KR20110115410A - 입체영상 표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 입체영상 표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다. 본 발명의 입체영상 표시장치는 제 N+1(N은 0을 포함한 양의 정수) 및 제 N+2 프레임 기간 동안 좌안 영상이 표시되고, 제 N+3 및 제 N+4 프레임 기간 동안 우안 영상이 표시되는 표시패널; 상기 표시패널에 빛을 조사하는 백라이트 유닛; 전기적으로 제어가능한 좌안 셔터와 우안 셔터를 포함하는 액정셔터안경을 포함하며, 상기 액정셔터안경은 상기 제 N+2 프레임 기간 내에서 상기 표시패널의 액정 응답 지연시간이 경과된 후에 상기 좌안 셔터만을 개방하고, 상기 제 N+4 프레임 기간 내에서 상기 표시패널의 상기 액정 응답 지연시간이 경과된 후에 상기 우안 셔터만을 개방하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 3차원 영상에서 표시패널의 액정의 응답시간 저하를 줄일 수 있고, 3D 크로스토크를 개선할 수 있는 입체영상 표시장치와 그 구동방법을 제공한다.

Description

입체영상 표시장치 및 그 구동방법{STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 입체영상 표시장치 및 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 바꿔서 또는 시분할방식으로 표시한다. 안경방식은 편광안경 또는 액정셔터안경을 사용하여 입체영상을 구현한다. 무안경방식은 일반적으로 패럴렉스 배리어, 렌티큘러 렌즈 등의 광학판을 사용하여 좌우시차 영상의 광축을 분리하여 입체영상을 구현한다.
입체영상 표시장치에 적용되는 백라이트 유닛의 광원으로는 형광램프(Fluorescent Lamp)에 비하여 응답속도가 빠른 발광 다이오드(Light Emitting Diode: 이하, "LED"라 함)가 유리하다. 입체영상 표시장치에서 LED의 듀티비를 길게 하면, 좌안 영상과 우안 영상이 겹쳐 보이는 3D 크로스토크가 나타난다. 이를 해결하기 위해 낮은 PWM 듀티비(Pulse Width Modulation Duty Ratio)로 점멸할 수 있다.
도 1은 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)를 나타내는 파형도이다. PWM 듀티비(DR)는 단위 시간당 LED의 점등 시간 비율을 정의한다. PWM 듀티비(DR)는 수학식 1과 같다.
Figure pat00001
수학식 1에서, DR은 PWM 듀티비, d1은 PWM 신호의 하이로직레벨(백라이트 유닛 점등시간), d2는 PWM 신호의 로우로직레벨(백라이트 유닛 소등시간)을 의미한다. 그러나, PWM 듀티비(DR)가 낮으면, 표시패널의 액정의 온도가 낮아지므로, 액정의 응답속도가 느려진다. 액정의 응답속도가 느려지면, 좌안 영상과 우안 영상이 겹쳐 보이는 3D 크로스토크(crosstalk)가 발생하는 문제가 있다.
본 발명은 3차원 영상에서 표시패널의 액정의 응답시간 저하를 줄일 수 있고, 3D 크로스토크를 개선할 수 있는 입체영상 표시장치와 그 구동방법을 제공한다.
본 발명의 입체영상 표시장치는 제 N+1(N은 0을 포함한 양의 정수) 및 제 N+2 프레임 기간 동안 좌안 영상이 표시되고, 제 N+3 및 제 N+4 프레임 기간 동안 우안 영상이 표시되는 표시패널; 상기 표시패널에 빛을 조사하는 백라이트 유닛; 전기적으로 제어가능한 좌안 셔터와 우안 셔터를 포함하는 액정셔터안경을 포함하며, 상기 액정셔터안경은 상기 제 N+2 프레임 기간 내에서 상기 표시패널의 액정 응답 지연시간이 경과된 후에 상기 좌안 셔터만을 개방하고, 상기 제 N+4 프레임 기간 내에서 상기 표시패널의 상기 액정 응답 지연시간이 경과된 후에 상기 우안 셔터만을 개방하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 입체영상 표시장치의 구동방법은 제 N+1 및 제 N+2 프레임 기간 동안 좌안 영상을 표시패널에 표시하고, 제 N+3 및 제 N+4 프레임 기간 동안 우안 영상을 상기 표시패널에 표시하며, 백라이트 유닛이 상기 표시패널에 빛을 조사하는 단계; 상기 제 N+2 프레임 기간 내에서 상기 표시패널의 액정 응답 지연시간이 경과된 후에 액정셔터안경의 좌안 셔터만을 개방하는 단계; 및 상기 제 N+4 프레임 기간 내에서 상기 표시패널의 상기 액정 응답 지연시간이 경과된 후에 상기 액정셔터안경의 우안 셔터만을 개방하는 단계를 포함한다.
본 발명은 표시패널의 액정 응답 지연시간을 고려하여 액정셔터안경의 온오프 타이밍을 제어함으로써, 3D 크로스토크를 개선할 수 있다.
또한, 본 발명은 3차원 영상에서 백라이트의 듀티비를 높인다. 그 결과, 본 발명은 표시패널의 휘도를 향상시킬 수 있고, 표시패널의 액정의 온도저하를 방지하여 액정의 응답속도를 높일 수 있다.
나아가, 본 발명은 백라이트 유닛을 블록으로 분할하고, 블록들을 순차적으로 구동한다. 또한, 본 발명은 표시패널과 액정셔터안경의 액정 응답 지연시간을 고려하여 백라이트 유닛의 점등 타이밍과 액정셔터안경의 온오프 타이밍을 제어한다. 그 결과, 본 발명은 화질의 균일도를 개선할 수 있다.
도 1은 백라이트 유닛 제어신호를 나타내는 파형도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 표시패널과 액정셔터안경의 구동을 보여주는 도면이다.
도 4a는 노말 감마 특성 커브를 보여주는 그래프이다.
도 4b는 하이 감마 특성 커브를 보여주는 그래프이다.
도 4c는 로우 감마 특성 커브를 보여주는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 입체영상 표시장치의 구동방법을 보여주는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 입체영상 표시장치의 구동 파형을 보여주는 파형도이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에서 표시패널의 액정특성을 고려한 액정셔터안경 제어신호의 구동 파형을 보여주는 파형도이다.
도 8은 도 7에 도시된 T2 및 T3 동안에 백라이트 유닛 제어신호와 좌안 액정셔터안경 제어신호의 구동 파형을 상세히 보여주는 파형도이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 입체영상 표시장치의 구동방법을 보여주는 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 입체영상 표시장치의 구동 파형을 보여주는 파형도이다.
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 표시패널을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 제 2 실시예에서 표시패널의 액정특성을 고려한 액정셔터안경 제어신호의 구동 파형을 보여주는 파형도이다.
도 13은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 입체영상 표시장치의 구동방법을 보여주는 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 입체영상 표시장치의 구동 파형을 보여주는 파형도이다.
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 2는 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 나타내는 블록도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상표시장치는 표시패널(10), 백라이트 유닛(20), 액정셔터 안경(30), 표시패널 구동부(110), 백라이트 유닛 구동부(120), 액정셔터안경 제어신호 수신부(130), 액정셔터안경 제어신호 송신부(140), 및 컨트롤러(200)를 구비한다.
표시패널(10)은 컨트롤러(200)의 제어 하에 좌안 영상 데이터(RGBL)와 우안 영상 데이터(RGBR)를 교대로 표시한다. 표시패널(10)은 컨트롤러(200)의 제어 하에 좌안 영상과 우안 영상의 구분이 없는 2차원 영상 데이터(RGB)를 표시할 수도 있다. 표시패널(10)은 백라이트 유닛(20)을 필요로 하는 홀드 타입 표시소자로 선택될 수 있다. 홀드 타입 표시소자는 대표적으로 백라이트 유닛(20)으로부터의 빛을 변조하는 투과형 액정표시패널이 선택될 수 있다.
투과형 액정표시패널은 박막트랜지스터(Thin Film Transistor: 이하, "TFT"라 함) 기판과 컬러필터 기판을 포함한다. TFT 기판과 컬러필터 기판 사이에는 액정층이 형성된다. TFT 기판 상에는 하부 유리기판 상에 데이터라인들과 게이트라인들(또는 스캔라인들)이 상호 교차되도록 형성되고, 데이터라인들과 게이트라인들에 의해 정의된 셀영역들에 액정셀들이 매트릭스 형태로 배치된다. 데이터라인들과 게이트라인들의 교차부에 형성된 TFT는 게이트라인으로부터의 스캔펄스에 응답하여 데이터라인들을 경유하여 공급되는 데이터전압을 액정셀의 화소전극에 전달하게 된다. 이를 위하여, TFT의 게이트전극은 게이트라인에 접속되며, 소스전극은 데이터라인에 접속된다. TFT의 드레인전극은 액정셀의 화소전극에 접속된다. 화소전극과 대향하는 공통전극에는 공통전압이 공급된다. 컬러필터 기판은 상부 유리기판 상에 형성된 블랙매트릭스, 컬러필터를 포함한다. 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. 투과형 액정표시패널의 상부 유리기판과 하부 유리기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 투과형 액정표시패널의 상부 유리기판과 하부 유리기판 사이에는 액정층의 셀갭(cell gap)을 유지하기 위한 스페이서가 형성된다. 투과형 액정표시패널의 액정모드는 전술한 TN 모드, VA 모드, IPS 모드, FFS 모드뿐 아니라 어떠한 액정모드로도 구현될 수 있다.
표시패널 구동부(110)는 데이터 구동회로와 게이트 구동회로를 포함한다. 데이터 구동회로는 3차원 영상에서 컨트롤러(200)로부터 입력되는 좌안 영상과 우안 영상의 데이터들(RGBL, RGBR)을 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 정극성/부극성 아날로그 데이터전압들을 발생한다. 데이터 구동회로로부터 출력되는 정극성/부극성 아날로그 데이터전압들은 표시패널(10)의 데이터라인들에 공급된다. 게이트 구동회로는 데이터전압에 동기되는 게이트펄스(또는 스캔펄스)를 표시패널(10)의 게이트라인들에 순차적으로 공급한다.
백라이트 유닛(20)은 미리 설정된 소정의 시간 동안 점등하여 표시패널(10)에 빛을 조사하고 그 이외의 기간 동안 소등한다. 백라이트 유닛(20)은 백라이트 유닛 구동부(120)로부터 공급되는 구동전력에 따라 점등하는 광원, 도광판(또는 확산판), 다수의 광학시트 등을 포함한다. 백라이트 유닛(20)은 직하형(direct type) 백라이트 유닛 또는, 에지형(edge type) 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다. 제 1 및 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛(20)의 광원들은 LED를 포함한다. 제 3 실시예에 따른 백라이트 유닛(20)의 광원들은 형광램프를 포함한다.
백라이트 유닛 구동부(120)는 광원을 점등시기키기 위한 구동전력을 발생한다. 제 1 및 제 2 실시예에서, 백라이트 유닛 구동부(120)는 컨트롤러(200)의 제어 하에 광원에 공급되는 구동전력을 주기적으로 온/오프(ON/OFF)한다. 제 3 실시예에서, 백라이트 유닛 구동부(120)는 컨트롤러(200)의 제어 하에 광원에 공급되는 구동전력을 지속적으로 온(ON)한다.
액정셔터안경(30)은 전기적으로 개별 제어되는 좌안 셔터(STL)와 우안 셔터(STR)를 구비한다. 좌안 셔터(STL)와 우안 셔터(STR) 각각은 제 1 투명기판, 제 1 투명기판 상에 형성된 제 1 투명전극, 제 2 투명기판, 제 2 투명기판 상에 형성된 제 2 투명전극, 및 제 1과 제 2 투명기판 상에 협지된 액정층을 포함한다. 제 1 투명전극에는 기준전압이 공급되고 제 2 투명전극에는 ON/OFF 전압이 공급된다. 좌안 셔터(STL)와 우안 셔터(STR) 각각은 제 2 투명전극에 ON 전압이 공급될 때 표시패널(10)로부터의 빛을 투과시키는 반면, 제 2 투명전극에 OFF 전압이 공급될 때 표시패널(10)로부터의 빛을 차단한다.
액정셔터안경 제어신호 송신부(140)는 컨트롤러(200)에 접속되어 컨트롤러(200)로부터 입력되는 좌안 및 우안 액정셔터안경 제어신호(CLST, CRST)를 유/무선 인터페이스를 통해 액정셔터안경 제어신호 수신부(130)에 전송한다. 액정셔터안경 제어신호 수신부(130)는 액정셔터안경(30)에 설치되어 유/무선 인터페이스를 통해 좌안 및 우안 액정셔터안경 제어신호(CLST, CRST)를 수신하고, 좌안 및 우안 액정셔터안경 제어신호(CLST, CRST)에 따라 액정셔터안경(30)의 좌안 셔터(STL)와 우안 셔터(STR)를 개폐한다.
좌안 액정셔터안경 제어신호(CLST)가 제 1 논리값으로 액정셔터안경 제어신호 수신부(130)에 입력될 때, 좌안 셔터(STL)의 제 2 투명전극에 ON 전압이 공급된다. 좌안 액정셔터안경 제어신호(CLST)가 제 2 논리값으로 액정셔터안경 제어신호 수신부(130)에 입력될 때, 좌안 셔터(STL)의 제 2 투명전극에 OFF 전압이 공급된다.
우안 액정셔터안경 제어신호(CRST)가 제 1 논리값으로 액정셔터안경 제어신호 수신부(130)에 입력될 때, 우안 셔터(STR)의 제 2 투명전극에 ON 전압이 공급된다. 우안 액정셔터안경 제어신호(CRST)가 제 2 논리값으로 액정셔터안경 제어신호 수신부(130)에 입력될 때, 우안 셔터(STR)의 제 2 투명전극에 OFF 전압이 공급된다.
제 1 논리값은 하이논리전압(High logic voltage)으로, 제 2 논리값은 로우논리전압(High logic voltage)으로 설정될 수 있다.
컨트롤러(200)는 도시하지 않은 비디오 소스로부터 타이밍 신호들과 디지털 비디오 데이터(RGB)를 입력받는다. 타이밍 신호들은 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블신호(DE), 도트 클럭(CLK) 등을 포함한다.
컨트롤러(200)는 프레임 주파수를 입력 프레임 주파수의 L 배, 바람직하게는 4 배 이상으로 체배하고, 체배된 프레임 주파수 기준으로 표시패널 제어신호(CDIS), 백라이트 유닛 제어신호(CBLU), 및 좌안 및 우안 액정셔터안경 제어신호(CLST, CRST)를 발생한다. 입력 프레임 주파수는 PAL(Phase Alternate Line) 방식에서 50Hz 이고, NTSC(National Television Standards Committee) 방식에서 60Hz 이다. 따라서, 컨트롤러(200)는 입력 프레임 주파수를 4 배로 체배할 때, 200Hz 이상의 프레임 주파수 기준으로 표시패널 제어신호(CDIS), 백라이트 유닛 제어신호(CBLU), 및 좌안 및 우안 액정셔터안경 제어신호(CLST, CRST)의 주파수를 체배한다. 프레임 주파수가 200Hz 일 때 1 프레임기간은 5 msec 이고, 프레임 주파수가 240Hz 일 때 1 프레임기간은 대략 4.16 msec 이다.
표시패널 제어신호(CDIS)는 데이터 구동회로의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어신호와, 게이트 구동회로의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호를 포함한다. 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 n(n은 양의 정수) 수평기간 주기로 반전시킨다. 소스 출력 인에이블신호(SOE)는 데이터 구동회로의 출력 타이밍을 제어한다.
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.
백라이트 유닛 제어신호(CBLU)는 백라이트 유닛 구동부(120)를 제어하여 도 6, 및 도 9와 같이 백라이트 유닛(20)의 광원을 주기적으로 점등 및 소등시킨다. 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)는 백라이트 유닛 구동부(120)를 제어하여 도 14와 같이 백라이트 유닛(20)의 광원을 지속적으로 점등시킬 수도 있다. 좌안 및 우안 액정셔터안경 제어신호(CLST, CRST)는 액정셔터안경 제어신호 송신부(140)에 전송되어 액정셔터안경(30)의 좌안 셔터(STL)와 우안 셔터(STR)를 교대로 개폐시킨다.
컨트롤러(200)는 프레임 카운터(Frame Counter), 라인 카운터(Line Counter), 및 메모리(Memory) 등을 포함할 수 있다. 프레임 카운터는 수직 동기신호(Vsync), 또는 게이트 스타트 펄스(GSP)와 같이 1 프레임 기간(1 수직 기간)에 1회 펄스가 발생되는 신호를 카운트하여 프레임 카운트 신호를 발생한다. 라인 카운터는 수평 동기신호(Hsync), 또는 데이터 인에이블신호(DE)와 같이 1 수평기간에 1회 펄스가 발생되는 신호를 카운트하여 라인 카운트 신호를 발생한다.
컨트롤러(200)는 프레임 카운터와 라인 카운터를 통해 프레임 기간, 백라이트 유닛의 점소등 기간, 액정셔터안경의 작동기간을 판단할 수 있다. 따라서, 컨트롤러(200)는 프레임 카운트 신호와 라인 카운트 신호를 입력받아, 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)와 좌안 및 우안 액정셔터안경 제어신호(CLST, CRST)를 발생한다.
메모리는 입력 디지털 비디오 데이터(RGB)를 일시 저장한다. 입력 디지털 비디오 데이터(RGB)에 좌안 영상 데이터(RGBL)와 우안 영상 데이터(RGBR)가 1 프레임 단위로 교대로 인코딩된다. 컨트롤러(200)는 메모리로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 재정렬하여 좌안 영상 데이터(RGBL)와 우안 영상 데이터(RGBR)를 분리한다. 그리고, 컨트롤러(200)는 제 N+1 및 제 N+2 프레임 기간 동안 동일한 좌안 영상 데이터(RGBL)를 연속적으로 전송하고, 제 N+3 및 제 N+4 프레임 기간 동안 동일한 우안 영상 데이터(RGBR)를 연속적으로 전송한다.
또한, 컨트롤러(200)는 좌안 영상 데이터(RGBL)의 감마 특성을 1 프레임 기간 단위로 다르게 변환하고, 연속되는 우안 영상 데이터(RGBR)의 감마 특성을 1 프레임 기간 단위로 다르게 변환할 수 있다. 이에 대한 설명은 도 4a 내지 도 4c를 결부하여 후술한다.
도 3은 본 발명의 표시패널(10)과 액정셔터안경(30)의 구동을 보여주는 도면이다. 도 3을 참조하면, 제 N+1 및 제 N+2 프레임 동안 좌안 영상 데이터(RGBL)가 표시될 때, 액정셔터안경(30)의 좌안 셔터(STL)가 개방되고, 우안 셔터(STR)는 차단된다. 제 N+3 및 제 N+4 프레임 동안 우안 영상 데이터(RGBL)가 표시될 때, 액정셔터안경(30)의 우안 셔터(STR)가 개방되고, 좌안 셔터(STL)는 차단된다.
표시패널(10)은 제 N+1(N은 0을 포함한 양의 정수) 및 제 N+2 프레임 기간 동안 좌안 영상 데이터(RGBL)를 연속적으로 표시한다. 제 N+1 및 제 N+2 프레임 기간 동안 표시되는 각각의 좌안 영상 데이터(RGBL)는 동일한 데이터이고, 노말 감마 특성 커브의 동일한 감마 특성을 가진다.
표시패널(10)은 제 N+3 및 제 N+4 프레임 기간 동안 우안 영상 데이터(RGBR)를 연속적으로 표시한다. 제 N+3 및 제 N+4 프레임 기간 동안 표시되는 각각의 우안 영상 데이터(RGBR)는 동일 데이터이고, 노말 감마 특성의 동일한 감마 특성을 가진다.
제 N+1 및 제 N+2 프레임 기간 동안 표시되는 좌안 영상 데이터(RGBL)는 다른 감마 특성을 가질 수 있다. 제 N+3 및 제 N+4 프레임 기간 동안 표시되는 우안 영상 데이터(RGBR)도 다른 감마 특성을 가질 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 노말 감마 특성 커브, 하이 감마 특성 커브, 및 로우 감마 특성 커브를 보여주는 그래프들이다. 표시패널(10)은 제 N+1 프레임 기간 동안 도 4b와 같이 하이 감마 특성으로 변조된 좌안 영상 데이터(RGBL(HG))을 표시하고, 제 N+2 프레임 기간 동안 도 4c와 같이 로우 감마 특성으로 변조된 좌안 영상 데이터(RGBL( LG ))를 표시할 수 있다. 표시패널(10)은 제 N+3 프레임 기간 동안 하이 감마 특성으로 변조된 우안 영상 데이터(RGBR(HG))을 표시하고, 제 N+4 프레임 기간 동안 로우 감마 특성으로 변조된 우안 영상 데이터(RGBR ( LG ))를 표시할 수 있다.
하이 감마 특성으로 변조된 좌안 및 우안 영상 데이터(RGBL ( HG ), RGBR ( HG ))는 노말 감마 특성에 비하여 저계조와 중간 계조에서 표시 휘도를 높게 한다. 로우 감마 특성으로 변조된 좌안 및 우안 영상 데이터(RGBL ( LG ), RGBR ( LG ))는 노말 감마 특성에 비하여 저계조와 중간 계조에서 표시 휘도를 낮게 한다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 입체영상 표시장치의 구동방법을 보여주는 흐름도이다. 도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 입체영상 표시장치의 구동 파형을 보여주는 파형도이다. 이 실시예에 대하여 도 2에 도시된 입체영상 표시장치를 결부하여 상세히 설명하기로 한다. 도 5 및 도 6에서, 백라이트 유닛의 광원들은 LED를 포함한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 2차원 영상에서 컨트롤러(200)는 2차원 영상 데이터(RGB)를 표시패널(10)에 어드레싱한다. 컨트롤러(200)는 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)를 하이 논리로 발생하므로, 백라이트 유닛 구동부(120)는 하이 논리의 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)에 응답하여 백라이트 유닛(20)의 광원들을 점등시킨다. (S101, S151)
3차원 영상에서 컨트롤러(200)는 제 N+1 프레임 기간 동안 표시패널 제어신호(CDIS)를 발생한다. 컨트롤러(200)는 제 N+1 프레임 기간 동안 좌안 영상 데이터(RGBL)를 데이터 구동회로에 공급하고, 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)를 하이 논리로 발생한다. 또한, 컨트롤러(200)는 제 N+1 프레임 기간 동안 좌안 및 우안 액정셔터안경 제어신호(CLST, CRST)를 로우 논리로 발생한다.
데이터 구동회로는 제 N+1 프레임 기간 동안 좌안 영상 데이터(RGBL)의 데이터전압을 표시패널의 데이터라인들에 공급하여 표시패널의 픽셀들에 좌안 영상 데이터(RGBL)를 어드레싱한다. 백라이트 유닛 구동부(120)는 하이 논리의 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)에 응답하여 제 N+1 프레임 기간 동안 백라이트 유닛(20)의 광원들을 점등시킨다. (S102, S103)
컨트롤러(200)는 제 N+2 프레임 기간 동안 표시패널 제어신호(CDIS)를 발생하고, 좌안 영상 데이터(RGBL)를 데이터 구동회로에 공급한다. 컨트롤러(200)는 제 N+2 프레임 기간의 시작과 함께 좌안 및 우안 액정셔터안경 제어신호(CLST, CRST)를 로우 논리로 발생하고, T1 만큼 경과된 시점에 좌안 액정셔터안경 제어신호(CLST)를 하이 논리로 반전시킨다. 또한, 컨트롤러(200)는 제 N+2 프레임 기간의 시작과 함께 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)를 로우 논리로 발생하고, T1+T2 만큼 경과된 시점에 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)를 하이 논리로 반전시킨다.
도 6에서, T1은 표시패널(10)의 액정셀에 데이터가 기입된 시점으로부터 액정 응답 지연시간이 경과된 후까지의 시간으로 미리 설정된다. 이에 대한 상세한 설명은 도 7과 결부하여 후술한다.
T2는 액정셔터안경(30)의 액정 라이징 지연시간(TR)과 LED의 응답 지연시간 차이에 해당하는 시간으로 미리 설정된다. 이에 대한 자세한 설명은 도 8과 결부하여 후술한다.
데이터 구동회로는 제 N+2 프레임 기간 동안 좌안 영상 데이터(RGBL)의 데이터전압을 표시패널의 데이터라인들에 공급하여 표시패널의 픽셀들에 좌안 영상 데이터(RGBL)를 어드레싱한다. 액정셔터안경 제어신호 수신부(130)는 하이 논리의 좌안 액정셔터안경 제어신호(CLST)에 응답하여 제 N+2 프레임 기간의 시작 지점으로부터 T1 만큼 경과된 시점부터 좌안 셔터(STL)만을 개방한다. 백라이트 유닛 구동부(120)는 하이 논리의 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)에 응답하여 제 N+2 프레임 기간의 시작 지점부터 T1+T2 만큼 경과된 시점부터 백라이트 유닛(20)의 광원들을 점등시킨다. (S104 내지 S109)
컨트롤러(200)는 제 N+2 프레임 기간의 시작 지점으로부터 T1+T2+T3 만큼 경과된 시점에 좌안 액정셔터안경 제어신호(CLST)를 로우 논리로 반전시킨다. 액정셔터안경 제어신호 수신부(130)는 로우 논리의 좌안 액정셔터안경 제어신호(CLST)에 응답하여 제 N+2 프레임 기간의 시작 지점으로부터 T1+T2+T3 만큼 경과된 시점부터 좌안 셔터(STL)를 차단한다.
T3는 좌안 액정셔터안경 제어신호(CLST)가 하이 논리 신호로 발생 되는 시간이며, T3 이후에 좌안 액정셔터안경 제어신호(CLST)는 로우 논리로 반전된다. 제 N+2 프레임 기간의 좌안 영상 데이터(RGBL)에서 제 N+3 프레임 기간의 우안 영상 데이터(RGBR)로 바뀌기 전에, 3D 크로스토크를 방지하기 위해 액정셔터안경(30)의 좌안 셔터(STL)는 차단되어야 하기 때문이다. (S110, S111)
컨트롤러(200)는 제 N+3 프레임 기간 동안 표시패널 제어신호(CDIS)를 발생한다. 컨트롤러(200)는 제 N+3 프레임 기간 동안 우안 영상 데이터(RGBR)를 데이터 구동회로에 공급하고, 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)를 하이 논리로 발생한다. 또한, 컨트롤러(200)는 제 N+3 프레임 기간 동안 좌안 및 우안 액정셔터안경 제어신호(CLST, CRST)를 로우 논리로 발생한다.
데이터 구동회로는 제 N+3 프레임 기간 동안 우안 영상 데이터(RGBR)의 데이터전압을 표시패널의 데이터라인들에 공급하여 표시패널의 픽셀들에 우안 영상 데이터(RGBR)를 어드레싱한다. 백라이트 유닛 구동부(120)는 하이 논리의 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)에 응답하여 제 N+3 프레임 기간 동안 백라이트 유닛(20)의 광원을 점등시킨다. (S112, S113)
컨트롤러(200)는 제 N+4 프레임 기간 동안 표시패널 제어신호(CDIS)를 발생하고, 우안 영상 데이터(RGBR)를 데이터 구동회로에 공급한다. 컨트롤러(200)는 제 N+4 프레임 기간의 시작과 함께 좌안 및 우안 액정셔터안경 제어신호(CLST, CRST)를 로우 논리로 발생하고, T1 만큼 경과된 시점에 우안 액정셔터안경 제어신호(CRST)를 하이 논리로 반전시킨다. 또한, 컨트롤러(200)는 제 N+4 프레임 기간의 시작과 함께 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)를 로우 논리로 발생하고, T1+T2 만큼 경과된 시점에 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)를 하이 논리로 반전시킨다.
데이터 구동회로는 제 N+4 프레임 기간 동안 우안 영상 데이터(RGBR)의 데이터전압을 표시패널의 데이터라인들에 공급하여 표시패널의 픽셀들에 우안 영상 데이터(RGBR)를 어드레싱한다. 액정셔터안경 제어신호 수신부(130)는 하이 논리의 우안 액정셔터안경 제어신호(CRST)에 응답하여 제 N+4 프레임 기간의 시작 지점으로부터 T1 만큼 경과된 시점부터 우안 셔터(STR)만을 개방한다. 백라이트 유닛 구동부(120)는 하이 논리의 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)에 응답하여 제 N+4 프레임 기간의 시작 지점부터 T1+T2 만큼 경과된 시점부터 백라이트 유닛(20)의 광원을 점등시킨다. (S114 내지 S119)
컨트롤러(200)는 제 N+4 프레임 기간의 시작 지점으로부터 T1+T2+T3 만큼 경과된 시점에 우안 액정셔터안경 제어신호(CRST)를 로우 논리로 반전시킨다. 액정셔터안경 제어신호 수신부(130)는 로우 논리의 우안 액정셔터안경 제어신호(CRST)에 응답하여 제 N+4 프레임 기간의 시작 지점으로부터 T1+T2+T3 만큼 경과된 시점부터 우안 셔터(STR)를 차단한다.
T3는 우안 액정셔터안경 제어신호(CRST)가 하이 논리 신호로 발생 되는 시간이며, T3 이후에 우안 액정셔터안경 제어신호(CRST)는 로우 논리로 반전된다. 제 N+2 프레임 기간의 좌안 영상 데이터(RGBL)에서 제 N+3 프레임 기간의 우안 영상 데이터(RGBR)로 바뀌기 전에, 3D 크로스토크를 방지하기 위해 액정셔터안경(30)의 좌안 셔터(STL)는 차단되어야 하기 때문이다. (S120 내지 S121)
한편, 3차원 영상에서 액정의 응답속도를 빠르게 하기 위해 표시패널의 액정의 온도를 일정한 온도 이상으로 유지할 필요가 있다. 따라서, 도 5 및 도 6에서, PWM 듀티비(DR)가 80% 내지 90% 인 것이 표시패널의 구동에 유리하다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에서 표시패널의 액정특성을 고려한 액정셔터 안경 제어신호의 구동파형을 보여주는 파형도이다. 제 N+1 프레임 기간의 시작과 함께 데이터를 공급하더라도 액정의 응답시간이 지연되므로, 표시패널의 휘도는 도 7과 같이 제 N+1 프레임 기간으로부터 일정한 시간이 지난 후에야 목표 값에 도달한다. 이를 해결하기 위하여, 제 N+1 및 제 N+2 프레임 기간에 동일한 데이터를 공급함으로써, 제 N+2 프레임 기간 동안에 표시패널의 휘도는 일정하게 유지될 수 있다.
T1은 제 N+2 프레임 기간의 시작 시점부터 액정셔터안경이 온(ON)되는 시점까지의 시간이다. T1은 도 7에서 표시패널의 휘도가 목표 값에 도달한 이후의 시간으로 설정된다. 결국, T1은 표시패널(10)의 액정셀에 데이터가 기입된 시점으로부터 액정 응답 지연시간이 경과된 후까지의 시간으로 미리 설정된다.
도 8은 도 6에 도시된 T2 및 T3 동안에 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)와 좌안 액정셔터안경 제어신호(CLST)의 구동 파형을 상세히 보여주는 파형도이다. 도 8에서, LON은 LED 점등 지연시간, TR은 액정셔터안경의 액정 라이징 지연시간, TF는 액정셔터안경의 액정 폴링 지연시간을 의미한다.
도 8을 참조하면, 액정셔터안경의 액정 라이징 지연시간(TR)은 LED의 점등 지연시간(LON) 보다 크다. 액정셔터안경의 액정이 완전히 라이징 되기 전에 LED가 점등되면, 사용자가 액정 라이징 지연시간(TR) 동안 광량이 변하는 것을 느낄 수 있으므로. 3차원 영상의 화질이 떨어지는 문제가 발생한다. 따라서, 액정셔터안경의 액정이 라이징 되는 구간과 LED의 점등 구간을 동기화시킬 필요가 있다.
본 발명의 실시예는 액정셔터안경의 액정 라이징 지연시간(TR)과 LED 점등 지연시간(LON)을 고려하여 구동한다. 도 8에서, T2는 액정셔터안경(30)의 액정 라이징 지연시간(TR)과 LED의 점등 지연시간(LON) 차이에 해당하는 시간으로 미리 설정된다. 구체적으로, 액정셔터안경(30)의 액정 라이징 지연시간(TR)은 LED의 점등지연시간(LON)보다 늦다. 따라서, 액정셔터안경(30)의 액정 구동전압이 인가된 후부터 T2 만큼의 시간이 경과된 다음, LED의 구동전압이 LED에 인가된다. 결국, T2는 액정셔터안경(30)의 액정의 라이징 구간과 백라이트 유닛(20)의 점등 구간의 시작을 동기화할 수 있도록 한 시간이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 입체영상 표시장치의 구동방법을 보여주는 흐름도이다. 도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 입체영상 표시장치의 구동 파형을 보여주는 파형도이다. 이 실시예에 대하여 도 2에 도시된 입체영상 표시장치를 결부하여 상세히 설명하기로 한다.
도 9 내지 도 10에서, 백라이트 유닛의 광원들은 LED를 포함한다. 백라이트 유닛(20)은 두 개 이상의 블록으로 분할 가능하다. 도 10에서, 백라이트 유닛(20)은 제 1 내지 제 3 블록(Block 1, 2, 3)으로 분할되었다. 각 블록들은 동일한 크기로 분할될 수 있다.
도 9 내지 도 10을 참조하면, 2차원 영상에서 컨트롤러(200)는 2차원 영상 데이터(RGB)를 표시패널(10)에 어드레싱한다. 컨트롤러(200)는 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)를 하이 논리로 발생하므로, 백라이트 유닛 구동부(120)는 하이 논리의 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)에 응답하여 백라이트 유닛(20)의 광원을 점등시킨다. (S201, S251)
3차원 영상에서 컨트롤러(200)는 제 N+1 프레임 기간 동안 표시패널 제어신호(CDIS)를 발생한다. 컨트롤러(200)는 제 N+1 프레임 기간 동안 좌안 영상 데이터(RGBL)를 데이터 구동회로에 공급하고, 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)를 하이 논리로 발생한다. 또한, 컨트롤러(200)는 제 N+1 프레임 기간 동안 좌안 및 우안 액정셔터안경 제어신호(CLST, CRST)를 로우 논리로 발생한다.
데이터 구동회로는 제 N+1 프레임 기간 동안 좌안 영상 데이터(RGBL)의 데이터전압을 표시패널(10)의 데이터라인들에 공급하여 표시패널(10)의 픽셀들에 좌안 영상 데이터(RGBL)를 어드레싱한다. 백라이트 유닛 구동부(120)는 하이 논리의 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)에 응답하여 제 N+1 프레임 기간 동안 백라이트 유닛(20)의 광원을 점등시킨다. (S202, S203)
컨트롤러(200)는 제 N+2 프레임 기간 동안 표시패널 제어신호(CDIS)를 발생하고, 좌안 영상 데이터(RGBL)를 데이터 구동회로에 공급한다. 컨트롤러(200)는 제 N+2 프레임 기간의 시작과 함께 좌안 및 우안 액정셔터안경 제어신호(CLST, CRST)를 로우 논리로 발생하고, T1 만큼 경과된 시점에 좌안 액정셔터안경 제어신호(CLST)를 하이 논리로 반전시킨다. 또한, 컨트롤러(200)는 제 N+2 프레임 기간의 시작과 함께 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)를 로우 논리로 발생한다.
데이터 구동회로는 제 N+2 프레임 기간 동안 좌안 영상 데이터(RGBL)의 데이터전압을 표시패널의 데이터라인들에 공급하여 표시패널의 픽셀들에 좌안 영상 데이터(RGBL)를 어드레싱한다. 액정셔터안경 제어신호 수신부(130)는 하이 논리의 좌안 액정셔터안경 제어신호(CLST)에 응답하여 제 N+2 프레임 기간의 시작 지점으로부터 T1 만큼 경과된 시점부터 좌안 셔터(STL)만을 개방한다. (S204 내지 S207)
컨트롤러(200)는 제 N+2 프레임 기간의 시작 지점으로부터 T1+T2 만큼 경과된 시점에 제 1 블록의 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)를 하이 논리로 반전시키고, T1+T2+T3 만큼 경과된 시점에 제 2 블록의 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)를 하이 논리로 반전시키며, T1+T2+T3+T4 만큼 경과된 시점에 제 3 블록의 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)를 하이 논리로 반전시킨다.
컨트롤러(200)는 제 N+2 프레임 기간의 시작 지점으로부터 T1+T2+W1 만큼 경과된 시점에 제 1 블록의 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)를 로우 논리로 반전시키고, T1+T2+T3+W2 만큼 경과된 시점에 제 2 블록의 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)를 로우 논리로 반전시킨다.
백라이트 유닛 구동부(120)는 하이 논리의 제 1 블록의 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)에 응답하여 제 N+2 프레임 기간의 시작 지점부터 T1+T2 만큼 경과된 시점부터 제 1 블록의 백라이트 유닛(20)의 광원들을 점등시키며, T1+T2+W1 만큼 경과된 시점부터 제 1 블록의 백라이트 유닛(20)의 광원들을 소등시킨다.
백라이트 유닛 구동부(120)는 하이 논리의 제 2 블록의 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)에 응답하여 제 N+2 프레임 기간의 시작 지점부터 T1+T2+T3 만큼 경과된 시점부터 제 2 블록의 백라이트 유닛(20)의 광원들을 점등시키며, T1+T2+T3+W2 만큼 경과된 시점부터 제 2 블록의 백라이트 유닛(20)의 광원들을 소등시킨다.
백라이트 유닛 구동부(120)는 하이 논리의 제 3 블록의 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)에 응답하여 제 N+2 프레임 기간의 시작 지점부터 T1+T2+T3+T4 만큼 경과된 시점부터 제 3 블록의 백라이트 유닛(20)의 광원들을 점등시킨다.
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 표시패널(10)을 나타내는 도면이다. 도 12는 본 발명의 제 2 실시예에서 표시패널(10)의 액정특성을 고려한 액정셔터안경 제어신호(CST)의 구동 파형을 보여주는 파형도이다.
도 11에서, 백라이트 유닛(20)은 제 1 및 제 3 블록으로 분할된다. 표시패널(10)의 제 1 내지 제 3 블록은 백라이트 유닛(20)의 제 1 내지 제 3 블록과 대향된다. 픽셀 A는 표시패널(10)의 제 1 블록에 포함되고, 픽셀 B는 제 2 블록에 포함되며, 픽셀 C는 제 3 블록에 포함된다.
스캔펄스는 표시패널(10)의 상부에서부터 순차적으로 공급되므로, 제 1 블록부터 제 3 블록까지 순차적으로 데이터가 공급된다. 따라서, 도 12와 같이, 제 1 블록의 픽셀 A, 제 2 블록의 픽셀 B, 및 제 3 블록의 픽셀 C는 액정의 응답 지연시간이 서로 다르다.
또한, 표시패널(10)의 휘도는 도 12와 같이 제 N+1 프레임 기간으로부터 일정한 시간이 지난 후에야 목표 값에 도달한다. 이를 해결하기 위하여, 제 N+1 및 제 N+2 프레임 기간에 동일한 데이터를 공급함으로써, 제 N+2 프레임 기간 동안에 표시패널(10)의 휘도는 일정하게 유지될 수 있다.
T1은 제 N+2 프레임 기간의 시작 시점부터 액정셔터안경(30)이 온(ON)되는 시점까지의 시간이다. T1은 도 12에서 표시패널(10)의 휘도가 목표 값에 도달한 이후의 시간으로 설정된다. 결국, T1은 표시패널(10)의 액정셀에 데이터가 기입된 시점으로부터 액정 응답 지연시간이 경과된 후까지의 시간으로 미리 설정된다.
T2는 액정셔터안경(30)의 액정 라이징 지연시간(TR)과 제 1 블록의 LED의 점등 지연시간(LON) 차이에 해당하는 시간으로 미리 설정된다. 구체적으로, 액정셔터안경(30)의 액정 라이징 지연시간(TR)은 LED의 점등 지연시간(LON)보다 늦다. 따라서, 액정셔터안경(30)의 액정 구동전압이 인가된 후부터 T2 만큼의 시간이 경과된 다음, 제 1 블록의 LED의 구동전압이 LED에 인가된다. 결국, T2는 액정셔터안경(30)의 액정의 라이징 구간과 제 1 블록의 백라이트 유닛(20)의 점등 구간의 시작을 동기화할 수 있도록 한 시간이다.
T3는 표시패널(10)의 제 2 블록의 액정 응답 지연시간을 고려하여 백라이트 유닛(20)을 구동하도록 한 시간이다. 도 12와 같이, 제 2 블록의 픽셀 B에서의 표시패널(10)의 휘도는 제 1 블록의 픽셀 A에서 표시패널(10)의 휘도 보다 목표 값에 늦게 도달한다. 따라서, 표시패널(10)의 휘도가 목표 값에 늦게 도달한 만큼, 제 2 블록은 늦게 점등한다.
T4는 표시패널(10)의 제 3 블록의 액정 응답 지연시간을 고려하여 백라이트 유닛(20)을 구동하도록 한 시간이다. 도 12와 같이, 제 3 블록의 픽셀 C에서의 표시패널(10)의 휘도는 제 1 블록의 픽셀 A 및 제 2 블록의 픽셀 B에서 표시패널(10)의 휘도 보다 목표 값에 늦게 도달한다. 따라서, 표시패널(10)의 휘도가 목표 값에 늦게 도달하는 만큼, 제 3 블록은 늦게 점등한다. 백라이트 유닛(20)의 제 1 내지 제 3 블록의 크기가 동일하다면, T3와 T4는 동일하다.
W1 내지 W3는 제 1 내지 제 3 블록의 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)가 하이 논리 신호로 발생되는 시간이다. 따라서, 백라이트 유닛(20)의 제 1 내지 제 3 블록의 크기가 동일하다면, W1 내지 W3는 동일하다. (S208 내지 S217)
컨트롤러(200)는 제 N+2 프레임 기간의 시작 지점으로부터 T1+T2+T3+T4+T5 만큼 경과된 시점에 좌안 액정셔터안경 제어신호(CLST)를 로우 논리로 반전시킨다. 액정셔터안경 제어신호 수신부(130)는 로우 논리의 좌안 액정셔터안경 제어신호(CLST)에 응답하여 제 N+2 프레임 기간의 시작 지점으로부터 T1+T2+T3+T4+T5 만큼 경과된 시점부터 좌안 셔터(STL)를 차단한다.
T5는 좌안 액정셔터안경 제어신호(CLST)가 하이 논리 신호로 발생 되는 시간이며, T5 이후에 좌안 액정셔터안경 제어신호(CLST)는 로우 논리로 반전된다. 제 N+2 프레임 기간의 좌안 영상 데이터(RGBL)에서 제 N+3 프레임 기간의 우안 영상 데이터(RGBR)로 바뀌기 전에, 3D 크로스토크를 방지하기 위해 액정셔터안경(30)의 좌안 셔터(STL)는 차단되어야 하기 때문이다. (S218, S219)
컨트롤러(200)는 제 N+3 프레임 기간 동안 표시패널 제어신호(CDIS)를 발생한다. 컨트롤러(200)는 제 N+3 프레임 기간 동안 우안 영상 데이터(RGBR)를 데이터 구동회로에 공급하고, 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)를 하이 논리로 발생한다. 또한, 컨트롤러(200)는 제 N+3 프레임 기간 동안 좌안 및 우안 액정셔터안경 제어신호(CLST, CRST)를 로우논리로 발생한다.
데이터 구동회로는 제 N+3 프레임 기간 동안 우안 영상 데이터(RGBR)의 데이터전압을 표시패널의 데이터라인들에 공급하여 표시패널의 픽셀들에 우안 영상 데이터(RGBR)를 어드레싱한다. 백라이트 유닛 구동부(120)는 하이 논리의 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)에 응답하여 제 N+3 프레임 기간 동안 백라이트 유닛(20)의 광원들을 점등시킨다. (S220, S221)
컨트롤러(200)는 제 N+2 프레임 기간 동안 표시패널 제어신호(CDIS)를 발생하고, 좌안 영상 데이터(RGBL)를 데이터 구동회로에 공급한다. 컨트롤러(200)는 제 N+1 프레임 기간의 시작과 함께 좌안 및 우안 액정셔터안경 제어신호(CLST, CRST)를 로우 논리로 발생하고, T1 만큼 경과된 시점에 좌안 액정셔터안경 제어신호(CLST)를 하이 논리로 반전시킨다. 또한, 컨트롤러(200)는 제 N+2 프레임 기간의 시작과 함께 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)를 로우 논리로 발생한다.
데이터 구동회로는 제 N+4 프레임 기간 동안 우안 영상 데이터(RGBR)의 데이터전압을 표시패널의 데이터라인들에 공급하여 표시패널의 픽셀들에 우안 영상 데이터(RGBR)를 어드레싱한다. 액정셔터안경 제어신호 수신부(130)는 하이 논리의 우안 액정셔터안경 제어신호(CRST)에 응답하여 제 N+4 프레임 기간의 시작 지점으로부터 T1 만큼 경과된 시점부터 우안 셔터(STR)만을 개방한다. (S222 내지 S225)
컨트롤러(200)는 제 N+4 프레임 기간의 시작 지점으로부터 T1+T2 만큼 경과된 시점에 제 1 블록의 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)를 하이 논리로 반전시키고, T1+T2+T3 만큼 경과된 시점에 제 2 블록의 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)를 하이 논리로 반전시키며, T1+T2+T3+T4 만큼 경과된 시점에 제 3 블록의 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)를 하이 논리로 반전시킨다.
컨트롤러(200)는 제 N+4 프레임 기간의 시작 지점으로부터 T1+T2+W1 만큼 경과된 시점에 제 1 블록의 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)를 로우 논리로 반전시키고, T1+T2+T3+W2 만큼 경과된 시점에 제 2 블록의 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)를 로우 논리로 반전시킨다.
백라이트 유닛 구동부(120)는 하이 논리의 제 1 블록의 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)에 응답하여 제 N+4 프레임 기간의 시작 지점부터 T1+T2 만큼 경과된 시점부터 제 1 블록의 백라이트 유닛(20)의 광원들을 점등시키며, T1+T2+W1 만큼 경과된 시점부터 제 1 블록의 백라이트 유닛(20)의 광원들을 소등시킨다.
백라이트 유닛 구동부(120)는 하이 논리의 제 2 블록의 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)에 응답하여 제 N+2 프레임 기간의 시작 지점부터 T1+T2+T3 만큼 경과된 시점부터 제 2 블록의 백라이트 유닛(20)의 광원들을 점등시키며, T1+T2+T3+W2 만큼 경과된 시점부터 제 2 블록의 백라이트 유닛(20)의 광원들을 소등시킨다.
백라이트 유닛 구동부(120)는 하이 논리의 제 3 블록의 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)에 응답하여 제 N+2 프레임 기간의 시작 지점부터 T1+T2+T3+T4 만큼 경과된 시점부터 제 3 블록의 백라이트 유닛의 광원들을 점등시킨다. (S226 내지 S235)
컨트롤러(200)는 제 N+4 프레임 기간의 시작 지점으로부터 T1+T2+T3+T4+T5 만큼 경과된 시점에 우안 액정셔터안경 제어신호(CRST)를 로우 논리로 반전시킨다. 액정셔터안경 제어신호 수신부(130)는 로우 논리의 우안 액정셔터안경 제어신호(CRST)에 응답하여 제 N+4 프레임 기간의 시작 지점으로부터 T1+T2+T3+T4+T5 만큼 경과된 시점부터 우안 셔터(STR)를 차단한다.
T5는 우안 액정셔터안경 제어신호(CRST)가 하이 논리 신호로 발생 되는 시간이며, T5 이후에 우안 액정셔터안경 제어신호(CRST)는 로우 논리로 반전된다. 제 N+4 프레임 기간의 우안 영상 데이터(RGBR)에서 제 N+1 프레임 기간의 좌안 영상 데이터(RGBL)로 바뀌기 전에, 3D 크로스토크를 방지하기 위해 액정셔터안경(30)의 우안 셔터(STR)는 차단되어야 하기 때문이다. (S236, S237)
도 13은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 입체영상 표시장치의 구동방법을 보여주는 흐름도이다. 도 14는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 입체영상 표시장치의 구동 파형을 보여주는 파형도이다. 이 실시예에 대하여 도 2에 도시된 입체영상 표시장치를 결부하여 상세히 설명하기로 한다.
도 13 및 도 14에서 백라이트 유닛(20)의 광원들은 형광 램프(Fluorescent Lamp)를 포함한다. 형광 램프는 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL), 또는 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp, EEFL)가 사용될 수 있다.
도 13 및 도 14을 참조하면, 2차원 영상에서 컨트롤러(200)는 2차원 영상 데이터(RGB)를 표시패널에 어드레싱한다. 컨트롤러(200)는 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)를 하이 논리로 발생하므로, 백라이트 유닛 구동부(120)는 하이 논리의 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)에 응답하여 백라이트 유닛(20)의 광원들을 점등시킨다. (S301, S351)
3차원 영상에서 컨트롤러(200)는 제 N+1 프레임 기간 동안 표시패널 제어신호(CDIS)를 발생한다. 컨트롤러(200)는 제 N+1 프레임 기간 동안 좌안 영상 데이터(RGBL)를 데이터 구동회로에 공급하고, 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)를 하이 논리로 발생한다. 또한, 컨트롤러(200)는 제 N+1 프레임 기간 동안 좌안 및 우안 액정셔터안경 제어신호(CLST, CRST)를 로우 논리로 발생한다.
데이터 구동회로는 제 N+1 프레임 기간 동안 좌안 영상 데이터(RGBL)의 데이터전압을 표시패널의 데이터라인들에 공급하여 표시패널의 픽셀들에 좌안 영상 데이터(RGBL)를 어드레싱한다. 백라이트 유닛 구동부(120)는 하이 논리의 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)에 응답하여 제 N+1 프레임 기간 동안 백라이트 유닛(20)의 광원들을 점등시킨다. (S302, S303)
컨트롤러(200)는 제 N+2 프레임 기간 동안 표시패널 제어신호(CDIS)를 발생하고, 좌안 영상 데이터(RGBL)를 데이터 구동회로에 공급한다. 컨트롤러(200)는 제 N+2 프레임 기간의 시작과 함께 좌안 및 우안 액정셔터안경 제어신호(CLST, CRST)를 로우 논리로 발생하고, T1 만큼 경과된 시점에 좌안 액정셔터안경 제어신호(CLST)를 하이 논리로 반전시킨다. 또한, 컨트롤러(200)는 제 N+2 프레임 기간 동안 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)를 하이 논리로 발생한다.
데이터 구동회로는 제 N+2 프레임 기간 동안 좌안 영상 데이터(RGBL)의 데이터전압을 표시패널의 데이터라인들에 공급하여 표시패널의 픽셀들에 좌안 영상 데이터(RGBL)를 어드레싱한다. 액정셔터안경 제어신호 수신부(130)는 하이 논리의 좌안 액정셔터안경 제어신호(CLST)에 응답하여 제 N+2 프레임 기간의 시작 지점으로부터 T1 만큼 경과된 시점부터 좌안 셔터(STL)만을 개방한다. 백라이트 유닛 구동부(120)는 하이 논리의 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)에 응답하여 제 N+2 프레임 기간 동안 백라이트 유닛(20)의 광원인 형광램프를 점등시킨다. (S304 내지 S307)
컨트롤러(200)는 제 N+2 프레임 기간의 시작 지점으로부터 T1+T2 만큼 경과된 시점에 좌안 액정셔터안경 제어신호(CLST)를 로우 논리로 반전시킨다. 액정셔터안경 제어신호 수신부(130)는 로우 논리의 좌안 액정셔터안경 제어신호(CLST)에 응답하여 제 N+2 프레임 기간의 시작 지점으로부터 T1+T2 만큼 경과된 시점부터 좌안 셔터(STL)를 차단한다.
T1 은 표시패널(10)의 액정셀에 데이터가 기입된 시점으로부터 액정 응답 지연시간이 경과된 후까지의 시간으로 미리 설정된다. 이에 대하여는 도 7에서 설명하였다.
T2는 좌안 액정셔터안경 제어신호(CLST)가 하이 논리 신호로 발생 되는 시간이며, T2 이후에 좌안 액정셔터안경 제어신호(CLST)는 로우 논리로 반전된다. 제 N+2 프레임 기간의 좌안 영상 데이터(RGBL)에서 제 N+3 프레임 기간의 우안 영상 데이터(RGBR)로 바뀌기 전에, 3D 크로스토크를 방지하기 위해 액정셔터안경(30)의 좌안 셔터(STL)는 차단되어야 하기 때문이다. (S308, S309)
컨트롤러(200)는 제 N+3 프레임 기간 동안 표시패널 제어신호(CDIS)를 발생한다. 컨트롤러(200)는 제 N+3 프레임 기간 동안 우안 영상 데이터(RGBR)를 데이터 구동회로에 공급하고, 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)를 하이 논리로 발생한다. 또한, 컨트롤러(200)는 제 N+3 프레임 기간 동안 좌안 및 우안 액정셔터안경 제어신호(CLST, CRST)를 로우 논리로 발생한다.
데이터 구동회로는 제 N+3 프레임 기간 동안 우안 영상 데이터(RGBR)의 데이터전압을 표시패널의 데이터라인들에 공급하여 표시패널의 픽셀들에 우안 영상 데이터(RGBR)를 어드레싱한다. 백라이트 유닛 구동부(120)는 하이 논리의 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)에 응답하여 제 N+3 프레임 기간 동안 백라이트 유닛(20)의 광원들을 점등시킨다. (S310, S311)
컨트롤러(200)는 제 N+4 프레임 기간 동안 표시패널 제어신호(CDIS)를 발생하고, 우안 영상 데이터(RGBR)를 데이터 구동회로에 공급한다. 컨트롤러(200)는 제 N+4 프레임 기간의 시작과 함께 좌안 및 우안 액정셔터안경 제어신호(CLST, CRST)를 로우 논리로 발생하고, T1 만큼 경과된 시점에 우안 액정셔터안경 제어신호(CRST)를 하이 논리로 반전시킨다. 또한, 컨트롤러(200)는 제 N+4 프레임 기간 동안 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)를 하이 논리로 발생한다.
데이터 구동회로는 제 N+4 프레임 기간 동안 좌안 영상 데이터(RGBR)의 데이터전압을 표시패널의 데이터라인들에 공급하여 표시패널의 픽셀들에 우안 영상 데이터(RGBR)를 어드레싱한다. 액정셔터안경 제어신호 수신부(130)는 하이 논리의 우안 액정셔터안경 제어신호(CRST)에 응답하여 제 N+2 프레임 기간의 시작 지점으로부터 T1 만큼 경과된 시점부터 우안 셔터(STR)만을 개방한다. 백라이트 유닛 구동부(120)는 하이 논리의 백라이트 유닛 제어신호(CBLU)에 응답하여 제 N+2 프레임 기간 동안 백라이트 유닛(20)의 광원들을 점등시킨다. (S312 내지 S315)
컨트롤러(200)는 제 N+4 프레임 기간의 시작 지점으로부터 T1+T2 만큼 경과된 시점에 우안 액정셔터안경 제어신호(CRST)를 로우 논리로 반전시킨다. 액정셔터안경 제어신호 수신부(130)는 로우 논리의 우안 액정셔터안경 제어신호(CRST)에 응답하여 제 N+4 프레임 기간의 시작 지점으로부터 T1+T2 만큼 경과된 시점부터 우안 셔터(STR)를 차단한다.
T2는 우안 액정셔터안경 제어신호(CRST)가 하이 논리 신호로 발생 되는 시간이며, T2 이후에 우안 액정셔터안경 제어신호(CRST)는 로우 논리로 반전된다. 제 N+4 프레임 기간의 우안 영상 데이터(RGBR)에서 제 N+1 프레임 기간의 좌안 영상 데이터(RGBL)로 바뀌기 전에, 3D 크로스토크를 방지하기 위해 액정셔터안경(30)의 우안 셔터(STR)는 차단되어야 하기 때문이다. (S308, S309)
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 20: 백라이트 유닛
30: 액정셔터안경
110: 표시패널 구동부 120: 백라이트 유닛 구동부
130: 액정셔터안경 제어신호 수신부
140: 액정셔터안경 제어신호 송신부
200: 컨트롤러
Lon: LED 점등 지연시간
Tr: 액정셔터안경의 액정 라이징 지연시간
Tf: 액정셔터안경의 액정 폴링 지연시간
W1 : PWM 신호의 하이로직레벨(백라이트 유닛 점등시간)
W2 : PWM 신호의 로우로직레벨(백라이트 유닛 소등시간)

Claims (21)

  1. 제 N+1(N은 0을 포함한 양의 정수) 및 제 N+2 프레임 기간 동안 좌안 영상이 표시되고, 제 N+3 및 제 N+4 프레임 기간 동안 우안 영상이 표시되는 표시패널;
    상기 표시패널에 빛을 조사하는 백라이트 유닛;
    전기적으로 제어가능한 좌안 셔터와 우안 셔터를 포함하는 액정셔터안경을 포함하며,
    상기 액정셔터안경은 상기 제 N+2 프레임 기간 내에서 상기 표시패널의 액정 응답 지연시간이 경과된 후에 상기 좌안 셔터만을 개방하고, 상기 제 N+4 프레임 기간 내에서 상기 표시패널의 상기 액정 응답 지연시간이 경과된 후에 상기 우안 셔터만을 개방하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은 다수의 광원들을 포함하며, 상기 광원들은 LED를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 LED는,
    상기 제 N+1 및 상기 제 N+3 프레임 기간에 점등하고,
    상기 제 N+2 및 상기 제 N+4 프레임 기간의 시작과 함께 소등하며,
    상기 제 N+2 프레임 기간 내에서 상기 좌안 셔터의 개방과 동기하여 점등하며, 상기 제 N+4 프레임 기간 내에서 상기 우안 셔터의 개방과 동기하여 점등하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 LED의 점등시간을 제어하기 위한 듀티비는 상기 제 N+1 및 상기 제 N+2 프레임 기간에 80% 내지 90% 이고, 상기 제 N+3 및 상기 제 N+4 프레임 기간에 80% 내지 90% 인 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은 상기 표시패널의 데이터의 스캔 방향을 따라 적어도 2 개 이상의 블록들로 분할되고, 상기 블록들은 상기 LED의 점등에 의해 상기 데이터의 스캔 방향을 따라 순차적으로 점등되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 블록들은 상기 제 N+1 및 상기 제 N+3 프레임 기간에 모두 점등되고, 상기 제 N+2 및 상기 제 N+4 프레임 기간의 시작과 함께 소등되며,
    상기 제 N+2 프레임 기간 내에서, 상기 블록들은 상기 백라이트 유닛의 최상위 블록으로부터 최하위 블록까지 순차적으로 점등 및 소등되고, 상기 최상위 블록은 상기 좌안 셔터의 개방과 동기하여 점등되며, 상기 최하위 블록은 상기 좌안 셔터의 차단과 동기하여 소등되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 최상위 내지 상기 최하위 블록들 각각은 동일한 시간 동안 점등되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 N+4 프레임 기간 내에서, 상기 블록들은 상기 백라이트 유닛의 최상위 블록으로부터 최하위 블록까지 순차적으로 점등 및 소등되고, 상기 최상위 블록은 상기 우안 셔터의 개방과 동기하여 점등되며, 상기 최하위 블록은 상기 우안 셔터의 차단과 동기하여 소등되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 최상위 내지 상기 최하위 블록들 각각은 동일한 시간 동안 점등되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은 다수의 광원들을 포함하며, 상기 광원들은 형광램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 형광램프는 상기 제 N+1 내지 상기 제 N+4 프레임 기간 동안 지속적으로 점등하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  12. 제 N+1 및 제 N+2 프레임 기간 동안 좌안 영상을 표시패널에 표시하고, 제 N+3 및 제 N+4 프레임 기간 동안 우안 영상을 상기 표시패널에 표시하며, 백라이트 유닛이 상기 표시패널에 빛을 조사하는 단계;
    상기 제 N+2 프레임 기간 내에서 상기 표시패널의 액정 응답 지연시간이 경과된 후에 액정셔터안경의 좌안 셔터만을 개방하는 단계; 및
    상기 제 N+4 프레임 기간 내에서 상기 표시패널의 상기 액정 응답 지연시간이 경과된 후에 상기 액정셔터안경의 우안 셔터만을 개방하는 단계를 포함하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은 다수의 광원들을 포함하며, 상기 광원들은 LED를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 N+1 프레임 기간 동안 상기 LED를 점등하는 단계;
    상기 제 N+2 프레임 기간의 시작과 함께 상기 LED를 소등하는 단계;
    상기 제 N+2 프레임 기간 내에서 상기 좌안 셔터의 개방과 동기하여 상기 LED를 점등하는 단계;
    상기 제 N+3 프레임 기간 동안 상기 LED를 점등하는 단계;
    상기 제 N+4 프레임 기간의 시작과 함께 상기 LED를 소등하는 단계; 및
    상기 제 N+4 프레임 기간 내에서 상기 우안 셔터의 개방과 동기하여 상기 LED를 점등하는 단계를 더 포함하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은 상기 표시패널의 데이터의 스캔 방향을 따라 적어도 2 개 이상의 블록들로 분할되고, 상기 블록들은 상기 LED의 점등에 의해 상기 데이터의 스캔 방향을 따라 순차적으로 점등되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 N+1 프레임 기간에 상기 블록들이 모두 점등되는 단계;
    상기 제 N+2 프레임 기간의 시작과 함께 상기 블록들이 모두 소등하는 단계;
    상기 제 N+2 프레임 기간에서 상기 좌안 셔터의 개방과 동기하여 상기 백라이트 유닛의 최상위 블록이 점등되는 단계; 및
    상기 제 N+2 프레임 기간에서 상기 좌안 셔터의 차단과 동기하여 상기 백라이트 유닛의 최하위 블록이 소등되는 단계를 더 포함하며,
    상기 블록들은 상기 최상위 블록으로부터 상기 최하위 블록까지 순차적으로 점등 및 소등되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 최상위 내지 상기 최하위 블록들 각각은 동일한 시간 동안 점등되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 N+3 프레임 기간에 상기 블록들이 모두 점등되는 단계;
    상기 제 N+4 프레임 기간의 시작과 함께 상기 블록들이 모두 소등되는 단계;
    상기 제 N+4 프레임 기간에서 상기 우안 셔터의 개방과 동기하여 상기 백라이트 유닛의 최상위 블록이 점등되는 단계; 및
    상기 제 N+4 프레임 기간에서 상기 우안 셔터의 차단과 동기하여 상기 백라이트 유닛의 최하위 블록이 소등되는 단계를 더 포함하며,
    상기 블록들은 상기 최상위 블록으로부터 상기 최하위 블록까지 순차적으로 점등 및 소등되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 최상위 블록 내지 상기 최하위 블록들 각각은 동일한 시간 동안 점등되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
  20. 제 12 항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은 다수의 광원들을 포함하며, 상기 광원들은 형광램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 제 N+1 내지 상기 제 N+4 프레임 기간 동안 지속적으로 상기 형광램프를 점등하는 단계를 더 포함하는 입체영상 표시장치의 구동방법.
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