KR101650204B1 - 입체영상 표시장치와 그 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 입체영상 표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다. 본 발명의 입체영상 표시장치는 2차원 및 3차원 영상을 표시하기 위해 다수의 RGB 픽셀들을 포함하는 표시패널; 상기 2차원 영상에서 상기 RGB 픽셀들로부터 발생한 빛을 그대로 통과시키고, 상기 3차원 영상에서 배리어를 이용하여 상기 RGB 픽셀들로부터 발생한 빛을 부분적으로 차단하는 스위쳐블 배리어; 및 상기 2차원 영상의 디지털 감마보정값과 상기 3차원 영상의 디지털 감마보정값을 다르게 하여, 상기 3차원 영상의 색좌표를 상기 2차원 영상의 색좌표와 일치시키는 화질 보상부를 포함한다. 본 발명은 2차원 및 3차원 영상에서 화이트 밸런스가 동일한 입체영상 표시장치와 그 구동방법을 제공한다.

Description

입체영상 표시장치와 그 구동방법{STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 입체영상 표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다.
입체영상 표시장치는 양안시차방식(stereoscopic technique)과 복합시차지각방식(autostereoscopic technique)으로 나뉘어진다. 양안시차방식은 입체 효과가 큰 좌우 눈의 시차 영상을 이용하며, 안경방식과 무안경방식이 있고 두 방식 모두 실용화되고 있다.
안경방식은 직시형 표시소자나 프로젝터에 좌우 시차 영상의 편광을 바꾸는 방식 또는 시분할 방식으로 표시하고, 편광 안경 또는 액정셔터 안경을 사용하여 입체영상을 구현한다. 무안경방식은 일반적으로 패럴렉스 배리어(parallax barrier) 방식과 렌티큘러(lenticular) 방식이 있다. 하지만, 패럴렉스 배리어 방식과 렌티큘러 방식은 광분리를 온/오프할 수 없으므로 3차원 입체영상만 구현할 수 있고, 2차원 및 3차원 영상 간에 전환을 할 수 없다는 문제점이 있다. 이에 따라, 2차원 및 3차원 영상이 호환가능한 스위쳐블 배리어(Switchable Barrier) 방식이 제안되고 있다. 하지만, 스위쳐블 배리어 방식은 3차원 영상에서 표시패널의 픽셀들로부터 발생한 빛이 부분적으로 차단되므로, 2차원 및 3차원 영상 각각에서 픽셀들의 개구부 면적이 달라진다. 결국, 스위쳐블 배리어 방식은 2차원 영상의 화이트 밸런스와 3차원 영상의 화이트 밸런스가 달라지는 문제점이 존재한다.
본 발명은 2차원 및 3차원 영상에서 화이트 밸런스가 동일한 입체영상 표시장치와 그 구동방법을 제공한다.
본 발명의 입체영상 표시장치는 2차원 및 3차원 영상을 표시하기 위해 다수의 RGB 픽셀들을 포함하는 표시패널; 상기 2차원 영상에서 상기 RGB 픽셀들로부터 발생한 빛을 그대로 통과시키고, 상기 3차원 영상에서 배리어를 이용하여 상기 RGB 픽셀들로부터 발생한 빛을 부분적으로 차단하는 스위쳐블 배리어; 및 상기 2차원 영상의 디지털 감마보정값과 상기 3차원 영상의 디지털 감마보정값을 다르게 하여, 상기 3차원 영상의 색좌표를 상기 2차원 영상의 색좌표와 일치시키는 화질 보상부를 포함한다.
본 발명의 입체영상 표시장치의 구동방법은 2차원 및 3차원 영상을 표시하기 위해 다수의 RGB 픽셀들을 포함하는 표시패널을 포함하는 입체영상 표시장치에서, 상기 2차원 영상의 디지털 감마보정값과 상기 3차원 영상의 디지털 감마보정값을 다르게 하여, 상기 3차원 영상의 색좌표를 상기 2차원 영상의 색좌표와 일치시키는 단계; 및 상기 2차원 영상에서 상기 RGB 픽셀들로부터 발생한 빛을 그대로 통과시키고, 상기 3차원 영상에서 배리어를 이용하여 상기 RGB 픽셀들로부터 발생한 빛을 부분적으로 차단하는 단계를 포함한다.
본 발명은 2차원 및 3차원 영상에서 RGB 데이터의 감마보정값을 다르게 함으로써, 3차원 영상의 색좌표를 2차원 영상의 색좌표와 일치시킨다. 그 결과, 2차원 및 3차원 영상에서 동일한 화이트 밸런스를 유지할 수 있다.
도 1은 2차원 영상에서 스위쳐블 배리어의 동작을 보여주는 도면이다.
도 2는 3차원 영상에서 스위쳐블 배리어의 동작을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 나타내는 블록도이다.
도 4는 도 3의 화질 보상부를 상세히 보여주는 블록도이다.
도 5a 및 도 5b는 2차원 영상 구현시 표시패널의 제 1 타입의 RGB 픽셀들의 개구부 면적을 보여주는 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 3차원 영상 구현시 표시패널의 제 1 타입의 RGB 픽셀들의 개구부 면적을 보여주는 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 2차원 영상 구현시 표시패널의 제 2 타입의 RGB 픽셀들의 개구부 면적을 보여주는 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 3차원 영상 구현시 표시패널의 제 2 타입의 RGB 픽셀들의 개구부 면적을 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치의 구동방법을 나타내는 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.
본 발명의 입체영상 표시장치의 표시패널(10)은 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 방출 표시소자(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광다이오드 소자(Organic Light Emitting Diode, 이하 "OLED"라 함), 전기영동 표시소자(Electrophoresis, EPD) 등의 평판 표시소자로 구현될 수 있다. 본 발명은 아래의 실시예에서 OLED 표시소자를 중심으로 예시하였지만, OLED 표시소자에 한정되지 않는 것에 주의하여야 한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소들의 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것으로, 실제 제품의 명칭과는 상이할 수 있다.
도 1 및 도 2는 2차원 및 3차원 영상에서 스위쳐블 배리어(40)의 동작을 보여주는 도면들이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 스위쳐블 배리어(40)는 제 1 및 제 2 투명기판(41, 42), 제 1 및 제 2 편광판(43A, 43B), 분할전극들(44A, 44B), 액정층(45) 및 공통전극(46)을 포함한다.
스위쳐블 배리어(40)의 제 1 및 제 2 투명기판(41, 42)은 서로 대향된다. 제 1 및 제 2 투명기판(41, 42)은 글래스 또는 필름 등으로 구현될 수 있다. 제 1 투명기판(41)에는 다수의 분할전극들(44A, 44B)이 패터닝된다. 제 2 투명기판(42)에는 공통전극(46)이 하나의 막으로 형성된다.
스위쳐블 배리어(40)는 제 1 및 제 2 투명기판(41, 42) 사이에 형성된 액정층(45)을 포함한다. 액정층(45)의 액정분자는 공통전극(46)과 분할전극들(44A, 44B) 사이의 전압 차에 의하여 회동한다.
도 1과 같이, 2차원 영상에서는 스위쳐블 배리어(40)의 공통전극(46)과 분할전극들(44A, 44B) 사이에 전압 차가 실질적으로 발생하지 않으므로, 액정분자는 회동하지 않는다. 따라서, 빛은 그대로 스위쳐블 배리어(40)를 통과하며, 사용자는 좌우 눈의 시차가 없는 2차원 영상을 보게 된다.
도 2와 같이, 3차원 영상에서는 스위쳐블 배리어(40)의 공통전극(46)과 분할전극들(44A, 44B)에 인가된 전압에 의해 전압 차가 발생한다. 공통전극(46)과 제 2n(n은 양수) 전극들(44B)에 인가되는 전압은 전압 차가 실질적으로 발생하지 않으며, 따라서 액정분자는 회동하지 않는다. 공통전극(46)과 제 2n-1 전극들(44A)에 인가되는 전압은 전압 차가 발생한다. 공통전극(46)과 제 2n-1 전극들(44A) 사이에 있는 액정분자는 회동하게 된다.
스위쳐블 배리어(40)의 제 1 투명기판(41)에는 제 1 편광판(43A)이 부착된다. 제 2 투명기판(42)에는 제 1 편광판(43A)과 교차되는 제 2 편광판(43B)이 부착된다.
공통전극(46)과 제 2n 전극들(44B) 사이의 영역에 있는 액정분자는 회동하지 않는다. 제 1 편광판(43A)을 통과한 빛은 공통전극(46)과 제 2n 전극들(44B) 사이의 영역에서 편광특성이 변하므로 제 2 편광판(43B)을 통과할 수 있다.
공통전극(46)과 제 2n-1 전극들(44A) 사이의 영역에 있는 액정분자는 회동한다. 제 1 편광판(43A)을 통과한 빛은 공통전극(46)과 제 2n-1 전극들(44A) 사이의 영역에서 편광특성이 변하지 않으므로 제 2 편광판(43B)에 의해 차단된다. 따라서, 공통전극(46)과 제 2n-1 전극들(44A) 사이의 영역은 빛을 차단하는 배리어 역할을 하게 된다. 배리어 역할을 하는 공통전극(46)과 제 2n-1 전극들(44A) 사이의 영역은 도 6 및 도 8과 같이 RGB 픽셀들 각각의 비발광부 영역에 대향되는 위치에 형성된다.
스위쳐블 배리어(40)의 액정층(45)의 빛을 차단하는 영역으로 인하여, 도 2와 같이 우측 영상 RGB(RGBR)의 빛은 사용자의 우안으로 진행하고, 좌측 영상 RGB(RGBL)의 빛은 사용자의 좌안으로 진행한다. 따라서, 사용자의 좌우 눈이 시차를 느낄 수 있게 되므로 3차원 영상을 구현하게 된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 나타내는 블록도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 입체영상 표시장치는 표시패널(10), 스위쳐블 배리어(40), 게이트 구동부(110), 데이터 구동부(120), 화질 보상부(130), 스위쳐블 배리어 구동부(140), 및 제어부(150)를 포함한다.
본 발명의 입체영상 표시장치의 표시패널(10)은 OLED 표시소자로 구현될 수 있다. 액티브 매트릭스 타입의 유기발광다이오드 표시소자(Active Matrix type Organic Light Emitting Diode display, AMOLED)는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor 이하, "TFT"라 함)를 이용하여 OLED에 흐르는 전류를 제어하여 화상을 표시한다. 이러한 OLED 표시소자는 OLED의 구조에 따라 배면발광(Bottom emission), 및 전면발광(Top emission) 등의 형태로 화상을 표시한다.
배면발광 구조에서는 OLED 층에서 방출된 빛이 하부 기판을 통해 외부로 방출된다. 따라서, 배면발광 구조의 경우 발광된 빛이 화소를 구성하고 있는 TFT, 캐퍼시터, 및 배선 등을 통과해야하기 때문에 실제 빛이 나오는 부분이 가려져 발광 부분의 면적이 작아지는 문제가 있다.
전면발광 구조에서는 OLED 층에서 방출한 빛이 인캡슐레이션 기판을 통해 외부로 방출된다. 따라서, 전면발광 구조는 개구율이 높아 OLED의 수명 측면에서 배면발광 구조보다 유리하다. 또한, 전면발광 구조의 경우 애노드 전극측으로 빛을 내보낼 필요가 없기 때문에 하부 기판이 투명하지 않아도 되고, 얇은 기판을 사용해도 된다는 장점이 있다.
OLED 표시소자에는 다수의 RGB 픽셀들에 데이터 전압을 공급하기 위한 데이터라인들과, 게이트펄스(또는 스캔펄스)를 공급하기 위한 게이트라인들(또는 스캔라인들)이 교차하여 형성된다. RGB 픽셀들 각각은 게이트 라인에 게이트 신호가 공급될 때 데이터 라인으로부터의 아날로그 데이터 신호를 공급받아 그 데이터 신호에 상응하는 빛을 발생한다. 3차원 영상을 표시하기 위해서, RGB 픽셀들 각각은 우안영상을 표시하는 우안영상의 RGB 픽셀(RGBR)과, 좌안영상을 표시하는 좌안영상의 RGB 픽셀(RGBL)로 구분된다. RGB 픽셀들 각각은 2차원 영상이 구현 가능하도록 설계될 수 있다.
데이터 구동부(120)는 제어부(150)로부터 입력된 디지털 데이터 신호를 아날로그 데이터 신호로 변환한다. 데이터 구동부(120)는 아날로그 데이터 신호를 게이트 신호가 공급될 때마다 표시패널(10)의 데이터라인들에 공급한다. 게이트 구동부(110)는 데이터전압에 동기되는 게이트펄스를 표시패널(10)의 게이트라인들에 순차적으로 공급한다.
데이터 구동부(120)는 3차원 영상에서 제어부(150)로부터 입력되는 좌안 영상과 우안 영상의 데이터들(RGBL, RGBR)을 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 정극성/부극성 아날로그 데이터전압들을 발생한다. 데이터 구동부(120)로부터 출력되는 정극성/부극성 아날로그 데이터전압들은 표시패널(10)의 데이터라인들에 공급된다.
화질 보상부(130)는 3차원 영상의 색좌표를 2차원 영상의 색좌표와 일치되도록 RGB 데이터를 감마보정한다. 화질 보상부(130)는 제어부(150)로부터 RGB 데이터(RGB)와 2D/3D 구분신호(2D/3D)를 입력받고, 감마보정된 RGB 데이터(RGB')를 데이터 구동부(120)로 출력한다. 화질 보상부(130)에 대한 자세한 설명은 도 4를 결부하여 후술한다.
스위쳐블 배리어(40)는 도 1과 도 2를 통해 앞에서 이미 충분히 설명하였다.
스위쳐블 배리어 구동부(140)는 스위쳐블 배리어(40)의 공통전극(46) 및 분할전극들(44A, 44B)에 구동전압을 공급한다. 스위쳐블 배리어 구동부(140)는 제어부(150)의 제어하에 2차원 및 3차원 영상에서 구동전압을 다르게 공급한다. 2차원 영상을 구현하는 경우, 스위쳐블 배리어 구동부(140)는 공통전극(46)과 분할전극들(44A, 44B) 간에 실질적으로 전압 차가 발생하지 않도록 구동전압을 공급한다. 3차원 영상을 구현하는 경우, 스위쳐블 배리어 구동부(140)는 공통전극(46)과 제 2n 전극들(44B)에 인가되는 전압은 전압 차가 실질적으로 발생하지 않도록 구동전압을 공급하며, 공통전극과 제 2n-1 전극들(44A)에 인가되는 전압은 전압 차가 발생하도록 구동전압을 공급한다.
제어부(150)는 게이트 제어신호를 게이트 구동부(110)에 공급하고, 데이터 제어신호를 데이터 구동부(120)에 공급한다. 또한, 제어부(150)는 3차원 영상의 색좌표를 2차원 영상의 색좌표와 일치시키기 위해 RGB 데이터(RGB), 및 2D/3D 구분신호(2D/3D)를 화질 보상부(130)에 공급하며, 스위쳐블 배리어 구동부(140)에 2차원 및 3차원 영상에서 구동전압을 다르게 제어하는 신호(CB)를 공급한다.
게이트 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 게이트 펄스의 타이밍을 제어한다. 게이트 쉬프트 클럭(GSC)은 게이트 스타트 펄스(GSP)를 쉬프트시키기 위한 클럭신호이다. 게이트 출력 인에이블신호(GOE)는 게이트 구동회로의 출력 타이밍을 제어한다.
데이터 제어신호는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse, SSP), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE), 극성제어신호(POL) 등을 포함한다. 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터 구동회로의 데이터 샘플링 시작 시점을 제어한다. 소스 샘플링 클럭은 라이징 또는 폴링 에지에 기준하여 데이터 구동회로의 샘플링 동작을 제어하는 클럭신호이다. 데이터 구동회로에 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. 극성제어신호(POL)는 데이터 구동회로로부터 출력되는 데이터전압의 극성을 L(L은 양의 정수) 수평기간 주기로 반전시킨다. 소스 출력 인에이블신호(SOE)는 데이터 구동회로의 출력 타이밍을 제어한다.
2D/3D 구분신호(2D/3D)는 2차원 및 3차원 영상을 구분하는 신호를 의미한다. 제어부(150)는 RGB 데이터에 부가된 식별코드, 또는 2차원 및 3차원 영상을 구분하는 다른 식별코드를 통해 2차원 영상인지 3차원 영상인지를 판단할 수 있다. 제어부(150)는 2차원 영상인 경우 2차원 영상이라는 신호(2D)를 출력하고, 3차원 영상이라면 3차원이라는 신호(3D)를 출력한다.
제어부(150)에서 생성된 스위쳐블 배리어 구동 제어신호(CB)는 스위쳐블 배리어 구동부(140)로 공급되어 스위쳐블 배리어 구동부(140)를 제어한다. 스위쳐블 배리어 구동 제어신호(CB)를 입력받은 스위쳐블 배리어 구동부(140)는 2차원 및 3차원 영상에서 스위쳐블 배리어(40)에 구동전압을 다르게 공급한다.
도 4는 도 3의 화질 보상부(130)를 상세히 보여주는 블록도이다. 도 4를 참조하면, 화질 보상부(130)는 룩-업 테이블, 및 멀티플렉서(Multiplexer, MUX)을 포함한다.
룩-업 테이블에는 2차원 영상의 RGB 데이터의 계조별 디지털 감마보정값과 3차원 영상의 RGB 데이터의 계조별 디지털 감마보정값이 저장되어 있다. 화질 보상부(130)로 입력된 RGB 데이터는 2D 감마보정값을 저장한 룩-업 테이블(2D LUT)과 3D 감마보정값을 저장한 룩-업 테이블(3D LUT)로 입력된다.
2D 감마보정값을 저장한 룩-업 테이블(2D LUT)은 RGB 데이터가 입력되는 경우 2차원 영상 RGB 데이터의 계조값을 입력 어드레스로 하여 그 입력 어드레스에 저장된 감마보정값을 선택한다. 2D 감마보정값을 저장한 룩-업 테이블(2D LUT)은 선택된 감마보정값을 멀티플렉서(MUX)로 전송한다. 3D 감마보정값을 저장한 룩-업 테이블(3D LUT)은 RGB 데이터가 입력되는 경우, 3차원 영상 RGB 데이터의 계조값을 입력 어드레스로 하여 그 입력 어드레스에 저장된 감마보정값을 선택한다. 3D 감마보정값을 저장한 룩-업 테이블(3D LUT)은 선택된 감마보정값을 멀티플렉서(MUX)로 전송한다. 2D 및 3D 감마보정값에 대하여는 수학식 1 내지 수학식 3을 결부하여 후술한다.
2D 및 3D 감마보정값으로 감마보정된 RGB 데이터들은 멀티플렉서(MUX)로 입력된다. 멀티플렉서(MUX)는 제어부(150)로부터 입력받은 2D/3D 구분 신호(2D/3D)에 따라 2D 및 3D 감마보정값으로 감마보정된 RGB 데이터들 중 어느 하나를 선택하여 출력한다. 멀티플렉서(MUX)에서 선택된 감마보정된 RGB 데이터(RGB')는 데이터 구동부(120)로 출력된다.
도 5a 및 도 5b는 2차원 영상 구현시 표시패널의 제 1 타입 RGB 픽셀들의 구부 면적을 보여주는 도면이다. 도 5a는 표시패널의 장방향(x축 방향)을 가로방향으로 하여 영상을 구현하는 경우를 나타내며, 도 5b는 표시패널의 단방향(x축 방향)을 가로방향으로 하여 영상을 구현하는 경우를 나타낸다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 제 1 타입의 RGB 픽셀들은 "RGB"를 하나의 단위로 하여 "RGB"가 반복적으로 배치된다. 도 5a에서, R 픽셀의 단방향(y축 방향) 폭은 W1, G 픽셀의 단방향(y축 방향) 폭은 W2, B 픽셀의 단방향(y축 방향) 폭은 W3에 해당하며, W3가 가장 크고, W2가 가장 작다.(W3 > W1 > W2) 도 5b에서, R 픽셀의 단방향(x축 방향) 폭은 W1, G 픽셀의 단방향(x축 방향) 폭은 W2, B 픽셀의 단방향(x축 방향) 폭은 W3에 해당하며, W3가 가장 크고, W2가 가장 작다.(W3 > W1 > W2)
결국, B 픽셀들의 개구부 면적은 B(Blue)가 가장 크고, G(Green)가 가장 작다. 이는 G(Green) 픽셀의 휘도 기여도가 가장 크고, B(Blue) 픽셀의 휘도 기여도가 가장 작으므로, R, G, B 각 픽셀의 개구부 면적을 조절하여 화이트 밸런스를 조정하기 위함이다.
도 6a 및 도 6b는 3차원 영상 구현시 표시패널의 제 1 타입의 RGB 픽셀들의 개구부 면적을 보여주는 도면이다. 도 6a는 표시패널의 장방향(x축 방향)을 가로방향으로 하여 영상을 구현하는 경우를 나타내며, 도 6b는 표시패널의 단방향(x축 방향)을 가로방향으로 하여 영상을 구현하는 경우를 나타낸다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 3차원 영상 구현시 스위쳐블 배리어에 의해 RGB 픽셀들로부터 발생한 빛이 부분적으로 차단되므로, RGB 픽셀들의 개구부 면적이 2차원 영상 구현시와 달라진다. 도 5와 같이 2차원 영상 구현시 R, G, B 각 픽셀의 개구부 면적을 조절하여 화이트 밸런스를 조정하였는데, R, G, B 각 픽셀의 개구부면적이 달라지므로, 화이트 밸런스 역시 달라지는 문제가 있다.
도 7a 및 도 7b는 2차원 영상 구현시 표시패널의 제 2 타입 RGB 픽셀들의 개구부 면적을 보여주는 도면이다. 도 7a는 표시패널의 장방향(x축 방향)을 가로방향으로 하여 영상을 구현하는 경우를 나타내며, 도 7b는 표시패널의 단방향(x축 방향)을 가로방향으로 하여 영상을 구현하는 경우를 나타낸다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 제 2 타입의 RGB 픽셀들은 "RGBG"를 하나의 단위로 하여 "RGBG"가 반복적으로 배치된다. 도 7a에서, R 픽셀의 단방향(y축 방향) 폭은 W1, G 픽셀의 단방향(y축 방향) 폭은 W2, B 픽셀의 단방향(y축 방향) 폭은 W3에 해당하며, W3가 가장 크고, W2가 가장 작다.(W3 > W1 > W2) 도 7b에서, R 픽셀의 단방향(x축 방향) 폭은 W1, G 픽셀의 단방향(x축 방향) 폭은 W2, B 픽셀의 단방향(x축 방향) 폭은 W3에 해당하며, W3가 가장 크고, W2가 가장 작다.(W3 > W1 > W2)
결국, RGB 픽셀들의 개구부 면적은 B(Blue)가 가장 크고, G(Green)가 가장 작다. 이는 G(Green) 픽셀의 휘도 기여도가 가장 크고, B(Blue) 픽셀의 휘도 기여도가 가장 작으므로, R, G, B 각 픽셀의 개구부 면적을 조절하여 화이트 밸런스를 조정하기 위함이다.
도 8a 및 도 8b는 3차원 영상 구현시 표시패널의 제 2 타입의 RGB 픽셀들의 개구부 면적을 보여주는 도면이다. 도 8a는 표시패널의 장방향(x축 방향)을 가로방향으로 하여 영상을 구현하는 경우를 나타내며, 도 8b는 표시패널의 단방향(x축 방향)을 가로방향으로 하여 영상을 구현하는 경우를 나타낸다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 3차원 영상 구현시 스위쳐블 배리어에 의해 RGB 픽셀들로부터 발생한 빛이 부분적으로 차단되므로, RGB 픽셀들의 개구부 면적이 2차원 영상 구현시와 달라진다. 도 5 및 도 7과 같이 2차원 영상 구현시 R, G, B 각 픽셀의 개구부 면적을 조절하여 화이트 밸런스를 조정하였는데, R, G, B 각 픽셀의 개구부면적이 달라지므로, 화이트 밸런스 역시 달라지는 문제가 있다.
도 5 내지 도 8에서 살펴본 바와 같이 2차원 및 3차원 영상에서 화이트 밸런스가 달라지므로, 3차원 영상의 색좌표를 2차원 영상의 색좌표에 일치되도록 감마값(γ)을 조정하여야 한다. RGB 데이터의 감마값(γ)은 수학식 1 내지 3을 통해 도출될 수 있다.
Figure 112010032607799-pat00001
수학식 1에서, MaxLuminance는 표시패널의 최대 휘도, Graylevel은 표시패널에 표시하고자 하는 현재 픽셀의 계조값, MaxGraylevel은 최대 휘도의 계조(최상위 계조 또는 피크 화이트(Peak White) 계조), γ는 도출하고자 하는 감마값을 의미한다.
Figure 112010032607799-pat00002
Figure 112010032607799-pat00003
수학식 2 및 3에서, x와 y는 색좌표, X는 색 파장 대역에서 R(Red)의 적분 값, Y는 색 파장 대역에서 G(Green)의 적분 값, Z는 색 파장 대역에서 B(Blue)의 적분 값을 의미한다.
표시패널(10)의 색좌표(x, y)는 수학식 2 및 3과 같이 XYZ 색공간으로 표현될 수 있고, 그 색좌표(x, y)는 계조별 휘도의 인지특성을 결정하는 감마 특성 커브에 따라 조정될 수 있다. 감마 특성 커브의 휘도값은 액정표시소자와 같은 표시소자에서 표시패널(10)의 광투과율에 비례하고, 광투과율은 표시패널(10)의 픽셀들에 인가되는 데이터 전압에 따라 조정될 수 있다.　 또한, 표시패널(10)의 휘도는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)이나 OLED 표시소자 등과 같은 자체발광 표시소자와 같은 경우에 표시패널(10)의 발광량에 비례하고, 그 발광량은 표시패널(10)의 픽셀들에 인가되는 데이터 전압에 따라 조정될 수 있다.　 데이터전압은 디지털 비디오 데이터의 계조값에 따라 조정될 수 있다.　 따라서, 본 발명은 2차원 및 3차원 영상에서 디지털 비디오 데이터의 감마 특성 커브를 만족하는 감마보정값들을 룩-업 테이블에 등재하고, 그 감마보정값들로 디지털 비디오 데이터를 변조함으로써 3차원 영상의 휘도를 조정하여 3차원 영상의 화이트 밸런스를 2차원 영상의 화이트 밸런스에 일치시킬 수 있다.
도 5 내지 도 8에서 살펴본 바와 같이, 스위쳐블 배리어에 의해 3차원 영상에서 R, G, B 각 픽셀의 개구부 면적이 2차원 영상 구현시와 달라지므로, 3차원 영상의 색좌표(x, y)는 2차원 영상의 색좌표(x, y)와 달라지게 된다. 따라서, 3차원 영상에서의 색좌표(x, y)를 2차원 영상에서의 색좌표(x, y)와 일치시키기 위해 감마 특성 커브를 조정한다. 감마 특성 커브는 수학식 1과 같이, 감마값(γ)으로 조정할 수 있다. 결국, 감마값(γ)을 조정함으로써, 3차원 영상의 색좌표(x, y)를 2차원 영상의 색좌표(x, y)와 일치되도록 맞출 수 있다.
감마값(γ)은 2차원/3차원 영상 구동방식, 및 색좌표(x, y) 등에 따라 조정될 수 있고, 상기 여러 특성을 고려하여 사전실험을 통해 결정된다. 이렇게 도출된 2차원 영상의 RGB 데이터의 감마보정값은 2D 감마보정값의 룩-업 테이블(2D LUT)에 저장되고, 3차원 영상의 RGB 데이터의 감마보정값은 3D 감마보정값의 룩-업 테이블(3D LUT)에 저장된다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치의 구동방법을 나타내는 흐름도이다. 이에 대하여는 도 3 및 도 4에 도시된 입체영상 표시장치와 결부하여 상세히 설명한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, RGB 데이터(RGB), 및 2D/3D 구분신호(2D/3D)는 제어부(150)를 통해 화질 보상부(130)에 입력된다. 화질 보상부(130)로 입력된 RGB 데이터는 2D 감마보정값을 저장한 룩-업 테이블(2D LUT)과 3D 감마보정값을 저장한 룩-업 테이블(3D LUT)로 입력된다. 2D 감마보정값을 저장한 룩-업 테이블(2D LUT)은 RGB 데이터가 입력되는 경우 2차원 영상 RGB 데이터의 계조값을 입력 어드레스로 하여 그 입력 어드레스에 저장된 감마보정값을 선택한다. 2D 감마보정값을 저장한 룩-업 테이블(2D LUT)은 선택된 감마보정값을 멀티플렉서(MUX)로 전송한다. 3D 감마보정값을 저장한 룩-업 테이블(3D LUT)은 RGB 데이터가 입력되는 경우, 3차원 영상 RGB 데이터의 계조값을 입력 어드레스로 하여 그 입력 어드레스에 저장된 감마보정값을 선택한다. 3D 감마보정값을 저장한 룩-업 테이블(3D LUT)은 선택된 감마보정값을 멀티플렉서(MUX)로 전송한다. (S101, S102)
2D 및 3D 감마보정값으로 감마보정된 RGB 데이터들은 멀티플렉서(MUX)로 입력된다. 멀티플렉서(MUX)는 제어부(150)로부터 입력받은 2D/3D 구분 신호(2D/3D)에 따라 2D 및 3D 감마보정값으로 감마보정된 RGB 데이터들 중 어느 하나를 선택하여 출력한다. 멀티플렉서(MUX)에서 선택된 감마보정된 RGB 데이터(RGB')는 데이터 구동부(120)로 출력된다. (S103 내지 S105)
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.
10: 표시패널 40: 스위쳐블 배리어
41: 제 1 투명기판 42: 제 2 투명기판
43A: 제 1 편광판 43B: 제 2 편광판
44A, 44B: 분할전극들 45: 액정층
46: 공통전극 110: 게이트 구동부
120: 데이터 구동부 130: 화질 보상부
140: 스위쳐블 배리어 구동부 150: 제어부

Claims (9)

  1. 2차원 및 3차원 영상을 표시하기 위해 다수의 RGB 픽셀들을 포함하는 표시패널;
    상기 2차원 영상에서 상기 RGB 픽셀들로부터 발생한 빛을 그대로 통과시키고, 상기 3차원 영상에서 배리어를 이용하여 상기 RGB 픽셀들로부터 발생한 빛을 부분적으로 차단하는 스위쳐블 배리어; 및
    상기 2차원 영상의 디지털 감마보정값과 상기 3차원 영상의 디지털 감마보정값을 다르게 하여, 상기 3차원 영상의 색좌표를 상기 2차원 영상의 색좌표와 일치시키는 화질 보상부를 포함하고,
    상기 화질 보상부는
    상기 2차원 영상의 디지털 감마보정값을 저장하고, RGB 데이터가 입력되면 2차원 영상 RGB 데이터의 계조값에 대응되어 입력 어드레스에 저장된 상기 2차원 영상의 디지털 감마보정값을 선택하는 2D 룩-업 테이블(2D LUT);
    상기 3차원 영상의 디지털 감마보정값을 저장하고, 상기 RGB 데이터가 입력되면 3차원 영상 RGB 데이터의 계조값에 대응되어 입력 어드레스에 저장된 상기 3차원 영상의 디지털 감마보정값을 선택하는 3D 룩-업 테이블(3D LUT); 및
    입력되는 2D/3D 구분 신호(2D/3D)에 따라, 상기 2D 룩-업 테이블(2D LUT)에서 선택된 상기 2차원 영상의 감마보정값으로 감마보정된 RGB 데이터들과 상기 3D 룩-업 테이블(3D LUT)에서 선택된 상기 3차원 영상의 감마보정값으로 감마보정된 RGB 데이터들 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 멀티플렉서;를 포함하는 입체영상 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위쳐블 배리어는 상기 3차원 영상에서 배리어를 이용하여 상기 RGB 픽셀들로부터 발생한 좌안 영상의 빛을 사용자의 좌안으로 진행시키고, 우안 영상의 빛을 상기 사용자의 우안으로 진행시키는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 RGB 픽셀들은 B 픽셀의 개구부가 가장 크며, G 픽셀의 개구부가 가장 작은 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  6. 2차원 및 3차원 영상을 표시하기 위해 다수의 RGB 픽셀들을 포함하는 표시패널을 포함하는 입체영상 표시장치에서,
    상기 2차원 영상의 디지털 감마보정값과 상기 3차원 영상의 디지털 감마보정값을 다르게 하여, 상기 3차원 영상의 색좌표를 상기 2차원 영상의 색좌표와 일치시키는 단계; 및
    상기 2차원 영상에서 상기 RGB 픽셀들로부터 발생한 빛을 그대로 통과시키고, 상기 3차원 영상에서 배리어를 이용하여 상기 RGB 픽셀들로부터 발생한 빛을 부분적으로 차단하는 단계를 포함하고,
    상기 3차원 영상의 색좌표를 상기 2차원 영상의 색좌표와 일치시키는 단계는,
    상기 2차원 영상의 디지털 감마보정값을 2D 룩-업 테이블(2D LUT)에 저장하고, RGB 데이터가 입력되면 2차원 영상 RGB 데이터의 계조값에 대응되어 입력 어드레스에 저장된 상기 2차원 영상의 디지털 감마보정값을 선택하는 단계;
    상기 3차원 영상의 디지털 감마보정값을 3D 룩-업 테이블(3D LUT)에 저장하고, 상기 RGB 데이터가 입력되면 3차원 영상 RGB 데이터의 계조값에 대응되어 입력 어드레스에 저장된 상기 3차원 영상의 디지털 감마보정값을 선택하는 단계; 및
    입력되는 2D/3D 구분 신호(2D/3D)에 따라, 상기 2D 룩-업 테이블(2D LUT)에서 선택된 상기 2차원 영상의 감마보정값으로 감마보정된 RGB 데이터들과 상기 3D 룩-업 테이블(3D LUT)에서 선택된 상기 3차원 영상의 감마보정값으로 감마보정된 RGB 데이터들 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 단계;를 포함하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 2차원 영상에서 상기 RGB 픽셀들로부터 발생한 빛을 그대로 통과시키고, 상기 3차원 영상에서 상기 RGB 픽셀들로부터 발생한 빛을 배리어를 이용하여 부분적으로 차단하는 단계는,
    상기 3차원 영상에서 배리어를 이용하여 상기 RGB 픽셀들로부터 발생한 좌안 영상의 빛을 사용자의 좌안으로 진행시키고, 우안 영상의 빛을 상기 사용자의 우안으로 진행시키는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 입체영상 표시장치의 구동방법.
  8. 삭제
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 RGB 픽셀들은 B 픽셀의 개구부가 가장 크며, G 픽셀의 개구부가 가장 작은 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
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