KR101731117B1 - 입체영상 표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 입체영상 표시장치는 제1 표시라인들과, 상기 제1 표시라인들과 교번적으로 배치된 제2 표시라인들을 포함하는 화소 어레이; 제1 영상 소스의 좌안영상 데이터를 상기 제1 표시라인들에 대응되도록 정렬하여 제n 프레임에 할당함과 아울러 제2 영상 소스의 우안영상 데이터를 상기 제2 표시라인들에 대응되도록 정렬하여 상기 제n 프레임에 할당하고, 상기 제2 영상 소스의 좌안영상 데이터를 상기 제1 표시라인들에 대응되도록 정렬하여 제n+1 프레임에 할당함과 아울러 상기 제1 영상 소스의 우안영상 데이터를 상기 제2 표시라인들에 대응되도록 정렬하여 상기 제n+1 프레임에 할당하는 데이터 처리부; 상기 제1 표시라인들로부터 입사되는 빛의 제1 원편광을 투과시키는 제1 리타더들과, 상기 제2 표시라인들로부터 입사되는 빛의 제2 원편광을 투과시키는 제2 리타더들을 포함하는 패턴드 리타더; 제1 원편광 부재를 포함하여 상기 패턴드 리타더로부터 입사되는 상기 제1 원편광을 스위칭하는 좌안 셔터와, 제2 원편광 부재를 포함하여 상기 패턴드 리타더로부터 입사되는 상기 제2 원편광을 스위칭하는 우안 셔터를 각각 포함하는 제1 및 제2 액정셔터 안경; 및 영상 소스의 개수에 따라 셔터 제어신호를 다르게 발생하여 상기 좌안 셔터와 우안 셔터의 개폐 동작을 제어하는 셔터제어신호 제어부를 구비한다.

Description

입체영상 표시장치 및 그 구동방법{3D IMAGE DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 3차원 입체영상(이하, '3D 영상')을 구현할 수 있는 입체영상 표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.

입체영상 표시장치는 양안시차방식(stereoscopic technique) 또는 복합시차지각방식(autostereoscopic technique)을 이용하여 3D 영상을 구현한다.

양안시차방식은 입체 효과가 큰 좌우 눈의 시차 영상을 이용하며, 안경방식과 무안경방식이 있고 두 방식 모두 실용화되고 있다. 무안경 방식은 일반적으로 좌우 시차 영상의 광축을 분리하기 위한 패럴렉스 베리어 등의 광학판을 표시 화면의 앞에 또는 뒤에 설치하는 방식이다. 안경방식은 표시패널에 편광 방향이 서로 다른 좌우 시차 영상을 표시하고, 편광 안경 또는 액정셔터 안경을 사용하여 입체 영상을 구현한다.

편광 안경방식은 표시패널에 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 수평라인 단위로 교대로 표시하고 표시패널 위에 부착된 패턴드 리타더를 통해 편광 안경에 입사되는 편광특성을 절환함으로써, 좌안 이미지와 우안 이미지를 공간적으로 분할하여 3D 영상을 구현한다.

액정셔터 안경방식은 표시패널에 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 프레임 단위로 교대로 표시하고 이 표시 타이밍에 동기하여 액정셔터 안경의 좌우안 셔터를 개폐함으로써, 좌안 이미지와 우안 이미지를 시간적으로 분할하여 3D 영상을 구현한다.

그런데, 종래 입체영상 표시장치는 상기 공간 분할 방식이나 시간 분할 방식 중 어느 하나만을 사용하여 3D 영상을 구현하기 때문에, 사용자들은 입체영상 표시장치를 통해 하나의 영상 콘텐츠만을 감상할 수밖에 없다. 따라서, 하나의 표시소자를 통해 서로 다른 영상 콘텐츠를 복수의 사용자들에게 제공할 수 있는 방안이 요구된다.

따라서, 본 발명의 목적은 하나의 표시소자를 이용하여 선택적으로 서로 다른 3D 영상을 구현할 수 있도록 한 입체영상 표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치는 제1 표시라인들과, 상기 제1 표시라인들과 교번적으로 배치된 제2 표시라인들을 포함하는 화소 어레이; 제1 영상 소스의 좌안영상 데이터를 상기 제1 표시라인들에 대응되도록 정렬하여 제n 프레임에 할당함과 아울러 제2 영상 소스의 우안영상 데이터를 상기 제2 표시라인들에 대응되도록 정렬하여 상기 제n 프레임에 할당하고, 상기 제2 영상 소스의 좌안영상 데이터를 상기 제1 표시라인들에 대응되도록 정렬하여 제n+1 프레임에 할당함과 아울러 상기 제1 영상 소스의 우안영상 데이터를 상기 제2 표시라인들에 대응되도록 정렬하여 상기 제n+1 프레임에 할당하는 데이터 처리부; 상기 제1 표시라인들로부터 입사되는 빛의 제1 원편광을 투과시키는 제1 리타더들과, 상기 제2 표시라인들로부터 입사되는 빛의 제2 원편광을 투과시키는 제2 리타더들을 포함하는 패턴드 리타더; 제1 원편광 부재를 포함하여 상기 패턴드 리타더로부터 입사되는 상기 제1 원편광을 스위칭하는 좌안 셔터와, 제2 원편광 부재를 포함하여 상기 패턴드 리타더로부터 입사되는 상기 제2 원편광을 스위칭하는 우안 셔터를 각각 포함하는 제1 및 제2 액정셔터 안경; 및 영상 소스의 개수에 따라 셔터 제어신호를 다르게 발생하여 상기 좌안 셔터와 우안 셔터의 개폐 동작을 제어하는 셔터제어신호 제어부를 구비한다.

상기 제1 영상 소스와 상기 제2 영상 소스는 서로 다르다.

상기 셔터제어신호 제어부는, 상기 제n 프레임에서 제1 논리값을 가지며 상기 제n+1 프레임에서 제2 논리값을 갖도록 상기 셔터 제어신호를 발생하고; 상기 셔터 제어신호와 동일 위상의 제1 셔터 제어신호로 상기 제1 액정셔터 안경의 좌안 셔터와 우안 셔터를 제어하고; 상기 셔터 제어신호와 반대 위상의 제2 셔터 제어신호로 상기 제2 액정셔터 안경의 좌안 셔터와 우안 셔터를 제어한다.

상기 제n 프레임에서, 상기 제1 액정셔터 안경의 좌안 셔터는 개방되고 상기 제1 액정셔터 안경의 우안 셔터는 폐쇄되는 반면, 상기 제2 액정셔터 안경의 좌안 셔터는 폐쇄되고 상기 제2 액정셔터 안경의 우안 셔터는 개방되며; 상기 제n+1 프레임에서, 상기 제1 액정셔터 안경의 좌안 셔터는 폐쇄되고 상기 제1 액정셔터 안경의 우안 셔터는 개방되는 반면, 상기 제2 액정셔터 안경의 좌안 셔터는 개방되고 상기 제2 액정셔터 안경의 우안 셔터는 폐쇄된다.

상기 제1 영상 소스와 상기 제2 영상 소스는 서로 동일하다.

상기 셔터제어신호 제어부는, 상기 제n 프레임과 제n+1 프레임 각각에서 제3 논리값을 갖도록 상기 셔터 제어신호를 발생하여 상기 제1 및 제2 액정셔터 안경의 모든 셔터들을 계속적으로 개방시킨다.

상기 제1 원편광 부재는 상기 제1 및 제2 액정셔터 안경의 좌안 셔터에 각각 부착된 제1 원편광 필름이고; 상기 제2 원편광 부재는 상기 제1 및 제2 액정셔터 안경의 우안 셔터에 각각 부착된 제2 원편광 필름이다.

본 발명의 실시예에 따라 제1 표시라인들과, 상기 제1 표시라인들과 교번적으로 배치된 제2 표시라인들을 포함하는 화소 어레이를 갖는 입체영상 표시장치의 구동방법은, 제1 영상 소스의 좌안영상 데이터를 상기 제1 표시라인들에 대응되도록 정렬하여 제n 프레임에 할당함과 아울러 제2 영상 소스의 우안영상 데이터를 상기 제2 표시라인들에 대응되도록 정렬하여 상기 제n 프레임에 할당하고, 상기 제2 영상 소스의 좌안영상 데이터를 상기 제1 표시라인들에 대응되도록 정렬하여 제n+1 프레임에 할당함과 아울러 상기 제1 영상 소스의 우안영상 데이터를 상기 제2 표시라인들에 대응되도록 정렬하여 상기 제n+1 프레임에 할당하는 단계; 패턴드 리타더의 제1 리타더들을 통해 상기 제1 표시라인들로부터 입사되는 빛의 제1 원편광을 투과시키고, 상기 패턴드 리타더의 제2 리타더들을 통해 상기 제2 표시라인들로부터 입사되는 빛의 제2 원편광을 투과시키는 단계; 제1 원편광 부재를 포함하는 제1 및 제2 액정셔터 안경의 좌안 셔터를 이용하여 상기 패턴드 리타더로부터 입사되는 상기 제1 원편광을 스위칭하고, 제2 원편광 부재를 포함하는 상기 제1 및 제2 액정셔터 안경의 우안 셔터를 이용하여 상기 패턴드 리타더로부터 입사되는 상기 제2 원편광을 스위칭하는 단계; 및 영상 소스의 개수에 따라 셔터 제어신호를 다르게 발생하여 상기 좌안 셔터와 우안 셔터의 개폐 동작을 제어하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 입체영상 표시장치 및 그 구동방법은 공간분할 방식과 시간분할 방식을 적절히 조합하여 영상 소스가 1개인 경우뿐만 아니라 영상 소스가 2개 이상인 경우에도, 하나의 표시소자를 이용하여 선택적으로 서로 다른 3D 영상을 구현할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 보여주는 도면.
도 2는 다중 모드에서 데이터 처리부의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 3은 단일 모드에서 데이터 처리부의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 4는 제n 프레임과 제n+1 프레임에서, 제1 셔터 제어신호와 제2 셔터 제어신호의 논리값을 보여주는 도면.
도 5 및 도 6은 다중 모드에서 3D 데이터의 표시 타이밍과 액정셔터 안경들의 개폐 타이밍을 보여주는 도면들.
도 7은 단일 모드에서 3D 데이터의 표시 타이밍과 액정셔터 안경들의 동작을 보여주는 도면.

이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 설명하기 위한 도면들이다.

도 1을 참조하면, 이 입체영상 표시장치는 표시소자(10), 패턴드 리타더(20), 데이터 처리부(30), 제어회로(40), 패널 구동부(50), 셔터제어신호 송신부(60), 제1 및 제2 셔터제어신호 수신부(70,90), 제1 및 제2 액정셔터 안경(80,100)을 구비한다. 제어회로(40)와 셔터제어신호 송신부(60)는 셔터제어신호 제어부로 기능한다.

표시소자(10)는 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 방출 표시소자(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 및 무기 전계발광소자와 유기발광다이오드소자(Organic Light Emitting Diode, OLED)를 포함한 전계발광소자(Electroluminescence Device, EL), 전기영동 표시소자(Electrophoresis, EPD) 등의 평판 표시소자로 구현될 수 있다. 이하에서, 표시소자(10)를 액정표시소자를 중심으로 설명한다.

액정표시소자(10)는 표시패널(11)과, 상부 편광필름(Polarizer)(11a)과, 하부 편광필름(11b)을 포함한다.

표시패널(11)은 두 장의 유리기판 사이에 액정층이 형성된다. 표시패널(11)은 데이터라인들과 게이트라인들의 교차 구조에 의해 매트릭스 형태로 배치된 액정셀들을 포함한다. 표시패널(11)의 하부 유리기판에는 데이터라인들, 게이트라인들, 박막트랜지스터들(Thin Film Transistors, TFTs), 화소전극, 및 스토리지 커패시터(Storage Capacitor)를 포함한 화소 어레이가 형성된다. 액정셀들은 TFT에 접속된 화소전극들과, 공통전극 사이의 전계에 의해 구동된다. 표시패널(11)의 상부 유리기판 상에는 블랙매트릭스, 컬러필터 및 공통전극이 형성된다. 표시패널(11)의 상부 유리기판과 하부 유리기판 각각에는 상부 및 하부 편광필름(11a, 11b)이 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. 유리기판들 사이에는 액정셀의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서가 형성될 수 있다.

표시패널(11)은 TN 모드, VA 모드, IPS 모드, FFS 모드뿐 아니라 어떠한 액정모드로도 구현될 수 있다. 본 발명의 액정표시소자(10)는 투과형 표시소자, 반투과형 표시소자, 반사형 표시소자 등 어떠한 형태로도 구현될 수 있다. 투과형 표시소자와 반투과형 표시소자에서는 백라이트 유닛(12)이 필요하다. 백라이트 유닛(12)은 직하형(direct type) 백라이트 유닛 또는, 에지형(edge type) 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다.

패턴드 리타더(20)는 표시패널(11)의 상부 편광필름(11a)에 부착된다. 패턴드 리타더(20)의 기수 라인들에는 제1 리타더(RT1)가 형성되고, 패턴드 리타더(20)의 우수 라인들에는 제2 리타더(RT2)가 형성된다. 제1 리타더(RT1)의 광흡수축과 제2 리타더(RT2)의 광흡수축은 서로 직교한다. 패턴드 리타더(20)의 제1 리타더(RT1)는 화소 어레이의 제1 표시라인과 대향하여, 화소 어레이의 제1 표시라인으로부터 입사되는 빛의 제1 원편광을 투과시킨다. 패턴드 리타더(20)의 제2 리타더(RT2)는 화소 어레이의 제2 표시라인과 대향하여 화소 어레이의 제2 표시라인으로부터 입사되는 빛의 제2 원편광을 투과시킨다. 패턴드 리타더(20)의 제1 리타더(RT1)는 좌원편광을 투과하는 편광필터로 구현될 수 있고, 패턴드 리타더(20)의 제2 리타더(RT2)는 우원편광을 투과하는 편광필터로 구현될 수 있다. 화소 어레이의 제1 표시라인은 기수 표시라인과 우수 표시라인 중 어느 하나일 수 있고, 화소 어레이의 제2 표시라인은 기수 표시라인과 우수 표시라인 중 나머지 하나일 수 있다. 이하에서는, 편의상 제1 표시라인을 기수 표시라인으로, 제2 표시라인을 우수 표시라인으로 설명하기로 한다.

데이터 처리부(30)는 외부의 3D 포맷터(미도시)로부터 좌안영상 데이터 및 우안영상 데이터를 포함하는 3D 데이터와, 영상 소스의 개수를 지시하는 모드신호(MODE)를 입력받는다. 모드신호(MODE)는 영상 소스가 적어도 2개인 다중 모드에서 제1 논리레벨로 입력되고, 영상 소스가 1개인 단일 모드에서 제2 논리레벨로 입력된다.

다중 모드에서 데이터 처리부(30)는 서로 다른 소스의 3D 데이터를 공간적으로 분할함과 동시에 시간적으로도 분할한다. 데이터 처리부(30)는 제1 논리레벨의 모드신호(MODE)에 따라 도 2와 같이, 제1 영상 소스의 좌안영상 데이터를 화소 어레이의 기수 표시라인에 대응되도록 정렬하여 제n 프레임(Fn)에 할당함과 아울러 제2 영상 소스의 우안영상 데이터를 화소 어레이의 우수 표시라인에 대응되도록 정렬하여 제n 프레임(Fn)에 할당하고, 제2 영상 소스의 기수번째 좌안영상 데이터를 상기 화소 어레이의 기수 표시라인에 대응되도록 정렬하여 제n+1 프레임(Fn+1)에 할당함과 아울러 상기 제1 영상 소스의 우수번째 우안영상 데이터를 상기 화소 어레이의 우수 표시라인에 대응되도록 정렬하여 제n+1 프레임(Fn+1)에 할당한다.

단일 모드에서 데이터 처리부(30)는 동일 소스의 3D 데이터를 공간적으로만 분할한다. 데이터 처리부(30)는 제2 논리레벨의 모드신호(MODE)에 따라 도 3과 같이, 매 프레임을 주기로 영상 소스의 좌안영상 데이터를 화소 어레이의 기수 표시라인에 대응되도록 정렬하고 영상 소스의 우안영상 데이터를 화소 어레이의 우수 표시라인에 대응되도록 정렬한다.

제어회로(40)는 외부의 시스템 보드(미도시)로부터 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 도트 클럭(DCLK) 등의 타이밍신호를 입력받아 패널 구동부(50)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들과, 제1 및 제2 액정셔터 안경(80,100)의 동작을 제어하기 위한 셔터 제어신호(CST)를 발생한다.

제어회로(40)는 영상 소스의 개수에 따라 셔터 제어신호(CST)를 다르게 발생한다. 제어회로(40)는 제1 논리레벨의 모드신호(MODE)에 따라 다중 모드라 판단하고 셔터 제어신호(CST)를 도 4와 같이 제n 프레임(Fn)에서 제1 논리값(L1)으로, 제n+1 프레임(Fn+1)에서 제2 논리값(L2)으로 발생한다. 제어회로(40)는 제2 논리벨의 모드신호(MODE)에 따라 단일 모드라 판단하고 셔터 제어신호(CST)를 도 4와 같이 모든 프레임(Fn,Fn+1)에서 제3 논리값(L3)으로 발생한다.

제어회로(40)는 데이터 처리부(30)로부터 정렬된 3D 데이터를 입력받고, 이 3D 데이터를 패널 구동부(50)에 공급한다. 제어회로(40)는 입력 프레임 주파수×iHz(i는 2이상의 양의 정수)의 프레임 주파수로 3D 데이터를 패널 구동부(50)에 전송할 수 있다. 입력 프레임 주파수는 NTSC(National Television Standards Committee) 방식에서 60Hz이며, PAL(Phase-Alternating Line) 방식에서 50Hz이다.

패널 구동부(50)는 표시패널(11)의 데이터라인들을 구동시키기 위한 데이터 구동부와, 표시패널(11)의 게이트라인들을 구동시키기 위한 게이트 구동부를 포함한다.

데이터 구동부의 소스 드라이브 IC들 각각은 쉬프트 레지스터(Shift register), 래치(Latch), 디지털-아날로그 변환기(Digital to Analog convertor, DAC), 출력 버퍼(Output buffer) 등을 포함한다. 데이터 구동부는 제어회로(40)의 제어 하에 3D 데이터를 래치한다. 데이터 구동부는 극성제어신호에 응답하여 3D 데이터를 아날로그 정극성 감마보상전압과 부극성 감마보상전압으로 변환하여 데이터전압의 극성을 반전시킨다. 데이터 구동부는 게이트 구동부로부터 출력되는 게이트펄스와 동기되는 데이터전압을 데이터라인들로 출력한다. 데이터 구동부의 소스 드라이브 IC들은 TCP(Tape Carrier Package) 상에 실장되어 TAB(Tape Automated Bonding) 공정에 의해 표시패널(11)의 하부 유리기판에 접합될 수 있다.

게이트 구동부는 쉬프트 레지스터(Shift register), 멀티플렉서 어레이(Multiplexer array), 레벨 쉬프터(Level shifter) 등을 포함한다. 게이트 구동부는 제어회로(40)의 제어 하에 게이트펄스(또는 스캔펄스)를 게이트라인들에 순차적으로 공급한다. 게이트 구동부는 TCP 상에 실장되어 TAB 공정에 의해 표시패널(11)의 하부 유리기판에 접합되거나, 또는 GIP(Gate In Panel) 공정에 의해 화소 어레이와 동시에 하부 유리기판 상에 직접 형성될 수 있다.

셔터제어신호 송신부(60)는 제어회로(40)에 접속되어 셔터 제어신호(CST)를입력 받는다. 다중 모드에서, 셔터제어신호 송신부(60)는 도 4와 같이 제어회로(40)의 제어하에 셔터 제어신호(CST)와 동일 위상의 신호(제n 프레임(Fn)에서 제1 논리값(L1), 제n+1 프레임(Fn+1)에서 제2 논리값(L2)을 가짐)를 유/무선 인터페이스를 통해 제1 셔터 제어신호(CST1)로서 제1 셔터제어신호 수신부(70)에 전송함과 아울러, 셔터 제어신호(CST)로부터 180도 위상 지연된 신호(제n 프레임(Fn)에서 제2 논리값(L2), 제n+1 프레임(Fn+1)에서 제1 논리값(L1)을 가짐)를 유/무선 인터페이스를 통해 제2 셔터 제어신호(CST2)로서 제2 셔터제어신호 수신부(90)에 전송한다. 단일 모드에서, 셔터제어신호 송신부(60)는 도 4와 같이 제어회로(40)의 제어하에 제3 논리값(L3)의 셔터 제어신호(CST)를 유/무선 인터페이스를 통해 제1 및 제2 셔터 제어신호(CST1,CST2)로서 제1 및 제2 셔터제어신호 수신부(70,90)에 전송한다.

제1 셔터제어신호 수신부(70)는 제1 액정셔터 안경(80)에 설치되어 유/무선 인터페이스를 통해 제1 셔터제어신호(CST1)를 수신하고, 제1 셔터제어신호(CST1)에 따라 제1 액정셔터 안경(80)의 셔터들(80L,80R)을 제어한다. 제2 셔터제어신호 수신부(90)는 제2 액정셔터 안경(100)에 설치되어 유/무선 인터페이스를 통해 제2 셔터제어신호(CST2)를 수신하고, 제2 셔터제어신호(CST2)에 따라 제2 액정셔터 안경(100)의 셔터들(100L,100R)을 제어한다.

제1 액정셔터 안경(80)은 전기적으로 개별 제어되는 좌안 셔터(80L)와 우안 셔터(80R)를 구비한다. 좌안 셔터(80L)와 우안 셔터(80R) 각각은 제1 투명기판, 제1 투명기판 상에 형성된 제1 투명전극, 제2 투명기판, 제2 투명기판 상에 형성된 제2 투명전극, 제1 및 제2 투명기판 사이에 형성된 액정층을 포함한다. 제1 투명전극에는 공통전압이 공급되고 제2 투명전극에는 ON/OFF 전압이 공급된다. 좌안 셔터(80L)와 우안 셔터(80R) 각각은 제1 셔터 제어신호(CST1)에 응답하여 제2 투명전극에 ON 전압이 공급될 때 개방되어 표시소자(10)로부터의 빛을 투과시키는 반면, 제2 투명전극에 OFF 전압이 공급될 때 폐쇄되어 표시소자(10)로부터의 빛을 차단한다. 제1 액정셔터 안경(80)의 좌안 셔터(80L)는 제1 셔터제어신호(CST1)가 제1 논리값(L1)으로 발생될 때 개방되고, 제1 셔터제어신호(CST1)가 제2 논리값(L2)으로 발생될 때 폐쇄된다. 이와 반대로, 액정셔터 안경(80)의 우안 셔터(80R)는 제1 셔터제어신호(CST1)가 제2 논리값(L2)으로 발생될 때 개방되고, 제1 셔터제어신호(CST1)가 제1 논리값(L1)으로 발생될 때 폐쇄된다. 한편, 제1 액정셔터 안경(80)의 좌안 셔터(80L) 및 우안 셔터(80R)은 제1 셔터제어신호(CST1)가 제3 논리값(L3)으로 발생될 때 모두 개방된다.

제2 액정셔터 안경(100)은 전기적으로 개별 제어되는 좌안 셔터(100L)와 우안 셔터(100R)를 구비한다. 좌안 셔터(100L)와 우안 셔터(100R) 각각은 제1 투명기판, 제1 투명기판 상에 형성된 제1 투명전극, 제2 투명기판, 제2 투명기판 상에 형성된 제2 투명전극, 제1 및 제2 투명기판 사이에 형성된 액정층을 포함한다. 제1 투명전극에는 공통전압이 공급되고 제2 투명전극에는 ON/OFF 전압이 공급된다. 좌안 셔터(100L)와 우안 셔터(100R) 각각은 제2 셔터 제어신호(CST2)에 응답하여 제2 투명전극에 ON 전압이 공급될 때 개방되어 표시소자(10)로부터의 빛을 투과시키는 반면, 제2 투명전극에 OFF 전압이 공급될 때 폐쇄되어 표시소자(10)로부터의 빛을 차단한다. 제2 액정셔터 안경(100)의 좌안 셔터(100L)는 제2 셔터제어신호(CST2)가 제1 논리값(L1)으로 발생될 때 개방되고, 제2 셔터제어신호(CST2)가 제2 논리값(L2)으로 발생될 때 폐쇄된다. 이와 반대로, 액정셔터 안경(100)의 우안 셔터(100R)는 제2 셔터제어신호(CST2)가 제2 논리값(L2)으로 발생될 때 개방되고, 제2 셔터제어신호(CST2)가 제1 논리값(L1)으로 발생될 때 폐쇄된다. 한편, 제2 액정셔터 안경(100)의 좌안 셔터(100L) 및 우안 셔터(100R)은 제2 셔터제어신호(CST2)가 제3 논리값(L3)으로 발생될 때 모두 개방된다.

제1 및 제2 액정셔터 안경(80,100)은 셔터 개방시 표시소자(10)로부터 입사되는 원평광이 투과될 수 있도록 원편광 부재를 포함한다. 제1 원편광 부재는 제1 및 제2 액정셔터 안경(80,100)의 좌안 셔터에 각각 부착되는 좌원편광 필름일 수 있고, 제2 원편광 부재는 제1 및 제2 액정셔터 안경(80,100)의 우안 셔터에 각각 부착되는 우원편광 필름일 수 있다. 또한, 원편광 부재는 셔터를 구성하기 위해 제1 및 제2 투명기판 사이에 형성된 액정층일 수 있다. 이때 액정층은 전기적으로 제어됨으로써, 상기와 같은 셔터 기능 이외에 원평광 생성 기능을 동시에 겸할 수 있다.

도 5 및 도 6은 영상 소스가 2개인 다중 모드에서 3D 데이터의 표시 타이밍과 액정셔터 안경들의 개폐 타이밍을 보여준다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 입체영상 표시장치는 제1 영상 소스와 제2 영상 소스를 시간분할 및 공간분할 함으로써 3D 영상을 구현한다.

제n 프레임(Fn)에서, 본 발명의 입체영상 표시장치는 제1 영상 소스의 좌안 영상을 표시소자의 기수 표시라인들에 표시함과 아울러 제2 영상 소스의 우안 영상을 표시소자의 우수 표시라인들에 표시한다. 그리고, 본 발명의 입체영상 표시장치는 제1 액정셔터 안경(80)의 좌안 셔터(80L)를 개방하여 제1 영상 소스의 좌안 영상을 제1 사용자의 좌안으로 입사시키고, 제2 액정셔터 안경(100)의 우안 셔터(100R)를 개방하여 제2 영상 소스의 우안 영상을 제2 사용자의 우안으로 입사시킨다. 제n 프레임(Fn)에서, 본 발명의 입체영상 표시장치는 제1 액정셔터 안경(80)의 우안 셔터(80R)를 폐쇄하여 제2 영상 소스의 우안 영상이 제1 사용자의 우안으로 입사되는 것을 방지하고, 제2 액정셔터 안경(100)의 좌안 셔터(100L)를 폐쇄하여 제1 영상 소스의 좌안 영상이 제2 사용자의 좌안으로 입사되는 것을 방지한다.

제n+1 프레임(Fn+1)에서, 본 발명의 입체영상 표시장치는 제2 영상 소스의 좌안 영상을 표시소자의 기수 표시라인들에 표시함과 아울러 제1 영상 소스의 우안 영상을 표시소자의 우수 표시라인들에 표시한다. 그리고, 본 발명의 입체영상 표시장치는 제1 액정셔터 안경(80)의 우안 셔터(80R)를 개방하여 제1 영상 소스의 우안 영상을 제1 사용자의 우안으로 입사시키고, 제2 액정셔터 안경(100)의 좌안 셔터(100L)를 개방하여 제2 영상 소스의 좌안 영상을 제2 사용자의 좌안으로 입사시킨다. 제n+1 프레임(Fn+1)에서, 본 발명의 입체영상 표시장치는 제1 액정셔터 안경(80)의 좌안 셔터(80L)를 폐쇄하여 제2 영상 소스의 좌안 영상이 제1 사용자의 좌안으로 입사되는 것을 방지하고, 제2 액정셔터 안경(100)의 우안 셔터(100R)를 폐쇄하여 제1 영상 소스의 우안 영상이 제2 사용자의 우안으로 입사되는 것을 방지한다.

제1 사용자는 제1 액정셔터 안경(80)을 통해 입사되는 제n 프레임(Fn)의 좌안 영상과 제n+1 프레임(Fn+1)의 우안 영상의 양안 시차를 이용하여 제1 영상 소스를 입체적으로 느끼게 된다. 그리고 제2 사용자는 제2 액정셔터 안경(100)을 통해 입사되는 제n 프레임(Fn)의 우안 영상과 제n+1 프레임(Fn+1)의 좌안 영상의 양안 시차를 이용하여 제2 영상 소스를 입체적으로 느끼게 된다. 이와 같이, 본 발명은 하나의 표시소자를 통해 서로 다른 영상 콘텐츠를 복수의 사용자들에게 입체적으로 제공할 수 있게 된다.

도 7은 영상 소스가 1개인 단일 모드에서 3D 데이터의 표시 타이밍과 액정셔터 안경들의 동작을 보여준다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 입체영상 표시장치는 하나의 영상 소스를 공간분할 함으로써 3D 영상을 구현한다.

매 프레임에서, 본 발명의 입체영상 표시장치는 영상 소스의 좌안 영상을 표시소자의 기수 표시라인들에 표시함과 아울러 영상 소스의 우안 영상을 표시소자의 우수 표시라인들에 표시한다. 그리고, 본 발명의 입체영상 표시장치는 각 액정셔터 안경(80/100)의 좌안 셔터(80L/100L)를 개방하여 영상 소스의 좌안 영상을 각 사용자의 좌안으로 입사시키고, 각 액정셔터 안경(80/100)의 우안 셔터(80R/100R)를 개방하여 영상 소스의 우안 영상을 각 사용자의 우안으로 입사시킨다.

사용자는 액정셔터 안경(80/100)의 좌안 셔터(80L/100L)를 통해 입사되는 좌안 영상과 액정셔터 안경(80/100)의 우안 셔터(80R/100R)를 통해 입사되는 우안 영상의 양안 시차를 영상 소스를 입체적으로 느끼게 된다. 이와 같이, 본 발명은 하나의 표시소자를 통해 동일한 영상 콘텐츠를 복수의 사용자들에게 입체적으로 제공할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 입체영상 표시장치 및 그 구동방법은 공간분할 방식과 시간분할 방식을 적절히 조합하여 영상 소스가 1개인 경우뿐만 아니라 영상 소스가 2개 이상인 경우에도, 하나의 표시소자를 이용하여 선택적으로 서로 다른 3D 영상을 구현할 수 있게 된다.

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 : 표시소자 20 : 패턴드 리타더
30 : 데이터 처리부 40 : 제어회로
50 : 패널 구동부 60 : 셔터제어신호 송신부
70,90 : 셔터제어신호 수신부 80,100 : 액정셔터 안경

Claims (13)

1. 제1 표시라인들과, 상기 제1 표시라인들과 교번적으로 배치된 제2 표시라인들을 포함하는 화소 어레이;
   제1 영상 소스의 좌안영상 데이터를 상기 제1 표시라인들에 대응되도록 정렬하여 제n 프레임에 할당함과 아울러 제2 영상 소스의 우안영상 데이터를 상기 제2 표시라인들에 대응되도록 정렬하여 상기 제n 프레임에 할당하고, 상기 제2 영상 소스의 좌안영상 데이터를 상기 제1 표시라인들에 대응되도록 정렬하여 제n+1 프레임에 할당함과 아울러 상기 제1 영상 소스의 우안영상 데이터를 상기 제2 표시라인들에 대응되도록 정렬하여 상기 제n+1 프레임에 할당하는 데이터 처리부;
   상기 제1 표시라인들로부터 입사되는 빛의 제1 원편광을 투과시키는 제1 리타더들과, 상기 제2 표시라인들로부터 입사되는 빛의 제2 원편광을 투과시키는 제2 리타더들을 포함하는 패턴드 리타더;
   제1 원편광 부재를 포함하여 상기 패턴드 리타더로부터 입사되는 상기 제1 원편광을 스위칭하는 좌안 셔터와, 제2 원편광 부재를 포함하여 상기 패턴드 리타더로부터 입사되는 상기 제2 원편광을 스위칭하는 우안 셔터를 각각 포함하는 제1 및 제2 액정셔터 안경; 및
   영상 소스의 개수에 따라 셔터 제어신호를 다르게 발생하여 상기 좌안 셔터와 우안 셔터의 개폐 동작을 제어하는 셔터제어신호 제어부를 구비하고,
   상기 제1 영상 소스와 상기 제2 영상 소스가 서로 동일한 경우, 상기 셔터제어신호 제어부는 상기 제n 프레임과 제n+1 프레임 각각에서 제3 논리값을 갖도록 상기 셔터 제어신호를 발생하여 상기 제1 및 제2 액정셔터 안경의 모든 셔터들을 계속적으로 동시에 개방시키고,
   상기 제1 및 제2 영상 소스의 동일한 좌안영상 데이터는 상기 제1 원편광으로서 상기 제1 및 제2 액정셔터 안경의 좌안 셔터를 통과하여 각각 상기 제1 및 제2 액정셔터 안경을 착용한 제1 및 제2 사용자의 좌안으로 동시에 입사되고,
   이와 동시에, 상기 제1 및 제2 영상 소스의 동일한 우안영상 데이터는 상기 제2 원편광으로서 상기 제1 및 제2 액정셔터 안경의 우안 셔터를 통과하여 각각 상기 제1 및 제2 액정셔터 안경을 착용한 제1 및 제2 사용자의 우안으로 동시에 입사되며,
   상기 제1 및 제2 사용자는, 상기 제1 및 제2 영상 소스의 동일한 좌안영상 데이터와, 상기 제1 및 제2 영상 소스의 동일한 우안영상 데이터 간의 양안 시차를 통해, 서로 동일한 상기 제1 및 제2 영상 소스로부터 입체감을 느끼는 입체영상 표시장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 영상 소스와 상기 제2 영상 소스는 서로 다른 입체영상 표시장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 셔터제어신호 제어부는,
   상기 제n 프레임에서 제1 논리값을 가지며 상기 제n+1 프레임에서 제2 논리값을 갖도록 상기 셔터 제어신호를 발생하고;
   상기 셔터 제어신호와 동일 위상의 제1 셔터 제어신호로 상기 제1 액정셔터 안경의 좌안 셔터와 우안 셔터를 제어하고;
   상기 셔터 제어신호와 반대 위상의 제2 셔터 제어신호로 상기 제2 액정셔터 안경의 좌안 셔터와 우안 셔터를 제어하는 입체영상 표시장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제n 프레임에서, 상기 제1 액정셔터 안경의 좌안 셔터는 개방되고 상기 제1 액정셔터 안경의 우안 셔터는 폐쇄되는 반면, 상기 제2 액정셔터 안경의 좌안 셔터는 폐쇄되고 상기 제2 액정셔터 안경의 우안 셔터는 개방되며;
   상기 제n+1 프레임에서, 상기 제1 액정셔터 안경의 좌안 셔터는 폐쇄되고 상기 제1 액정셔터 안경의 우안 셔터는 개방되는 반면, 상기 제2 액정셔터 안경의 좌안 셔터는 개방되고 상기 제2 액정셔터 안경의 우안 셔터는 폐쇄되는 입체영상 표시장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 원편광 부재는 상기 제1 및 제2 액정셔터 안경의 좌안 셔터에 각각 부착된 제1 원편광 필름이고;
   상기 제2 원편광 부재는 상기 제1 및 제2 액정셔터 안경의 우안 셔터에 각각 부착된 제2 원편광 필름인 입체영상 표시장치.
8. 제1 표시라인들과, 상기 제1 표시라인들과 교번적으로 배치된 제2 표시라인들을 포함하는 화소 어레이를 갖는 입체영상 표시장치의 구동방법에 있어서,
   제1 영상 소스의 좌안영상 데이터를 상기 제1 표시라인들에 대응되도록 정렬하여 제n 프레임에 할당함과 아울러 제2 영상 소스의 우안영상 데이터를 상기 제2 표시라인들에 대응되도록 정렬하여 상기 제n 프레임에 할당하고, 상기 제2 영상 소스의 좌안영상 데이터를 상기 제1 표시라인들에 대응되도록 정렬하여 제n+1 프레임에 할당함과 아울러 상기 제1 영상 소스의 우안영상 데이터를 상기 제2 표시라인들에 대응되도록 정렬하여 상기 제n+1 프레임에 할당하는 단계;
   패턴드 리타더의 제1 리타더들을 통해 상기 제1 표시라인들로부터 입사되는 빛의 제1 원편광을 투과시키고, 상기 패턴드 리타더의 제2 리타더들을 통해 상기 제2 표시라인들로부터 입사되는 빛의 제2 원편광을 투과시키는 단계;
   제1 원편광 부재를 포함하는 제1 및 제2 액정셔터 안경의 좌안 셔터를 이용하여 상기 패턴드 리타더로부터 입사되는 상기 제1 원편광을 스위칭하고, 제2 원편광 부재를 포함하는 상기 제1 및 제2 액정셔터 안경의 우안 셔터를 이용하여 상기 패턴드 리타더로부터 입사되는 상기 제2 원편광을 스위칭하는 단계; 및
   영상 소스의 개수에 따라 셔터 제어신호를 다르게 발생하여 상기 좌안 셔터와 우안 셔터의 개폐 동작을 제어하는 단계를 포함하고,
   상기 제1 영상 소스와 상기 제2 영상 소스가 서로 동일한 경우, 상기 셔터 제어신호는 상기 제n 프레임과 제n+1 프레임 각각에서 제3 논리값을 갖도록 발생되어 상기 제1 및 제2 액정셔터 안경의 모든 셔터들을 계속적으로 동시에 개방시키고,
   상기 제1 및 제2 영상 소스의 동일한 좌안영상 데이터는 상기 제1 원편광으로서 상기 제1 및 제2 액정셔터 안경의 좌안 셔터를 통과하여 각각 상기 제1 및 제2 액정셔터 안경을 착용한 제1 및 제2 사용자의 좌안으로 동시에 입사되고,
   이와 동시에, 상기 제1 및 제2 영상 소스의 동일한 우안영상 데이터는 상기 제2 원편광으로서 상기 제1 및 제2 액정셔터 안경의 우안 셔터를 통과하여 각각 상기 제1 및 제2 액정셔터 안경을 착용한 제1 및 제2 사용자의 우안으로 동시에 입사되며,
   상기 제1 및 제2 사용자는, 상기 제1 및 제2 영상 소스의 동일한 좌안영상 데이터와, 상기 제1 및 제2 영상 소스의 동일한 우안영상 데이터 간의 양안 시차를 통해, 서로 동일한 상기 제1 및 제2 영상 소스로부터 입체감을 느끼는 입체영상 표시장치의 구동방법.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 제1 영상 소스와 상기 제2 영상 소스는 서로 다른 입체영상 표시장치의 구동방법.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 좌안 셔터와 우안 셔터의 개폐 동작을 제어하는 단계는,
    상기 제n 프레임에서 제1 논리값을 가지며 상기 제n+1 프레임에서 제2 논리값을 갖도록 상기 셔터 제어신호를 발생하는 단계;
    상기 셔터 제어신호와 동일 위상의 제1 셔터 제어신호로 상기 제1 액정셔터 안경의 좌안 셔터와 우안 셔터를 제어하는 단계; 및
    상기 셔터 제어신호와 반대 위상의 제2 셔터 제어신호로 상기 제2 액정셔터 안경의 좌안 셔터와 우안 셔터를 제어하는 단계를 포함하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제n 프레임에서, 상기 제1 액정셔터 안경의 좌안 셔터는 개방되고 상기 제1 액정셔터 안경의 우안 셔터는 폐쇄되는 반면, 상기 제2 액정셔터 안경의 좌안 셔터는 폐쇄되고 상기 제2 액정셔터 안경의 우안 셔터는 개방되며;
    상기 제n+1 프레임에서, 상기 제1 액정셔터 안경의 좌안 셔터는 폐쇄되고 상기 제1 액정셔터 안경의 우안 셔터는 개방되는 반면, 상기 제2 액정셔터 안경의 좌안 셔터는 개방되고 상기 제2 액정셔터 안경의 우안 셔터는 폐쇄되는 입체영상 표시장치의 구동방법.
12. 삭제
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