구간 각각이 2개의 출력 프레임들을 포함하므로 2개의 출력 프레임마다 백라이트 유닛(160)을 주기적으로 온/오프 하게 된다. 따라서 매 출력 프레임마다 온/오프 하는 방식에 비해 백라이트 유닛(160)의 온 구간(t2)이 길어져서 표시 패널(110)에 표시된 영상의 휘도가 향상될 수 있다.
도 1에 도시된 게이트 드라이버(150)를 게이트 구동 IC로 구현하는 대신 산화물 반도체, 비정질 반도체, 결정질 반도체, 다결정 반도체 등을 이용한 회로로 구현하여 표시 패널(110)의 일측에 구성하는 경우, 게이트 라인들(G1-Gn)을 구동하는 게이트 구동 신호의 주파수를 높이는데 어려움이 있을 수 있다. 이 실시예에서, 타이밍 컨트롤러(130)로부터 출력되는 제2 영상 신호(DATA2)의 주파수가 120Hz이므로 게이트 드라이버(150)를 표시 패널(110)의 일측에 구성하더라도 게이트 드라이버(150)의 설계에 어려움을 최소화할 수 있다.
한편, 타이밍 컨트롤러(130)로부터 출력되는 제2 영상 신호(DATA2)의 주파수가 120Hz이면, 좌안 셔터 신호(STLC) 및 우안 셔터 신호(STLC) 각각의 주파수는 그의 1/4 배인 30Hz이다. 좌안 셔터(STL) 및 우안 셔터(STR)의 온/오프 주파수가 30Hz이므로 매 출력 프레임마다 온/오프 하는 방식에 비해 셔터 안경(170)의 전력 소비가 감소될 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 제2 영상 신호에 의해서 표시 패널에 표시되는 영상과 백라이트 제어 신호, 좌안 셔터 제어 신호 그리고 우안 셔터 제어 신호의 다른 실시예에 따른 타이밍도이다.
도 4를 참조하면, 제1 출력 프레임(OF(k+1)) 동안 도 1에 도시된 게이트 라인들(G1-Gn)이 순차적으로 구동됨에 따라서 표시 패널(110)에 제1 좌안 영상 신호(L1)가 표시된다. 마찬가지로, 제2 출력 프레임(OF(k+2)) 동안에는 제1 우안 영상 신호(R1)가, 제3 출력 프레임(OF(k+3)) 동안에는 제2 우안 영상 신호(R2)가, 제4 출력 프레임(OF(k+4)) 동안에는 제2 좌안 영상 신호(L2)가 그리고 제5 출력 프레임(OF(k+5)) 동안에는 제3 좌안 영상 신호(L3)가 표시 패널(110)에 표시된다.
표시 패널(110)에 상기 영상이 표시되는 동안 백라이트 제어 신호(BLC), 좌안 셔터 제어 신호(STLC) 그리고 우안 셔터 제어 신호(STRC)의 파형은 도 3에 도시된 바와 유사하다. 다만, 백라이트 제어 신호(BLC)가 하이 레벨로 유지되는 구간(t2) 중 소정의 오프 시간(toff1) 동안 백라이트 제어 신호(BLC)는 로우 레벨로 된다.
이는 우안 구간인 제2 출력 프레임(OF(k+2)) 동안 출력되는 제1 우안 영상 신호(R1)와 제3 출력 프레임(OF(k+3)) 동안의 제2 우안 영상 신호(R2)가 반전 구동되는 경우 발생할 수 있는 플리커(fliker)를 방지하기 위함이다. 백라이트 제어 신호(BLC)가 하이 레벨인 구간(t2) 중 로우 레벨로 일시적으로 천이하는 오프 시간(toff1)의 길이는 다양하게 변경될 수 있다.
도 5은 도 4에 도시된 예에서 백라이트 제어 신호의 오프 시간(toff1)이 변경된 예를 보여주는 타이밍도이다.
도 5을 참조하면, 백라이트 제어 신호(BLC)가 하이 레벨인 구간(t2) 중 로우 레벨로 일시적으로 천이하는 오프 시간(toff2)은 도 4에 도시된 오프 시간(toff1)에 비해 길다(tOff1<toff2).
표시 패널(110)에 표시된 영상의 휘도를 최대한 밝게 하기 위해서는 도 4에 도시된 것처럼 오프 시간(toff1)을 최소화하는 것이 바람직하나 플리커 방지를 위해서 도 5에 도시된 바와 같이 오프 시간(toff2)은 다소 길게 설정될 수 있다. 따라서 타이밍 컨트롤러(130)로부터 출력되는 백라이트 제어 신호(BLC)의 오프 시간(toff2)을 조정하는 것에 의해 휘도 및 플리커 간의 균형(trade-off)을 유지하는 것이 바람직하다.
도 6은 도 2에 도시된 제2 영상 신호에 의해서 표시 패널에 표시되는 영상과 백라이트 제어 신호, 좌안 셔터 제어 신호 그리고 우안 셔터 제어 신호의 또다른 실시예에 따른 타이밍도이다.
도 6을 참조하면, 표시 패널(110)에 상기 영상이 표시되는 동안 백라이트 제어 신호(BLC)의 파형은 도 3에 도시된 바와 동일하다. 그러나, 좌안 셔터 제어 신호(STLC) 그리고 우안 셔터 제어 신호(STRC) 각각의 온 구간(t1) 중 소정의 오프 시간(toff3) 동안 좌안 셔터 제어 신호(STLC) 그리고 우안 셔터 제어 신호(STRC)는 로우 레벨로 된다.
이는 우안 구간인 제2 출력 프레임(OF(k+2)) 동안 출력되는 제1 우안 영상 신호(R1)와 제3 출력 프레임(OF(k+3)) 동안의 제2 우안 영상 신호(R2)가 반전 구동되는 경우 발생할 수 있는 플리커를 방지하기 위함이다. 좌안 셔터 제어 신호(STLC) 그리고 우안 셔터 제어 신호(STRC)가 하이 레벨인 구간(t1) 중 로우 레벨로 일시적으로 천이하는 오프 시간(toff3)의 길이는 다양하게 변경될 수 있다.
도 7은 도 1에 도시된 백라이트 유닛의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 7을 참조하면, 백라이트 유닛(160)은 백라이트 제어부(162) 및 광원부(164)를 포함한다. 광원부(164)는 복수의 광 발생 블록들(BL1-BL8)을 포함한다. 이 실시예에서, 광원부(164)는 8 개의 광 발생 블록들(BL1-BL8)을 포함하는 것으로 도시하고 설명하나 광원부(164)에 구비되는 광 발생 블록들의 수는 다양하게 변경될 수 있다. 제1 내지 제8 광 발생 블록(BL1~BL8) 각각에는 다수의 레드 발광 유닛(미 도시됨), 다수의 그린 발광 유닛(미 도시됨) 및 다수의 블루 발광 유닛(미 도시됨)이 포함될 수 있다.
백라이트 제어부(162)는 도 1에 도시된 타이밍 컨트롤러(130)로부터의 백라이트 제어 신호(BLC)에 응답해서 제1 내지 제8 광 발생 블록(BL1~BL8) 각각을 온/오프 하기 위한 블록 제어 신호(BLC1~BLC8)를 발생한다. 제1 내지 제8 광 발생 블록(BL1~BL8)은 대응하는 블록 제어 신호(BLC1~BLC8)에 응답해서 온/오프 될 수 있다. 예컨대, 제1 광 발생 블록(BL1)은 블록 제어 신호(BLC1)에 응답해서 온/오프 되고, 제2 광 발생 블록(BL2)은 블록 제어 신호(BLC2)에 응답해서 온/오프된다.
제1 내지 제8 광 발생 블록(BL1~BL8)은 블록 제어 신호(BLC1~BLC8)에 응답해서 순차적으로 온/오프 될 수 있다. 즉, 제1 광 발생 블록(BL1)이 온 되고나 서 소정 시간이 경과한 후 제2 광 발생 블록(BL2)이 온 된다. 또한 제2 광 발생 블록(BL2)이 온 되고 나서 소정 시간이 경과한 후 제3 광 발생 블록(BL3)이 온 된다. 이러한 방식으로 제1 내지 제8 광 발생 블록(BL1~BL8)이 순차적으로 온/오프 될 수 있다.
제1 내지 제8 광 발생 블록(BL1~BL8)은 액정 패널(110)의 복수의 게이트 라인들(G1-Gn)을 제1 내지 제8 게이트 라인 그룹들로 나누었을 때 각각의 게이트 라인 그룹에 대응한다. 예컨대, 제1 광 발생 블록(BL1)은 제1 게이트 라인 그룹에 대응한다. 제1 광 발생 블록(BL1)은 제1 게이트 라인 그룹 내 첫 번째 게이트 라인이 게이트 온 전압으로 구동될 때 온 된다. 마찬가지로 제2 광 발생 블록(BL2)은 제2 게이트 라인 그룹에 대응한다. 제2 광 발생 블록(BL2)은 제2 게이트 라인 그룹 내 첫 번째 게이트 라인이 게이트 온 전압으로 구동될 때 온 된다.
도 8은 광 발생 블록들이 순차적으로 온/오프 되는 것을 예시적으로 보여주는 타이밍도이다.
도 8을 참조하면, 타이밍 컨트롤러(130)는 제2 영상 신호(DATA2)에 동기해서 블록 제어 신호들(BLC1~BLC8)을 순차적으로 활성화한다. 도 7에 도시된 제1 내지 제8 광 발생 블록들(BL1-BL8)은 대응하는 게이트 라인 그룹에 속하는 첫 번째 게이트 라인과 연결된 픽셀들로 제2 영상 신호(DATA2)에 대응하는 데이터 전압이 제공될 때 온 된다. 블록 제어 신호들(BLC1~BLC8)들 각각 하이 레벨로 유지되는 구간(t2)은 앞서 도 3에서 설명된 바와 동일하다.
제1 내지 제8 광 발생 블록들(BL1-BL8)이 순차적으로 온 되더라도 제1 내지 제8 광 발생 블록들(BL1-BL8) 각각의 온 구간(t2)은 2개의 출력 프레임들마다 반복되므로 표시 패널(110)에 표시되는 영상의 휘도는 향상될 수 있다.
도 9는 도 1에 도시된 스케일러 및 타이밍 컨트롤러의 본 발명의 다른 실시예에 따른 동작에 의한 제1 및 제2 영상 신호들을 보여주는 도면이다.
도 1 및 도 9를 참조하면, 스케일러(120)는 외부로부터 영상 신호(DATA)를 수신한다. 스케일러(120)는 수신된 영상 신호(DATA) 중 한 프레임의 영상 신호를 좌안 영상 신호와 우안 영상 신호로 분리한다. 예컨대, 제1 프레임(F(i+1))의 영상 신호(IM1)는 제1 좌안 영상 신호(L1)와 제1 우안 영상 신호(R1)로 분리되고, 제2 프레임(F(i+2))의 영상 신호(IM2)는 제2 좌안 영상 신호(L2)와 제2 우안 영상 신호(R2)로 분리된다.
스케일러(120)는 한 프레임의 좌안 영상 신호와 우안 영상 신호를 제1 영상 신호(DATA1)로서 각각 출력하되, 좌안 영상 신호와 우안 영상 신호의 순서를 변경하여 출력할 수 있다.
예컨대, 제1 프레임(F(i+1))의 제1 좌안 영상 신호(L1)와 제1 우안 영상 신호(R1)는 그대로 순차적으로 제1 영상 신호(DATA1)로서 출력된다. 제2 프레임(F(i+2))의 제2 좌안 영상 신호(L2)와 제2 우안 영상 신호(R2)는 제2 우안 영상 신호(R2)와 제2 좌안 영상 신호(L2) 순으로 제1 영상 신호(DATA1)로서 출력된다.
즉, 홀수 번째 프레임들(F(i+1), F(i+3), ...)의 영상 신호(DATA) 내 좌안 영상 신호와 우안 영상 신호는 순차적으로 제1 영상 신호(DATA1)로서 출력된다. 한편 짝수 번째 프레임들(F(i+2), F(i+4), ...)의 영상 신호(DATA) 내 좌안 영상 신호와 우안 영상 신호는 역순으로 즉, 우안 영상 신호와 좌안 영상 신호 순으로 제1 영상 신호(DATA1)로서 출력된다.
타이밍 컨트롤러(130)는 스케일러(120)로부터의 제1 영상 신호(DATA1)를 표시 패널(140)에 동작 조건에 맞게 처리한 제2 영상 신호(DATA2)로 변환해서 출력한다.
앞서 도 2에서는 우안 영상 신호와 좌안 영상 신호의 출력 순서가 도 1에 도시된 타이밍 컨트롤러(130)에 의해서 변경되었으나, 도 9에 도시된 예에서는 스케일러(120)에 의해서 변경됨을 알 수 있다.
도 10은 도 1에 도시된 표시 장치의 동작 방법을 보여주는 도면이다. 설명의 편의를 위하여 도 1, 도 2, 도 4 및 도 9를 참조하여 표시 장치의 입체 영상 표시 방법이 설명된다.
스케일러(120)는 외부로부터 영상 신호(DATA)를 수신한다. 스케일러(120)는 수신된 영상 신호(DATA) 중 한 프레임의 영상 신호를 좌안 영상 신호와 우안 영상 신호로 분리한다. 예컨대, 제1 프레임(F(i+1))의 영상 신호(IM1)는 제1 좌안 영상 신호(L1)와 제1 우안 영상 신호(R1)로 분리되고, 제2 프레임(F(i+2))의 영상 신호(IM2)는 제2 좌안 영상 신호(L2)와 제2 우안 영상 신호(R2)로 분리된다. 스케일러(120)는 한 프레임의 좌안 영상 신호와 우안 영상 신호를 제1 영상 신호(DATA1)로서 순차적으로 출력한다.
타이밍 컨트롤러(130)는 스케일러(120)로부터 제1 프레임(F(i+1))의 제1 좌안 영상 신호(L1)와 제1 우안 영상 신호(R1)를 수신한다(S110). 제1 프레임(F(i+1))의 제1 좌안 영상 신호(L1)와 제1 우안 영상 신호(R1)는 그대로 순차적으로 제1 출력 프레임(OF(k+1))과 제2 출력 프레임(OF(k+2)) 동안 순차적으로 제2 영상 신호(DATA2)로서 출력된다(S120).
타이밍 컨트롤러(130)는 제2 프레임(F(i+2))의 제2 좌안 영상 신호(L2)와 제2 우안 영상 신호(R2)를 수신한다(S130). 제2 프레임(F(i+2))의 제2 좌안 영상 신호(L2)와 제2 우안 영상 신호(R2)는 제3 출력 프레임(OF(k+3))과 제4 출력 프레임(OF(k+4)) 동안 제2 우안 영상 신호(R2)와 제2 좌안 영상 신호(L2) 순으로 제2 영상 신호(DATA2)로서 출력된다(S140).
셔터 안경(170)의 좌안 셔터(STL)를 제어하기 위한 좌안 셔터 신호(STLC)는 좌안 영상 신호가 출력되는 출력 프레임들(OF(k+1), OF(k+4)) 즉, 제1 출력 프레임(OF(k+1))과 좌안 구간에서 하이 레벨이고, 우안 구간에서 로우 레벨로 설정된다. 또한 셔터 안경(170)의 우안 셔터(STR)를 제어하기 위한 우안 셔터 신호(STLC)는 우안 영상 신호가 출력되는 출력 프레임들(OF(k+2), OF(k+3)) 즉, 우안 구간에서 하이 레벨이고, 좌안 구간에서 로우 레벨로 설정된다.
이 실시예에서 우안 구간 및 좌안 구간 각각이 2개의 출력 프레임들을 포함하므로 2개의 출력 프레임마다 백라이트 유닛(160)을 주기적으로 온/오프 하게 된다. 따라서 매 출력 프레임마다 온/오프 하는 방식에 비해 백라이트 유닛(160)의 온 구간(t2)이 길어져서 표시 패널(110)에 표시된 영상의 휘도가 향상될 수 있다.
도 11은 도 1에 도시된 타이밍 컨트롤러의 본 발명의 다른 실시예에 따른 동작에 의한 제1 및 제2 영상 신호들을 보여주는 도면이다.
도 1 및 도 11을 참조하면, 스케일러(120)는 외부로부터 영상 신호(DATA)를 수신한다. 스케일러(120)는 수신된 영상 신호(DATA) 중 한 프레임의 영상 신호를 좌안 영상 신호와 우안 영상 신호로 분리한다. 스케일러(120)는 한 프레임의 좌안 영상 신호와 우안 영상 신호를 제1 영상 신호(DATA1)로서 각각 출력한다.
타이밍 컨트롤러(130)는 제1 프레임(F(1))의 제1 좌안 영상 신호(L1)와 제1 우안 영상 신호(R1) 중 제1 좌안 영상 신호(L1)만을 제2 영상 신호(DATA2)로서 출력한다. 타이밍 컨트롤러(130)는 제2 프레임(F(2))의 제2 좌안 영상 신호(L2)와 제2 우안 영상 신호(R2)를 순차적으로 제2 영상 신호(DATA2)로서 출력한다. 또한 타이밍 컨트롤러(130)는 제3 프레임(F(3))의 제3 우안 영상 신호(R3)와 제3 좌안 영상 신호(L3)를 순차적으로 제2 영상 신호(DATA2)로서 출력한다.
즉, 타이밍 컨트롤러(130)는 제1 프레임(F(1))의 제1 우안 영상 신호(R1)를 없애고, 짝수 번째 프레임(F(2), F(4)...)의 좌안 영상 신호와 우안 영상 신호는 그대로 순차적으로 출력하며, 홀수 번째 프레임(F(3), F(45...)의 좌안 영상 신호와 우안 영상 신호는 반대로 즉, 우안 영상 신호와 좌안 영상 신호 순으로 출력한다.
도 12는 도 11에 도시된 제2 영상 신호에 의해서 표시 패널에 표시되는 영상과 백라이트 제어 신호, 좌안 셔터 제어 신호 그리고 우안 셔터 제어 신호의 관계를 보여주는 타이밍도이다.
도 12를 참조하면, 제1 출력 프레임(OF(1)) 동안 도 1에 도시된 게이트 라인들(G1-Gn)이 순차적으로 구동됨에 따라서 표시 패널(110)에 제1 좌안 영상 신호(L1)가 표시된다. 마찬가지로, 제2 출력 프레임(OF(2)) 동안에는 제2 좌안 영상 신호(L2)가, 제3 출력 프레임(OF(3)) 동안에는 제2 우안 영상 신호(R2)가, 제4 출력 프레임(OF(4)) 동안에는 제3 우안 영상 신호(R3)가 그리고 제5 출력 프레임(OF(5)) 동안에는 제3 좌안 영상 신호(L3)가 표시 패널(110)에 표시된다.
그러므로 2개의 출력 프레임마다 좌안 구간과 우안 구간이 반복적으로 나타난다. 즉, 제1 및 제2 좌안 영상 신호들(L1, L2)이 출력되는 제1 출력 프레임(OF(1))과 제2 출력 프레임(OF(2))은 좌안 구간이고, 제2 및 제3 우안 영상 신호들(R2, R3)이 출력되는 제43출력 프레임(OF(4))과 제4 출력 프레임(OF(4))은 우안 구간이다.
도 1에 도시된 타이밍 컨트롤러(130)는 좌안 영상 신호가 표시 패널(110)에 표시되는 좌안 구간 동안 좌안 셔터(STL)가 열리고 우안 셔터(STR)가 닫히도록 좌안 셔터 제어 신호(STLC) 및 우안 셔터 제어 신호(STRC)를 출력된다. 마찬가지로 타이밍 컨트롤러(130)는 우안 영상 신호가 표시 패널(110)에 표시되는 우안 구간 동안 좌안 셔터(STL)가 닫히고 우안 셔터(STR)가 열리도록 좌안 셔터 제어 신호(STLC) 및 우안 셔터 제어 신호(STRC)를 출력된다.
그러므로 좌안 셔터 신호(STLC)는 좌안 영상 신호가 출력되는 출력 프레임들(OF(1), OF(2), ...) 즉, 좌안 구간에서 하이 레벨이고, 우안 구간들에서 로우 레벨로 설정된다. 또한 우안 셔터 신호(STLC)는 우안 영상 신호가 출력되는 출력 프레임들(OF(3), OF(4)) 즉, 우안 구간에서 하이 레벨이고, 나머지 구간들에서 로우 레벨로 설정된다.
앞서 도 4 내지 도 6에서 설명된 오프 시간들(toff1 ~ toff3)도 도 12의 실시예에 적용될 수 있다.
도 13은 도 1에 도시된 타이밍 컨트롤러의 본 발명의 다른 실시예에 따른 동작에 의한 제1 및 제2 영상 신호들을 보여주는 도면이다.
도 1 및 도 13을 참조하면, 스케일러(120)는 외부로부터 영상 신호(DATA)를 수신한다. 스케일러(120)는 수신된 영상 신호(DATA) 중 한 프레임의 영상 신호를 좌안 영상 신호와 우안 영상 신호로 분리한다. 스케일러(120)는 한 프레임의 좌안 영상 신호와 우안 영상 신호를 제1 영상 신호(DATA1)로서 각각 출력한다.
타이밍 컨트롤러(130)는 제1 프레임(F(1))의 제1 좌안 영상 신호(L1)와 제1 우안 영상 신호(R1) 중 제1 우안 영상 신호(R1)와 제1 좌안 영상 신호(L1)를 순차적으로 제2 영상 신호(DATA2)로서 출력한다. 타이밍 컨트롤러(130)는 제2 프레임(F(2))의 제2 좌안 영상 신호(L2)와 제2 우안 영상 신호(R2)를 순차적으로 제2 영상 신호(DATA2)로서 출력한다.
즉, 타이밍 컨트롤러(130)는 홀수 번째 프레임(F(k+1), F(k+3), ...)의 좌안 영상 신호와 우안 영상 신호는 순서를 바꿔서 우안 영상 신호와 좌안 영상 신호 순서로 순차적으로 출력하며, 짝수 번째 프레임(F(2), F(4)...)의 좌안 영상 신호와 우안 영상 신호는 그대로 순차적으로 출력한다.
도 14는 도 13에 도시된 제2 영상 신호에 의해서 표시 패널에 표시되는 영상과 백라이트 제어 신호, 좌안 셔터 제어 신호 그리고 우안 셔터 제어 신호의 관계를 보여주는 타이밍도이다.
도 14를 참조하면, 제1 출력 프레임(OF(k+1)) 동안 도 1에 도시된 게이트 라인들(G1-Gn)이 순차적으로 구동됨에 따라서 표시 패널(110)에 제1 우안 영상 신호(R1)가 표시된다. 마찬가지로, 제2 출력 프레임(OF(k+2)) 동안에는 제1 좌안 영상 신호(L1)가, 제3 출력 프레임(OF(k+3)) 동안에는 제2 좌안 영상 신호(L2)가, 제4 출력 프레임(OF(k+4)) 동안에는 제2 우안 영상 신호(R2)가 그리고 제5 출력 프레임(OF(k+5)) 동안에는 제3 우안 영상 신호(R3)가 표시 패널(110)에 표시된다.그러므로 제1 출력 프레임(OF(k+1))을 제외한 나머지 출력 프레임들에서 2개의 출력 프레임마다 좌안 구간과 우안 구간이 반복적으로 나타난다. 즉, 제1 및 제2 좌안 영상 신호들(L1, L2)이 출력되는 제2 출력 프레임(OF(k+2))과 제3 출력 프레임(OF(k+3))은 좌안 구간이고, 제2 및 제3 우안 영상 신호들(R2, R3)이 출력되는 제4 출력 프레임(OF(k+4))과 제5 출력 프레임(OF(k+5))은 좌안 구간이다.
도 1에 도시된 타이밍 컨트롤러(130)는 좌안 영상 신호가 표시 패널(110)에 표시되는 좌안 구간 동안 좌안 셔터(STL)가 열리고 우안 셔터(STR)가 닫히도록 좌안 셔터 제어 신호(STLC) 및 우안 셔터 제어 신호(STRC)를 출력된다. 마찬가지로 타이밍 컨트롤러(130)는 우안 영상 신호가 표시 패널(110)에 표시되는 우안 구간 동안 좌안 셔터(STL)가 닫히고 우안 셔터(STR)가 열리도록 좌안 셔터 제어 신호(STLC) 및 우안 셔터 제어 신호(STRC)를 출력된다.
그러므로 우안 셔터 신호(STRC)는 우안 영상 신호가 출력되는 출력 프레임들(OF(k+1), OF(k+4), OF(k+5)) 즉, 제1 출력 프레임(OF(k+1))과 우안 구간에서 하이 레벨이고, 나머지 구간들에서 로우 레벨로 설정된다. 또한 좌안 셔터 신호(STLC)는 좌안 영상 신호가 출력되는 출력 프레임들(OF(k+2), OF(k+3)) 즉, 좌안 구간에서 하이 레벨이고, 나머지 구간들에서 로우 레벨로 설정된다. 앞서 도 4 내지 도 6에서 설명된 오프 시간들(toff1 ~ toff3)도 도 14의 실시예에 적용될 수 있다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 3D TV 시스템을 보여주는 도면이다.
도 15를 참조하면, 3D TV 시스템(400)은 방속국(200) 또는 저장 매체(300)로부터 영상 신호(DATA)를 수신한다. 방송국(200)은 지상파 방송국뿐만 아니라 케이블 방송국을 포함할 수 있으며, 방송국(200)으로부터의 방송 신호는 케이블, 위성, 지상파 안테나 등 다양한 경로를 통해 3D TV 시스템(400)으로 제공될 수 있다. 저장 매체(300)는 DVD 또는 블루레이(Blu-ray) 디스크와 같은 고밀도 광디스크일 수 있다. 도 1에 도시된 본 발명의 표시 장치는 도 15에 도시된 3D TV 시스템(400)뿐만 아니라 모니터, 노트북, 이동 단말기 등 다양한 형태의 장치로 구현될 수 있다.
3D TV 시스템(400)은 TV 프로세서(410), 스케일러(420), 패널 프로세서(430) 그리고 표시 패널(440)을 포함한다. 3D TV 시스템(400)의 동작은 도 16 및 도 17을 참조하여 설명한다.
도 16은 방송국으로부터 제공되는 방송 신호가 도 15에 도시된 3D TV 시스템의 표시 패널에 표시되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 15 및 도 16을 참조하면, TV 프로세서(410)는 안테나 또는 케이블을 통해 방속국(200)으로부터 수신된 방송 신호를 영상 신호(DATA)와 음성 신호로 분리하고, 영상 신호(DATA)를 스케일러(420)로 출력한다. 방송국(200)으로부터 제공되는 60Hz인 방송 신호는 사이드 바이 사이드 포맷(side-by-side format) 및 탑-다운 포맷(top-down format) 중 어느 하나일 수 있다. 사이드 바이 사이드 포맷은 한 프레임을 세로 방향으로 분할하되, 왼쪽 부분을 좌안 영상 그리고 오른쪽 부분을 우안 영상으로 한다. 탑-다운 포맷은 한 프레임을 가로 방향으로 분할하되 윗부분을 좌안 영상 그리고 아랫부분을 우안 영상으로 한다. TV 프로세서(410)로부터 출력되는 영상 신호(DATA)는 한 프레임 내 좌안 영상 신호(L)와 우안 영상 신호(R)를 모두 포함한다.
스케일러(420)는 입력 메모리들(421, 422), 업-스케일 로직(423) 그리고 출력 메모리들(424, 425)을 포함한다. 입력 메모리(421)는 영상 신호(DATA)에 포함된 좌안 영상 신호(L)를 저장하고, 입력 메모리(422)는 영상 신호(DATA)에 포함된 우안 영상 신호(L)를 저장한다. 이 때 입력 메모리들(421, 422) 각각에 저장된 좌안 및 우안 영상 신호(L, R)는 한 프레임의 1/2 크기 즉, 1/2 해상도의 영상 신호만이 저장된다. 예컨대, 표시 패널(440)의 해상도가 3840x2160인 UD(Ultra High Definition)인 경우, 입력 메모리들(421, 422) 각각에 저장된 좌안 및 우안 영상 신호(L, R) 의 해상도는 1920×2160이다. 업-스케일 로직(423)은 입력 메모리들(421, 422) 각각에 저장된 1/2 해상도의 영상 신호를 표시 패널(440)에 적합한 전체(full) 해상도 신호로 변환해서 출력 메모리들(424, 425)에 저장한다. 스케일러(420)는 출력 메모리들(424, 425)에 저장된 전체 해상도의 좌안 영상 신호(L) 및 우안 영상 신호(R)를 순차적으로 출력한다.
패널 프로세서(430)는 도 1에 도시된 타이밍 컨트롤러(130), 데이터 드라이버(140) 및 게이트 드라이버(150)를 포함할 수 있다. 패널 프로세서(430)는 스케일러(420)로부터의 전체 해상도의 좌안 영상 신호(L) 및 우안 영상 신호(R)를 소정의 순서대로 표시 패널(440)로 제공한다. 이때 패널 프로세서(430)로부터 출력되는 좌안 영상 신호(L) 및 우안 영상 신호(R)의 순서는 앞서 도 3 내지 도 14에 설명된 예들 중 어느 하나일 수 있다.
도 17은 블루레이 디스크로부터 제공되는 방송 신호가 도 15에 도시된 3D TV 시스템의 표시 패널에 표시되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 15 및 도 17을 참조하면, 블루레이 디스크(300)로부터 제공되는 24Hz 방송 신호는 각각이 전체 해상도인 좌안 영상 신호와 우안 영상 신호를 포함한다. 그러므로 TV 프로세서(410)로부터 출력되는 영상 신호(DATA)도 각각이 전체 해상도인 좌안 영상 신호와 우안 영상 신호를 포함한다.
스케일러(420)는 그러므로 TV 프로세서(410)로부터 출력되는 24Hz 영상 신호(DATA)를 48Hz 영상 신호로 변환하고, 각 프레임의 영상 신호를 순차적으로 출력한다. 패널 프로세서(430)는 스케일러(420)로부터의 전체 해상도의 좌안 영상 신호(L) 및 우안 영상 신호(R)를 소정의 순서대로 표시 패널(440)로 제공한다. 이때 패널 프로세서(430)로부터 출력되는 좌안 영상 신호(L) 및 우안 영상 신호(R)의 순서는 앞서 도 3 내지 도 14에 설명된 예들 중 어느 하나일 수 있다.도 15 내지 도 17에서는 스케일러(420)가 단독 회로로 구성된 것으로 도시하고 설명하였으나, 스케일러(420)는 TV 프로세서(410) 내에 구비되거나 또는 패널 프로세서(430)에 구비될 수도 있다. 또한 스케일러(420)는 한 프레임의 영상 신호를 3D 영상 표시를 위해 좌안 영상 신호와 우안 영상 신호로 분리하는 기능을 수행하므로 3D 컨버터로 불릴 수도 있다.
이상 실시 예를 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. 또한 본 발명에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니고, 하기의 특허 청구의 범위 및 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상 실시 예를 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. 또한 본 발명에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니고, 하기의 특허 청구의 범위 및 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 표시 장치 110: 표시 패널
120: 스케일러 130: 타이밍 컨트롤러
140: 데이터 드라이버 150: 게이트 드라이버
160: 백라이트 유닛 170: 셔터 안경

Claims (22)

  1. 복수의 픽셀들을 포함하는 표시 패널과;
    좌안 영상 신호 및 우안 영상 신호를 포함하는 제1 영상 신호를 수신하고, 제2 영상 신호를 출력하는 타이밍 컨트롤러; 그리고
    상기 타이밍 컨트롤러로부터의 상기 제2 영상 신호가 상기 표시 패널에 표시되도록 제어하는 영상 표시 제어부를 포함하되;
    상기 타이밍 컨트롤러는, 제1 프레임의 제1 좌안 영상 신호 및 제1 우안 영상 신호를 순차적으로 상기 제2 영상 신호로서 출력하고, 제2 프레임의 제2 우안 영상 신호 및 제2 좌안 영상 신호를 순차적으로 상기 제2 영상 신호로서 출력하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 프레임들은 연속하는 프레임들인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    일련의 프레임들 중 상기 제1 프레임은 홀수 번째 프레임이고, 상기 제2 프레임은 짝수 번째 프레임인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 표시 패널로 광을 제공하는 백라이트 유닛을 더 포함하되;
    상기 타이밍 컨트롤러는 상기 백라이트 유닛을 제어하기 위한 백라이트 제어 신호를 더 출력하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는,
    상기 제1 우안 영상 신호 및 상기 제2 우안 영상 신호가 상기 표시 패널에 표시되는 제1 구간 동안 그리고 상기 제2 좌안 영상 신호 및 상기 제1 좌안 영상 신호가 상기 표시 패널에 표시되는 제2 구간 동안 상기 백라이트 유닛이 온되도록 상기 백라이트 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는,
    상기 제1 구간과 상기 제2 구간동안 상기 백라이트 유닛이 온되도록 상기 백라이트 제어 신호를 출력하되, 상기 제1 구간과 상기 제2 구간 각각에서 소정 시간 동안 상기 백라이트 유닛이 오프되도록 상기 백라이트 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는, 좌안 셔터 및 우안 셔터를 포함하는 셔터 안경을 제어하기 위한 좌안 셔터 제어 신호 및 우안 셔터 제어 신호를 더 출력하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는, 상기 제1 구간 동안 상기 우안 셔터가 개방되도록 그리고 상기 제2 구간 동안 상기 좌안 셔터가 개방되도록 상기 좌안 셔터 제어 신호 및 상기 우안 셔터 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는, 상기 제1 구간 동안 상기 우안 셔터가 개방되도록 그리고 상기 제2 구간 동안 상기 좌안 셔터가 개방되도록 상기 좌안 셔터 제어 신호 및 상기 우안 셔터 제어 신호를 출력하되, 상기 제1 구간 중 소정 시간동안 상기 우안 셔터가 닫히도록 그리고 상기 제2 구간 중 소정 시간 동안 상기 좌안 셔터가 오프되도록 상기 좌안 셔터 제어 신호 및 상기 우안 셔터 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    외부로부터의 영상 신호를 상기 좌안 영상 신호 및 상기 우안 영상 신호를 포함하는 상기 제1 영상 신호로 변환해서 상기 타이밍 컨트롤러로 제공하는 스케일러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 영상 신호의 주파수는 상기 영상 신호의 주파수보다 2배 빠른 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 복수의 픽셀들을 포함하는 표시 패널과;
    외부로부터 입력되는 제1 프레임의 영상 신호를 제1 좌안 영상 신호 및 제1 우안 영상 신호로 분리해서 순차적으로 제1 영상 신호로서 출력하고, 제2 프레임의 상기 영상 신호를 제2 우안 영상 신호 및 제2 좌안 영상 신호로 분리해서 순차적으로 상기 제1 영상 신호로서 출력하는 스케일러와;
    상기 제1 영상 신호를 상기 표시 패널에 적합한 제2 영상 신호로 변환해서 출력하는 타이밍 컨트롤러; 그리고
    상기 타이밍 컨트롤러로부터의 상기 제2 영상 신호가 상기 표시 패널에 표시되도록 제어하는 영상 표시 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1 프레임은 일련의 프레임들 중 홀수 번째 프레임이고, 상기 제2 프레임은 상기 일련의 프레임들 중 짝수 번째 프레임인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 표시 패널로 광을 제공하는 백라이트 유닛을 더 포함하되;
    상기 타이밍 컨트롤러는 상기 제1 우안 영상 신호 및 상기 제2 우안 영상 신호가 상기 표시 패널에 표시되는 제1 구간 동안 그리고 상기 제2 좌안 영상 신호 및 상기 제1 좌안 영상 신호가 상기 표시 패널에 표시되는 제2 구간 동안 상기 백라이트 유닛이 온되도록 백라이트 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는,
    상기 제1 구간과 상기 제2 구간동안 상기 백라이트 유닛이 온되도록 상기 백라이트 제어 신호를 출력하되, 상기 제1 구간과 상기 제2 구간 각각에서 소정 시간 동안 상기 백라이트 유닛이 오프되도록 상기 백라이트 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는, 좌안 셔터 및 우안 셔터를 포함하는 셔터 안경을 제어하기 위한 좌안 셔터 제어 신호 및 우안 셔터 제어 신호를 더 출력하되,
    상기 제1 구간 동안 상기 우안 셔터가 열리도록 그리고 상기 제2 구간 동안 상기 좌안 셔터가 열리도록 상기 좌안 셔터 제어 신호 및 상기 우안 셔터 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는, 상기 제1 구간 동안 상기 우안 셔터가 열리도록 그리고 상기 제2 구간 동안 상기 좌안 셔터가 열리도록 상기 좌안 셔터 제어 신호 및 상기 우안 셔터 제어 신호를 출력하되, 상기 제1 구간 중 소정 시간동안 상기 우안 셔터가 닫히도록 그리고 상기 제2 구간 중 소정 시간 동안 상기 좌안 셔터가 닫히도록 상기 좌안 셔터 제어 신호 및 상기 우안 셔터 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 복수의 픽셀들을 포함하는 표시 장치에서 입체 영상을 표시하기 위한 방법에 있어서:
    제1 좌안 영상 신호 및 제1 우안 영상 신호를 수신하는 단계와;
    제2 좌안 영상 신호 및 제2 우안 영상 신호를 수신하는 단계와;
    상기 제1 좌안 영상 신호와 상기 제1 우안 영상 신호를 순차적으로 상기 복수의 픽셀들로 제공하는 단계; 그리고
    상기 제2 우안 영상 신호와 상기 제2 좌안 영상 신호를 순차적으로 상기 복수의 픽셀들로 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 입체 영상 표시 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    제1 프레임의 제1 영상 신호는 상기 제1 좌안 영상 신호와 상기 제1 우안 영상 신호를 포함하고,
    제2 프레임의 상기 제1 영상 신호는 상기 제2 좌안 영상 신호와 상기 제2 우안 영상 신호를 포함하는 특징으로 하는 표시 장치의 입체 영상 표시 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제1 프레임은 일련의 프레임들 중 홀수 번째 프레임이고, 상기 제2 프레임은 상기 일련의 프레임들 중 짝수 번째 프레임인 것을 특징으로 하는 표시 장치의 입체 영상 표시 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    백라이트 유닛을 제어하기 위한 백라이트 제어 신호를 출력하는 단계를 더 포함하되;
    상기 백라이트 제어 신호는 상기 제1 우안 영상 신호 및 상기 제2 우안 영상 신호가 상기 표시 패널에 표시되는 제1 구간 동안 그리고 상기 제2 좌안 영상 신호 및 상기 제1 좌안 영상 신호가 상기 표시 패널에 표시되는 제2 구간 동안 상기 백라이트 유닛이 온되도록 출력되는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 입체 영상 표시 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    좌안 셔터 및 우안 셔터를 포함하는 셔터 안경을 제어하기 위한 좌안 셔터 제어 신호 및 우안 셔터 제어 신호를 출력하는 단계를 더 포함하되;
    상기 좌안 셔터 제어 신호 및 상기 우안 셔터 제어 신호는 상기 제1 구간 동안 상기 우안 셔터가 열리도록 그리고 상기 제2 구간 동안 상기 좌안 셔터가 개방되도록 출력되는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 입체 영상 표시 방법.
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