KR100903532B1 - 복수의 적층된 디스플레이 디바이스를 포함하는 액정디스플레이 유닛 및 시스템, 및 구동 회로 - Google Patents

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Abstract

LCD 유닛이, 서로 적층된 제 1 LCD 패널 및 제 2 LCD 패널을 포함한다. 이미지 데이터 프로세싱 유닛이 제 2 LCD 패널에 단색 이미지 데이터를 출력하고, 제 1 LCD 패널에 컬러 이미지 데이터를 출력한다. 단색 이미지 데이터가 임계값 이상인 휘도를 갖는 픽셀에 대해서는 전투과를 특정하고, 임계값 미만인 휘도를 갖는 픽셀에 대해서는 오리지널 그레이-스케일 레벨을 특정한다. 컬러 이미지 데이터가 단색 이미지 데이터 및 입력 이미지 데이터에 기초하여 생성된다.
Figure R1020070104740
LCD, 액정

Description

복수의 적층된 디스플레이 디바이스를 포함하는 액정 디스플레이 유닛 및 시스템, 및 구동 회로{LIQUID CRYSTAL DISPLAY UNIT AND SYSTEM INCLUDING A PLURALITY OF STACKED DISPLAY DEVICES, AND DRIVE CIRCUIT}
본 발명은 액정 디스플레이 (LCD) 및 LCD 시스템에 관한 것이고, 더 상세하게는 적층된 LCD 디바이스를 포함하는 LCD 유닛 및 시스템에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 LCD 유닛 또는 LCD 시스템을 구동하는 구동 회로에 관한 것이다.
LCD 유닛은 저 전력 손실 및 더 높은 해상도의 이점을 가지며, 따라서 휴대용 셀룰러 전화부터 대형 스크린 모니터 TV 까지 사용된다. LCD 유닛 내의 LCD 디바이스 또는 LCD 패널 단독의 명암비는 어두운 환경에서는 약 1000:1 정도에 불과하고, 따라서 CRT (캐소드 레이 튜브), 또는 PDP (플라즈마 디스플레이 패널), FED (전계 방출 디스플레이) 및 SED (surface-emission electron-emitter display) 와 같은 방전 타입 디스플레이 패널의 명암비보다 열악하다. 예를 들어, 일반적으로 LCD 유닛과 유사하게 모니터 TV 로서 사용되는 PDP 는 3000:1 의 명암비를 갖는다. 따라서, LCD 유닛은, 어두운 부분의 표현에서 많은 전력을 갖는 영화 와 같은 비디오 소스가 LCD 유닛 상의 이미지 디스플레이에 사용되는 경우, 사이트 상에 불충분한 존재감이 생긴다.
전술한 문제를 해결하기 위해, LCD 유닛 자체의 명암비를 개선하지 않으면서 LCD 유닛의 명암비를 전체로서 개선하기 위해, 디스플레이될 영상 이미지에 기초하여 LCD 유닛에 대한 백라이트의 강도를 제어하는 기술이 제안되었다. 그러나, 표면 발광 소스를 갖는 LCD 유닛에서는, 더 좁은 동적 범위의 휘도를 갖는 냉음극 튜브 (cold cathode tube) 가 백라이트 소스로서 일반적으로 사용된다. 이러한 더 좁은 동적 범위는, 백라이트 유닛의 광 강도가 디스플레이될 영상 이미지에 기초하여 제어되는 경우에도 LCD 유닛의 명암비를 2000:1 내지 3000:1 의 범위로 한정한다. 또한, 냉음극 튜브는 막대기 형태 또는 원기둥 형태이기 때문에, 이미지가 동일한 스크린 상에서 더 높은 휘도 부분과 더 낮은 휘도 부분을 동시에 포함하면 광 강도는 제어될 수 없다. 이것은, 백라이트의 휘도 제어에 의한 명암비의 개선을 한정한다. 더 상세하게는, 더 높은 휘도 부분과 더 낮은 휘도 부분 모두를 갖는 영상 이미지가 더 낮은 휘도 부분에 대한 재생산성을 고려하여 특별히 제어되면 효과적인 명암비가 낮아진다.
전술한 문제를 초래하지 않기 위해, 일반적으로 LCD 유닛 내에서 LCD 패널 자체의 명암비를 크게 증가시킬 필요가 있다. 그러나, 전술한 바와 같이, LCD 패널 자체의 명암비는, LCD 패널 자체의 명암비가 개선되는 경우에도 약 1000:1 에 불과하다. 일본 특허 문헌 JP-1989-10223A 및 JP-1984-189625A 는, LCD 패널 자체의 명암비를 현저하게 개선하지 않으면서 LCD 유닛의 명암비를 현저하게 개선 하는 기술을 설명하고 있다. 이러한 기술에서는, 복수의 LCD 패널 또는 LCD 디바이스가 하나의 LCD 유닛 내에서 서로 적층되어 어두운 휘도를 감소시키고, 따라서, LCD 유닛의 전반적 명암비를 증가시킨다.
도 12 는 서로 적층된 2 개의 LCD 패널 (LCD 디바이스) 을 포함하는 LCD 유닛의 구성을 도시한다. 광 입사 측으로부터 관찰될 때, LCD 유닛은 편광막 (901), LCD 패널 (941), 편관 필름 (902), LCD 패널 (942) 및 편관 필름 (903) 을 포함한다. LCD 패널 (941) 은, 트위스트 네마틱 모드 (TN-모드) 액정 (LC) 층 (931), 및 LCD 층 (931) 근처에서 투명 기판의 표면 상에 투명 전극 또는 전극들 (921, 922) 을 각각 갖는 한 쌍의 투명 기판 (911 및 912) 을 포함한다. LCD 패널 (942) 은 TN-모드 LC 층 (932), 및 LC 층 (932) 근처에서 투명 기판의 표면 상에 투명 전극 또는 전극들 (923, 924) 을 각각 갖는 한 쌍의 투명 기판 (913 및 914) 을 포함한다. 투명 전극 (921 및 923) 은, 구동 회로 (951) 로부터 구동 신호가 공급되는 픽셀 전극이고, 투명 전극 (922 및 924) 는 공통 전극이다. 이러한 LCD 유닛의 구성은, 약 10:1 또는 15:1 에서 약 100:1 까지의 명암비의 개선을 제공한다. 유사한 구조를 갖는 3 개의 LCD 패널을 포함하는 LCD 유닛은 약 1000:1 의 명암비를 가질 수도 있다. 즉, 복수의 LCD 패널을 갖는 LCD 유닛은, 단일 LCD 패널에 의해 달성되는 명암비의 한계를 초과하는 명암비를 갖는다.
JP-19889-10223A 에서 설명하는 LCD 유닛에서는, 단일 비디오 소스로부터 공급된 동일한 구동 신호를 사용하여 2 개의 LCD 패널 (941 및 942) 을 구동함으로써 더 높은 명암비가 달성된다. 이러한 구성에서는, 디스플레이 유닛이 LCD 패널 의 직각으로부터 기울어진 비스듬한 방향에서 관찰되었을 경우, 두께 방향에서 관찰되었을때의 LCD 패널 (931) 과 LCD 패널 (932) 사이의 거리가 그 사이의 위치의 편차를 제공한다. 위치의 편차는 비정상적 이미지 또는 2 중선의 이미지 때문에, 비스듬한 방향에서 LCD 유닛을 관찰하고 있는 관찰자에게 불편함을 초래한다. 또한, 광이 상이한 위치에서 또는 상이한 컬러 필터에서 비스듬한 방향으로 LCD 패널 모두를 통해 통과하여, 휘도가 감소되고 따라서 관찰자에게 이미지의 가시성을 악화시키는 경우가 존재할 수도 있다.
종래 기술의 전술한 문제점의 관점에서, 본 발명의 목적은, 서로 적층된 복수의 LCD 패널을 포함하고 비스듬한 관찰 방향에서 LCD 유닛을 관찰하는 관찰자에게 개선된 가시성을 제공하는 LCD 유닛 및 LCD 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 본 발명의 LCD 유닛 또는 LCD 시스템을 구동하는 구동 회로를 제공하는 것이다.
제 1 양태에서, 본 발명은, 컬러 이미지를 디스플레이하고 서로 적층된 복수의 (n) LCD 패널을 포함하는 LCD 유닛; 및 LCD 유닛을 구동하기 위해 입력 데이터에 기초하여 이미지 데이터를 생성하는 이미지 데이터 프로세싱 유닛을 포함하는 액정 디스플레이 (LCD) 시스템,
컬러 필터층을 포함하는 제 1 LCD 패널; 및 컬러 필터층을 포함하지 않는 제 2 LCD 패널을 포함하는 복수의 LCD 패널,
제 2 LCD 패널에 단색 이미지 데이터를 출력하기 위해 입력 이미지에 기초하여 단색 이미지 데이터를 생성하는 단색 이미지 생성부로서, 상기 단색 이미지 데이터는 임계값 이상의 휘도 또는 색도 (chromaticness) 를 갖는 제 1 픽셀에 대해서는 전투과 (full transmission) 를 특정하고, 임계값 미만인 휘도 또는 색도를 갖는 제 2 픽셀에 대해서는 제 1 그레이-스케일 레벨을 특정하고, 상기 제 1 그레이-스케일 레벨은 입력 이미지 데이터에서 특정된 제 2 픽셀의 오리지널 그레이-스 케일 레벨에 대응하는 상기 단색 이미지 생성부; 및 제 1 LCD 패널에 컬러 이미지 데이터를 출력하기 위해 입력 이미지 데이터 및 단색 이미지 데이터에 기초하여 컬러 이미지 데이터를 생성하는 컬러 이미지 생성부를 포함하는, 이미지 데이터 프로세싱 유닛을 제공한다.
제 2 양태에서, 본 발명은, 컬러 이미지를 디스플레이하고 하나 이상의 LCD 패널 및 도트-매트릭스 구동 방식에 의해 구동되는 광원을 포함하는 LCD 유닛; 및 LCD 유닛을 구동하기 위한 출력 이미지 데이터를 생성하기 위해 입력 이미지 데이터를 수신하는 이미지 데이터 프로세싱 유닛을 포함하는 액정 디스플레이 (LCD) 디바이스,
광원에 단색 이미지 데이터를 출력하기 위해 입력 이미지 데이터에 기초하여 단색 이미지 데이터를 생성하는 단색 이미지 생성부로서, 단색 이미지 데이터는 임계값 이상인 휘도 또는 색도를 갖는 제 1 픽셀에 대해서는 전투과를 특정하고, 임계값 미만인 휘도 또는 색도를 갖는 제 2 픽셀에 대해서는 제 1 그레이-스케일 레벨을 특정하고, 제 1 그레이-스케일 레벨은 입력 이미지 데이터에서 특정된 제 2 픽셀의 오리지널 그레이-스케일 레벨에 대응하는 상기 단색 이미지 생성부; 및 LCD 패널에 컬러 이미지 데이터를 출력하기 위해 입력 이미지 데이터 및 단색 이미지 데이터에 기초하여 컬러 이미지 데이터를 생성하는 컬러 이미지 생성부로서, 상기 광원은 단색 이미지 데이터에 기초하여 LCD 패널에서 픽셀의 각 도트의 휘도를 제어하는 상기 컬러 이미지 생성부를 포함하는 이미지 데이터 프로세싱 유닛을 제공한다.
제 3 양태에서, 본 발명은, 서로 적층된 복수의 LCD 패널을 포함하는 LCD 유닛; 및 LCD 유닛을 구동하기 위해 입력 이미지 데이터에 기초하여 이미지 데이터를 생성하는 이미지 데이터 프로세싱 유닛을 포함하는 액정 디스플레이 (LCD) 시스템,
모두 컬러 필터층을 포함하지 않는 제 1 LCD 패널 및 제 2 LCD 패널을 포함하는 복수의 LCD 패널,
제 2 LCD 패널에 단색 이미지 데이터를 출력하기 위해 입력 이미지 데이터에 기초하여 단색 이미지 데이터를 생성하는 단색 이미지 생성부로서, 상기 단색 이미지 데이터는 임계값 이상인 휘도 또는 색도를 갖는 제 1 픽셀에 대해서는 전투과를 특정하고, 임계값 미만인 휘도 또는 색도를 갖는 제 2 픽셀에 대해서는 제 1 그레이-스케일 레벨을 특정하고, 상기 제 1 그레이-스케일 레벨은 입력 이미지 데이터에서 특정된 제 2 픽셀의 오리지널 그레이-스케일 레벨에 대응하는 상기 단색 이미지 생성부; 및 제 1 LCD 패널에 컬러 이미지 데이터를 출력하기 위해 입력 이미지 데이터 및 단색 이미지 데이터에 기초하여 컬러 이미지 데이터를 생성하는 컬러 이미지 생성부를 포함하는 이미지 데이터 프로세싱 유닛을 제공한다.
제 4 양태에서, 본 발명은, 서로 적층된 복수의 (n) LCD 패널을 포함하는 LCD 유닛; 이미지 소스에 기초하여 중간 이미지 데이터를 생성하는 이미지 소스 유닛; 및 LCD 유닛을 구동하기 위해 중간 이미지 데이터에 기초하여 이미지 데이터를 생성하는 이미지 데이터 프로세싱 유닛을 포함하는 액정 디스플레이 (LCD) 시스템,
제 1 컬러 필터층을 포함하는 제 1 LCD 패널 및 컬러 필터층을 포함하지 않는 제 2 LCD 패널을 포함하는 복수의 LCD 패널,
제 2 LCD 패널에 단색 이미지 데이터를 출력하기 위해 중간 이미지 데이터에 기초하여 단색 이미지 데이터를 생성하는 단색 이미지 생성부로서, 상기 단색 이미지 데이터는 임계값 이상인 휘도 또는 색도를 갖는 제 1 픽셀에 대해서는 전투과를 특정하고, 임계값 미만인 휘도 또는 색도를 갖는 제 2 픽셀에 대해서는 제 1 그레이-스케일 레벨을 특정하며, 상기 제 1 그레이-스케일 레벨은 입력 이미지 데이터에서 특정된 제 2 픽셀의 오리지널 그레이-스케일 레벨에 대응하는 상기 단색 이미지 생성부; 및 제 1 LCD 패널에 컬러 이미지 데이터를 출력하기 위해 중간 이미지 데이터 및 단색 이미지 데이터에 기초하여 컬러 이미지를 생성하는 컬러 이미지 생성부를 제공한다.
제 5 양태에서, 본 발명은, LCD 유닛의 발광측으로부터 순서대로 배열되는 제 1 LCD 디바이스, 제 2 LCD 디바이스 및 광원을 포함하는 액정 디스플레이 (LCD) 유닛을 구동하는 구동 회로를 제공하며, 제 1 LCD 디바이스는 한 쌍의 제 1 편광막들 사이에 개입된 제 1 LCD 패널을 포함하고, 제 2 LCD 디바이스는 한 쌍의 제 2 편광막 사이에 개입된 제 2 LCD 패널을 포함한다. 제 2 LCD 패널 근처의 제 2 편광말 중 하나 및 제 1 LCD 패널 근처의 제 2 편광막 중 하나는 서로 평행한 광축을 갖거나 또는 공통의 편광막에 의해 구성되며, 상기 구동 회로는, 입력 이미지 데이터를 수신하는 단일한 입력 포트 세트, 상이한 알고리즘의 이미지 프로세싱을 사용함으로써 2 세트의 출력 이미지 데이터를 생성하는 이미지 데이터 프로세싱 유닛, 및 제 1 LCD 디바이스 및 제 2 LCD 디바이스를 각각 구동하는 2 세트의 출력 이미지 데이터를 전달하는 2 개의 출력 포트 세트를 포함한다.
본 발명의 전술한 목적, 특성, 이점, 및 다른 목적, 특성, 이점은 첨부한 도면을 참조하는 다음의 설명으로부터 더 명백해질 것이다.
본 발명에 따르면, 서로 적층된 복수의 LCD 패널을 포함하고 비스듬한 관찰 방향에서 LCD 유닛을 관찰하는 관찰자에게 개선된 가시성을 제공한다.
이하, 본 발명의 예시적인 실시형태들을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
도 1 은 본 발명의 제 1 의 예시적인 실시형태에 따른 LCD 시스템을 도시한다. 숫자 100 으로 전체적으로 지정된 LCD 시스템은 이미지 소스 유닛 (117), 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105) 및 LCD 유닛 (116) 을 포함하며, 이들은 신호 케이블 (120 내지 122) 을 통해 서로 접속된다.
이미지 소스 유닛 (117) 은 이미지 소스 (101) 및 송신기 (102) 를 포함한다. 송신기 (102) 는 이미지 소스 (101) 로부터 공급된 이미지 데이터를 송신에 적합한 비디오 신호로 변형 또는 변환하고, 이것을 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105) 에 송신한다. 송신기 (102) 는 예를 들어, Xilinc 사에 의해 공급되는 THC63DV164 (등록상표) 에 의해 구성될 수도 있다. 송신기 (102) 는 이미지 소스 (101) 로부터 출력된 병렬 데이터를 직렬 신호로 변환하고, 이것을 통신 케이블 (120) 을 통해 이미지 데이터 프로세싱 유닛에 송신한다.
송신기 (102) 는 일반적인 DVI 출력을 전달할 수 있는한, 개인용 컴퓨터에 사용되는 것과 같은 임의의 타입의 인터페이스일 수도 있다. 이미지 소스 유닛 (117) 은, DVI 출력을 제공하는 개인용 컴퓨터일 수도 있다. 신호 송신은, 송신기 (102) 와 수신기 (103) 사이에서 교환될 수 있는한 DVI 포맷과는 다른 아날로그 또는 디지털 신호 포맷과 같은 임의의 포맷을 사용할 수도 있다.
이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105) 은 수신기 (103), 로컬 메모리 (104), 버퍼 메모리 (106 및 109), 송신기 (107 및 108), 타이밍 제어기 (110), 및 신호 프로세서 (118) 을 포함한다. LCD 유닛 (116) 은 2 이상의 LCD 패널 및 광원 (115) 을 포함한다. 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105) 은 이미지 소스 유닛 (117) 으로부터 전달된 이미지 신호의 신호 변환을 수행하여, LCD 유닛 (116) 에서 LCD 패널 (113 및 114) 을 구동하는 구동 신호를 생성한다. 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105) 에 의해 생성된 신호는 신호 케이블 (121 및 1222) 를 통해 LCD 디바이스 (113 및 114) 의 구동 회로 (111, 112) 에 각각 전달된다.
이미지 프로세싱 유닛 (105) 은, 수신기 (103) 를 구성하는 DVI I/F 보드가 접속된, Xilinc 사로부터 공급되는 Spartan-3E (등록상표) 디스플레이 솔루션 보드일 수도 있다. 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105) 의 다른 블록은 Spartan-3E 디스플레이 솔루션 보드에 의해 구성될 수도 있으며, 이미지 프로세서 (118) 은 이 보드에 제공되는 FPGA 칩 (Spartan-3E) 이다. 송신기 (107 및 108) 로부터 전달되는 신호는 예를 들어, LCD 패널의 LVDS 포맷이다. 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105) 에서 수행되는 이미지 프로세싱의 세부사항을 이하 설명한다.
LCD 유닛 (116) 은 서로 적층된 제 1 LCD 디바이스 (113) 및 제 2 LCD 디바이스 (114), 및 관찰자로부터 먼 LCD 유닛 (116) 의 후면측상에 배치되는 백라이트 소스 (115) 를 포함한다. 제 1 LCD 디바이스 (113) 는 컬러 LCD 패널을 포함하고, 제 2 LCD 디바이스 (114) 는 단색 LCD 패널을 포함한다. 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105) 은 제 1 LCD 디바이스 (113) 의 구동 회로 (111) 및 제 2 LCD 디바이스 (114) 의 구동 회로 (112) 에 상이한 비디오 신호를 제공한다. 이러한 LCD 디바이스 (113, 114) 는 구동 회로 (111, 112) 에 입력되는 구동 신호에 의해 개별적으로 구동된다.
도 2 는 LCD 유닛 (116) 의 단면 구조를 도시한다. LCD 유닛 (116) 은 편광막 (201), 투명 기판 (211), 컬러 필터층 (251), 정렬막 (221), LC 층 (231), 정렬막 (222), 투명 기판 (212), 편광막 (202), 편광막 (203), 투명 기판 (213), 정렬막 (223), LC 층 (232), 정렬막 (224), 투명 기판 (214), 및 편광막 (204) 을 포함하며, 이들은 LCD 유닛 (116) 의 발광측으로부터 또는 전면측으로부터 이 순서대로 배열된다. 이하, 설명의 용이함을 위해, 투명 기판 (211), 컬러 필터층 (251), 정렬막 (221), LC 층 (231), 정렬막 (222) 및 투명 기판 (212) 의 조합을 제 1 LCD 패널 (261) 이라 하고, LCD 패널 (261), LCD 패널 (261) 과 관련된 편광막 (201) 및 편광막 (202) 의 조합을 제 1 LCD 디바이스 (113) 라 한다. 유사하게, 투명 기판 (213), 정렬막 (223), LC 층 (232), 정렬막 (224) 및 투명 기판 (214) 의 조합을 제 2 LCD 패널 (262) 이라 하고, 제 2 LCD 패널 (262), 제 2 LCD 패널 (262) 과 관련된 편광막 (203) 및 편광막 (204) 의 조합을 제 2 LCD 디바이스 (114) 라 한다.
도 2 에 도시된 표면 발광 소스 (241) 은 도 1 의 광원 (115) 에 대응한다. 표면 발광 소스 (241) 는 제 1 LCD 디바이스 (113) 및 제 2 LCD 디바이스 (114) 의 후면측에서 방사된다. 표면 발광 소스 (241) 로부터 발산된 광은 제 2 LCD 디바이스 (114) 및 제 1 LCD 디바이스 (113) 를 투과하여, LCD 유닛 (116) 의 전면측에서 관찰자에 의해 관찰된다. 제 1 및 제 2 LCD 디바이스 (113, 114) 상에서 광 투과의 제어는, 관찰자가 LCD 유닛 (116) 의 스크린 상에서 이미지를 관찰할 수 있게 한다.
LCD 층 (231) 근처의 투명 기판 (212) 의 표면 상에서는, 전극의 어레이가 TFT 와 같은 각각의 3 단자 제어 디바이스와 관련하여 형성된다. 픽셀 전극 및 대응하는 TFT 의 조합이 픽셀을 구성한다. LCD 디바이스는 인-플레인-스위칭 (IPS) 모드와 같은 측면 전계 모드이고, 각각의 픽셀은 LC 층에서 측면 전계를 생성하기 위한 빗살 픽셀 전극 및 빗살 공통 전극을 포함한다. 컬러 필터층 (251) 에서는, 단일 픽셀이 R, G 및 B 스트라이프를 포함하는 3 개의 서브 픽셀 (도트) 를 포함하도록 스트라이프 형상의 적색 (R), 그린 (G) 및 청색 (B) 컬러 필터가 배열된다.
이하, LCD 디바이스를 제조하는 프로세스를 설명한다. 전극의 어레이가 정렬되는 투명 기판 (211) 의 표면 상에 정렬막 (221) 이 형성되고, 컬러 필터층 (251) 이 형성되는 투명 기판 (212) 의 표면 상에 정렬막 (222) 이 형성된다. 그 후, 정렬막 (221, 222) 은 러빙 처리 (rubbing treatment) 와 같은 정렬 처리에 종속된다. 투명 기판 (211, 212) 모두는, 투명 기판 상에 형성된 정렬막들이 서로 갭을 두고 대향하고, 정렬 처리의 방향이 서로 평행하도록 정리된다. 그 후, 갭은 Merck 사로부터 공급되는 ZLI4792 (등록상표) 와 같은 액정으로 충전되어, 제 1 LCD 패널 (261) 이 획득된다. Nitto Denko 사로부터 공급되는 SEG1224 (등록상표) 를 사용하는 편광막 (201) 및 편광막 (202) 이 LCD 패널 (261) 사이에 개입되도록 LCD 패널 (261) 상에 부착되어, 제 1 LCD 디바이스 (113) 가 획득된다. 이 단계에서, 편광막 (201, 202) 는, 광 투과축 또는 흡수축이 서로 수직이 되고, 편광막 중 하나의 광 투과축 또는 흡수축이 LC 층의 정렬 방향과 평행하도록 배열된다.
제 2 LCD 패널 (262) 은, 투명 기판 (213) 이 컬러 필터층을 포함하지 않는 것을 제외하고는 제 1 LCD 패널 (261) 과 유사하게 제조된다. 전극의 어레이가 LC 층 (232) 근처에서 투명 기판 (214) 측 상의 각각의 TFT 와 관련되어 형성된다. 또한, 제 2 LCD 패널 (262) 의 픽셀은, 제 2 LCD 패널 (262) 상의 컬러 필터층의 부재때문에 서브 픽셀을 포함하지 않는다. 또 다른 양태로, 제 2 LCD 패널 (262) 는 제 1 LCD 패널 (261) 의 서브 픽셀의 사이즈에 대응하는 사이즈를 갖는 픽셀을 가질 수도 있다. 제 2 LCD 패널 (262) 은 편광막 (203, 204) 사이에 개입되고, 이러한 배열은 제 2 LCD 디바이스 (114) 를 획득하는, 제 1 LCD 디바이스 (113) 의 배열과 유사하다.
그 후, 제 1 LCD 디바이스 (113) 및 제 2 LCD 디바이스 (114) 는 이렇게 제조되어 서로 적층되고 LCD 유닛 (116) 이 획득된다. 이 단계에서, 표면 발광 소스 (241) 는 LCD 유닛 (116) 의 후면측 상에 배열되고, LCD 디바이스 (113, 114) 모두의 정렬 방향은 서로 평행하거나 또는 수직이다. 또한, 편광막 (202, 203) 모두의 광 투과축 또는 흡수축은, 편광막 (203) 에 의해 통과된 광이 가능한 많이 편광막 (202) 를 통과하도록 실질적으로 서로 평행하다.
LCD 유닛 (116) 은 2 개의 LCD 디바이스 (113, 114) 에서 단일한 편광막 (251) 을 포함하고, 비스듬한 시야 방향에서 관찰하는 관찰자는 2 중 컬러층을 인식하지 못하고, 따라서 시야 방향에 의존하여 발생하는 상이한 휘도를 인식하지 못한다. 본 실시형태에서는, 2 개의 LCD 디바이스가 전술한 바와 같은 상이한 구동 신호에 의해 구동된다. LCD 디바이스 모두가 동일한 구동 신호에 의해 구동되면, LCD 사이의 거리는 LCD 디바이스 사이의 시차에 기인하여 불편함을 초래한다.
도 3 은 대비되는 기술에서 시차 생성 상황을 도시하며, 단순함을 위해 투명 기판 및 LC 층만이 도시되어 있다. 도 3 의 LCD 디바이스 (301, 302) 는 각각 도 2 의 LCD 디바이스 (113, 114) 에 대응하고, 투명 기판 (321 내지 324) 은 각각 투명 기판 (211 내지 214) 에 대응하고, LC 층 (325, 326) 은 각각 LC 층 (231, 232) 에 대응한다.
제 1 LCD 디바이스 (301) 및 제 2 LCD 디바이스 (302) 의 스크린 표면에 수직한 방향으로의 관찰은, 제 1 LCD 디바이스 (301) 의 LC 층 (325) 상의 포인트 β 및 제 2 LCD 디바이스의 LC 층 (326) 상의 포인트 α 가 관찰자 (311) 에 의해 관찰될 때 시야 (331) 의 선상에서 서로 중첩되게 한다. 더 상세하게는, 수직 방향에서의 관찰은, 관찰자에게 불편함을 초래하는 어떠한 시차도 유발시키지 않는다.
한편, 스크린 표면의 수직에 대해 θ 의 각으로 비스듬한 방향에서의 관찰은, 포인트 α 및 포인트 β 가 이러한 포인트들 사이에서 두께 방향의 거리 "d" 에 기인하여 서로 어긋나게 한다. 포인트 α 는 시야 (332) 의 선상에서 관찰되며, 포인트 β 는 시야 (333) 의 선상에서 관찰자 (312) 에 의해 관찰된다. 더 상세하게는, 비스듬한 방향에서의 관찰은, 포인트 α 및 포인트 β 모두가 상이한 위치에서 관찰되게 하여, 이미지의 에지가 스크린 상에서 2 중선으로 관찰될 수도 있다.
제 1 LCD 디바이스 (301) 및 제 2 LCD 디바이스 (302) 에 의해 통과된 광은 투명 기판 (321) 을 통해 공기중으로 나가고, 회절률에서의 차이에 따른 스넬의 법칙에 기초하여 이동 방향에서 편향된다. θ, φ, "ng" 및 "na" 가 각각 투명 기판 (321) 의 외부 표면으로부터 광의 출사각, 투명 기판 (321) 의 외부표면 상으로의 광의 입사각, 투명 기판 (321) 의 굴절률 및 공기의 굴절률이라고 가정하면, 스넬의 법칙은,
na×sinθ = ng ×sinφ
의 관계식을 제공한다. 전술한 식의 변경은,
φ = sin-1((na/ng)×sinθ)
의 관계식을 제공한다. 엇각의 관계식으로부터, 포인트 β 로부터 투명 기판 (321) 의 외부 표면으로 이동하는 광과 외부 표면에의 수직과의 각 또한 φ 이다. 유사하게, 포인트 α 으로부터 투명 기판의 외부 표면으로 이동하는 광 과 수직과의 각 또한 φ 이다. 시야각 θ 에서 관찰될 때, 제 2 LCD 디바이스 (301) 의 포인트 α 와 제 1 LCD 디바이스 의 포인트 β 사이의 편차 "r" 은,
tanφ = (r/d)
r = d×tanφ
= d×tan(sin-1((na/ng)×sinθ)) (1)
에 의해 표현될 수 있다.
각 θ 로 비스듬한 방향에서 관찰될 때의 시차감을 제거하기 위해, 주로, 거리 r 만큼 포인트 β 상에서 디스플레이되는 데이터의 위치를 위치 γ 로 시프트하는 것으로 충분하다. 따라서, 신호 프로세서 (118) 는 거리 r 까지 데이터의 확산을 수행하여, 스크린상의 전체 픽셀 데이터 상으로의 평균화 프로세싱을 수행한다. 이것은, 시차감을 감소시키고, 관찰자의 불편함을 감소시킨다. 평균화 프로세싱은 제 1 및 제 2 LCD 디바이스 중 하나에 대한 데이터 상에서 수행된다. 시차감을 제거하는 관점에서, 평균화 프로세싱이 제 1 LCD 디바이스 의 데이터 상에서 수행되든지 또는 제 2 LCD 디바이스의 데이터 상에서 수행되든지, 즉, 컬러 필터층을 갖든지 갖지 않든지 평균화 프로세싱의 효과는 상당하다. 유사하게, 평균화 프로세싱이 전면 LCD 디바이스 상에서 수행되든지 후면 LCD 디바이스 상에서 수행되든지 평균화 프로세싱의 효과는 상당하다.
후면 LCD 디바이스에 대한 데이터 상에서 평균화 프로세싱이 수행되면, 광 확산막과 같은 광 확산 특성을 갖는 광소자가 전면 LCD 디바이스 및 후면 LCD 디바 이스 사이에 개입되어, 평균화 프로세싱를 위한 명백한 거리 "r'" 을 증가시킬 수도 있다. 이러한 경우의 거리 "r'" 은,
r' = (d'×tanφ) + ((d-d')×tan(φ+η))
인 공식에 의해 획득되고, 여기서 d' 및 η 는 제 2 LCD 층 (326) 으로부터 확산막의 거리 및 광 확산막의 1/2값 확산각이다. 따라서,광 확산막의 제공은 평균화 프로세싱에 대한 효과적인 거리 r' 을 증가시킨다. 이러한 사실은 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105) 에서의 평균화 프로세싱을 수행하기 위해 고려되어야 한다.
본 발명자는 적층된 LCD 디바이스를 포함하는 LCD 유닛의 구동 방식을 분석하였고, 컬러 필터층이 없는 제 2 LCD 디바이스 (302) 에 대한 데이터 상에서 평균화 프로세싱을 수행하고, 제 1 LCD 디바이스 (301) 상에서 컬러 디스플레이를 수행하고, 제 1 LCD 디바이스 및 제 2 LCD 디바이스 모두를 함께 적층함으로써 우수한 이미지가 달성될 수 있다는 것을 발견하였다. 제 2 LCD 디바이스에 대한 데이터 상에서 평균화 프로세싱을 수행함으로써 우수한 이미지가 획득되는 이유는, 제 1 LCD 디바이스 (301) 에 대한 데이터 상에서의 평균화 프로세싱이 모호한 컬러를 유발하고 색도의 재생산 범위를 좁히기 때문이다.
도 4a 및 도 4b 는, HSV 컬러 좌표 시스템, 즉 CIE 1976 에 의해 정의된 컬러 공간에서 표현되는 휘도 및 색도 (a*) 의 범위를 나타내며 이 범위는 LCD 유닛 상에서 획득된다. 도 4a 는 2 개의 LCD 디바이스를 포함하는 LCD 유닛에 의해 표현되는 범위를 나타내고, 도 4b 는 단일 LCD 디바이스에 의해 표현되는 범위를 나타낸다. 좌표는, (100) 으로 표시된 최대 투과율에 의해 정규화된 투과 팩터 (투과율) 을 나타내며, 횡축은 색도의 정도, 즉 채도를 나타낸다.
도 4a 를 도 4b 와 비교하면, 단일 LCD 디바이스 또한 더 높은 휘도 범위 및/또는 더 높은 색도 범위에서 색도의 우수한 재생산을 달성함을 이해할 것이다. 더 높은 휘도 범위는 좌표의 더 큰 수에 의해 표시되고, 더 높은 색도 범위는 횡축의 더 큰 절대값에 의해 표시된다. 따라서, 더 높은 휘도 (또는 색도) 범위에서는 오리지널 이미지 데이터의 디스플레이를 위해 제 1 LCD 디바이스 (113) 만 사용되는 것으로 충분하며, 제 2 LCD 디바이스 (114) 는 어떠한 이미지도 디스플레이하지 않는 최대 투과 상태로 유지된다. 한편, 더 낮은 휘도 범위에서는, 제 2 LCD 디바이스 (114) 가 오리지널 이미지 데이터의 그레이-스케일 레벨에 대응하는 그레이-스케일 레벨을 디스플레이하도록 제어되고, 컬러 이미지를 디스플레이하는 제 1 LCD 디바이스 (113) 는 제 2 LCD 디바이스 (114) 와 관련된 오리지널 이미지 데이터를 디스플레이하는데 사용되도록 제어될 필요가 있다. 이러한 기술은 더 높은 휘도 범위 (또는 더 높은 색도 범위) 및 더 낮은 휘도 범위 모두에서 우수한 색도 재생산을 달성한다.
전술한 예에서는, 제 2 LCD 디바이스 (114) 의 투과 팩터가 더 높은 휘도 또는 색도 범위에서 최대로 유지되지만, 제 2 LCD 디바이스 (114) 를 전투과 상태 또는 모든 픽셀에 대한 최대 투과 팩터로 엄격하게 유지할 필요는 없다. 예를 들어, 제 2 LCD 디바이스 (114) 는 90% 투과 팩터와 같은 실질적인 전투과 상태 또는 실질적인 최대의 밝은 상태로 유지되는 것으로 충분한다. 이하, 이미지를 디스 플레이하는데 제 1 LCD 디바이스 (113) 만 사용되는 제 1 범위와 원하는 이미지를 디스플레이하는데 제 1 LCD 디바이스 및 제 2 LCD 디바이스 (113, 114) 모두가 사용되는 제 2 범위간의 범위를 임계값이라 한다. 이러한 제 1 LCD 디바이스 및 제 2 LCD 디바이스의 제어는, 제 1 LCD 디바이스 (113) 를 구동하는 동안의 그레이-스케일 레벨의 변화 및 제 2 LCD 디바이스 (114) 를 구동하는 동안의 그레이-스케일 레벨의 변화 중 적어도 하나에서 부드러운 불연속을 제공한다.
도 5 는 신호 프로세서 (118) 의 구성을 기능 블록도로 도시한다. 신호 프로세서 (118) 는 단색 이미지 생성부 (501), 연산 프로세싱부 (평균화 프로세싱부; 502), 타이밍 제어기 (503), 및 컬러 이미지 생성부 (504) 를 포함한다. 신호 프로세서 (118) 는, 도 에 도시된 수신기 (103) 으로부터, 예를 들어, 하나의 원색당 8 비트 신호, 따라서 각 픽셀당 총 24 비트를 포함하는 이미지 데이터를 수신한다. 이러한 이미지 신호는 2 개의 경로를 통해 전달되며, 그 하나는 분할된 이미지 신호를 단색 이미지 생성부 (501) 로 전달하고, 다른 하나는 분할된 이미지 신호를 타이밍 제어기 (503) 로 전달한다. 단색 이미지 생성부 (501) 는 분할된 신호로부터 그레이-스케일 레벨 신호 (휘도 신호) 를 생성하고, 타이밍 제어기 (503) 는 출력측 타이밍 신호에 기초하여 분할된 이미지 신호를 입력측의 타이밍 신호에 기초하여 수신된 개별 신호의 순차적 순서대로 판독한다.
단색 이미지 생성부 (501) 는, 예를 들어, 입력된 24 비트 컬러 이미지 신호의 휘도 데이터에 기초하여 8 비트 단색 이미지 신호를 생성한다. 단색 이미지 신호의 생성은, 픽셀의 원색인, R, G 및 B 각각의 그레이-스케일 레벨을 검사하고, 3 개의 원색 중 최대 레벨을 갖는 원색을 선택하고, 선택된 원색의 그레이-스케일 레벨을 픽셀의 그레이-스케일 레벨로서 결정함으로써 수행된다. 또는, 명도, 채도 및 색상 변환을 포함하는 HSV 변환을 수행한 후, 명도 데이터를 추출하고 단색 이미지 데이터로 변환한다. 또는, R, G 및 B 입력 이미지 데이터 중 하나가 선택되고 단색 신호로 변환된다. R, G 및 B 입력 이미지 데이터 중 2 개가 대신 선택되고 신호 변환에 종속되어 단색 신호로 변환될 수도 있다. 더 높은 그레이-스케일 레벨 또는 더 높은 송신 팩터의 영역은 더 높은 휘도 또는 더 높은 색도의 영역에 대응함을 유의해야 한다.
단색 이미지로의 변환 후, 단색 이미지 생성부 (501) 는 특정 그레이-스케일 레벨 이상을 갖는 픽셀의 투과 팩터를 전투과 상태로 변경하고, 그 특정 그레이-스케일 레벨보다 낮은 그레이-스케일 레벨을 갖는 픽셀의 투과 팩터를 오리지널 컬러 이미지의 투과 팩터로 유지한다. 이 프로세싱에서는, 단색 변환된 데이터의 그레이-스케일 레벨이 소정의 임계값에 비교되고, 그레이-스케일 레벨이 그 임계값보다 높으면, 그 픽셀의 투과 팩터가 예를 들어 전투과 팩터의 레벨로 변환된다. 반대로, 그 단색 변환된 신호의 그레이-스케일 레벨이 그 임계값보다 낮으면, 그 그레이-스케일 레벨은 전투과 상태에 대응하는 최대값과 전폐쇄 상태에 대응하는 최소값 사이로 재할당된다.
그레이-스케일 레벨의 변환 프로세싱은 전술한 프로세싱에 한정되지 않는다. 예를 들어, 단색 이미지는 약 4.0 으로 설정된 γ 값을 감마 곡선 변환에 종속되고, 감마 변환된 투과 팩터의 특정 값을 갖는 영역이 전투과 상태로 전환된다. 또는, 투과 팩터가 히스토리 조절 또는 히스토리 변환에 종속되고, 특정 값을 갖는 투과 팩터가 전투과 상태로 전환될 수도 있다. 단색 이미지 생성부 (501) 에서는, 더 높은 투과 팩터의 영역이 실질적인 전투과 상태로 전환되는 것으로 충분하고, 따라서, 단색 이미지 데이터를 생성하거나 또는 더 높은 투과 팩터를 갖는 영역의 투과 팩터를 전투과 상태로 변환하는 다른 기술이 이용될 수도 있다.
연산 프로세싱부 (502) 는 단색 이미지 생성부 (501) 에 의해 생성된 단색 이미지에 대해 평균화 프로세싱을 수행한다. 평균화 프로세싱에서는, 특허 출원 JP-2006-114523 에서 설명하는 기술이 사용될 수도 있다. 이 기술에서는, 감지된 픽셀로부터 "r" (도 3) 의 거리 내에 위치되는 복수의 픽셀의 이미지 데이터가 평균화 프로세싱 또는 균등화 프로세싱에 종속되며, 복수의 픽셀의 그레이-스케일 레벨은 가중 평균화 프로세싱에 종속된다. 가중 평균화 프로세싱에서는, 감지된 픽셀로부터의 픽셀의 거리가 평균화될 그레이-스케일 레벨의 가중 계수로서 사용되면서 복수의 픽셀의 그레이-스케일 레벨이 평균화된다. 가중 분포로서 가우시안 분포가 사용될 수도 있다. 평균화 프로세싱은 이미지의 에지 또는 경계를 불분명 또는 모호하게 한다. 평균화 프로세싱에 종속되는 단색 이미지는 버퍼 메모리 (109) 및 송신기 (108) (도 1) 을 통해 연산 프로세싱부 (502) 로부터 제 2 LCD 디바이스 (114) 로 전달된다.
컬러 이미지 생성부 (504) 는, RGB 컬러 각각에 대해 8 비트를 포함하고 타이밍 제어기 (503) 를 통해 전달된 24 비트 이미지 데이터, 및 연산 프로세싱부 (502) 에서 평균화 프로세싱이 수행되는 단색 이미지 데이터에 기초하여 컬러 이미 지를 생성한다. 컬러 이미지 데이터는 디스플레이를 위해 제 1 LCD 디바이스 (113) 에 전달된다. 타이밍 제어기 (503) 는 단색 이미지를 생성하는 시간 랙 (lag) 을 제거할 목적으로 배치된다. 도 1 의 로컬 메모리 (104) 를 효과적으로 사용하여 시간 랙이 제거되거나 또는 타이밍 조절 자체가 불필요하면, 타이밍 제어기 (503) 는 제거될 수도 있다.
LCD 유닛 (116) 의 관찰자는 제 1 LCD 디바이스 (113) 및 제 2 LCD 디바이스 (114) 에 의해 통과된 광을 관찰하기 때문에, 휘도, 즉, 관찰자에 의해 관찰된 이미지의 총 투과 팩터는 LCD 패널 모두의 투과 팩터의 곱이다. 컬러 이미지 생성부 (504) 는 제 2 LCD 디바이스 (114) 의 이미지 데이터에 기초하여 제 1 LCD 디바이스 (113) 상에서 디스플레이될 컬러 이미지를 정정하여, 제 2 LCD 디바이스 (114) 에서의 휘도의 변화 또는 감소를 보상한다. 이것은, 관찰자에 의해 관찰되는 휘도가 오리지널 이미지 데이터의 휘도로부터 변경되는 것을 방지한다.
컬러 이미지 생성부 (504) 는 연산 프로세싱부 (502) 로부터 출력된 단색 이미지 데이터에 기초하여 24 비트 이미지 데이터의 프로세싱을 수행하여 컬러 이미지 신호를 생성한다. 더 상세하게는, 컬러 이미지 생성부 (504) 는 단색 이미지의 휘도 신호에 의해 컬러 이미지 데이터의 이미지 신호를 분할하여, 휘도가 0 레벨이 아닌한 휘도가 정정된 정정 컬러 이미지 신호를 생성한다. 단색 이미지의 휘도가 0 레벨이면, 단색 이미지의 휘도는 0 에 의한 분할을 방지하기 위해 특정 값만큼 시프트된다. 컬러 이미지 프로세싱부 (504) 가 컬러 이미지 신호를 생성하는 경우, 오리지널 이미지 신호는 또 다른 이미지 정정 프로세싱에 종속될 수도 있다. 컬러 이미지 생성부 (504) 에 의해 생성된 컬러 이미지는 버퍼 메모리 (106) 및 송신기 (107) 를 통해 제 1 LCD 디바이스 (113) 에 전달된다.
LCD 유닛 (116) 에서, 상술한 바와 같이, 제 1 LCD 디바이스 (113) 는 컬러 이미지 생성부 (504) 에서 생성된 컬러 이미지 데이터에 의해서 구동되며, 그에 반하여, 제 2 LCD 디바이스 (114) 는 연산 프로세싱부 (502) 에서 평균화 프로세싱에 종속되는 단색 이미지 데이터에 의해서 구동된다. 관찰자가 제 2 LCD 디바이스 (114) 상의 디스플레이만을 관찰하면, 큰 휘도를 갖는 영역은 전투과 상태에 있으며 다른 영역은 평균화 프로세싱 때문에 불명료한 이미지를 갖는다. 한편, 관찰자가 오직 제 1 LCD 디바이스 (113) 만을 관찰하면, 제 2 LCD 디바이스 (114) 가 전투과 상태가 아닌 영역에서 관찰된 이미지는 강조된 이미지이다. 본 명세서에서 서술된 "강조된 이미지 (emphasized image)" 는 이미지내의 휘도 및 색도가 제 2 LCD 디바이스 (114) 상의 휘도에 기초한 제 1 LCD 디바이스 (113) 의 휘도를 수정하는 것에 의해서 강조되고, 획득되는 것이다.
단색 이미지 생성부 (501) 에 의해서 변환을 위해서 사용된 임계값의 설정은 이하에서 분석된다. 제 2 LCD 디바이스 (114) 에 대한 오리지널 이미지는 연산 프로세싱부 (502) 에서의 평균화 프로세싱 후에 20 % 를 초과하면, 색도 및 색조 (hue) 의 변화된 양은 컬러 이미지 생성부 (504) 가 제 1 LCD 디바이스 (113) 에 대한 휘도 신호를 조정하더라도 커서, 불편함을 야기한다. 그러한 경우의 방지를 위해서, 단색 이미지로의 변환의 임계값은, 20 % 부근의 변동이 입력 이미지 데이터에서 발생하더라도, 바람직하게는 입력 이미지 데이터의 20 % 와 80 % 사이의 범위내에서 설정되어, 불편함없이 이미지를 디스플레이하게 한다. 또한, 더 높은 휘도 또는 색도의 영역이, 도 4 에 대해서 상술한 바와 같이, 제 1 LCD 디바이스 (113) 에 의해서만 디스플레이될 수 있기 때문에, 임계값의 상위 제한값 (80%) 은 바람직하게는 60% 까지 낮아져서, 제 2 LCD 디바이스 (114) 에서 전투과의 영역을 증가시킬 수 있다. 이것은 단일 LCD 디바이스에만 디스플레이될 수 있는 영역이 가능한 많이 제 1 LCD 디바이스 (113) 에 의해서만 디스플레이되는 바람직한 상황을 제공한다. 또한, 30% 와 50% 사이의 범위의 임계값 설정은 제 1 LCD 디바이스 (113) 가 가능한 매우 효과적으로 이미지를 디스플레이하는 것을 허용하여, 더 적은 불편함의 이미지를 제공할 것이다.
본 실시형태의 장점을 입증하기 위해서, 상기 이미지 프로세싱에 종속되는 이미지 신호가 이미지의 디스플레이를 위해서 이미지 디스플레이 시스템 (100) 에서 제 1 LCD 디바이스 (113) 및 제 2 LCD 디바이스 (114) 로 입력되었다. 이러한 경우에서, 오직 제 1 LCD 디바이스 (113) 상만의 디스플레이의 경우에서의 휘도 및 색도와 비교될만한 이미지의 적절한 휘도 및 색도가 획득되었다. 게다가, 콘트라스트 비율에 관해서, 500,000;1 만큼 높은 콘트라스트 비율이 획득되었다. 비스듬한 시야 방향에서의 관찰은 평균화 프로세싱의 수행으로 인한 시차 (parallax) 에 의한 더 적은 간섭을 지닌 더 우수한 디스플레이 품질을 제공했다. 이러한 실험에서 사용된 LCD 유닛이 700:1 의 콘트라스트 비율을 가졌더라도, 본 실시형태는 LCD 유닛이 더 높은 독립형 (stand-alone) 콘트라스트 비율을 갖는 LCD 디바이스들 또는 유사한 독립형 콘트라스트 비율을 갖는 3 개 이상의 LCD 디바 이스들을 포함하면 더 높은 콘트라스트 비율을 제공할 것이다.
이미지 소스 유닛 (117), 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105), 및 LCD 유닛 (116) 이 도 1 에서 서로 분리되는 것으로 도시되지만, 이러한 유닛들은 단일 하드웨어로 구성될 수도 있거나 단일 하우징으로 수신될 수도 있다. 일 예시에서, 이미지 소스 유닛 (117) 및 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105) 는 단일 하우싱으로 수신되고, LCD 유닛은 개별적 하우징에서 수신된다. 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105) 에서 이미지 프로세싱은 하드웨어 이미지 프로세싱 디바이스를 사용해서 수행될 수도 있거나 CPU 에서 운영되는 소프트웨어를 사용해서 수행될 수도 있다.
평균화 프로세싱은 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105) 외부에서 수행될 수 있고, CPU 에서 운영되는 소프트웨어를 사용해서 또는 MPEG 레코더에 의해서 표현되는 것과 같은 그래픽 칩을 사용해서 이미지 소스 유닛 (117) 에서 수행될 수도 있다. 이러한 경우에서, (도 1 에서 도시된 ) 신호 케이블 (120) 의 두 세트들이 이미지 소스 유닛 (117) 과 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105) 사이에서 제공될 수 있으며, 그것에 의해, 제 1 LCD 디바이스 (113) 상에 디스플레이되는 이미지는 제 2 LCD 디바이스 (114) 상에 디스플레이되는 이미지로부터 분리되어 출력된다.
신호 프로세서 (118) 내의 단색 이미지 생성부 (501) 및 컬러 이미지 생성부 (504) 는 상기 실시형태에서 신호 프로세싱을 수행하는 것에 의해서 이미지 신호를 생성하더라도, 본 발명은 그에 국한되지는 않는다. 예를 들면, 입력 신호들 및 대응하는 출력 신호들을 도표화하는 룩업 테이블이 단색 이미지 생성부 (501) 에서 사용될 수도 있다. 룩업 테이블은 RGB 입력 이미지 신호들의 각각의 그레이-스케일 레벨에 기초한 단색 그레이-스케일 레벨을 제공하는 3 차 테이블일 수도 있다. 컬러 이미지 생성부 (504) 는, 입력 이미지 데이터의 각각의 그레이-스케일 레벨 및 단색 이미지 데이터의 그레이-스케일 레벨에 기초한 컬러 이미지의 그레이-스케일 레벨을 제공하는, 4 차 룩업 테이블을 사용해서 컬러 이미지를 생성할 수도 있다.
예시적 실시형태에서, 제 1 LCD 디바이스 (113) 은 컬러 필터층 (251) 을 포함하지만; 컬러 필터층은 평균화된 이미지 데이터를 디스플레이하는 것에 의해서 시차의 느낌의 제거에 대한 불가결한 요소는 아니다. 더욱 상세하게는, 제 1 및 제 2 LCD 디바이스들 (113 및 114) 모두는 단색 LCD 유닛을 획득하는 단색 LCD 디바이스일 수도 있다.
상기 예시적 실시형태에서, 단일 픽셀은 컬러 필터층에서 3 개의 주요 컬러들에 대응한 3 개의 서브 픽셀들을 포함하지만; 컬러 필터는 RGBYMC 와 같은 다수의 컬러들의 다른 조합을 포함할 수도 있다. 그러한 경우에서, 단일 픽셀은 컬러 필터층의 컬러들에 대응하는 개수로 서브 픽셀들을 포함한다. 다른 방식으로, 단일 픽셀은 RGGB 컬러들에 대응하거나 RGB 컬러들에 대응하는 4 개의 서브 픽셀 영역들 및 컬러, 즉 RGBW 가 없는 영역을 포함할 수도 있다.
본 발명은 IPS-모드 LCD 디바이스와 다른 것에 적용될 수도 있다. 본 발명의 LCD 디바이스는 VA 모드 (vertical-alignment mode), TN 모드 (twisted- nematic mode), OBC-모드 (optically-bend-compensated mode) 를 포함하는 다양한 모드들 중 임의의 것일 수도 있다. 도 2 는 어떠한 지연 보상층도 포함하지 않는 LCD 유닛의 구조를 도시하지만; LCD 유닛은 LCD 패널 (261, 262) 와 편광막 사이에서 지연 보상층을 시야각 특성을 개선하기 위해서 포함할 수도 있다. 지연 보상층의 광학 특성은 LC 층 (231, 232) 의 모드에 의존해서 선택될 수도 있다.
예를 들면, 지연 보상층이 편광막 (201, 202) 과 IPS 모드에 의해서 구동되는 제 1 LCD 디바이스 (113) 사이에 제공되면, 지연 보상층은 바람직하게는, nx ≥ ny > nz 이며, 여기에서 nx, ny 및 nz 는 각각, 기판 표면에 평행한 지연 보상층의 반사율, 기판 표면에 평행하며 nx 의 방향에 수직한 방향의 굴절률, 및 nx 와 ny 의 방향에 수직한 방향의 굴절률이며, nx 의 방향은 편광막 (210, 202) 의 광 투과축 또는 광 흡수축에 평행하다. 그러한 특성을 갖는 지연 보상층은 제 1 LCD 디바이스 (113) 의 시야각 특성을 개선시킨다. 지연 보상층은 조합하여 전체적으로 그러한 특성을 갖는 다수의 막들을 가질 수도 있다.
VA 모드에 의해서 구동된 제 1 LCD 디바이스 (113) 에 대해서, nx ≥ ny > nz 의 특성을 갖는 지연 보상층이 제 1 LCD 디바이스 (113) 의 시야각 특성을 개선하기 위해서 제공되며, 여기에서, nx 의 방향은 편광막 (201, 202) 의 광 투과축 또는 광 흡수축에 평행하다. 제 1 LCD 디바이스 (113) 이 TN-모드 또는 OCB-모드에 의해서 구동되면, 지연 보상층은 네거티브 지연을 갖는 디스코테크 (discotheque) LC 층으로 구성된 WV 막일 수도 있으며, 여기에서, 디스코테크 LC 층의 축 방향은, 시야각 특성을 개선하기 위해서, 그 두께 방향으로 계속적으로 변 한다.
지연 보상층은 LCD 패널 (261, 262) 의 일 측면에 제공될 수도 있고, 또는 그 양 측면 모두에 제공될 수도 있다. 지연 보상층은 LC 층 (231, 232) 과 편광막들 (201-204) 의 인접한 것 사이의 임의의 갭이 제공될 수도 있다. 다수의 지연 보상층들이 단일 지연 보상층 대신에 제공될 수도 있다. 임계값 이상의 그레이-스케일 레벨을 갖는 제 2 LCD 디바이스 (114) 에서의 픽셀들의 전투과율은 대략 일정하면 일정 범위의 변동을 가질 수 있고, 즉, 고정 값보다 약간 더 높거나 낮거나 할 수도 있음을 주의해야 한다.
도 6 은 본 발명의 제 2 예시적 실시형태에 따른 LCD 시스템에서 LCD 유닛의 부분적 구조를 도시한다. 제 1 실시형태에서, 도 2 에서 도시된 바와 같이, 2 개의 편광막들이 제 1 LCD 패널 (261) 과 제 2 LCD 패널 (262) 사이에 제공되며, 여기에서, 편광막 (202) 은 제 1 LCD 디바이스 (113) 에 제공되며, 편광막 (203) 은 제 2 LCD 디바이스 (114) 에 제공된다. 본 발명의 LCD 유닛에서, 2 개의 편광막들 중 하나는 생략되며, 다른 하나의 편광막은 제 1 LCD 패널 (601) 및 제 2 LCD 패널 (602) 에 의해서 공유된다. 다른 구성들은 제 1 실시형태들의 구성과 유사하다.
제 1 실시형태에서, LCD 패널 (261) 및 LCD 패널 (262) 사이에 개입된 2 개의 편광막들 (202 및 203) 은 LCD 유닛에서의 광 흡수를 최소화하기 위해서, 그 광 투과축 또는 광 흡수축들이 서로 평행하도록 배열된다. 하지만, 2 개의 편광막들의 제공은 대략 20% 까지 광 투과 요소를 감소시킨다. 이러한 관점에서, 본 실시형태는 LCD 패널들 (601 및 602) 양자 사이의 단일 편광막 (603) 을 사용한다. LCD 패널들이 n 개로 제공되고, 여기에서, n 은 적어도 2 이상의 정수라면, 본 실시형태는 제 1 실시형태보다 대략 1/(0.8n-1) 만큼 휘도를 개선시킨다.
본 발명의 제 3 예시적 실시형태에 따른 LCD 시스템이 이하에서 설명될 것이다. 상기 각각의 실시형태들은 CCFL 및 LED 와 같은 백광 소스를 사용한다. 본 실시형태에서, LCD 시스템은 시간 분할 모드에서 RGB 광들을 방출하는 3 색 (trichromatic) 광 소스를 포함한다. LCD 디바이스들은 시간 분할 모드에서 필드-시퀀스 방식 (field-sequential scheme) 으로 RGB 컬러들에 대응하는 다른 디스플레이 이미지들 상에 하나를 적층한다. 제 1 및 제 2 LCD 패널들을 구동하기 위해서 이미지 데이터를 생성하는 방법은 제 1 실시형태에서의 방법과 유사하다. 본 실시형태는 제 1 및 제 2 실시형태들과 유사한 장점을 달성시킨다.
본 발명의 제 4 실시형태에 따른 LCD 시스템은 이하에서 설명될 것이다. 제 4 실시형태는 구동 방식을 사용하며, 여기에서 기판 표면에 대한 LC 분자들의 각은 TN-모드에서 처럼, 인가된 전압에 의해서 변한다. 이러한 구동 방식에서, 종래의 기술은 관찰자의 시야각에 따라 발생하는 저하된 시야각 특성의 문제를 야기한다. 저하된 시야각 특성은 LC 층의 복굴절 (birefringence) 로부터 기인하여, 여기에서, LC 분자들이 관찰자들의 시야각에 따른 상이한 형상을 가지도록 나타난다. 그러한 저하된 시야각 특성을 갖는 다수의 LCD 디바이스들을 포함하는 LCD 유닛은 적층된 LCD 디바이스들의 개수에 따라서 공동 영향을 가질 것이다. 이 실시형태에서, LCD 디바이스들 중 각각 인접한 2 개는 정반대 시야각 특성을 가져서 서로의 시야각 의존성을 상쇄시킨다. 이것은 본 실시형태의 LCD 시스템의 시야각 특성을 개선한다.
본 발명의 제 5 실시형태에 따른 LCD 시스템이 이하에서 설명될 것이다. 본 실시형태의 LCD 시스템은 단색 이미지의 디스플레이를 위한 제 2 LCD 디바이스 (114) 가 도 1 에서 도시된 제 1 실시형태의 LCD 유닛에서 생략된 것이다. 게다가, LCD 시스템은 도트 세기가 제어되는 광 소스를 포함한다. 보다 상세하게는, 광 소스는 매트릭스로 배열된 다수의 LED들을 포함하며, 여기에서, 각각의 LED들은 그 방출 세기에 대해서 제어된다. 예시적 경우에서, 광 소스는 백색 고-휘도 LED 로 각각 구성되며, 제 2 LCD 디바이스 (114) 의 각각의 픽셀에 대응하는 480 × 640 LED 들을 포함하며, 광 확산 시트는 광 소스 앞에 배치된다.
도 1 에서 제 2 LCD 디바이스 (114) 를 구동시키기 위해서 사용되는, 연산 프로세싱부 (502) (도 5) 에 의해서 평균화된 단색 이미지 데이터는 제 2 LCD 디바이스 (114) 대신에 도트 매트릭스 구동 방식으로 광 소스를 구동시킨다. 즉, 본 실시형태의 백라이트 소스의 방출 패턴은 제 1 실시형태의 제 2 LCD 디바이스 (114) 및 광 소스 (115) 의 조합에 의해서 달성된 이미지에 대응한다. 이러한 구성에서, 도트 매트릭스 방식으로 구동된 광 소스는 도 1 에 도시된 광 소스 (115) 및 제 2 LCD 디바이스 (114) 양자의 함수를 가지며, 그것에 의해, 도 1 의 LCD 디바이스 (113) 에 대응하는 본 실시형태의 LCD 디바이스는 도 1 의 제 1 LCD 디바이스 (113) 에 의해서 수신된 것과 유사한 광을 수신한다. 따라서, 본 실 시형태의 LCD 유닛은 단일 LCD 디바이스를 사용하는 것에 의해서 명확한 높은 콘트라스트 비율을 가진다.
제 5 실시형태에서, 도트 매트릭스 구동 방식에 의해서 구동된 광 소스 및 단일 LCD 패널의 조합은 2 개의 LCD 디바이스들을 포함하는 LCD 유닛의 함수와 유사한 함수를 가진다. 다른 방법으로, 단색 이미지 구동 회로 및 추가적 LCD 디바이스가 제공될 수도 있다. 제 1 실시형태에서 설명된 단색 이미지 데이터를 사용하는 것에 의해서 도트 광 소스들의 매트릭스를 포함하는 광 소스 및 단색 LCD 패널의 구동은 오리지널 이미지의 색도 및 채도에 비교될만한 색도 및 채도를 유지하는 이외에 높은 콘트라스트 비율을 제공한다.
상기 실시형태에서, TFT들은 LCD 패널을 구동시키기 위한 구동 성분으로 사용된다. TFT들이 박막 다이오드들 (TFT들) 에 의해서 대체될 수도 있다. 게다가, LCD 디바이스가 비교적 작은 해상도를 가지면, LCD 디바이스는 수동 매트릭스 구동 방식으로 구동될 수도 있다.
상기 실시형태들의 LCD 유닛은 더 높은 콘트라스트 비율을 달성하며, 따라서 높은 콘트라스트 비율 이미지 디스플레이가 희망되는 진단 이미징 디바이스, 방송국에서의 사용을 위한 모니터 TV, 또는 극장과 같은 어두운 공간에서의 영상 이미지를 제공하기 위한 LCD 유닛으로 바람직하게 사용될 수도 있다.
도 1 에서, 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105) 는 제 1 및 제 2 LCD 디바이스들 (113, 114) 양자에 대한 이미지 데이터를 생성시킨다. 하지만, 이미지 프로세싱부 (105) 는 LCD 유닛 (116) 에서 제공되는 LCD 디바이스들에 대응하는 다수 의 프로세싱부들로 분할될 수도 있다.
도 7 은 제 1 실시형태의 변형형태를 도시하며, LCD 시스템 (100a) 은 LCD 유닛 (116a) 에서 제공된 다수의 LCD 디바이스들 (520-1 내지 520-n) 에 대응하는, 이미지 데이터 프로세싱 유닛 (105a) 에 제공되는 다수의 프로세싱부 (103-1 내지 130-n) 를 포함한다.
이미지 소스 유닛 (117) 으로부터 제공된 이미지 데이터는 분배 유닛 (131) 에 의해서 각각의 이미지 프로세싱 유닛 (130) 에 분배된다. 각각의 이미지 프로세싱부 (130) 은 대응하는 LCD 패널 (520) 상에 디스플레이되는 이미지 데이터를 생성시킨다. 그렇게 생성된 이미지 데이터는 신호 케이블들 (123-1 내지 123-n) 을 통하여 LCD 유닛 (116a) 으로 입력된다. 타이밍 제어기 (110) 는 프로세싱부 (130-1 내지 130-n) 중 하나로 제공되어 프로세싱부 (130-1 내지 130-n) 가 제어되는 타이밍을 제어하여, LCD 패널들 (420) 상의 이미지들을 서로에 대해 동기화되도록 한다.
도 7 에서, LCD 패널 (520-1) 은 컬러 LCD 패널이며, 그에 반하여, 다른 LCD 패널들 (520-2 내지 520-n) 은 단색 LCD 패널들이다. 이미지 데이터 프로세싱 유닛들 (130-2 내지 130-n) 에서의 연산 프로세싱 유닛들은 단색 이미지 생성부 (501) 및 평균화 프로세싱부 (502) (도 5) 를 포함하며, 신호 케이블들 (123-2 내지 123-n) 을 통하여 평균화된 단색 이미지들을 LCD 패널들 (520-2 내지 520-n) 에 출력한다. 이미지 프로세싱 유닛 (130-1) 은 컬러 이미지 생성부 (504) 를 포함하며, 신호 케이블 (123-1) 을 통하여 제 1 LCD 패널 (520-1) 에 이미지 데이터 를 출력한다. 본 변형형태의 LCD 시스템 (100a) 은 제 1 실시형태와 유사한 장점을 달성시킨다.
도 5에서, 컬러 이미지 생성부 (504) 는 각각의 RGB 컬러에 대해 8 비트 이미지 데이터로부터 24 비트 컬러 이미지 신호를 생성한다. 그러나, 입력 데이터 및 출력 데이터의 비트의 수는 이러한 예에 제한되지 않는다. 예를 들어, 각각의 LCD 디바이스에 대해 그레이-스케일 레벨의 수가 m 이라고 가정하면, n 개의 LCD 패널을 포함하는 LCD 유닛 상에 디스플레이될 수 있는 그레이-스케일 레벨의 최대 수는 n×m 이다. 따라서, m 내지 m2 의 수의 그레이-스케일 레벨을 갖는 입력 이미지 데이터를 사용함으로써, 컬러 이미지 생성부 (504) 는 m 개의 그레이-스케일 레벨을 갖는 컬러 이미지 데이터를 생성할 수도 있다.
제 5 실시형태에 있어서, 예시적인 광원은 매트릭스로 배열되고 도트 매트릭스 구동 방식으로 구동되는 LED 를 포함한다. 본 발명은 이러한 예에 제한되지 않는다. 광원은 도트 매트릭스 구동 방식에 의해 구동될 수 있는 전구, 유기 일렉트로루미네슨스 (EL) 디바이스, 무기 EL 디바이스, FED 및 PDP 를 포함할 수 있다. 서로 적층된 LCD 패널은 공통 이미지 소스에 의해 구동될 필요는 없고, 예를 들어 각각의 LCD 패널에 대해, 이미지 디스플레이를 포함하고 데이터를 강조하는 개별적인 구동 데이터에 의해 구동될 수도 있다.
본 발명의 LCD 시스템은 전자 장비, 이미지 데이터 조절 디바이스, 이미지 스위칭 디바이스, 진단 촬상 디바이스에 사용될 수 있다. 본 실시형태는 본 발 명의 LCD 유닛 및 음향 디바이스가 설치 및 고정되어 있는 건물에 적용될 수 있다.
본 발명의 제 6 실시형태가 이하에 설명될 것이다. 도 5 에 도시된 제 1 실시형태의 산술 처리부 (502) 는 가우시안 분포를 사용하여 평균 처리를 수행한다. 본 실시형태의 산술 처리부는 상이한 가중 평균 기술을 사용하고, 이것은 실험에서 우수한 결과를 제공했다.
여기서 본 실시형태에 대하여, 스크린 상에 어두운 배경 내의 밝은 영역으로서, 100 의 휘도를 갖고 중앙 픽셀을 포함하는 밝은 영역이 존재하고, 이 밝은 영역은 i 방향 (예를들어, 행 방향) 으로 중앙 픽셀에 인접하여 배치된 ±P 개의 픽셀 및 j 방향 (예를 들어, 열 방향) 으로 중앙 필셀에 인접하여 배치된 ±Q 개의 픽셀로 정의된다고 가정된다. 도 8a 는 위에서 가정된 경우의 예를 나타내며, 여기서 밝은 영역의 중앙 픽셀은 C0 로 표시되고, 밝은 영역을 정의하는 수 P 및 Q 는 간단성을 목적으로 P = 1 및 Q = 1 로 설정된다.
도 8b 는 대상 픽셀 및 각각 i 방향 및 j 방향으로 대상 픽셀로부터 ±M 픽셀 및 ±N 픽셀 떨어져 위치된 이웃 픽셀을 포함하는 가중 평균 처리의 범위를 나타낸다. 이러한 예에서, M 및 N 은 M=1 및 N =1 로 설정되고, 가중 계수는 대상 픽셀 및 대상 픽셀에 인접한 8 개의 픽셀에 대해 "1" 이다.
위의 경우, 만일 밝은 영역의 코너 근처의 픽셀 C9 가 대상 픽섹로서 선택된다면, 픽셀 C9 의 가중 평균된 휘도 YC9 는 다음의 식으로 표현된다:
YC9 = (YC1 ×1 + YC2 ×1 + YC3 ×1 + YC8 ×1 + YC9 ×1 +YC10 ×1 + YC15 ×1 + YC16 ×1 + YC17 ×1)÷9
여기서, YC1 = YC2 = YC3 = YC8 = YC9 = YC10 = YC15 = YC16 = 0 이고, YC17 = 100 이기 때문에, 상기 식은 YC9 = 11.1 을 산출한다.
유사하게, 픽셀 C13 의 YC13, 픽셀 C35 의 YC35, 및 픽셀 C40 의 YC40 은 11.1 의 가중 평균된 휘도를 갖도록 계산된다. 다른 가중 평균 휘도 YCN 은 유사하게 얻어지며, 여기서 YC10, YC12, YC16, YC20, YC29, YC33, YC37 및 YC39 는 22.2 이고, YC11 및 YC32 는 44.4 이고, YC18, YC24, YC25 및 YC21 는 66.6 이고 YC0 는 100 이다. 스크린 상에 나타나는 이러한 가중 평균 휘도 분포는 도 9에 도시된다.
이러한 예에서, 대상 픽셀 및 인접 픽섹을 포함하는 9개의 픽셀은 동일한 가중 팩터 (=1) 를 갖는다. 이러한 경우, 만일 평균 처리가 대상 픽셀에 인접한 다수의 인접 픽셀을 사용한다면, 더 강한 평균 효과가 얻어질 수 있다. 그러나, 만일 다수의 인접 픽셀이 인접 픽셀에 임의의 가중 계수 분포가 적용되는 경우의 평균 처리에 사용된다면, 휘도는 도 9에 도시된 예에 비해 낮아진다.
위의 경우, 평균 처리에서의 대상 픽셀에 인접한 픽셀의 수가 도 8b 의 경우보다 더 작다면, 즉 만일 평균 처리의 범위의 수 M 및 N 이 더 작다면, 평균 처리에 의해 얻어진 휘도는 낮아진다. 간단히 말해서, 밝은 영역의 픽셀의 수 및/또는 평균 처리의 픽셀의 범위는 상이한 평균 효과를 제공할 것이다.
도 8a, 8b 및 9 의 예에서, 가중 계수는 평균 처리에서의 대상 픽셀 및 인접 픽셀에 대해 "1" 로 고정된다. 가중 계수가 가우시안 분포를 따르는 상이한 경우는 스크린 상의 휘도의 상이한 경우를 나타내는 도 10a 내지 도 10c 를 참조하여 이하에 설명된다.
도 10a 는 평균 처리 전에 100 의 휘도를 갖고, 원래의 점 Po 에 위치된 픽셀로부터 일 측에 P 의 폭을 갖는 원래의 밝은 영역의 예를 나타낸다. 도 10b 는 가우시안 분포를 따르는 가중 계수를 사용하여 도 10a 의 휘도의 가중 평균 처리 후의 스크린 상의 휘도를 나타내고, 도 10c 는 오리지널 휘도를 저하시키지 않고 그것에 휘도의 변화를 적용함으로써 도 10a 로부터 수정된 휘도를 나타낸다.
도 10b 에 도시된 휘도는 도 10a 의 오리지널 휘도로부터 저하되고, 도 10c 에 도시된 휘도 보다 더 낮다. 이것은 가우시안 분포를 따르는 가중 계수가 평균 처리 후에 바람직하지 않게 오리지널 휘도를 열화시킬 수도 있다는 것을 나타낸다.
도 11은 각각 도 10a, 10b 및 10c 에 도시된 선 A-B, A'-B' 및 A"-B" 를 따른 휘도 분포를 나타낸다. 세로 좌표는 정규화된 그레이-스케일 레벨을 나타내고, 가로좌표는 원래의 점 Po 의 픽셀에 대한 픽셀의 거리를 나타낸다. 도 10a의 휘도 분포를 나타내는 그래프 (i) 는 원래의 점 Po 및 Po 로부터 떨어진 ±P 의 픽셀에서 100 의 휘도를 가지고, ±P 의 픽셀 밖에는 제로의 휘도를 갖는다. 가우시안 분포를 따르는 가중 계수를 사용하는 평균 처리에 의해 얻어지는, 도 10b의 휘도 분포를 나타내는 그래프 (ii) 는 그래프 (i) 의 100 과 0 사이의 경계 근처에서 100 보다 작은 휘도를 갖고, 따라서 그래프 (i) 비해 더 낮은 휘도를 갖는 다. 이것은 도 10b 의 경우에 평균 처리에 사용되는 더 작은 밝은 영역 및/또는 더 큰 픽셀 영역이 평균 처리 전의 오리지널 휘도에 비해 더 낮은 휘도를 제공하기 때문이다.
만일 평균 처리의 범위가 제로, 즉 단지 중앙 픽셀만이 평균 처리에 사용된다면, 휘도는 평균 처리 후에 변하지 않는다. 일반적으로, 만일 평균 처리가 대상 픽셀에 인접한 더 큰 범위의 인접 픽셀을 사용한다면, 더 높은 평균 효과가 얻어진다. 그러나, 100 의 휘도를 갖는 중앙 픽셀은 평균 처리 후에 그것의 오리지널 휘도를 감소시킨다. 간단히 말해서, 가중 계수 분포에 따르는 가중 계수를 사용하는 평균 처리는 더 높은 휘도를 갖는 픽셀이 오리지널 휘도를 잃게 한다. 따라서, 서로 적층된 복수의 LCD 패널 사이의 시차를 제한하는 평균 처리는, 비록 평균 처리가 대상 시차 자체를 경감할지라도, 좁은 밝은 영역 내의 픽셀의 휘도의 감소를 생성할 수도 있다.
상술된 견지에서, 상이한 평균 처리가 도 10c 의 휘도 분포를 얻기 위해 본 실시형태에서 사용된다. 도 10c 에 도시된 휘도는 도 11 에 도시된 그래프 (ii) 에 의해 표현된 평균된 휘도 분포를 제공하고, 이것은 ±P 의 범위에서 그래프 (i) 의 휘도 100 을 유지하고, 100 의 휘도 및 제로의 휘도 사이의 경계의 근처에서 ±P 의 범위 밖의 휘도 변화를 갖는다. 도 11 에 도시된 그래프 (iv) 는 평균 휘도 분포의 또 다른 예를 나타내며, 이것은 그래프 (iii) 의 평균 휘도 분포와 유사하다. 그래프 (iii) 및 그래프 (iv) 의 이들 휘도 분포는 휘도 변화가 오리지널 휘도를 감소시키지 않고 오리지널 휘도 분포 내에 제공되도록 한다.
제 1 실시형태에 있어서, 가우시안 분포를 따르는 가중 계수를 사용하는 평균 처리의 결과는 그것이 제 1 LCD 패널에 대한 것일 때 출력된다. 본 실시형태에 있어서, 히스토그램 클립핑 처리 및 히스토그램 확대 처리가 픽셀의 휘도 (그레이-스케일 레벨) 히스토그램에 대해 수행된다. 특별히, 클립핑 처리는 평균 처리에 의해 얻어진 픽셀의 그레이-스케일 레벨 히스토그램에 대한 임계값에서 수행되어, 임계값 위의 그레일 스케일 히스토그램의 더 높은 휘도 부분을 제거하며, 그 후, 전체 클립핑된 히스토그램은 전투과의 그레이-스케일 레벨까지 그레이-스케일 레벨의 방향으로 전체로서 확대 또는 연장되어, 최소 그레이-스케일 레벨 및 임계값 사이의 그레이-스케일 히스토그램은 전투과의 그레이-스케일 레벨과 최소 그레이-스케일 레벨 사이의 범위를 갖도록 연장 또는 확대된다. 히스토그램의 확대 및 클립핑은 그레이-스케일 레벨 또는 휘도 그 자체에 대해 수행될 수도 있다. 또한, 클립핑 처리의 전 또는 후에, 그레이-스케일 레벨 휘도 특성의 선형성을 정의하는 감마 특성이 시차를 더욱 감소시키기 위해 변환될 수도 있다.
좌표 (i,j) 에 위치된 대상 픽섹은 f(i,j) 의 그레이-스케일 레벨을 갖고 대상 픽셀의 휘도에 대한 평균 처리의 결과로부터 얻어진 그레이-스케일 레벨은 g(i,j) 이라는 것과, 평균 처리의 범위는 i 방향으로 ±M 픽셀, j 방향으로 ±N 픽셀이라는 것이 가정된다. 그러한 경우, 가중 평균 그레이-스케일 레벨 g(i,j) 은
Figure 112007074397641-pat00001
로서 표현되고, 여기서, G(i,j), γ 및 SMAX 는 각각 임의의 가중 팩터 분포 매트릭스, 감마값 및 최대 그레이-스케일 레벨을 나타낸다. i 번째 방향 및 j 번째 방향은 반드시 서로에 수직일 필요는 없다. 특히, 델타 어레이가 여기서 사용된다. 이 경우, 가중 계수 G(i,j) 는 가우시안 분포를 따른다; 그러나, G(i,j) 는 다른 분포를 따르는 매트릭스일 수도 있다.
가중 계수 분포를 사용하지 않고, 간단한 평균 처리에 의해 얻어진 히스토그램의 확대 및 클립핑을 사용하는 또 다른 평균 처리가 사용될 수도 있다. 이러한 형태의 처리는
Figure 112007074397641-pat00002
로서 표현될 수 있다.
또 다른 대안에 있어서, i 방향으로의 ±M 픽셀 및 j 방향으로의 ±N 픽셀을 사용하는 가중 평균 처리에 의해 얻어진 대상 픽셀의 평균된 휘도의 간단한 평균 및 대상 픽섹의 오리지널 휘도가 사용되고 그 후 히스토그램 클립핑 및 확대의 대상이 될 수 있다. 이러한 처리는 다음의 식으로 표현될 수 있다:
Figure 112007074397641-pat00003
이들 처리를 사용함으로써, 픽셀의 이미지는 픽셀의 오리지널 휘도를 감소시키지 않고 평균된 휘도로 변환될 수 있다.
매트릭스 G(i,j) 는 다음의 매트릭스와는 다르다:
Figure 112007074397641-pat00004
여기서, 이 매트릭스는 가중 평균을 수행함 없이 휘도를 변경시키기 때문에, m = 1, 2, ..., 및 n = 1, 2, ... 이다.
제 1 내지 제 6 실시형태에서 설명된 이미지 데이터 처리 유닛 (105) 의 신호 처리기 (118) 는 통상 이미지 처리의 알고리즘을 구현하는 FPGA 에 의해 구성된다. 그러나, 도 5 에 도시된 신호 처리기 (118) 는 복수의 개별 섹션 (501 내지 504) 에 의해 구성될 수도 있다. 이미지 처리기 (118) 는 타이밍 제어기 (110) 및 국부 메모리 (104) 를 포함하는 단일 칩으로 구성될 수도 있고, 또는 버퍼 메모리 (106, 109) 및 2세트의 이미지 데이터를 전달하는 송신기 (107, 108) 를 포함하는 단일 칩에 의해 구성될 수도 있다.
대안적으로, 이미지 데이터 처리 유닛 (105) 는 단일 칩 또는 다중 칩 모듈에 의해 구성될 수도 있다. 이미지 데이터 처리 유닛 (105) 은 신호 처리를 수 행하기 위해 이미지 소스 유닛 (117) 으로부터 이미지 데이터 신호를 수신하고, 이것은 룩업 테이블을 포함할 수도 있고 복수의 이미지 데이터 세트를 생성할 수도 있다. 복수의 이미지 데이터 세트는 LCD 유닛 (116) 내에 서로 적층된 복수의 LCD 디바이스를 구동한다. 이것은 단일 LCD 디바이스가 달성할 수 없는 더 높은 콘트라스트 비를 달성한다.
또한, 도 1 의 이미지 소스 유닛 (117) 과 이미지 데이터 처리 유닛 (105) 사이의 신호 송신이 단일 송신기 (102) 및 단일 수신기 (103) 의 조합에 의해 구현된다. 그러나, LCD 시스템은 설계 선택에 따라 이러한 신호 전송을 위한 복수의 송신기 및 복수의 수신기를 사용할 수 있다.
이하에 설명되는 바와 같이, 본 발명은 다음의 구성을 가질 수도 있다.
제 1 양태에 있어서, 본 발명은 컬러 이미지를 디스플레이하고 서로 적층된 복수 (n) 의 LCD 패널을 포함하는 LCD 유닛; 및 LCD 유닛을 구동하기 위해 입력 데이터에 기초하여 이미지 데이터를 생성하는 이미지 데이터 처리 유닛을 포함하고, 상기 복수의 LCD 패널은 컬러 필터층을 포함하는 제 1 LCD 패널, 및 어떤 컬러 필터층도 포함하지 않는 제 2 LCD 패널을 포함하고, 상기 이미지 데이터 처리 유닛은, 상기 제 2 LCD 패널로 단색 이미지 데이터를 출력하기 위하여 입력 이미지 데이터에 기초하여 단색 이미지 데이터를 생성하는 단색 이미지 생성부로서, 상기 단색 이미지 데이터는 임계값 보다 작지 않은 휘도 또는 색채를 갖는 제 1 픽셀에 대해 전투과를 특정하고, 임계값 보다 작은 휘도 또는 색채를 갖는 제 2 픽셀에 대해 제 1 그레이-스케일 레벨을 특정하고, 상기 제 1 그레이-스케일 레벨은 입력 이미 지 데이터에서 특정된 제 2 픽셀의 오리지널 그레이-스케일 레벨에 대응하는, 상기 단색 이미지 생성부; 및 제 1 LCD 패널로 컬러 이미지 데이터를 출력하기 위하여 입력 이미지 데이터 및 단색 이미지 데이터에 기초하여 컬러 이미지 데이터를 생성하는 컬러 이미지 생성부를 포함하는, 액정 디스플레이 (LCD) 시스템을 지향한다.
제 1 양태의 일 실시형태에 있어서, 컬러 이미지 데이터는 제 1 픽셀에 대해 입력 이미지 데이터에서 특정된 제 1 픽셀의 오리지널 그레이-스케일 레벨에 대응하는 제 2 그레이-스케일 레벨을 특정할 수 있고, 제 2 픽셀에 대해 전투과 및 제 1 그레이-스케일 레벨의 투과 사이에 투과 팩터에서의 차이에 대응하는 양 만큼 입력 이미지 데이터에서 특정된 제 2 픽셀의 오리지널 그레이-스케일 레벨로부터 보정된 제 3 그레이-스케일 레벨을 특정한다.
또 다른 실시형태에 있어서, 컬러 이미지 데이터는 제 1 LCD 패널 및 제 2 LCD 패널을 통과하는 광을 관찰하는 관찰자에 의해 관찰된 각각의 픽셀의 컬러가 입력 이미지 데이터 내에서 특정된 각각의 픽셀의 오리지널 컬러가 되도록 특정할 수도 있다.
또 다른 실시형태에 있어서, 단색 이미지 생성부는 입력 이미지 데이터를 제 1 단색 이미지 데이터로 변환하고, 제 1 그레이-스케일 레벨을 계산하기 위해 제 1 단색 이미지 데이터의 히스토그램 클립핑 및 확대를 수행할 수 있다.
또 다른 실시형태에 있어서, 제 1 단색 이미지 데이터의 생성시, 단색 이미지 생성부는 모든 원색 중 입력 이미지 데이터 내의 최대 그레이-스케일 레벨을 갖는 원색을 선택하고, 선택된 원색의 그레이-스케일 레벨을 제 1 단색 이미지 데이 터 내의 그레이-스케일 레벨로서 결정할 수도 있다.
또 다른 실시형태에 있어서, 제 1 단색 이미지 데이터의 생성시, 단색 이미지 생성부는 휘도 성분을 추출하기 위해 입력 이미지 데이터를 HSV 컬러 좌표 시스템으로 변환하고, 추출된 휘도 성분에 기초하여 각각의 픽셀의 그레이-스케일 레벨을 결정할 수도 있다.
또 다른 실시형태에 있어서, 제 1 단색 이미지 데이터의 생성시, 단색 이미지 생성부는 입력 이미지 데이터 내의 원색 중 하나를 선택하고, 원색 중 선택된 하나의 그레이-스케일 레벨에 기초하여 각각의 픽셀의 그레이-스케일 레벨을 결정할 수도 있다.
또 다른 실시형태에 있어서, 제 1 단색 이미지 데이터의 생성시, 단색 이미지 생성부는 입력 이미지 데이터 내의 원색 중 2 개를 선택를 선택하고, 원색 중 선택된 2 개의 그레이-스케일의 처리를 수행함으로써 각각의 픽셀의 그레이-스케일 레벨을 결정할 수도 있다.
또 다른 실시형태에 있어서, 임계값은 전투과의 투과 팩터의 20% 와 80% 사이의 범위 내에 있을 수도 있다.
또 다른 실시형태에 있어서, 임계값은 전투과의 투과 팩터의 20% 와 60% 사이의 범위 내에 있을 수도 있다.
또 다른 실시형태에 있어서, 임계값은 전투과의 투과 팩터의 30% 와 50% 사이의 범위 내에 있을 수도 있다.
또 다른 실시형태에 있어서, 제 1 LCD 패널 이외의 복수의 LCD 패널의 각각 은 어떤 컬러 필터층도 포함하지 않을 수 있다.
또 다른 실시형태에서, 제 1 및 제 2 LCD 패널은 통상의 픽셀 해상도를 가질 수도 있다.
또 다른 실시형태에서, 제 1 LCD 패널은 3 개의 서브 픽셀을 포함하는 픽셀을 포함할 수도 있고, 컬러 필터층은 RGB 컬러 필터를 포함할 수도 있다.
또 다른 실시형태에서, 제 1 LCD 패널은 4 내지 7 개의 서브 픽셀을 포함하는 픽셀을 포함할 수도 있고, 컬러 필터층은 RGB 컬러 필터와, 황색, 마젠타, 시안 및 투명 필터 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다.
또 다른 실시형태에서, 이미지 데이터 프로세싱 유닛은, 단색 이미지 생성부에 의해 생성된 단색 이미지 데이터의 평균화 프로세싱을 수행하여 그 결과로 얻어진 평균화된 이미지 데이터를 제 2 LCD 패널 및 컬러 이미지 생성부로 출력하는 연산 프로세싱부를 더 포함할 수도 있다.
또 다른 실시형태에서, 연산 프로세싱부는, 인접 픽셀과 종속 픽셀 사이의 거리에 의존하는 가중 계수를 이용하여, 종속 픽셀로부터 이격되어 특정 거리 내에 위치한 인접 픽셀의 그레이-스케일 레벨의 가중-평균에 의해 평균화 프로세싱을 수행할 수도 있다.
또 다른 실시형태에서, 가중 계수는 가우스 분포를 따를 수도 있다.
또 다른 실시형태에서, 연산 프로세싱부는 단색 이미지 데이터의 원래 휘도의 감소 없이 단색 이미지 데이터에 대한 휘도 변화를 제공할 수도 있다.
또 다른 실시형태에서, 연산 프로세싱부는 종속 픽셀로부터 i 번째 방향과 j 번째 방향으로 각각 이격된 특정 거리 내에 위치한 ±M 픽셀 및 ±N 픽셀 범위의 가중 계수 분포를 이용하여 가중 평균화 프로세싱을 수행하고, 결과로 얻어진 평균화된 그레이-스케일 레벨의 히스토그램의 클리핑 및 확대를 수행하여 단색 이미지 데이터의 원래 휘도의 감소 없이 휘도의 변화를 제공할 수도 있다.
또 다른 실시형태에서, 연산 프로세싱부는 다음 식을 이용하여 그레이-스케일 레벨 f(i,j) 을 갖는 종속 픽셀 (i,j) 의 가중 평균화 프로세싱을 수행하여 가중 평균화된 그레이-스케일 레벨 g(i,j) 을 생성할 수도 있으며,
Figure 112007074397641-pat00005
여기서, G(i,j), γ 및 SMAX 는 임의의 가중 팩터 분포 매트릭스, 감마 값 및 최대 그레이-스케일 레벨을 각각 나타낸다.
또 다른 실시형태에서, 연산 프로세싱부는 종속 픽셀로부터 i 방향과 j 방향으로 각각 이격된 ±M 픽셀 및 ±N 픽셀 범위의 가중 팩터를 이용하여 가중 평균화 프로세싱을 수행하고, 결과로 얻어진 평균화된 그레이-스케일 레벨의 히스토그램의 클리핑 및 확대를 수행하여 픽셀의 원래 휘도의 감소 없이 픽셀 휘도를 변화시킬 수도 있다.
또 다른 실시형태에서, 연산 프로세싱부는 다음 식을 이용하여 그레이-스케일 레벨 f(i,j) 을 갖는 종속 픽셀 (i,j) 의 평균화 프로세싱을 수행하여 가중 평균화된 그레이-스케일 레벨 g(i,j) 을 생성할 수도 있으며,
Figure 112007074397641-pat00006
여기서, G(i,j), γ 및 SMAX 는 임의의 가중 팩터 분포 매트릭스, 감마 값 및 최대 그레이-스케일 레벨을 각각 나타낸다.
또 다른 실시형태에서, 연산 프로세싱부는, 종속 픽셀로부터 i 방향과 j 방향으로 각각 이격된 ±M 픽셀 및 ±N 픽셀 범위의 가중 팩터를 이용하여 가중 평균화 프로세싱을 수행하여 가중 평균화된 휘도를 생성; 종속 픽셀의 휘도와 가중 평균화된 휘도의 간단한 평균화 프로세싱; 및 결과로 얻어진 평균화된 휘도의 획득된 히스토그램의 클리핑 및 확대를 통해 픽셀의 휘도 감소 없이 픽셀의 휘도를 변화시키는 것을 수행할 수도 있다.
또 다른 실시형태에서, 연산 프로세싱부는 다음 식을 이용하여 그레이-스케일 레벨 f(i,j) 을 갖는 종속 픽셀 (i,j) 의 평균화 프로세싱을 수행하여 가중 평균화된 그레이-스케일 레벨 g(i,j) 을 생성할 수도 있으며,
Figure 112007074397641-pat00007
여기서, G(i,j), γ 및 SMAX 는 임의의 가중 팩터 분포 매트릭스, 감마 값 및 최대 그레이-스케일 레벨을 각각 나타낸다.
또 다른 실시형태에서, LCD 패널은 각각 (m) 개의 그레이-스케일 레벨을 가 질 수도 있고, LCD 유닛은 m 이상이고 mn 이하인 많은 수의 그레이-스케일 레벨을 갖는다.
또 다른 실시형태에서, LCD 패널은, LCD 패널에 평행한 방향으로 배열된 LC 분자들이 LCD 패널에 실질적으로 평행한 전계에 의해 광투과 상태와 광차단 상태 사이에서 구동되도록 구동 모드에 의해 구동될 수도 있다.
또 다른 실시형태에서, LCD 패널은, LCD 패널에 수직인 방향으로 배열된 LC 분자들이 LCD 패널에 실질적으로 수직인 전계에 의해 광투과 상태와 광차단 상태 사이에서 구동되도록 구동 모드에 의해 구동될 수도 있다.
또 다른 실시형태에서, LCD 패널은, LCD 패널에 평행한 방향으로 배열되고, LC 층 내에서 표면으로부터 그 내부로 90 도 회전된, LC 층 내의 LC 분자가 LCD 패널에 실질적으로 수직인 전계에 의해 광투과 상태와 광차단 상태 사이에서 구동되도록 구동 모드에 의해 구동될 수도 있다.
제 2 양태에서, 본 발명은, 도트-매트릭스 구동 방식에 의해 구동되는 광원과 하나 이상의 LCD 패널을 포함하고, 컬러 이미지를 디스플레이하는 LCD 유닛; 및 입력 이미지 데이터를 수신하여 LCD 유닛을 구동하는 출력 이미지 데이터를 생성하는 이미지 데이터 프로세싱 유닛을 포함하는 LCD 디바이스를 지향한다.
이미지 데이터 프로세싱 유닛은, 입력 이미지 데이터에 기초하여 단색 이미지 데이터를 생성하여 그 단색 이미지 데이터를 광원으로 출력하는 단색 이미지 생성부로서, 그 단색 이미지 데이터는 임계값 이상의 휘도 또는 색도를 갖는 제 1 픽 셀에 대해 전투과를 특정하고, 임계값 미만의 휘도 또는 색도를 갖는 제 2 픽셀에 대해 제 1 그레이-스케일 레벨을 특정하며, 그 제 1 그레이-스케일 레벨은 입력 이미지 데이터에서 특정된 제 2 픽셀의 오리지널 그레이-스케일 레벨에 대응하는, 상기 단색 이미지 생성부; 및 입력 이미지 데이터 및 단색 이미지 데이터에 기초하여 컬러 이미지 데이터를 생성하여, 그 컬러 이미지 데이터를, 단색 이미지 데이터에 기초하여 LCD 패널의 픽셀의 각각의 도트의 휘도를 제어하는 광원과 LCD 패널로 출력하는 컬러 이미지 생성부를 포함한다.
제 2 양태의 일 실시형태에서, 이미지 데이터 프로세싱 유닛은, 단색 이미지 생성부에 의해 생성된 단색 이미지 데이터의 평균화 프로세싱을 수행하여, 평균화된 이미지 데이터를 광원과 이미지 데이터 생성부로 출력하는 연산 프로세싱부를 더 포함할 수도 있다.
또 다른 실시형태에서, 광원은, 하나 이상의 전구, LED, 유기 EL (electroluminescence), 무기 EL, FED (field emission display), 및 PDP 를 포함할 수도 있다.
제 3 양태에서, 본 발명은, 겹겹이 적층된 복수의 LCD 패널을 포함하는 LCD 유닛; 및 LCD 유닛을 구동하기 위해, 입력 이미지 데이터에 기초하여 이미지 데이터를 생성하는 이미지 데이터 프로세싱 유닛을 포함하는 LCD 시스템을 지향한다.
복수의 LCD 패널은, 제 1 LCD 패널 및 제 2 LCD 패널을 포함하고, 이 양자 모두는 컬러 필터층을 포함하지 않으며,
이미지 데이터 프로세싱 유닛은, 입력 이미지 데이터에 기초하여 단색 이미 지 데이터를 생성하여 그 단색 이미지 데이터를 제 2 LCD 패널로 출력하는 단색 이미지 생성부로서, 그 단색 이미지 데이터는 임계값 이상의 휘도 또는 색도를 갖는 제 1 픽셀에 대해 전투과를 특정하고, 임계값 미만의 휘도 또는 색도를 갖는 제 2 픽셀에 대해 제 1 그레이-스케일 레벨을 특정하며, 그 제 1 그레이-스케일 레벨은 입력 이미지 데이터에서 특정된 제 2 픽셀의 오리지널 그레이-스케일 레벨에 대응하는, 상기 단색 이미지 생성부; 및 입력 이미지 데이터 및 단색 이미지 데이터에 기초하여 컬러 이미지 데이터를 생성하여, 그 컬러 이미지 데이터를 제 1 LCD 패널로 출력하는 컬러 이미지 생성부를 포함한다.
또 다른 실시형태에서, 이미지 데이터 프로세싱 유닛은, 단색 이미지 생성부에 의해 생성된 단색 이미지 데이터의 평균화 프로세싱을 수행하여, 평균화된 이미지 데이터를 제 2 LCD 패널 및 컬러 이미지 생성부로 출력하는 연산 프로세싱부를 더 포함할 수도 있다.
전자 장비는, 본 발명의 제 1 내지 제 3 양태에 따른 LCD 시스템을 포함할 수도 있다.
이미지-소스 송신/조절 유닛은, 본 발명의 제 1 내지 제 3 양태에 따른 LCD 시스템을 포함할 수도 있다.
이미지 데이터 스위칭 유닛은, 본 발명의 제 1 내지 제 3 양태에 따른 LCD 시스템을 포함할 수도 있다.
이미지 진단 시스템은, 본 발명의 제 1 내지 제 3 양태에 따른 LCD 시스템을 포함할 수도 있다.
제 4 양태에서, 본 발명은 겹겹이 적층된 복수 (n) 의 LCD 패널을 포함하는 LCD 유닛; 이미지 소스에 기초하여 중간 이미지 데이터를 생성하는 이미지 소스 유닛; 및 LCD 유닛을 구동하기 위해 중간 이미지 데이터에 기초하여 이미지 데이터를 생성하는 이미지 데이터 프로세싱 유닛을 포함하는 LCD 시스템을 지향하고,
복수의 LCD 패널은, 컬러 필터층을 포함하는 제 1 LCD 패널과, 컬러 필터층을 포함하지 않는 제 2 LCD 패널을 포함하고,
이미지 데이터 프로세싱 유닛은, 중간 이미지 데이터에 기초하여 단색 이미지 데이터를 생성하여 그 단색 이미지 데이터를 제 2 LCD 패널로 출력하는 단색 이미지 생성부로서, 그 단색 이미지 데이터는 임계값 이상의 휘도 또는 색도를 갖는 제 1 픽셀에 대해 전투과를 특정하고, 임계값 미만의 휘도 또는 색도를 갖는 제 2 픽셀에 대해 제 1 그레이-스케일 레벨을 특정하며, 그 제 1 그레이-스케일 레벨은 입력 이미지 데이터에서 특정된 제 2 픽셀의 오리지널 그레이-스케일 레벨에 대응하는, 상기 단색 이미지 생성부; 및 중간 이미지 데이터 및 단색 이미지 데이터에 기초하여 컬러 이미지 데이터를 생성하여, 그 컬러 이미지 데이터를 제 1 LCD 패널로 출력하는 컬러 이미지 생성부를 포함한다.
제 4 양태의 일 실시형태에서, 이미지 소스 유닛은, 이미지 소스를 송신기와 이미지 데이터 프로세싱 유닛 사이의 신호 송신에 적합한 중간 이미지 데이터로 변환하는 신호 송신기를 포함할 수도 있다.
또 다른 실시형태에서, 이미지 데이터 프로세싱 유닛은, 컬러 이미지 생성부에 대한, 중간 이미지 데이터의 입력과 단색 이미지 데이터의 입력 사이의 타이밍 을 제어하는 타이밍 제어기를 포함할 수도 있다.
또 다른 실시형태에서, 이미지 데이터 프로세싱 유닛은, 컬러 이미지 데이터를 저장하는 제 1 버퍼 메모리, 및 그 제 1 버퍼 메모리로부터 컬러 이미지 데이터를 판독하여 그 컬러 이미지 데이터를 제 1 LCD 패널로 출력하는 제 1 송신기와, 단색 이미지를 저장하는 제 2 버퍼 메모리, 및 단색 이미지 데이터를 판독하여 그 단색 이미지 데이터를 제 2 LCD 패널로 출력하는 제 2 송신기를 포함할 수도 있다.
제 4 양태의 제 1 실시형태에서, 이미지 데이터 프로세싱 유닛은, 단색 이미지 생성부에 의해 생성된 단색 이미지 데이터의 평균화 프로세싱을 수행하여 평균화된 이미지 데이터를 LCD 패널 및 컬러 이미지 생성부로 출력하는 연산 프로세싱부를 더 포함할 수도 있다.
또 다른 실시형태에서, 단색 이미지 생성부는, 중간 이미지 데이터로부터 휘도 데이터를 추출하여, 그 추출된 휘도 데이터에 기초하여 단색 이미지 데이터를 생성할 수도 있다.
또 다른 실시형태에서, 단색 이미지 생성부는, 각각의 픽셀의 복수의 컬러 이미지 데이터 중, 중간 이미지 데이터의 각각의 픽셀의 컬러 이미지 데이터 중 최대 그레이-스케일 레벨을 갖는 하나를 선택하여, 최대 그레이-스케일 레벨에 기초하여 각각의 픽셀의 그레이-스케일 레벨을 결정할 수도 있다.
또 다른 실시형태에서, 단색 이미지 생성부는 하나 이상의 히스토그램 클리핑 프로세싱, 감마 커브 변환 프로세싱 및 히스토그램 확대 프로세싱을 수행할 수도 있다.
또 다른 실시형태에서, 단색 이미지 생성부는, 룩업 테이블을 참조하여 단색 이미지 데이터를 생성할 수도 있다.
또 다른 실시형태에서, 룩업 테이블은, 중간 이미지 데이터에서 특정되는 RGB 컬러의 각각의 그레이-스케일 레벨과 연관되는 그레이-스케일 레벨을 도표화한 3-차원 테이블일 수도 있다.
또 다른 실시형태에서, 컬러 이미지 생성부는, 중간 이미지 데이터 및 단색 이미지 데이터에 기초하여 룩업 테이블을 참조하여 컬러 이미지 데이터를 생성할 수도 있다.
또 다른 실시형태에서, 룩업 테이블은, RGB 컬러의 각각의 그레이-스케일 레벨 및 단색 이미지 데이터의 그레이-스케일 레벨과 연관하여 제 1 LCD 패널에 대한 컬러 이미지 데이터의 그레이-스케일 레벨을 도표화한 4-차원 룩업 테이블일 수도 있다.
또 다른 실시형태에서, 컬러 이미지 생성부는, 단색 이미지 데이터의 휘도에 의해 중간 이미지 데이터의 휘도 성분을 분할하여 컬러 이미지 데이터를 생성할 수도 있다.
또 다른 실시형태에서, 컬러 이미지 생성부는, 그 분할 전에 단색 이미지 데이터의 휘도에 1 이상의 정수를 부가할 수도 있다.
또 다른 실시형태에서, 하나 이상의 단색 이미지 생성부 및 컬러 이미지 생성부가 소프트웨어에 의해 구현될 수도 있다.
또 다른 실시형태에서, 이미지 데이터 프로세싱 유닛은, n 개의 LCD 패널에 대응하는 n 서브섹션들을 포함할 수도 있다.
또 다른 실시형태에서, n 개의 LCD 패널 각각은, 의사-정적 능동 매트릭스 (pseudo-static active matrix) 구동 방식에서 LCD 패널의 대응하는 것을 구동하는 3-단자 비선형 디바이스들의 어레이를 포함할 수도 있다.
또 다른 실시형태에서, n 개의 LCD 패널 각각은, 능동-매트릭스 구동 방식에서 LCD 패널의 대응하는 것을 구동하는 2-단자 비선형 디바이스들의 어레이를 포함할 수도 있다.
제 5 양태에서, 본 발명은, LCD 유닛의 발광측으로부터 순서대로 배열된, 한 쌍의 제 1 편광막 사이에 개입된 제 1 LCD 패널을 포함하는 제 1 LCD 디바이스, 한 쌍의 제 2 편광막 사이에 개입된 제 2 LCD 패널을 포함하는 제 2 LCD 디바이스, 및 광원을 포함하고, 여기서, 제 2 LCD 패널 부근의 제 1 편광막 중 하나와, 제 1 LCD 패널 부근의 제 2 편광막 중 하나는 서로 평행한 광축을 갖거나, 공통의 편광막에 의해 구성되는, LCD 유닛을 구동하는 구동 회로를 지향하며,
여기서, 구동 회로는, 입력 이미지 데이터를 수신하기 위한 단일 입력 포트, 상이한 알고리즘의 이미지 프로세싱을 이용하여 2 세트의 출력 이미지 데이터를 생성하는 이미지 데이터 프로세싱 유닛, 및 제 1 및 제 2 LCD 디바이스를 각각 구동하기 위한 2 세트의 출력 이미지 데이터를 전달하기 위한 2 개의 출력 포트를 포함한다.
제 5 양태의 일 실시형태에서, 구동 회로는, 단일 IC 칩 또는 복수의 IC 칩들 상에서 구현되어 이미지 데이터 제어 칩 또는 칩들을 구성할 수도 있다.
또 다른 실시형태에서, 이미지 데이터 프로세싱 유닛은, 제 1 및 제 2 LCD 패널로 출력되는 2 세트의 출력 이미지 사이의 타이밍을 제어하는 타이밍 제어기를 포함할 수도 있다.
또 다른 실시형태에서, 이미지 데이터 프로세싱 유닛은, 입력 이미지 데이터에 기초하여 단색 이미지 데이터를 생성하여 그 단색 이미지 데이터를 제 2 LCD 디바이스로 출력하는 단색 이미지 생성부로서, 그 단색 이미지 데이터는 임계값 이상의 휘도 또는 색도를 갖는 제 1 픽셀에 대해 전투과를 특정하고, 임계값 미만의 휘도 또는 색도를 갖는 제 2 픽셀에 대해 제 1 그레이-스케일 레벨을 특정하며, 그 제 1 그레이-스케일 레벨은 입력 이미지 데이터에서 특정된 제 2 픽셀의 오리지널 그레이-스케일 레벨에 대응하는, 상기 단색 이미지 생성부; 및 입력 이미지 데이터 및 단색 이미지 데이터에 기초하여 컬러 이미지 데이터를 생성하여, 그 컬러 이미지 데이터를 제 1 LCD 패널로 출력하는 컬러 이미지 생성부를 포함한다.
본 발명을 예시적인 실시형태와 그 변형들을 참조하여 구체적으로 나타내고 설명하였지만, 본 발명은 이들 실시형태와 변형 형태들로 한정되지 아니한다. 당업자라면, 청구범위에서 정의되는 바와 같은 본 발명의 사상과 범위로부터 벗어남이 없이 본 발명의 형태와 상세한 내용들에서 다양한 변화들이 이루어질 수도 있다는 것을 알 수 있을 것이다.
도 1 은 본 발명의 예시적인 제 1 실시형태에 따른 LCD 시스템의 블록도.
도 2 는 도 1 의 LCD 시스템에서 LCD 유닛의 개략적 단면도.
도 3 은 도 2 의 LCD 유닛 및 LCD 유닛 내에서 이동하는 광을 나타내는 예시적인 단면도.
도 4a 및 도 4b 는 각각 2 개의 LCD 패널 및 단일 LCD 패널의 경우 색도와 투과율 사이의 관계를 나타내는 그래프.
도 5 는 도 1 의 LCD 시스템에 제공되는 신호 프로세서의 기능 블록도.
도 6 은 본 발명의 예시적인 제 2 실시형태에 따른 LCD 시스템에서의 LCD 유닛의 단면도.
도 7 은 예시적인 제 1 실시형태의 LCD 유닛으로부터 변형된 LCD 유닛의 블록도.
도 8a 및 도 8b 는 각각 스크린 상에서 밝은 영역 및 평균화 프로세싱이 수행되는 범위를 나타내는 도면.
도 9 는 가중 평균화 프로세싱에 의해 획득된 스크린 상의 예시적인 이미지.
도 10a 내지 도 10c 는 각각 스크린상의 밝은 영역의 이미지를 나타내는 도면으로서, 도 10a 는 오리지널 이미지의 휘도를 나타내는 도면, 도 10b 는 가우시안 분포를 따르는 가중 계수를 사용하여 가중 평균화에 의해 획득된 휘도를 나타내는 도면, 및 도 10c 는 가중 평균화 및 히스토그램의 후속적 클립핑 및 확대에 의해 획득된 휘도를 나타내는 도면.
도 11 은 오리지널 휘도 분포 및 오리지널 휘도의 가중 프로세싱에 의한 휘도 분포의 그래프.
도 12 는 2 개의 LCD 패널을 포함하는 종래의 LCD 유닛의 개략 단면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100 : LCD 시스템 101 : 이미지 소스
102, 107, 108 : 송신기 103 : 수신기
104 : 로컬 메모리 105 : 이미지 데이터 프로세싱 유닛
106, 109 : 버퍼 메모리 111, 112 : 구동 회로
113, 114 : LCD 패널 115 : 광원
116 : LCD 유닛 120, 121, 122 : 케이블
201, 202, 203, 204 : 편광막 211, 212, 213, 214 : 투명 기판
221, 222, 223, 224 : 정렬막 231, 232 : LC 층
241 : 표면 발광 소스 301, 302 : LCD 디바이스
321, 322, 323, 324 : 투명 기판 325, 326 : LC 층
501 : 단색 이미지 생성부 502 : 연산 프로세싱부
503 : 타이밍 제어기 504 : 컬러 이미지 생성부
601 : 제 1 LCD 패널 602 : 제 2 LCD 패널

Claims (60)

  1. 컬러 이미지를 디스플레이하고 서로 적층된 복수 (n) 의 (n 은 2 이상의 정수) LCD 패널을 포함하는 LCD 유닛; 및 상기 LCD 유닛을 구동하기 위해 입력 이미지 데이터에 기초하여 이미지 데이터를 생성하는 이미지 데이터 프로세싱 유닛을 포함하며,
    상기 복수의 LCD 패널은, 컬러 필터층을 포함하는 제 1 LCD 패널 및 컬러 필터층을 포함하지 않는 제 2 LCD 패널을 포함하고,
    상기 이미지 데이터 프로세싱 유닛은, 상기 제 2 LCD 패널에 단색 이미지 데이터를 출력하기 위해 상기 이미지 데이터에 기초하여 단색 이미지 데이터를 생성하는 단색 이미지 생성부로서, 상기 단색 이미지 데이터는 임계값 이상인 휘도 또는 색도를 갖는 제 1 픽셀에 대해서는 전투과를 특정하고 상기 임계값 미만인 휘도 또는 색도를 갖는 제 2 픽셀에 대해서는 제 1 그레이-스케일 레벨을 특정하고, 상기 제 1 그레이-스케일 레벨은 상기 입력 이미지 데이터에서 특정된 상기 제 2 픽셀의 오리지널 그레이-스케일 레벨에 대응하는, 상기 단색 이미지 생성부, 및 상기 제 1 LCD 패널에 컬러 이미지 데이터를 출력하기 위해 상기 입력 이미지 데이터 및 상기 단색 이미지 데이터에 기초하여 상기 컬러 이미지 데이터를 생성하는 컬러 이미지 생성부를 포함하는, 액정 디스플레이 (LCD) 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 컬러 이미지 데이터는, 상기 제 1 픽셀에 대해서는, 상기 입력 이미지 데이터에서 특정된 상기 제 1 픽셀의 오리지널 그레이-스케일 레벨에 대응하는 제 2 그레이-스케일 레벨을 특정하고, 상기 제 2 픽셀에 대해서는, 상기 입력 이미지 데이터에서 특정된 상기 제 2 픽셀의 상기 오리지널 그레이-스케일 레벨로부터 정정된 제 3 그레이-스케일 레벨을, 상기 제 1 그레이-스케일 레벨의 투과와 상기 전투과 사이의 투과 팩터에서의 차이에 대응하는 양만큼 특정하는, LCD 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 컬러 이미지 데이터는, 상기 제 1 LCD 패널 및 상기 제 2 LCD 패널을 통해 통과하는 광을 관찰하는 관찰자에 의해 관찰되는 각각의 픽셀의 컬러가 상기 입력 이미지 데이터에서 특정된 상기 각각의 픽셀의 오리지널 컬러임을 특정하는, LCD 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 단색 이미지 생성부는 상기 입력 이미지 데이터를 제 1 단색 이미지 데이터로 변환하고, 상기 제 1 그레이-스케일 레벨을 계산하기 위해 상기 제 1 단색 이미지 데이터의 히스토그램 클립핑 및 확대를 수행하는, LCD 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 단색 이미지 생성부는, 상기 제 1 단색 이미지 데이터의 생성시에, 모든 원색 중 상기 입력 이미지 데이터에서 최대 그레이-스케일 레벨을 갖는 원색을 선택하고, 상기 선택된 원색의 그레이-스케일 레벨을 상기 제 1 단색 이미지 데이터에서의 그레이-스케일 레벨로서 결정하는, LCD 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 단색 이미지 생성부는, 상기 제 1 단색 이미지 데이터의 생성시에, 상기 입력 이미지 데이터를 HSV (Hue, Saturation, Value; 색상, 채도, 명도) 컬러 좌표 시스템으로 변환하여 휘도 성분을 추출하고, 상기 추출된 휘도 성분에 기초하여 각각의 픽셀의 그레이-스케일 레벨을 결정하는, LCD 시스템.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 단색 이미지 생성부는, 상기 제 1 단색 이미지 데이터의 생성시에, 상기 입력 이미지 데이터의 원색 중 하나를 선택하고, 상기 원색 중 선택된 하나의 그레이-스케일 레벨에 기초하여 각각의 픽셀의 그레이-스케일 레벨을 결정하는, LCD 시스템.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 단색 이미지 생성부는, 상기 제 1 단색 이미지 데이터의 생성시에, 상기 입력 이미지 데이터에서 2 개의 원색을 선택하고, 상기 원색 중 선택된 2 개의 그레이-스케일의 프로세싱을 수행함으로써 각각의 픽셀의 그레이-스케일 레벨을 결정하는, LCD 시스템.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 임계값은 상기 전투과의 투과 팩터의 20% 와 80% 사이의 범위 내인, LCD 시스템.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 임계값은 상기 전투과의 투과 팩터의 20% 와 60% 사이의 범위 내인, LCD 시스템.
  11. 제 4 항에 있어서,
    상기 임계값은 상기 전투과의 투과 팩터의 30% 와 50% 사이의 범위 내인, LCD 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 LCD 패널 이외의 상기 복수의 LCD 패널 각각은 컬러 필터층을 포함하지 않는, LCD 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 LCD 패널 및 상기 제 2 LCD 패널은 공통 픽셀 해상도를 갖는, LCD 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 LCD 패널은 3 개의 서브 픽셀을 포함하는 픽셀을 포함하고, 상기 컬러 필터층은 RGB 컬러 필터를 포함하는, LCD 시스템.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 LCD 패널은 4 내지 7 개의 서브 픽셀을 포함하는 픽셀을 포함하고, 상기 컬러 필터층은 RGB 컬러 필터와, 황색 필터, 마젠타 (magenta) 필터, 시안 (cyan) 필터 및 투명 필터 중 하나 이상의 필터를 포함하는, LCD 시스템.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 이미지 데이터 프로세싱 유닛은, 상기 단색 이미지 생성부에 의해 생성된 상기 단색 이미지 데이터의 평균화 프로세싱을 수행하여, 결과로 얻어진 평균화된 이미지 데이터를 상기 제 2 LCD 패널 및 상기 컬러 이미지 생성부에 출력하는 연산 프로세싱부를 더 포함하는, LCD 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 연산 프로세싱부는, 인접 픽셀과 종속 픽셀 사이의 거리에 의존하는 가중 계수를 사용하여, 상기 종속 픽셀로부터 이격된 특정 거리 내에 위치된 상기 인접 픽셀의 그레이-스케일 레벨의 가중된 평균화에 의해 상기 평균화 프로세싱을 수 행하는, LCD 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 가중 계수는 가우시안 분포에 따르는, LCD 시스템.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 연산 프로세싱부는 상기 단색 이미지 데이터의 오리지널 휘도를 감소시키지 않으면서 상기 단색 이미지 데이터에 휘도의 변화를 제공하는, LCD 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 연산 프로세싱부는, 종속 픽셀로부터 제 1 방향 및 제 2 방향으로 각각 이격된 특정 거리 내에 위치하는 ±M 픽셀 및 ±N 픽셀 (M 및 N 은 1 이상의 정수) 의 범위에서 가중 계수 분포를 사용하여 가중 평균화 프로세싱을 수행하고, 결과로 얻어진 평균화된 그레이-스케일 레벨의 히스토그램을 클립핑 및 확대하여, 상기 단색 이미지 데이터의 오리지널 휘도를 감소시키지 않고 상기 휘도의 변화를 제공하는, LCD 시스템.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 연산 프로세싱부는,
    Figure 112007074397641-pat00008
    인 공식을 사용하여, 가중 평균된 그레이-스케일 레벨 g(i,j) 을 생성하기 위해, 그레이-스케일 레벨 f(i,j) 을 갖는 종속 픽셀 (i,j) 의 가중 평균화 프로세싱을 수행하며,
    상기 G(i,j), γ 및 SMAX 는 각각 임의의 가중 팩터 분포 매트릭스, 감마 값 및 최대 그레이-스케일 레벨을 나타내는, LCD 시스템.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 연산 프로세싱부는, 종속 픽셀로부터 각각 제 1 방향 및 제 2 방향으로 이격된 ±M 픽셀 및 ±N 픽셀 (M 및 N 은 1 이상의 정수) 의 범위에서 가중 팩터를 사용하여 가중 평균화 프로세싱을 수행하고, 결과로 얻어진 평균화된 그레이-스케일 레벨의 히스토그램의 클립핑 및 확대를 수행하여, 휘도를 감소시키지 않고 픽셀의 휘도를 변경하는, LCD 시스템.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 연산 프로세싱부는,
    Figure 112007074397641-pat00009
    인 공식을 사용하여 가중 평균화된 그레이-스케일 레벨 g(i,j) 을 생성하기 위해 그레이-스케일 레벨 f(i,j) 을 갖는 종속 픽셀 (i,j) 의 평균화 프로세싱을 수행하며,
    상기 G(i,j), γ 및 SMAX 는 각각 임의의 가중 팩터 분포 매트릭스, 감마 값 및 최대 그레이-스케일 레벨을 나타내는, LCD 시스템.
  24. 제 19 항에 있어서,
    상기 연산 프로세싱부는,
    가중 평균화된 휘도를 생성하기 위해, 종속 픽셀로부터 각각 제 1 방향 및 제 2 방향으로 이격된 ±M 픽셀 및 ±N 픽셀 (M 및 N 은 1 이상의 정수) 의 범위에서 가중 팩터를 사용하여 상기 평균화 프로세싱을 수행하고,
    상기 종속 픽셀의 휘도 및 상기 가중 평균화된 휘도의 단순 평균화 프로세싱을 수행하고,
    결과로 얻어진 평균화된 휘도의 획득된 히스토그램의 클립핑 및 확대를 수행하여, 휘도를 감소시키지 않고 픽셀의 휘도를 변경하는, LCD 시스템.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 연산 프로세싱부는,
    Figure 112007074397641-pat00010
    인 공식을 사용하여 가중 평균화된 그레이-스케일 레벨 g(i,j) 을 생성하기 위해 그레이-스케일 레벨 f(i,j) 을 갖는 종속 픽셀 (i,j) 의 평균화 프로세싱을 수행하며,
    상기 G(i,j), γ 및 SMAX 는 각각 임의의 가중 팩터 분포 매트릭스, 감마 값 및 최대 그레이-스케일 레벨을 나타내는, LCD 시스템.
  26. 제 1 항에 있어서,
    상기 LCD 패널 각각은 m 개의 (m 은 1 이상의 정수) 그레이-스케일 레벨을 갖고, 상기 LCD 유닛은, m 이상 mn 이하인 다수의 그레이-스케일 레벨을 갖는, LCD 시스템.
  27. 제 1 항에 있어서,
    상기 LCD 패널은, 상기 LCD 패널에 평행한 방향으로 정렬된 LC 분자가 상기 LCD 패널에 실질적으로 평행한 전계에 의해 광 투과 상태와 광 인터셉션 상태 사이에서 구동되도록 구동 모드에 의해 구동되는, LCD 시스템.
  28. 제 1 항에 있어서,
    상기 LCD 패널은, 상기 LCD 패널에 수직인 방향으로 정렬된 LC 분자가 상기 LCD 패널에 실질적으로 수직인 전계에 의해 광 투과 상태와 광 인터셉션 상태 사이에서 구동되도록 구동 모드에 의해 구동되는, LCD 시스템.
  29. 제 1 항에 있어서,
    상기 LCD 패널은, 상기 LCD 패널에 평행한 방향으로 정렬되고 LC 층 내에서 표면으로부터 내부로 90 도만큼 회전된, 상기 LC 층 내의 LC 분자가 상기 LCD 패널에 실질적으로 수직인 전계에 의해 광 투과 상태와 광 인터셉션 상태 사이에서 구동되도록 구동 모드에 의해 구동되는, LCD 시스템.
  30. 컬러 이미지를 디스플레이하고, 도트-매트릭스 구동 방식에 의해 구동되는 광원 및 하나 이상의 LCD 패널을 포함하는 LCD 유닛; 및
    상기 LCD 유닛을 구동하기 위한 출력 이미지 데이터를 생성하기 위해 입력 이미지 데이터를 수신하는 이미지 데이터 프로세싱 유닛을 포함하며,
    상기 이미지 데이터 프로세싱 유닛은, 단색 이미지 데이터를 상기 광원에 출력하기 위해 상기 입력 이미지 데이터에 기초하여 상기 단색 이미지 데이터를 생성하는 단색 이미지 생성부로서, 상기 단색 이미지 데이터는 임계값 이상인 휘도 또는 색도를 갖는 제 1 픽셀에 대해서는 전투과를 특정하고 상기 임계값 미만인 휘도 또는 색도를 갖는 제 2 픽셀에 대해서는 제 1 그레이-스케일 레벨을 특정하고, 상기 제 1 그레이-스케일 레벨은 상기 입력 이미지 데이터에서 특정된 상기 제 2 픽셀의 오리지널 그레이-스케일 레벨에 대응하는, 상기 단색 이미지 생성부; 및 상기 LCD 패널에 컬러 이미지 데이터를 출력하기 위해 상기 입력 이미지 데이터 및 상기 단색 이미지 데이터에 기초하여 상기 컬러 이미지 데이터를 생성하는 컬러 이미지 생성부로서, 상기 광원은 상기 단색 이미지 데이터에 기초하여 상기 LCD 패널에서 픽셀의 각각의 도트의 휘도를 제어하는, 상기 컬러 이미지 생성부를 포함하는, 액정 디스플레이 (LCD) 시스템.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 이미지 데이터 프로세싱 유닛은, 상기 광원 및 상기 컬러 이미지 생성부에 평균화된 이미지 데이터를 출력하기 위해, 상기 단색 이미지 생성부에 의해 생성된 상기 단색 이미지 데이터의 평균화 프로세싱을 수행하는 연산 프로세싱부를 더 포함하는, LCD 시스템.
  32. 제 30 항에 있어서,
    상기 광원은, 전구, 발광 다이오드 (LED), 유기 일렉트로루미네슨스 (EL), 무기 EL, 전계 발광 디스플레이 (FED), 및 플라즈마 디스플레이 패널 (PDP) 중 하나 이상을 포함하는, LCD 시스템.
  33. 서로 적층된 복수의 LCD 패널을 포함하는 LCD 유닛; 및 상기 LCD 유닛을 구동하기 위해 입력 이미지 데이터에 기초하여 이미지 데이터를 생성하는 이미지 데이터 프로세싱 유닛을 포함하며,
    상기 복수의 LCD 패널은, 모두 컬러 필터층을 포함하지 않는 제 1 LCD 패널 및 제 2 LCD 패널을 포함하고,
    상기 이미지 데이터 프로세싱 유닛은, 상기 제 2 LCD 패널에 단색 이미지 데이터를 출력하기 위해 상기 입력 이미지 데이터에 기초하여 단색 이미지 데이터를 생성하는 단색 이미지 생성부로서, 상기 단색 이미지 데이터는 임계값 이상인 휘도 또는 색도를 갖는 제 1 픽셀에 대해서는 전투과를 특정하고 상기 임계값 미만인 휘도 또는 색도를 갖는 제 2 픽셀에 대해서는 제 1 그레이-스케일 레벨을 특정하고, 상기 제 1 그레이-스케일 레벨은 상기 입력 이미지 데이터에서 특정된 상기 제 2 픽셀의 오리지널 그레이-스케일 레벨에 대응하는, 상기 단색 이미지 생성부; 및 상기 제 1 LCD 패널에 컬러 이미지 데이터를 출력하기 위해 상기 입력 이미지 데이터 및 상기 단색 이미지 데이터에 기초하여 상기 컬러 이미지 데이터를 생성하는 컬러 이미지 생성부를 포함하는, 액정 디스플레이 (LCD) 시스템.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 이미지 데이터 프로세싱 유닛은, 상기 제 2 LCD 패널 및 상기 컬러 이미지 생성부에 평균화된 이미지를 출력하기 위해, 상기 단색 이미지 생성부에 의해 생성된 상기 단색 이미지 데이터의 평균화 프로세싱을 수행하는 연산 프로세싱부를 더 포함하는, LCD 시스템.
  35. 제 1 항, 제 30 항 및 제 33 항 중 어느 한 항에 기재된 LCD 시스템을 포함하는, 전자 장치.
  36. 제 1 항, 제 30 항 및 제 33 항 중 어느 한 항에 기재된 LCD 시스템을 포함하는, 이미지 소스 전달/조절 유닛.
  37. 제 1 항, 제 30 항 및 제 33 항 중 어느 한 항에 기재된 LCD 시스템을 포함하는, 이미지 데이터 스위칭 유닛.
  38. 제 1 항, 제 30 항 및 제 33 항 중 어느 한 항에 기재된 LCD 시스템을 포함하는, 이미지 진단 시스템.
  39. 서로 적층된 복수 (n) 의 (n 은 2 이상의 정수) LCD 패널을 포함하는 LCD 유닛; 이미지 소스에 기초하여 중간 이미지 데이터를 생성하는 이미지 소스 유닛; 및 상기 LCD 유닛을 구동하기 위해 상기 중간 이미지 데이터에 기초하여 이미지 데이터를 생성하는 이미지데이터 프로세싱 유닛을 포함하며,
    상기 복수의 LCD 패널은, 컬러 필터층을 포함하는 제 1 LCD 패널 및 컬러 필터층을 포함하지 않는 제 2 LCD 패널을 포함하고,
    상기 이미지 데이터 프로세싱 유닛은, 상기 제 2 LCD 패널에 단색 이미지 데이터를 출력하기 위해 상기 중간 이미지 데이터에 기초하여 단색 이미지 데이터를 생성하는 단색 이미지 생성부로서, 상기 단색 이미지 데이터는 임계값 이상인 휘도 또는 색도를 갖는 제 1 픽셀에 대해서는 전투과를 특정하고 상기 임계값 미만인 휘도 또는 색도를 갖는 제 2 픽셀에 대해서는 제 1 그레이-스케일 레벨을 특정하고, 상기 제 1 그레이-스케일 레벨은 상기 중간 이미지 데이터에서 특정된 상기 제 2 픽셀의 오리지널 그레이-스케일 레벨에 대응하는, 상기 단색 이미지 생성부; 및 상기 제 1 LCD 패널에 컬러 이미지 데이터를 출력하기 위해 상기 중간 이미지 데이터 및 상기 단색 이미지 데이터에 기초하여 상기 컬러 이미지 데이터를 생성하는 컬러 이미지 생성부를 포함하는, 액정 디스플레이 (LCD) 시스템.
  40. 제 39 항에 있어서,
    상기 이미지 소스 유닛은, 상기 이미지 소스를, 송신기 및 상기 이미지 데이터 프로세싱 유닛 사이의 신호 송신에 적합한 상기 중간 이미지 데이터로 변환하는 신호 송신기를 포함하는, LCD 시스템.
  41. 제 39 항에 있어서,
    상기 이미지 데이터 프로세싱 유닛은, 상기 컬러 이미지 생성부로의 상기 단색 이미지 데이터의 입력과 상기 중간 이미지 데이터의 입력 간의 타이밍을 제어하는 타이밍 제어기를 포함하는, LCD 시스템.
  42. 제 39 항에 있어서,
    상기 이미지 데이터 프로세싱 유닛은, 상기 컬러 이미지 생성부로부터 출력된 상기 컬러 이미지 데이터를 저장하는 제 1 버퍼 메모리와, 상기 LCD 패널에 상기 컬러 이미지 데이터를 출력하기 위해 상기 제 1 버퍼 메모리로부터 상기 컬러 이미지 데이터를 판독하는 제 1 송신기, 상기 단색 이미지 데이터를 저장하는 제 2 버퍼, 및 상기 제 2 LCD 패널에 상기 단색 이미지 데이터를 출력하기 위해 상기 단색 이미지 데이터를 판독하는 제 2 송신기를 포함하는, LCD 시스템.
  43. 제 39 항에 있어서,
    상기 이미지 데이터 프로세싱 유닛은, 상기 컬러 이미지 생성부 및 상기 제 2 LCD 패널에 평균화된 이미지 데이터를 출력하기 위해, 상기 단색 이미지 생성부에 의해 생성된 상기 단색 이미지 데이터의 평균화 프로세싱을 수행하는 연산 프로세싱부를 더 포함하는, LCD 시스템.
  44. 제 39 항에 있어서,
    상기 단색 이미지 생성부는 상기 중간 이미지 데이터로부터 휘도 데이터를 추출하고, 상기 추출된 휘도 데이터에 기초하여 상기 단색 이미지를 생성하는, LCD 시스템.
  45. 제 39 항에 있어서,
    상기 단색 이미지 생성부는, 각각의 픽셀의 복수의 컬러 이미지 데이터 중 하나의 데이터를 선택하고, 상기 하나의 데이터는 상기 중간 이미지 데이터에서 상기 각각의 픽셀의 상기 컬러 이미지 데이터 중 최대 그레이-스케일 레벨을 가져서, 상기 최대 그레이-스케일 레벨에 기초하여 상기 각각의 픽셀의 그레이-스케일 레벨을 결정하는, LCD 시스템.
  46. 제 44 항에 있어서,
    상기 단색 이미지 생성부는 히스토그램 클립핑 프로세싱, 감마 곡선 변환 프로세싱 및 히스토그램 확대 프로세싱 중 하나 이상을 수행하는, LCD 시스템.
  47. 제 39 항에 있어서,
    상기 단색 이미지 생성부는 상기 단색 이미지 데이터를 생성하기 위해 룩업 테이블을 참조하는, LCD 시스템.
  48. 제 47 항에 있어서,
    상기 룩업 테이블은, 상기 중간 이미지 데이터에서 특정되는 RGB 컬러 각각의 그레이-스케일 레벨에 관련된 그레이-스케일 레벨을 도표화하는 3 차원 테이블인, LCD 시스템.
  49. 제 39 항에 있어서,
    상기 컬러 이미지 생성부는, 상기 컬러 이미지 데이터를 생성하기 위해 상기 중간 이미지 데이터 및 상기 단색 이미지 데이터에 기초하여 룩업 테이블을 참조하는, LCD 시스템.
  50. 제 49 항에 있어서,
    상기 룩업 테이블은, 상기 단색 이미지 데이터의 그레이-스케일 레벨 및 RGB 컬러 각각의 그레이-스케일 레벨에 관련된 상기 제 1 LCD 패널에 대한 상기 컬러 이미지 데이터의 그레이-스케일 레벨을 도표화하는 4 차원 테이블인, LCD 시스템.
  51. 제 39 항에 있어서,
    상기 컬러 이미지 생성부는, 상기 컬러 이미지 데이터를 생성하기 위해 상기 단색 이미지 데이터의 휘도에 의해, 상기 중간 이미지 데이터의 휘도 성분을 분할하는, LCD 시스템.
  52. 제 51 항에 있어서,
    상기 컬러 이미지 생성부는, 상기 분할 전에 상기 단색 이미지 데이터의 상기 휘도에 1 이상의 정수를 합산하는, LCD 시스템.
  53. 제 39 항에 있어서,
    상기 단색 이미지 생성부 및 상기 컬러 이미지 생성부 중 하나 이상은 소프 트웨어에 의해 구현되는, LCD 시스템.
  54. 제 39 항에 있어서,
    상기 이미지 데이터 프로세싱 유닛은 상기 n 개의 LCD 패널에 대응하는 n 개의 서브섹션을 포함하는, LCD 시스템.
  55. 제 39 항에 있어서,
    상기 n 개의 LCD 패널 각각은, 상기 LCD 패널 중 대응하는 패널을 의사-정적 (pseudo-static) 능동 매트릭스 구동 방식으로 구동하는 3 단자 비선형 디바이스의 어레이를 포함하는, LCD 시스템.
  56. 제 39 항에 있어서,
    상기 n 개의 LCD 패널 각각은, 상기 LCD 패널 중 대응하는 패널을 능동 매트릭스 구동 방식으로 구동하는 2 단자 비선형 디바이스의 어레이를 포함하는, LCD 시스템.
  57. 액정 디스플레이 (LCD) 유닛을 구동하기 위한 구동 회로로서,
    상기 LCD 유닛의 발광측으로부터 순서대로 배열되는 제 1 LCD 디바이스, 제 2 LCD 디바이스 및 광원을 포함하며,
    상기 제 1 LCD 디바이스는, 한 쌍의 제 1 편광막 사이에 개입되는 제 1 LCD 패널을 포함하고, 상기 제 2 LCD 디바이스는 한 쌍의 제 2 편광막 사이에 개입되는 제 2 LCD 패널을 포함하고, 상기 제 2 LCD 패널 근처의 상기 제 1 편광막 중 하나 및 상기 제 1 LCD 패널 근처의 상기 제 2 편광막 중 하나는 서로 평행한 광축을 갖거나 또는 공통 편광막에 의해 구성되고,
    상기 구동 회로는, 입력 이미지 데이터를 수신하는 단일 입력 포트 세트, 서로 다른 알고리즘의 이미지 프로세싱을 사용하여 서로 다른 2 세트의 출력 이미지 데이터를 생성하는 이미지 데이터 프로세싱 유닛, 및 상기 제 1 LCD 디바이스 및 상기 제 2 LCD 디바이스를 각각 구동하기 위한 2 세트의 출력 이미지 데이터를 전달하는 2 개의 출력 포트 세트를 포함하는, LCD 디스플레이 유닛용 구동 회로.
  58. 제 57 항에 있어서,
    상기 구동 회로는 단일 IC 칩 또는 복수의 IC 칩들 상에 구현되어 이미지 데이터 제어 칩 또는 이미지 데이터 제어 칩들을 구성하는, LCD 디스플레이 유닛용 구동 회로.
  59. 제 57 항에 있어서,
    상기 이미지 데이터 프로세싱 유닛은, 상기 제 1 LCD 패널 및 상기 제 2 LCD 패널로 출력되는 상기 2 세트의 출력 이미지 데이터 사이에서 타이밍을 제어하는 타이밍 제어기를 포함하는, LCD 디스플레이 유닛용 구동 회로.
  60. 제 57 항에 있어서,
    상기 이미지 데이터 프로세싱 유닛은, 상기 제 2 LCD 디바이스에 단색 이미지 데이터를 출력하기 위해 입력 이미지 데이터에 기초하여 단색 이미지 데이터를 생성하는 단색 이미지 생성부로서, 상기 단색 이미지 데이터는 임계값 이상인 휘도 또는 색도를 갖는 제 1 픽셀에 대해서는 전투과를 특정하고 상기 임계값 미만인 휘도 또는 색도를 갖는 제 2 픽셀에 대해서는 제 1 그레이-스케일 레벨을 특정하고, 상기 제 1 그레이-스케일 레벨은 상기 입력 이미지 데이터에서 특정된 상기 제 2 픽셀의 오리지널 그레이-스케일 레벨에 대응하는, 상기 단색 이미지 생성부; 및 상기 제 1 LCD 디바이스에 컬러 이미지 데이터를 출력하기 위해 상기 입력 이미지 데이터 및 상기 단색 이미지 데이터에 기초하여 상기 컬러 이미지 데이터를 생성하는 컬러 이미지 생성부를 포함하는, LCD 디스플레이 유닛용 구동 회로.
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