JP5410670B2 - 画像表示装置および画像表示装置の駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像表示装置に関し、具体的には、立体画像および平面画像を表示する画像表示装置および画像表示装置の駆動方法に関する。

一般に、人間が立体感を感じる要因には、生理的な要因および経験的な要因があり、一般な立体画像表示技術では、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。立体画像を表示する画像表示装置は、光学素子を利用して左右画像を空間的に分離して立体画像が見えるようにする方式を適用する。代表的なものとして、レンチキュラーレンズアレイ（ｌｅｎｔｉｃｕｌａｒ ｌｅｎｓ ａｒｒａｙ）を利用する方式、およびパララックスバリア（ｐａｒａｌｌａｘ ｂａｒｒｉｅｒ）を利用する方式がある。しかし、従来の立体画像および平面画像を表示する装置の場合、立体画像および表示画像を同時に表示するため、その構造および動作が非常に複雑になる。また、複雑な構造および動作によって生産単価が増加する問題がある。そして、立体画像の解像度が平面画像の解像度に比べて顕著に低下する問題がある。したがって、立体画像および平面画像が同時に表示される場合に、両画面の解像度差が顕著に現れることにより、使用者が不快感を感じることがある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、立体画像の画質を改善し、平面画像および立体画像を簡単な構造および動作で表示することが可能な、新規かつ改良された画像表示装置および画像表示装置の駆動方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の第１の観点によれば、１フレームの画像が表示される第１期間を少なくとも２つの第２期間および第３期間に区分して画像を表示する表示部と、上記第２期間の間に駆動される第１バリアおよび上記第３期間の間に駆動される第２バリアを含むバリア層とを含み、上記表示部の平面画像が表示される領域では、同一な平面画像が上記第２期間および第３期間の間に反復して表示され、上記表示部の立体画像が表示される領域では、上記第２期間に表示される第１画像および上記第３期間に表示される上記第２画像が異なる順序で合成された画像が表示される画像表示装置が提供される。

また、記第１画像は、第１視点画像および第２視点画像の順で交互に合成された画像であり、上記第２画像は、第２視点画像および第１視点画像の順で交互に合成された右左画像であるとしてもよい。

また、上記第１バリアは、ストライプ方式で配列されている複数の第１バリア電極と、上記複数の第１バリア電極の一端に連結され、上記複数の第１バリア電極が形成されている方向と直交する方向に形成されている第１連結電極とを含み、上記第２バリアは、上記第１バリアの複数のバリア電極の間の空間にストライプ方式で配列されている複数の第２バリア電極と、上記複数の第２バリア電極の一端に連結され、上記複数の第２バリア電極が形成されている方向と直交する方向に形成されている第２連結電極とを含むとしてもよい。

また、上記第１バリアおよび上記第２バリアは、駆動前は透過領域であり、駆動されると不透過領域になるとしてもよい。

また、上記第１バリアおよび上記第２バリアは、駆動前は不透過領域であり、駆動されると透過領域になるとしてもよい。

また、上記目的を達成するために、本発明の第２の観点によれば、複数の選択信号を伝達する複数の走査線、複数のデータ信号を伝達する複数のデータ線、および上記走査線と上記データ線とに連結されて形成されている複数の画素を含む表示部と、入力データを上記複数のデータ信号に変換し、上記選択信号と同期させて複数のデータ線に上記複数のデータ信号を伝達するデータ駆動部と、入力信号を判読し、上記入力信号が立体画像データを含む場合には、１フレームの画像が表示される第１期間を少なくとも２つの第２期間および第３期間に区分して、第２期間の間に第１立体画像が表示されるように上記第１立体画像に対応する第１立体画像データを上記データ駆動部に伝達し、上記第３期間の間に第２立体画像が表示されるように上記第２立体画像に対応する第２立体画像データを上記データ駆動部に伝達し、上記入力信号が平面画像データを含む場合には、上記平面画像データによる平面画像を表示するために、上記第２期間の間に上記平面画像が表示されるように上記平面画像データを上記データ駆動部に伝達し、上記第３期間の間も同一な上記平面画像が表示されるように上記平面画像データを上記データ駆動部に伝達する制御部と、上記第２期間の間に駆動される第１バリアおよび上記第３期間の間に駆動される第２バリアを含むバリア層とを含む画像表示装置が提供される。

また、上記第１立体画像は、第１視点画像および第２視点画像の順で交互に合成された画像であり、上記第２立体画像は、第２視点画像および第１視点画像の順で交互に合成された画像であるとしてもよい。

また、上記制御部は、上記平面画像データ、第１立体画像データ、および第２立体画像データを複数の画素のそれぞれに対応するように保存するフレームバッファーメモリを含むとしてもよい。

また、上記第１バリアは、ストライプ方式で配列されている複数の第１バリア電極と；
上記複数の第１バリア電極の一端に連結され、上記複数の第１バリア電極が形成されている方向と直交する方向に形成されている第１連結電極とを含み、上記第２バリアは、上記第１バリアの複数のバリア電極の間の空間にストライプ方式で配列されている複数の第２バリア電極と、上記複数の第２バリア電極の一端に連結され、上記複数の第２バリア電極が形成されている方向と直交する方向に形成されている第２連結電極とを含むとしてもよい。

また、上記第１バリアおよび上記第２バリアは、駆動前は透過領域であり、駆動されると不透過領域になるとしてもよい。

また、上記第１バリアおよび上記第２バリアは、駆動前は不透過領域であり、駆動されると透過領域になるとしてもよい。

また、上記目的を達成するために、本発明の第３の観点によれば、画像が表示される表示部と、表示部上に形成されたバリア層とを含む画像表示装置の駆動方法であって、入力信号に含まれている平面画像データおよび立体画像データを判読するステップと、１フレームの画像が表示される第１期間を少なくとも２つの第２期間および第３期間に区分して、第２期間の間に上記立体画像データを利用して生成された第１立体画像を上記表示部に表示し、上記第３期間の間に上記立体画像データを利用して生成された上記第１立体画像と異なる上記第２立体画像を上記表示部に表示するステップと、上記第２期間および第３期間の間に同一な上記平面画像データを利用して生成された平面画像を上記表示部に表示するステップと、上記バリア層で上記第２期間の間に不透過領域および透過領域が交互に生成され、上記第３期間において、上記第２期間の間に不透過領域であった領域を透過領域にし、上記第２期間の間に透過領域であった領域を不透過領域にするステップとを有する画像表示装置の駆動方法が提供される。

また、上記第１立体画像は、第１視点画像および第２視点画像の順で交互に合成された画像であり、上記第２立体画像は、第２視点画像および第１視点画像の順で交互に合成された画像であるとしてもよい。

また、上記第１立体画像および第２立体画像を上記表示部に表示するステップは、上記立体画像データに含まれている上記第１視点画像に対するデータおよび上記第２視点画像に対するデータを合成して、第１視点画像および第２視点画像の順で交互に合成された画像に対する第１立体画像データを生成するステップと、上記立体画像データに含まれている上記第１視点画像に対するデータおよび上記第２視点画像に対するデータを合成して、第２視点画像および第１視点画像の順で交互に合成された画像に対する第２立体画像データを生成するステップとを有するとしてもよい。

また、上記表示部を構成する複数の画素のうちの上記第１立体画像データに対応する第１画素のアドレスによって上記第１立体画像データを保存するステップと、上記第１画素のアドレスによって上記第２立体画像データを保存するステップとを有するとしてもよい。

本発明によれば、立体画像の画質を改善し、平面画像および立体画像を簡単な構造および動作で表示することができる。

より具体的に説明すると、本発明によれば、時分割駆動方式で平面画像および立体画像を簡単に同時に表示することができる。

また、本発明によれば、簡単な構造で平面画像および立体画像のうちの使用者が所望する画像を表示することができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

また、明細書全体を通して、ある部分が他の部分と「連結」されているとするとき、これは「直接連結」されている場合だけでなく、その中間に他の素子をおいて「電気的に連結」されている場合も意味する。また、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、これは特に反対になる記載がない限り、他の構成要素を排除するのではなく、他の構成要素も「さらに含む」ことを意味する。

以下、本発明の実施形態に係る画像表示装置およびその駆動方法について説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像表示装置を示す説明図である。

図１を参照すると、本発明の第１実施例による画像表示装置は、表示部１００、バリア層１５０、走査駆動部２００、データ駆動部３００、制御部４００、およびバリア駆動部５００を備え、平面画像および立体画像を選択的に表示することができる。

表示部１００は、選択信号を伝達する複数の走査線（Ｓ１〜Ｓｎ）、複数の走査線（Ｓ１〜Ｓｎ）と絶縁されて交差するように形成されて、データ信号を伝達する複数のデータ線（Ｄ１〜Ｄｍ）、および複数の走査線のうちのいずれか１つおよび複数のデータ線のうちのいずれか１つが交差する領域に形成された複数の画素１０５を含む。本発明の実施形態では、赤色（Ｒ）表示のための赤色副画素、緑色（Ｇ）表示のための緑色副画素、および青色（Ｂ）表示のための青色副画素が共に１つの画素を形成すると仮定する。また、本発明の実施形態では、表示部１００の複数の画素が、左眼用画像に対応する画素（以下、左眼用画素）および右眼用画像に対応する画素（以下、右眼用画素）に区分される。このとき、左眼用画素および右眼用画素は、互いに繰返されて配列されて形成される。具体的には、左眼用画素および右眼用画素は、例えば、互いに平行に繰返されて配列されてストライプ形態に形成されたり、ジグザグ形態に形成される。このような左眼用画素および右眼用画素の配列は、バリア層１５０の構造によって適切に変更される。なお、本発明の実施形態は、上記に限定されず、例えば、バリア層１５０の構造が、左眼用画素および右眼用画素の配列によって決定されることもある。本発明の実施形態に係る表示部１００の画素は、例えば、有機発光素子（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）や液晶層素子（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｌａｙｅｒ）などを含む。また、表示部１００は、例えば、プラズマ（ｐｌａｓｍａ）表示装置または電界発光表示装置（ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｄｉｓｐｌａｙ）で具現することができる。本発明の第１の実施形態に係る表示部１００は、例えば、有機発光素子および有機発光素子を駆動させるために必要な画素回路を含むことができる。

図２は、本発明の第１の実施形態に係る画素の構造を示す説明図である。なお、図２では、本発明の第１の実施形態に係る画素として、有機発光素子を有する画素を例として示しているが、本発明の実施形態に係る画素は、有機発光素子を有する画素に限られない。

本発明の第１の実施形態に係る画素１０５は、駆動トランジスタ（Ｍ１）、スイッチングトランジスタ（Ｍ２）、容量性素子（Ｃ１）、および有機発光素子（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）（ＯＬＥＤ）を含む。有機発光素子は、ダイオード特性を有して、アノード電極、有機薄膜、およびカソード電極層の構造からなる。

画素１０５は、複数の走査線のうちの１つの走査線（Ｓｉ）および複数のデータ線のうちの１つのデータ線（Ｄｊ）が交差する領域に形成されて、各走査線（Ｓｉ）およびデータ線（Ｄｊ）に連結されている。駆動トランジスタ（Ｍ１）は、ゲート電極およびソース電極に印加される電圧に対応して駆動電流（ＩＯＬＥＤ）を生成する。スイッチングトランジスタ（Ｍ２）は、走査線（Ｓｉ）から伝達される選択信号に応答してターンオンされ、スイッチングトランジスタ（Ｍ２）がターンオンされると、データ線（Ｄｊ）から伝達されるデータ信号は駆動トランジスタのゲート電極に伝達される。容量性素子（Ｃ１）は、駆動トランジスタ（Ｍ１）のゲート電極およびソース電極の間に両端が連結されていて、両端の電圧を一定に維持する。そうすると、駆動トランジスタ（Ｍ１）は、ゲート電極に伝達されたデータ信号の電圧およびソース電極に印加される電源電圧（ＶＤＤ）の差に対応する駆動電流（ＩＯＬＥＤ）を生成する。このように生成された駆動電流（ＩＯＬＥＤ）は、ドレイン電極を通じて有機発光素子（ＯＬＥＤ）に流れる。有機発光素子（ＯＬＥＤ）は、駆動電流（ＩＯＬＥＤ）の強さに対応して発光する。

走査駆動部２００は、表示部１００の複数の走査線（Ｓ１〜Ｓｎ）に連結されて、ゲートオン電圧およびゲートオフ電圧の組合わせからなる複数の選択信号を走査線（Ｓ１〜Ｓｎ）に印加する。このとき、走査駆動部２００は、複数の走査線（Ｓ１〜Ｓｎ）にそれぞれ印加される複数の選択信号が順次にゲートオン電圧を有するように選択信号を印加することができる。そして、選択信号がゲートオン電圧を有する場合に、該当する走査線に連結されている画素回路のスイッチングトランジスタ（Ｍ２）がターンオンされる。

データ駆動部３００は、表示部１００の複数のデータ線（Ｄ１〜Ｄｍ）に連結されて、階調を示す複数のデータ信号をデータ線（Ｄ１〜Ｄｍ）に印加する。このようなデータ駆動部３００は、制御部４００から入力される階調を有する入力画像データ（ＤＲ、ＤＧ、ＤＢ）を電圧または電流形態のデータ信号に変換する。

制御部４００は、外部から入力信号（ＩＳ）、水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）、垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）、およびメインクロック信号（ＭＣＬＫ）を受信して、走査制御信号（ＣＯＮＴ１）、データ制御信号（ＣＯＮＴ２）、画像データ信号（ＤＲ、ＤＧ、ＤＢ）、およびバリア駆動部制御信号（ＣＯＮＴ３）を生成して、それぞれ走査駆動部２００、データ駆動部３００、およびバリア駆動部５００に伝達する。

また、制御部４００は、メインクロック信号（ＭＣＬＫ）を利用して内部クロック信号などを生成して、選択信号を走査線に伝達する時点、データ信号をデータ線に伝達する時点などを同期させるために使用する。

走査制御信号（ＣＯＮＴ１）は、走査開始を指示する走査開始信号および第１クロック信号を含む。このとき、本発明の実施形態に係る走査開始信号は、１フレームの画像データの伝達開始を指示する垂直同期信号に同期されて、１フレームの画像を表示部に表示し始める時点を制御する信号であり、また、第１クロック信号は、ある行の画素に対する入力画像データの伝達を指示する水平同期信号に同期されて、複数の走査線（Ｓ１〜Ｓｎ）のそれぞれに選択信号を伝達する時点を制御する信号である。データ制御信号（ＣＯＮＴ２）は、水平同期信号に同期されて一定の周期を有する第２クロック信号、およびデータ信号の伝達開始を制御する水平同期開始信号などを含む。

一方、制御部４００は、ある行に該当する入力画像データをデータ駆動部３００に伝達する場合に、入力画像データ（ＤＲ、ＤＧ、ＤＢ）を３つのチャンネルを通じて色別に伝達することもでき、入力画像データ（ＤＲ、ＤＧ、ＤＢ）を１つのチャンネルを通じて順次に伝達することもできる。

ここで、制御部４００に入力される入力信号（ＩＳ）は、例えば、一般的な平面画像データ、客体の３次元空間座標および表面情報を含んで平面上に立体的に表示される３Ｄグラフィックデータ、および各視点の画像データを含む立体画像データのうちのいずれか１つであり、表示部１００に平面画像および立体画像が共に表示される場合、平面画像データおよび立体画像データの両方を含むことができる。本発明の実施形態に係る制御部４００は、入力信号が立体画像データおよび平面画像データである場合に関係なく、バリア層１５０を制御するためのバリア駆動部制御信号（ＣＯＮＴ３）をバリア駆動部５００に伝達することができる。また、本発明の実施形態に係る画像表示装置は、平面画像および立体画像に関係なくバリア層１５０を駆動させることができる。このとき、本発明の実施形態に係る画像表示装置は、表示部１００に平面画像が表示される場合には、左眼用画素および右眼用画素に関係なく同一な画像を表示することができる。また、本発明の実施形態に係る画像表示装置は、時分割駆動方式で動作することができる。このとき、バリア層１５０は、時分割駆動方式によって動作し、制御部４００は、バリア層１５０を制御するためのバリア駆動部制御信号（ＣＯＮＴ３）を生成して、バリア駆動部５００に伝達することができる。

ここで、時分割駆動方式とは、不透過部および透過部を交互に形成する方式である。これは、空間分割方式と異なる方式であり、空間分割方式は、特定視点（ｖｉｅｗ ｐｏｉｎｔ）の画素が特定空間に位置し、その画素には特定視点の画像だけが表示される。空間分割方式による両眼視点での立体画像の表示において、左眼用画素および右眼用画素は、空間的に交互に区分されて位置している。この場合、左眼用画素および右眼用画素に表示される画像は、平面画像に比べて解像度が半分程度に低下する。これを解決するために、本発明の実施形態に係る画像表示装置は、時分割駆動方式で動作する。

以下、図３を参照して、本発明の実施形態に係る時分割駆動方式について説明する。図３は、本発明の実施形態に係る平面／立体画像表示装置の時分割駆動方式を説明するための説明図である。

時分割駆動方式は、１）光源を左右で交互に動作させて、プリズムおよびレンチキュラーレンズの組合わせからなる光学素子を利用して左右を時分割する方法、２）液晶バリアで光が通過するスリットを、既存の１つのスリットに該当する区間を多数に分割して、表示するイメージに同期させてスリットを移動させる方法がある。本発明の実施形態に係る画像表示装置は、例えば、２）の方法で駆動される。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されず、例えば、１）の方法で駆動される場合には、液晶バリアの代わりに光源およびプリズムおよびレンチキュラーレンズの組合わせからなる光学素子を利用することができる。また、図３は、基本的に両眼の場合について説明したが、本発明の実施形態はこれに限定されず、例えば、多眼の場合にも同一な原理で動作する。

まず、図３の（ａ）は、１つのフレームを期間（Ｔ１）および期間（Ｔ２）の２つの期間に区分して時分割駆動したときに、最初の期間（Ｔ１）で左右が合成された画像が使用者に表示される場合を示す説明図である。図３の（ｂ）は、２番目の期間（Ｔ２）で右左が合成された画像が使用者に表示される場合を示す説明図である。

図３の（ａ）において、期間（Ｔ１）で表示部１００の奇数画素（ＯＰ）は左眼用画素、偶数画素（ＥＰ）は右眼用画素である。このとき、バリア層１５０の奇数バリア画素（ＢＯＰ）は不透過領域であり、偶数バリア画素（ＢＥＰ）は透過領域になる。そうすると、図３の（ａ）に示されているように、左眼用画像は左眼に、右眼用画像は右眼に投射される経路が形成される。奇数画素（ＯＰ）から投射される左眼用画像は右眼用画像に対して所定の偏差（ｄｉｓｐａｒｉｔｙ）を有する画像で形成され、偶数画素（ＥＰ）から投射される右眼用画像は左眼用画像に対して所定の偏差を有する画像で形成される。したがって、使用者は、奇数画素（ＯＰ）から投射される左眼用画像および偶数画素（ＥＰ）から投射される右眼用画像をそれぞれ左眼および右眼で認識するとき、実際に立体対象物を左眼、右眼を通して見るのと同一な深さ情報を得て、立体感を感じるようになる。

そして、次の図３の（ｂ）において、表示部１００の奇数画素（ＯＰ）は右眼用画素、偶数画素（ＥＰ）は左眼用画素である。このとき、バリア層１５０の奇数バリア画素（ＢＯＰ）は透過領域であり、偶数バリア画素（ＢＥＰ）は不透過領域になる。そうすると、図３の（ｂ）に示されているように、左眼用画像は左眼に、右眼用画像は右眼に投射される経路が形成される。奇数画素（ＯＰ）から投射される右眼用画像は左眼用画像に対して所定の偏差を有する画像で形成され、偶数画素（ＥＰ）から投射される左眼用画像は右眼用画像に対して所定の偏差を有する画像で形成される。したがって、使用者は、奇数画素（ＯＰ）から投射される右眼用画像および偶数画素（ＥＰ）から投射される左眼用画像をそれぞれ右眼および左眼で認識するとき、実際に立体対象物を左眼、右眼を通して見るのと同一な深さ情報を得て、立体感を感じるようになる。

このように、期間（Ｔ１）では、奇数画素が左眼に、偶数画素が右眼に表示され、期間（Ｔ２）では、奇数画素が右眼に、偶数画素が左眼に表示される。したがって、使用者は、平面画像と同一な解像度の立体画像を見ることができる。

バリア駆動部５００は、バリア駆動部制御信号（ＣＯＮＴ３）に対応してバリア層１５０を動作させるバリア駆動信号（ＣＢ）を生成して、バリア層１５０に伝達する。バリア駆動部５００およびバリア層１５０については、後述する。本発明の第１の実施形態に係るバリア駆動信号（ＣＢ）は、バリア層１５０を構成するバリアの個数によって決定される。つまり、バリア層１５０が複数のバリアに区分されて構成されている場合、それぞれのバリアを駆動させるために複数のバリアの個数によってバリア駆動信号（ＣＢ）を生成することができる。

制御部４００は、立体画像を表示するために、期間（Ｔ１）の間に、左眼用画像および右眼用画像の順で合成された左右画像に該当する画像データを生成して、データ駆動部３００に伝達する。制御部は、次の期間（Ｔ２）の間に、右眼用画像および左眼用画像の順で合成された右左画像に該当する画像データを生成して、データ駆動部３００に伝達する。このとき、フレーム周波数は、一般の表示装置で使用されるフレーム周波数より２倍以上速い値を有する。これは、１フレームの間に、左右画像および右左画像を表示部に表示するためである。バリア層１５０は、このようなフレーム周波数に同期されて動作する。制御部４００は、例えば、平面画像を表示する間はフレーム周波数の変動なく、同一な平面画像を繰返し表示するように制御する。これについては、図５〜図７を参照して後述する。

まず、図４を参照して、本発明の第１の実施実施形態に係るバリア駆動部５００およびバリア層１５０について説明する。

図４は、本発明の第１の実施形態に係るバリア駆動部５００およびバリア層１５０を簡単に示した説明図である。

図４を参照すると、バリア層１５０は、第１バリア１５０−１および第２バリア１５０−２を含む。

第１バリア１５０−１は、ストライプ形態に形成された複数のバリア電極（Ｂ１〜Ｂ１６）を含み、複数のバリア電極（Ｂ１〜Ｂ１２）の一端に全て連結され、複数のバリア電極（Ｂ１〜Ｂ１６）が形成された方向と直交する方向に形成されている連結電極ＢＣ１を含む。図３に示したバリア（ＢＥＰ）は、第１バリア１５０−１の断面を示したものである。

また、第２バリア１５０−２は、ストライプ形態に形成された複数のバリア電極（Ｂ１７〜Ｂ３２）を含み、複数のバリア電極（Ｂ１３〜Ｂ２４）の一端に全て連結され、複数のバリア電極（Ｂ１７〜Ｂ３２）が形成された方向と直交する方向に形成されている連結電極ＢＣ２を含む。図３に示したバリア（ＢＯＰ）は、第２バリア１５０−２の断面を示したものである。

本発明の第１の実施形態に係るバリア層１５０は、第１バリア１５０−１および第２バリア１５０−２ｌから構成され、バリア駆動部５００は、それぞれのバリアを駆動させるための２つのバリア駆動信号（ＣＢ１、ＣＢ２）を生成する。バリア駆動部５００は、第１および第２バリア１５０−１、１５０−２の特性によってバリア駆動信号（ＣＢ１、ＣＢ２）の駆動電圧を設定することができる。一般に、バリアは、駆動電圧が印加されない場合に不透過領域になるノーマリーブラック（ｎｏｒｍａｌｌｙ ｂｌａｃｋ）バリアおよび透過領域になるノーマリーホワイト（ｎｏｒｍａｌｌｙ ｗｈｉｔｅ）バリアに区分される。本発明の第１の実施形態に係る第１バリア１５０−１および第２バリア１５０−２がノーマリーブラック（ｎｏｒｍａｌｌｙ ｂｌａｃｋ）バリアである場合には、例えば、バリア駆動信号（ＣＢ１、ＣＢ２）は、第１バリア１５０−１および第２バリア１５０−２を透過領域にするために所定のレベルの駆動電圧になる。反対に、第１バリア１５０−１および第２バリア１５０−２がノーマリーホワイト（ｎｏｒｍａｌｌｙ ｗｈｉｔｅ）バリアである場合には、バリア駆動信号（ＣＢ１、ＣＢ２）は、第１バリア１５０−１および第２バリア１５０−２を不透過領域にするために所定のレベルの駆動電圧になる。以下、バリア層を構成する２つの第１バリア１５０−１および第２バリア１５０−２がノーマリーホワイトである場合について説明するが、本発明の実施形態が上記に限られないことは、言うまでもない。

以下、本発明の第１の実施形態に係る画像表示装置の動作について説明する。まず、本発明に対する理解を助けるために、左眼用画像および右眼用画像を合成して左右画像および右左画像を生成する方法について、図５Ａ、図５Ｂ、および図５Ｃを参照して簡単に説明する。

図５Ａは、本発明の第１の実施形態に係る入力信号（ＩＳ）に含まれている１フレーム単位の左眼用画像データおよび右眼用画像データをそれぞれ合成せずに表示したときの画面を示す説明図である。各画面（Ｌ、Ｒ）は、縦方向に８つの領域に区分されている。ここで、図５Ａは、説明の便宜上８つの領域に区分したものである。したがって、本発明の実施形態は、上記に限定されず、例えば、データ線の個数だけ各画面（Ｌ、Ｒ）を区分することもできる。

制御部４００は、各画面（Ｌ、Ｒ）を図５Ａのように区分して、それぞれの領域を合成する。

図５Ｂは、本発明の第１の実施形態に係る制御部４００が左眼用画像および右眼用画像を合成して生成した左右画像（ＬＲ）を示す説明図である。また、図５Ｃは、本発明の第１の実施形態に係る制御部４００が右眼用画像および左眼用画像を合成して生成した右左画像（ＲＬ）を示す説明図である。

このように、制御部４００は、入力信号（ＩＳ）が立体画像データである場合に、左右画像データおよび右左画像データを生成して、フレームバッファーメモリに保存した後、データ駆動部３００に伝達することができる。

図６は、本発明の第１の実施形態に係る画像表示装置で立体画像が表示される期間の間の表示画像およびバリア層１５０の動作を示す説明図である。

図６を参照すると、ｎ番目のフレームが１/６０秒間表示され、このとき、立体画像１の左右画像（ＬＲ）が期間（Ｔ１１）の間表示され、立体画像１の右左画像（ＲＬ）が期間（Ｔ１２）の間表示される。そして、次のｎ＋１番目のフレームが１/６０秒間表示され、このとき、立体画像２の左右画像（ＬＲ）が期間（Ｔ２１）の間表示され、立体画像２の右左画像（ＲＬ）が期間（Ｔ２２）の間表示される。

そうすると、期間（Ｔ１１）の間は、奇数画素に対応する画像は左眼に、偶数画素に対応する画像は右眼にバリアを透過して伝達され、次の期間（Ｔ１２）の間は、奇数画素に対応する画像は右眼に、偶数画素に対応する画像は左眼にバリアを透過して伝達される。つまり、期間（Ｔ１１）の間には元来の平面画像の奇数画素列および偶数画素列の画像がそれぞれ左眼および右眼に伝達され、次の期間（Ｔ１２）の間には偶数画素列および奇数画素列の画像がそれぞれ左眼および右眼に伝達される。結果的に、１フレームの間に、解像度の低下なく元来の平面画像を使用者が見ることができる。次のｎ＋１フレームの画像も同一に使用者の左眼および右眼に伝達される。

図７は、本発明の第１の実施形態に係る画像表示装置で平面画像が表示される期間の間の表示画像およびバリア層１５０の動作を示す説明図である。

図７を参照すると、ｎ番目のフレームが１/６０秒間表示されるとき、平面画像１が期間（Ｔ１１´）の間表示され、平面画像１が反復的に期間（Ｔ１２´）の間表示される。そして、次のｎ＋１´番目のフレームが１/６０秒間表示されるとき、平面画像２が期間（Ｔ２１´）の間表示され、平面画像２が反復的に期間（Ｔ２２´）の間表示される。

そうすると、期間（Ｔ１１´）の間に平面画像１の奇数画素列および偶数画素列の画像がそれぞれ左眼および右眼に伝達される。そして、期間（Ｔ１２´）の間に平面画像１の偶数画素列および奇数画素列の画像がそれぞれ左眼および右眼に伝達される。したがって１フレームが表示される期間である１/６０秒間、左眼および右眼には解像度の低下なく平面画像１が伝達される。次のｎ＋１´フレームの平面画像２も同一に使用者に伝達される。

以下、本発明の第１の実施形態に係る画像表示装置が、１フレームの間に平面画像および立体画像を同時に表示することについて説明する。

図８は、本発明の第１の実施形態に係る画像表示装置において平面画像および立体画像が同時に表示されることを示す説明図である。

図８を参照すると、立体画像表示領域（３Ｄ）および平面画像表示領域（２Ｄ）が表示部１００に同時に存在し、立体画像表示領域（３Ｄ）に対応する複数の走査線（Ｓｃ〜Ｓｃ＋ａ）および複数のデータ線（Ｄｋ〜Ｄｋ＋ｐ）が形成されている。

制御部４００は、入力信号（ＩＳ）を１つのデータ線に伝達される単位に区分する。そして、制御部４００は、入力信号（ＩＳ）のうちの平面画像データおよび立体画像データを区分する。具体的に説明すると、制御部４００は、入力信号（ＩＳ）のうちの表示部１００の１つの走査線に対応する画像データを認識し、認識された画像データを各データ線単位の画像データに区分して認識する。以下では、１つの走査線に対応する複数のデータ線のうちの１つのデータ線単位で区分されて認識される画像データの単位を、画素データとする。画素データは、前提部を含み、各前提部は平面画像データのうちの１つであるか立体画像データのうちの１つであるかを示す識別子を含む。

また、制御部４００は、各画素データの前提部を通じて平面画像データであるか立体画像データであるかを識別して、画素データが表示部１００のどの領域に表示される画像データであるかを識別する。具体的に説明すると、制御部４００は、表示部１００を構成する複数の画素によるアドレスを設定し、識別された平面画像データおよび立体画像データに対応するアドレスを検出する。

制御部４００は、このように検出されたアドレスによって識別された平面画像データおよび立体画像データをフレームバッファーメモリ（図示せず）に保存する。フレームバッファーメモリは、表示部１００の複数の画素のそれぞれのアドレスによって割当てられた保存空間から構成されている。このとき、制御部４００は、立体画像データに含まれている左眼用画像に対するデータおよび右眼用画像に対するデータを合成して、上記で説明した左右画像および右左画像に対する画像データを生成した後、フレームバッファーメモリに保存する。つまり、１つの画素に対して左右画像メモリおよび右左画像メモリが別途に割当てられていて、制御部４００は、左右画像に対する画像データおよび右左画像に対する画像データをそれぞれ別途のメモリに保存する。

制御部４００は、上記ようにフレームバッファーメモリに保存されたデータをデータ駆動部３００に伝達することができる。

また、データ駆動部３００および走査駆動部２００の動作は図１で説明した通りである。

バリア駆動部５００は、例えば、平面画像表示領域（２Ｄ）および立体画像表示領域（３Ｄ）に関係なく常に時分割駆動方式で動作することができる。

以下、本発明の第１の実施形態に係る画像表示装置が平面画像および立体画像を表示する動作について、図９および図１０を参照して説明する。

図９は、本発明の第１の実施形態に係る複数の選択信号のうちの立体画像表示領域に伝達される複数の選択信号を示す説明図である。走査線（Ｓｃ）から走査線（Ｓｃ＋ａ）に複数の選択信号が順次に伝達される。本発明の第１の実施形態に係る選択信号は、例えば、画素１０５のスイッチングトランジスタ（Ｍ２）をターンオンさせることができる十分に低い電圧を有する。

図９を参照すると、時分割駆動方式によって期間（Ｔ３）の間に複数の走査線（Ｓ１〜Ｓｎ）に複数の選択信号がそれぞれ順次に伝達される。そして、期間（Ｔ４）の間に複数の走査線（Ｓ１〜Ｓｎ）に複数の選択信号がそれぞれ順次に伝達される。まず、期間（Ｔ３）を見てみると、走査線（Ｓｃ）に選択信号（ｓ[ｃ]）が伝達される期間（Ｔ３１）の間に複数のデータ線（Ｄ１〜Ｄｍ）のそれぞれに複数のデータ信号が伝達される。次の期間（Ｔ３２）の間に走査線（Ｓｃ＋１）に選択信号（ｓ[ｃ＋１]）が伝達されて、期間（Ｔ３）に複数のデータ線（Ｄ１〜Ｄｍ）のそれぞれに複数のデータ信号が伝達される。このような方式で各選択信号が走査線に印加される間に複数のデータ信号のそれぞれが複数のデータ線（Ｄ１〜Ｄｍ）に伝達される。また、期間（Ｔ４）の間もこのような方式で動作する。

以下、図１０Ａおよび図１０Ｂを参照して、複数のデータ信号について説明する。

図１０Ａは、本発明の第１の実施形態に係る画像表示装置の複数のデータ信号のうちの期間（Ｔ３）の間に伝達される１つのデータ信号を示す説明図である。具体的に説明すると、図１０Ａは、期間（Ｔ３）の間の、立体画像表示領域（３Ｄ）および平面画像表示領域（２Ｄ）に形成されている走査線（Ｓｃ〜Ｓｃ＋ａのうちのいずれか１つ）に選択信号が伝達される期間の間に複数のデータ線（Ｄ１〜Ｄｍ）に伝達される複数のデータ信号（ｄ[１]〜ｄ[ｍ]）を示している。

図１０Ａを参照すると、平面画像表示領域（２Ｄ）を通過する複数のデータ線（Ｄ１〜Ｄｋ−１、Ｄｋ＋ｐ＋１〜Ｄｍ）に伝達される複数のデータ信号（ｄ[１]〜ｄ[ｋ−１]、ｄ[ｋ＋ｐ＋１]〜ｄ[ｍ]）は、平面画像データを示しており、図１０Ａでは斜線で示している。このとき、立体画像表示領域（３Ｄ）を通過する複数のデータ線（Ｄｋ〜Ｄｋ＋ｐ）に伝達される複数のデータ信号（ｄ[ｋ]〜ｄ[ｋ＋ｐ]）のそれぞれは、左右画像（ＬＲｃ〜ＬＲｃ＋ｐ）を表示するための電圧または電流値を有する。

図１０Ｂは、本発明の第１の実施形態に係る画像表示装置の複数のデータ信号のうちの期間（Ｔ４）の間に伝達される１つのデータ信号を示す説明図である。具体的に説明すると、図１０Ｂは、期間（Ｔ４）の間の、立体画像表示領域（３Ｄ）および平面画像表示領域（２Ｄ）に形成されている走査線（Ｓｃ〜Ｓｃ＋ａのうちのいずれか１つ）に選択信号が伝達される期間の間に複数のデータ線（Ｄ１〜Ｄｍ）に伝達される複数のデータ信号（ｄ[１]〜ｄ[ｍ]）を示している。

図１０Ｂを参照すると、平面画像表示領域（２Ｄ）を通過する複数のデータ線（Ｄ１〜Ｄｋ−１、Ｄｋ＋ｐ＋１〜Ｄｍ）に伝達される複数のデータ信号（ｄ[１]〜ｄ[ｋ−１]、ｄ[ｋ＋ｐ＋１]〜ｄ[ｍ]）は、平面画像データを示しており、図１０Ｂでは斜線で示した。このとき、立体画像表示領域（３Ｄ）を通過する複数のデータ線（Ｄｋ〜Ｄｋ＋ｐ）に伝達される複数のデータ信号（ｄ[ｋ]〜ｄ[ｋ＋ｐ]）のそれぞれは、右左画像（ＲＬｃ〜ＲＬｃ＋ｐ）を表示するための電圧または電流値を有する。

（第２の実施形態）
図１１は、本発明の第２の実施形態に係る画像表示装置を示す説明図である。

図１１を参照すると、本発明の第２の実施形態に係る画像表示装置は、液晶層を利用して画像を表示する表示部１００´、光源１１０、および光源制御部６００をさらに含む。表示部１００´は、液晶層を利用して画像を表示する複数の画素回路１０５´を含む。本発明の第２の実施形態に係る画像表示装置は、本発明の第１実施形態に比べて、液晶層を利用して画像を表示する構成を除く他の構造および動作は同一である。

図１２は、本発明の第２の実施形態に係る画素回路１０５´を示す説明図である。

図１２を参照すると、画素回路１０５´は、スイッチング素子（Ｑ）、液晶層（Ｃｌｃ）、およびストレージキャパシタ（Ｃｓｔ）を含む。スイッチング素子（Ｑ）は、走査線（Ｓｉ）によって伝達される選択信号に応答してターンオンされる。本発明の第２の実施形態に係るスイッチング素子（Ｑ）は、ｐチャンネルタイプのトランジスタを使用する。スイッチング素子（Ｑ）が十分に低い電圧を有する選択信号によってターンオンされると、ターンオンされたスイッチング素子（Ｑ）を通じてデータ線（Ｄｊ）のデータ信号が伝達され、データ信号の電圧および共通電圧（Ｖｃ）の電圧差によって液晶層が駆動されて、光源１１０から伝達される光を屈折させる。このとき、ストレージキャパシタ（Ｃｓｔ）は、液晶層（Ｃｌｃ）の両端間の電圧差を一定に維持する。

光源１１０は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の発光ダイオード（図示せず）を含み、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に該当する光を表示部１００に出力する。具体的に説明すると、光源１１０の赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の発光ダイオードは、それぞれ表示部１００のＲ副画素、Ｇ副画素、およびＢ副画素に光を出力する。

光源制御部６００は、制御部４００から出力される制御信号（ＳＬ）に応答して光源１１０の発光ダイオードの点灯時期を制御する。このとき、データ駆動部３００からのアナログデータ電圧をデータ線に印加する期間および光源制御部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期間は、制御部４００から出力される制御信号（ＳＬ）によって同期される。

以上のように、本発明の第１、第２の実施形態に係る画像表示装置は、時分割駆動方式で平面画像および立体画像を簡単に同時に表示することができる。また、本発明の第１、第２の実施形態に係る画像表示装置は、簡単な構造で平面画像および立体画像のうちの使用者が所望する画像を表示することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明の第１の実施形態に係る画像表示装置を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る画素の構造を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る平面／立体画像表示装置の時分割駆動方式を説明するための説明図である。 本発明の第１の実施形態に係るバリア駆動部およびバリア層を簡単に示した説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る入力信号（ＩＳ）に含まれている１フレーム単位の左眼用画像データおよび右眼用画像データをそれぞれ合成せずに表示したときの画面を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る制御部が左眼用画像および右眼用画像を合成して生成した左右画像（ＬＲ）を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る制御部が右眼用画像および左眼用画像を合成して生成した右左画像（ＲＬ）を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像表示装置で立体画像が表示される期間の間の表示画像およびバリア層の動作を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像表示装置で平面画像が表示される期間の間の表示画像およびバリア層の動作を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像表示装置において平面画像および立体画像が同時に表示されることを示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る複数の選択信号のうちの立体画像表示領域に伝達される複数の選択信号を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像表示装置の複数のデータ信号のうちの期間（Ｔ３）の間に伝達される１つのデータ信号を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像表示装置の複数のデータ信号のうちの期間（Ｔ４）の間に伝達される１つのデータ信号を示す説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る画像表示装置を示す説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る画素回路を示す説明図である。

符号の説明

１００、１００´ 表示部
１０５ 画素
１１０ 光源
１５０ バリア層
２００ 走査駆動部
３００ データ駆動部
４００ 制御部
５００ バリア駆動部
６００ 光源制御部

Claims (10)

1. １フレームの画像が表示される第１期間を少なくとも２つの第２期間および第３期間に区分して画像を表示する表示部と；
   前記第２期間の間に駆動される第１バリアおよび前記第３期間の間に駆動される第２バリアを含むバリア層と；
   を含み、
   前記第１バリアは、
   ストライプ方式で配列されている複数の第１バリア電極と；
   前記複数の第１バリア電極の一端に連結され、前記複数の第１バリア電極が形成されている方向と直交する方向に形成されている第１連結電極と；
   を含み、
   前記第２バリアは、
   前記第１バリアの複数のバリア電極の間の空間にストライプ方式で配列されている複数の第２バリア電極と；
   前記複数の第２バリア電極の一端に連結され、前記複数の第２バリア電極が形成されている方向と直交する方向に形成されている第２連結電極と；
   を含み、
   前記表示部の平面画像が表示される領域では、同一な平面画像が前記第２期間および第３期間の間に反復して表示され、
   前記表示部の立体画像が表示される領域では、前記第２期間に表示される第１画像、および前記第３期間に表示される、前記第１画像とは異なる順序で合成された第２画像が表示され、
   前記第１画像は、第１視点画像および第２視点画像の順で交互に合成された画像であり、
   前記第２画像は、第２視点画像および第１視点画像の順で交互に合成された右左画像であることを特徴とする、画像表示装置。
2. 前記第１バリアおよび前記第２バリアは、駆動前は透過領域であり、駆動されると不透過領域になることを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記第１バリアおよび前記第２バリアは、駆動前は不透過領域であり、駆動されると透過領域になることを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
4. 複数の選択信号を伝達する複数の走査線、複数のデータ信号を伝達する複数のデータ線、および前記走査線と前記データ線とに連結されて形成されている複数の画素を含む表示部と；
   入力データを前記複数のデータ信号に変換し、前記選択信号と同期させて複数のデータ線に前記複数のデータ信号を伝達するデータ駆動部と；
   入力信号を判読し、前記入力信号が立体画像データを含む場合には、１フレームの画像が表示される第１期間を少なくとも２つの第２期間および第３期間に区分して、第２期間の間に第１立体画像が表示されるように前記第１立体画像に対応する第１立体画像データを前記データ駆動部に伝達し、前記第３期間の間に第２立体画像が表示されるように前記第２立体画像に対応する第２立体画像データを前記データ駆動部に伝達し、前記入力信号が平面画像データを含む場合には、前記平面画像データによる平面画像を表示するために、前記第２期間の間に前記平面画像が表示されるように前記平面画像データを前記データ駆動部に伝達し、前記第３期間の間も同一な前記平面画像が表示されるように前記平面画像データを前記データ駆動部に伝達する制御部と；
   前記第２期間の間に駆動される第１バリアおよび前記第３期間の間に駆動される第２バリアを含むバリア層と；
   を含み、
   前記第１バリアは、
   ストライプ方式で配列されている複数の第１バリア電極と；
   前記複数の第１バリア電極の一端に連結され、前記複数の第１バリア電極が形成されている方向と直交する方向に形成されている第１連結電極と；
   を含み、
   前記第２バリアは、
   前記第１バリアの複数のバリア電極の間の空間にストライプ方式で配列されている複数の第２バリア電極と；
   前記複数の第２バリア電極の一端に連結され、前記複数の第２バリア電極が形成されている方向と直交する方向に形成されている第２連結電極と；
   を含み、
   前記第１立体画像は、第１視点画像および第２視点画像の順で交互に合成された画像であり、
   前記第２立体画像は、第２視点画像および第１視点画像の順で交互に合成された画像であることを特徴とする、画像表示装置。
5. 前記制御部は、前記平面画像データ、第１立体画像データ、および第２立体画像データを複数の画素のそれぞれに対応するように保存するフレームバッファーメモリを含むことを特徴とする、請求項４に記載の画像表示装置。
6. 前記第１バリアおよび前記第２バリアは、駆動前は透過領域であり、駆動されると不透過領域になることを特徴とする、請求項４、または５に記載の画像表示装置。
7. 前記第１バリアおよび前記第２バリアは、駆動前は不透過領域であり、駆動されると透過領域になることを特徴とする、請求項４、または５に記載の画像表示装置。
8. 画像が表示される表示部と、表示部上に形成されたバリア層とを含む画像表示装置の駆動方法であって：
   入力信号に含まれている平面画像データおよび立体画像データを判読するステップと；
   １フレームの画像が表示される第１期間を少なくとも２つの第２期間および第３期間に区分して、第２期間の間に前記立体画像データを利用して生成された第１立体画像を前記表示部に表示し、前記第３期間の間に前記立体画像データを利用して生成された前記第１立体画像と異なる第２立体画像を前記表示部に表示するステップと；
   前記第２期間および第３期間の間に同一な前記平面画像データを利用して生成された平面画像を前記表示部に表示するステップと；
   前記バリア層で前記第２期間の間に不透過領域および透過領域が交互に生成され、前記第３期間において、前記第２期間の間に不透過領域であった領域を透過領域にし、前記第２期間の間に透過領域であった領域を不透過領域にするステップと；
   を有し、
   前記バリア層は、前記第２期間の間に駆動される第１バリアおよび前記第３期間の間に駆動される第２バリアを含み、
   前記第１バリアは、
   ストライプ方式で配列されている複数の第１バリア電極と；
   前記複数の第１バリア電極の一端に連結され、前記複数の第１バリア電極が形成されている方向と直交する方向に形成されている第１連結電極と；
   を含み、
   前記第２バリアは、
   前記第１バリアの複数のバリア電極の間の空間にストライプ方式で配列されている複数の第２バリア電極と；
   前記複数の第２バリア電極の一端に連結され、前記複数の第２バリア電極が形成されている方向と直交する方向に形成されている第２連結電極と；
   を含み、
   前記第１立体画像は、第１視点画像および第２視点画像の順で交互に合成された画像であり、
   前記第２立体画像は、第２視点画像および第１視点画像の順で交互に合成された画像であることを特徴とする、画像表示装置の駆動方法。
9. 前記第１立体画像および第２立体画像を前記表示部に表示するステップは、
   前記立体画像データに含まれている前記第１視点画像に対するデータおよび前記第２視点画像に対するデータを合成して、第１視点画像および第２視点画像の順で交互に合成された画像に対する第１立体画像データを生成するステップと；
   前記立体画像データに含まれている前記第１視点画像に対するデータおよび前記第２視点画像に対するデータを合成して、第２視点画像および第１視点画像の順で交互に合成された画像に対する第２立体画像データを生成するステップと；
   を有することを特徴とする、請求項８に記載の画像表示装置の駆動方法。
10. 前記表示部を構成する複数の画素のうちの前記第１立体画像データに対応する第１画素のアドレスによって前記第１立体画像データを保存するステップと；
    前記第１画素のアドレスによって前記第２立体画像データを保存するステップと；
    を有することを特徴とする、請求項９に記載の画像表示装置の駆動方法。

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