KR20130013931A - 3차원 영상표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

3차원 영상표시장치 및 그 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 좌안영상과 우안영상으로 구성된 2차원 영상을 출사하는 영상패널과, 상기 영상패널의 상부에 형성되며, 다수의 제 1 전극을 구비하여 상기 2차원 영상을 3차원 영상으로 출사하는 시역생성장치를 포함하는 표시패널과; 상기 표시패널에 빛을 공급하는 백라이트와; 상대적 움직임을 감지하고 이에 대응하여 상기 시역생성장치의 시역생성수단의 쉬프트 정도를 판단하여 상기 다수의 제 1 전극 각각에 제 1 전압 또는 제 2 전압을 인가하는 시역생성구동부와; 상기 백라이트에 상기 시역생성수단의 쉬프트 정도에 대응하여 출력전압을 조절하여 출력하는 램프구동부를 포함하는 3차원 영상표시장치를 제공한다.

Description

3차원 영상표시장치 및 그 구동방법{3D image display device and method of driving the same}
본 발명은 3차원 영상표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 3차원 영상표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(LCD : liquid crystal display), 플라즈마표시장치(PDP : plasma display panel), 유기전계발광소자 (OLED : organic light emitting diode)와 같은 여러가지 평판표시장치(flat display device)가 활용되고 있다.
이러한 평판표시장치는 최근에 3차원 영상을 표시하는 기능을 제공하고 있다.
일반적으로 3차원을 표현하는 입체 영상은 두 눈을 통한 스트레오 시각의 원리에 의하여 이루어진다. 구체적으로 두 눈이 약 65mm 정도 떨어져서 존재하기 때문에, 하나의 영상을 보더라도 두 눈의 위치의 차이로 왼쪽과 오른쪽 눈은 서로 다른 영상을 보게 된다.
즉, 좌안과 우안은 각각 다른 2차원 영상을 보게 되고, 서로 다른 두 개의 2차원 영상이 뇌로 전달되고, 뇌는 이 두 영상을 서로 융합하여 원래의 3차원 영상의 깊이감과 실제감을 재생하는 것이다.
이와 같이 3차원 영상을 구현하는 방법에는 무안경 방식과 안경 방식이 있다.
여기서 무안경 방식은 영상을 표현하는 영상패널과 시청자 사이에 패럴랙스 배리어 또는 렌티큘러 렌즈 등 시역생성장치를 구성하여 시청자가 좌안과 우안으로 서로 다른 영상을 볼 수 있도록 한다.
다시 말하면, 좌안영상과 우안영상이 수직 방향으로 연장되어 교번하여 나타나는 2차원 영상을 표시하는 영상패널과, 영상패널과 시청자 사이에 시역생성장치를 구성함으로써 시청자는 3차원 입체 영상을 느끼게 된다. 구체적으로 영상패널에서 출사된 좌안영상은 시역생성장치를 통과하면서 시청자의 좌안으로만 도달하고, 영상패널에서 출사된 우안영상은 시역생성장치를 통과하면서 시청자의 우안으로만 도달한다.
최근에는 시청자의 움직임 또는 3차원 영상표시장치의 움직임에 따라 배리어 및 렌티큘러 렌즈가 쉬프트(shift) 되는 무빙(moving) 배리어와 무빙 렌즈가 구현될 수 있도록 하여 시청자가 더욱 생생한 3차원 입체 영상을 느낄 수 있도록 한다.
도 1은 일반적인 무빙 배리어 방식을 이용한 3차원 영상표시장치의 시역생성장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1에서 도시한 바와 같이, 시역생성장치(32)는 액정층(35)을 사이에 두고 서로 대향하는 제 1 기판(33) 및 제 2 기판(31)과, 제 1 기판(33) 상면에 형성되는 다수의 제 1 전극(30)과, 제 2 기판(31) 하면에 형성되는 제 2 전극(36)을 포함할 수 있다.
여기서, 제 1 전극(30)과 제 2 전극(36)은 투명 전극으로 구성된다.
제 1 전극(30)과 제 2 전극(36)은 전압인가부(미도시)으로부터 전압을 인가 받는다.
구체적으로 다수의 제 1 전극(30)은 각각 독립적으로 전압인가부(미도시)으로부터 전압을 인가 받는다.
다수의 제 1 전극(30)에 독립적으로 전압이 인가되어 액정층(35)에 슬릿 및 배리어 영역(39b, 39a)을 형성하게 되는데, 다수의 제 1 전극(30) 중 배리어 영역(39a)에 대응되는 제 1 전극(30)에는 고전압인 제 1 전압(V1)이 인가된다. 반면에, 다수의 제 1 전극(30) 중 슬릿 영역(39b)에 대응되는 제 1 전극(30)에는 저전압인 제 2 전압(V2)이 인가된다.
한편, 제 2 전극(36)에 인가되는 전압은 슬릿 영역에 대응되는 제 1 전극(30)에 인가되는 접지전압 또는 상전압과 같다.
즉, 다수의 제 1 전극(30)에 인가되는 전압을 조절함으로써 슬릿과 배리어 영역(39b, 39a)의 위치를 조절하게 된다.
그러나 일반적인 무빙 배리어 방식 또는 무빙 렌티큘러 렌즈 방식의 3차원 입체 영상표시장치는 아래와 같은 문제점이 있다.
시청자의 움직임 또는 3차원 영상표시장치의 움직임 즉, 시청자와 3차원 영상표시장치의 상대적 움직임이 발생하면 이에 대응하여 제1 전압(V1)과 제 2 전압(V2)이 인가되는 제 1 전극(30)을 변경하여 배리어와 슬릿 영역(39a, 39b)의 위치를 변경한다. 이때, 제 1 전압(V1)과 제 2 전압(V2)이 인가되는 제 1 전극(30)이 변경됨에 따라 슬릿 영역(39b)의 위치가 쉬프트 되고, 이에 따라 쉬프트 되는 경로 중간에서 영상의 휘도가 급격히 떨어져서 플리커(flicker, 화면 깜빡 거림) 현상이 발생한다.
도 2를 더욱 참조하여 설명한다. 도 2는 일반적인 3차원 입체 영상표시장치에서 슬릿 영역의 쉬프트시 발생하는 플리커 현상의 원인을 나타낸 그래프이다.
먼저 그래프의 x축은 슬릿 영역의 위치를 상대적 수치로 나타낸 것이고 y축은 영상패널(미도시)에 표시되는 영상의 휘도를 수치적으로 나타낸 것이다.
슬릿 영역이 -4 에서 -2 위치로 이동하는 경로 중간의 -3 이 되는 시점에서 휘도가 급격히 떨어진다. 다시 말하면, 슬릿 영역 거리 중, 이동 거리의 약 1/2이 되는 시점에서 휘도가 급격히 떨어지는 구간이 발생하게 되는 바 시청자는 플리커 현상으로 느껴진다.
즉, 일반적인 무빙 배리어 방식 또는 무빙 렌티큘러 렌즈 방식은 배리어 또는 렌즈를 쉬프트 함에 따라 플리커 현상이 나타나는 문제점이 있다. 또한, 플리커 현상에 따라 화질이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 배리어 또는 렌티큘러 렌즈 쉬프트 시 발생하는 플리커 현상을 개선하여 선명한 화질을 제공하는 3차원 영상표시장치 및 그 구동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
전술한 바와 같은 과제를 달성하기 위해, 본 발명은, 좌안영상과 우안영상으로 구성된 2차원 영상을 출사하는 영상패널과, 상기 영상패널의 상부에 형성되며, 다수의 제 1 전극을 구비하여 상기 2차원 영상을 3차원 영상으로 출사하는 시역생성장치를 포함하는 표시패널과; 상기 표시패널에 빛을 공급하는 백라이트와; 상대적 움직임을 감지하고 이에 대응하여 상기 시역생성장치의 시역생성수단의 쉬프트 정도를 판단하여 상기 다수의 제 1 전극 각각에 제 1 전압 또는 제 2 전압을 인가하는 시역생성구동부와; 상기 백라이트에 상기 시역생성수단의 쉬프트 정도에 대응하여 출력전압을 조절하여 출력하는 램프구동부를 포함하는 3차원 영상표시장치를 제공한다.
상기 램프구동부는, 상기 시역생성수단의 쉬프트 정도에 대응하는 쉬프트 구간 중 일 지점에 출력되는 상기 출력전압은 상기 쉬프트 구간 중 다른 지점에 출력되는 상기 출력전압보다 크다.
상기 일 지점은 상기 쉬프트 구간의 1/2이 되는 지점이다.
상기 시역생성구동부는, 상기 상대적 움직임을 감지하여 이에 대응하는 움직임 정보 신호를 생성하는 움직임센선부와; 상기 움직임 정보 신호에 대응하여 상기 시역생성수단의 쉬프트 정도를 판단하는 쉬프트판단부와; 상기 시역생성수단의 쉬프트 정도에 대응하여 상기 다수의 제 1 전극 각각에 상기 제 1 전압 또는 상기 제 2 전압을 인가하는 전압인가부를 포함한다.
상기 시역생성장치의 상기 시역생산수단은 패럴렉스 배리어 또는 렌티큘러 렌즈이다.
좌안영상과 우안영상으로 구성된 2차원 영상을 출사하는 영상패널과, 상기 영상패널의 상부에 형성되며, 다수의 제 1 전극을 구비하여 상기 2차원 영상을 3차원 영상으로 출사하는 시역생성장치를 포함하는 표시패널과, 상기 표시패널에 빛을 공급하는 백라이트와, 상기 백라이트에 출력전압을 출력하는 램프구동부를 포함하는 3차원 영상표시장치의 구동방법에 있어서, 상대적 움직임을 감지하고 이에 대응하여 상기 시역생성장치의 시역생성수단의 쉬프트 정도를 판단하여 상기 다수의 제 1 전극 각각에 제 1 전압 또는 제 2 전압을 인가하는 단계와; 상기 시역생성수단의 쉬프트 정도에 대응하여 상기 출력전압의 크기를 조절하여 상기 백라이트에 출력하는 단계를 포함하는 3차원 영상표시장치 구동방법을 제공한다.
상기 백라이트에 상기 출력전압을 출력하는 단계는, 상기 시역생성수단의 쉬프트 정도에 대응하는 쉬프트 구간 중 일 지점에는 상기 쉬프트 구간 중 다른 지점보다 상기 출력전압을 크게 출력하는 단계를 포함한다.
상기 일 지점은 상기 쉬프트 구간의 1/2이 되는 지점이다.
상기 다수의 제 1 전극 각각에 상기 제 1 전압 또는 제 2 전압을 인가하는 단계는, 상기 상대적 움직임을 감지하여 이에 대응하는 움직임 정보 신호를 생성하는 단계와; 상기 움직임 정보 신호에 대응하여 상기 시역생성수단의 쉬프트 정도를 판단하는 단계와; 상기 시역생성수단의 쉬프트 정도에 대응하여 상기 다수의 제 1 전극 각각에 상기 제 1 전압 또는 상기 제 2 전압을 인가하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 3차원 영상표시장치는, 배리어 또는 렌티큘러 렌즈 이동 시 발생하는 플리커 현상을 개선하는 효과가 있다.
이에 따라, 향상된 화질을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 3차원 영상표시장치의 시역생성장치를 개략적으로 나타낸단면도.
도 2는 일반적인 3차원 영상표시장치에서 플리커 현상이 나타는 것을 나타낸 그래프.
도 3은 본발명의 실시예에 따른 3차원 영상표시장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 본발명의 실시예에 따른 표시패널의 평면도를 개략적으로 도시한 단면도.
도 5는 본발명의 실시예에 따른 표시패널의 단면도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 움직임이 발생한 경우 쉬프트 된 제 1 전극에 전압이 인가되는 것을 일예로서 도시한 도면.
도 7은 본발명의 실시예에 따른 LED 전류 인가 방법을 개략적으로 나타낸 도면.
도 8은 본발명의 실시예에 따라 LED 전류 출력 시 3차원 영상표시장치의 플리커 현상이 개선된 것을 보여주는 그래프.
이하, 도면을 참조하여 본발명의 실시예를 설명한다.
도 3은 본발명의 실시예에 따른 3차원 영상 표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본발명의 실시예에 따른 3차원 영상 표시장치(100)는, 표시패널(200)과, 백라이트(300)와, 구동부(600)를 포함한다.
먼저, 백라이트(400)는 빛을 표시패널(200)에 공급하는 역할을 하게 된다. 백라이트(400)의 광원으로, 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL), 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp : EEFL), 발광다이오드(Light Emitting Diode : LED) 등이 사용될 수 있다. 본발명의 실시예에서는 발광 다이오드(LED)가 이용될 수 있다.
표시패널(200)은 영상패널(234)과 시역생성장치(232)를 포함할 수 있다.
영상패널(234)은 영상을 표시하는 부분으로서 CRT(cathode ray tube), 플라즈마표시패널(plasma display panel : PDP), 액정패널(liquid crystal display panel), 유기발광다이오드패널(organic light emitting diode panel) 등이 이용될 수 있다.
또한 영상패널(234)에는 2차원 영상인 좌안영상(L)과 우안영상(R)이 열라인 단위로 교대로 표시된다. 즉, 좌안영상(L)과 우안영상(R)이 라인 바이 라인(line by line) 형태로 교대로 표시된다. 구체적으로 예를 들면, 영상패널(234)의 홀수 번째 열라인에 우안영상(R)이 표시된다면, 짝수 번째 열라인에는 좌안영상(L)이 표시된다.
시역생성장치(232)는 영상패널(234)에서 출사되는 좌안영상(L) 및 우안영상(R) 각각이 시청자의 좌안 및 시청자의 우안으로만 전달 될 수 있도록 하여 시청자로 하여금 2차원 영상을 3차원 입체 영상으로 느낄 수 있도록 한다.
이러한 시역생성장치(232)는 예를 들면 패럴랙스 배리어(parallax barrier) 방식 또는 렌티큘러 렌즈(lenticular lens) 방식을 이용할 수 있다.
패럴랙스 배리어 방식은 세로 방향으로 향하는 스트라이프(stripe) 형태의 슬릿(slit)과 배리어(barrier)를 번갈아 반복 배치하여 좌안영상(L)과 우안영상(R)을 선택적으로 투과시키는 방식이다. 구체적으로 영상패널(234)에서 출사된 좌안영상(L)은 패럴랙스 배리어의 슬릿을 통과하여 시청자의 좌안에 도달하고, 영상패널(234)에서 출사된 우안영상(R)은 패럴랙스 배리어의 슬릿을 통과하여 시청자의 우안에 도달한다. 시청자는 좌안과 우안에 각각 도달한 좌안영상(L)과 우안영상(R)을 결합하여 3차원 영상으로 인지하게 된다.
렌티큘러 렌즈 방식은 다수의 반원통 형상의 렌티큘러 렌즈를 세로 방향을 향하는 스트라이프 형태로 연속적으로 배열하여, 영상패널(234)에서 출사되는 좌안영상(L)과 우안영상(R)을 각각 선택적으로 굴절시키는 방식이다. 구체적으로 영상패널(234)에서 출사된 좌안영상(L)은 렌티큘러 렌즈를 통과하여 시청자의 좌안에 도달하고, 영상패널(234)에서 출사된 우안영상(R)은 렌티큘러 렌즈를 통과하여 시청자의 우안에 도달한다. 시청자는 좌안과 우안에 각각 도달한 좌안영상(L)과 우안영상(R)을 결합하여 3차원 영상으로 인지하게 된다.
즉, 시역생성장치(232)는 배리어 및 슬릿, 또는 렌티큘러 렌즈 등의 시역생성수단을 구성하여 3차원 영상을 표현할 수 있다.
이하, 설명의 편의를 위하여 패럴랙스 배리어 방식을 예로 들어서 설명한다.
시역생성장치(232)에는 수직 방향으로 향하는 배리어(239a)와 슬릿(239b)이 교번하여 반복 배치되어 있다.
이때, 배리어(239a)와 슬릿(239b)의 위치는 고정되는 것이 아니라, 시청자의 움직임 또는 3차원 영상 표시장치의 움직임에 대응하여 그 위치가 변화 될 수 있다. 이에 따라, 시청자는 안정적으로 3차원 입체 영상을 감상할 수 있게 된다. 이에 대해서는 차후에 보다 상세하게 설명한다.
이하, 도 4 및 도 5를 더욱 참조하여 본발명의 실시예에 따른 표시장치(100)에 대해서 보다 상세하게 설명한다.
도 4는 본발명의 실시예에 따른 표시패널(200)의 평면도를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5는 본발명의 실시예에 따른 표시패널(200)의 단면도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 표시장치(200)는 좌안영상(L)과 우안영상(R)을 동시에 표시하는 영상패널(234)과, 영상패널(234)과 시청자(E) 사이에 배치되는 시역생성장치(232)를 포함할 수 있다.
영상패널(234)에는 좌안영상(L)과 우안영상(R)이 교번하여 표시된다.
시역생성장치(232)는 각각 M과 Q의 폭 비를 갖는 배리어(239a)와 슬릿(239b)이 교번 배치되어 좌안영상(L)과 우안영상(R)을 선택적으로 투과시킨다.
구체적으로 영상패널(234)에서 출사된 좌안영상(L)은 시역생성장치(232)의 슬릿(239b)을 통과하여 시청자의 좌안(EL)에 도달하고, 영상패널(234)에서 출사된 우안영상(R)은 패럴랙스 배리어의 슬릿(239b)을 통과하여 시청자의 우안(ER)에 도달한다.
우안영상(R)을 예로 들어 보다 구체적으로 설명하면, 영상패널(234)에서 출사된 우안영상(R)은 슬릿(239b)을 통과하여 시청자(E)의 우안(ER)에 도달한다. 또한 우안영상(R)은 배리어(239a)에 의하여 차단되어 시청자(E)의 좌안(EL)에 도달하지 못한다.
이러한 시역생성장치(232)의 배리어(239a)와 슬릿(239b)은, 배리어(239a)와 슬릿(239b)의 하부에 구성된 다수의 제 1 전극(도 5의 230)에 인가되는 전압에 따라 나뉘어 진다. 예를 들면, 배리어(239a)에 대응되는 전극에는 고전압인 제 1 전압(도 5의 230)이 인가될 수 있으며 슬릿(239b)에 대응되는 전극에는 저전압인 제 2 전압(V2)이 인가될 수 있다. 이에 대해서는 차후에 보다 상세하게 설명한다.
이때, 다수의 제 1 전극(도 5의 230)에는 각각 독립적으로 전압이 인가되며, 다수의 제 1 전극(도 5의 230) 각각에 인가되는 전압에 대응하여 배리어(239a)와 슬릿(239b)의 위치가 조절된다.
이와 같이 배리어(239a)와 슬릿(239b)의 위치를 조절할 수 있게 되는 바, 시청자(E)의 움직임 또는 3차원 영상표시장치(도 3의 100)의 움직임이 있더라도 시청자(E)는 안정적으로 3차원 영상을 감상할 수 있다. 다시 말하면, 시청자의 움직임에 대응하여 다수의 제 1 전극(도 5의 230)에 인가되는 전압이 변화되고, 이에 따라 배리어(239a)와 슬릿(239b)의 위치가 변화되어 좌안영상(L) 및 우안영상(R)이 각각 시청자(E)의 좌안(EL)과 시청자(E)의 우안(ER)으로 전달 될 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
좌안영상(L)과 우안영상(R)을 표시하는 영상패널(234) 상부에 시역생성장치(232)가 형성된다.
시역생성장치(232)는 액정층(235)을 사이에 두고 서로 대향하는 제 1 기판(233) 및 제 2 기판(231)과, 제 1 기판(233) 상면에 형성되는 다수의 제 1 전극(230)과, 제 2 기판(231) 하면에 형성되는 제 2 전극(236)을 포함할 수 있다.
다수의 제 1 전극(230)의 상부에는 절연층(237)이 더욱 형성될 수 있다.
또한, 제 2 기판(231)의 상면에는 편광판(238)과 같은 광학 필름이 더욱 형성될 수 있다. 이는 시역생성장치(232)의 제 1 전극(230)과 제 2 전극(231)의 전압 인가에 따라 형성되는 배리어(239a)에 의해서 차단 되어야 할 빛이 완전히 차단되지 않고 출사되는 빛을 차단하기 위함이다.
여기서 다수의 제 1 전극(230)과, 제 2 전극(236)은 투명 전극으로 구성된다.
다수의 제 1 전극(230)과 제 2 전극(236)은 시역생성구동부(도 3의 400)에 구성된 전압인가부(도 3의 430)으로부터 전압을 인가 받는다.
구체적으로 다수의 제 1 전극(230)은 각각 독립적으로 전압인가부(도 3의 420)으로부터 전압을 인가 받는다.
예를 들면, 다수의 제 1 전극(230)에 독립적으로 전압이 인가되어 슬릿(239b) 및 배리어(239a)를 형성하게 되는데, 다수의 제 1 전극(230) 중 배리어(239a) 영역에 대응되는 제 1 전극(230)에는 고전압인 제 1 전압(V1)이 인가된다. 반면에, 다수의 제 1 전극(230) 중 슬릿(239b) 영역에 대응되는 제 1 전극(230)에는 저전압인 제 2 전압(V2)이 인가된다. 이때 저전압은 예를 들면 접지전압 또는 상접압이 될 수 있다.
한편, 제 2 전극(236)에 인가되는 전압은 슬릿(239b) 영역에 대응되는 제 1 전극(230)에 인가되는 제 2 전압(V2)과 같다.
여기서, 시역생성장치(232)는 제 1 전극 및 제 2 전극(230, 236)에 전압 인가 여부에 대응하여 3차원 영상 표시 여부를 달리한다.
다시 말하면, 다수의 제 1 전극(230)과 제 2 전극(236)에 전압이 인가되지 않을 경우에는 슬릿(239b) 및 배리어(239a)가 형성되지 않는 바, 하부의 영상패널(234)로부터 출사되는 좌안영상(L) 및 우안영상(R) 모두 시청자의 양안으로 도달된다. 이에 따라, 시청자는 3차원 입체 영상을 느끼지 못하고 2차원 영상을 감지하게 된다. 반면에, 제 1 전극(230) 및 제 2 전극(236)에 전압이 인가되는 경우에는 슬릿(239b) 및 배리어(239a)가 형성되는 바, 하부의 영상패널(234)로부터 출사되는 좌안영상(L)은 슬릿(239b)을 통과하여 시청자의 좌안으로만 도달하고, 우안영상(R)은 슬릿(239b)을 통과하여 시청자의 우안으로만 도달함으로써 시청자는 3차원 입체 영상을 느끼게 된다.
이하, 도 6을 더욱 참조하여 시청자의 움직임 또는 3차원 영상표시장치의 움직임(이하, 움직임)에 대응하여 슬릿(239b) 및 배리어(239a)의 위치 변경에 대해서 살펴본다.
도 6은 움직임에 대응하여 위치가 변화된 슬릿(239b) 및 배리어(239a)를 일예로서 도시한 도면이다.
먼저, 도 5에서 도시된 슬릿(239b)과 배리어(239a)는 움직임이 없는 경우, 즉 정위치시의 슬릿(239b)과 배리어(239a)를 나타낸 것으로 가정한다.
도 6에서 보는 바와 같이, 움직임이 발생하면, 움직임에 대응하여 제 1 전압(V1)과 제 2 전압(V2)은 정위치시에 인가된 다수의 제 1 전극(230)보다 쉬프트 된 제 1 전극(230)에 각각 독립적으로 인가된다.
구체적으로 예를 들면, 도 5의 정위치시에는 다수의 제 1 전극(230) 중 제 1, 2, 6, 7 번째 제 1 전극(230)에 제 1 전압(V1)이 인가되고, 제 3, 4 번째 제 1 전극(230)에 제 2 전압(V2)이 인가된다.
움직임이 발생하면 움직임에 대응하여(예를 들어 움직임이 발생한 정도) 정위치시에 인가된 제 1 전극(230)로부터 쉬프트 된 제 1 전극(230)에 각각 제 1 전압(V1)과 제 2 전압(V2)이 인가된다. 예를 들면, 움직임이 다수의 제 1 전극(230) 중 두 개의 제 1 전극(230)의 간격에 대응한다면, 정위치시에 인가된 제 1 전극(230)보다 두 개의 제 1 전극(230)의 간격에 대응하는 만큼 이동된 제 1 전극(230)에 각각 제 1 전압(V1) 및 제 2 전압(V2)이 인가된다. 따라서, 제 1 전압(V1)은 정위치시에 제 1 전압(V1)이 인가된 제 1, 2 번째 제 1 전극(230)보다 두 개 이동한 제 3, 4 번째 제 1 전극(230)에 제 1 전압(V1)이 인가된다. 또한, 정위치시에 제 2 전압(V2)이 인가된 제 1 전극(230)보다 두 개 이동한 제 5, 6 번째 제 1 전극(230)에 제 2 전압(V2)이 인가된다. 제 1, 2 번째 제 1 전극(230)에는 도 5에서 도시되지는 않았으나, 제 1, 2 번째 제 1 전극(230) 이전의 두 개의 제 1 전극(230)에 인가된 제 2 전압(V2)이 인가된다.
즉, 정위치시에 인가된 제 1 전극(230)에서 움직임이 발생한 정도만큼 이동된 제 1 전극(230)에 제 1 및 제 2 전압(V1, V2)을 인가하여 시청자가 안정적으로 3차원 입체 영상을 느낄 수 있도록 한다.
이하, 다시 도 3을 참조하여 본발명의 실시예에 따른 3차원 영상표시장치의 구동방법에 대해서 보다 상세하게 설명한다.
먼저 구동부(600)는 시역생성구동부(400)와, 램프구동부(500)를 포함할 수 있다.
여기서, 시역생성구동부(400)는 움직임을 감지하고 이에 대응하여 정위치시보다 쉬프트 되는 제 1 전극(도 5의 230)의 쉬프트 정도를 판단하여, 정위치시보다 쉬프트 된 다수의 제 1 전극(도 5의 230)에 제 1 전압(V1)과 제 2 전압(V2)을 인가한다. 또한, 쉬프트 정도 등을 포함하는 쉬프트 정보를 램프구동부(500)에 전달한다.
이를 위하여 시역생성구동부(400)는 움직임센서부(410)와, 쉬프트판단부(420)와, 전압인가부(430)를 포함할 수 있다.
움직임센서부(410)는 시청자의 움직임 또는 3차원 영상표시장치의 움직임을 감지하여 움직임 정보 신호(MFS)를 쉬프트판단부(420)에 전달한다.
여기서 움직임센서부(410)는 자이로 센서(gyro sensor) 또는 아이 트래킹(eye tracking)등과 같은 동작 인식 센서(motion recognition sensor)로 구성함으로써 움직임을 감지할 수 있다.
동작 인식 센서란 물체의 움직임이나 위치를 인식하는 센서를 말한다. 지자기 센서, 가속도 센서 등 각종 센서와 고도계, 자이로 등의 기능이 하나의 칩에 들어가 있는 복합 센서이다. 이러한 동작 인식 센서는 나침반, 만보기, 네비게이션 기능을 제공 할 뿐만 아니라, 위치 추적이나, 휴대폰의 움직임대로 게임을 즐길 수 있는 3차원 입체 영상 게임 기능 등에 활용 될 수 있다.
즉, 동작 인식 센서는 동체의 움직임을 감지하는 것으로, 관성계에 작용하는 각속도를 측정하여 동체의 움직임 정도를 판단한다. 또한, 평면적인 움직임이 아닌 3차원 입체 움직임 즉, x, y, z축의 입체 움직임을 판단 할 수 있다.
쉬프트판단부(420)는 움직임센서부(410)로부터 움직임 정보 신호(MFS)를 전달 받고 이에 대응하여 정위치시보다 쉬프트 되어야 할 제 1 전극(도 5의 230)의 쉬프트 정도를 판단하여 쉬프트 정보 신호(SFS)를 생성한다.
또한 쉬프트판단부(420)는 생성된 쉬프트 정보 신호(SFS)를 전압인가부(430)와 램프구동부(500)에 전달한다.
구체적으로, 움직임이 발생하여 슬릿(239b)과 배리어(239a)의 위치를 변경할 필요성이 발생한 경우, 정위치시에 인가된 다수의 제 1 전극(도 5의 230)의 위치보다 움직임 정도만큼 쉬프트 된 제 1 전극(도 5의 230)에 각각 제 1 전압(V1)과 제 2 전압(V2)을 인가해야 한다. 예를 들어, 움직임이 제 1 전극(도 5의 230)의 두 개 정도 간격에 대응하는 경우, 두 개의 제 1 전극(도 5의 230)이 쉬프트 된 제 1 전극(도 5의 230)에 각각 제 1 전압(V1)과 제 2 전압(V2)이 인가된다. 여기서 쉬프트 정보 신호(SFS)는 제 1 전극(도 5의 230)의 이동 정도(쉬프트 정도)에 대한 정보가 된다.
전압인가부(430)는 쉬프트판단부(420)로부터 쉬프트 정보 신호(SFS)를 전달 받고 이에 대응하여 다수의 제 1 전극(도 5의 230)에 제 1 전압(V1)과 제 2 전압(V2)을 인가한다.
다시 말하면(도 5 및 도 6 더욱 참조), 쉬프트 정보 신호(SFS)에 대응하여 제 1 전압(V1)과 제 2 전압(V2)은 정위치시에 인가된 제 1 전극(230)로부터 쉬프트 된 제 1 전극(230)에 각각 인가된다. 예를 들면, 쉬프트 정보 신호(SFS)가 다수의 제 1 전극(230) 중 두 개의 제 1 전극(230)만큼 이동되는 것에 대응한다면, 정위치시에 인가된 제 1 전극(230)보다 두 개의 제 1 전극(230)이 쉬프트 된 제 1 전극(230)에 각각 제 1 전압(V1) 및 제 2 전압(V2)이 인가된다. 보다 구체적으로 예를 들면, 정위치시에 제 1, 2 번째 제 1 전극(도 5의 230)에 제 1 전압(V1)이 인가된 경우, 쉬프트 정보 신호(SFS)에 대응하여 두 개의 제 1 전극(도 5의 230)이 이동된 제 3, 4 번째 제 1 전극(230)에 제 1 전압(V1)이 인가된다.
즉, 전압인가부(430)는 쉬프트 정보 신호(SFS)에 대응하여 다수의 제 1 전극(도 5의 230)의 쉬프트 하여, 쉬프트 된 제 1 전극(도 5의 230)에 각각 제 1 전압(V1)과 제 2 전압(V2)을 공급한다.
램프구동부(500)는 직류전압(Vin)을 인가 받고, 이를 백라이트(300) 즉, LED를 구동하기 위한 바이어스(bias)전압인 출력전압(Vout)으로 변환하여 백라이트(300)에 공급한다.
이때, 램프구동부(500)는 시역생성구동부(400)의 쉬프트판단부(420)로부터 쉬프트 정보 신호(SFS)를 전달 받고 이에 대응하여 백라이트(300)에 인가되는 출력전압(Vout)(LED에 흐르는 전류)를 조절한다. 여기서 LED에 흐르는 전류는 예를 들면 출력전압(Vout)에 비례 한다.
램프구동부는 다수의 제 1 전극의 쉬프트 정도에 대응하는 쉬프트 구간 중 일 시점에는 쉬프트 구간 중 다른 시점보다 큰 출력전압을 출력한다.
예를 들면, 쉬프트 정보 신호(SFS)에 대응하여 쉬프트 구간의 약 1/2이 되는 지점의 출력전압(Vout)을 다른 쉬프트 구간의 출력전압(Vout)보다 크게 한다.
여기서 쉬프트 구간은 다수의 제 1 전극(230)의 쉬프트 정도에 대응하여 산출 할 수 있다. 예를 들면 다수의 제 1 전극(230) 전체에 제 1 전압(V1) 또는 제 2 전압(V2)이 인가되는 구간 * (쉬프트 되는 제 1 전극(230)의 수/전체 제 1 전극(230)의 수)로 나타낼 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하여 보다 구체적으로 예를 든다.
도 7은 본발명의 실시예에 따른 백라이트 출력 전압의 인가 방법을 나타낸 것이고, 도 8은 본발명의 실시예에 따라 백라이트에 출력 전압을 인가 할 때 플리커 현상이 개선되는 것을 보여주는 도면이다.
먼저 도 7에는 4장의 그림이 있고, 각각의 그림은 3차원 영상표시장치(3D Device)의 위치 변화에 따라 LED에 인가되는 전류를 나타낸 것이다.
먼저 첫 번째 그림(1)에서는 3차원 영상표시장치(3D Device)가 수평 방향을 기준으로 약 -3.8도의 각을 이루며, 두 번째 그림(2)에서는 3차원 영상표시장치(3D Device)가 수평 방향을 기준으로 약 -3.4도의 각을 이루며, 세 번째 그림(3)에서는 3차원 영상표시장치(3D Device)가 수평 방향을 기준으로 약 -3.0도의 각을 이루며, 네 번째 그림(4)에서는 3차원 영상표시장치(3D Device)가 수평 방향을 기준으로 약 -2.5도의 각을 이룬다. 여기서는 움직임 중 3차원 영상표시장치(3D Device)가 움직이는 것을 일예로서 나타낸 것이다.
이때, 3차원 영상표시장치(3D Device)가 서서히 움직이면서 다수의 제 1 전극(230)에 인가되는 제 1 전압(V1) 및 제 2 전압(V2)은 쉬프트 된 제 1 전극(230)에 인가된다.
구체적으로 예를 들면, 그림 (1), (2)에서는 좌측에서부터 제 1, 2 번째 제 1 전극(230)에 제 2 전압(V2)이 인가되고, 제 3 내지 7 번째 제 1 전극(230)에 제 1 전압(V1)이 인가되고, 제 8 번째 제 1 전극(230)에 제 2 전압(V2)이 인가된다. 따라서, 제 3 내지 7 번째 제 1 전극(230)이 배리어 영역(239a)을 형성하게 된다. 그리고 제 1, 2, 8 번째 제 1 전극(230)은 슬릿 영역(239b)을 형성하게 된다.
이때, 그림 (3), (4)에서는 좌측에서부터 제 1 번째 제 1 전극(230)에 제 2 전압(V2)이 인가되고, 제 2 내지 6 번째 제 1 전극(230)에 제 1 전압(V1)이 인가되고, 제 7 및 8 번째 제 1 전극(230)에 제 2 전압(V2)이 인가된다.
다시 말하면, 3차원 영상표시장치(3D Device)가 움직임에 따라 8개의 제 1 전극(230)에 인가되는 제 1 전압(V1)과 제 2 전압(V2)은 정위치시에 인가된 제 1 전극(230)에서 쉬프트 된 제 1 전극(230)에 인가된다.
여기서 그림 (2)는 정위치시(그림 (1))의 제 1 전극(230)의 위치를 유지하며, 그림 (4)는 정위치시(그림 (1))의 제 1 전극(230)의 위치에서 완전히 쉬프트 된 제 1 전극(230)에 제 1 및 제 2 전압(V1, V2)을 인가한다.
그림 (3)은 이동 구간 중의 1/2이 되는 지점이 된다.
이때, 그림 (1) 내지 그림 (4) 각각의 LED에 흐르는 전류는 그림(3) 단계에서 다른 단계(그림 (1), (2), (4))에서보다 크다.
구체적으로 예를 들면, 그림 (1), (2) 및 (4)의 LED에 흐르는 전류는 약 20mA이나, 그림 (3)의 LED에 흐르는 전류는 20mA보다 α만큼 큰 전류가 흐른다.
즉, 쉬프트 되는 구간의 1/2되는 지점에 LED의 출력 전류를 다른 구간 보다 더 크게 해준다.
이에 따라 제 1 전극(230)이 쉬프트 됨에 따라 발생하는 플리커 현상을 개선할 수 있다.
도 8을 더욱 참조하여 설명한다. 도 8은 본발명의 실시예에 따라 LED에 흐르는 출력 전류(출력전압)을 상승 시킨 경우, 플리커 현상이 개선되는 것을 보여주는 그래프를 일예로서 나타낸 것이다.
먼저 그래프의 X축은 배리어가 형성되는 위치를 상대적인 수치로 나타낸 것이고, Y축은 슬릿의 상대적 위치에 대응하여 표시패널에 나타나는 휘도를 나타낸 것이다.
첫 번째 그래프(11)를 참고하면, 정위치시에는 제 -4 위치(-4)에 슬릿 영역이 형성되고, 움직임이 발생한 경우에는 움직임에 대응하여 제 -4 위치(-4)에서 제 -2 위치(-2)로 슬릿 영역이 쉬프트 된다.
이때, 배리어가 이동함에 따라 정위치 시점부터 완전히 이동한 시점까지의 기간 중 약 1/2이 되는 시점(-3)에서 휘도가 급격하게 떨어진다. 이때 시청자는 표시패널의 휘도가 급격하게 떨어짐에 따라 시각적으로 플리커 현상(화면 깜빡거림 현상)을 느끼게 된다.
이를 개선하기 위하여, 두 번째 그래프(22)에서 보는 바와 같이, 이동 구간 중 약 1/2이 되는 지점(-3)에는 다른 구간 보다 큰 전류를 LED에 공급함으로써 휘도 차이를 줄일 수 있다. 약 1/2 되는 지점에서 LED 전류를 다른 기간과 동일하게 한 경우에는 휘도 차이가 LG1이 되나, LED전류를 α만큼 더 크게 한 경우에는 휘도 차이가 LG1보다 작은 LG2가 된다. 즉, 슬릿 영역이 쉬프트 됨에 따라 발생하던 휘도 감소가 확연하게 줄어들게 된다.
이와 같이 슬릿 쉬프트 구간의 약 1/2이 되는 지점에는 LED전류를 다른 시점보다 크게 하여 플리커 현상을 개선하여, 향상된 화질을 제공할 수 있다.
여기서 본발명의 실시예에서는 패럴렉스 배리어를 일예로 설명하였으나, 렌티큘러 렌즈를 이용하는 3차원 영상표시장치에도 이용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 다시 말하면 렌티큘러 렌즈의 다수의 제 1 전극을 쉬프트 하여 고전압과 저전압 등을 인가함으로써 무빙 렌즈(moving lens)를 구성할 수 있으며, 이 경우 이동되는 구간의 약 1/2이 되는 지점에 LED 전류 또는 백라이트의 출력전압을 다른 지점보다 크게 함으로써 플리커 현상을 개선할 수 있다.
전술한 본 발명의 실시예는 본 발명의 일예로서, 본 발명의 정신에 포함되는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명은, 첨부된 특허청구범위 및 이와 등가되는 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.
200: 표시패널 232: 시역생성장치 234: 영상패널
233: 제 1 기판 231: 제 2 기판 230: 제 1 전극
236: 제 2 전극 V1: 제 1 전압 V2: 제 2 전압
239a: 배리어 영역 239b: 슬릿 영역 235: 액정층
300: 백라이트 400: 시역생성구동부 500: 램프구동부
410: 움직임감지부 420: 쉬프트판단부 430: 전압인가부

Claims (9)

  1. 좌안영상과 우안영상으로 구성된 2차원 영상을 출사하는 영상패널과, 상기 영상패널의 상부에 형성되며, 다수의 제 1 전극을 구비하여 상기 2차원 영상을 3차원 영상으로 출사하는 시역생성장치를 포함하는 표시패널과;
    상기 표시패널에 빛을 공급하는 백라이트와;
    상대적 움직임을 감지하고 이에 대응하여 상기 시역생성장치의 시역생성수단의 쉬프트 정도를 판단하여 상기 다수의 제 1 전극 각각에 제 1 전압 또는 제 2 전압을 인가하는 시역생성구동부와;
    상기 백라이트에 상기 시역생성수단의 쉬프트 정도에 대응하여 출력전압을 조절하여 출력하는 램프구동부를 포함하는
    3차원 영상표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 램프구동부는,
    상기 시역생성수단의 쉬프트 정도에 대응하는 쉬프트 구간 중 일 지점에 출력되는 상기 출력전압은 상기 쉬프트 구간 중 다른 지점에 출력되는 상기 출력전압보다 큰
    3차원 영상표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 일 지점은 상기 쉬프트 구간의 1/2이 되는 지점인
    3차원 영상표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 시역생성구동부는,
    상기 상대적 움직임을 감지하여 이에 대응하는 움직임 정보 신호를 생성하는 움직임센선부와;
    상기 움직임 정보 신호에 대응하여 상기 시역생성수단의 쉬프트 정도를 판단하는 쉬프트판단부와;
    상기 시역생성수단의 쉬프트 정도에 대응하여 상기 다수의 제 1 전극 각각에 상기 제 1 전압 또는 상기 제 2 전압을 인가하는 전압인가부를 포함하는
    3차원 영상표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 시역생성장치의 상기 시역생산수단은 패럴렉스 배리어 또는 렌티큘러 렌즈인
    3차원 영상표시장치.
  6. 좌안영상과 우안영상으로 구성된 2차원 영상을 출사하는 영상패널과, 상기 영상패널의 상부에 형성되며, 다수의 제 1 전극을 구비하여 상기 2차원 영상을 3차원 영상으로 출사하는 시역생성장치를 포함하는 표시패널과, 상기 표시패널에 빛을 공급하는 백라이트와, 상기 백라이트에 출력전압을 출력하는 램프구동부를 포함하는 3차원 영상표시장치의 구동방법에 있어서,
    상대적 움직임을 감지하고 이에 대응하여 상기 시역생성장치의 시역생성수단의 쉬프트 정도를 판단하여 상기 다수의 제 1 전극 각각에 제 1 전압 또는 제 2 전압을 인가하는 단계와;
    상기 시역생성수단의 쉬프트 정도에 대응하여 상기 출력전압의 크기를 조절하여 상기 백라이트에 출력하는 단계를 포함하는
    3차원 영상표시장치 구동방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 백라이트에 상기 출력전압을 출력하는 단계는,
    상기 시역생성수단의 쉬프트 정도에 대응하는 쉬프트 구간 중 일 지점에는 상기 쉬프트 구간 중 다른 지점보다 상기 출력전압을 크게 출력하는 단계를 포함하는
    3차원 영상표시장치 구동방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 일 지점은 상기 쉬프트 구간의 1/2이 되는 지점인
    3차원 영상표시장치 구동방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 다수의 제 1 전극 각각에 상기 제 1 전압 또는 제 2 전압을 인가하는 단계는,
    상기 상대적 움직임을 감지하여 이에 대응하는 움직임 정보 신호를 생성하는 단계와;
    상기 움직임 정보 신호에 대응하여 상기 시역생성수단의 쉬프트 정도를 판단하는 단계와;
    상기 시역생성수단의 쉬프트 정도에 대응하여 상기 다수의 제 1 전극 각각에 상기 제 1 전압 또는 상기 제 2 전압을 인가하는 단계를 포함하는
    3차원 영상표시장치 구동방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20150069588A (ko) * 2013-12-13 2015-06-24 엘지디스플레이 주식회사 삼차원영상 표시장치 및 그 구동방법

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