JP5306648B2 - 立体映像表示装置およびその駆動方法 - Google Patents

Description

本願は、韓国特許出願-第10-2004-0050582号（出願日：2004年6月30日）に基づく優先権を主張し、その全体を参照文献として加入させる。
本発明は立体映像表示装置およびその駆動方法に関し、より詳しくは時分割立体映像表示装置およびその駆動方法に関するものである。

一般に、人間が立体感を感じる要因には生理的な要因と経験的な要因があるが、３次元映像表示技術では一般に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を利用している。

立体映像を見る方式としては、大別して眼鏡を着用する方式と眼鏡を着用しない眼鏡非着用方式がある。

眼鏡を着用しない眼鏡非着用方式には、円筒形のレンズアレイを垂直に配列したレンチキュラーレンズ板を表示パネル前方に設置するレンチキュラー方式と、バリアを利用して左眼と右眼映像を分離して立体効果を出すパララックスバリア方式がある。パララックスバリア方式は、２次元映像および３次元映像を選択的に表示することができるという長所があるので、ノートパソコンやモバイルフォンなどの立体映像表示装置に広範囲に適用されている。

図１および図２は従来のパララックスバリア方式を利用した立体映像表示装置を概略的に示した図面で、それぞれ２次元および３次元映像を表示する場合を示す。

図１および図２に示されているように、立体映像表示装置は２次元映像および３次元映像を表示できる装置であって、表示パネル１０、バリア２０および光源３０で構成される。

表示パネル１０は液晶表示パネルで、右眼映像が表示される右眼映像用ピクセルと左眼映像が表示される左眼映像用ピクセルを有する。

光源３０は表示パネル１０の後面に配置されて、表示パネル１０の各液晶ピクセルに光を提供する。

バリア２０は表示パネル１０の前面に配置され、表示パネル１０の右眼および左眼映像用ピクセルそれぞれに対応する液晶セルを有する。バリアの液晶セルは透明セルまたは不透明セルになって、表示パネル１０に表示される映像のシャッター役割を果たすので、液晶シャッターとも言う。

具体的に図１に示されているように、表示パネル１０に２次元映像が表示される場合、バリアのすべての液晶セルは透明セルになって、表示パネル１０に表示される映像をそのまま透過させる。また、図２に示されているように、表示パネル１０に３次元映像が表示される場合には、表示される映像が左眼映像であるか右眼映像であるかに基づいて、左眼映像用ピクセルまたは右眼映像用ピクセルのうちのいずれかのピクセルは透明セルになって透過領域を形成し、他の１つのピクセルは不透明セルになって不透過領域を形成する。

しかし、このように液晶シャッターを有するバリアを利用して２次元映像および３次元映像を選択的に表示する場合、

３次元映像が表示される場合には、バリアの不透過領域の存在によって立体映像表示装置で放出される光量が２次元映像が表示される場合に比べて半分に減る。

したがって、立体映像表示装置の３次元映像の輝度が大きく低下するという短所がある。
本発明が目的とする技術的課題は、３次元映像の輝度が低下しないバリア方式の立体映像表示装置を提供することにある。

前記課題を達成するために本発明の１つの特徴による立体映像表示装置は、第１映像を表示するための第１ピクセルグループと第２映像を表示するための第２ピクセルグループを有する表示部と、第１モードで前記表示部に表示される映像をそのまま透過させ、第２モードでは前記第１映像と前記第２映像が互いに異なる地点で観察されるように透過領域および非透過領域が形成されるバリアと、前記表示部に光を提供するための光源を含み、前記光源で提供される前記光の輝度は、前記第１モードと前記第２モードで互いに異なるように制御する光源制御部を有する。

本発明の１つの特徴による立体映像表示装置において、前記第１モードと前記第２モードを設定するために前記バリアを制御するモード制御部を更に有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。

本発明の１つの特徴による立体映像表示装置において、前記バリアは液晶シャッターを含んで形成され、前記モード制御部は前記液晶シャッターの液晶の分子配列を制御することによって、前記第１モードと前記第２モードを設定する。

本発明の１つの特徴による立体映像表示装置において、前記光源は第１ないし第３色の光を放出する発光ダイオードを有する。

本発明の１つの特徴による立体映像表示装置において、前記光源は補助光源を更に有し、前記光源制御部は前記第２モードで前記補助光源を導通させる。

本発明の１つの特徴による立体映像表示装置において、前記光源制御部は前記光源に印加される電流の量を制御することによって、前記第１モードと前記第２モードで前記光源の輝度を制御する。

本発明の１つの特徴による立体映像表示装置において、前記第２モードで前記光源から提供される光の輝度は、実質的に前記第１モードから提供される光の輝度の２倍となるように設定される。

本発明の他の特徴による立体映像表示装置は、第１映像を表示するための第１ピクセルグループと第２映像を表示するための第２ピクセルグループを有する表示部と、前記表示部の前面に形成されるバリアと、前記表示部に少なくとも２つの色の光を順次に提供するための光源と、階調データに対応する階調電圧を前記第１および第２ピクセルグループに印加するデータ駆動部を含み、前記データ駆動部は２次元映像モードと３次元映像モードで前記階調データに対応する階調電圧を互いに異なるよいに変換して、前記第１および第２ピクセルグループに印加する。

本発明の１つの特徴による駆動方法は立体映像表示装置を駆動するための駆動方法であって、前記立体映像表示装置は第１映像を表示するための第１ピクセルグループと第２映像を表示するための第２ピクセルグループを有し、第１映像モードおよび第２映像モードで映像を表示する表示部と、前記表示部に光を提供するための光源を含み、前記駆動方法は、前記表示部の前記映像モードを決める第１段階と、前記映像モードに対応して前記光源の輝度を制御する第２段階と、前記第１ピクセルグループと前記第２ピクセルグループに階調データを印加する第３段階を有し、前記第１映像モードと前記第２映像モードで前記光源の輝度は互いに異なるように設定される。

以下、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しく説明する。しかし、本発明は多様で相異なる形態で実現することができ、ここで説明する実施形態に限られない。図面で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た。明細書全体にわたって類似の部分については同一図面符号を付けた。

図３は本発明の第１実施形態による立体映像表示装置を概略的に示した平面図である。

図３に示されているように、立体映像表示装置は表示パネル１００、バリア９００、走査駆動部２００、階調電圧発生部３００、データ駆動部４００、光源５００、光源制御部６００、モード変換部７００およびタイミング制御部８００を有する。

表示パネル１００は液晶表示パネルで、選択信号を伝達する複数の走査線（図示せず）、前記複数の走査線と絶縁されて交差するように形成され、階調データに相当する階調電圧を伝達するためのデータ線（図示せず）および、走査線とデータ線によって定義される液晶セルを有する。

バリア９００は表示パネル１００の前面に対応するように配置され、表示パネル１００に表示される映像に基づいて透明セルまたは不透明セルになって、表示パネル１００に表示された映像を透過または不透過する液晶セルを有する。

走査駆動部２００は走査線に順次に選択信号を印加し、選択信号が印加される走査線にゲート電極が連結する薄膜トランジスタを導通させる。

階調電圧発生部３００は階調データに相当する大きさを有する階調電圧を生成してデータ駆動部４００に供給する。

データ駆動部４００は階調電圧発生部３００によって出力される階調電圧をデータ線にそれぞれ印加する。

光源５００は赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の発光ダイオード（図示せず）と補助光源（図示せず）を有する。

光源制御部６００は発光ダイオードの点灯時期を制御する。この時、本発明の第１実施形態によると、データ駆動部４００から当該階調データをデータ線に供給する時点と、光源制御部６００によって赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の発光ダイオードを点灯する時点は、タイミング制御部８００によって提供される制御信号によって同期されることができる。

モード変換部７００はタイミング制御部８００から入力されるモード信号Ｓｍに応答してバリア９００の液晶セルが透過セルまたは不透過セルになるように制御し、光源５００の輝度を制御する。

タイミング制御部８００は外部またはグラフィック制御器（図示せず）から階調データ（Ｒ、Ｇ、ＢＤＡＴＡ）、水平周期信号Ｈｓｙｎｃ、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃおよびモード信号Ｍｏｄｅを入力して、必要な制御信号（Ｓｇ、Ｓｄ、Ｓｍ）をそれぞれ走査駆動部２００、データ駆動部４００およびモード変換部７００に供給し、階調データ（Ｒ、Ｇ、ＢＤＡＴＡ）を階調電圧発生部３００に伝達する。

このように、光源５００に補助光源を更に有し、モード変換部７００が表示映像のモードによって補助光源のオン／オフを制御することによって、３次元映像を表示する場合に輝度が低下することを防止することができる。

以下、図４ないし図６を参照して、本発明の第１実施形態による立体映像表示装置の駆動方法を説明する。

図４は本発明の第１実施形態による立体映像表示装置の駆動方法を示し、図５および図６はそれぞれ２次元映像モードと３次元映像モードにおける駆動方法を示す。

図４ないし図６に示されているように、表示パネル１００の前面にはバリア９００が形成され、後面には光源５００が形成される。本発明の第１実施形態によると、バリア９００は液晶シャッターを利用して形成され、液晶シャッターは液晶の分子配列を利用して映像を透過または遮断させる。

具体的に、液晶は印加される電圧に応じて分子配列が変化され、分子配列によって複屈折性、旋光性、二色性、光散乱性などの変調が生じる。このような光変調作用を利用して、映像を透過または遮断させる。

また、前述のように光源５００は赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の光を放出するための発光ダイオードと、３次元映像モードで補助光を放出するための補助光源５０１を有する。

したがって、モード変換部７００はタイミング制御部８００から印加される制御信号Ｓｍによってバリア９００の液晶配列を制御し、３次元映像が表示される場合には、補助光源５０１を導通させることによって表示パネル１００に提供される光の光量を増加させる。

つまり、２次元映像を表示する場合には、図５のようにモード変換部７００が表示パネル１００のピクセルによって表示される映像を全て透過するように液晶シャッターの液晶の分子配列を制御し、補助光源５０１を遮断させて、２次元映像に適した強さの光を表示パネル１００に提供する。

なお、３次元映像を表示する場合には、図６のようにバリア９００に透過領域と非透過領域を形成して、左眼映像用ピクセルによって表示される映像は左眼側にのみ透過し、右眼映像用ピクセルによって表示される映像は右眼側にのみ透過させる。また、補助光源５０１を導通させて、光源５００から表示パネル１００に提供される光の光量を増加させる。

したがって、２次元映像モードと３次元映像モードでそれぞれ適切な光が表示パネル１００に提供されることによって、３次元映像の輝度が低下することを防止することができる。

つまり、本発明の第１実施形態では２次元映像モードと３次元映像モードで光源５００の明るさを制御することによって、それぞれ適正の光量を表示パネル１００に提供することができる。

したがって、２次元映像の輝度を満足する光源の明るさを利用して３次元映像を表示すると、表示される３次元映像の輝度は１/２以下に低下し、３次元映像の輝度を満足する光源の明るさを利用して２次元映像を表示すると、２次元映像が過剰に明るいだけでなく、消費電力が大きくなるという問題を解決することができる。

ここで、光源５００の明るさを制御する方法として図５および図６のように補助光源５０１のオン／オフを制御する方法があるが、実施形態によっては補助光源５０１がなく、光源５００に流れる電流を制御することによって２次元映像モードと３次元映像モードにおける光量を制御することができる。

次に、図７を参照して本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態は補助光源でなく発光素子に印加される電流量を制御することによって光源の明るさを調節するという点が第１実施形態と異なる。

図７は本発明の第２実施形態による光源の構成を概略的に示している。

図７に示されているように、光源５００’は導光板５１０、発光素子５２０および複数の電源端子（５３０ａ-５３０ｅ）を有する。

導光板５１０に発光素子５２０が形成され、発光素子５２０の一側には複数の電源端子（５３０ａ-５３０ｅ）が形成される。発光素子５２０は発光ダイオードを利用して形成されてもよく、電源端子（５３０ａ-５３０ｅ）に記入される電流量に対応して発光する。

電源端子（５３０ａ-５３０ｅ）に記入される電流はモード変換部（図示せず）を通じて制御され、モード変換部は２次元映像モードでは電源端子（５３０ａ、５３０ｃ、５３０ｅ）に電流を記入し、３次元モードでは電源端子（５３０ａ-５３０ｅ）全てに電流を記入する。

これによって、３次元モードで光源５００’から放出される光量を増加させて光源の明るさを調節することによって、３次元映像の輝度を改善することができる。

次に、図８を参照して本発明による第３実施形態について詳細に説明する。

第３実施形態は光源の発光素子に電流を記入する電源端子が発光素子の両端に備えられるという点の他には第２実施形態と同様であるので、同様な部分の詳細な説明は省略する。

図８は本発明の第３実施形態による光源５０２の構成を概略的に示した図面である。

図８に示されているように、本発明の第３実施形態による光源５００”は電源端子（５３０ａ’-５３０ｅ’）が発光素子５２０’の両側に備えられる。

更に、前記実施形態ではモード変換部が光源（５００’及び５００”）から放出される光量を制御して３次元映像モード時映像の輝度が低下することを防止する場合を例として説明したが、実施形態によっては光源の光量はそのまま維持したまま階調電圧発生部３００（図３参照）で３次元映像の階調データを変換させることによって３次元映像の輝度を増加させることができる。

この場合、階調電圧発生部３００が２次元映像のガンマ曲線と３次元映像のガンマ曲線を互いに異なって設定し、３次元映像を表示する場合より高い電圧をデータ駆動部４００に印加させることによって、３次元映像を表現する場合に映像の輝度が低下することを防止する。

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に限定されず、請求範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形および改良形態もまた本発明の権利範囲に属する。

本発明によると、２次元映像モードと３次元映像モードにおいて、表示パネルに適切な光量を制御することによって３次元映像モードでも輝度が低下しないバリア方式の立体映像表示装置を提供することができる。

従来の立体映像表示装置における２次元映像モード動作を示す。 従来の立体映像表示装置における３次元映像モード動作を示す。 本発明の第１実施形態による立体映像表示装置の概略的平面図である。 図３による立体映像表示装置の概略的断面図である。 本発明の第１実施形態による立体映像表示装置の２次元映像モード動作を示す。 本発明の第１実施形態による立体映像表示装置の３次元映像モード動作を示す。 本発明の第２実施形態による光源の構成を概略的に示す。 本発明の第３実施形態による光源の構成を概略的に示す。

符号の説明

１００ 表示パネル
２００ 走査駆動部
３００ 階調電圧発生部
４００ データ駆動部
５００、５０２ 光源
５０１ 補助光源
５２０ 発光素子
５３０ａ−５３０ｅ、５３０ａ’−５３０ｅ’ 電源端子
６００ 光源制御部
７００ モード変換部
８００ タイミング制御部
９００ バリア

Claims (3)

1. 第１映像を表示するための第１ピクセルグループと第２映像を表示するための第２ピクセルグループを有する表示部と、
   前記表示部の前面に形成されるバリアと、
   前記表示部に少なくとも２つの色の光を順次に提供するための光源と、
   階調データに対応する階調電圧を前記第１および第２ピクセルグループに印加するデータ駆動部とを有し、
   前記データ駆動部は、２次元映像モードのガンマ曲線と３次元映像モードのガンマ曲線が互いに異なって設定された異なるガンマ曲線に基づいて、前記階調データに対応する階調電圧を２次元映像モードと３次元映像モードで互いに異なるように変換して３次元映像モードを表示する場合は２次元映像モードよりも高い階調電圧を前記第１および第２ピクセルグループに印加することで３次元映像モードでの輝度の低下を補償し、
   前記バリアは、
   前記２次元映像モードで前記表示部によって表示される２次元映像をそのまま透過させ、
   前記３次元映像モードでは前記第１映像と前記第２映像が互いに異なる地点で観察されるように透明領域と不透明領域を形成して前記第１映像及び前記第２映像からなる３次元映像のみを表示することを特徴とする立体映像表示装置。
2. 前記光源は第１ないし第３色の光をそれぞれ放出する少なくとも３個の発光ダイオードを有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. 前記少なくとも３個の発光ダイオードの点灯時期を制御する光源制御部を更に有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。

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