KR101484847B1

KR101484847B1 - 입체 화상 표시 장치

Info

Publication number: KR101484847B1
Application number: KR20130058839A
Authority: KR
Inventors: 히로노부 야스이; 마사아키 하나이; 히데키 요시이
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2012-05-25
Filing date: 2013-05-24
Publication date: 2015-01-20
Also published as: CN103428519A; TW201401850A; US20130314457A1; JP2013246267A; CN103428519B; KR20130132317A; TWI492595B; US9053672B2; JP6099884B2

Abstract

백 라이트의 온도 변화나 경년 변화에 대해, 광원의 발광색을 설정값과 같게 할 수 있으며, 또한 3D 크로스토크를 억제할 수 있는 입체 화상 표시 장치를 제공한다.
광원부(7)는 액정 패널 화면을 가상적으로 복수로 분할한 각각의 영역에 대응하여 마련된 복수의 백 라이트를 포함하고, 복수의 백 라이트는 발광 강도값에 기초해서 발광 강도가 제어되며, 발광 구동 신호 Pmn에 의해 점등 및 소등이 제어되고, 발광 구동 신호 Pmn은 입체 화상 신호에 동기해서 복수의 백 라이트를 차례로 점등시키고, 또한 소정의 타이밍에 복수의 백 라이트를 일제히 점등시키도록 구성됨과 아울러, 입체 화상 신호의 화상 정보에 기초해서 복수의 백 라이트의 발광 기간을 개별적으로 제어하도록 구성된다.

Description

입체 화상 표시 장치{STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY DEVICE}

본 발명은 입체 화상 표시 장치에 관한 것이고, 특히 액정 패널에 시분할로 표시되는 우안용 화상 및 좌안용 화상을 셔터 안경을 통해서 봄으로써 화상에 의사적으로 입체감을 주는 입체 화상 표시 장치에 관한 것이다.

최근, 유저가 의사적으로 입체감을 얻기 위한 화상 표시 기술로서, 양눈의 시차(視差)를 이용한 입체 화상 표시 기술이 개발되어 있다. 이것은, 좌안용 화상과 우안용 화상을 시간적으로 교대로 전환해서 디스플레이에 표시하고, 화상이 전환되는 타이밍에 동기하여 좌우 각각의 시계를 닫는 셔터 안경을 이용해서 디스플레이를 봄으로써 우안용 화상 및 좌안용 화상을 시간적으로 분리하여 유저의 좌우의 눈 각각에 좌안용 화상과 우안용 화상을 보여서, 화상에 의사적으로 입체감을 주는 방식이다.

이러한 입체 화상 표시 장치에 있어서는, 관측자의 우안에 원래는 입사되지 않을 좌안용 화상이 입사되고, 혹은 좌안에는 원래 입사되지 않을 우안용 화상이 입사되는, 3차원(3D) 크로스토크가 발생한다고 하는 문제가 있다.

또한, 액정 패널의 배면에서 발광하는 백 라이트로 사용하는 광원이, 온도 변화나 경년 변화로 휘도나 화이트색이 변해 버린다는 문제가 있다.

이러한 문제에 대해, 특허문헌 1에 개시된 액정 표시 장치에서는, 발광색이 다른 3종류의 백 라이트와, 발광색에 대응한 광 센서에 의해, 백 라이트의 온도 변화나 경년 변화에 대하여, 항상 발광색을 설정값과 같게 하는 기술이 개시되어 있다.

특허문헌 2에 개시된 입체 영상 표시 장치에서는, 분할된 백 라이트를 영상과 동기하여 주사하고, 차례로 짧은 기간 점등함으로써(백 라이트 스캐닝) 3D 크로스토크를 억제하는 기술이 개시되어 있다.

또한, 특허문헌 3에 개시된 화상 표시 장치에서는, 백 라이트를 분할하고, 입력 화상 신호의 밝기에 따라 각각의 백 라이트의 발광 기간, 즉 휘도를 변화시켜서, 콘트라스트를 향상시키며 또한, 백 라이트의 발광 타이밍을 액정의 리라이트와 동기시켜서, 위상을 바꿔서, 차례로 짧은 기간 발광함으로써 3D 크로스토크를 억제하는 기술이 개시되어 있다.

일본 특허 공개 평 11-295689 호 공보(3 페이지, 도 1) 일본 특허 공개 제 2010-276928 호 공보(6-7 페이지, 도 2) 일본 특허 공개 제 2011-141324호 공보(9-11 페이지, 도 11,12)

그러나 특허문헌 1과 같은, 발광색이 다른 백 라이트 광원을 이용하고, 특허문헌 2, 3과 같은, 백 라이트 광원이 분할되며, 입력 화상의 밝기에 따라서 백 라이트의 발광 기간이 변화되고, 또한 화상과 동기해서 차례로 주사 발광하는 제어를 행하는 경우에는, 백 라이트가 분할되어 있기 때문에, 광 센서가 인접한 백 라이트의 광량의 영향을 받아서, 광 센서의 출력값이 일정하지 않게 되고, 그 결과 광원의 발광색이 설정값과 같게 할 수 없는 가능성이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해서 이루어진 것으로, 복수의 백 라이트로 구성되는 광원을 이용하는 경우에도, 백 라이트의 온도 변화나 경년 변화에 대해서, 광원의 발광색을 설정값과 같게 할 수 있고, 또한 3D 크로스토크를 억제할 수 있는 입체 화상 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 입체 화상 표시 장치의 일 측면은, 입체 화상 신호에 기초해서 액정 패널 화면의 상부로부터 하부로 차례로 수평 주사됨으로써 상기 입체 화상 신호의 계조에 따라 광의 투과율을 변화시키는 액정 패널부와, 상기 액정 패널부의 배면측에 마련되며, 광원부로부터의 광을 받아서 확산시켜서 균일한 면 광원으로 하는 도광부와, 상기 도광부가 발하는 광의 광 강도를 검출하는 광 검출부와, 상기 광 검출부의 광 검출값과 미리 설정된 기준광 검출값이 같아지도록 상기 광원부의 발광 강도값을 제어하는 광원 제어부를 구비하고, 상기 광원부는, 상기 액정 패널 화면을 가상적으로 복수로 분할한 각각의 영역에 대응해서 마련된 복수의 백 라이트를 포함하며, 상기 복수의 백 라이트는 상기 발광 강도값에 기초해서 발광 강도가 제어되고, 발광 구동 신호에 의해 점등 및 소등이 제어되며, 상기 발광 구동 신호는 상기 입체 화상 신호에 동기해서 상기 복수의 백 라이트를 차례로 점등시키고, 또한 소정의 타이밍에 상기 복수의 백 라이트를 일제히 점등시키도록 구성됨과 아울러, 상기 입체 화상 신호의 화상 정보에 기초해서 상기 복수의 백 라이트의 발광 기간을 개별적으로 제어하도록 구성되며, 상기 광 검출부는 광 검출 게이트 신호에 기초해서, 상기 복수의 백 라이트를 일제히 점등시키는 타이밍에 검출 동작을 행하도록 제어된다.

본 발명에 따른 입체 화상 표시 장치에 의하면, 콘트라스트의 향상과 3D 크로스토크의 억제를 양립시킴과 아울러, 안정된 광 검출을 행함으로써, 백 라이트의 온도의 변화나 시간 경과에 의해서도 백 라이트의 밝기나 색이 변화하지 않는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 백 라이트가 일제히 점등된 경우에 광 검출을 행하기 때문에, 광 검출부를 도광부와 액정 패널부 사이의 어디에 배치해도, 동일한 광 검출값을 검출할 수 있어서, 배치 자유도가 높아진다는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 실시예 1의 입체 화상 표시 장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 2는 화상 변환부에서의 동작을 설명하는 도면,
도 3은 액정 패널부의 배면에 있는 도광부, 광원부, 광 검출부의 구성을 설명하는 도면,
도 4는 화상 변환부에서의 동작을 설명하는 도면,
도 5는 화상 분석부에서의 동작을 설명하는 도면,
도 6은 액정의 응답 특성과 발광 구동 신호의 타이밍 차트를 나타내는 도면,
도 7은 액정의 응답 특성과 발광 구동 신호의 타이밍 차트를 나타내는 도면,
도 8은 액정의 응답 특성과 발광 구동 신호의 타이밍 차트의 다른 예를 나타내는 도면,
도 9는 화상 휘도 정보를 적용한 발광 구동 신호의 타이밍 차트를 나타내는 도면,
도 10은 광 검출의 타이밍을 포함한 발광 구동 신호의 타이밍 차트를 나타내는 도면,
도 11은 본 발명에 따른 실시예 2의 화상 유효 신호를 기준으로 한 발광 구동 신호의 타이밍 차트를 나타내는 도면,
도 12는 본 발명에 따른 실시예 3의 발광 구동 신호의 타이밍 차트를 나타내는 도면이다.

<실시예 1>

<장치 구성>

도 1은 본 발명에 따른 입체 화상 표시 장치(100)의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 입체 화상 표시 장치(100)는 화상 변환부(1), 화상 신호 분석부(2), 타이밍 생성부(3), 기준값 기록부(4), 광 검출부(5), 광원 제어부(6), 광원부(7), 도광부(8), 액정 패널부(9) 및 셔터 안경부(10)를 구비하고 있다. 광원부(7)로부터 출사된 광은 도광부(8), 액정 패널부(9)을 거쳐서 셔터 안경부(10)에 입사함과 아울러, 도광부(8)를 거쳐서 광 검출부(5)에도 입사한다.

화상 변환부(1)는, 입체 화상 신호 I1를 받아서, 입체 화상 신호 I2로 변환해서 출력함과 아울러, 타이밍 생성부(3)에 화상 동기 신호 V를 출력한다.

입체 화상 신호 I2는 화상 신호 분석부(2) 및 액정 패널부(9)에 인가되고, 화상 신호 분석부(2)에서는, 입체 화상 신호 I2의 휘도 정보를 구하여, 화상 휘도 정보 Y를 출력해서 타이밍 생성부(3)에 인가한다.

화상 동기 신호 V는 타이밍 생성부(3)에 인가되고, 타이밍 생성부(3)는 화상 동기 신호 V와, 화상 신호 분석부(2)로부터 출력된 화상 휘도 정보 Y에 기초해서, 광원부(7)의 발광 구동 신호 Pmn과 광 검출 게이트 신호 GE를 결정하여 출력한다. 또한, 타이밍 생성부(3)는, 셔터 전환 신호 SL 및 SR를 출력하여 셔터 안경부(10)에 인가한다.

광 검출 게이트 신호 GE는 광 검출부(5)에 인가되고, 광 검출 게이트 신호 GE가 High 기간에 광 검출을 행하며, 광 검출값 D를 출력하여 광원 제어부(6)에 인가한다.

발광 구동 신호 Pmn은 광원부(7)에 인가되고, 발광 구동 신호 Pmn이 High인 기간에 광원부(7)를 발광시킨다.

기준값 기록부(4)는 미리 유저에 의해서 결정된 기준광 검출값 MD 및 기준 발광 강도값 ME를 기록해서 유지하고, 광원 제어부(6)는 기준값 기록부(4)로부터 인가되는 기준광 검출값 MD와 광 검출부(5)로부터 출력된 광 검출값 D가 같아지도록 발광 강도값 E를 결정하여 광원부(7)에 출력한다. 여기서, 도 1의 백색의 화살표는 광을 나타내고 있다.

광원부(7)는 액정 패널 화면을 가상적으로 복수로 분할(수평 방향으로 m 분할, 수직 방향으로 n 분할)한 각각의 영역에 대응해서 마련된 복수의 백 라이트를 포함하고 있고, 상기 백 라이트는 1색 이상의 광원으로 구성되어 있다. 상기 광원은 타이밍 생성부(3)로부터 출력된 발광 구동 신호 Pmn이 High인 기간 동안, 광원 제어부(6)로부터 출력된 발광 강도값 E로 발광하는 펄스 발광의 광원으로 구성되어 있고, 발광 강도값 E에 따라, 발광 강도가 가변하게 구성되어 있다.

발광 구동 신호 Pmn은 m×n의 백 라이트 각각에 인가되고, 발광 구동 신호 Pmn이 High인 기간에는 백 라이트가 점등 발광하고, Low인 기간에는 소등한다.

백 라이트의 광원은, 1개의 백색광의 광원이어도, 다색의 광원의 조합, 예컨대, 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 3색 광원의 조합이나, 시안(C)과 적색(R)의 2색 광원의 조합으로 광 혼합하여, 백색광으로 하는 것이어도 된다.

광원의 발광체의 종류로는 어떤 것을 이용해도 되며, 예컨대 발광 다이오드(LED), 레이저 다이오드, 유기 전기 발광(유기 EL) 소자 등, 혹은 이들의 조합이어도 된다.

한편, 백 라이트의 광원이 다색의 광원의 조합인 경우, 발광 강도값 E는, m×n인 백 라이트 수와 광원의 색수의 조합 각각에 인가되도록 해도 되고, 광원 각각에만 인가되도록 해도 된다.

광원부(7)는 액정 패널의 배면 바로 아래에 배치해도 되고, 액정 패널의 좌우단, 상하단에 배치해도 된다. 한편, 액정 패널의 배면측에는 광원부(7)로부터 출력된 광을 소정의 영역에 면으로 균일하게 확산하여, 면 광원으로 하기 위해서 마련되는 도광판을 포함한 도광부(8)가 배치되고, 광원부(7)는 상기 도광판의 배면 바로 아래, 좌우단, 상하단의 어디에 배치되는 복수의 백 라이트를 포함하고 있다.

한편, 도광판은 백 라이트의 광원이 다색의 광원의 조합인 경우, 이들 광원을 광 혼합해서 백색으로 하는 기능도 갖고 있다. 광원부(7)가 m×n의 백 라이트로 구성되는 경우에도, 도광판에 의해서 광을 확산시킬 수 있다.

액정 패널부(9)는 예컨대, 투과형 액정 패널로 구성되고, 패널면에는 컬러 필터가 배열되어 있으며, 화상 변환부(1)로부터 출력된 입체 화상 신호 I2에 동기해서 상단측으로부터 하단측으로 차례로 주사하고, 입체 화상 신호 I2의 계조에 따라, 화소마다 배면으로부터의 광의 투과율을 변화시켜서 화상을 표시하는 구성으로 되어 있다.

셔터 안경부(10)는 타이밍 생성부(3)로부터 출력된 셔터 전환 신호 SL 및 SR에 따라, 좌안과 우안의 셔터의 투과, 비투과를 전환하는 구성으로 되어 있다. 여기서, 좌안용 셔터 전환 신호가 SL이고, 우안용 셔터 전환 신호가 SR이다.

셔터 전환 신호는 2진 신호로, High인 기간에는 셔터가 열려서 액정 패널부(9)의 화상이 투과해서 보이고, Low인 기간에는 셔터가 닫혀서 액정 패널부(9)의 화상을 비투과로 한다. 이 셔터 안경을 통해서 액정 패널부(9)에 표시된 화상을 봄으로써 좌안에는 좌안 화상만, 우안에는 우안 화상만을 보이도록 함으로써, 의사적으로 입체 화상으로서 감상할 수 있다.

한편, 화상을 투과, 비투과로 전환하는 셔터는 어떠한 것을 이용해도 되고 예컨대, 편광판과 편광 방향을 전환하는 액정의 조합으로 구성하여, 같은 방향의 편광각이면 투과, 닫는 방향의 편광각이면 비투과가 되는 구조이어도 되고, 물리적으로 좌안과 우안을 교대로 닫는 구조이어도 된다. 또한, 셔터 전환 신호의 전송 방법은 어떠한 방법을 이용해도 되며 예컨대, 적외선, 전파, 유선에 의한 전송 방법을 이용할 수 있다.

<개략 동작>

다음으로 이상 설명한 입체 화상 표시 장치(100)의 개략 동작에 대해서, 도 1을 참조하면서 도 2를 이용해서 설명한다.

입체 화상 표시 장치(100)에 입력된 입체 화상 신호 I1은, 도 2(a)에 도시된 바와 같이, 2시점(視點)으로 캡쳐된 좌안 화상과 우안 화상이 시분할로 인가되고, 좌안 화상 L과 우안 화상 R의 페어가 되도록 나열된 화상 신호인 것으로 한다. 그리고, 이 좌안 화상 L또는 우안 화상 R의 1장의 화상 프레임 시간을 T로 한다.

화상 변환부(1)는 입체 화상 신호 I1를 2배의 프레임 주파수로 변환하고, 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 좌안 화상 L'과 우안 화상 R' 사이에 1장의 흑 화상 B를 삽입하여 입체 화상 신호 I2를 작성한다. 한편, 흑 화상 B를 삽입함으로써 좌안 화상과 우안 화상을 분리할 수 있다.

이 때문에, 입체 화상 신호 I2의 좌안 화상 L' 또는 우안 화상 R'의 1장의 화상 프레임 시간은 T/2이 된다. 또한, 도 2(c)에 도시된 바와 같이 입체 화상 신호 I2에 동기하도록 좌안 화상 L'과 우안 화상 R'의 선두 타이밍을 규정하는 화상 동기 신호 V를 출력한다. 여기서, 화상 동기 신호 V는, 상승 타이밍을 동기의 기준으로 하기 때문에, 펄스폭은 특별히 한정되지 않는다.

화상 신호 분석부(2)는 입체 화상 신호 I2의 휘도 정보를 구하여, 화상 휘도 정보 Y를 출력한다. 여기서, 광원부(7)는 액정 패널 화면을 수평 방향으로 m 분할, 수직 방향으로 n 분할한 각각의 영역에 대응하여 마련된 백 라이트를 포함하고 있고, 화상 휘도 정보 Y는, 분할된 액정 패널 화면 각각에 대응시켜서 구해지기 때문에, 1장의 화상 프레임에 대해 m×n의 휘도 정보가 얻어지게 된다. 이것을 화상 휘도 정보 Ymn으로서 나타낸다.

타이밍 생성부(3)는 화상 변환부(1)로부터 출력된 화상 동기 신호 V와 화상 신호 분석부(2)로부터 출력된 화상 휘도 정보 Ymn에 기초해서, 광원부(7)에 포함되는 m×n개의 백 라이트(도시 생략)의 발광 구동 신호 Pmn과 광 검출 게이트 신호 GE를 결정하여 출력한다.

즉, 화상 동기 신호 V로부터 화상 주사에 동기한 타이밍에 발광 구동 신호 Pmn의 타이밍을 결정하고, 화상의 부분 휘도에 대응한 화상 휘도 정보 Ymn로부터 광원부(7)에 포함되는 m×n개의 백 라이트에 인가되는 발광 구동 신호 Pmn의 발광 기간(휘도)을 결정한다.

또한, 정밀도가 좋은 광 검출이 가능하도록, 광원부(7)에 포함되는 m×n개의 백 라이트를 모두 일순간에 전체 점등하는 펄스 신호도 부가한다. 이 전체 점등하는 타이밍에 맞추도록 광 게이트 신호 GE를 결정한다. 여기서, 발광 구동 신호 Pmn은 m×n개의 백 라이트 각각에 대해 출력된다. 또한, 광 검출 게이트 신호 GE는, 광 검출부(5)의 광 센서의 개수에 대응시켜서 출력해도 되고, 하나의 신호를 광 센서의 개수만큼 분할해서 인가하는 구성으로 해도 된다.

기준값 기록부(4)는 광 검출부(5)의 광 센서의 설치수와 센서색을 조합시킨 수만큼의 기준광 검출값 MD를 기록해서 유지하고, 또한, 광원부(7)의 m×n개의 백 라이트의 개수와 발광색 수를 조합시킨 수만큼의 기준 발광 강도값 ME를 기록해서 유지하고 있다.

여기서, 기준 발광 강도값 ME를 결정하는 수법은, 기준 신호 예컨대, 전체 백(白) 신호를 입력하여 입체 표시 장치(100)를 동작시키고, 액정 패널 출력광이나 셔터 안경 출력광(액정 패널 출력광 중 셔터 안경을 투과하는 광)을, 외부에 마련한 휘도계 등에 의해서 측정한다.

이들 출력광이, 목적하는 휘도, 화이트 밸런스, 색 온도 등이 되도록, m×n개의 백 라이트 각각의 색 수만큼에 대해서 기준 발광 강도값 ME를 조정한다.

또한, 화면의 휘도나 색의 불균일이 균일하게 되도록, m×n개의 백 라이트 각각의 발광 강도값을 조정한다. 이렇게 해서, 액정 패널 출력광이나 셔터 안경 출력광이 원하는 값으로 조정되었을 때의, 각각의 광 센서의 광 검출값을 기준광 검출값 MD, 각각의 백 라이트에 입력하는 발광 강도값을 기준 발광 강도값 ME로서 기록해서 유지한다.

백 라이트는 그 온도 변화나 경과 시간에 의해, 밝기가 변화되기 때문에, 기준값 기록부(4)에는, 백 라이트의 온도나 경과 시간의 조건마다, 각각 기준광 검출값 MD 및 기준 발광 강도값 ME를 기록해서 유지해 둔다.

예컨대, 백 라이트의 온도가 낮은 경우와 높은 경우에, 각각의 기준 발광 강도값 ME를 결정해 둠으로써 목적하는 색으로 빠르게 수속시키는 효과가 있다.

또한, 예컨대, 경과 시간이 몇 년을 경과하면, 백 라이트가 어두워지기 때문에, 기준광 검출값 MD를 동일하게 하고 전력을 증가시킴으로써 원래의 밝기를 유지하도록 해도 되고, 전력은 일정하게 하고 시간이 경과하면 서서히 목표하는 밝기를 낮추도록, 기준광 검출값 MD의 값을 낮춰도 된다.

또한, 백 라이트를 소등했을 때의 최종 발광 강도값을 기록해서 유지하고, 다음번 점등한 경우의 초기값으로 해도 된다. 이러한 구성을 채용함으로써 목적하는 색으로 빠르게 수속시키는 효과가 있다.

또한, 목표하는 출력광의 화이트색이나, 색 온도마다, 각각 기준광 검출값 MD와 기준 발광 강도값 ME를 기록해서 유지하는 구성으로 해도 된다. 이러한 구성을 채용함으로써 백 라이트에서, 색 온도 등의 설정의 전환이 가능하다는 효과가 있다.

광 검출부(5)는, 1색 이상의 광 강도를 검출할 수 있는 1개 이상의 광 센서를 구비하며, 타이밍 생성부(3)로부터 출력된 광 검출 게이트 신호 GE가 High인 기간에 광 검출을 행하여 광 검출값 D를 출력한다. 광 검출값 D는 예컨대, 검출 대상의 발광 강도에 비례한 전압값으로서 출력된다.

한편, 광 검출부(5)의 광 센서는 휘도값을 검출하는 하나의 휘도 센서이어도 되고, 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 3색을 각각 검출하는 컬러 센서이어도 된다. 센서의 종류는 어떠한 것을 이용해도 되며 예컨대, 광전 셀이나 포토다이오드, 이들과 광학 필터를 조합한 구성이어도 된다. 다색의 광 센서를 이용하는 경우에는, 광 검출값 D는, 그 색수만큼 출력되게 된다.

또한, 광 검출부(5)의 광 센서는, 도광부(8)와 액정 패널부(9) 사이의 임의의 장소에 설치하면 되고, 설치 개소는 1개소만이어도 되며, 복수 개소이어도 된다. 광 센서를 복수개 설치한 경우에는, 광 검출값 D는 그 광 센서의 수만큼 출력된다.

광원 제어부(6)는, 기동 직후의 첫번째에는, 기준값 기록부(4)에 기록된 기준 발광 강도값 ME를 광원부(7)로 출력하고, 두번째부터는 광 검출부(5)로부터 출력되는 광 검출값 D와, 기준광 검출값 MD이 같아지도록 발광 강도값 E를 결정하여 출력한다.

여기서, 발광 강도값 E는 예컨대, 전류량으로 규정되고, 광원부(7)에 발광 강도값 E를 입력함으로써, 발광 강도값 E에 비례해서 광량이 증가하는 값으로 한다.

광원 제어부(6)에서는, 광 검출값 D가 기준광 검출값 MD보다 낮으면 발광 강도값 E를 크게 해서 출력하고, 반대로, 광 검출값 D가 기준광 검출값 MD보다 높으면 발광 강도값 E를 작게 해서 출력한다. 이와 같이, 광 검출값 D가 기준광 검출값 MD와 같아지도록 제어함으로써, 출력광을 목적하는 값으로 할 수 있다. 한편, 광원 제어부(6)로부터 출력되는 발광 강도값 E는 복수의 백 라이트 각각에 대응해서 출력된다.

다음으로 도 3을 이용해서, 액정 패널부(9)의 배면에 도광부(8)를 마련한 경우의, 광원부(7), 광 검출부(5)의 배치의 일례에 대해서 설명한다.

한편, 도 3에서는 액정 패널부(9)의 배면에 배치되는 도광부(8)의 도광판(81)을 나타내고 있으며, 액정 패널부(9)는 도시하지 않고 있다.

또한, 도 3에서는, 광 검출부(5)는 도광판(81)의 상단부에 배치된 예를 나타내고 있지만, 도광부(8)와 액정 패널부(9) 사이라면, 배치 장소는 임의이다.

광원부(7)에서 발광한 광은, 도광판(81)에 의해 면 확산되어, 도 3에 화살표로 표시된 바와 같이 도광판(81)의 중앙부까지 도광된다. 이 확산한 광을 광 검출부(5)가 검출한다.

도 3의 예에서는 도광판(81)의 좌측 단면(端面)과 우측 단면에 광원부(7)가 배치된 예를 나타내고 있으며, 수평 방향으로 2개(m=2), 수직 방향으로 n개의 백 라이트가, 각각 독립적으로 제어할 수 있는 R, G, B의 3색 광원을 가진 구성으로서 도시되어 있다.

이러한 구성을 채용함으로써 도광판(81)은 도 3에 파선으로 나타낸 바와 같이 수평 방향(X 방향)으로 2 분할, 수직 방향(Y 방향)으로 n 분할되게 된다.

도광판(81)은, 상당히 넓은 면에서 얼룩없이 확산하는 기능을 갖고 있기 때문에, 도 3의 파선으로 나타내고 있는 범위내에서만 빛나는 것은 아니고, 인접 광원이나, 상당히 이격된 광원으로부터의 모든 광이 중첩되어서 도광판(81) 전체가 빛나서, 대면하는 액정 패널부(9)에 충분한 광량을 인가하게 된다.

도 3에 있어서, 발광 구동 신호는, 도면을 향해, 좌측 최상부의 1번째의 백 라이트에 인가되는 것을 발광 구동 신호 P11로 하고, 그 아래의 2번째의 백 라이트에 인가되는 것을 발광 구동 신호 P12로 하며, 최하부의 n번째의 백 라이트에 인가되는 것을 발광 구동 신호 P1n으로서 나타내고 있다. 마찬가지로, 도면을 향해 우측 최상부의 1번째의 백 라이트에 인가되는 것을 발광 구동 신호 P21로 하고, 그 아래의 2번째의 백 라이트에 인가되는 것을 발광 구동 신호 P22로 하며, 최하부의 n번째의 백 라이트에 인가되는 것을 발광 구동 신호 P2n으로서 나타내고 있다.

또한, 도면을 향해 좌측 1번째의 백 라이트를 구성하는 R, G 및 B의 3색 광원에는, 각각 발광 강도값 Er11, Eg11 및 Eb11이 인가되고, 2번째의 백 라이트를 구성하는 R, G 및 B의 3색 광원에는, 각각 발광 강도값 Er12, Eg12 및 Eb12이 인가되며, n번째의 백 라이트를 구성하는 R, G 및 B의 3색 광원에는, 각각 발광 강도값 Er1n, Eg1n 및 Eb1n이 인가되는 구성으로 되어 있다. 마찬가지로, 도면을 향해 우측 1번째의 백 라이트를 구성하는 R, G 및 B의 3색 광원에는, 각각 발광 강도값 Er21, Eg21 및 Eb21이 인가되고, 2번째의 백 라이트를 구성하는 R, G 및 B의 3색 광원에는, 각각, 발광 강도값 Er22, Eg22 및 Eb22이 인가되며, n번째의 백 라이트를 구성하는 R, G 및 B의 3색 광원에는, 각각 발광 강도값 Er2n, Eg2n 및 Eb2n이 인가되는 구성으로 되어 있다.

또한, 도 3의 광 검출부(5)는 R, G, B의 3색을 각각 검출하는 컬러 센서로 구성된 예를 나타내고 있으며, 광 검출부(5)에는 광 검출 게이트 신호 GE가 인가되고, 3색의 컬러 센서로부터는 각각 광 검출값 Dr, Dg 및 Db가 출력되는 구성으로 되어 있다.

<상세 동작>

다음으로 입체 화상 표시 장치(100)의 상세한 동작에 대해서 도 1을 참조하면서 도 4~도 10을 이용해서 설명한다.

입체 화상 표시 장치(100)에 입력되는 입체 화상 신호 I1는, 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 2시점으로 캡쳐된 좌안 화상과 우안 화상이 시분할로 인가되고 예컨대, 좌안 화상 L1과 우안 화상 R1의 페어가 되도록 나열된 화상 신호인 것으로 한다. 그리고, 이 좌안 화상 또는 우안 화상의 1장의 화상 프레임 시간을 T로 한다.

화상 변환부(1)는, 입체 화상 신호 I1를 2배의 프레임 주파수로 변환하고, 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 예컨대 좌안 화상 L1'과 우안 화상 R1' 사이에 1장의 흑 화상 B를 삽입하여 입체 화상 신호 I2를 작성한다. 이 때문에, 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 화상 신호 I1가 1 화상의 프레임 기간 T에 L1, R1 …로 입력된 경우, 화상 변환부(1)로부터 출력되는 입체 화상 신호 I2는, 1 화상의 프레임 기간 T/2에 L1', B, R1', B …가 된다.

화상 신호 분석부(2)는, 입체 화상 신호 I2의 휘도 정보를 구하고, 화상 휘도 정보 Ymn을 출력하지만, 화상 변환부(1)에서 삽입한 흑 화상은 고려하지 않고, 좌안 화상 및 우안 화상의 휘도 정보를 구한다.

여기서, 화상 신호 분석부(2)에서의 동작의 일례에 대해서 설명한다. 우선, 입체 화상 신호 I2의 1 화상에 대해 전체 평균 휘도 HYa를 구한다. 여기서, 평균 휘도 HYa는, 입체 화상 신호 I2에 포함되는 휘도 신호 Y의 계조값을 Yi, 1 프레임분의 화소수를 Fa로 하여, 이하의 수식 (1)에 의해 구할 수 있다.

다음으로 액정 패널 화면을 수평 방향으로 m 분할, 수직 방향으로 n 분할한 각각의 영역에 대응하는 입력 화상의 평균 휘도 HYmn을 구한다.

예컨대, 액정 패널 화면이 수평 방향으로 2 분할, 수직 방향으로 4 분할된 경우, 수평 방향으로 1/2, 수직 방향으로 1/4이 된 영역으로 분할된 입력 화상(분할 화상)의 평균 휘도를 구한다. 그리고, 이 분할 화상의 평균 휘도 HYmn과 전체 화상의 평균 휘도 HYa를 비교하여, 전체 화상의 평균 휘도보다 분할 화상의 평균 휘도가 높으면, 백 라이트의 휘도를 높이고, 낮으면, 백 라이트의 휘도를 낮추는 처리를 행한다.

여기서, 화상 휘도 정보 Ymn은, 이하와 같은 수식 (2)으로 나타낼 수 있다.

여기서, 계수 g는 게인을 나타내며, 이러한 백 라이트 제어를 적극적으로 행하여, 콘트라스트감을 강조하려는 경우에는 크게 한다. 또한, 어둡게 한 부분이 백 라이트의 휘도가 지나치게 낮아서 계조가 보이지 않게 된 경우나, 명암이 지나치게 형성된 경우에는 작게 하도록 조정한다.

화상 휘도 정보 Ymn의 단위는, 예컨대 평균 휘도값에 대한 비율로서, 0~100%와 같이 나타내어도 되고, 8비트 계조(0~255 계조)로 나타내어도 되며, 소정값으로 규격화한 휘도 레벨로 나타내어도 된다.

도 5는 상술한 화상 신호 분석부(2)에서의 동작을, 구체적인 화상예를 이용해서 설명하는 도면이다. 도 5에 있어서는 액정 패널 화면을 수평 방향(X 방향)으로 2 분할, 수직 방향(Y 방향)으로 4 분할하도록, 2×4의 광원부(7)가 배치되어 있는 예를 나타내고 있고, 도면 중 파선은 2×4의 백 라이트에 의해 분할된 액정 패널 화면의 각 영역을 나타내고 있다.

도 5(a)에는, 하늘에 밝은 태양과 어두운 구름이 있는 화상을 나타내고 있고, 도 5(b)에는 분할된 영역에 대응하는 화상의 평균 휘도를, 편의적으로, 휘도 레벨을 5단계로 해서 나타내고 있다. 한편, 휘도 레벨은 수치가 높을수록 평균 휘도가 높은 것으로 하고 있다.

도 5(b)에서는, 도면을 향해 좌측 최상부의 영역의 화상 휘도 정보를 Y11로 하고, 그 아래의 영역의 화상 휘도 정보를 Y12로 하며, 다음 영역의 화상 휘도 정보를 Y13로 하고, 최하부 영역의 화상 휘도 정보를 Y14로 해서 나타내고 있다. 또한, 도면을 향해 우측 최상부의 영역의 화상 휘도 정보를 Y21로 하고, 그 아래의 영역의 화상 휘도 정보를 Y22로 하며, 다음 영역의 화상 휘도 정보를 Y23로 하고, 최하부 영역의 화상 휘도 정보를 Y24로 해서 나타내고 있다.

여기서, 화상 전체의 평균 휘도 HYa를 휘도 레벨 3이라고 하면, 화상 휘도 정보 Y11은 전체의 평균 휘도와 같기 때문에, 화상 휘도 정보 Y11=0이 되고, 화상 휘도 정보 Y22는, 태양 부분에 상당하기 때문에 휘도 레벨 5이 되어 화상 휘도 정보 Y22=+2가 된다. 또한, 화상 휘도 정보 Y14는, 어두운 구름 부분에 상당하기 때문에 화상 휘도 정보 Y14=-2로서 출력된다.

이와 같이 화상 신호 분석부(2)는, 광원부(7)에 의해 분할된 액정 패널 화면의 각 영역에 대응하는 화상의 평균 휘도 HYmn과 화상 전체의 평균 휘도 HYa의 차분값으로 화상 휘도 정보 Ymn을 규정하여 출력한다.

한편, 상기에서는, 평균 휘도값으로서 화상 휘도 정보 Ymn을 구하여 백 라이트의 휘도를 결정한 예를 나타냈지만, 화상 신호의 휘도 계조 누적 히스토그램이나, 화상 신호의 R, G, B 신호 각각의 평균값, 누적 계조 히스토그램, R, G, B 신호 중 어느 하나의 최대값의 평균, 또는 이들의 조합으로부터 화상 정보를 구하여, 백 라이트의 휘도나 광 강도를 결정해도 된다. 또한, 각각의 백 라이트에 대응한 영역의 화상 신호에만, 각각의 백 라이트의 휘도를 결정한 예를 나타냈지만, 주변 영역의 화상 신호를 이용해서, 백 라이트 휘도나 광 강도를 결정해도 된다.

화상 변환부(1)로부터 출력된 입체 화상 신호 I2는 액정 패널부(9)에 입력된다. 액정 패널부(9)는 투과형 액정 패널로 구성되며, 패널면에는 컬러 필터가 배열되어 있고, 화상 변환부(1)로부터 출력된 입체 화상 신호 I2에 동기해서, 상단측으로부터 하단측으로 차례로 주사하고, 입체 화상 신호 I2의 계조에 따라, 화소마다 배면으로부터의 광의 투과율을 변화시켜서 화상을 표시하기 때문에, 화면의 상부와 하부에서는, 변화되기 시작하는 시간이 다르다. 또한, 액정은 투과율 변화의 응답이 늦어서, 서서히 목적하는 투과율이 되도록 응답하여 투과율은 계조로서 표현된다.

여기서, 도 6에 액정 패널부(9)의 액정의 응답 특성과 백 라이트의 발광 구동 신호 Pmn의 타이밍 차트를 도시한다. 여기서, 백 라이트의 발광 구동 신호 Pmn은 2진 신호로 나타내고, Low 레벨이 백 라이트 소등, High 레벨이 백 라이트 점등을 나타낸다. 또한, 편의적으로, 액정 패널 화면은 수평 방향으로는 분할하지 않고(m=1), 수직 방향으로는 n개로 분할되어 있는 것으로 해서 설명한다.

도 6에서 가로축이 시간축이고, 도 6(a)에 도시된 바와 같이, 입체 화상 신호 I2는, 좌안 화상 L'과 우안 화상 R' 사이에 1장의 흑 화상 B가 삽입되며, 좌안 화상 L' 또는 우안 화상 R'의 1장의 화상 프레임 시간은 T/2이 된다. 여기서, 편의적으로, 좌안 화상 L' 및 우안 화상 R'은 모두 백 화상인 것으로 한다.

도 6(b)~(d)에는, 백 라이트의 발광 구동 신호 Pmn의 타이밍 차트에 액정의 응답 특성을, 투과율을 세로축(도시 생략)으로 해서 파선으로 겹쳐서 나타내고 있고, 액정은 백 화상이 인가됨으로써 투과율이 높아지기 시작하고, 흑 화상이 인가되기 직전에 투과율이 최대가 되며, 흑 화상이 인가됨으로써 투과율이 낮아지기 시작하고, 다시 백 화상이 인가될 때까지 투과율이 최소가 되는 특성을 갖고 있다.

즉, 도 6(b)에는, 액정 패널 화면의 최상부의 영역(수직 방향으로 n개로 분할한 것 중 최상부의 영역)에 있어서의 발광 구동 신호 P11의 타이밍 차트를 나타내고 있고, A1점은 좌안 화상 L'의 계조로 기입 동작을 개시한 점이다. 액정은 백(白) 데이터를 기입함으로써 응답을 시작하여 서서히 투과율이 높아진다. 그리고, B1점에서, 다음 프레임인 흑 화상의 기입 동작을 개시하기 때문에, 액정의 투과율이 낮아지기 시작한다. 액정은 흑 데이터를 기입함으로써 투과율이 서서히 낮아진다. 이로부터, B1점 직전이, 액정의 응답 시간이 충분히 경과해서, 좌안 화상 L'에 대응한 목적의 투과율에 가까운 점이라는 것을 알 수 있다. 따라서, 액정의 투과율이 최대가 되는 B1점 직전까지 백 라이트의 발광이 끝나도록, B1점을 하강의 기준으로 해서 백 라이트를 발광시키는 것이, 백 라이트 광을 유효하게 이용하는 데에 있어서 최적의 제어라는 것을 알 수 있다. 이 때문에, 발광 구동 신호 P11는 B1점에서는 Low 상태가 되도록 인가되고 있다.

한편, 도 6(b)에 나타내는 액정의 응답 특성은, 액정의 응답 속도가 느린 경우의 예로, 액정의 응답 속도가 충분히 빠른 경우에는, 보다 급준하게 상승해서 보다 빠르게 목적하는 투과율에 도달하여 일정하게 되기 때문에, 백 라이트를 발광시키는 타이밍은 보다 자기 이전의 위치로 하면 된다.

도 6(c)에는, 액정 패널 화면의 최상부의 다음 영역(수직 방향으로 n개로 분할한 것 중 최상부의 다음 영역)에서의 발광 구동 신호 P12의 타이밍 차트를 나타내고 있고, 도면 중 A2점은, 상기 영역에서의 좌안 화상 L'의 계조로 기입 동작을 개시한 점이고, B2점은 상기 영역에서 흑 화상의 기입 동작을 개시한 점이다.

또한, 도 6(d)에는, 액정 패널 화면 최하부의 영역(수직 방향으로 n개로 분할한 것 중 최하부의 영역)에 있어서의 발광 구동 신호 P1n의 타이밍 차트를 나타내고 있으며, 도면 중 An점은 상기 영역에서의 좌안 화상 L'의 계조로 기입 동작을 개시한 점이고, Bn점은 흑 화상의 기입 동작을 개시한 점이다.

An점은 A1점부터 시간이 경과해서 우측으로 시프트하고 있다. 이와 같이 최 하부 영역에서도, Bn점 직전이 좌안 화상 L'에 대응한 목적의 투과율에 가까운 점이라는 것을 알 수 있다.

이와 같이, 백 라이트는 B1, B2, … Bn 직전까지, 백 라이트의 발광이 끝나도록, 이들 점을 하강의 기준으로 해서 발광시키는 것이, 백 라이트 광을 유효하게 이용하는 데에 있어서의 최적의 제어이다.

즉, 백 라이트는 화상의 주사 타이밍에 동기해서, 다음 프레임에 변화시키기 직전까지 발광을 끝나도록, 수직 분할수 n에 따라, 차례로 시프트시켜 발광시키는 제어가 바람직하다. 이 시간 경과에 따른 시프트량(시간 시프트량)은, 화상 동기 신호 V의 주기와 백 라이트의 수직 분할수 n에 따라 결정된다.

<발광 구동 신호의 베리에이션>

다음으로 백 라이트의 발광 구동 신호를 주는 타이밍에 대해서 도 7을 이용해서 더 설명한다. 한편, 편의적으로, 액정 패널 화면은 수평 방향으로는 분할되지 않고(m=1), 수직 방향으로는 4개로 분할되어 있는 것으로 해서 설명한다.

도 7에 있어서는, (a)에 입체 화상 신호 I1를 나타내고, (b)에 화상 변환부(1)로부터 출력된 입체 화상 신호 I2를 나타내며, (c)에서, 화상 동기 신호 V의 타이밍 차트를 나타낸다.

화상 동기 신호 V는, 입체 화상 신호 I2에 동기한 좌안 화상 L'과 우안 화상 R'의 선두 타이밍을 나타내는 신호로, 주기 T로 인가되는 신호이다.

도 7의 (d), (e), (f), 및 (g)에는, 백 라이트의 발광 구동 신호 P1, P2, P3 및 P4의 타이밍 차트에 액정의 응답 특성을 투과율을 세로축(도시 생략)으로 해서 파선으로 겹쳐서 나타내고 있다.

여기서, 백 라이트의 발광 구동 신호 P1~P4는 2진 신호로 나타내고, Low 레벨이 백 라이트 소등, High 레벨이 백 라이트 점등을 나타낸다.

상기 설명한 바와 같이, 발광 구동 신호 Pn의 하강의 기준을 Bn점으로 함으로써 백 라이트 광을 유효하게 이용하는 데에 있어서의 최적의 제어가 된다.

여기서, 상기 설명한 바와 같이, 백 라이트는 화상의 주사 타이밍에 동기해서, 다음 프레임에 변화시키기 직전까지 발광을 끝나도록, 수직 분할수 n에 따라, 차례로 시프트시켜서 발광시키는 제어가 바람직하지만, 이 시간 시프트량 S는 화상 동기 신호 V의 주기 T와 액정 패널 화면의 수직 분할수 n로 결정되며, 이하의 수식 (3)으로 나타낼 수 있다.

도 7(d)에 도시된 바와 같이, 화상 동기 신호 V의 상승부터 T/2 기간 이후에, 최초의 발광 구동 신호 P1의 하강을 발생시키고, 이후 상기 시프트량 S씩, 시간 시프트시켜서 발광 구동 신호를 생성한다. 즉, 액정 패널 화면을 수직 방향으로 4 분할하는 경우, 발광 구동 신호 P1의 하강 점은 최초의 T/2 경과 이후의 점이며, P2의 하강 점은 T/2+T/8 경과 이후의 점이 되고, 시간 시프트량 S는 T/8이 된다.

한편, 액정 패널의 수평 방향은, 라인마다 리라이트되기 때문에, 액정 패널 화면을 수평 방향으로도 분할하는 경우에는, 같은 수평선 상의 영역에서는 주사의 리라이트 타이밍이 같아진다. 이 경우에는, 같은 수평선 상의 영역에서는 발광 구동 신호의 하강 타이밍을 같게 한다. 한편, 액정 패널의 수직 방향의 분할이 없는(n= 1) 경우에는, 상기 시간 시프트량은 없는 것으로 한다.

여기서, 발광 구동 신호 Pmn가 High인 기간이 백 라이트의 발광 기간이 되기 때문에, 휘도를 밝게 할 때에는, 하강 타이밍을 바꾸지 않고, 상승 타이밍을 변경하여, High인 기간을 길게 한다. 이와 같이, 휘도 조정을 행할 때에는, 발광 구동 신호 Pmn의 하강 타이밍을 고정하고, 상승 타이밍을 조정함으로써 휘도 조정을 행한다. 이 휘도 조정을 위한 상승 타이밍의 변경 범위의 일례를, 도 7의 (d)~(g)에서 상승 타이밍 전후에 화살표로 나타낸다.

입체 화상 신호 I2는 좌안 화상 L'과 우안 화상 R' 사이에 1 화면분의 흑 화상 B를 삽입하고 있다. 이 흑 화상 B는 표시할 필요가 없고, 또한 응답중의 과도 상태인 3D 크로스토크를 방지하기 위해서, 흑 화상 B의 기간은 백 라이트를 소등한다. 즉, 주기 T의 50% 이하로 발광하는 제어를 행하는 것이 바람직하다. 또한, 이 발광 기간이 짧을수록, 3D 크로스토크는 억제되게 된다.

또한, 액정 패널 화면의 수직 방향의 분할수가 적은 경우에는 수직 방향의 폭이 넓어지기 때문에, 분할한 영역의 상부와 하부에서는 액정의 주사 타이밍의 차이가 넓어지게 된다.

예컨대, 수직 방향의 분할수가 4인 경우, 전체 수직 주사 기간의 1/4의 폭을 갖게 된다. 이러한 경우에는, 수직 방향으로 분할된 영역의 수직 방향의 중앙부에서의 화상 주사 개시 시간을 산출하고, 이 위치부터 주사를 개시하도록 함으로써, 발광 구동 신호의 위상을 일률적으로 뒤로 어긋나게 해도 된다.

즉, 도 7에서는, 발광 구동 신호 P1는 액정 패널 화면의 최상부의 영역(수직 방향으로 4개로 분할한 것 중 최상부의 영역)을 주사 개시점으로 하는 발광 구동 신호이지만, 도 8에 나타낸 예에서는, 전체 수직 주사 기간을 4 분할한 경우의 최상부의 영역을 다시 반으로 나누고, 그 중 하측 영역을 주사 개시점으로 하도록 발광 구동 신호 P1를 생성한다.

도 8의 (d), (e), (f) 및 (g)에는, 백 라이트의 발광 구동 신호 P1, P2, P3 및 P4의 타이밍 차트에, 액정의 응답 특성을 투과율을 세로축(도시 생략)으로 해서 파선으로 겹쳐서 나타내고 있지만, 발광 구동 신호 P1, P2, P3 및 P4의 타이밍은, 도 7의 (d), (e), (f) 및 (g)에 나타낸 타이밍 차트보다, 일률적으로 T/4n씩 뒤쪽으로 시프트하고 있다.

도 7의 예에서는 흑 화상 B의 기입 동작을 개시한 점을 발광 구동 신호 P1의 하강의 기준으로 했지만, 도 8에 있어서는 흑 화상 B의 기입 동작을 개시한 점보다 조금 이후의 점을, 발광 구동 신호 P1의 하강 기준으로 함으로써 액정 응답의 피크를 발광 기간에 포함하도록, 발광 구동 신호 P1~P4를 설정하고 있다. 이와 같이, 발광 구동 신호 Pmn의 타이밍은 임의로 조정할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 화상의 주사에 동기시켜서, 백 라이트를 차례로 점등함으로써, 액정 패널의 상부측에서도 하부측에서도, 액정의 응답 속도에 대응한 백 라이트의 발광 타이밍을 최적으로 설정할 수 있어서, 3D 크로스토크를 억제하는 효과가 있다.

다음으로 화상 신호 분석부(2)가 출력하는 화상 휘도 정보 Ymn에 기초해서 발광 구동 신호 Pmn을 작성하는 동작을 설명한다.

발광 구동 신호 Pmn의 발광 기간, 즉 High인 기간의 길이가 휘도를 규정하지만, 이 휘도를 바꾸는 경우에는, 발광 구동 신호의 하강을 기준으로 해서, 상승 타이밍을 변경한다.

한편, 액정 패널의 수평 방향은 라인마다 리라이트되기 때문에, 액정 패널 화면을 수평 방향으로도 분할하는 경우, 같은 수평선 상의 영역에서는 주사의 리라이트 타이밍이 같아진다. 이 경우에는, 같은 수평선 상의 영역에서는 발광 구동 신호의 하강 타이밍을 같게 한다.

상기 설명한 바와 같이, 화상 휘도 정보 Ymn은 광원부(7)에 의해 분할된 액정 패널 화면의 각 영역에 대응하는 화상의 평균 휘도 HYmn과 화상 전체의 평균 휘도 HYa의 차분값으로서 화상 신호 분석부(2)로부터 출력되기 때문에, 유저에 의해서 결정되는 화면 전체의 휘도 설정값인 발광 기간을 기준으로 해서, 화상 휘도 정보 Ymn에 따라, 기준의 발광 기간으로부터, 액정 패널 화면의 분할된 영역에 대응하는 광원의 발광 기간을 증감시킨다. 이 때, 상술한 바와 같이, 입체 화상 신호 I2에는 흑 화상을 삽입하고 있기 때문에, 최대 발광 기간은 50% 이하로 발광시킨다.

이 동작에 대해서, 도 9를 이용해서 구체적으로 설명한다. 예컨대, 도 5를 이용해서 설명한 화상예에서, 주기 T에서의 발광 구동 신호의 발광 기간이 30%인 경우를 화면 전체의 휘도 설정값의 기준으로 한다. 이 경우, 휘도 레벨+2는 주기 T에서의 발광 기간이 50%인 경우, 휘도 레벨+1은 주기 T에서의 발광 기간이 40%인 경우, 휘도 레벨 0은 주기 T에서의 발광 기간이 30%인 경우, 휘도 레벨-1은 주기 T에서의 발광 기간이 20%인 경우, 휘도 레벨-2은 주기 T에서의 발광 기간이 10%인 경우를 나타내게 된다.

도 5의 화상예에서, 화상의 주사에 동기한 발광 기간을 도시한 것이 도 9이다. 도 9에서, (a)에 입체 화상 신호 I1를 나타내고, (b)에 화상 변환부(1)로부터 출력된 입체 화상 신호 I2를 나타내며, (c)에서, 화상 동기 신호 V의 타이밍 차트를 나타낸다.

화상 동기 신호 V는 입체 화상 신호 I2에 동기한 좌안 화상 L'과 우안 화상 R'의 선두 타이밍을 나타내는 신호로, 주기 T로 인가되는 신호이다.

도 9의 (d), (e), (f), (g), (h), (i), (j) 및 (k)에는, 각각 백 라이트의 발광 구동 신호 P11, P21, P12, P22, P13, P23, P14 및 P24의 타이밍 차트를 나타내고 있다.

한편, 발광 구동 신호 P11~P24에 있어서의 발광 기간은, 각각 화상 휘도 정보 Y11~Y24로 규정되어 있다. 즉, 도 9(d)에 나타내는 발광 구동 신호 P11에 있어서의 발광 기간은 화상 휘도 정보 Y11로 규정되어 있고, 화상 휘도 정보 Y11는 휘도 레벨 0이기 때문에, 주기 T의 30%가 High 레벨로 되어 있다.

도 9(e)에 나타내는 발광 구동 신호 P21가 인가되는 백 라이트에 의해서 분할되는 액정 패널 화면의 영역은, 발광 구동 신호 P11가 인가되는 백 라이트에 의해서 분할되는 액정 패널 화면의 영역과 수직 방향에서 같은 위치이기 때문에, 발광 구동 신호의 하강은 발광 구동 신호 P11와 같은 타이밍으로 되어 있다. 이는, 발광 구동 신호 P12와 P22의 관계, 발광 구동 신호 P13와 P23의 관계, 발광 구동 신호 P14와 P24의 관계에 있어서도 동일하다.

한편, 도 9(e)에 나타내는 발광 구동 신호 P21에 있어서의 발광 기간은 화상 휘도 정보 Y21로 규정되어 있고, 화상 휘도 정보 Y21는 휘도 레벨+1이기 때문에, 주기 T의 40%가 High 레벨로 되어 있다.

한편, 유저에 의해서 결정되는 화면 전체의 휘도 설정값이 최대값인 경우, 화상 휘도 정보 Ymn에 따라 발광 기간을 증가시키는 처리 대신, 발광 기간을 감소시키는 처리만 행하는 것으로 한다.

반대로, 유저에 의해서 결정되는 화면 전체의 휘도 설정값이 최소값인 경우, 화상 휘도 정보 Ymn에 따라 발광 기간을 감소시키는 처리 대신, 발광 기간을 증가시키는 처리만 행하는 것으로 한다.

또한, 유저에 의해서 결정되는 화면 전체의 휘도 설정값이, 최대값, 최소값에 가깝고, 화상 휘도 정보 Ymn에 따라 발광 기간을 증감시키면, 최대값이나 최소값을 초과해 버린 경우에는, 최대값과 최소값 사이의 범위 내에 들어가도록 증감의 정도를 변경하면 된다.

이상 설명한 바와 같이, 발광 구동 신호의 하강을 기준으로 해서, 화상 휘도 정보에 맞춰서 상승 타이밍을 변경함으로써, 액정의 응답 속도에 대응시켜서 백 라이트의 발광 타이밍을 최적으로 설정할 수 있기 때문에, 3D 크로스토크를 억제하는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 액정 패널 화면을 분할한 영역에서의 휘도에 따라, 백 라이트의 휘도를 바꾸기 때문에, 표시 화상의 콘트라스트가 향상되는 효과가 있다.

<광 검출>

레이저 다이오드나 LED 등의 발광 소자는, 소자의 온도 변화나 경년 변화에 따라, 발광 강도가 변화되는 경우가 있고, 또한 발광 소자 자체에 발광량의 개체차가 있다는 점 등에서 광원의 색 밸런스가 변화되어, 표시되는 화상에 의도하지 않는 착색이나 색 얼룩이 발생하는 경우가 있다. 이 광원의 조정을 하기 위해서, 광 센서를 마련하여, 광 검출을 행하는 타이밍을 광 검출 게이트 신호 GE에서 설정하는 구성을 채용하고 있다.

이 광 검출은, 복수의 백 라이트가 일제히 점등하는 타이밍에 행하는 것이 바람직하다. 즉, 단순히 발광 기간과 같은 타이밍의 광 검출 게이트 신호 GE에서 광 검출을 행하는 경우로, 액정 패널 화면을 수직 방향으로 분할하여, 백 라이트의 발광 타이밍을 시간 시프트하는 제어를 행하는 경우에는, 복수의 백 라이트를 일제히 점등하는 타이밍은 없다.

또한, 입체 화상 신호 I2에 따라서 각각의 백 라이트의 휘도를 바꾸는 제어를 행하면, 도광판으로 광확산을 행하고 있기 때문에, 광 센서를 설치한 주변의 백 라이트의 영향을 받아서, 광 검출량이 일정하게 되지 않는다.

도 9에 나타낸 타이밍 차트의 예에서는, 각각의 발광 구동 신호의 발광 기간이 입력되는 화상에 따라서 제각각이 되어서, 같은 타이밍에 발광하지 않고, 화상에 따라서 변화된다는 것을 알 수 있다. 그래서, 좌안 화상 L과 우안 화상 R의 경계선의 타이밍에, 일제히 모든 백 라이트를 점등시키는 제어를 행한다.

도 10에는, 백 라이트를 일제히 점등하도록 제어하는 경우의, 발광 구동 신호 Pmn의 타이밍 차트와, 광 검출 게이트 신호 GE의 타이밍 차트를 나타내고 있다. 도 10에 있어서, (a)에 입체 화상 신호 I1를 나타내고, (b)에 화상 변환부(1)로부터 출력된 입체 화상 신호 I2를 나타내며, (c)에서 화상 동기 신호 V의 타이밍 차트를 나타낸다.

화상 동기 신호 V는, 입체 화상 신호 I2에 동기한 좌안 화상 L'과 우안 화상 R'의 선두 타이밍을 나타내는 신호이고, 주기 T로 인가되는 신호이다.

도 10의 (d), (e), (f), (g), (h), (i), (j) 및 (k)에는, 각각 백 라이트의 발광 구동 신호 P11, P21, P12, P22, P13, P23, P14 및 P24의 타이밍 차트를 나타내고 있다.

또한, 도 10의 (l), (m) 및 (n)에는, 각각 광 검출 게이트 신호 GE의 타이밍 차트, 셔터 전환 신호 SL 및 SR의 타이밍 차트를 나타내고 있다.

한편, 도 10은 도 5와 같이 액정 패널 화면을 수평 방향(X 방향)으로 2분할, 수직 방향(Y 방향)으로 4 분할하도록 2×4의 백 라이트가 배치되어 있는 구성의 타이밍 차트이다.

도 10에 나타낸 바와 같이, 발광 구동 신호 Pmn은, 좌안 화상 L과 우안 화상 R의 경계선의 타이밍에 백 라이트를 일제히 점등시키는 펄스를 포함하고 있다. 이 좌안 화상 L과 우안 화상 R의 경계선의 타이밍은, 화상 동기 신호 V에 의해서 결정된다. 즉, 화상 동기 신호 V의 상승이 있는 타이밍 전후에, 백 라이트를 일제히 점등시키는 펄스를 발생시킨다.

한편, 발광 구동 신호 Pmn의 하강 타이밍은, 백 라이트에 의해서 분할되는 액정 패널 화면의 영역과 수직 방향의 위치가 같은 영역에서는 같고, 수직 방향의 위치가 변함으로써 하강 타이밍이 변한다.

또한, 도 10에서는 어느 발광 기간이나 길이는 같으며, 휘도 조정을 위한 상승 타이밍의 변경의 범위의 일례를, 도 10(d)~(k)에서 상승 타이밍 전후에 화살표로 나타낸다.

이와 같이, 입체 화상 신호 I1의 좌안 화상 L과 우안 화상 R의 경계선의 타이밍에, 백 라이트를 일제히 점등시키는 펄스가 인가되도록 발광 구동 신호 P11~P24를 구성한다. 그리고, 백 라이트를 일제히 점등시키는 펄스와 같은 타이밍에 광 검출 게이트 신호 GE를 발생시킨다.

여기서, 백 라이트를 일제히 점등시키는 펄스에 의한 발광 기간은 광 검출부(5)의 광 센서의 감도와 광량으로 결정되고, 가능한 한 발광 기간은 짧은 쪽이 바람직하다. 또한, 이 발광 기간을 길게 하면, 상술한 화상 휘도 정보에 따라 발광 기간을 변화시키는 기간과 중복될 가능성이 있다. 이 때에는, 중복되더라도 그 기간은 허용하거나, 백 라이트를 일제히 점등시키는 기간을 배려해서 화상 휘도 정보에 따라 발광 기간을 변화시키는 기간의 최대 발광 기간을 제한하도록 하면 된다.

이와 같이, 백 라이트를 일제히 점등하도록 제어함으로써, 안정된 광 검출이 가능하게 되지만, 광 검출을 위해 백 라이트를 일제히 발광시킨 기간에, 액정의 응답 중간의 화상이 관찰되어서 3D 크로스토크가 발생할 가능성이 있다.

그래서, 이 백 라이트의 일제 점등 기간 동안에는 셔터 안경부(10)의 좌안과 우안의 셔터의 투과, 비투과를 전환하는 셔터 전환 신호 SL 및 SR를, Low 레벨로 함으로써 우안, 좌안 모두 닫히도록 한다. 이로써 3D 크로스토크를 억제할 수 있다.

한편, 셔터 전환 신호 SL 및 SR는 2진 신호로 구성되며, High인 기간에 셔터가 열려서 화상이 투과해 보이고, Low인 기간에는 셔터가 닫혀서 화상을 비투과로 한다.

도 10의 (m) 및 (n)에서의 사선 영역이, 우안, 좌안 모두 닫혀 있는 기간을 나타내고 있다.

한편, 셔터 안경부(10)를 투과, 비투과로 전환하는 셔터는, 예컨대 액정으로 구성한 경우 응답 시간이 느린 것을 생각할 수 있다. 이 경우에는, 응답 속도를 고려해서, 백 라이트가 일제히 점등된 타이밍에, 셔터가 완전히 비투과가 되도록, 셔터 전환 신호의 상승 혹은 하강 타이밍이나, High인 기간의 길이를 조정하면 된다.

이상 설명한 바와 같이, 백 라이트가 일제히 점등하도록 발광 구동 신호 Pmn을 구성하고, 그 일제히 점등하는 타이밍에 광 검출 게이트 신호 GE의 펄스를 발생시킴으로써 안정된 광 검출을 행할 수 있다. 또한, 셔터 안경부(10)의 셔터 전환 신호 SL 및 SR를 이 광 검출을 위해 일제히 발광하는 타이밍에, 셔터를 비투과로 함으로써, 백 라이트를 일제히 발광시키는 것에 의한 3D 크로스토크의 영향도 억제할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 입체 화상 표시 장치(100)를 이용함으로써 3D 크로스토크를 억제해서, 표시 화상의 콘트라스트가 좋아지고, 안정된 광 검출을 할 수 있어, 백 라이트의 온도 변화나 경과 시간에 따라서도, 밝기나 백 라이트의 색이 변화되지 않는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 백 라이트가 일제히 점등한 경우에 광 검출을 행하기 때문에, 광 검출부(4)를 도광부(8)와 액정 패널부(9)의 사이의 어디에 배치해도, 같은 광 검출값을 검출할 수 있어서, 배치 자유도가 높아진다는 효과가 있다.

<변형예>

지금까지의 설명에서는, 복수의 백 라이트를 일제히 점등시키는 발광 구동 신호와, 이에 대응한 광 검출 게이트 신호 및 셔터 전환 신호는, 매 프레임마다, 발생시키고, 광 검출하여, 목적의 기준광 검출값과 같게 하는 제어를 행하는 것으로서 설명했지만, 광원의 변화가 매 프레임마다 변화되는 것이 아니라면, 매 프레임마다가 아니라, 수 프레임에 1회이어도, 수초나 수분 걸러서 복수의 백 라이트를 일제히 점등시켜서 광 검출을 행하여 광원을 제어하는 것으로 해도 된다.

이와 같이 매 프레임마다가 아니라, 간격을 두고 제어함으로써, 광 검출을 행하여, 광원을 피드백 제어하는 처리를 가볍게 할 수 있다.

한편, 복수의 백 라이트를 매 프레임마다 일제히 점등시키지 않는 경우에도, 셔터 전환 신호는, 지금까지와 마찬가지로, 매 프레임마다, 좌안, 우안 모두 비투과로 하는 제어를 행해도 된다.

<실시예 2>

이상 설명한 실시예 1에 있어서는, 화상 변환부(1)가 출력하는 화상 동기 신호 V에 기초해서, 발광 구동 신호 Pmn의 시간 시프트량을 결정했지만, 상기 화상 동기 신호 V는 입체 화상 신호 I2의 수직 주기를 기준으로 해서 결정되었다. 본 실시예에 있어서는, 화상 변환부(1)가, 화상 동기 신호 V와 함께 화상 유효 신호 DE도 출력하고, 타이밍 생성부(3)에서는, 화상 동기 신호 V 대신, 화상 유효 신호 DE에 기초해서 발광 구동 신호 Pmn의 시간 시프트량을 결정하는 것이다. 한편, 상술한 구성 이외의 장치 구성은, 도 1에 나타낸 입체 화상 표시 장치(100)와 같다.

화상 유효 신호 DE란, 화상의 1 프레임 기간에, 실제로 화상 신호가 존재하고 있는 기간(화상 유효 기간)을 나타내고 있다. 액정 패널은 이 화상 유효 신호가 High인 기간에 화상 신호에 동기 주사하여 기입 동작을 행한다. 화상의 1 프레임 기간은 이 화상 유효 기간과 블랭킹 기간을 더한 것과 같다.

블랭킹 기간이란, 화상 신호가 존재하지 않는 기간으로, 화상의 기입 동작을 행하지 않는 기간을 나타내고 있다. 예컨대, 표준 하이비젼 신호의 경우, 수직 1080라인이 화상 유효 기간이지만, 수직 주기의 총 라인 수는 1125라인이다. 그 차이인 45 라인분이 블랭킹 기간이다.

다음으로 도 11을 이용해서 실시예 2에 따른 입체 화상 표시 장치(100)의 상세한 동작에 대해서 설명한다.

도 11에서, (a)에 입체 화상 신호 I1를 나타내고, (b)에 화상 변환부(1)로부터 출력된 입체 화상 신호 I2를 나타내며, (c)에서, 화상 동기 신호 V의 타이밍 차트를 나타내고, (d)에서 화상 유효 신호 DE의 타이밍 차트를 나타낸다. 한편, 편의적으로 액정 패널 화면은 수평 방향으로는 분할하지 않고(m=1), 수직 방향으로는 4개로 분할되어 있는 것으로 해서 설명한다.

또한, 화상 유효 신호 DE는 High인 기간이 화상 유효 기간을, Low인 기간이 블랭킹 기간을 나타내는 신호이다.

도 11의 (e), (f), (g) 및 (h)에는, 백 라이트의 발광 구동 신호 P1, P2, P3 및 P4의 타이밍 차트에, 액정의 응답 특성을 투과율을 세로축(도시 생략)으로 해서 파선으로 겹쳐서 나타내고 있다. 또한, 발광 구동 신호 P1~P4는, Low 레벨이 백 라이트 소등, High 레벨이 백 라이트 점등을 나타내고, 좌안 화상 L과 우안 화상 R의 경계선의 타이밍에 백 라이트를 일제히 점등시키는 펄스를 포함하고 있다.

도 6을 이용해서 설명한 바와 같이, 발광 구동 신호 Pn의 하강 기준을 Bn점으로 함으로써 백 라이트 광을 유효하게 이용하는 데에 있어서의 최적의 제어가 된다.

여기서, 상기 설명한 바와 같이, 백 라이트는 화상의 주사 타이밍에 동기해서, 다음 프레임에 변화시키기 직전까지 발광을 끝나도록, 수직 분할수 n에 따라, 차례로 시프트시켜서 발광시키는 제어가 바람직하지만, 실시예 2에서는, 이 시간 시프트량 S는, 화상 유효 신호 DE의 기간과 백 라이트의 수직 분할수 n로 정해서, 이하의 수식 (4)로 나타낼 수 있다.

도 11(e)에 도시된 바와 같이, 화상 동기 신호 V로부터 좌안 화상 L'과 우안 화상 R'의 선두 타이밍을 알 수 있기 때문에, 화상 동기 신호 V의 상승으로부터 T/2 주기 이후의, 화상 유효 신호 DE의 상승을 기준으로, 상기 시간 시프트량 S 씩 시간 시프트시킨다.

이 때, 화상 동기 신호 V의 상승 직후의 화상 유효 신호 DE의 상승 타이밍은 사용하지 않고, 화상 유효 기간을 하나 걸러서 다음 화상 유효 신호 DE의 상승 타이밍을 사용한다. 이로써, 액정의 응답 속도에 대응시켜서 백 라이트의 발광 타이밍을 조정하는 기간을 확보할 수 있어서, 백 라이트의 발광 타이밍을 최적으로 설정할 수 있다.

또한, 발광 구동 신호 Pmn가 High인 기간이, 백 라이트의 발광 기간이 되기 때문에, 휘도를 밝게 할 때에는, 하강 타이밍을 바꾸지 않고, 상승 타이밍을 변경하여, High인 기간을 길게 한다. 이와 같이, 휘도 조정을 행할 때에는, 발광 구동 신호 Pmn의 하강 타이밍을 고정하고, 상승 타이밍을 조정함으로써 휘도 조정을 행한다. 이 휘도 조정을 위한 상승 타이밍의 변경의 범위의 일례를, 도 11(e)~(h)에서 상승 타이밍의 전후에 화살표로 나타낸다. 이와 같이, 휘도 조정을 행하는 경우에 발광 구동 신호의 상승의 위치를 변경하는 범위도 확보할 수 있다는 효과가 있다.

한편, 액정 패널의 수평 방향은, 라인마다 리라이트되기 때문에, 액정 패널 화면을 수평 방향으로도 분할하는 경우, 같은 수평선 상의 영역에서는 주사의 리라이트 타이밍이 같아진다. 이 경우에는, 같은 수평선 상의 영역에서는 발광 구동 신호의 하강 타이밍을 같게 한다.

입체 화상 신호 I2는, 좌안 화상 L'과 우안 화상 R' 사이에 1 화면분의 흑 화상 B를 삽입하고 있다. 이 흑 화상 B는 표시할 필요가 없고, 또한 응답중의 과도 상태인 3D 크로스토크를 방지하기 위해서, 흑 화상 B의 기간에는 백 라이트를 소등한다. 즉, 주기 T의 50% 이하로 발광시키는 제어를 행하는 것이 바람직하다. 또한, 이 발광 기간이 짧을수록, 3D 크로스토크는 억제되게 된다.

또한, 액정 패널 화면의 수직 방향의 분할수가 적은 경우, 수직 방향의 폭이 넓어지기 때문에, 분할한 영역의 상부와 하부에서는 액정의 주사 타이밍의 차가 넓어지게 된다.

예컨대, 수직 방향의 분할수가 4인 경우, 전체 수직 주사 기간의 1/4의 폭을 갖게 된다. 이러한 경우에는, 수직 방향으로 분할된 영역의 수직 방향의 중앙부에서의 화상 주사 개시 시간을 산출하고, 이 위치로부터 주사를 개시하도록 함으로써, 발광 구동 신호의 위상을 일률적으로 뒤로 어긋나게 해도 된다.

즉, 도 8을 이용해서 설명한 바와 같이, 전체 수직 주사 기간을 4 분할한 경우의 최상부의 영역을 다시 반으로 나누고, 그 중 하측의 영역을 주사 개시점으로 하도록 발광 구동 신호 생성하면 된다. 이와 같이, 발광 구동 신호 Pmn의 타이밍은 임의로 조정할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.

이상 설명한 바와 같이, 화상 유효 신호 DE의 상승을 기준으로 해서, 발광 구동 신호 Pmn의 시간 시프트량 S를 결정함으로써 화상의 기입 주사와 보다 엄밀하게 동기가 취해져서, 액정의 상부에서도 하부에서도 액정의 응답 속도에 대응한 백 라이트의 발광 타이밍의 최적의 설정이 가능해져서, 3D 크로스토크를 억제하는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 광 검출은, 복수의 백 라이트가 일제히 점등하는 타이밍에 행하는 것이 최적이기 때문에, 입체 화상 신호 I1의 좌안 화상 L과 우안 화상 R의 경계선의 화상 유효 신호 DE의 블랭킹 기간 내의 타이밍에, 백 라이트를 일제히 점등시키는 펄스가 인가되도록 발광 구동 신호 Pmn을 구성한다.

이 백 라이트를 일제히 점등시키는 펄스는, 블랭킹 기간 내라면 어디에 설정해도 되고, 도 11(i)에 나타낸 바와 같이 백 라이트를 일제히 점등시키는 펄스와 같은 타이밍에 광 검출 게이트 신호 GE를 발생시킨다.

또한, 이 백 라이트의 일제 점등 기간 동안에는, 셔터 안경부(10)의 좌안과 우안의 셔터의 투과, 비투과를 전환하는 셔터 전환 신호 SL 및 SR를 Low 레벨로 함으로써 우안, 좌안 모두 닫히도록 한다.

한편, 셔터 전환 신호 SL 및 SR는 2진 신호로 구성되고, High인 기간에 셔터가 열려서 화상이 투과해 보이고, Low인 기간에는 셔터가 닫혀서 화상을 비투과로 한다.

도 11의 (j) 및 (k)에서의 사선 영역이, 우안, 좌안 모두 닫혀 있는 기간을 나타내고 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 입체 화상 표시 장치(100)를 이용함으로써 복수의 백 라이트의 발광 타이밍을 보다 최적으로 제어할 수 있기 때문에, 3D 크로스토크를 억제할 수 있다. 또한, 액정 패널 화면을 분할한 영역에서의 휘도에 따라, 백 라이트의 휘도를 바꾸기 때문에, 표시 화상의 콘트라스트가 향상되는 효과가 있다. 또한, 안정된 광 검출을 행할 수 있어, 온도나 경과 시간이 변화되더라도, 밝기나 백 라이트 광원의 색이 변화하지 않는 효과를 얻을 수 있다.

<실시예 3>

이상 설명한 실시예 1 및 2에서는, 화상 변환부(1)에서는, 입력된 입체 화상 신호 I1를 2배의 프레임 주파수로 변환하고, 좌안 화상과 우안 화상의 사이에 1장의 흑 화상을 삽입하며, 입체 화상 신호 I2를 작성하는 것으로 해서 설명했지만, 본 실시예에서는, 화상 변환부(1)는 흑 화상을 삽입하지 않고, 입체 화상 신호 I1를 2배의 프레임 주파수로 변환하고, 같은 화상이 연속해서 두 번 표시되도록 입체 화상 신호 I2를 작성한다. 한편, 상술한 구성 이외의 장치 구성은, 도 1에 나타낸 입체 화상 표시 장치(100)와 같다.

이하, 도 12를 이용해서 실시예 3에 따른 입체 화상 표시 장치(100)의 상세 동작에 대해서 설명한다.

도 12에 있어서, (a)에 입체 화상 신호 I1를 나타내고, (b)에 화상 변환부(1)로부터 출력된 입체 화상 신호 I2를 나타내며, (c)에서, 화상 동기 신호 V의 타이밍 차트를 나타낸다. 한편, 편의적으로, 액정 패널 화면은 수평 방향으로는 분할하지 않고(m=1), 수직 방향으로는 4개로 분할되어 있는 것으로 해서 설명한다.

화상 변환부(1)는 입체 화상 신호 I1를 2배의 프레임 주파수로 변환하고, 도 12(b)에 도시된 바와 같이, 1 화상의 프레임 기간 T/2에 L1', L1', R1', R1' … 과같이, 입력 화상과 같은 화상이 연속해서 두 번 표시되도록 처리한다.

도 12의 (d), (e), (f) 및 (g)에는, 백 라이트의 발광 구동 신호 P1, P2, P3 및 P4의 타이밍 차트에, 액정의 응답 특성을 투과율을 세로축(도시 생략)으로 해서 파선으로 겹처서 나타내고 있다. 또한, 발광 구동 신호 P1~P4는, Low 레벨이 백 라이트 소등, High 레벨이 백 라이트 점등을 나타내고, 좌안 화상 L과 우안 화상 R의 경계선의 타이밍에 백 라이트를 일제히 점등시키는 펄스를 포함하고 있다.

액정 패널부(8)에 입력되는 입체 화상 신호 I2는, 좌안 화상 L이 백 화상, 우안 화상 R가 흑 화상인 것으로 한다.

액정은 백 화상이 인가됨으로써 투과율이 높아지기 시작해서 흑 화상이 인가되기 직전에 투과율이 최대가 되며, 흑 화상이 인가됨으로써 투과율이 낮아지기 시작해서 다시 백 화상이 인가될 때까지 투과율이 최소로 되는 특성을 갖고 있다.

도 12(d)에는, 액정 패널 화면의 최상부의 영역(수직 방향으로 4개로 분할한 것 중 최상부의 영역)에 있어서의 발광 구동 신호 P1의 타이밍 차트를 나타내고 있고, 그 C1점은, 좌안 화상 L1'의 백(白) 계조로 기입 동작을 개시한 점이다.

그리고, T/2 기간 이후에 같은 좌안 화상 L1'을 백 계조로 기입 동작을 행하지만, 완전히 같은 화상이기 때문에, 액정의 응답은 변하지 않는다. 그리고, D1점이 다음 우안 화상 R1'인 흑 화상을 흑 계조로 기입 동작을 개시한 점이다.

도 12(d)로부터, D1점 직전이, 액정의 응답 시간이 충분히 경과해서, 좌안 화상 L'에 대응한 목적하는 투과율에 가까운 점이라는 것을 알 수 있다. 따라서, 액정의 투과율이 최대가 되는 D1점 직전까지 백 라이트의 발광이 끝나도록, D1점을 하강의 기준으로 해서 백 라이트를 발광시키는 것이, 백 라이트 광을 유효하게 이용하는 데에 있어서의 최적의 제어라는 것을 알 수 있다. 이 때문에, 발광 구동 신호 P1는 D1점에서는 Low 상태가 되도록 인가되고 있다.

한편, 도 12(g)에 도시된 C4점은, 액정 패널 화면의 최하부의 영역(수직 방향으로 4개에 분할한 것 중 최하부의 영역)에 있어서의 발광 구동 신호 P4의 타이밍 차트를 나타내고 있고, 이 C4점은 좌안 화상 L1'의 백 계조로 기입 동작을 개시한 점이다. 또한, D4점은 다음 우안 화상 R1'인 흑 화상을 흑 계조로 기입 동작을 개시한 점이다.

C4점은 C1점부터 시간이 경과해서 오른쪽으로 시프트하고 있다. 이와 같이 최하부의 영역에서도, D4점 직전이 좌안 화상 L'에 대응한 목적하는 투과율에 가까운 점이라는 것을 알 수 있다.

이와 같이, 백 라이트는 D1, D2, … Dn 직전까지 백 라이트의 발광이 끝나도록, 이들 점을 하강의 기준으로 해서 발광시키는 것이, 백 라이트 광을 유효하게 이용하는 데에 있어서의 최적의 제어이다.

한편, 도 6을 이용해서 설명한 실시예 1의 Bn점과 비교해서, Dn점의 위치가 다르지만, 이것은 입체 화상 신호 I2의 화상 신호 L'와 화상 신호 R'의 경계선으로부터 발광 구동 신호의 시간 시프트를 개시하기 때문이다.

실시예 3에 있어서의 시간 시프트량 S는, 화상 동기 신호 V의 주기 T와 액정 패널 화면의 수직 분할수 n로 결정되고, 상기 설명한 수식 (3)으로 나타낼 수 있다.

도 12(d)에 도시된 바와 같이, 화상 동기 신호 V의 상승부터, T 기간 이후에, 최초의 발광 구동 신호 P1의 하강을 발생시키고, 이후 상기 시프트량 S씩, 시간 시프트시켜서 발광 구동 신호를 생성한다. 즉, 액정 패널 화면을 수직 방향으로 4 분할하는 경우, 발광 구동 신호 P1의 하강 점은 최초의 T의 경과 이후의 점이고, P2의 하강 점은, T+T/8 경과 이후의 점이 되며, 시간 시프트량 S는 T/8이 된다.

여기서, 발광 구동 신호 Pmn가 High인 기간이, 백 라이트의 발광 기간이 되기 때문에, 휘도를 밝게 할 때에는, 하강 타이밍을 바꾸지 않고, 상승 타이밍을 변경하여 High인 기간을 길게 한다. 이와 같이, 휘도 조정을 행할 때에는 발광 구동 신호 Pmn의 하강 타이밍을 고정하고, 상승 타이밍을 조정함으로써 휘도 조정을 행한다. 이 휘도 조정을 위한 상승 타이밍의 변경의 범위의 일례를, 도 12의 (d)~(g)에서 상승 타이밍 전후에 화살표로 나타낸다.

또한, 액정 패널 화면의 수직 방향의 분할수가 적은 경우에는, 수직 방향의 폭이 넓어지기 때문에, 분할한 영역의 상부와 하부에서는 액정의 주사 타이밍의 차이가 넓어지게 된다.

예컨대, 수직 방향의 분할수가 4인 경우, 전체 수직 주사 기간의 1/4의 폭을 갖게 된다. 이러한 경우에는, 수직 방향으로 분할된 영역의 수직 방향의 중앙부에서의 화상 주사 개시 시간을 산출하고, 이 위치로부터 주사를 개시하도록 함으로써, 발광 구동 신호의 위상을 일률적으로 뒤로 어긋나게 해 두어도 된다.

또한, 실시예 2에서 설명한 바와 같이, 화상 유효 신호 DE를 이용해서 시프트량 S를 정해도 된다.

또한, 실시예 3에 있어서는, 화상 변환부(1)에서는 흑 화상을 삽입하지 않고, 입체 화상 신호 I1를 2배의 프레임 주파수로 변환하며, 같은 화상이 연속해서 두 번 표시되도록 입체 화상 신호 I2를 작성했기 때문에, 복수의 백 라이트를 동시에 점등시키는 펄스를 발생시키는 타이밍이, 실시예 1 및 2과 다르며, 화상 동기 신호 V로부터 T/2 기간 전후에 펄스를 발생시키는 구성으로 되어 있다.

또한, 도 12(i)에 나타낸 바와 같이 백 라이트를 일제히 점등시키는 펄스와 같은 타이밍에 광 검출 게이트 신호 GE를 발생시킨다.

또한, 이 백 라이트의 일제 점등 기간 동안에는, 셔터 안경부(10)의 좌안과 우안의 셔터의 투과, 비투과를 전환하는 셔터 전환 신호 SL 및 SR를, Low 레벨로 함으로써 우안, 좌안 모두 닫히도록 한다.

도 12(j) 및 (k)에서의 사선 영역이, 우안, 좌안 모두 닫혀 있는 기간을 나타내고 있다.

이와 같이 실시예 3에 있어서는, 화상 변환부(1)에서는 흑 화상을 삽입하지 않고, 입체 화상 신호 I1를 2배의 프레임 주파수로 변환하며, 같은 화상이 연속해서 두 번 표시되도록 입체 화상 신호 I2를 작성했기 때문에, 액정이 충분히 응답하기까지의 시간을 확보할 수 있어서, 액정의 응답 속도가 늦는 것에 의한 3D 크로스토크를 억제할 수 있다.

또한, 액정 패널 화면을 분할한 영역에서의 휘도에 따라, 백 라이트의 휘도를 바꾸기 때문에, 표시 화상의 콘트라스트가 향상되는 효과가 있다. 또한, 안정된 광 검출을 행할 수 있어, 온도나 경과 시간이 변화되더라도, 밝기나 백 라이트 광원의 색이 변화되지 않는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 본 발명은, 그 발명의 범위 내에서, 각 실시예를 자유롭게 조합하거나, 각 실시예를 적절하게 변형, 생략하는 것이 가능하다.

5 : 광 검출부 6 : 광원 제어부
7 : 광원부 8 : 도광부
9 : 액정 패널부 10 : 셔터 안경부

Claims

입체 화상 신호에 기초해서 액정 패널 화면의 상부로부터 하부로 차례로 수평 주사됨으로써 상기 입체 화상 신호의 계조에 따라 광의 투과율을 변화시키는 액정 패널부와,
상기 액정 패널부의 배면측에 마련되며, 광원부로부터의 광을 받아서 확산시켜서 균일한 면 광원으로 하는 도광부와,
상기 도광부가 발하는 광의 광 강도를 검출하는 광 검출부와,
상기 광 검출부의 광 검출값과 미리 설정된 기준광 검출값이 같아지도록 상기 광원부의 발광 강도값을 제어하는 광원 제어부와,
상기 입체 화상 신호에 기초해서 발광 구동 신호와 광 검출 게이트 신호를 결정해서 출력하는 타이밍 생성부
를 구비하고,
상기 광원부는, 상기 액정 패널 화면을 복수로 구분한 각각의 영역에 대응해서 마련된 복수의 백 라이트를 포함하며,
상기 복수의 백 라이트는, 상기 발광 강도값에 기초해서 발광 강도가 제어되고, 상기 발광 구동 신호에 의해 점등 및 소등이 제어되며,
상기 발광 구동 신호는, 상기 입체 화상 신호에 동기해서 상기 복수의 백 라이트를 차례로 점등시키고, 또한 소정의 타이밍에 상기 복수의 백 라이트를 일제히 점등시키도록 구성됨과 아울러, 상기 입체 화상 신호의 화상 정보에 기초해서 상기 복수의 백 라이트의 발광 기간을 개별적으로 제어하도록 구성되며,
상기 광 검출부는, 상기 광 검출 게이트 신호에 기초해서, 상기 복수의 백 라이트를 일제히 점등시키는 타이밍에 검출 동작을 행하도록 제어되는
것을 특징으로 하는 입체 화상 표시 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 입체 화상 신호의 화상 정보는, 휘도 정보로부터 취득되는 화상 휘도 정보를 포함하고,
상기 화상 휘도 정보는, 상기 휘도 정보로부터 구해지는, 상기 액정 패널 화면을 복수로 구분한 각각의 영역에 대응하는 평균 휘도와, 상기 액정 패널 화면에 표시되는 화상 전체의 평균 휘도의 차분값으로 규정되는
입체 화상 표시 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 타이밍 생성부는 상기 입체 화상 신호에 기초해서 셔터 전환 신호를 더 결정해서 출력하고,
상기 입체 화상 신호에 기초해서 상기 액정 패널 화면에 표시되는 화상을 시인할 때에 사용되며, 좌안 및 우안의 셔터를 교대로 투과, 비투과로 전환함으로써 상기 화상이 의사적으로 입체 화상으로서 보이는 셔터 안경부를 더 구비하고,
상기 셔터 안경부는 상기 셔터 전환 신호에 따라서 상기 좌안 및 우안의 셔터가 투과, 비투과로 전환되며,
상기 셔터 전환 신호는 상기 복수의 백 라이트를 일제히 점등시키는 타이밍에 상기 좌안 및 우안의 셔터를 모두 비투과로 하도록 구성되는
입체 화상 표시 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 발광 구동 신호는 상기 입체 화상 신호에 동기한 화상 동기 신호 또는 화상 유효 신호를 기준으로 해서 타이밍이 설정되는 입체 화상 표시 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 광 검출부는 상기 도광부와 상기 액정 패널부 사이의 임의의 위치에 설치되는 입체 화상 표시 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 입체 화상 신호는, 2시점(視點)으로 캡쳐된 좌안 화상과 우안 화상이 시분할로 인가되며, 양자가 페어가 되도록 나열된 화상 신호를 2배의 프레임 주파수로 변환하고, 상기 좌안 화상과 상기 우안 화상 사이에 흑 화상을 삽입하여 구성되는 입체 화상 표시 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 입체 화상 신호는, 2시점으로 캡쳐된 좌안 화상과 우안 화상이 시분할로 인가되며, 양자가 페어가 되도록 나열된 화상 신호를 2배의 프레임 주파수로 변환하고, 같은 화상이 연속해서 두 번 표시되도록 구성되는 입체 화상 표시 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 복수의 백 라이트를 일제히 점등시키는 상기 발광 구동 신호, 상기 광 검출 게이트 신호 및 상기 셔터 전환 신호는 매 프레임마다 또는 소정 간격을 두고 인가되고,
상기 광원 제어부에 있어서의 상기 광 검출부에서의 상기 광 검출값과 상기 기준광 검출값이 같아지도록 상기 발광 강도값을 제어하는 동작은 매 프레임마다 또는 소정 간격을 두고 실행되는
입체 화상 표시 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 광원 제어부는, 시간의 경과와 함께 상기 기준광 검출값을 서서히 낮추는 제어를 행하는 입체 화상 표시 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 광원 제어부는, 상기 광원부에 인가하는 초기값으로서의 기준 발광 강도값을, 백 라이트 온도 및 경과 시간의 조건마다 기록해서 유지하는 입체 화상 표시 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 광원 제어부는, 상기 광원부를 소등한 시점에서의 최종 발광 강도값을 기록해서 유지하여 상기 광원부에 인가하는 초기값으로 하는 입체 화상 표시 장치.