JP2011135550A - 立体映像表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

立体映像表示装置及びその駆動方法 Download PDF

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Abstract

【課題】立体映像表示装置と周辺の輝度低下を防止し、外部の光源によるフリッカー現象を減らし、長時間視聴による目の疲労を軽減し、立体映像表示装置の消費電力を節減する。
【解決手段】立体映像表示装置は、左眼映像と右眼映像を交互に入力する表示装置と、左眼シャッタと右眼シャッタを含むシャッタ部材とを含み、左眼シャッタと右眼シャッタは、左眼映像データの入力区間のうちの少なくとも一部区間、及び右眼映像データの入力区間のうちの少なくとも一部区間の中で、少なくとも一つの区間で前記左眼シャッタ及び前記右眼シャッタが開いている。
【選択図】図1

Description

本発明は、立体映像表示装置及びその駆動方法に関する。
一般的に、3次元映像表示技術では、近距離で立体感を認識する最も大きな要因である両眼視差(binocular parallax)を利用して物体の立体感を表現する。つまり、左側の目(左眼)と右側の目(右眼)にはそれぞれ互いに異なる2次元映像が映され、左眼に映される映像(以下、“左眼映像(left eye image)”という)と、右眼に映される映像(以下、“右眼映像(right eye image)”という)とが脳に伝達されると、左眼映像と右眼映像とは脳で融合され、奥行感覚(depth perception)を有する3次元映像として認識される。
立体映像表示装置は、両眼視差を利用するものであって、シャッタ眼鏡(shutter glasses)、偏光眼鏡(polarized glasses)などの眼鏡を利用する眼鏡式(stereoscopic)の方法と、眼鏡を利用せずに、表示装置にレンチキュラーレンズ(lenticular lens)、パララックスバリア(parallax barrier)などを配置する非眼鏡式(autostereoscopic)の方法がある。
シャッタ眼鏡方式は、立体映像表示装置において、左眼映像と右眼映像とが時間差をおいて連続的に出力され、シャッタ眼鏡の左眼シャッタ(left eye shutter)と右眼シャッタ(right eye shutter)とが選択的に開閉することによって、立体映像が表現される方法である。
シャッタ眼鏡方式は、2Dモードと3Dモードとの変更が容易であり、それぞれのモードにおいてデータの損失が生じない。しかし、シャッタが開閉するシャッタ眼鏡を着用することによって、立体映像表示装置とその周辺の輝度が低下することがあり、外部の光源によって発生するフリッカー現象が生じ易く、長時間視聴する際に疲労が激しくなる恐れがある。
本発明における一実施形態は、立体映像表示装置とその周辺の輝度低下を防止することを目的とする。
本発明における一実施形態は、外部の光源によるフリッカー現象を減らすことを目的とする。
本発明における一実施形態は、長時間の視聴による目の疲労を軽減することを目的とする。
本発明における一実施形態は、立体映像表示装置の消費電力を節減することを目的とする。
本発明は、上記課題以外にも、具体的に言及していない他の課題の達成にも用いられる。
本発明の一実施形態における立体映像表示装置は、左眼映像データと右眼映像データとが交互に入力される表示装置、及び左眼シャッタと右眼シャッタとを含むシャッタ部材を含み、当該シャッタ部材は、左眼映像データの入力区間のうちの少なくとも一部の区間、及び右眼映像データの入力区間のうちの少なくとも一部の区間の中の、少なくともそれぞれ一つの区間で左眼シャッタ及び右眼シャッタが開いているシャッタ部材である。
本発明の一実施形態における立体映像表示装置は、第1オンパルスが印加されるバックライト(Backlight)をさらに含むものであってもよく、第1オンパルスの少なくとも一部は、左眼映像データの入力区間と、右眼映像データの入力区間との間に印加されるものであってもよい。
本発明の一実施形態における立体映像表示装置は、表示装置に標準映像データが入力され、バックライトに一つ以上の第2オンパルスが印加され、第2オンパルスは標準映像データの入力区間に位置し、第1オンパルスの大きさは第2オンパルスの大きさより大きくてもよい。
バックライトはLEDを含むものであってもよい。
第1オンパルスの大きさは、第2オンパルスの大きさの1.5倍より大きい又は第2オンパルスの大きさの1.5倍と等しいものであってもよい。
第2オンパルスは、デューティ比が100%未満であってもよい。
第1オンパルスの少なくとも一部区間で、左眼シャッタ及び右眼シャッタのいずれか一つのシャッタが閉じており、他の一つのシャッタは開いていてもよい。
バックライトは、左眼映像データまたは右眼映像データの入力が完了した時から第1の時間が経過した後に点灯するものであってもよい。
左眼シャッタと右眼シャッタとはそれぞれ液晶物質をさらに含むものであってもよく、第1の時間は、左眼シャッタと右眼シャッタの液晶物質の応答時間より長くてもよい。
右眼シャッタは、左眼映像データの入力が完了した時から第1の時間が経過する前に閉じられ、左眼シャッタは、右眼映像データの入力が完了した時から第1の時間が経過する前に閉じられる。
バックライトは、左眼映像データまたは右眼映像データの入力を開始した時から第2の時間が経過した後に消える。
表示装置は液晶物質をさらに含むものでもよく、第2の時間は表示装置の液晶物質の応答時間以下であってもよい。
第2の時間は、表示装置の液晶物質の応答時間の15%以下であってもよい。
右眼シャッタは、右眼映像データの入力を開始した時から第2の時間が経過した後に開き、左眼シャッタは、左眼映像データの入力を開始した時から第2の時間が経過した後に開くものであってもよい。
右眼シャッタは、右眼映像データの入力が開始される時点の第3の時間前から開き、左眼シャッタは、左眼映像データの入力が開始される第3時の間前から開くものであってもよい。
本発明の他の実施形態における立体映像表示装置は、標準映像データが入力され、左眼映像データと右眼映像データとが交互に入力される表示装置、第1オンパルス及び一つ以上の第2オンパルスが印加されるバックライト、及び左眼シャッタと右眼シャッタとを含むシャッタ部材を含み、第1オンパルスの少なくとも一部は、左眼映像データの入力区間と右眼映像データの入力区間との間に位置し、第2オンパルスは標準映像データの入力区間に位置し、第1オンパルスの大きさは第2オンパルスの大きさより大きい。
本発明の他の実施形態における立体映像表示装置の駆動方法は、表示装置、及び左眼シャッタと右眼シャッタとを含むシャッタ部材を含む立体映像表示装置において、表示装置に左眼映像データと右眼映像データとを交互に入力する段階、及び左眼映像データまたは右眼映像データを表示装置に入力する時間のうちの少なくとも一部の時間は、左眼シャッタ及び右眼シャッタを開く段階を含む。
本発明の他の実施形態における立体映像表示装置の駆動方法は、左眼映像データの入力区間と右眼映像データの入力区間との間に、第1オンパルスの少なくとも一部をバックライトに印加する段階をさらに含むものであってもよい。
本発明の他の実施形態における立体映像表示装置の駆動方法は、表示装置に標準映像データを入力し、標準映像データを入力する間に一つ以上の第2オンパルスをバックライトに印加する段階を含むものであってもよく、第1オンパルスの大きさは前記第2オンパルスの大きさより大きい又は等しいものであってもよい。
第1オンパルスの少なくとも一部区間で、左眼シャッタ及び右眼シャッタのいずれか一つは閉じ、他の一つは開いている状態を維持してもよい。
本発明の他の実施形態における立体映像表示装置の駆動方法は、表示装置、及び左眼シャッタと右眼シャッタとを含むシャッタ部材を含む立体映像表示装置において、表示装置に標準映像データを入力し、左眼映像データと右眼映像データとを交互に入力する段階、左眼映像データの入力区間と右眼映像データの入力区間との間に第1オンパルスの少なくとも一部をバックライトに印加する段階、及び標準映像データを入力する間に一つ以上の第2オンパルスをバックライトに印加する段階を含み、第1オンパルスの大きさは第2オンパルスの大きさより大きい。
本発明の他の実施形態における立体映像表示装置は、左眼映像と右眼映像とを順次に表示する表示装置、左眼シャッタと右眼シャッタとを含むシャッタ部材、及び表示装置に光源を放出するバックライトを含み、左眼映像と右眼映像のいずれか一つに対応するデータ電圧を複数の画素電極で充電する充電時間に、左眼シャッタと右眼シャッタとが開いた状態であり、左眼映像と右眼映像とのいずれか一つに対応するデータ電圧を充電した後に、左眼シャッタと右眼シャッタのいずれか一つが閉じた状態であり、バックライトは、左眼シャッタと右眼シャッタとのいずれか一つが閉じている場合に限って、表示装置に光源を放出する。
本発明の他の実施形態における立体映像表示装置は、左眼映像と右眼映像とを交互に入力する表示装置を含み、表示装置は、表示パネル及び表示パネルに光を放出するバックライトを含み、バックライトは垂直空白時間にだけ点灯しており、垂直空白時間は左眼映像の入力区間と右眼映像の入力区間との間に位置する。
本発明における一実施形態は、立体映像表示装置とその周辺の輝度の低下を防止することができ、外部の光源によるフリッカー現象を減らすことができ、長時間視聴による目の疲労を軽減することができ、立体映像表示装置の消費電力を節減することができる。
本発明の一実施形態における立体映像表示装置の動作を示す概略図である。 図1の実施形態における立体映像表示装置の信号波形を示すグラフである。 図1の実施形態における立体映像表示装置の信号波形を示すグラフである。 図1の実施形態における立体映像表示装置の信号波形を示すグラフである。 図1の実施形態における立体映像表示装置の信号波形を示すグラフである。 LEDの電流特性を示すグラフである。 LEDの電流特性を示すグラフである。 2Dモードと3DモードでのLED駆動方法に対応するブロック図である。 本発明の一実施形態における立体映像を表示する表示装置の一例を概略的に示す図面である。
添付した図面を参照して、本発明の実施形態について本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。本発明は種々の相異な形態で実現してもよく、ここで説明する実施形態に限られない。図面において、本発明を明確に説明するために、説明上不必要な部分は省略し、明細書の全体にわたって同一または類似する構成要素に対しては同一の図面符号を付けた。また、広く知られている公知技術については、その具体的な説明は省略する。
図面において、種々の層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示した。明細書の全体にわたって類似する部分に対しては同一の図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上”にあるという場合、これは他の部分の“すぐ上”にある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も含む。一方、ある部分が他の部分の“すぐ上”にあるという場合には、中間に他の部分がないことを意味する。
以下、本発明の一実施形態における立体映像表示装置について、図1乃至図9を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態における立体映像表示装置の動作を示す概略図であり、図2乃至図5は、図1の実施形態における立体映像表示装置の信号波形を示すグラフであり、図6及び図7は、LEDの電流特性を示すグラフであり、図8は、2Dモードと3DモードでのLED駆動方法に対応するブロック図であり、図9は、本発明の一実施形態における立体映像を表示する表示装置の一例を概略的に示す図面である。
表示装置100は、液晶表示装置(LCD)、又は有機発光表示装置などであってもよい。以下、液晶表示装置である表示装置100を中心に、図1乃至図9を参照して説明する。
表示装置100は、上部基板、下部基板、及び上部基板と下部基板との間に注入されている液晶層を含むものであってもよい。表示装置100は、二つの電極の間で発生する電界によって液晶の配向方向を変化させ、それによって光の透過量を調節して映像を表示する。
下部基板には、ゲート線(GL1、…、GLn)、データ線(DL1、…、DLm)、画素電極、及びこれらに接続された薄膜トランジスタ105が配置される。薄膜トランジスタは、ゲート線及びデータ線に印加される信号に基づいて、画素電極に印加される電圧を制御する。画素電極は、透過領域と反射領域とを有する半透過型画素電極で形成されてもよい。また、保持容量キャパシタ107を追加的に形成してもよく、保持容量キャパシタは画素電極に印加された電圧を一定時間維持する。
下部基板に対向する上部基板には、ブラックマトリックス、カラーフィルタ、及び共通電極を配置してもよい。その他にも、上部基板に形成されたカラーフィルタ、ブラックマトリックス、及び共通電極のうちの少なくとも一つを下部基板に形成してもよく、共通電極と画素電極とを共に下部基板に形成した場合には、両電極のうちの少なくとも一つは線状電極の形態に形成してもよい。
液晶層は、TN(Twisted nematic)モードの液晶、VA(vertically aligned)モードの液晶、ECB(Electrically controlled birefringence)モードの液晶などを含むものであってもよい。
上部基板の外側面及び下部基板の外側面には、それぞれ偏光板が付着されている。また、基板と偏光板との間に補償フィルムが追加されてもよい。
バックライトユニット(Backlight unit)200は、光源を含み、光源の例としては、CCFL(cold cathode fluorescent lamp)のような蛍光ランプ、LEDなどがある。また、バックライトユニットは、反射板、導光板、輝度向上フィルムなどを追加的に含むものでもよい。
図9を参照すると、表示器具50は、表示装置100、バックライトユニット200、ソースドライバ140、ゲートドライバ(Gate Driver)120、映像信号処理部(Image Signal Processor)160、ガンマ電圧生成部(Gamma Voltage Generator)190、輝度制御部210、シャッタ部材300、及びステレオ制御部(Stereo Controller)400などを含むものであってもよい。ステレオ制御部400は、3Dタイミング信号(3D timing signal)と3Dイネーブル信号3D_En(3D_enable)を輝度制御部(Luminance Controller)210に伝送するものであってもよい。輝度制御部210は、バックライト制御信号(Backlight control signal)をバックライトユニット200に伝送するものであってもよい。バックライトユニット200は、輝度制御部210とステレオ制御部400とを通るバックライト制御信号によって点灯したり消えたりするものであってもよい。バックライトユニットに伝送されるバックライト制御信号は、下記の図1乃至図8によって説明される。
ステレオ制御部400は、3Dシンク信号3D_syncをシャッタ部材300に伝送するものであってもよい。シャッタ部材300は、ステレオ制御部400に電気的に接続される。シャッタ部材300は、無線赤外線通信によって3Dシンク信号3D_syncの伝送を受ける。シャッタ部材300は、3Dシンク信号3D_syncまたは変調された3Dシンク信号に反応して作動してもよい。3Dシンク信号3D_syncは、左眼シャッタまたは右眼シャッタを開けたり閉じたりする信号を全て含むものであってもよい。3Dシンク信号3D_syncは、下記の図1乃至図8によって説明される。
ステレオ制御部400は、ディスプレイデータDATAを映像信号処理部160に伝送してもよい。映像信号処理部160は、表示装置100に映像を表示するためにゲートドライバ120、データドライバ(Data Driver)140、及びガンマ電圧生成部190等を通して、多様な種類のディスプレイデータと多様な種類の制御信号等を表示装置100に伝送してもよい。立体映像表示装置におけるディスプレイデータDATAは、左眼映像データ、右眼映像データなどを含むものであってもよい。表示装置100に入力されるディスプレイデータDATAは下記図1乃至図8によって説明される。
一方、シャッタ部材300は図1に示すような眼鏡型であってもよく、特にこれに限られない。シャッタ部材300は、表示装置100と連動して、一定の周期で右眼シャッタ302、302’と左眼シャッタ301、301’とが交互に光を遮断するように形成されてもよい。シャッタ部材300は液晶表示装置であってもよい。上述したように、右眼シャッタは閉じた状態302または開いた状態302’であり、左眼シャッタは開いた状態301または閉じた状態301’であってもよい。また、左眼シャッタと右眼シャッタとが全て開いた状態であってもよく、全て閉じた状態でもあってもよい。
表示装置100は赤外線送信部材(図示せず)を含むものであってもよく、シャッタ部材300は赤外線受信部材(図示せず)を含むものであってもよい。赤外線受信部材は赤外線送信部材からの赤外線信号を受信してもよい。赤外線送信部材と赤外線受信部材とはシャッタ部材300を作動させるために互いに通信してもよい。
シャッタ部材300は左目シャッタおよび右目シャッタとして液晶表示装置を含んでもよく、特にこれに限られない。例えば、シャッタ部材のシャッタは二つの透明な導電膜、及びその間に位置する液晶層を含み、導電膜の表面には偏光フィルムが配置される。シャッタに印加される電圧によって液晶物質は制御され、液晶物質の動きによってシャッタが開いたり、閉じたりするものでもよい。
例えば、表示装置100に左眼映像101、102が出力され、シャッタ部材300の左眼シャッタ301は光が透過する開いた状態となり、右眼シャッタ302は光を遮断する閉じた状態となる。また、表示装置100に右眼映像101'、102’が出力され、シャッタ部材300の右眼シャッタ302’は光が透過する開いた状態となり、左眼シャッタ301’は光を遮断する閉じた状態となる。したがって、一定の時間は左側の目によってのみ左眼映像が認識され、その後一定の時間は右側の目によってのみ右眼画像が認識され、結局、左眼映像と右眼映像との差によって奥行感覚を有する立体映像が認識される。
左側の目で認識される映像は、N番目フレームF(N)で表示された画像、つまり、四角形101及び三角形102が距離αだけ離れている画像である。一方、右側の目で認識される映像はN+1フレームF(N+1)で表示された画像、つまり、四角形101'及び三角形102’が距離βだけ離れている画像である。ここで、αとβは互いに異なる値を有する。このように、両目で認識される画像間の離れた距離が異なる場合、その画像を見る人はこれによって四角形と三角形とに互いに異なる距離感を持ち、四角形の後ろに三角形が離れていると認識し、奥行感覚を感じる。三角形と四角形とが離れている距離α及びβを調節することにより、その画像を見る人が両物体が離れていると感じる距離(奥行感覚)を調節してもよい。
図1を参照すると、表示装置100に図示した矢印の方向は、ゲート線にゲートオン電圧が印加される順序を示す。つまり、表示装置100の上部ゲート線からゲートオン信号が印加されて、下部のゲート線まで順次にゲートオン信号が印加されてもよい。
例えば、表示装置100は、左眼映像101、102を下記のように表示するものであってもよい。順次にゲート線にゲートオン電圧を印加して、当該ゲート線に接続された薄膜トランジスタを通じて画素電極にデータ電圧が印加されるようにする。この場合、印加されるデータ電圧は左眼映像101、102を表現するためのデータ電圧(以下、左眼データ電圧という)であり、印加された左眼データ電圧は保持容量キャパシタによって一定時間維持される。また、同様の方式で右眼映像101'、102’を表現するためのデータ電圧(以下、右眼データ電圧という)が印加され、保持容量キャパシタによって一定時間維持される。
図2を参照すると、左眼映像データL1、L2と右眼映像データR1とが交互に表示装置100に入力される。ここで、映像データの入力区間において、ゲートオン信号が表示装置の複数のゲート線にそれぞれ印加される時間、例えば、垂直同期時間(vertical period)とは、それぞれのゲート線に対して複数のデータ電圧が複数の画素電極に印加される期間をいう。L1入力区間で、左眼映像データは表示装置に入力(drawnまたはscanned)され、それ以降、垂直空白時間では何の映像データも入力されない。R1入力区間で、右眼映像データは表示装置に入力(drawnまたはscanned)され、それ以降、垂直空白時間では何の映像データも入力されない。一つのフレームは、一つの映像データ入力区間と、一つの垂直空白時間とを含むものであってもよい。
ここで、映像データ(Image data)とは、イメージ(映像または画像)を表示装置100に出力するためにデジタル形式で表現されたものを意味する。左眼映像データが全て入力された後、右眼映像データが入力される前に、または右眼映像データが全て入力された後、左眼映像データが入力される前に、映像データが入力されない時間があり、これを垂直空白(VB、vertical blanking)という。VBのうちの少なくとも一部の時間に、シャッタ部材300の左眼シャッタ301、301’及び右眼シャッタ302、302’のいずれか一つは閉じた状態(CLOSE)に変更され、他の一つは開いた状態(OPEN)を維持する。同時に、左眼映像データまたは右眼映像データが入力されるとき、少なくとも一部の時間において、シャッタ部材300の左眼シャッタ301、301’及び右眼シャッタ302、302’は全て開いている。
映像データL1が表示装置に入力されるとき、左眼シャッタと右眼シャッタは開いた状態である。L1区間以降の垂直空白時間において右眼シャッタは閉じた状態であり、左眼シャッタは開いた状態である。映像データR1が表示装置に入力されるとき、左眼シャッタと右眼シャッタは開いた状態である。R1区間以降の垂直空白時間において右眼シャッタは開いた状態であり、左眼シャッタは閉じた状態である。そのために、シャッタ部材300を着用して表示装置を見るとき、表示装置100の周辺の輝度を増加させることができ、表示装置100自体も明るく見え、長時間シャッタ部材を着用した状態で表示装置を見ても、目の疲労を少なくすることができ、外部の光源によって発生するフリッカー現象を減少できる。例えば、本発明の実施形態におけるシャッタ部材300を着用したとき、表示装置の周辺の輝度は162nitである。
反面、左眼映像データまたは右眼映像データが入力(記録)されるとき、左眼シャッタと右眼シャッタとが全て閉じている従来の方式によれば、従来の方式によるシャッタ部材を着用した場合、表示装置の周辺の輝度は低く、表示装置自体も暗く見え、外部の光源によって発生するフリッカー現象が発生し易く、長時間視聴すると、目の疲労が激しくなることがある。例えば、従来の方式によるシャッタ部材を着用した場合、表示装置の周辺の輝度は13.5nitである。
本発明の一実施形態において、VBの少なくとも一部の時間にバックライトが点灯し、左眼映像データまたは右眼映像データが入力される間の大部分の時間にバックライトが消灯しており、そのために表示装置100の消費電力を節減できる。
例えば、左眼映像データL1が表示装置100に全て入力されると、開いていた右眼シャッタ302は閉じた状態に変更されて、開いた左眼シャッタ301は開いた状態を維持し、バックライトは点灯され、視聴者には左眼シャッタ301を通じて表示装置100に出力された左眼映像101、102が見える。また、右眼映像データR1が表示装置100に入力され始めると、閉じていた右眼シャッタ302は開き、左眼シャッタ301は開いた状態を維持し続ける。次に、右眼映像データR1が表示装置100に全て入力されると、開いていた左眼シャッタ301は閉じた状態に変更され、開いていた右眼シャッタ302’は開いた状態を維持し、バックライトユニットは点灯し、視聴者には右眼シャッタ302’を通じて表示装置100に出力された右眼映像101'、102’が見える。
また、バックライトは、左眼映像データまたは右眼映像データの入力が完了した時から予め定められた時間t1が経過すると点灯する。t1は、左眼シャッタまたは右眼シャッタが完全に閉じるために十分な時間であってもよい。つまり、シャッタ内の液晶の応答時間を考慮して、VBでバックライトが点灯する前に予めシャッタに電圧を印加してもよい。したがって、視聴者は一側のシャッタが完全に閉じた後に、他側のシャッタを通じて映像を見るので、左眼映像と右眼映像とが重畳するクロストーク(crosstalk)現象を防止できる。また、シャッタ内の液晶の応答時間は、温度と印加電圧との影響を受けて変わるので、液晶の応答時間が速くなったり遅くなったりした場合に自動的にまたは手動でt1の時間を調節してもよい。例えば、液晶の応答時間が遅くなった場合に、t1は左眼シャッタまたは右眼シャッタが完全に閉じるのに十分な時間であってもよい。
一方、t1が大きくなれば、バックライトが点灯する時間が短くなるため、表示装置100の輝度が減少することがあるので、t1の大きさによってクロストーク現象と表示装置の輝度とはトレードオフ(trade−off)関係になる。したがって、クロストーク現象を減少させながら、表示装置の輝度を大きくするように、t1値を調節してもよい。例えば、t1は、シャッタ液晶の下降時間(falling time)より大きくてもよく、VBよりは小さくてもよい。シャッタ液晶がTNモードの液晶であり、液晶の下降時間が0.3ms、VBが2.65msの場合、t1は、0.3msより大きく、2.65msより小さいものであってもよい。さらに、t1は、0.5msより大きく、2.0msより小さいものであってもよい。
左眼映像データまたは右眼映像データが入力され始めた後にも、表示装置100の液晶の応答時間を考慮して、バックライトはt2時間点灯した状態を維持してもよい。バックライトが点灯している時間が長いほど、表示装置100の輝度が大きくなるので、t2が0より大きい場合、表示装置100の輝度は大きくなることがある。また、左眼映像データまたは右眼映像データが入力され始めた初期には、表示装置100の液晶応答速度が遅いので、バックライトが点灯してもクロストーク現象が現れないことがある。また、表示装置100内の液晶の応答時間は、温度と印加電圧の影響を受けて変わるので、液晶の応答時間が速くなったり遅くなったりする場合に、自動的にまたは手動でt2の時間を調節してもよい。
t2は0であってもよい。この場合には、バックライトは左眼映像データまたは右眼映像データが入力される瞬間、オフ状態に変更される。
一方、t2の大きさによってクロストーク現象と表示装置の輝度とはトレードオフ関係にある。したがって、クロストーク現象を減少させながらも、表示装置の輝度を大きくするように、t2値を調節してもよい。例えば、t2は0以上であってもよく、表示装置の液晶の上昇時間(rising time)の約15%より小さいものでもよい。表示装置の液晶がTNモードの液晶であり、液晶の上昇時間が3.96msの場合、t2は0ms以上0.6ms以下であってもよい。さらに、t2は0.1ms以上0.5ms以下であってもよい。
閉じていたシャッタが開いた状態に変わる時点は、バックライトが消灯する時点と実質的に同一であってもよく、それによってクロストーク現象を防止することができる。例えば、左眼映像データまたは右眼映像データが入力された後にもバックライトがt2時間点灯した状態を維持する場合、バックライトが消灯する時点でシャッタが閉じていた状態から開いた状態に変わる。また、左眼映像データまたは右眼映像データが入力され始める時にバックライトが消灯する場合、バックライトが消灯する時点でシャッタが閉じていた状態から開いた状態に変わる。
シャッタ液晶の応答速度を考慮して、閉じていたシャッタが開いた状態に変わる時点は、左眼映像データまたは右眼映像データが入力される時点より前であってもよく、その差はt3時間である。そのために、シャッタが開いている時間がさらに長くなるので、表示装置100の周辺の輝度が増加し得る。t3はシャッタ液晶の応答速度より小さく、右眼が左眼映像を視認できないほどの短時間である。
図3を参照すると、表示装置100の液晶の応答時間とシャッタ部材300の液晶の応答時間とが例として表示されている。表示装置100の下段部の画素行に入力される左眼映像データL1に対する液晶の応答(Data response)と、表示装置100の上段部の画素行に入力される右眼映像データR1に対する液晶の応答とは、一般にシャッタ部材300の液晶の応答より遅い。例えば、表示装置100の応答時間r1は約4msであり、シャッタ部材300の液晶の下降時間r2は約0.3msであり、シャッタ部材300の液晶の上昇時間r3は約1.38msであってもよい。この場合、VBは約2.65msであってもよい。シャッタ部材300の液晶の応答がハイレバルであれば、シャッタが開いた状態(OPEN)であり、ローレベルであれば、シャッタが閉じた状態(CLOSE)である。シャッタ部材300の液晶の下降時間r2は、t1区間内に位置してもよい。シャッタ部材300の液晶の上昇時間r3の開始時点は、バックライトがオフ状態に変更される時点と実質的に一致してもよい。
図4を参照すると、3Dモードでのバックライトの輝度は、2Dモードでのバックライト輝度より高いものでもよい。つまり、3DモードでバックライトがON状態である時の輝度は、2DモードにおいてバックライトがON状態である場合の輝度より高いものでもよい。特定区間で電圧の大きさを調節してバックライトを駆動することをインパルス駆動(impulsive driving)という。そのために、3Dモードでの表示装置100の輝度を増加してもよい。3Dモードでのバックライトオンパルスの大きさi1は、2Dモードでのバックライトオンパルスの大きさi2より大きいものでもよい。例えば、3Dモードでのバックライトオンパルスの大きさi1は、2Dモードでのバックライトオンパルスの大きさi2のほぼ1.5倍乃至2倍程度大きいものでもよく、それ以上に大きいものでもよい。例えば2Dモードでは約20mAの電流を印加してバックライトを駆動し、3Dモードでは約30mAから40mAの電流を印加してバックライトを駆動してもよい。
2Dモードではシャッタ部材を着用しない状態であってもよく(左眼シャッタ及び右眼シャッタが常に開いている状態と類似する)、バックライトは映像データD1が入力される間に点灯し続けていてもよい(デューティ比100%であってもよい)。または、図5を参照すると、2Dモードにおいてバックライトはパルス幅変調(PWM、pulse width modulation)によってデューティ比を調節してもよく、この場合、バックライトの点灯する時間が減少するので、表示装置100の消費電力を減らすことができる。例えば、バックライトが、直流(DC)電圧の形態で点灯し続けているデューティを100%とすると、デューティ比((a1+a2)/(a1+a2+b1+b2))は100%より小さいものでもよく、50%、30%などであってもよい。ここで、a1及びa2はバックライトに電圧が印加された時間を意味し、b1及びb2はバックライトに電圧が印加されなかった時間を意味する。図6及び図7は、LEDの電流のオンオフ特性を示すグラフである。LEDは、電流応答速度が非常に速いため、オン−オフ(またはオフ−オン)変換の際の電流応答速度はナノセカンド単位で表示される。図6の時間(Time)軸の一目盛りの間隔は20nsであり、電流(Current)軸の一目盛りの間隔は1Vである。図7の時間(Time)軸の一目盛りの間隔は40nsであり、電流(Current)軸の一目盛りの間隔は1Vである。図6を参照すると、オフ状態であったLEDに電圧を印加してオン状態に到達する時間が、約32.4nsであることが分かる。ns(nano−second)単位の応答速度を有するLEDは、ms(milli−second)単位の応答速度を有する液晶と比較すると、非常に速い応答速度を有するということが分かる。図7に、オン状態のLEDがオフ状態に変更されるまでにかかる時間を示した。図7に示したように、オン状態からオフ状態に変換されるまでの時間は、約99.2nsであることが分かる。このようなLEDの応答速度は、ms単位の応答速度を有する液晶と比較すると、非常に速い応答速度であることが分かる。
CCFLより電流応答速度が速いLEDのような光源を表示装置100のバックライトに利用すると、バックライトのインパルス駆動をさらに速く行うことができる。また、CCFLよりLEDの消費電力は小さい。
図8は、2Dモード(2D mode)と3Dモード(3D mode)でのLED駆動方法に対応するブロック図である。表示装置100に映像が入力されると、モード感知部(mode detect)は、入力された映像が2D映像データであるか、または3D映像データであるかを判断する。3D映像データとは、左眼映像データと右眼映像データとをいい(ここで3D映像とは、左眼映像と右眼映像との差によって奥行感覚を有する立体映像を意味する)、2D映像データとは、左眼映像データまたは右眼映像データに分けて入力されない標準映像データをいう。入力された映像が2D映像データである場合、表示装置100のバックライトとして使用されたLEDをパルス変調方式で駆動して、消費電力を節減してもよい。例えば、LEDのデューティ比が100%であり、電圧12Vが印加される場合、消費電力は約4.23Wであり、LEDのデューティ比が50%であり、電圧12Vが印加される場合、消費電力は約2.20Wであり、LEDのデューティ比が30%であり、電圧12Vが印加される場合、消費電力は約1.57Wである。
入力された映像が3D映像データである場合、表示装置100のバックライトとして使用されたLEDはインパルス方式で駆動してもよく、スキャン開示信号STVなどの信号を基準にLEDインパルス信号を生成し、これによって予め設定された時間だけLEDを点灯するものでもよい。
以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれらに限定されず、特許請求の範囲に記載されている本発明の基本概念を利用した当業者による種々の変形例及び改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。
100 表示装置
101、102 左眼映像
101'、102’ 右眼映像
300 シャッタ部材
301、301' 左眼シャッタ
302、302' 右眼シャッタ

Claims (50)

  1. 左眼映像データと右眼映像データとが交互に入力される表示装置、及び
    左眼シャッタと右眼シャッタとを含むシャッタ部材を含み、
    前記左眼映像データの入力区間のうちの少なくとも一部区間、及び前記右眼映像データの入力区間のうちの少なくとも一部区間の中の、少なくとも一つの区間で前記左眼シャッタ及び前記右眼シャッタがそれぞれ開いていることを特徴とする立体映像表示装置。
  2. 第1オンパルスが印加されるバックライトをさらに含み、
    前記第1オンパルスの少なくとも一部は、前記左眼映像データの入力区間と、前記右眼映像データの入力区間との間に位置することを特徴とする請求項1に記載の立体映像表示装置。
  3. 前記表示装置に標準映像データが入力され、
    前記バックライトに一つ以上の第2オンパルスが印加され、前記第2オンパルスは前記標準映像データの入力区間に位置し、前記第1オンパルスの大きさは前記第2オンパルスの大きさより大きいことを特徴とする請求項2に記載の立体映像表示装置。
  4. 前記バックライトはLEDを含むことを特徴とする請求項3に記載の立体映像表示装置。
  5. 前記第1オンパルスの大きさは、前記第2オンパルスの大きさの1.5倍より大きいか又は等しいことを特徴とする請求項3に記載の立体映像表示装置。
  6. 前記第2オンパルスは、デューティ比が100%未満であることを特徴とする請求項3に記載の立体映像表示装置。
  7. 前記第1オンパルスの少なくとも一部区間において、前記左眼シャッタ及び前記右眼シャッタのいずれか一つのシャッタが閉じており、他の一つのシャッタは開いていることを特徴とする請求項2に記載の立体映像表示装置。
  8. 前記バックライトは、前記左眼映像データまたは前記右眼映像データの入力が完了した時から第1の時間が経過した後に点灯することを特徴とする請求項2に記載の立体映像表示装置。
  9. 前記左眼シャッタと前記右眼シャッタとはそれぞれ液晶物質をさらに含み、
    前記第1の時間は前記シャッタの液晶物質の応答時間より大きいことを特徴とする請求項8に記載の立体映像表示装置。
  10. 前記右眼シャッタは、前記左眼映像データの入力が完了した時から前記第1の時間が経過する前に閉じられ、前記左眼シャッタは前記右眼映像データの入力が完了した時から前記第1時間が経過する前に閉じられることを特徴とする請求項8に記載の立体映像表示装置。
  11. 前記バックライトは、前記左眼映像データまたは前記右眼映像データの入力が開始された時から第2の時間が経過した後に消灯することを特徴とする請求項8に記載の立体映像表示装置。
  12. 前記表示装置は液晶物質をさらに含み、
    前記第2の時間は前記表示装置の液晶物質の応答時間以下であることを特徴とする請求項11に記載の立体映像表示装置。
  13. 前記第2の時間は前記表示装置の液晶物質の応答時間の15%以下であることを特徴とする請求項12に記載の立体映像表示装置。
  14. 前記右眼シャッタは、前記右眼映像データの入力が開始された時から前記第2の時間が経過した後に開き、前記左眼シャッタは、前記左眼映像データの入力が開始された時から前記第2の時間が経過した後に開くことを特徴とする請求項11に記載の立体映像表示装置。
  15. 前記右眼シャッタは、前記右眼映像データの入力が開始される時点の第3の時間前から開き、前記左眼シャッタは、前記左眼映像データの入力が開始される時点の前記第3の時間前から開くことを特徴とする請求項14に記載の立体映像表示装置。
  16. 前記バックライトは、前記左眼映像データまたは前記右眼映像データの入力が開始された時から第2の時間が経過した後に消灯することを特徴とする請求項2に記載の立体映像表示装置。
  17. 前記右眼シャッタは、前記右眼映像データの入力が開始された時から前記第2の時間が経過した後に開き、前記左眼シャッタは、前記左眼映像データの入力が開始された時から前記第2時間が経過した後に開くことを特徴とする請求項16に記載の立体映像表示装置。
  18. 標準映像データが入力され、左眼映像データと右眼映像データとが交互に入力される表示装置、
    第1オンパルス及び一つ以上の第2オンパルスを含むバックライト、及び
    左眼シャッタと右眼シャッタとを含むシャッタ部材を含み、
    前記第1オンパルスの少なくとも一部は、前記左眼映像データの入力区間と前記右眼映像データの入力区間との間に位置し、前記第2オンパルスは前記標準映像データの入力区間に位置し、前記第1オンパルスの大きさは前記第2オンパルスの大きさより大きいことを特徴とする立体映像表示装置。
  19. 前記バックライトはLEDを含むことを特徴とする請求項18に記載の立体映像表示装置。
  20. 前記第1オンパルスの大きさは、前記第2オンパルスの大きさの1.5倍より大きいか又は等しいことを特徴とする請求項18に記載の立体映像表示装置。
  21. 前記第2オンパルスはデューティ比が100%未満であることを特徴とする請求項18に記載の立体映像表示装置。
  22. 前記第1オンパルスの少なくとも一部区間で、前記左眼シャッタ及び前記右眼シャッタのいずれか一つのシャッタが閉じており、他の一つのシャッタは開いていることを特徴とする請求項18に記載の立体映像表示装置。
  23. 前記バックライトは、前記左眼映像データまたは前記右眼映像データの入力が完了した時から第1の時間が経過した後に点灯することを特徴とする請求項18に記載の立体映像表示装置。
  24. 前記左眼シャッタと前記右眼シャッタはそれぞれ液晶物質をさらに含み、
    前記第1の時間は前記シャッタの液晶物質の応答時間より大きいことを特徴とする請求項23に記載の立体映像表示装置。
  25. 前記右眼シャッタは、前記左眼映像データの入力が完了した時から前記第1の時間が経過する前に閉じられ、前記左眼シャッタは、前記右眼映像データの入力が完了した時から前記第1時間が経過する前に閉じられることを特徴とする請求項23に記載の立体映像表示装置。
  26. 前記バックライトは、前記左眼映像データまたは前記右眼映像データの入力が開始された時から第2の時間が経過した後に消灯することを特徴とする請求項23に記載の立体映像表示装置。
  27. 前記表示装置は液晶物質をさらに含み、
    前記第2時間は前記表示装置の液晶物質の応答時間以下であることを特徴とする請求項26に記載の立体映像表示装置。
  28. 前記第2の時間は、前記表示装置の液晶物質の応答時間の15%以下であることを特徴とする請求項27に記載の立体映像表示装置。
  29. 前記右眼シャッタは、前記右眼映像データの入力が開始された時から前記第2の時間が経過した後に開き、前記左眼シャッタは、前記左眼映像データの入力が開始された時から前記第2の時間が経過した後に開くことを特徴とする請求項26に記載の立体映像表示装置。
  30. 前記右眼シャッタは、前記右眼映像データの入力が開始される時点の第3の時間前から開き、前記左眼シャッタは、前記左眼映像データの入力が開始される時点の前記第3の時間前から開くことを特徴とする請求項29に記載の立体映像表示装置。
  31. 前記バックライトは、前記左眼映像データまたは前記右眼映像データの入力が開始された時から第2の時間が経過した後に消灯することを特徴とする請求項18に記載の立体映像表示装置。
  32. 前記右眼シャッタは、前記右眼映像データの入力が開始された時から前記第2時間が経過する前に開き、前記左眼シャッタは、前記左眼映像データの入力が開始された時から前記第2時間が経過する前に開くことを特徴とする請求項31に記載の立体映像表示装置。
  33. 表示装置、及び左眼シャッタと右眼シャッタとを含むシャッタ部材を含む立体映像表示装置において、
    前記表示装置に左眼映像データと右眼映像データとを交互に入力する段階、及び
    前記左眼映像データまたは前記右眼映像データを前記表示装置に入力する時間のうちの少なくとも一部の時間において、前記左眼シャッタ及び前記右眼シャッタを開く段階を含むことを特徴とする立体映像表示装置の駆動方法。
  34. 前記左眼映像データの入力区間と前記右眼映像データの入力区間との間に、第1オンパルスの少なくとも一部をバックライトに印加する段階をさらに含むことを特徴とする請求項33に記載の立体映像表示装置の駆動方法。
  35. 前記表示装置に標準映像データを入力し、前記標準映像データを入力する間に一つ以上の第2オンパルスを前記バックライトに印加する段階を含み、前記第1オンパルスの大きさは前記第2オンパルスの大きさより大きいか又は等しいことを特徴とする請求項34に記載の立体映像表示装置の駆動方法。
  36. 前記バックライトはLEDを含むことを特徴とする請求項35に記載の立体映像表示装置の駆動方法。
  37. 前記第1オンパルスの少なくとも一部の区間で、前記左眼シャッタ及び前記右眼シャッタのいずれか一つは閉じ、他の一つは開いている状態を維持することを特徴とする請求項34に記載の立体映像表示装置の駆動方法。
  38. 前記バックライトは、前記左眼映像データまたは前記右眼映像データの入力が完了した時から第1の時間が経過した後に点灯することを特徴とする請求項34に記載の立体映像表示装置の駆動方法。
  39. 前記右眼シャッタは、前記左眼映像データの入力が完了した時から前記第1の時間が経過する前に閉じられ、前記左眼シャッタは、前記右眼映像データの入力が完了した時から前記第1の時間が経過する前に閉じられることを特徴とする請求項38に記載の立体映像表示装置の駆動方法。
  40. 前記バックライトは、前記左眼映像データまたは前記右眼映像データの入力が開始された時から第2の時間が経過した後に消灯することを特徴とする請求項38に記載の立体映像表示装置の駆動方法。
  41. 前記バックライトは、前記左眼映像データまたは前記右眼映像データの入力が開始された時から第2の時間が経過した後に消灯することを特徴とする請求項34に記載の立体映像表示装置の駆動方法。
  42. 表示装置、及び左眼シャッタと右眼シャッタとを含むシャッタ部材を含む立体映像表示装置において、
    前記表示装置に標準映像データを入力し、左眼映像データと右眼映像データを交互に入力する段階、
    前記左眼映像データの入力区間と前記右眼映像データの入力区間との間に第1オンパルスの少なくとも一部をバックライトに印加する段階、及び
    前記標準映像データを入力する間に一つ以上の第2オンパルスを前記バックライトに印加する段階
    を含み、
    前記第1オンパルスの大きさは前記第2オンパルスの大きさより大きいことを特徴とする立体映像表示装置の駆動方法。
  43. 前記バックライトはLEDを含むことを特徴とする請求項42に記載の立体映像表示装置の駆動方法。
  44. 前記第1オンパルスの少なくとも一部の区間で、前記左眼シャッタ及び前記右眼シャッタのいずれか一つは閉じ、他の一つは開いている状態を維持することを特徴とする請求項42に記載の立体映像表示装置の駆動方法。
  45. 前記バックライトは、前記左眼映像データまたは前記右眼映像データの入力が完了した時から第1の時間が経過した後に点灯することを特徴とする請求項42に記載の立体映像表示装置の駆動方法。
  46. 前記右眼シャッタは、前記左眼映像データの入力が完了した時から前記第1の時間が経過する前に閉じられ、前記左眼シャッタは、前記右眼映像データの入力が完了した時から前記第1の時間が経過する前に閉じられることを特徴とする請求項45に記載の立体映像表示装置の駆動方法。
  47. 前記バックライトは、前記左眼映像データまたは前記右眼映像データの入力が開始された時から第2の時間が経過した後に消灯することを特徴とする請求項45に記載の立体映像表示装置の駆動方法。
  48. 前記バックライトは、前記左眼映像データまたは前記右眼映像データの入力が開始された時から第2の時間が経過した後に消灯することを特徴とする請求項42に記載の立体映像表示装置の駆動方法。
  49. 左眼映像と右眼映像とを順次に表示する表示装置、
    左眼シャッタと右眼シャッタとを含むシャッタ部材、及び
    前記表示装置に光源を放出するバックライト、
    を含み、
    前記左眼映像と前記右眼映像のいずれか一つに対応するデータ電圧を複数の画素電極で充電する充電時間において、前記左眼シャッタと前記右眼シャッタとが開いた状態であり、
    前記左眼映像と前記右眼映像とのいずれか一つに対応するデータ電圧を充電した後に、前記左眼シャッタと右眼シャッタとのいずれか一つは閉じた状態であり、
    前記バックライトは、前記左眼シャッタと前記右眼シャッタのいずれか一つが閉じている場合に限って前記表示装置に光源を放出することを特徴とする立体映像表示装置。
  50. 左眼映像と右眼映像とを交互に入力する表示装置を含み、
    前記表示装置は、表示パネル、及び前記表示パネルに光を放出するバックライトを含み、
    前記バックライトは垂直空白時間にだけ点灯し、前記垂直空白時間は左眼映像の入力区間と右眼映像の入力区間との間に位置することを特徴とする立体映像表示装置。
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