KR20130037577A

KR20130037577A - 입체 영상 표시장치 및 그의 데이터 보상방법

Info

Publication number: KR20130037577A
Application number: KR1020110102058A
Authority: KR
Inventors: 공남용; 김성균
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2011-10-06
Filing date: 2011-10-06
Publication date: 2013-04-16
Also published as: KR101829463B1

Abstract

본 발명에 따른 입체 영상 표시장치는 좌안 영상과 우안 영상을 2개의 수평 픽셀라인들 단위로 교대로 표시하고, 상기 좌안 영상이 표시되는 수평 픽셀라인과 상기 우안 영상이 표시되는 수평 픽셀라인 사이마다, 상기 좌안 영상이 표시되는 수평 픽셀라인을 구동하기 위한 TFT들과 상기 우안 영상이 표시되는 수평 픽셀라인을 구동하기 위한 TFT들이 수평 방향을 따라 서로 이웃하여 2열로 배치된 표시패널; 외부로부터 입력되는 소스 데이터에서 상기 좌안 영상 구현을 위한 좌안 영상 데이터와 상기 우안 영상 구현을 위한 우안 영상 데이터를 2 수평 픽셀라인들 단위로 분리하여 3D 입력 데이터를 생성하는 3D 데이터 포맷터; 및 입력 프레임을 제1 서브 프레임과 제2 서브 프레임으로 시분할하고, 상기 3D 입력 데이터를 상기 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터별로 소정 단위씩 쉬프트시켜 3D 쉬프트 데이터를 생성한 후, 상기 제1 서브 프레임에 상기 3D 입력 데이터를 맵핑하고, 상기 제2 서브 프레임에 상기 3D 쉬프트 데이터를 맵핑시키는 데이터 변조회로를 구비한다.

Description

입체 영상 표시장치 및 그의 데이터 보상방법{STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY AND DATA COMPENSATION METHOD THEREOF}

본 발명은 입체 영상 표시장치 및 그의 데이터 보상방법에 관한 것이다.

입체 영상 표시장치는 양안시차방식(stereoscopic technique) 또는 복합시차지각방식(autostereoscopic technique)을 이용하여 입체 영상 즉, 3차원(3D) 영상을 구현한다. 양안시차방식은 입체 효과가 큰 좌우 눈의 시차 영상을 이용하며, 안경방식과 무안경방식이 있고 두 방식 모두 실용화되고 있다. 안경 방식은 직시형 표시소자나 프로젝터에 좌우 시차 영상의 편광 방향을 바꿔서 또는 시분할 방식으로 표시하고, 편광 안경 또는 액정셔터 안경을 사용하여 입체 영상을 구현한다. 무안경 방식은 일반적으로 좌우 시차 영상의 광축을 분리하기 위한 패럴렉스 베리어 등의 광학판을 표시 화면의 앞에 설치하는 방식이다.

안경 방식의 입체 영상 표시장치는 대표적으로 편광 안경 방식이 있다. 편광 안경 방식에서는 패턴 리타더(Patterned retarder)와 같은 편광 분리 소자가 표시패널에 합착된다. 패턴 리타더는 표시패널에 표시되는 좌안 영상과 우안 영상의 편광을 분리한다. 시청자는 편광 안경 방식의 입체 영상 표시장치에서 입체 영상을 감상할 때 편광 안경을 착용하여 편광 안경의 좌안 필터를 통해 좌안 영상의 편광을 보게 되고, 편광 안경의 우안 필터를 통해 우안 영상의 편광을 보게 되므로 입체감을 느낄 수 있다.

편광 안경 방식의 입체 영상 표시장치는 도 1과 같은 노멀 구조의 표시패널에 적용될 수 있다. 노멀 구조의 표시패널에서 RGB 픽셀들은 수평 방향(게이트라인의 연장 방향)을 따라 배치되어 수평 픽셀라인들을 형성한다. 수평 픽셀라인들에는 교대로 좌안 영상과 우안 영상이 표시된다. 각 수평 픽셀라인에서 TFT(Thin Film Transistor)들은 모두 RGB 픽셀들의 아래쪽에서 수평 방향을 따라 1열로 배치되어 게이트라인(GL) 및 데이터라인(DL)에 접속된다. 표시패널의 하부 유리기판에 형성된 TFT, 게이트라인(GL) 및 데이터라인(DL)은, 표시패널의 상부 유리기판에 형성되는 블랙 매트릭스(BM)와 중첩된다. 이러한 노멀 구조의 표시패널을 갖는 입체 영상 표시장치는 수평 픽셀라인들 사이에 형성되는 블랙 매트릭스(BM)의 폭에 의해 그의 상하 시야각이 결정된다. 입체 영상 표시장치의 상하 시야각은 수평 픽셀라인들 사이에 형성되는 블랙 매트릭스(BM)의 폭이 넓어질수록 커진다. 3D 크로스토크(crosstalk)를 경감하기 위해서는 이 블랙 매트릭스(BM)의 폭을 넓혀 상하 시야각을 크게 해야 한다. 그런데, 노멀 구조의 표시패널을 갖는 입체 영상 표시장치에서는 블랙 매트릭스(BM)의 폭을 넓히면 그만큼 각 픽셀라인의 개구 영역이 줄어드는 단점이 있다.

각 픽셀라인의 개구 영역을 줄이지 않고 좌안 영상이 표시되는 수평 픽셀라인과 우안 영상이 표시되는 수평 픽셀라인 사이에 배치되는 블랙 매트릭스(BM)의 폭을 넓히기 위해, 도 2와 같은 시야각 개선 구조의 표시패널이 제안된 바 있다.

도 2를 참조하면, 시야각 개선 구조의 표시패널에서 RGB 픽셀들은 수평 방향을 따라 배치되어 수평 픽셀라인들을 형성하고, 수평 픽셀라인들은 2라인씩 교대로 좌안 영상과 우안 영상을 표시한다. 개구 영역을 줄이지 않으면서 상하 시야각을 개선하기 위해, TFT들은 좌안 영상(또는 우안 영상)을 동일하게 표시하는 2개의 수평 픽셀라인들 사이에는 배치되지 않고, 좌안 영상이 표시되는 픽셀라인과 우안 영상이 표시되는 픽셀라인 사이마다 수평 방향을 따라 2열로 배치된다. 이를 위해, TFT들은, 좌안 영상(또는 우안 영상)을 동일하게 표시하는 2개의 수평 픽셀라인들에서, 상부 수평 픽셀라인을 구성하는 RGB 픽셀들의 윗쪽에서 1열로 배치되어 게이트라인(GL) 및 데이터라인(DL)에 접속되고, 하부 수평 픽셀라인을 구성하는 RGB 픽셀들의 아랫쪽에서 1열로 배치되어 게이트라인(GL) 및 데이터라인(DL)에 접속된다. 이러한 시야각 개선 구조의 표시패널은, 좌안 영상(또는 우안 영상)을 동일하게 표시하는 2개의 수평 픽셀라인들 사이에 TFT들을 배치하지 않기 때문에 노멀 구조와 비교하여 개구 영역을 줄이지 않을 수 있고, 그 대신 좌안 영상이 표시되는 수평 픽셀라인과 우안 영상이 표시되는 수평 픽셀라인 사이마다 TFT들을 수평 방향을 따라 2열로 배치하기 때문에 시야각 개선에 필요한 블랙 매트릭스(BM)의 폭을 노멀 구조 대비 대략 2배로 증가시킬 수 있다.

그런데, 시야각 개선 구조의 표시패널을 갖는 입체 영상 표시장치에서는 좌안 영상(또는 우안 영상)을 동일하게 표시하는 2개의 수평 픽셀라인들이 서로 인접하고 있어 단안(좌안 또는 우안) 기준으로 표시 영상의 왜곡 현상이 두드러지는 문제점이 있다.

도 3은 노멀 구조의 표시패널에 사선 형태로 표시되는 단안 영상(예컨대, 좌안 영상)을 나타낸 것으로, 이에 따르면 검은색으로 표시된 좌안 영상 데이터(L1,L2,...)가 본래 표현하려고 했던 사선을 양호하게 표시하고 있음을 알 수 있다. 이는 우안 영상이 표시되는 1 수평 픽셀라인을 사이에 두고 1 수평 픽셀라인 간격으로 좌안 영상들이 표시되기 때문이다. 도 3에서, 빗금친 부분은 편광 안경의 좌안 필터에 의해 차단되는 우안 영상 데이터(R1,R2,...)를 나타낸다.

반면, 도 4는 시야각 개선 구조의 표시패널에 사선 형태로 표시되는 좌안 영상(예컨대, 좌안 영상)을 나타낸 것으로, 이에 따르면 좌안 영상 데이터(L1,L2,...)에 의한 검은색의 좌안 영상이 본래 표현하려고 했던 사선으로 표시되지 못하고 2라인 마다 단절되고 있음을 알 수 있다. 이는 우안 영상이 표시되는 2 수평 픽셀라인들을 사이에 두고 2 수평 픽셀라인 간격으로 좌안 영상들이 표시되어 그만큼 픽셀 구조의 비 선형성이 커지기 때문이다. 도 4에서, 빗금친 부분은 편광 안경의 좌안 필터에 의해 차단되는 우안 영상 데이터(R1,R2,...)를 나타낸다.

따라서, 본 발명의 목적은 시야각 개선을 위한 표시패널의 구조적인 비 선형성을 데이터 보상을 통해 극복하여 표시 영상의 왜곡 현상을 완화할 수 있도록 한 입체 영상 표시장치 및 그의 데이터 보상방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 표시장치는 좌안 영상과 우안 영상을 2개의 수평 픽셀라인들 단위로 교대로 표시하고, 상기 좌안 영상이 표시되는 수평 픽셀라인과 상기 우안 영상이 표시되는 수평 픽셀라인 사이마다, 상기 좌안 영상이 표시되는 수평 픽셀라인을 구동하기 위한 TFT들과 상기 우안 영상이 표시되는 수평 픽셀라인을 구동하기 위한 TFT들이 수평 방향을 따라 서로 이웃하여 2열로 배치된 표시패널; 외부로부터 입력되는 소스 데이터에서 상기 좌안 영상 구현을 위한 좌안 영상 데이터와 상기 우안 영상 구현을 위한 우안 영상 데이터를 2 수평 픽셀라인들 단위로 분리하여 3D 입력 데이터를 생성하는 3D 데이터 포맷터; 및 입력 프레임을 제1 서브 프레임과 제2 서브 프레임으로 시분할하고, 상기 3D 입력 데이터를 상기 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터별로 소정 단위씩 쉬프트시켜 3D 쉬프트 데이터를 생성한 후, 상기 제1 서브 프레임에 상기 3D 입력 데이터를 맵핑하고, 상기 제2 서브 프레임에 상기 3D 쉬프트 데이터를 맵핑시키는 데이터 변조회로를 구비한다.

본 발명의 실시예에 따라 좌안 영상과 우안 영상을 2개의 수평 픽셀라인들 단위로 교대로 표시하고, 상기 좌안 영상이 표시되는 수평 픽셀라인과 상기 우안 영상이 표시되는 수평 픽셀라인 사이마다, 상기 좌안 영상이 표시되는 수평 픽셀라인을 구동하기 위한 TFT들과 상기 우안 영상이 표시되는 수평 픽셀라인을 구동하기 위한 TFT들이 수평 방향을 따라 서로 이웃하여 2열로 배치된 표시패널을 갖는 입체 영상 표시장치의 데이터 보상방법은, 외부로부터 입력되는 소스 데이터에서 상기 좌안 영상 구현을 위한 좌안 영상 데이터와 상기 우안 영상 구현을 위한 우안 영상 데이터를 2 수평 픽셀라인들 단위로 분리하여 3D 입력 데이터를 생성하는 단계; 입력 프레임을 제1 서브 프레임과 제2 서브 프레임으로 시분할하고, 상기 3D 입력 데이터를 상기 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터별로 소정 단위씩 쉬프트시켜 3D 쉬프트 데이터를 생성하는 단계; 및 상기 제1 서브 프레임에 상기 3D 입력 데이터를 맵핑하고, 상기 제2 서브 프레임에 상기 3D 쉬프트 데이터를 맵핑시키는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 입체 영상 표시장치 및 그의 데이터 보상방법은, 입력 프레임을 제1 서브 프레임과 제2 서브 프레임으로 시분할한 후, 제1 서브 프레임에는 3D 입력 데이터를 입력 그대로 맵핑하고, 제2 서브 프레임에는 3D 입력 데이터를 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터별로 소정 단위씩 쉬프트시킨후 맵핑함으로써 시간적 적분 효과를 통해 표시 위치를 확장하여 선형성을 확보한다. 이와 같이, 본 발명은 시야각 개선을 위한 표시패널의 구조적인 비 선형성을 데이터 보상을 통해 극복하여 표시 영상의 왜곡 현상을 획기적으로 완화시킬 수 있다.

도 1은 노멀 구조의 표시패널의 일 부분을 보여주는 도면.
도 2는 시야각 개선 구조의 표시패널의 일 부분을 보여주는 도면.
도 3은 노멀 구조의 표시패널에 사선 형태로 표시되는 좌안 영상을 보여주는 도면.
도 4는 시야각 개선 구조의 표시패널에 사선 형태로 표시되는 좌안 영상을 보여주는 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 표시장치를 개략적으로 보여 주는 도면.
도 6은 도 5에 도시된 표시패널의 구동 회로들을 보여 주는 도면.
도 7은 표시패널에 형성되는 픽셀 어레이의 일부와, 표시패널에 접착되는 패턴 리타더를 보여주는 도면.
도 8은 3D 보상 데이터를 생성하기 위한 데이터 변조회로의 변조 동작을 보여주는 도면.
도 9는 변조 동작에 의한 작용 효과를 보여주는 도면.
도 10a는 3D 입력 데이터에 의해 사선 형태로 표시되는 좌안 영상의 일 예를 보여주는 도면.
도 10b는 본 발명에 따른 보상 데이터에 의해 사선 형태로 표시되는 좌안 영상의 일 예를 보여주는 도면.
도 11a는 3D 입력 데이터에 의해 원 형태로 표시되는 좌안 영상의 일 예를 보여주는 도면.
도 11b는 본 발명에 따른 보상 데이터에 의해 원 형태로 표시되는 좌안 영상의 일 예를 보여주는 도면.

이하, 도 5 내지 도 11b를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 표시장치를 개략적으로 보여 준다. 도 6은 도 5에 도시된 표시패널의 구동 회로들을 보여 준다.

본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 표시장치는 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 및 유기발광다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Diode, OLED), 전기영동 표시장치(Electrophoresis, EPD) 등의 평판 표시장치로 구현될 수 있다. 이하에서, 입체 영상 표시장치를 액정표시장치를 중심으로 설명하나, 본 발명은 기술적 사상은 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 표시장치는 표시패널(100), 패턴 리타더(300), 및 편광 안경(400)을 포함한다.

표시패널(100)은 입체 영상 구현을 위한 좌안 영상과 우안 영상을 2개의 수평 픽셀라인들 단위로 교대로 표시한다. 표시패널(100)은 두 장의 유리기판들 사이에 형성된 액정층을 포함한다. 표시패널(100)은 데이터라인들(DL)과 게이트라인들(GL)의 교차 구조에 의해 매트릭스 형태로 배치된 픽셀들을 포함한다. 픽셀들 각각은 액정셀을 포함하며, 이러한 픽셀들에 의해 픽셀 어레이가 형성된다.

표시패널(100)의 하부 유리기판에는 데이터라인들(DL), 게이트라인들(GL), TFT, 화소전극, 및 스토리지 커패시터(Storage Capacitor) 등이 형성된다. 액정셀들은 TFT에 접속된 화소전극들과, 공통전극 사이의 전계에 의해 구동된다. 표시패널(100)의 상부 유리기판 상에는 블랙 매트릭스, 컬러필터 및 공통전극 등이 형성된다. 블랙 매트릭스는 픽셀들 사이를 구획하여 픽셀들 간 화상 간섭을 방지한다. 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. 표시패널(100)의 하부 유리기판에는 하부 편광판이 접착되고, 표시패널(100)의 상부 유리기판에는 상부 편광판이 접착된다. 하부 유리기판과 상부 유리기판 사이에는 액정셀의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서가 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 표시장치는 투과형, 반투과형, 반사형 등 어떠한 형태로도 구현될 수 있다. 투과형 표시장치와 반투과형 표시장치에서는 백라이트 유닛(200)이 필요하다. 백라이트 유닛(200)은 직하형(direct type) 백라이트 유닛 또는, 에지형(edge type) 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다.

패턴 리타더(300)는 표시패널(100)의 상부 편광판에 접착되며, 라인 단위로 교대로 형성된 제1 패턴(300a)과 제2 패턴(300b)을 포함한다. 패턴 리타더(300)의 제1 패턴(300a)은 픽셀 어레이에서 좌안 영상을 표시하는 수평 픽셀라인들에 대향하고, 제2 패턴(300b)은 픽셀 어레이에서 우안 영상을 표시하는 수평 픽셀라인들에 대향한다. 제1 패턴(300a)과 제2 패턴(300b)의 광축은 서로 다르다. 제1 패턴(300a)은 상부 편광판을 통해 입사되는 좌안 영상의 선편광 위상을 1/4 파장만큼 지연시켜 제1 편광(예컨대, 좌원편광)으로 통과시킨다. 제2 패턴(300b)은 상부 편광판을 통해 입사되는 우안 영상의 선편광 위상을 3/4 파장만큼 지연시켜 제2 편광(예컨대, 우원편광)으로 통과시킨다.

편광 안경(400)은 편광 필터를 포함하는 좌안과 우안을 구비한다. 편광 안경(400)의 좌안 편광 필터는 좌원 편광만을 통과시키고, 우안 편광 필터는 우원 편광만을 통과시킨다. 시청자가 편광 안경(400)을 착용하면, 시청자의 좌안에는 좌안 영상만 보이고, 시청자의 우안에는 우안 영상만 보이게 된다. 그 결과, 시청자는 양안시차를 통해 입체감을 느낄 수 있게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 표시장치는 표시패널(100)을 구동하기 위한 표시패널 구동회로와, 표시패널 구동회로를 제어하기 위한 콘트롤 회로를 구비한다. 표시패널 구동회로는 데이터 구동회로(102)와 게이트 구동회로(103)를 포함한다. 그리고, 콘트롤 회로는 타이밍 콘트롤러(101), 호스트 시스템(104), 데이터 변조회로(105) 등을 포함한다.

데이터 구동회로(102)의 소스 드라이브 IC들 각각은 시프트 레지스터(Shift register), 래치(Latch), 디지털-아날로그 변환기(Digital to Analog convertor, DAC), 출력 버퍼(Output buffer) 등을 포함한다. 데이터 구동회로(102)는 타이밍 콘트롤러(101)의 제어 하에 좌안 및 우안 영상의 3D 보상 데이터(mDATA)를 래치한다. 데이터 구동회로(102)는 극성제어신호(POL)에 응답하여 3D 보상 데이터(mDATA)를 아날로그 정극성 감마보상전압과 부극성 감마보상전압으로 변환하여 데이터전압의 극성을 반전시킨다. 데이터 구동회로(102)는 소스 출력 인에이블신호(SOE)에 응답하여 정극성/부극성 데이터전압을 데이터라인들(DL)에 공급한다.

게이트 구동회로(103)는 시프트 레지스터(Shift register), 레벨 쉬프터(Level shifter) 등을 포함한다. 게이트 구동회로(103)는 타이밍 콘트롤러(101)의 제어 하에 데이터라인들(DL)에 공급되는 데이터전압과 동기되는 게이트펄스(또는 스캔펄스)를 게이트라인들(GL)에 순차적으로 공급한다. 게이트펄스에 의해 표시패널(100)의 수평 픽셀라인들은 위에서 아래로 순차 스캐닝된다.

타이밍 콘트롤러(101)는 호스트 시스템(104)으로부터 수직 동기신호(Vsync),수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 도트 클럭(DCLK) 등의 타이밍신호를 입력받아 데이터 구동회로(102)와 게이트 구동회로(103)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호들을 발생한다. 타이밍 제어신호들은 게이트 구동회로(103)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호와, 데이터 구동회로(102)의 동작 타이밍과 데이터전압의 극성을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호를 포함한다.

게이트 타이밍 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 시프트 클럭(Gate Shift Clock, GSC), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 포함한다. 게이트 스타트 펄스(GSP)는 게이트 구동회로(103)의 스타트 동작 타이밍을 제어한다. 게이트 시프트 클럭(GSC)은 게이트 스타트 펄스(GSP)를 시프트시키기 위한 클럭신호이다. 게이트 출력 인에이블신호(GOE)는 게이트 구동회로(103)의 출력 타이밍을 제어한다.

데이터 타이밍 제어신호는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse, SSP), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 극성제어신호(Polarity : POL), 및 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE) 등을 포함한다. 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터 구동회로(102)의 데이터 샘플링 시작 타이밍을 제어한다. 소스 샘플링 클럭(SSC)은 소스 스타트 펄스(SSP)를 쉬프트시키기 위한 클럭신호로서, 데이터의 샘플링 타이밍을 제어한다. 극성제어신호(POL)는 데이터 구동회로(102)로부터 출력되는 데이터전압의 극성을 제어한다. 소스 출력 인에이블신호(SOE)는 데이터 구동회로(102)의 데이터 전압 출력 타이밍을 제어한다.

타이밍 콘트롤러(101)는 데이터 변조회로(105)로부터 입력되는 좌안 및 우안 영상의 3D 보상 데이터(mDATA)를 정렬한 후 데이터 구동회로(102)에 공급한다.

타이밍 콘트롤러(101)는 입력 프레임 주파수×i(i는 2 이상의 양의 정수) Hz의 프레임 주파수(100Hz,120Hz,200Hz,240Hz등)로 표시패널 구동회로의 동작 타이밍을 제어할 수 있다. 입력 프레임 주파수는 NTSC(National Television Standards Committee) 방식에서 60Hz이며, PAL(Phase-Alternating Line) 방식에서 50Hz이다.

호스트 시스템(104)은 타이밍 콘트롤러(101)에 인가될 타이밍신호들(Vsync, Hsync, DE, DCLK)을 생성한다. 호스트 시스템(104)은 3D 데이터 포맷터(104a)를 포함한다. 3D 데이터 포맷터(104a)는 외부의 비디오 소스로부터 소스 데이터를 입력받고, 이 소스 데이터에 포함된 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 2 수평 픽셀라인 단위로 분리하여 3D 입력 데이터(iDATA)를 생성한다. 호스트 시스템(104)은 타이밍신호들(Vsync, Hsync, DE, DCLK)과 3D 입력 데이터(iDATA)를 데이터 변조회로(105)에 공급한다.

데이터 변조회로(105)는 호스트 시스템(104)으로부터 입력되는 타이밍신호들(Vsync, Hsync, DE, DCLK)을 타이밍 콘트롤러(101)에 공급한다.

데이터 변조회로(105)는 호스트 시스템(104)으로부터 입력되는 3D 입력 데이터(iDATA)를 시간적으로 다르게 분산하여 3D 보상 데이터(mDATA)를 생성한다. 3D 보상 데이터(mDATA)를 생성하기 위해, 데이터 변조회로(105)는 입력 프레임을 제1 서브 프레임과 제2 서브 프레임으로 시분할한 후, 제1 서브 프레임에는 3D 입력 데이터(iDATA)를 입력 그대로 맵핑하고, 제2 서브 프레임에는 3D 입력 데이터(iDATA)를 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터별로 소정 단위씩 쉬프트시킨후 맵핑한다. 데이터 변조회로(105)는 3D 보상 데이터(mDATA)를 타이밍 콘트롤러(101)에 공급한다.

데이터 변조회로(105)는 3D 데이터 포맷터(104a)와 함께 호스트 시스템(104)에 실장될 수도 있고, 3D 데이터 포맷터(104a)와 별도로 타이밍 콘트롤러(101)에 실장될 수도 있다.

도 7은 표시패널(100)에 형성되는 픽셀 어레이의 일부와, 표시패널(100)에 접착되는 패턴 리타더(300)를 보여준다.

본 발명의 표시패널(100)은 시야각 개선 구조의 표시패널로 구현된다.

표시패널(100)은 좌안 영상과 우안 영상을 2개의 수평 픽셀라인들 단위로 교대로 표시한다. 이 표시패널(100)에서, RGB 픽셀들은 수평 방향(게이트라인(GL)의 연장 방향)을 따라 배치되어 수평 픽셀라인들을 형성하고, 수평 픽셀라인들은 2라인씩 교대로 좌안 영상과 우안 영상을 표시한다. 개구 영역을 줄이지 않으면서 상하 시야각을 개선하기 위해, TFT들은 좌안 영상(또는 우안 영상)을 동일하게 표시하는 2개의 수평 픽셀라인들 사이에는 배치되지 않고, 좌안 영상이 표시되는 수평 픽셀라인과 우안 영상이 표시되는 수평 픽셀라인 사이마다 수평 방향을 따라 2열로 배치된다. 이를 위해, TFT들은, 좌안 영상(또는 우안 영상)을 동일하게 표시하는 2개의 수평 픽셀라인들에서, 상부 수평 픽셀라인을 구성하는 RGB 픽셀들의 윗쪽에서 1열로 배치되어 게이트라인(GL) 및 데이터라인(DL)에 접속되고, 하부 수평 픽셀라인을 구성하는 RGB 픽셀들의 아랫쪽에서 1열로 배치되어 게이트라인(GL) 및 데이터라인(DL)에 접속된다. 이러한 시야각 개선 구조의 표시패널(100)은, 좌안 영상(또는 우안 영상)을 동일하게 표시하는 2개의 수평 픽셀라인들 사이에 TFT들을 배치하지 않기 때문에 도 1과 같은 노멀 구조와 비교하여 동일한 개구 영역을 확보할 수 있고, 그 대신 좌안 영상이 표시되는 수평 픽셀라인과 우안 영상이 표시되는 수평 픽셀라인 사이마다 TFT들을 수평 방향을 따라 2열로 배치하기 때문에 시야각 개선에 필요한 블랙 매트릭스(BM)의 폭을 노멀 구조 대비 대략 2배로 증가시킬 수 있다.

좌안 영상을 표시하는 수평 픽셀라인쌍 각각은 패턴 리타더(300)의 제1 패턴(300a)과 대향하여, 좌안 영상을 제1 패턴(300a)으로 입사시킨다. 좌안 영상을 표시하는 수평 픽셀라인쌍들 사이에 배치되어 우안 영상을 표시하는 수평 픽셀라인쌍 각각은 패턴 리타더(300)의 제2 패턴(300b)과 대향하여, 우안 영상을 제2 패턴(300b)으로 입사시킨다.

도 8은 3D 보상 데이터(mDATA)를 생성하기 위한 데이터 변조회로(105)의 변조 동작을 보여준다. 도 9는 변조 동작에 의한 작용 효과를 보여준다.

데이터 변조회로(105)는 입력 프레임을 제1 서브 프레임(SF1)과 제2 서브 프레임(SF2)으로 시분할한 후, 3D 입력 데이터(iDATA)를 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터별로 소정 단위씩 쉬프트시켜 3D 쉬프트 데이터(sDATA)를 생성한다. 그리고, 데이터 변조회로(105)는 제1 서브 프레임(SF1)에 3D 입력 데이터(iDATA)를 맵핑하고, 제2 서브 프레임(SF2)에 3D 쉬프트 데이터(sDATA)를 맵핑하여 3D 보상 데이터(mDATA)를 생성한다.

3D 입력 데이터(iDATA)를 구성하는 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터는 각각 2 수평 픽셀라인들 단위로 교대로 반복되는 좌안 표시라인들과 우안 표시라인들에 대응된다. 예컨대, 제1 서브 프레임(SF1)에서, 제1,제2,제3,제4 좌안 영상 데이터(L1,L2,L3,L4)는 좌안 표시라인들에 해당되는 제1,제2,제5,제6 수평 픽셀라인들(L#1,L#2,L#5,L#6)에 각각 대응되고, 제1,제2,제3,제4 우안 영상 데이터(R1,R2,R3,R4)는 우안 표시라인들에 해당되는 제3,제4,제7,제8 수평 픽셀라인들(L#3,L#4,L#7,L#8)에 각각 대응된다.

3D 쉬프트 데이터(sDATA)를 구성하는 좌안 영상 데이터는, 좌안 표시라인들에서 위에서 아래로(또는, 표시패널의 스캔 방향을 따라) 1 수평 픽셀라인씩 쉬프트되는 3D 입력 데이터(iDATA)의 좌안 영상 데이터로 선택된다. 다만, 좌안 표시라인들 중 최상위 라인(또는, 가장 먼저 스캔되는 라인)에 대응되는 3D 쉬프트 데이터(sDATA)는 최상위 라인에 입력될 3D 입력 데이터(iDATA)와 동일한 값으로 선택된다. 예컨대, 도 8에 점선 화살표로 도시되어 있듯이, 제2 서브 프레임(SF2)에서, 제2,제5,제6 수평 픽셀라인들(L#2,L#5,L#6)에 대응하여 각각 제1,제2,제3 좌안 영상 데이터(L1,L2,L3)가 3D 쉬프트 데이터(sDATA)를 구성하는 좌안 영상 데이터로 선택되고, 제1 수평라인(L#1)에 대응하여 제1 좌안 영상 데이터(L1)가 3D 쉬프트 데이터(sDATA)를 구성하는 좌안 영상 데이터로 선택된다.

3D 쉬프트 데이터(sDATA)를 구성하는 우안 영상 데이터는, 우안 표시라인들에서 위에서 아래로(또는, 표시패널의 스캔 방향을 따라) 1 수평 픽셀라인씩 쉬프트되는 3D 입력 데이터(iDATA)의 우안 영상 데이터로 선택된다. 다만, 우안 표시라인들 중 최상위 라인(또는, 가장 먼저 스캔되는 라인)에 대응되는 3D 쉬프트 데이터(sDATA)는 최상위 라인에 입력될 3D 입력 데이터(iDATA)와 동일한 값으로 선택된다. 예컨대, 도 8에 실선 화살표로 도시되어 있듯이, 제2 서브 프레임(SF2)에서, 제4,제7,제8 수평 픽셀라인들(L#4,L#7,L#8)에 대응하여 각각 제1,제2,제3 우안 영상 데이터(R1,R2,R3)가 3D 쉬프트 데이터(sDATA)를 구성하는 우안 영상 데이터로 선택되고, 제3 수평라인(L#3)에 대응하여 제1 우안 영상 데이터(R1)가 3D 쉬프트 데이터(sDATA)를 구성하는 우안 영상 데이터로 선택된다.

데이터 변조회로(105)는 3D 입력 데이터(iDATA)와 3D 쉬프트 데이터(sDATA)를 한 프레임 내에서 시간적으로 적분시킨다. 이러한 적분 효과에 의해, 좌안 표시라인들에 해당되는 제2,제5,제6 수평 픽셀라인들(L#2,L#5,L#6)에는 서로 이웃하게 표시되는 좌안 영상 데이터의 평균값인 (L1+L2)/2, (L2+L3)/2, (L3+L4)/2가 각각 표시된다. 그리고, 우안 표시라인들에 해당되는 제4,제7,제8 수평 픽셀라인들(L#4,L#7,L#8)에는 서로 이웃하게 표시되는 우안 영상 데이터의 평균값인 (R1+R2)/2, (R2+R3)/2, (R3+R4)/2가 각각 표시된다.

본 발명에 의하면, 수직 방향을 따라 사선을 표시할 때, 도 9의 좌측 그림과 같이 2라인 마다 사선이 단절되지 않고, 도 9의 우측 그림과 같이 양호한 사선이 얻어진다. 결과적으로, 시야각 개선 구조의 표시패널에서 문제되는 픽셀 구조의 비 선형성은 본 발명의 시간적 적분 효과에 의해 크게 완화되며, 이를 통해 단안(좌안 또는 우안) 기준의 영상 왜곡은 획기적으로 줄어든다.

도 10a는 3D 입력 데이터(iDATA)에 의해 사선 형태로 표시되는 단안 영상(예컨대, 좌안 영상)의 일 예를 보여준다. 그리고, 도 10b는 본 발명에 따른 보상 데이터(mDATA)에 의해 사선 형태로 표시되는 단안 영상(예컨대, 좌안 영상)의 일 예를 보여준다. 도 10a 및 도 10b에서, 빗금친 부분은 편광 안경의 좌안 필터에 의해 차단되는 우안 영상 데이터(R1,R2,...R6)를 나타낸다.

도 10a를 참조하면, 3D 입력 데이터(iDATA)만으로 사선 형태로 좌안 영상을 표시하는 경우, 2 수평 픽셀라인 간격으로 좌안 영상들이 표시되어 그만큼 픽셀 구조의 비 선형성이 커지기 때문에, 좌안 영상 데이터(L1,L2,...L6)에 의한 검은색의 좌안 영상이 원하는 사선으로 표시되지 못하고 2 수평 픽셀라인 마다 단절된다.

이에 비해, 본 발명에 따르면, 도 10b에 도시된 바와 같이 사선 형태로 좌안 영상을 표시하는 경우, 보상 데이터(mDATA)를 구성하는 3D 입력 데이터(iDATA)와 3D 쉬프트 데이터(sDATA)의 시간적 적분 효과에 의해 원하는 사선을 따라 표시 위치가 확장되며, 그 결과 선형성이 확보되어 양호한 사선이 얻어진다. 시간적 적분 효과에 의해 표시 위치가 확장되는 부분은 도 10b에서 점 패턴으로 표시되어 있다. 점 패턴은 최상위 좌안 표시라인(L#1)을 제외한 나머지 좌안 표시라인들(L#2,L#5,L#6,L#9,L#10)에 표시된다.

도 11a는 3D 입력 데이터(iDATA)에 의해 원 형태로 표시되는 단안 영상(예컨대, 좌안 영상)의 일 예를 보여준다. 그리고, 도 11b는 본 발명에 따른 보상 데이터(mDATA)에 의해 원 형태로 표시되는 단안 영상(예컨대, 좌안 영상)의 일 예를 보여준다. 도 11a 및 도 11b에서, 빗금친 부분은 편광 안경의 좌안 필터에 의해 차단되는 우안 영상 데이터(R1,R2,...R6)를 나타낸다.

도 11a를 참조하면, 3D 입력 데이터(iDATA)만으로 원 형태로 좌안 영상을 표시하는 경우, 2 수평 픽셀라인 간격으로 좌안 영상들이 표시되어 그만큼 픽셀 구조의 비 선형성이 커지기 때문에, 좌안 영상 데이터(L1,L2,...L7)에 의한 검은색의 좌안 영상이 원하는 원으로 표시되지 못하고 2 수평 픽셀라인 마다 단절되어 삼각형으로 표시되게 된다.

이에 비해, 본 발명에 따르면, 도 11b에 도시된 바와 같이 원 형태로 좌안 영상을 표시하는 경우, 보상 데이터(mDATA)를 구성하는 3D 입력 데이터(iDATA)(삼각형으로 표시)와 3D 쉬프트 데이터(sDATA)(역 삼각형으로 표시)의 시간적 적분 효과에 의해 원하는 원을 따라 표시 위치가 확장되며, 그 결과 선형성이 확보되어 양호한 원이 얻어진다. 시간적 적분 효과에 의해 표시 위치가 확장되는 부분은 도 11b에서 점 패턴으로 표시되어 있다. 점 패턴은 최상위 좌안 표시라인(L#1)을 제외한 나머지 좌안 표시라인들(L#2,L#5,L#6,L#9,L#10,L#13)에 표시된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 입체 영상 표시장치 및 그의 데이터 보상방법은, 입력 프레임을 제1 서브 프레임과 제2 서브 프레임으로 시분할한 후, 제1 서브 프레임에는 3D 입력 데이터를 입력 그대로 맵핑하고, 제2 서브 프레임에는 3D 입력 데이터를 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터별로 소정 단위씩 쉬프트시킨후 맵핑함으로써 시간적 적분 효과를 통해 표시 위치를 확장하여 선형성을 확보한다. 이와 같이, 본 발명은 시야각 개선을 위한 표시패널의 구조적인 비 선형성을 데이터 보상을 통해 극복하여 표시 영상의 왜곡 현상을 획기적으로 완화시킬 수 있다.

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.

100 : 표시패널 101 : 타이밍 콘트롤러
102 : 데이터 구동회로 103 : 게이트 구동회로
104 : 호스트 시스템 105 : 데이터 변조회로
200 : 백라이트 유닛 300 : 패턴 리타더
400 : 편광 안경

Claims

좌안 영상과 우안 영상을 2개의 수평 픽셀라인들 단위로 교대로 표시하고, 상기 좌안 영상이 표시되는 수평 픽셀라인과 상기 우안 영상이 표시되는 수평 픽셀라인 사이마다, 상기 좌안 영상이 표시되는 수평 픽셀라인을 구동하기 위한 TFT들과 상기 우안 영상이 표시되는 수평 픽셀라인을 구동하기 위한 TFT들이 수평 방향을 따라 서로 이웃하여 2열로 배치된 표시패널;
외부로부터 입력되는 소스 데이터에서 상기 좌안 영상 구현을 위한 좌안 영상 데이터와 상기 우안 영상 구현을 위한 우안 영상 데이터를 2 수평 픽셀라인들 단위로 분리하여 3D 입력 데이터를 생성하는 3D 데이터 포맷터; 및
입력 프레임을 제1 서브 프레임과 제2 서브 프레임으로 시분할하고, 상기 3D 입력 데이터를 상기 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터별로 소정 단위씩 쉬프트시켜 3D 쉬프트 데이터를 생성한 후, 상기 제1 서브 프레임에 상기 3D 입력 데이터를 맵핑하고, 상기 제2 서브 프레임에 상기 3D 쉬프트 데이터를 맵핑시키는 데이터 변조회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 3D 쉬프트 데이터를 구성하는 좌안 영상 데이터는, 상기 좌안 영상이 표시되는 수평 픽셀라인들에 대응하여 상기 표시패널의 스캔 방향을 따라 1 수평 픽셀라인씩 쉬프트되는 상기 3D 입력 데이터의 좌안 영상 데이터로 선택되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
제 2 항에 있어서,
상기 좌안 영상이 표시되는 수평 픽셀라인들 중 가장 먼저 스캔되는 최상위 라인에 대응되는 3D 쉬프트 데이터는 상기 최상위 라인에 입력될 상기 3D 입력 데이터와 동일한 값으로 선택되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 3D 쉬프트 데이터를 구성하는 우안 영상 데이터는, 상기 우안 영상이 표시되는 수평 픽셀라인들에 대응하여 상기 표시패널의 스캔 방향을 따라 1 수평 픽셀라인씩 쉬프트되는 상기 3D 입력 데이터의 우안 영상 데이터로 선택되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
제 4 항에 있어서,
상기 우안 영상이 표시되는 수평 픽셀라인들 중 가장 먼저 스캔되는 최상위 라인에 대응되는 3D 쉬프트 데이터는 상기 최상위 라인에 입력될 상기 3D 입력 데이터와 동일한 값으로 선택되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
좌안 영상과 우안 영상을 2개의 수평 픽셀라인들 단위로 교대로 표시하고, 상기 좌안 영상이 표시되는 수평 픽셀라인과 상기 우안 영상이 표시되는 수평 픽셀라인 사이마다, 상기 좌안 영상이 표시되는 수평 픽셀라인을 구동하기 위한 TFT들과 상기 우안 영상이 표시되는 수평 픽셀라인을 구동하기 위한 TFT들이 수평 방향을 따라 서로 이웃하여 2열로 배치된 표시패널을 갖는 입체 영상 표시장치의 데이터 보상방법에 있어서,
외부로부터 입력되는 소스 데이터에서 상기 좌안 영상 구현을 위한 좌안 영상 데이터와 상기 우안 영상 구현을 위한 우안 영상 데이터를 2 수평 픽셀라인들 단위로 분리하여 3D 입력 데이터를 생성하는 단계;
입력 프레임을 제1 서브 프레임과 제2 서브 프레임으로 시분할하고, 상기 3D 입력 데이터를 상기 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터별로 소정 단위씩 쉬프트시켜 3D 쉬프트 데이터를 생성하는 단계; 및
상기 제1 서브 프레임에 상기 3D 입력 데이터를 맵핑하고, 상기 제2 서브 프레임에 상기 3D 쉬프트 데이터를 맵핑시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치의 데이터 보상방법.
제 6 항에 있어서,
상기 데이터를 맵핑시키는 단계에서,
상기 3D 쉬프트 데이터를 구성하는 좌안 영상 데이터는, 상기 좌안 영상이 표시되는 수평 픽셀라인들에 대응하여 상기 표시패널의 스캔 방향을 따라 1 수평 픽셀라인씩 쉬프트되는 상기 3D 입력 데이터의 좌안 영상 데이터로 선택되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치의 데이터 보상방법.
제 7 항에 있어서,
상기 데이터를 맵핑시키는 단계에서,
상기 좌안 영상이 표시되는 수평 픽셀라인들 중 가장 먼저 스캔되는 최상위 라인에 대응되는 3D 쉬프트 데이터는 상기 최상위 라인에 입력될 상기 3D 입력 데이터와 동일한 값으로 선택되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치의 데이터 보상방법.
제 6 항에 있어서,
상기 데이터를 맵핑시키는 단계에서,
상기 3D 쉬프트 데이터를 구성하는 우안 영상 데이터는, 상기 우안 영상이 표시되는 수평 픽셀라인들에 대응하여 상기 표시패널의 스캔 방향을 따라 1 수평 픽셀라인씩 쉬프트되는 상기 3D 입력 데이터의 우안 영상 데이터로 선택되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치의 데이터 보상방법.
제 9 항에 있어서,
상기 데이터를 맵핑시키는 단계에서,
상기 우안 영상이 표시되는 수평 픽셀라인들 중 가장 먼저 스캔되는 최상위 라인에 대응되는 3D 쉬프트 데이터는 상기 최상위 라인에 입력될 상기 3D 입력 데이터와 동일한 값으로 선택되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치의 데이터 보상방법.