KR20130011851A - 입체 영상 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 입체 영상 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는 영상을 표시하는 표시판 및 타이밍 제어부를 포함하는 표시판부, 상기 타이밍 제어부에 입력 영상 신호를 전달하는 통합 제어부, 좌안 셔터와 우안 셔터를 포함하는 셔터 부재, 상기 통합 제어부 또는 외부로부터 셔터 부재 제어 소스 신호를 입력 받아 셔터 타이밍 정보를 생성하는 셔터 타이밍 판단부, 그리고 상기 셔터 타이밍 정보를 입력 받아 셔터 부재 제어 신호를 생성하여 상기 셔터 부재에 전달하는 셔터 타이밍 제어부를 포함하고, 상기 셔터 타이밍 정보에 따라 상기 좌안 셔터 또는 상기 우안 셔터의 한 프레임에 대한 개폐 시간이 조절된다.

Description

입체 영상 표시 장치 및 그 구동 방법{3 DIMENSIONAL IMAGE DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 입체 영상 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로서, 더 구체적으로 셔터 안경을 포함하는 입체 영상 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.

최근에 표시 장치 기술의 발전에 따라서 3차원(3 dimensional, 3D)의 입체 영상 표시 장치가 관심을 끌고 있으며, 다양한 3차원 영상 표시 방법이 연구되고 있다.

일반적으로, 3차원 영상 표시 기술에서는 근거리에서 입체감을 인식하는 가장 큰 요인인 양안 시차(binocular parallax)를 이용하여 물체의 입체감을 표현한다. 즉, 왼쪽 눈(좌안)과 오른쪽 눈(우안)에는 각각 서로 다른 2차원 영상이 비춰지고, 좌안에 비춰지는 영상(이하, "좌안 영상(left eye image) "이라 함)과 우안에 비춰지는 영상(이하, "우안 영상(right eye image) "이라 함)이 뇌로 전달되면, 좌안 영상과 우안 영상은 뇌에서 융합되어 깊이감(depth perception)을 갖는 3차원 영상으로 인식된다.

입체 영상 표시 장치는 양안 시차를 이용하는 것으로, 셔터 안경(shutter glasses), 편광 안경(polarized glasses) 등의 안경을 이용하는 안경식(stereoscopic) 방법과, 안경을 이용하지 않고 표시 장치에 렌티큘러 렌즈(lenticular lens), 패럴랙스 배리어(parallax barrier) 등을 배치하는 비안경식(autostereoscopic) 방법이 있다.

셔터 안경 방식은 입체 영상 표시 장치에서 좌안 영상과 우안 영상이 분리되어 연속적으로 출력되고, 셔터 안경의 좌안 셔터(left eye shutter)와 우안 셔터(right eye shutter)가 셔터 제어부의 제어에 의해 선택적으로 개폐됨으로써 입체 영상이 표현되는 방법이다.

셔터 안경 방식은 셔터를 개폐하여 영상을 인식하므로 셔터의 개폐에 따라 입체 영상 표시 장치의 표시판이 표시하는 영상뿐만 아니라 표시판 주변의 빛까지 차단하거나 시인되게 할 수 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 셔터 부재를 이용하는 입체 영상 표시 장치에서 셔터 부재를 통해 보이는 주변의 휘도를 제어하여 현장감 있고 실감나는 입체 영상을 제공하는 것이다.

본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는 영상을 표시하는 표시판 및 타이밍 제어부를 포함하는 표시판부, 상기 타이밍 제어부에 입력 영상 신호를 전달하는 통합 제어부, 좌안 셔터와 우안 셔터를 포함하는 셔터 부재, 상기 통합 제어부 또는 외부로부터 셔터 부재 제어 소스 신호를 입력 받아 셔터 타이밍 정보를 생성하는 셔터 타이밍 판단부, 그리고 상기 셔터 타이밍 정보를 입력 받아 셔터 부재 제어 신호를 생성하여 상기 셔터 부재에 전달하는 셔터 타이밍 제어부를 포함하고, 상기 셔터 타이밍 정보에 따라 상기 좌안 셔터 또는 상기 우안 셔터의 한 프레임에 대한 개폐 시간이 조절된다.

상기 좌안 셔터 또는 상기 우안 셔터의 한 프레임에 대해 열려 있는 시간인 열림 시간은 상기 셔터 타이밍 정보의 값이 클수록 클 수 있다.

상기 표시판부는 상기 표시판의 데이터선에 데이터 전압을 전달하는 데이터 구동부를 더 포함하고, 상기 데이터 전압은 좌안 데이터 전압과 우안 데이터 전압을 포함하고, 상기 좌안 데이터 전압의 입력 구간과 상기 우안 데이터 전압의 입력 구간 사이에는 수직 공백 구간이 위치하며, 상기 좌안 셔터 또는 상기 우안 셔터의 한 프레임에 대한 열림 시간의 적어도 일부는 상기 수직 공백 구간에 위치할 수 있다.

상기 수직 공백 구간에서 상기 좌안 셔터 및 상기 우안 셔터 중 하나만이 열려 있는 상태일 수 있다.

상기 표시판에 빛을 제공하는 백라이트부를 더 포함하고, 상기 백라이트부는 상기 수직 공백 구간 이전의 데이터 전압의 입력 구간이 끝난 후 제1 시간 후에 발광하기 시작하여 상기 수직 공백 구간 이후의 데이터 전압의 입력 구간이 시작한 후 제2 시간 후에 발광을 끝낼 수 있다.

상기 제1 시간 및 상기 제2 시간 중 적어도 하나는 0일 수 있다.

상기 셔터 부재 제어 소스 신호는 입력 영상 신호를 포함하고, 상기 셔터 타이밍 판단부는 상기 통합 제어부 또는 상기 타이밍 제어부로부터 상기 입력 영상 신호를 입력 받아 복수의 화소에 대한 계조를 합산하여 합산치를 계산하는 영상 휘도 합산부를 포함할 수 있다.

상기 셔터 타이밍 판단부는 상기 합산치에 대한 영상 휘도의 단계 및 상기 셔터 타이밍 정보의 값을 저장하는 제1 룩업 테이블, 그리고 상기 제1 룩업 테이블로부터 상기 합산치에 대응하는 영상 휘도의 단계 및 상기 셔터 타이밍 정보를 선택하는 단계 지정부를 더 포함할 수 있다.

상기 셔터 타이밍 판단부는 상기 합산치에 대응하는 상기 셔터 타이밍 정보를 계산하는 셔터 타이밍 계산부를 더 포함할 수 있다.

상기 셔터 타이밍 계산부는 선형 함수 식에 따라 상기 합산치에 따른 상기 셔터 타이밍 정보를 계산할 수 있다.

상기 표시판부는 상기 표시판의 데이터선에 데이터 전압을 전달하는 데이터 구동부를 더 포함하고, 상기 데이터 전압은 좌안 데이터 전압과 우안 데이터 전압을 포함하고, 상기 좌안 데이터 전압의 입력 구간과 상기 우안 데이터 전압의 입력 구간 사이에는 수직 공백 구간이 위치하며, 상기 좌안 셔터 또는 상기 우안 셔터의 한 프레임에 대한 열려 있는 시간인 열림 시간의 적어도 일부는 상기 수직 공백 구간에 위치할 수 있다.

상기 합산치가 최고치인 경우 상기 우안 셔터 또는 상기 좌안 셔터의 한 프레임에 대한 상기 열림 시간은 상기 수직 공백 구간 이전의 데이터 전압의 입력 구간이 시작되고 제3 시간 후에 시작하여 상기 수직 공백 구간 이후의 데이터 전압의 입력 구간이 끝나기 제4 시간 전에 끝날 수 있다.

상기 제3 시간 및 상기 제4 시간 중 적어도 하나는 0일 수 있다.

상기 셔터 부재 제어 소스 신호는 주변 휘도 제어 신호를 포함하고, 상기 셔터 타이밍 판단부는 상기 통합 제어부로부터 입력된 상기 주변 휘도 제어 신호에 따라 상기 셔터 타이밍 정보를 생성할 수 있다.

주변 휘도를 감지하여 감지 신호를 생성하는 조도 센서, 그리고 상기 감지 신호를 A/D 변환하여 주변 후도 정보를 생성하는 A/D 변환부를 더 포함하고, 상기 셔터 부재 제어 소스 신호는 상기 주변 휘도 정보를 포함하고, 상기 셔터 타이밍 판단부는 상기 주변 휘도 정보를 입력 받아 상기 셔터 타이밍 정보를 생성할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 구동 방법은 표시판 및 타이밍 제어부를 포함하는 표시판부, 상기 타이밍 제어부에 입력 영상 신호를 전달하는 통합 제어부, 좌안 셔터와 우안 셔터를 포함하는 셔터 부재, 그리고 셔터 타이밍 판단부를 포함하는 입체 영상 표시 장치로서, 상기 통합 제어부 또는 외부로부터 셔터 부재 제어 소스 신호를 입력 받아 셔터 타이밍 정보를 생성하는 단계, 그리고 상기 셔터 타이밍 정보에 따라 상기 셔터 부재의 상기 좌안 셔터 또는 상기 우안 셔터의 한 프레임에 대한 개폐 시간을 조절하는 단계를 포함한다.

상기 셔터 부재의 상기 좌안 셔터 또는 상기 우안 셔터의 한 프레임에 대한 개폐 시간을 조절하는 단계는 상기 셔터 타이밍 정보의 값이 커질수록 상기 좌안 셔터 또는 상기 우안 셔터의 한 프레임에 대해 열려 있는 시간인 열림 시간을 크게 하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 통합 제어부 또는 상기 타이밍 제어부로부터의 입력 영상 신호를 상기 셔터 부재 제어 소스 신호로서 상기 셔터 타이밍 판단부에 입력하는 단계, 그리고 상기 입력 영상 신호로부터 복수의 화소에 대한 계조를 합산하여 합산치를 계산하는 단계를 포함 수 있다.

주변 휘도 제어 신호를 상기 셔터 부재 제어 소스 신호로서 상기 셔터 타이밍 판단부에 입력하는 단계를 더 포함할 수 있다.

주변 휘도를 감지하여 감지 신호를 생성하는 단계, 그리고 상기 감지 신호를 A/D 변환하여 주변 휘도 정보를 생성하는 단계를 더 포함하고, 상기 주변 휘도 정보를 상기 셔터 부재 제어 소스 신호로서 상기 셔터 타이밍 판단부에 입력하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 셔터 부재를 포함하는 입체 영상 표시 장치에서 셔터 부재의 셔터가 열려 있는 시간을 능동적으로 제어하여 주변 휘도를 조절함으로써 입체 영상 표시의 효과를 더 높이고 현실감을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 블록도이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 동작을 개략적으로 나타내는 도면이고,
도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 셔터 부재 및 셔터 부재를 제어하는 여러 제어부의 블록도이고,
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 입력 영상 신호의 계조를 합산한 값에 따른 셔터 부재의 개폐 타이밍을 예시적으로 정한 룩업 테이블이고,
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 셔터 부재 및 셔터 부재를 제어하는 부분의 블록도이고,
도 7, 도 8, 도 9 및 도 10은 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 구동 방법을 보여주는 파형도이고,
도 11 및 도 12는 각각 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 셔터 부재를 통해 본 실제 영상 및 주변 모습의 한 예이고,
도 13 및 도 14는 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 셔터 부재 및 셔터 부재를 제어하는 부분의 블록도이다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

먼저, 도 1, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 동작을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 셔터 부재 및 셔터 부재를 제어하는 부분의 블록도이다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는 통합 제어부(integration controller)(650), 영상을 표시하는 표시판부(display panel assembly)(100), 백라이트 제어부(950), 셔터 부재(shutter member)(60), 셔터 타이밍 제어부(700), 그리고 도 3에 도시되어 있는 셔터 타이밍 판단부(710)를 포함한다.

본 발명의 한 실시예에 따른 통합 제어부(650)는 외부로부터 영상 정보(DATA)를 입력 받아 입력 영상 신호(IDAT), 3D 인에이블 신호(3D_En), 3D 타이밍 신호(3D_TM), 그리고 입력 영상 신호(IDAT)의 표시를 제어하는 입력 제어 신호(CONT1) 등을 생성한다. 통합 제어부(650)는 입력 영상 신호(IDAT), 3D 인에이블 신호(3D_En), 입력 제어 신호(CONT1) 등을 표시판부(100)의 타이밍 제어부(600)에 전달할 수 있고, 3D 인에이블 신호(3D_En) 및 3D 타이밍 신호(3D_TM)를 백라이트 제어부(950)에 전달할 수 있다. 입력 영상 신호(IDAT)는 휘도(luminance) 정보를 담고 있으며 휘도는 정해진 수효, 예를 들면 1024(=2¹⁰), 256(=2⁸) 또는 64(=2⁶) 개의 계조(gray)를 가질 수 있다. 3D 인에이블 신호(3D_En)는 3D 모드로 동작하도록 지시하고, 3D 타이밍 신호(3D_TM)는 3D 모드에 따른 동작의 타이밍 정보를 담고 있을 수 있다. 입력 제어 신호(CONT1)는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 포함할 수 있다.

표시판부(100)는 플라즈마 표시 장치(plasma display panel, PDP), 액정 표시 장치(liquid crystal display), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting display) 등을 포함하는 다양한 표시 장치 중 하나일 수 있다. 이러한 다양한 표시 장치는 이 분야의 통상의 지식을 가진 자가 알 수 있는 모든 표시 장치를 포함할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 표시판부(100)는 영상을 표시하는 표시판(display panel)(300)과 이에 연결된 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500), 이들을 제어하는 타이밍 제어부(timing controller)(600), 그리고 표시판(300)에 빛을 공급하는 백라이트부(backlight unit)(900)를 포함한다.

표시판(300)은 등가 회로로 볼 때 복수의 표시 신호선과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(PX)를 포함한다. 표시 신호선은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(GL1- GLn)과 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선(DL1-DLm)을 포함한다. 각 화소(PX)는 해당 게이트선(GL1, …, GLn) 및 데이터선(DL1, … DLm)에 연결되어 있는 박막 트랜지스터 등의 스위칭 소자(도시하지 않음)와 이에 연결된 화소 전극(도시하지 않음)을 포함할 수 있다.

타이밍 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등의 동작을 제어한다. 타이밍 제어부(600)는 통합 제어부(650)로부터 입력 영상 신호(IDAT), 3D 인에이블 신호(3D_En), 그리고 입력 제어 신호(CONT1)를 입력 받는다. 타이밍 제어부(600)는 입력 영상 신호(IDAT)와 입력 제어 신호(CONT1)를 기초로 입력 영상 신호(IDAT)를 표시판(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 게이트 제어 신호(CONT2) 및 데이터 제어 신호(CONT3) 등을 생성한 후, 게이트 제어 신호(CONT2)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT3)와 처리한 영상 신호(DAT)를 데이터 구동부(500)로 내보낸다.

데이터 구동부(500)는 표시판(300)의 데이터선(DL1-DLm)에 연결되어 계조 전압 생성부(도시하지 않음)로부터의 받은 계조 기준 전압을 분압하여 전체 계조에 대한 계조 전압을 생성하거나 복수의 계조 전압을 외부로부터 받을 수 있다. 데이터 구동부(500)는 데이터 제어 신호(CONT3)에 따라 한 행의 화소(PX)에 대한 디지털 영상 신호(DAT)를 수신하고 계조 전압으로부터 각 디지털 영상 신호(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 디지털 영상 신호(DAT)를 데이터 전압(Vd)으로 변환한 다음, 이를 해당 데이터선(DL1-DLm)에 인가한다. 데이터 전압(Vd)은 좌안 데이터 전압과 우안 데이터 전압을 포함할 수 있다.

게이트 구동부(400)는 게이트선(GL1-GLn)에 연결되어 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(GL1-GLn)에 인가한다. 게이트 구동부(400)는 타이밍 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT2)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(GL1-GLn)에 인가하여 이 게이트선(GL1-GLn)에 연결된 스위칭 소자를 턴온시킨다. 그러면 데이터선(DL1-DLm)에 인가된 데이터 전압(Vd)이 턴온된 스위칭 소자를 통하여 해당 화소(PX)에 인가될 수 있다.

백라이트부(900)는 표시판(300)의 뒤쪽에 위치할 수 있으며 광원을 포함한다. 광원의 예로는 CCFL(cold cathode fluorescent lamp)과 같은 형광 램프, LED(light emitting diode) 등이 있다. 또한, 백라이트부(900)는 반사판, 도광판, 휘도 향상 필름 등을 더 포함할 수 있다.

표시판부(100)는 1 수평 주기("1H"라고도 쓰며, 수평 동기 신호(Hsync) 및 데이터 인에이블 신호(DE)의 한 주기와 동일함)를 단위로 하여 모든 게이트선(GL1-GLn)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하고 모든 화소(PX)에 데이터 전압(Vd)을 인가하여 한 프레임(frame)의 영상을 표시한다.

백라이트 제어부(950)는 통합 제어부(650)로부터 3D 타이밍 신호(3D_TM)와 3D 인에이블 신호(3D_En) 등을 입력 받아 이들을 바탕으로 백라이트 제어 신호(CONT4)를 생성하고 이를 백라이트부(900)에 전송한다. 이와 달리 백라이트 제어부(950)는 타이밍 제어부(600)로부터 제어 신호를 입력 받을 수도 있다. 백라이트부(900)는 백라이트 제어 신호(CONT4)의 제어에 따라 소정 시간 켜지거나 꺼질 수 있다.

셔터 타이밍 판단부(710)는 통합 제어부(650)로부터 셔터 타이밍 인에이블 신호(ST_EN)를 받아 이에 따라 3D 모드의 동작 여부가 결정될 수 있다. 예를 들어 셔터 타이밍 인에이블 신호(ST_EN)가 하이 레벨인 경우 셔터 타이밍 판단부(710)는 동작을 하고 셔터 타이밍 인에이블 신호(ST_EN)가 로우 레벨인 경우 셔터 타이밍 판단부(710)는 동작을 하지 않을 수 있다. 지금부터는 셔터 타이밍 인에이블 신호(ST_EN)가 하이 레벨인 경우를 가정하고 설명하도록 한다.

셔터 타이밍 판단부(710)는 외부로부터 셔터 부재 제어 소스 신호를 입력 받아 셔터 부재(60)의 개폐 시간, 더 구체적으로 셔터 부재(60)의 좌안 셔터 및 우안 셔터의 개폐 유지 시간 및 개폐 타이밍에 대한 신호(이하, 셔터 타이밍 정보라 함)를 생성하여 이를 셔터 타이밍 제어부(700)에 전달한다. 셔터 부재 제어 소스 신호는 셔터 부재(60)의 셔터의 개폐 시간을 정하는 바탕이 되는 신호로서 그 예로는 통합 제어부(650) 또는 타이밍 제어부(600)에서 제공되는 입력 영상 신호(IDAT)일 수도 있고, 입력 영상 신호(IDAT)와 동기되어 있는 별도의 제어 신호일 수도 있고, 셔터 부재(60)의 개폐 시간에 관한 외부의 명령 신호일 수도 있으며, 외부 조도에 관한 정보일 수도 있다. 셔터 타이밍 판단부(710)는 본 발명의 여러 실시예에 따라 통합 제어부(650) 안에 위치하거나 표시판부(100)에 위치할 수 있다. 셔터 타이밍 판단부(710)가 표시판부(100)에 위치하는 경우 타이밍 제어부(600) 내부에 위치할 수도 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 셔터 타이밍 판단부(710)는 통합 제어부(650) 또는 타이밍 제어부(600)로부터 셔터 부재 제어 소스 신호로서 입력 영상 신호(IDAT)를 받아 이를 바탕으로 셔터 타이밍 정보(TIM)를 생성할 수 있다. 이러한 셔터 타이밍 판단부(710)의 구체적인 구조 및 동작에 대해서는 이후에 설명하도록 한다.

셔터 타이밍 제어부(700)는 셔터 타이밍 판단부(710)로부터 셔터 타이밍 정보(TIM)를 입력 받아 이를 바탕으로 셔터 부재 제어 신호(CONT5)를 생성한다. 셔터 타이밍 제어부(700)는 셔터 타이밍 판단부(710)와 같이 통합 제어부(650) 안에 위치하거나 표시판부(100)에 위치할 수 있다. 셔터 타이밍 제어부(700)가 셔터 타이밍 제어부(700)가 표시판부(100)에 위치하는 경우 타이밍 제어부(600) 내부에 위치할 수도 있다.

셔터 부재(60)는 셔터 타이밍 제어부(700)로부터 셔터 부재 제어 신호(CONT5)를 입력 받아 이에 따라 셔터를 개폐한다. 셔터 부재(60)는 표시판부(100)와 동기되어 있을 수 있다. 셔터 부재(60)의 셔터의 개폐를 통해 사용자는 표시판부(100)이 표시하는 영상을 입체로 인식할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 셔터 부재(60)는 도 2에 도시한 좌안 셔터(61, 61') 및 우안 셔터(62, 62')를 포함하는 셔터 안경일 수 있다. 그러나 셔터 부재(60)는 이에 한정되지 않고 기계식 셔터 안경 (고글), 광학식 셔터 안경, 헤드마운트, 마이크로 전자 기계 시스템(micro electromechanical system, MEMS)(멤스라 함)을 이용한 셔터로 이루어진 셔터 안경 등일 수 있다.

그러면 이러한 입체 영상 표시 장치 및 셔터 부재를 통해 사용자가 입체 영상을 볼 수 있는 원리에 대해 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.

도 2를 참조하면, 표시판부(100)에 도시된 화살표 방향은 대략 행 방향으로 뻗어 있는 복수의 게이트선(GL1-GLn)에 게이트 온 전압(Von)이 인가되는 순서를 나타낸다. 즉, 표시판부(100)의 첫 번째 게이트선(GL1)부터 마지막 게이트선(GLn)까지 게이트 온 전압(Von)이 차례대로 인가될 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 셔터 부재(60)는 셔터 안경으로서 좌안 셔터(61, 61')와 우안 셔터(62, 62')를 포함한다. 표시판부(100)가 좌안 영상(101, 102)과 우안 영상(101', 102')을 번갈아 표시하면 셔터 부재(60)의 우안 셔터(62, 62')와 좌안 셔터(61, 61')는 표시판부(100)에 동기되어 번갈아 가면서 빛을 차단한다. 좌안 셔터(61, 61')는 열린 상태의 좌안 셔터(61) 또는 닫힌 상태의 좌안 셔터(61')일 수 있고, 우안 셔터(62, 62')는 닫힌 상태의 우안 셔터(62) 또는 열린 상태의 우안 셔터(62')일 수 있다. 예를 들어, 우안 셔터가 열린 상태인 동안 좌안 셔터는 닫힌 상태일 수 있으며, 반대로 좌안 셔터가 열린 상태인 동안 우안 셔터는 닫힌 상태일 수 있다. 그러나 표시 모드에 따라 좌안 셔터와 우안 셔터는 모두 열린 상태일 수도 있고, 모두 닫힌 상태일 수도 있다.

도 2를 참조하면, 표시판부(100)에 좌안 영상(101, 102)이 표시되면, 셔터 부재(60)의 좌안 셔터(61)는 빛이 투과되는 열린 상태가 되고 우안 셔터(62)는 빛을 차단하는 닫힌 상태가 된다. 표시판부(100)에 우안 영상(101', 102')이 출력되면, 셔터 부재(60)의 우안 셔터(62')는 빛이 투과되는 열린 상태가 되고 좌안 셔터(61')는 빛을 차단하는 닫힌 상태가 된다. 따라서, 일정 시간 동안에는 왼쪽 눈에 의해서만 좌안 영상이 인식되고, 그 다음 일정 시간 동안에는 오른쪽 눈에 의해서만 우안 영상이 인식될 수 있다. 따라서 좌안 영상과 우안 영상의 차이에 의해 깊이감을 갖는 입체 영상이 인식될 수 있다. 이에 대해 도 2에 도시한 그림을 예로 들어 구체적으로 설명한다.

왼쪽 눈으로 인식되는 영상은 N번째 프레임(F(N))의 영상으로서 사각형의 좌안 영상(101) 및 삼각형의 좌안 영상(102)이 거리 α만큼 떨어져 있는 영상이다. 한편, 오른쪽 눈으로 인식되는 영상은 (N+1)번째 프레임(F(N+1))의 영상으로서 사각형의 우안 영상(101') 및 삼각형의 우안 영상(102')이 거리 β만큼 떨어져 있는 영상이다. 여기서 α와 β는 서로 다른 값을 가질 수 있다. 이와 같이 양 눈에서 인식되는 복수의 영상 간의 거리가 서로 다르면 사각형 뒤로 삼각형이 떨어져 있다고 인식하게 되어 깊이감을 느낄 수 있다. 삼각형과 사각형이 떨어져 있는 거리 α 및 β를 조절하여 두 모양이 떨어져 있다고 느끼는 거리(깊이감)를 조절할 수 있다.

그러면, 도 4, 도 5 및 도 6과 앞에서 설명한 도 1 내지 도 3을 함께 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 셔터 타이밍 판단부를 포함한 구조에 대해 설명한다. 앞에서 설명한 실시예와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고, 동일한 설명은 생략한다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 셔터 부재 및 셔터 부재를 제어하는 부분의 블록도이고, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 입력 영상 신호의 계조를 합산한 값에 따른 셔터 부재의 개폐 타이밍을 예시적으로 정한 룩업 테이블이고, 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 셔터 부재 및 셔터 부재를 제어하는 부분의 블록도이다.

먼저 도 1, 도 3 및 도 4를 참조하면, 앞에서 설명한 바와 같이 본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는 셔터 부재(60), 셔터 부재(60)의 셔터의 개폐 타이밍을 제어하는 셔터 타이밍 제어부(700), 그리고 셔터 타이밍 제어부(700)에 셔터 타이밍 정보(TIM)를 제공하는 셔터 타이밍 판단부(710)를 포함한다.

본 발명의 한 실시예에 따른 셔터 타이밍 판단부(710)는 영상 휘도 합산부(720), 단계 지정부(730), 그리고 룩업 테이블(740)을 포함한다.

영상 휘도 합산부(720)는 통합 제어부(650) 또는 타이밍 제어부(600)로부터 입력 영상 신호(IDAT)를 입력 받아 복수의 화소(PX)에 대한 계조를 합산한다. 예를 들어, 영상 휘도 합산부(720)는 한 프레임에 대한 입력 영상 신호(IDAT)로부터 모든 화소(PX)에 대한 계조를 합산할 수 있다. 도 5의 룩업 테이블을 참조하면, 화소(PX)가 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 화소를 포함하고 각 화소(PX)가 표현하는 계조가 0 계조부터 255 계조이며 표시판(300)의 해상도(Res)가 1920x1080일 때, 한 프레임에 대해 모든 화소(PX)의 계조의 합은 도 5의 룩업 테이블의 두 번째 열과 같이 계산될 수 있다. 이 때 계산의 편의를 위해 0 계조를 1 계조로 하고 255 계조를 256 계조로 하였고, 모든 R, G, B 화소(PX)의 계조가 동일한 것으로 하였으나 이에 한정되지 않음은 물론이다.

룩업 테이블(740)은 모든 화소(PX)의 계조 합을 n 단계(n은 2 이상의 자연수)로 나눈다. 마지막 단계인 제n 단계는 모든 화소(PX)의 계조 값이 최고치인 경우에 해당할 수 있다. 도 5에 도시한 룩업 테이블을 참조하면, 모든 화소(PX)의 계조의 합을 제0 단계부터 제10 단계까지 나눌 수 있다. 예를 들면 모든 화소(PX)의 계조가 모두 25.6 계조이고 모든 화소(PX)의 계조의 합이 159252480인 경우 영상 휘도의 합은 제1 단계로 지정될 수 있다. 모든 화소(PX)의 계조의 합이 룩업 테이블(740)에서 제(n-1) 단계(n은 2 이상의 자연수)에 대응하는 계조의 합산치를 초과하고 제n 단계에 대응하는 계조의 합산치 이하인 경우, 그 계조의 합이 제n 단계에 속하는 것으로 할 수 있다. 이와 다르게, 모든 화소(PX)의 계조의 합이 제(n-1) 단계의 계조의 합산치 이상 제n 단계의 계조의 합산치의 미만인 경우, 모든 화소(PX)의 계조의 합이 제(n-1) 단계에 속하는 것으로 할 수도 있다. 예를 들어 모든 화소(PX)의 계조의 합이 6220800과 159252480 사이인 경우 제0 단계 또는 제1 단계로 지정될 수 있다.

영상 휘도의 합의 단계의 개수(n)는 도 5에 도시한 룩업 테이블에 한정되지 않고 n은 무한대가 될 수도 있다. n이 무한대인 경우 모든 화소(PX)의 계조의 합산치와 단계는 서로 일대일 대응이 되어 일차 함수와 같은 함수식에 의해 계조의 합산치가 속하는 단계가 연속적인 값으로 정해질 수도 있다.

단계 지정부(730)는 영상 휘도 합산부(720)로부터 계조의 합산치를 입력 받아 룩업 테이블(740)에서 계조의 합산치에 대응하는 단계를 지정 또는 선택한다. 이러한 단계의 선택에 따라 단계 지정부(730)는 셔터 부재(60)에 대한 셔터 타이밍 정보(TIM)를 셔터 타이밍 제어부(700)에 전달한다. 셔터 타이밍 정보(TIM)는 도 5에 도시한 바와 같이 셔터 부재(60)가 열려 있는 시간의 비율(%)의 값을 가질 수 있으며 모든 화소(PX)의 계조의 합산치가 클수록 셔터 타이밍 정보(TIM)의 값이 클 수 있다. 이 밖에 셔터 타이밍 정보(TIM)는 셔터 부재(60)가 열리는 시작점, 셔터 부재(60)가 열려 있는 구간의 분포 등의 정보 등을 더 포함할 수도 있다.

셔터 타이밍 제어부(700)는 셔터 타이밍 정보(TIM)에 따라 셔터 부재(60)의 셔터의 개폐를 제어하는 셔터 부재 제어 신호(CONT5)를 생성한다. 본 발명의 한 실시예에 따른 셔터 부재 제어 신호(CONT5)는 입력 영상 신호(IDAT)의 모든 화소(PX)에 대한 계조의 합산치, 즉 표시판(300)이 표시하는 영상의 휘도의 합에 따라 셔터 부재(60)의 셔터가 열려 있는 시간을 제어할 수 있다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 셔터 타이밍 판단부(710)는 영상 휘도 합산부(720)와 셔터 타이밍 계산부(750)를 포함한다.

본 실시예에 따른 영상 휘도 합산부(720) 및 셔터 타이밍 제어부(700)는 앞에서 설명한 도 4에 도시한 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다. 셔터 타이밍 계산부(750)는 도 4에 도시한 실시예의 설명에서 언급하였듯이 룩업 테이블(740)의 단계의 개수를 무한대인 경우에 모든 화소(PX)의 계조의 합산치에 대응하는 셔터 타이밍 정보(TIM)를 함수식을 이용하여 계산할 수 있다. 예를 들어 셔터 타이밍 계산부(750)는 일차 함수 등의 선형 함수의 식에 따라 모든 화소(PX)의 계조의 합산치에 대응하는 셔터 타이밍 정보(TIM)를 직접 계산할 수 있다. 이에 따라 모든 화소(PX)의 계조의 합산치가 클수록 셔터 타이밍 정보(TIM)의 값은 클 수 있다.

그러면, 이러한 입체 영상 표시 장치의 구동 방법에 대해 도 7, 도 8,도 9, 도 10, 도 11 및 도 12와 함께 앞에서 설명한 도면들을 함께 참조하여 설명한다.

도 7, 도 8, 도 9 및 도 10은 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 구동 방법을 보여주는 파형도이고, 도 11 및 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 셔터 부재를 통해 본 실제 영상의 한 예이다.

도 1, 도 7 내지 도 10을 참조하면, 게이트 구동부(400)가 게이트선(GL1-GLn)에 차례대로 게이트 온 전압(Von)을 인가하고 데이터 구동부(500)가 데이터선(DL1-DLm)에 데이터 전압(Vd)을 인가하면, 표시판(300)의 화소(PX)에 해당 데이터 전압(Vd)이 인가되어 해당 계조의 영상을 표시한다. 데이터 전압(Vd)이 포함하는 우안 데이터 전압(R1)과 좌안 데이터 전압(L1, L2)은 프레임마다 교대로 입력될 수 있다.

우안 데이터 전압(R1)의 입력 구간과 좌안 데이터 전압(L1, L2)의 입력 구간 사이에는 수직 공백 구간(VB)이 있으며, 수직 공백 구간(VB)에서는 데이터 전압(Vd)이 입력되지 않는다. 수직 공백 구간(VB)은 한 프레임마다 하나씩 존재할 수 있다.

수직 공백 구간(VB) 중 적어도 일부 시간 동안에 셔터 부재(60)의 좌안 셔터 및 우안 셔터 중 어느 하나는 닫힘 상태이고 다른 하나는 열림 상태일 수 있다. 또한 백라이트부(900)는 백라이트 제어부(950)로부터의 백라이트 제어 신호(CONT4)에 따라 수직 공백 구간(VB)의 적어도 일부 시간 동안 발광할 수 있다. 예를 들어 좌안 데이터 전압(L1, L2)이 표시판(300)에 모두 입력이 되면 우안 셔터는 닫힌 상태에 있고 좌안 셔터는 열린 상태에 있다. 이 때 백라이트부(900)가 수직 공백 구간(VB)의 적어도 일부의 시간 동안 발광하여 좌안 셔터를 통하여 표시판(300)에 표시된 좌안 영상이 보여진다. 우안 데이터 전압(R1)이 표시판(300)에 모두 입력이 되면 좌안 셔터는 닫힌 상태에 있고 우안 셔터는 열린 상태에 있고, 백라이트부(900)가 수직 공백 구간(VB) 의 적어도 일부의 시간 동안 발광하여 우안 셔터를 통하여 표시판(300)에 표시된 우안 영상이 보여진다.

백라이트부(900)는 좌안 데이터 전압(L1, L2) 또는 우안 데이터 전압(R1)의 입력이 완료되었을 때부터 미리 정해진 제1 시간(t1)이 지나면 켜질 수 있다. 제1 시간(t1)은 좌안 셔터 또는 우안 셔터가 완전히 닫힐 수 있는 충분한 시간일 수 있다. 즉, 수직 공백 구간(VB)에서 닫힘 상태에 있는 셔터가 해당 수직 공백 구간(VB)의 시작점에서 닫히기 시작할 경우에 그 셔터가 완전히 닫힌 후에 백라이트부(900)가 발광하도록 함으로써 좌안 영상과 우안 영상이 겹쳐 보이는 크로스토크(crosstalk) 현상을 방지할 수 있다. 제1 시간(t1)은 셔터 부재(60)의 응답 속도에 따라 자동으로 또는 수동으로 조절될 수 있으며, 0일 수도 있다. 예를 들어 수직 공백 구간(VB)에서 닫힘 상태에 있는 셔터가 해당 수직 공백 구간(VB)의 시작점 이전에 이미 닫혀 있는 경우에 제1 시간(t1)은 0일 수 있다.

또한 백라이트부(900)는 해당 수직 공백 구간(VB)이 지나고 좌안 데이터 전압(L1, L2) 또는 우안 데이터 전압(R1)이 표시판(300)에 입력되기 시작한 후 제2 시간(t2) 동안에도 발광 상태를 유지할 수 있다. 예를 들어 액정 표시 장치와 같이 표시판(300)에 데이터 전압(Vd)이 입력되어도 액정 분자의 응답 속도에 따라 표시판(300)에 해당 영상이 늦게 표시되는 경우 백라이트부(900)가 제2 시간(t2) 동안 더 발광하여도 크로스토크 현상이 나타나지 않을 수 있다. 제2 시간(t2)은 표시판(300)의 표시 응답 속도에 따라 조절될 수 있으며 0일 수도 있다.

수직 공백 구간(VB)을 비롯한 전체 구간(좌안 데이터 전압(L1, L2) 또는 우안 데이터 전압(R1)이 입력되는 구간 포함)에서 셔터 부재(60)의 좌안 셔터 및 우안 셔터의 개폐 상태 및 개폐 시간은 셔터 부재 제어 신호(CONT5) 또는 셔터 타이밍 정보(TIM)에 따라 달라질 수 있다. 이에 대해 도 7, 도 8, 도 9 및 도 10을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 7은 모든 화소(PX)의 계조의 합이 도 5에 도시한 룩업 테이블에서 영상 휘도의 합이 제0 단계에 해당하는 경우, 즉 셔터 타이밍 정보(TIM)가 0%인 경우 우안 셔터 및 좌안 셔터의 개폐 상태를 예시적으로 도시한다. 이 경우 우안 셔터는 우안 데이터 전압(R1)이 모두 입력된 이후의 수직 공백 구간(VB)의 적어도 일부 동안 열린 상태를 유지하고, 좌안 셔터는 좌안 데이터 전압(L1, L2)이 모두 입력된 이후의 수직 공백 구간(VB)의 적어도 일부 동안 열린 상태를 유지할 수 있다.

우안 셔터 및 좌안 셔터는 수직 공백 구간(VB)이 시작되고 제3 시간(t3)이 지나면 열릴 수 있으며, 해당 수직 공백 구간(VB)에서 백라이트부(900)가 켜지기 전 또는 동시에 열릴 수 있다. 또한 우안 셔터 및 좌안 셔터는 해당 수직 공백 구간(VB)에서 백라이트부(900)가 꺼진 후 제4 시간(t4)이 지난 후에 닫힐 수 있다. 제3 시간(t3) 및 제4 시간(t4)중 적어도 하나는 0일 수 있다. 도 7에 도시한 바와 다르게 우안 셔터 및 좌안 셔터는 수직 공백 구간(VB)이 시작되기 전에 열릴 수도 있고 백라이트부(900)가 꺼지기 전에 닫힐 수도 있다.

이와 같이 제0 단계에서 우안 셔터 또는 좌안 셔터가 하나의 수직 공백 구간(VB)에 대응하여 열려 있는 시간을 기준 열림 시간(reference opening time)(Top_0)이라 한다. 이 경우 셔터 타이밍 정보(TIM)의 값은 0%일 수 있다.

다음, 도 8은 모든 화소(PX)의 계조의 합(또는 영상 휘도의 합)이 도 5에 도시한 룩업 테이블의 제1 단계에 해당하는 경우, 즉 셔터 타이밍 정보(TIM)가 10%인 경우 우안 셔터 및 좌안 셔터의 개폐 상태를 예시적으로 도시한다. 이 경우 우안 셔터 및 좌안 셔터는 한 수직 공백 구간(VB)에 대응하여 기준 열림 시간(Top_0)보다 긴 제1 열림 시간(Top_1) 동안 열려 있는 상태를 유지한다. 이 때 좌안 셔터 및 우안 셔터가 열려 있는 구간은 제0 단계에서 좌안 셔터 및 우안 셔터가 열려 있는 기준 열림 시간(Top_0)에 대응하는 구간을 포함할 수 있다. 즉, 제1 열림 시간(Top_1)은 기준 열림 시간(Top_0)을 포함할 수 있다.

도 9는 도 8과 같이 도 5에 도시한 룩업 테이블에서 영상 휘도의 합이 제1 단계에 해당하는 경우, 즉 셔터 타이밍 정보(TIM)가 10%인 경우 우안 셔터 및 좌안 셔터의 개폐 상태를 나타낸다. 그러나 도 9에 도시한 실시예에서 하나의 수직 공백 구간(VB)에 대응하는 좌안 셔터 및 우안 셔터가 열린 구간은 적어도 두 구간을 포함할 수 있다. 즉, 제1 단계에 해당하는 좌안 셔터 및 우안 셔터의 제1 열림 시간(Top_1)은 기준 열림 시간(Top_0)과 추가 열림 시간(Top_a)을 포함한다. 제1 열림 시간(Top_0)을 구성하는 기준 열림 시간(Top_0) 및 추가 열림 시간(Top_a)은 소정 시간 떨어져 있을 수 있으며, 추가 열림 시간(Top_a)은 기준 열림 시간(Top_0)보다 먼저 또는 뒤에 위치할 수 있다. 추가 열림 시간(Top_a)은 해당 수직 공백 구간(VB) 이전의 수직 공백 구간(VB)이 끝난 이후 또는 해당 수직 공백 구간(VB) 다음의 수직 공백 구간(VB)이 시작되기 전에 위치할 수 있다. 추가 열림 시간(Top_a)의 길이는 도 5에 도시한 룩업 테이블의 영상 휘도의 합의 단계의 개수 등의 여러 설정에 따라 다르게 정해질 수 있다.

도 9에 도시한 실시예에서는 제1 열림 시간(Top_1)이 두 개의 구간으로 나뉜 것을 예로 설명하였으나 이에 한정되지 않고 추가 열림 시간(Top_a)은 복수의 구간으로 나뉠 수도 있다.

다음, 도 10은 모든 화소(PX)의 계조의 합산치가 도 5에 도시한 룩업 테이블에서 마지막 단계인 제10 단계에 해당하는 경우, 즉 셔터 타이밍 정보(TIM)가 100%인 경우 우안 셔터 및 좌안 셔터의 개폐 상태를 예시적으로 도시한다. 우안 셔터 및 좌안 셔터는 하나의 수직 공백 구간(VB)에 대응하여 제10 열림 시간(Top_10) 동안 열려 있는 상태를 유지한다. 제10 열림 시간(Top_10)은 전체 단계에 대한 열림 시간 중 가장 길 수 있다. 예를 들어 제10 열림 시간(Top_10)은 도 7에 도시한 기준 열림 시간(Top_0)에 도 9에 도시한 추가 열림 시간(Top_a)의 10배를 더한 시간일 수 있다. 제10 열림 시간(Top_10)은 도 9에 도시한 실시예에 따른 제1 열림 시간(Top_1)과 같이 시간적으로 서로 떨어져 있는 복수의 구간으로 나뉠 수도 있다.

이때 제10 열림 시간(Top_10)이 끝나는 점은 다음 수직 공백 구간(VB)의 시작점으로부터 제5 시간(t5) 전일 수 있고, 제10 열림 시간(Top_10)의 시작점은 이전 수직 공백 구간(VB)이 끝난 후 제6 시간(t6)이 지난 점일 수 있다. 제5 시간(t5) 및 제6 시간(t6) 중 적어도 하나는 0일 수도 있다.

이와 같이 도 7 내지 도 10에 도시한 실시예에 따르면, 입력 영상 신호(IDAT)의 모든 화소(PX)의 계조를 합산한 합산치를 n개의 단계로 나눈 경우, 셔터 타이밍 정보(TIM)는 나뉜 단계에 따라 비례하는 값을 가질 수 있다. 셔터 부재(60)의 좌안 셔터 또는 우안 셔터는 한 프레임에 대한 한 수직 공백 구간(VB)에 대해 셔터 타이밍 정보(TIM)가 커짐에 따라 길어지는 셔터 열림 시간을 가질 수 있다. 이때 셔터 부재(60)의 좌안 셔터 또는 우안 셔터의 한 프레임에 대한 열림 시간은 셔터 타이밍 정보(TIM)의 값에 비례할 수 있다.

셔터 열림 시간은 도 9에 도시한 바와 같이 복수의 구간으로 나뉠 수도 있다. 제n 단계에 대응하는 셔터 타이밍 정보(TIM)에 따른 셔터의 열림 시간(예를 들어 제n 열림 시간)은 제(n-1) 단계에 대응하는 셔터 타이밍 정보(TIM)에 따른 셔터 열림 시간(예를 들어 제(n-1) 열림 시간)보다 길 수 있다. 제n 열림 시간에 대응하는 구간은 기준 열림 시간(Top_0)에 대응하는 구간을 포함할 수 있고, 기준 열림 시간(Top_0)을 기준으로 제n 열림 시간이 확장된 방향 및 그 길이는 자유롭게 정해질 수 있다. 또한 이웃한 단계의 셔터 열림 시간의 차이를 추가 열림 시간이라 하였을 때 추가 열림 시간은 모든 단계에 걸쳐 일정할 수 있다.

n이 무한대인 경우 셔터 타이밍 정보(TIM)는 모든 화소(PX)의 계조의 합산치에 비례하는 값을 가질 수 있고, 셔터 부재(60)의 셔터가 한 수직 공백 구간(VB)에 대해 열려 있는 셔터 열림 시간은 셔터 타이밍 정보(TIM)의 값에 비례할 수 있다.

이와 같이 표시판(300)의 모든 화소(PX)의 계조의 합산치, 즉 표시판(300)이 표시하는 영상의 휘도의 합에 따라 셔터 부재(60)의 셔터가 열린 시간을 제어함으로써 셔터 부재(60)로 표시판(300)을 볼 때 함께 보여지는 표시판(300) 주변의 휘도가 영상의 휘도에 따라 변화될 수 있으므로 보다 현실감 있고 생동감 있는 입체 영상을 즐길 수 있다.

도 11을 참조하면, 표시판(300)에 표시되는 영상이 동굴 속 또는 밤과 같이 상대적으로 어두운 휘도를 가지는 경우 셔터 타이밍 정보(TIM)도 영상의 휘도에 비례하여 상대적으로 작은 값을 가지고, 셔터 부재(60)의 셔터가 열려 있는 시간도 셔터 타이밍 정보(TIM)에 비례하여 상대적으로 짧도록 제어된다. 따라서 셔터의 열린 시간이 기준 열림 시간(Top_0) 또는 그에 가까운 시간을 갖도록 제어될 수 있고 셔터 부재(60)를 통해 보여지는 표시판(300) 주변의 휘도도 낮게 시인될 수 있다. 그러면 입체 영상 표시 장치의 사용자가 실제 동굴에 들어온 것과 같은 느낌을 주거나 실제 밤인 것 같은 느낌을 가질 수 있어 입체 영상의 현실감을 증가시킬 수 있다.

도 12를 참조하면, 표시판(300)에 표시되는 영상이 상대적으로 밝은 휘도를 가지는 경우 셔터 타이밍 정보(TIM)도 영상의 휘도에 비례하여 높은 값을 가지고, 셔터 부재(60)의 셔터가 열려 있는 시간도 셔터 타이밍 정보(TIM)에 비례하여 상대적으로 길도록 제어된다. 그러면 셔터 부재(60)를 통해 보여지는 표시판(300) 주변의 휘도도 높게 보여질 수 있다. 따라서 사용자가 실제 밝은 장소에 있는 것과 같은 느낌을 가질 수 있다.

이와 같이 표시판(300)에 표시되는 영상의 휘도가 높을 때 셔터 부재(60)를 통해 보여지는 표시판(300) 주변의 휘도를 높게 보여지게 하고, 표시판(300)에 표시되는 영상의 휘도가 낮을 때 셔터 부재(60)를 통해 보여지는 표시판(300) 주변의 휘도를 낮게 보여지게 함으로써 입체 영상 표시의 효과를 더 높일 수 있고 현실감을 더할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 백라이트부(900)가 수직 공백 구간(VB) 중 적어도 일부 시간 동안에 주로 발광하고 데이터 전압(Vd)이 입력되는 동안의 대부분의 시간은 꺼져 있으므로 소비 전력이 절감될 수 있다.

지금까지 설명한 실시예에서는 셔터 타이밍 판단부(710)에서 입력 영상 신호(IDAT)의 모든 화소(PX)에 대한 계조를 합산하여 셔터 타이밍 정보(TIM)를 생성하는 것으로 설명하였으나 이에 한정되지 않고, 일부 화소(PX)에 대한 계조를 합산한 값을 바탕으로 셔터 부재(60)의 셔터의 개폐 시간을 제어할 수도 있다. 이때 일부 화소(PX)는 표시판(300)의 중앙 부분에 위치하는 복수의 화소(PX)일 수 있다.

다음, 도 13 및 도 14를 각각 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치에 대해 설명한다. 앞에서 설명한 실시예와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고, 동일한 설명은 생략한다.

도 13 및 도 14는 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 셔터 부재 및 셔터 부재를 제어하는 부분의 블록도이다.

도 13에 도시한 실시예에 따르면 셔터 타이밍 판단부(710)는 통합 제어부(650)로부터 주변 휘도 제어 신호(AL_DAT)를 입력 받아 셔터 타이밍 정보(TIM)를 생성한다. 주변 휘도 제어 신호(AL_DAT)는 표시판(300)의 주변 휘도에 대한 정보로서 영상 제작자 또는 사용자 등에 의해 선택될 수 있고, 입력 영상 신호(IDAT)의 계조에 무관하게 선택될 수 있다. 즉, 주변 휘도 제어 신호(AL_DAT)는 입력 영상 신호(IDAT)에 따른 영상의 변화에 따라 또는 영상 제작자 등의 의도에 따라 변화되는 주변 휘도에 관한 정보일 수 있다. 주변 휘도 제어 신호(AL_DAT)는 매 프레임의 입력 영상 신호(IDAT)에 추가의 비트를 가지고 할당되어 있을 수도 있고, 입력 영상 신호(IDAT)의 매 프레임에 동기되어 있는 별개의 신호일 수도 있다.

셔터 타이밍 판단부(710)는 주변 휘도 제어 신호(AL_DAT)에 대응하는 영상 휘도의 단계 및 셔터 타이밍 정보(TIM)를 선택하여 이를 셔터 타이밍 제어부(700)에 내보낼 수 있다. 이때 셔터 타이밍 판단부(710)는 룩업 테이블(741)을 이용하여 셔터 타이밍 정보(TIM)를 선택할 수도 있고 선형 함수 식을 이용하여 셔터 타이밍 정보(TIM)를 계산할 수도 있다. 룩업 테이블(741)을 이용할 경우 룩업 테이블(741)은 셔터 타이밍 판단부(710)의 내부에 위치할 수도 있고 외부에 위치할 수도 있다.

도 13에 도시한 실시예에 따르면 영상의 제작자뿐만 아니라 입체 영상 표시 장치의 사용자들도 주변 휘도 제어 신호(AL_DAT)를 통해 직접 표시판(300)의 주변 밝기를 조절하여 기호에 맞게 입체 영상을 즐길 수 있다.

도 14에 도시한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는 조도 센서(30) 및 조도 센서(30)로부터의 신호를 A/D 변환하는 A/D 변환부(32)를 더 포함한다. 통합 제어부(650)에 위치할 수 있는 조도 센서(30)는 주변 휘도를 감지하여 감지 신호를 생성하고 이를 A/D 변환부(32)에 내보낼 수 있다. A/D 변환부(32)는 주변 휘도에 대한 감지 신호를 A/D 변환하여 디지털 신호인 주변 휘도 정보를 생성하고 이를 셔터 타이밍 판단부(710)에 보낸다. 셔터 타이밍 판단부(710)는 주변 휘도 정보를 입력 받아 셔터 타이밍 정보(TIM)를 생성한다. 이때 셔터 타이밍 판단부(710)는 주변 휘도 정보에 대응하는 셔터 타이밍 정보(TIM)를 룩업 테이블(742)에서 선택할 수도 있고 주변 휘도 정보를 변수로 하는 함수식을 이용하여 셔터 타이밍 정보(TIM)를 계산할 수도 있다. 룩업 테이블(742)을 이용할 경우 룩업 테이블(742)은 셔터 타이밍 판단부(710)의 내부에 위치할 수도 있고 외부에 위치할 수도 있다.

도 14에 도시한 실시예에 따르면 입체 영상 표시 장치의 표시판(300)이 위치하는 주변의 휘도에 따라 능동적으로 셔터 부재(60)의 셔터의 개폐 시간을 조절하여 셔터 부재(60)를 통해 보여지는 주변의 휘도를 제어할 수 있다. 예를 들어 주변 휘도가 너무 높은 경우 셔터 부재(60)의 셔터의 열림 시간을 작게 줄여 셔터 부재(60)를 통해 보여지는 주변 휘도를 적당히 조절할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

30: 조도 센서 60: 셔터 부재
100: 표시판부 300: 표시판
400: 게이트 구동부 500: 데이터 구동부
600: 타이밍 제어부 650: 통합 제어부
700: 셔터 타이밍 제어부 710: 셔터 타이밍 판단부
720: 영상 휘도 합산부 730: 단계 지정부
740, 741, 742: 룩업 테이블 750: 셔터 타이밍 계산부
900: 백라이트부 950: 백라이트 제어부
VB: 수직 공백 구간

Claims (20)

1. 영상을 표시하는 표시판 및 타이밍 제어부를 포함하는 표시판부,
   상기 타이밍 제어부에 입력 영상 신호를 전달하는 통합 제어부,
   좌안 셔터와 우안 셔터를 포함하는 셔터 부재,
   상기 통합 제어부 또는 외부로부터 셔터 부재 제어 소스 신호를 입력 받아 셔터 타이밍 정보를 생성하는 셔터 타이밍 판단부, 그리고
   상기 셔터 타이밍 정보를 입력 받아 셔터 부재 제어 신호를 생성하여 상기 셔터 부재에 전달하는 셔터 타이밍 제어부
   를 포함하고,
   상기 셔터 타이밍 정보에 따라 상기 좌안 셔터 또는 상기 우안 셔터의 한 프레임에 대한 개폐 시간이 조절되는
   입체 영상 표시 장치.
2. 제1항에서,
   상기 좌안 셔터 또는 상기 우안 셔터의 한 프레임에 대해 열려 있는 시간인 열림 시간은 상기 셔터 타이밍 정보의 값이 클수록 큰 입체 영상 표시 장치.
3. 제2항에서,
   상기 표시판부는 상기 표시판의 데이터선에 데이터 전압을 전달하는 데이터 구동부를 더 포함하고,
   상기 데이터 전압은 좌안 데이터 전압과 우안 데이터 전압을 포함하고,
   상기 좌안 데이터 전압의 입력 구간과 상기 우안 데이터 전압의 입력 구간 사이에는 수직 공백 구간이 위치하며,
   상기 좌안 셔터 또는 상기 우안 셔터의 한 프레임에 대한 열림 시간의 적어도 일부는 상기 수직 공백 구간에 위치하는
   입체 영상 표시 장치.
4. 제3항에서,
   상기 수직 공백 구간에서 상기 좌안 셔터 및 상기 우안 셔터 중 하나만이 열려 있는 상태인 입체 영상 표시 장치.
5. 제4항에서,
   상기 표시판에 빛을 제공하는 백라이트부를 더 포함하고,
   상기 백라이트부는 상기 수직 공백 구간 이전의 데이터 전압의 입력 구간이 끝난 후 제1 시간 후에 발광하기 시작하여 상기 수직 공백 구간 이후의 데이터 전압의 입력 구간이 시작한 후 제2 시간 후에 발광을 끝내는
   입체 영상 표시 장치.
6. 제5항에서,
   상기 제1 시간 및 상기 제2 시간 중 적어도 하나는 0인 입체 영상 표시 장치.
7. 제1항에서,
   상기 셔터 부재 제어 소스 신호는 입력 영상 신호를 포함하고,
   상기 셔터 타이밍 판단부는 상기 통합 제어부 또는 상기 타이밍 제어부로부터 상기 입력 영상 신호를 입력 받아 복수의 화소에 대한 계조를 합산하여 합산치를 계산하는 영상 휘도 합산부를 포함하는
   입체 영상 표시 장치.
8. 제7항에서,
   상기 셔터 타이밍 판단부는
   상기 합산치에 대한 영상 휘도의 단계 및 상기 셔터 타이밍 정보의 값을 저장하는 제1 룩업 테이블, 그리고
   상기 제1 룩업 테이블로부터 상기 합산치에 대응하는 영상 휘도의 단계 및 상기 셔터 타이밍 정보를 선택하는 단계 지정부
   를 더 포함하는 입체 영상 표시 장치.
9. 제7항에서,
   상기 셔터 타이밍 판단부는 상기 합산치에 대응하는 상기 셔터 타이밍 정보를 계산하는 셔터 타이밍 계산부를 더 포함하는 입체 영상 표시 장치.
10. 제9항에서,
    상기 셔터 타이밍 계산부는 선형 함수 식에 따라 상기 합산치에 따른 상기 셔터 타이밍 정보를 계산하는 입체 영상 표시 장치.
11. 제10항에서,
    상기 표시판부는 상기 표시판의 데이터선에 데이터 전압을 전달하는 데이터 구동부를 더 포함하고,
    상기 데이터 전압은 좌안 데이터 전압과 우안 데이터 전압을 포함하고,
    상기 좌안 데이터 전압의 입력 구간과 상기 우안 데이터 전압의 입력 구간 사이에는 수직 공백 구간이 위치하며,
    상기 좌안 셔터 또는 상기 우안 셔터의 한 프레임에 대한 열려 있는 시간인 열림 시간의 적어도 일부는 상기 수직 공백 구간에 위치하는
    입체 영상 표시 장치.
12. 제11항에서,
    상기 합산치가 최고치인 경우 상기 우안 셔터 또는 상기 좌안 셔터의 한 프레임에 대한 상기 열림 시간은 상기 수직 공백 구간 이전의 데이터 전압의 입력 구간이 시작되고 제3 시간 후에 시작하여 상기 수직 공백 구간 이후의 데이터 전압의 입력 구간이 끝나기 제4 시간 전에 끝나는 입체 영상 표시 장치.
13. 제12항에서,
    상기 제3 시간 및 상기 제4 시간 중 적어도 하나는 0인 입체 영상 표시 장치.
14. 제1항에서,
    상기 셔터 부재 제어 소스 신호는 주변 휘도 제어 신호를 포함하고,
    상기 셔터 타이밍 판단부는 상기 통합 제어부로부터 입력된 상기 주변 휘도 제어 신호에 따라 상기 셔터 타이밍 정보를 생성하는
    입체 영상 표시 장치.
15. 제1항에서,
    주변 휘도를 감지하여 감지 신호를 생성하는 조도 센서, 그리고
    상기 감지 신호를 A/D 변환하여 주변 휘도 정보를 생성하는 A/D 변환부
    를 더 포함하고,
    상기 셔터 부재 제어 소스 신호는 상기 주변 휘도 정보를 포함하고,
    상기 셔터 타이밍 판단부는 상기 주변 휘도 정보를 입력 받아 상기 셔터 타이밍 정보를 생성하는
    입체 영상 표시 장치.
16. 표시판 및 타이밍 제어부를 포함하는 표시판부, 상기 타이밍 제어부에 입력 영상 신호를 전달하는 통합 제어부, 좌안 셔터와 우안 셔터를 포함하는 셔터 부재, 그리고 셔터 타이밍 판단부를 포함하는 입체 영상 표시 장치에서,
    상기 통합 제어부 또는 외부로부터 셔터 부재 제어 소스 신호를 입력 받아 셔터 타이밍 정보를 생성하는 단계, 그리고
    상기 셔터 타이밍 정보에 따라 상기 셔터 부재의 상기 좌안 셔터 또는 상기 우안 셔터의 한 프레임에 대한 개폐 시간을 조절하는 단계
    를 포함하는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
17. 제16항에서,
    상기 셔터 부재의 상기 좌안 셔터 또는 상기 우안 셔터의 한 프레임에 대한 개폐 시간을 조절하는 단계는 상기 셔터 타이밍 정보의 값이 커질수록 상기 좌안 셔터 또는 상기 우안 셔터의 한 프레임에 대해 열려 있는 시간인 열림 시간을 크게 하는 단계를 포함하는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
18. 제17항에서,
    상기 통합 제어부 또는 상기 타이밍 제어부로부터의 입력 영상 신호를 상기 셔터 부재 제어 소스 신호로서 상기 셔터 타이밍 판단부에 입력하는 단계, 그리고
    상기 입력 영상 신호로부터 복수의 화소에 대한 계조를 합산하여 합산치를 계산하는 단계
    를 포함하는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
19. 제17항에서,
    주변 휘도 제어 신호를 상기 셔터 부재 제어 소스 신호로서 상기 셔터 타이밍 판단부에 입력하는 단계를 더 포함하는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
20. 제17항에서,
    주변 휘도를 감지하여 감지 신호를 생성하는 단계, 그리고
    상기 감지 신호를 A/D 변환하여 주변 휘도 정보를 생성하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 주변 휘도 정보를 상기 셔터 부재 제어 소스 신호로서 상기 셔터 타이밍 판단부에 입력하는 단계를 더 포함하는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.

Images