KR101491192B1 - 입체 영상 표시장치와 그 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 입체 영상 표시장치에 관한 것으로, 2D 모드에서 2D 영상 데이터를 표시하고 3D 모드에서 3D 영상 데이터를 표시하는 표시패널; 서로 다른 전압으로 설정된 제1 감마 기준전압들과 제2 감마 기준전압들을 발생하고 상기 2D 모드에서 상기 제1 감마 기준전압들을 출력하고 상기 3D 모드에서 상기 제2 감마 기준전압들을 출력하는 감마 기준전압 발생부; 및 상기 2D 모드에서 2D 영상 데이터를 상기 제1 감마 기준전압들로 변환하여 표시패널의 데이터라인들로 출력하고, 상기 3D 모드에서 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 상기 제2 감마 기준전압들로 변환하여 상기 데이터라인들로 출력하는 데이터 구동부를 구비한다. 상기 제1 감마 기준전압들과 상기 제2 감마 기준전압들은 동일한 고전위 전원 전압으로부터 분압된다. 상기 제2 감마 기준전압의 피크 화이트 계조 전압은 상기 제1 감마 기준전압의 피크 화이트 계조 전압보다 높고 상기 고전위 전원전압보다 낮다.

Description

입체 영상 표시장치와 그 구동 방법{STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 입체 영상 표시장치와 그 구동 방법에 관한 것이다.
입체영상 표시장치는 양안시차방식(stereoscopic technique)과 복합시차지각방식(autostereoscopic technique)으로 나뉘어진다.
양안시차방식은 입체 효과가 큰 좌우 눈의 시차 영상을 이용하며, 안경방식과 무안경방식으로 나뉘어진다. 안경방식은 직시형 표시소자나 프로젝터에 좌우 시차 영상의 편광 방향을 바꿔서 또는 시분할 방식으로 표시하고, 편광 안경 또는 셔터 안경을 사용하여 입체 영상을 구현한다. 무안경 방식은 일반적으로 패럴렉스 베리어, 렌티큘라 렌즈 등의 광학판을 이용하여 좌우 시차 영상의 광축을 분리하여 입체 영상을 구현한다.
안경방식의 입체 영상 표시장치의 일예로는 미국특허 US 5,821,989, 미국출원 공개 US 2007022949A1 등이 알려져 있다.
도 1은 안경방식의 입체 영상 표시장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 셔터 안경(ST)에서 흑색으로 표시된 부분은 관찰자 쪽으로 진행하는 빛을 차단하는 셔터이고, 백색으로 표시된 부분은 관찰자 쪽으로 빛을 투과하는 셔터를 나타낸다. 도 1에서, 표시소자(DIS)를 액정표시소자로 선택하는 경우에, 표시소자(DIS)에 빛을 조사하는 백라이트 유닛(Back Light Unit, BLU)이 필요하다.
도 1을 참조하면, 기수 프레임 기간 동안 표시소자(DIS)에 좌안 영상 데이터(RGBL)가 기입되고, 셔터 안경(ST)의 좌안 셔터(STL)가 개방된다. 우수 프레임 기간 동안, 표시소자(DIS)에 우안 영상 데이터(RGBR)가 기입되고 셔터 안경(ST)의 우안 셔터(STR)가 개방된다. 따라서, 관찰자는 기수 프레임 동안 좌안 영상만을 보게 되고, 우수 프레임 기간 동안 우안 영상만을 보게 되어 양안시차로 입체감을 느낄 수 있다.
표시소자(DIS)는 2D 모드에서 2차원 평면 영상(이하 "2D 영상"이라 함)을 표시하고 3D 모드에서 입체 영상(이하 "3D 영상"이라 함)을 표시할 수 있다.
종래의 입체 영상 표시장치는 2D 영상을 재현할 때 기존 구동 방법과 동일한 구동 방법으로 구동되고, 좌안 영상과 우안 영상이 시간 및/또는 공간으로 분리된 3D 영상을 재현할 때 2D 구동 방법과는 다른 구동 방법으로 구동된다. 이 때문에 동일한 감마 보상 전압으로 2D 영상의 데이터전압과 3D 영상의 데이터전압을 변환하면 2D 영상의 감마 특성과 3D 영상의 감마 특성이 달라진다. 예를 들어, 입체 영상 표시장치의 감마 특성이 2D 영상의 재현 화질을 기준으로 최적화되면 3D 영상의 감마 특성이 최적화되지 못한다. 따라서, 사용자가 느끼는 2D 영상의 계조별 밝기 인지 단계와 3D 영상의 밝기 인지 단계가 달라진다.
본 발명은 2D 영상과 3D 영상의 감마 특성을 일치시키도록 한 입체 영상 표시장치와 그 구동 방법을 제공한다.
본 발명의 입체 영상 표시장치는 2D 모드에서 2D 영상 데이터를 표시하고 3D 모드에서 3D 영상 데이터를 표시하는 표시패널; 서로 다른 전압으로 설정된 제1 감마 기준전압들과 제2 감마 기준전압들을 발생하고 상기 2D 모드에서 상기 제1 감마 기준전압들을 출력하고 상기 3D 모드에서 상기 제2 감마 기준전압들을 출력하는 감마 기준전압 발생부; 및 상기 2D 모드에서 2D 영상 데이터를 상기 제1 감마 기준전압들로 변환하여 표시패널의 데이터라인들로 출력하고, 상기 3D 모드에서 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 상기 제2 감마 기준전압들로 변환하여 상기 데이터라인들로 출력하는 데이터 구동부를 구비한다.
상기 제1 감마 기준전압들과 상기 제2 감마 기준전압들은 동일한 고전위 전원 전압으로부터 분압된다.
상기 제2 감마 기준전압의 피크 화이트 계조 전압은 상기 제1 감마 기준전압의 피크 화이트 계조 전압보다 높고 상기 고전위 전원전압보다 낮다.
상기 입체 영상 표시장치는 상기 2D 모드와 상기 3D 모드에서 서로 다른 논리값을 갖는 감마 선택신호를 발생하는 선택신호 발생회로를 더 구비한다.
상기 감마 기준전압 발생부는 상기 제1 감마 기준전압들을 출력하는 제1 뱅크; 상기 제2 감마 기준전압들을 출력하는 제2 뱅크; 및 상기 감마 선택신호에 응답하여 상기 2D 모드에서 상기 제1 뱅크의 출력을 선택하고 상기 3D 모드에서 상기 제2 뱅크의 출력을 선택하는 스위칭부를 구비한다.
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상기 표시패널은 액정표시소자(LCD), 유기발광다이오드소자(OLED), 전기영동 표시소자(EPD) 중 어느 하나의 표시패널이다.
상기 입체 영상 표시장치의 구동 방법은 서로 다른 전압으로 설정된 제1 감마 기준전압들과 제2 감마 기준전압들을 발생하는 단계; 2D 모드에서 상기 제1 감마 기준전압들을 선택하고 3D 모드에서 상기 제2 감마 기준전압들을 선택하는 단계; 상기 2D 모드에서 2D 영상 데이터를 상기 제1 감마 기준전압들로 변환하여 표시패널의 데이터라인들로 출력하여 상기 2D 영상 데이터를 상기 표시패널에 표시하는 단계; 및 상기 3D 모드에서 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 상기 제2 감마 기준전압들로 변환하여 상기 데이터라인들로 출력하여 상기 좌안 영상 데이터와 상기 우안 영상 데이터를 상기 표시패널에 표시하는 단계를 포함한다.
본 발명은 2D 영상의 감마 보상 전압들과 다른 3D 영상의 감마 보상 전압들을 이용하여 3D 영상을 구동함으로써 2D 영상과 3D 영상의 감마 특성을 일치시킬 수 있다. 그 결과, 본 발명은 2D 영상과 3D 영상 각각의 화질을 최적화할 수 있다.
도 1은 안경 방식의 입체 영상 표시장치에서 좌우 영상의 시분할 동작을 보여 주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 표시장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 표시장치의 구동 방법을 나타내는 파형도이다.
도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 감마 기준전압 발생부를 상세히 나타내는 회로도들이다.
도 6은 종래 기술과 본 발명에서 감마 특성을 비교한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 표시장치의 구동 방법에서 감마 기준전압의 선택 방법을 보여 주는 흐름도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것일 수 있는 것으로서, 실제 제품의 부품 명칭과는 상이할 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 표시장치는 표시패널(100), 백라이트 유닛(140), 타이밍 콘트롤러(101), 감마 기준전압 발생부(150), 데이터 구동회로(102), 게이트 구동회로(103), 백라이트 콘트롤러(141), 광원 구동부(142), 시스템 보드(104), 및 셔터 안경(130)을 구비한다.
표시패널(100)은 두 장의 유리기판 사이에 액정층이 형성된다. 표시패널(100)은 데이터라인들(105)과 게이트라인들(또는 스캔라인, 106)의 교차 구조에 의해 매트릭스 형태로 배치된 액정셀들을 포함한다.
표시패널(100)의 하부 유리기판에는 데이터라인들(105), 게이트라인들(106), 박막트랜지스터들(Thin Film Transistors, TFTs), 및 스토리지 커패시터(Storage Capacitor, Cst) 등이 형성된다. 표시패널(100)의 액정셀들은 TFT에 접속된 화소전극과, 공통전압이 공급되는 공통전극 사이의 전계에 의해 구동된다. 표시패널(100)의 상부 유리기판에는 블랙매트릭스, 컬러필터 및 공통전극이 형성된다. 표시패널(100)의 상부 유리기판과 하부 유리기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 공통전극은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 상부 유리기판 상에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소전극과 함께 하부 유리기판 상에 형성된다.
본 발명에서 적용 가능한 표시패널(100)은 TN 모드, VA 모드, IPS 모드, FFS 모드뿐 아니라 어떠한 액정모드의 액정표시패널로도 구현될 수 있다.
백라이트 유닛(140)은 직하형(direct type) 백라이트 유닛 또는, 에지형(edge type) 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다. 에지형 백라이트 유닛은 도시하지 않은 도광판의 측면에 대향되도록 광원들이 배치되고, 표시패널(100)과 도광판 사이에 다수의 광학시트들이 배치되는 구조를 갖는다. 직하형 백라이트 유닛은 표시패널(100)의 아래에 다수의 광학시트들과 확산판이 적층되고 확산판 아래에 다수의 광원들이 배치되는 구조를 갖는다. 광원들은 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL), 외부전극 형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp : EEFL), 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED) 중 하나 이상으로 구현될 수 있다.
타이밍 콘트롤러(101)는 시스템 보드(104)로부터 입력된 디지털 비디오 데이터(RGB)를 데이터 구동회로(102)에 공급한다. 또한, 타이밍 콘트롤러(101)는 시스템 보드(104)로부터 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 도트 클럭(CLK) 등의 타이밍신호를 입력받아 데이터 구동회로(102)와 게이트 구동회로(103)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들을 발생한다. 제어신호들은 게이트 구동회로(103)의 동작 타임을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호, 데이터 구동회로(102)의 동작 타이밍과 데이터전압의 극성을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호를 포함한다.
타이밍 콘트롤러(101)는 시스템 보드(104)로부터 입력되는 모드신호(MODE) 또는, 입력 영상 신호에 코딩된 모드 식별 코드에 기초하여 2D 모드와 3D 모드의 동작을 전환할 수 있다. 타이밍 콘트롤러(101) 또는 시스템 보드(104)는 60Hz의 입력 프레임 주파수를 체배하여 60×i(i는 2 이상의 정수)Hz의 프레임 주파수로 표시패널(100)을 구동할 수 있다. 입력 프레임 주파수는 PAL(Phase Alternate Line) 방식에서 50Hz이고 NTSC(National Television Standards Committee) 방식에서 60Hz이다. PAL 방식에서 프레임 주파수가 4 배로 체배되어 200Hz로 될 때 1 프레임 기간은 5msec 이고, NTSC 방식에서 프레임 주파수가 4 배로 체배되어 240Hz로 될 때 1 프레임 기간은 대략 4.16msec 이다.
게이트 타이밍 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock, GSC), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 포함한다. 게이트 스타트 펄스(GSP)는 첫 번째 게이트펄스를 발생하는 게이트 드라이브 IC(Integrated Circuit)에 인가되어 첫 번째 게이트펄스가 발생되도록 그 게이트 드라이브 IC를 제어한다. 게이트 쉬프트 클럭(GSC)은 게이트 드라이브 IC들에 공통으로 입력되는 클럭신호로써 게이트 스타트 펄스(GSP)를 쉬프트시키기 위한 클럭신호이다. 게이트 출력 인에이블신호(GOE)는 게이트 드라이브 IC들의 출력을 제어한다.
데이터 타이밍 제어신호는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse, SSP), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 극성제어신호(Polarity : POL), 및 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE) 등을 포함한다. 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터 구동회로의 데이터 샘플링 시작 타이밍을 제어한다. 소스 샘플링 클럭(SSC)은 라이징 또는 폴링 에지에 기준하여 데이터 구동회로(102) 내에서 데이터의 샘플링 타이밍을 제어하는 클럭신호이다. 극성제어신호(POL)는 데이터 구동회로(102)로부터 출력되는 데이터전압의 극성을 제어한다. 소스 출력 인에이블신호(SOE)는 데이터 구동회로(102)의 출력 타이밍을 제어한다. 데이터 구동회로(102)에 입력될 디지털 비디오 데이터가 mini LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 인터페이스 규격으로 전송된다면, 소스 스타트 펄스(SSP)와 소스 샘플링 클럭(SSC)은 생략될 수 있다.
입체 영상 표시장치의 3D 모드 구동 방법이 2D 모드 구동 방법과 다르다. 이러한 구동 방법의 차이에 의해, 2D 영상의 감마 기준 전압으로 3D 영상의 데이터 전압을 보상하여 3D 영상을 재현하면 사용자가 느끼는 3D 영상의 계조별 밝기 인지 단계가 2D 영상과 다르게 될 수 있다. 본 발명은 3D 구동 방법에서 사전 실험을 통해 2D 영상의 감마 특성과 동일한 감마 특성을 얻을 수 있도록 2D 영상의 감마 기준전압들과는 다른 감마 기준전압들로 3D 영상의 데이터전압을 변환한다.
타이밍 콘트롤러(101) 또는 시스템 보드(104)는 제1 감마 기준전압들과 제2 감마 기준전압들을 선택하기 위한 감마 선택신호(SEL)를 발생한다. 감마 선택신호(SEL)는 2D 모드와 3D 모드를 식별하기 위하여 2D 모드와 3D 모드에서 서로 다른 논리값으로 발생된다. 감마 기준전압 발생부(150)는 감마 선택신호(SEL)에 응답하여 2D 모드에서 제1 감마 기준전압들을 출력하고 3D 모드에서 제2 감마 기준전압들을 출력한다. 제1 감마 기준 전압들과 제2 감마 기준 전압들은 사용자가 느끼는 2D 영상과 3D 영상의 계조별 밝기 인지 단계가 서로 동일하도록 사전 실험을 통해 서로 다른 전압으로 설정된다.
데이터 구동회로(102)의 소스 드라이브 IC들 각각은 쉬프트 레지스터, 래치, 디지털-아날로그 변환기, 출력 버퍼 등을 포함한다. 데이터 구동회로(102)는 타이밍 콘트롤러(101)의 제어 하에 디지털 비디오 데이터(RGB)를 래치한다. 데이터 구동회로(102)는 극성제어신호(POL)에 응답하여 디지털 비디오 데이터(RGB)를 감마 기준전압 발생부(150)로부터의 감마 기준전압들(GMA1~n)로 변환하여 데이터전압의 극성을 반전시킨다. 그리고 데이터 구동회로(102)는 극성제어신호(POL)에 응답하여 데이터라인들(105)로 출력되는 데이터전압들의 극성을 반전시킨다.
게이트 구동회로(103)는 게이트 타이밍 제어신호들에 응답하여 데이터전압과 동기되는 게이트펄스를 게이트라인들(106)에 순차적으로 공급한다.
백라이트 콘트롤러(141)는 시스템 보드(104) 또는 타이밍 콘트롤러(101)로부터 입력되는 글로벌/로컬 디밍신호(DIM)에 따라 백라이트 휘도가 조정되도록 상기 디밍신호(DIM)에 따라 PWM 듀티비 조정값을 포함한 백라이트 제어 데이터를 SPI(Serial Peripheral Interface) 데이터 포맷으로 광원 구동부(142)에 전송한다. 또한, 백라이트 콘트롤러(141)는 좌안 영상과 우안 영상이 겹쳐 보이는 3D 크로스토크를 줄이기 위하여, 시스템 보드(104) 또는 타이밍 콘트롤러(101)의 제어 하에 3D 모드에서 2D 모드보다 낮은 듀티비로 PWM 듀티비 조정값을 조정한다. 백라이트 콘트롤러(141)는 타이밍 콘트롤러(101) 내에 내장될 수 있다.
광원 구동부(142)는 백라이트 콘트롤러(141)로부터의 백라이트 제어 데이터에 응답하여 광원들을 점등 및 소등한다.
시스템 보드(104)는 LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 인터페이스, TMDS(Transition Minimized Differential Signaling) 인터페이스 등의 인터페이스를 통해 2D 영상 또는 3D 영상의 데이터와 타이밍신호들(Vsync, Hsync, DE, CLK)을 타이밍 콘트롤러(101)에 공급한다. 시스템 보드(104)는 2D 모드에서 2D 영상을 타이밍 콘트롤러(101)에 공급하는 반면, 3D 모드에서 좌안 영상과 우안 영상을 포함한 3D 영상을 타이밍 콘트롤러(101)에 공급한다. 시스템 보드(104)는 60×iHz의 프레임 주파수로 2D 및 3D 영상의 데이터를 전송할 수 있다. 시스템 보드(104) 또는 타이밍 콘트롤러(101)는 영상 데이터를 분석하여 그 분석 결과에 따라 표시영상의 콘트라스트 특성을 높이기 위하여 글로벌/로컬 디밍값을 산출하여 디밍신호(DIM)를 발생할 수 있다.
사용자는 사용자 입력장치(110)를 통해 2D 모드와 3D 모드를 선택할 수 있다. 사용자 입력장치(110)는 표시패널(100) 상에 부착되거나 내장된 터치 스크린, 온 스크린 디스플레이(On screen display, OSD), 키보드, 마우스, 리모트 콘트롤러(Remote controller) 등을 포함한다. 시스템 보드(104)는 사용자 입력장치(110)를 통해 입력되는 사용자 데이터에 응답하여 2D 모드 동작과 3D 모드 동작을 전환한다. 시스템 보드(104)는 입력 영상의 데이터에 인코딩된 2D/3D 식별 코드를 통해 2D 모드의 동작과 3D 모드의 동작을 전환할 수도 있다.
시스템 보드(104)는 3D 모드에서 셔터 안경(130)의 좌안 셔터(STL)와 우안 셔터(STR)를 교대로 개폐하기 위하여, 셔터 제어신호 송신부(120)로 통해 셔터 제어신호를 출력한다. 셔터 제어신호 송신부(120)는 유/무선 인터페이스를 통해 셔터 제어신호를 셔터 제어신호 수신부(121)에 전송한다. 셔터 제어신호 수신부(121)는 셔터 안경(130)에 내장되거나 별도의 모듈로 제작되어 셔터 안경(130)에 부착될 수 있다.
셔터 안경(130)은 전기적으로 개별 제어되는 좌안 셔터(STL)와 우안 셔터(STR)를 포함한다. 좌안 셔터(STL)와 우안 셔터(STR) 각각은 제1 투명기판, 제1 투명기판 상에 형성된 제1 투명전극, 제2 투명기판, 제2 투명기판 상에 형성된 제2 투명전극, 제1 및 제2 투명기판 사이에 협지된 액정층을 포함한다. 제1 투명전극에는 기준전압이 공급되고 제2 투명전극에는 ON/OFF 전압이 공급된다. 좌안 셔터(STL)와 우안 셔터(STR) 각각은 제2 투명전극에 ON 전압이 공급될 때 표시패널(100)로부터의 빛을 투과시키는 반면, 제2 투명전극에 OFF 전압이 공급될 때 표시패널(100)로부터의 빛을 차단한다.
셔터 제어신호 수신부(121)는 유/무선 인터페이스를 통해 셔터 제어신호를 수신하고, 셔터 제어신호에 따라 셔터 안경(130)의 좌안 셔터(STL)와 우안 셔터(STR)를 교대로 개폐한다. 셔터 제어신호가 제1 논리값으로 셔터 제어신호 수신부(121)에 입력될 때, 좌안 셔터(STL)의 제2 투명전극에 ON 전압이 공급되는 반면에, 우안 셔터(STR)의 제2 투명전극에 OFF 전압이 공급된다. 셔터 제어신호가 제2 논리값으로 셔터 제어신호 수신부(121)에 입력될 때, 좌안 셔터(STL)의 제2 투명전극에 OFF 전압이 공급되는 반면에, 우안 셔터(STR)의 제2 투명전극에 ON 전압이 공급된다. 따라서, 셔터 안경(130)의 좌안 셔터(STL)는 셔터 제어신호가 제1 논리값으로 발생될 때 개방되고, 셔터 안경(130)의 우안 셔터(STR)는 셔터 제어신호가 제2 논리값으로 발생될 때 개방된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 표시장치의 구동 방법을 나타내는 파형도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 입체 영상 표시장치는 3D 크로스토크를 줄이기 위하여 3D 모드의 기수 번째 프레임 기간(Fn+1, Fn+3) 동안 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 교대로 표시패널(100)에 어드레싱한다. 그리고 본 발명의 입체 영상 표시장치는 3D 모드의 우수 번째 프레임 기간(Fn+2, Fn+4) 동안 블랙 계조의 데이터를 표시패널(100)의 모든 픽셀들에 어드레싱한다. 타이밍 콘트롤러(101)는 3D 모드의 우수 번째 프레임 기간(Fn+2, Fn+4) 동안 내장 레지스터에 저장된 블랙 계조 데이터 예를 들어, 000000002을 데이터 구동회로(102)에 반복 공급한다.
이를 상세히 설명하면, 데이터 구동회로(102)는 3D 모드의 제n+1(n은 양의 정수) 프레임 기간(Fn+1) 동안 타이밍 콘트롤러(101)로부터 입력되는 좌안 영상 데이터(RGBL)를 제2 감마 기준전압들(GMA1~n(3D))로 변환하여 데이터라인들(105)로 출력한다. 그리고 데이터 구동회로(102)는 3D 모드의 제n+2 프레임 기간(Fn+2) 동안 타이밍 콘트롤러(101)로부터 입력되는 블랙 계조 데이터를 제2 감마 기준전압들(GMA1~n(3D))로 변환하여 데이터라인들(105)로 출력한다.
데이터 구동회로(102)는 3D 모드의 제n+3 프레임 기간(Fn+3) 동안 타이밍 콘트롤러(101)로부터 입력되는 우안 영상 데이터(RGBR)를 제2 감마 기준전압들(GMA1~n(3D))로 변환하여 데이터라인들(105)로 출력한다. 그리고 데이터 구동회로(102)는 3D 모드의 제n+4 프레임 기간(Fn+4) 동안 타이밍 콘트롤러(101)로부터 입력되는 블랙 계조 데이터를 제2 감마 기준전압들(GMA1~n(3D))로 변환하여 데이터라인들(105)로 출력한다.
데이터 구동회로(102)는 2D 모드의 제n+1 내지 제n+4 프레임 기간(Fn+1~Fn+4) 동안 타이밍 콘트롤러(101)로부터 입력되는 2D 영상 데이터를 제1 감마 기준전압들(GMA1~n(2D))로 변환하여 데이터라인들(105)로 출력한다.
백라이트 유닛(140)의 광원들은 3D 모드에서 제n+1 및 제n+2 프레임 기간(Fn+1, Fn+2) 동안 점등되고, 표시패널(100)과 셔터 안경(130)의 액정 응답 지연시간을 고려하여 프레임 기간의 스타트 시점으로부터 소정 시간 지연된 시간부터 3D 설정값의 듀티비로 점등한다. 또한, 백라이트 유닛(140)의 광원들은 3D 모드에서 제n+3 및 제n+4 프레임 기간(Fn+3, Fn+4) 동안 점등되고, 표시패널(100)과 셔터 안경(130)의 액정 응답 지연시간을 고려하여 프레임 기간의 스타트 시점으로부터 소정 시간 지연된 시간부터 3D 설정값의 듀티비로 점등한다. 백라이트 유닛(140)의 광원들은 2D 모드에서 제n+1 내지 제n+4 프레임 기간(Fn+1~Fn+4) 동안 3D 모드보다 높은 듀티비로 발광한다.
셔터 안경(130)의 좌안 셔터(STL)는 제n+1 및 제n+2 프레임 기간(Fn+1, Fn+2) 동안 개방되고, 셔터 안경(130)의 우안 셔터(STR)는 제n+3 및 제n+4 프레임 기간(Fn+3, Fn+4) 동안 개방된다. 따라서, 사용자는 3D 모드에서 좌안 영상을 자신의 좌안으로 우안 영상을 자신의 우안으로 교대로 보게 되므로 양안 시차를 느껴 입체 영상을 감상할 수 있다.
도 4 및 도 5는 도 2에 도시된 감마 기준전압 발생부(150)를 상세히 나타내는 회로도들이다.
도 4를 참조하면, 감마 기준전압 발생부(150)는 제1 감마 기준전압들(GMA1~n(2D))을 발생하는 제1 뱅크(151), 제2 감마 기준전압들(GMA1~n(3D))을 발생하는 제2 뱅크(151), 및 감마 선택신호(SEL)에 응답하여 제1 및 제2 감마 기준전압들(GMA1~n(2D), GMA1~n(3D)) 중 어느 하나를 선택하는 스위칭부(153) 등을 포함한다.
제1 뱅크(151)는 사전 실험을 통해 2D 영상에서 최적 감마 특성 예컨대, 2.2 감마 커브를 만족하는 제1 감마 기준전압들(GMA1~n(2D))을 발생한다. 제1 뱅크(151)는 도 5와 같이 고전위 전원전압(VDD)을 저항열(Resistor string)로 분압하여 n(n은 2 이상의 양의 정수) 단계의 제1 감마 기준전압들(GMA1~n(2D))을 출력한다.
제2 뱅크(152)는 사전 실험을 통해 3D 영상에서 최적 감마 특성 예컨대, 2.2 감마 커브를 만족하는 제2 감마 기준전압들(GMA1~n(3D))을 발생한다. 제2 뱅크(152)는 도 5와 같이 고전위 전원전압(VDD)을 저항열(Resistor string)로 분압하여 n(n은 2 이상의 양의 정수) 단계의 제1 감마 기준전압들(GMA1~n(2D))을 출력한다.
제1 및 제2 뱅크(151, 152) 각각은 디지털 감마 데이터가 저장된 메모리, 디지털 감마 데이터를 아날로그 전압으로 변환하는 프로그래머블 감마전압 발생회로를 이용하여 감마 기준전압들(GMA1~n(2D), GMA1~n(3D))을 발생할 수 있다. 프로그래머블 감마전압 발생회로는 I2C 통신 인터페이스를 통해 입력되는 직렬 데이터에 따라 메모리의 디지털 감마 데이터가 조정될 수 있다. 따라서, 프로그래머블 감마전압 발생회로로부터 출력되는 감마 기준전압들(GMA1~n(2D), GMA1~n(3D))은 외부로부터 입력되는 직렬 데이터에 의해 조정될 수 있다.
스위칭부(153)는 감마 선택신호(SEL)에 응답하여 2D 모드에서 제1 뱅크(151)의 출력을 선택하여 데이터 구동회로(102)로 전달하고, 3D 모드에서 제2 뱅크(152)의 출력을 선택하여 데이터 구동회로(102)로 전달한다.
2D 영상과 3D 영상의 구동 방법 차이로 인하여, 동일한 감마 기준전압들로 데이터 전압을 변환하면 도 6의 점선으로 나타낸 바와 같이 종래 기술에서는 3D 영상의 감마 커브(61)가 2D 영상의 2.2 감마 커브(62)보다 중간 계조 영역에서 낮아질 수 있다. 따라서, 본 발명은 제1 뱅크(151)의 저항열 저항값과 제2 뱅크(152)의 저항열 저항값을 다르게 설정하거나, 프로그래머블 감마전압 발생회로의 메모리에 저장된 디지털 감마 데이터를 제1 뱅크(151)와 제2 뱅크(152)에서 다르게 설정한다. 아래의 표 1은 도 3과 같은 방법으로 3D 영상을 재현하고 그 때 제1 및 제2 감마 기준전압들(GMA1~n(2D), GMA1~n(3D))을 조정하는 실험을 통해 도 6에서 3D 영상의 감마 커브가 2D 영상의 2.2 감마 커브(62)와 실질적으로 일치하는 감마 보상 전압들을 나타낸다.
종래 기술 본 발명
2D 영상의 VDD & GMA1 VDD = 18V, GMA1=16.5V VDD = 20V, GMA1=16.5V
3D 영상의 VDD & GMA1 VDD = 18V, GMA1=16.5V VDD = 20V, GMA1=18V
여기서, 제1 감마 기준전압(GMA1)은 피크 화이트 계조 예컨대, 8bit 입력 데이터에서 계조값 '255'의 감마 보상 전압이다. 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 2D 영상의 2.2 감마 커브에 3D 영상의 감마 커브가 일치되도록 하기 위해서는 제2 감마 기준전압들(GMA1~n)의 피크 화이트 계조 전압(GMA1)을 제1 감마 기준전압들(GMA1~n)의 그것(GMA1)보다 높게 설정하여야 한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 표시장치의 구동 방법에서 감마 기준전압의 선택 방법을 보여 주는 흐름도이다. 입체 영상 표시장치의 구동 방법은 도 7과 같이 2D 모드에서 제1 감마 기준전압들(GMA1~n(2D))로 데이터를 변환하고(S1 및 S3), 3D 모드에서 제2 감마 기준전압들(GMA1~n(3D))로 데이터를 변환한다.(S1 및 S2)
표시패널(100)은 액정표시소자 이외에도 유기발광다이오드소자(Organic Light Emitting Diode, OLED)를 포함한 전계발광소자(Electroluminescence Device, EL), 전기영동 표시소자(Electrophoresis, EPD) 등의 다른 표시패널로 구현될 수 있다. 따라서, 백라이트 유닛(140), 백라이트 콘트롤러(141), 광원 구동부(142) 등은 표시패널(100)의 선택에 따라 생략될 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
100 : 표시패널 101 : 타이밍 콘트롤러
102 : 데이터 구동회로 103 : 게이트 구동회로
104 : 시스템 보드 130 : 셔터 안경
140 : 백라이트 유닛 141 : 백라이트 콘트롤러
142 : 광원 구동부 150 : 감마 기준전압 발생부
151 : 제1 뱅크 152 : 제2 뱅크
153 : 스위칭부

Claims (10)

  1. 2D 모드에서 2D 영상 데이터를 표시하고 3D 모드에서 3D 영상 데이터를 표시하는 표시패널;
    서로 다른 전압으로 설정된 제1 감마 기준전압들과 제2 감마 기준전압들을 발생하고 상기 2D 모드에서 상기 제1 감마 기준전압들을 출력하고 상기 3D 모드에서 상기 제2 감마 기준전압들을 출력하는 감마 기준전압 발생부; 및
    상기 2D 모드에서 2D 영상 데이터를 상기 제1 감마 기준전압들로 변환하여 표시패널의 데이터라인들로 출력하고, 상기 3D 모드에서 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 상기 제2 감마 기준전압들로 변환하여 상기 데이터라인들로 출력하는 데이터 구동부를 구비하고,
    상기 제1 감마 기준전압들과 상기 제2 감마 기준전압들은 동일한 고전위 전원 전압으로부터 분압되고,
    상기 제2 감마 기준전압의 피크 화이트 계조 전압은 상기 제1 감마 기준전압의 피크 화이트 계조 전압보다 높고 상기 고전위 전원전압보다 낮은 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 2D 모드와 상기 3D 모드에서 서로 다른 논리값을 갖는 감마 선택신호를 발생하는 선택신호 발생회로를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 감마 기준전압 발생부는,
    상기 고전위 전원전압을 분압하여 상기 제1 감마 기준전압들을 출력하는 제1 뱅크;
    상기 고전위 전원전압을 분압하여 상기 제2 감마 기준전압들을 출력하는 제2 뱅크; 및
    상기 감마 선택신호에 응답하여 상기 2D 모드에서 상기 제1 뱅크의 출력을 선택하고 상기 3D 모드에서 상기 제2 뱅크의 출력을 선택하는 스위칭부를 구비하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 서로 다른 전압으로 설정된 제1 감마 기준전압들과 제2 감마 기준전압들을 발생하는 단계;
    2D 모드에서 상기 제1 감마 기준전압들을 선택하고 3D 모드에서 상기 제2 감마 기준전압들을 선택하는 단계;
    데이터 전압을 표시패널의 데이터라인들에 공급하기 위한 데이터 구동부에서 상기 2D 모드에서 2D 영상 데이터를 상기 제1 감마 기준전압들로 변환하여 상기 데이터라인들로 출력하는 단계; 및
    상기 데이터 구동부에서 상기 3D 모드에서 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 상기 제2 감마 기준전압들로 변환하여 상기 데이터라인들로 출력하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 감마 기준전압들과 상기 제2 감마 기준전압들은 동일한 고전위 전원 전압으로부터 분압되고,
    상기 제2 감마 기준전압의 피크 화이트 계조 전압은 상기 제1 감마 기준전압의 피크 화이트 계조 전압보다 높고 상기 고전위 전원전압보다 낮은 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치의 구동 방법.
  8. 삭제
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  10. 삭제
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