KR20140013196A - 2차원 및 3차원 표시장치의 구동방법 및 구동장치 - Google Patents

2차원 및 3차원 표시장치의 구동방법 및 구동장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 2차원 및 3차원 영상을 표시하는 액정 표시 장치의 구동 방법 및 장치에 관한 것으로서, 입력되는 영상신호가 2차원 영상신호인지 3차원 영상신호인지를 판단하고, 입력되는 영상신호가 2차원 영상신호일 경우, 모션 블러를 감소시키는 보정값이 저장된 2차원 룩업 테이블을 사용하여 과구동(overdrive)하고, 입력되는 영상신호가 3차원 영상신호일 경우, 정지된 영상에 대해서는 크로스토크를 감소시키는 보정값이 저장된 3차원 제1 룩업 테이블을 사용하여 과구동하고, 움직이는 영상에 대해서는 모션 블러를 감소시키는 보정값이 저장된 3차원 제2 룩업 테이블을 사용하여 과구동한다. 이에 따라, 2차원 영상의 모션 블러 현상을 감소시킴과 더불어, 3차원 영상의 크로스토크와 모션 블러 현상을 모두 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

2차원 및 3차원 표시장치의 구동방법 및 구동장치{Method and apparatus for driving two and three dimensional display}
본 발명은 액정 표시 장치(LCD) 등을 구동하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 과구동(overdrive) 방식을 사용하여 2차원 영상 및 3차원 영상이 표시되도록 구동하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
현재, 평판 표시 장치로서 액정 표시 장치가 널리 사용되고 있으나, 액정 표시 장치는 액정 자체의 응답 특성이 느리다는 단점이 있다. 일반적으로 CRT나 OLED는 수 ㎲의 빠른 응답 특성을 갖는 반면, 액정은 수십 ㎳의 느린 응답 특성을 갖는다. 이러한 액정 표시 장치의 느린 응답 특성은 모션 블러(motion blur) 등을 야기시키는 원인이 되므로, 이를 개선하기 위한 여러 가지 연구들이 진행되고 있다.
상기한 액정 표시 장치의 응답 특성을 개선하기 위한 방법 중 하나로서, 과구동(overdrive) 방식이 있다. 과구동 방식은 화소값이 시간에 따라 변할 때, 순간적으로 주어진 화소값보다 강한 혹은 약한 전압을 인가하는 것으로서, 이전 프레임 데이터를 저장하여 참조해야 하므로, 프레임 메모리를 필요로 한다. 이러한 과구동 방식은 비용이나 전력 소모가 높다고 하는 단점이 있으나, 이를 개선하기 위한 많은 연구들이 진행되어 왔다.
그러나 기존에 개발된 과구동 방식은 대부분 2차원 영상을 표시하는 액정 표시 장치에 적용하기 위한 것으로서, 이를 3차원 영상의 표시에 그대로 적용시킬 경우, 다음과 같은 문제점이 발생할 수 있다.
3차원 영상을 표시하는 액정 표시 장치는 일반적으로 사용자의 양안 시차를 이용하여 3차원 영상을 구현하며, 사용자의 좌안과 우안에 각각 해당하는 영상을 분리하여 보여줌으로써, 3차원 영상으로 인식하게 한다. 이와 같이, 3차원 영상의 경우, 좌안 영상과 우안 영상으로 분리되어 처리되므로 이들이 겹쳐 보이는 크로스토크(crosstalk) 현상이 발생하게 된다.
따라서 3차원 영상을 표시하는 경우에 2차원 영상에 사용되던 과구동 방식을 그대로 적용시킬 경우, 크로스토크가 발생하여 영상의 표시 품질을 떨어뜨릴 수 있다. 그러므로 2차원 및 3차원 영상용 액정 표시 장치에서는 모션 블러 현상뿐만 아니라 크로스토크 현상도 감소시킬 수 있는 과구동 방법이 필요하다.
3차원 영상의 크로스토크 문제를 해결하기 위한 종래 기술로서, 아래의 특허문헌 1에 기재된 "2차원/3차원 영상 호환용 디스플레이 장치의 구동 장치 및 그 구동 방법"과, 특허문헌 2에 기재된 "데이터 변조방법과 이를 이용한 입체영상 표시장치" 등이 있다.
상기 특허문헌 1에서는 같은 휘도를 표현하기 위해서 2차원 모드와 3차원 모드에서 인가되는 과구동 전압을 서로 다르게 함으로써 크로스토크를 감소시킬 수 있다고 기재하고 있으며, 상기 특허문헌 2에서는 이전 프레임 데이터와 현재 프레임 데이터를 비교하여 과구동 변조 비율을 조정함으로써 크로스토크를 감소시킬 수 있다고 기재하고 있다.
그러나 상기 특허문헌 1 및 2에 기재된 방법에서는, 좌안 영상과 우안 영상에 대해 동일한 방식으로 과구동하기 때문에, 3차원 영상의 모션 블러와 크로스토크 모두를 효과적으로 감소시킬 수가 없다.
따라서 2차원 영상 및 3차원 영상을 표시하는 액정 표시 장치에서, 모션 블러 현상과 크로스토크 현상 모두를 더욱 확실하게 감소시킴으로써, 표시 품질을 높일 수 있는 개선된 과구동 방식이 필요하다.
특허문헌 1: 한국공개특허 제2009-0004181호 특허문헌 2: 한국공개특허 제2012-0007863호
본 발명은 상기한 종래의 2차원 및 3차원 영상을 표시하는 액정 표시 장치에서의 구동 방법을 개선하고자 하는 것으로서, 2차원 영상의 모션 블러 현상을 감소시킴과 더불어, 3차원 영상의 크로스토크와 모션 블러 현상을 모두 감소시킬 수 있는 액정 표시 장치의 구동 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 2차원 및 3차원 영상을 표시하는 액정 표시 장치의 구동 방법은, 입력되는 영상신호가 2차원 영상신호인지 3차원 영상신호인지를 판단하는 영상신호 판단 단계; 상기 입력되는 영상신호가 2차원 영상신호일 경우, 모션 블러를 감소시키는 보정값이 저장된 2차원 룩업 테이블을 사용하여 과구동(overdrive)하는 2차원 영상 구동 단계; 입력되는 영상신호가 3차원 영상신호일 경우, 좌안 프레임, 블랙 프레임, 우안 프레임, 블랙 프레임(L-B-R-B)의 순으로 구동이 진행되며, 정지된 영상에 대해서는 크로스토크를 감소시키는 보정값이 저장된 3차원 제1 룩업 테이블을 사용하여 과구동하고, 움직이는 영상에 대해서는 모션 블러를 감소시키는 보정값이 저장된 3차원 제2 룩업 테이블을 사용하여 과구동하는 3차원 영상 구동 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 2차원 영상 구동 단계에서는, 상기 이전 프레임의 영상신호와 현재 프레임의 영상신호를 비교하여, 이전 프레임의 영상신호가 현재 프레임의 영상신호와 다를 경우에는 상기 2차원 룩업 테이블을 사용하여 과구동해서 출력하고, 이전 프레임의 영상신호가 현재 프레임의 영상신호와 같을 경우에는 현재 프레임의 영상신호를 그대로 출력한다.
상기 3차원 영상 구동 단계에서는, 좌안 이전 프레임의 영상신호와 좌안 현재 프레임의 영상신호가 같고, 우안 이전 프레임의 영상신호와 우안 현재 프레임의 영상신호가 같고, 우안 영상신호와 좌안 영상신호가 다를 경우, 우완 이전 프레임에서 좌완 현재 프레임으로 전환할 때와, 좌안 이전 프레임에서 우완 현재 프레임으로 전환할 때에 상기 3차원 제1 룩업 테이블을 사용하여 과구동해서 출력하고, 좌안 이전 프레임의 영상신호와 좌안 현재 프레임의 영상신호가 다를 경우에는 우안 이전 프레임에서 좌안 현재 프레임으로 전환할 때와, 우안 이전 프레임 영상신호와 우안 현재 프레임의 영상신호가 다를 경우에는 좌안 이전 프레임에서 우안 현재 프레임으로 전환할 때에, 상기 3차원 제2 룩업 테이블을 사용하여 과구동해서 출력하고, 상기 좌안 이전 프레임과 좌안 현재 프레임, 우안 이전 프레임, 그리고 우안 현재 프레임의 영상 신호가 모두 같을 경우에는 현재 프레임의 영상신호를 그대로 출력한다.
상기 3차원 제1 룩업 테이블은, 동일한 그레이 레벨의 좌안 영상신호와 우안 영상신호를 각각 좌안 안경 및 우안 안경을 통과시켜서 휘도를 측정함으로써, 각각의 그레이 레벨에 대한 좌안 기준휘도와 우안 기준휘도를 구하는 제1 단계; 좌안 영상신호의 그레이 레벨을 G1으로, 우안 영상신호의 그레이 레벨을 G2로 설정하는 제2 단계; 상기 우안 영상신호의 그레이 레벨을 조절하면서 좌안 안경을 통과한 휘도를 측정하는 제3 단계; 상기 측정된 좌안 영상신호의 휘도가 좌안 기준휘도[LR(G1)]와 같을 경우, 이때의 우안 영상신호의 그레이 레벨을, 그레이 레벨 G2에서 G1으로 전환할 때의 제1 과구동값(ODG2->G1)으로 결정하는 제4 단계; 상기 우안 영상신호의 그레이 레벨을 G2에서 상기 제1 과구동값(ODG2->G1)으로 고정한 후, 좌안 영상신호의 그레이 레벨을 조절하면서 우안 안경을 통과한 휘도를 측정하는 제5 단계; 상기 측정된 우안 영상신호의 휘도가 우안 기준휘도[RR(G2)]와 같을 경우, 이때의 좌안 영상신호의 그레이 레벨을 그레이 레벨 G1에서 G2로 전환할 때의 제2 과구동값(ODG1 -> G2)으로 결정하는 제6 단계; 상기 좌안 영상신호의 그레이 레벨을 G1에서 상기 제2 과구동값(ODG1->G2)으로 고정한 후 좌안 안경을 통과한 휘도를 측정하는 제7 단계; 상기 측정된 좌안 휘도가 상기 좌안 기준휘도[LR(G1)]와 같을 경우에는 상기 제1 과구동값(ODG2 -> G1) 및 제2 과구동값(ODG1->G2)을 메모리에 저장하고, 다를 경우에는 상기 좌안 영상신호를 제2 과구동값(ODG1->G2)으로, 상기 우안 영상신호를 제1 과구동값(ODG2->G1)으로 유지시킨 후, 상기 제3 단계에서 상기 제7 단계를 반복 수행하는 제8 단계를 포함하는 방법에 의해 추출될 수 있다.
상기 3차원 제2 룩업 테이블은, 좌안 영상신호와 우안 영상신호를 동일한 그레이 레벨로 맞추어, 각각의 그레이 레벨에 대한 기준 응답특성(TR)을 측정하는 제1 단계; 영상신호가 L(G1)-B-R(G1)-B-L(G2)-B-R(G2)의 순서로 입력되는 제2 단계; 상기 입력되는 영상신호에서 전환되는 첫 번째 프레임의 그레이 레벨(L(G2))을 조절하면서, 우안 영상신호의 응답특성[T(G2)]을 측정하는 제3 단계; 상기 측정된 우안 영상신호의 응답특성[T(G2)]이 그레이 레벨 G2에서의 기준 응답특성[TR(G2)]와 같을 경우, 이때의 우안 영상신호의 그레이 레벨을, 그레이 레벨 G1에서 G2로 전환할 때의 과구동값(ODG1->G2)으로 결정하여 메모리에 저장하고, 다를 경우에는 상기 제3 단계로 되돌아가서 반복 수행하는 제4 단계를 포함하는 방법에 의해서 추출될 수 있다.
한편, 상기한 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법을 실행하는 액정 표시 장치는, 영상신호가 입력되면 2차원 영상인지 3차원 영상인지를 판단하는 영상 판단부; 상기 입력된 영상신호를 프레임 단위로 저장하는 프레임 메모리와, 상기 입력된 영상신호의 종류에 따라, 상기 프레임 메모리에 영상신호가 저장되는 것을 제어하는 메모리 제어부; 상기 2차원 룩업 테이블, 상기 3차원 제1 룩업 테이블 및 상기 3차원 제2 룩업 테이블을 저장하고 있으며, 상기 프레임 메모리에 저장된 영상신호와 현재 입력되는 영상신호의 상관관계에 따라, 상기 2차원 룩업 테이블, 상기 3차원 제1 룩업 테이블 및 상기 3차원 제2 룩업 테이블 중 어느 하나를 참조하여, 영상신호를 과구동하여 출력하는 과구동 제어부; 상기 과구동 제어부로부터 영상신호를 입력받아 2차원 영상 또는 3차원 영상을 출력하는 영상 출력부를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법 및 장치는 2차원 영상과 3차원 영상을 표시하는 경우에, 2차원 영상의 모션 블러 현상을 감소시킴과 더불어, 3차원 영상의 크로스토크와 모션 블러 현상을 모두 감소시킬 수 있는 유리한 효과가 있다.
즉, 액정 패널에 3차원 영상을 표시할 경우에, 공간적으로 정지된 영상에 대해서는 크로스토크를 감소시키고, 공간적으로 움직이는 영상에 대해서는 모션 블러를 감소시킬 수 있다.
이와 같이, 액정 패널에 표시되는 영상이 2차원인 경우와 3차원인 경우 모두에 대해서, 모션 블러 현상과 크로스토크 현상 더욱 확실하게 감소시킬 수 있으므로, 액정 표시 장치의 표시 품질을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법이 적용되는 영상 표시 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 영상 표시 시스템에서 영상 표시의 타이밍을 나타내는 다이어그램.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법을 나타내는 흐름도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 3차원 제1 룩업 테이블이 적용되어야 할 경우의 액정 패널의 응답 특성을 나타내는 그래프.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 3차원 제1 룩업 테이블을 추출하기 위한 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 구성도.
도 6은 기준휘도를 측정한 일례를 나타내는 표.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 3차원 제1 룩업 테이블을 추출하는 방법을 나타내는 흐름도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 추출된 3차원 제1 룩업 테이블.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 3차원 제2 룩업 테이블을 추출하기 위한 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 구성도.
도 10의 (a), (b)는 본 발명의 실시예에 따른 3차원 제2 룩업 테이블이 적용되어야 할 경우의 액정 패널의 응답 특성을 나타내는 그래프.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 3차원 제2 룩업 테이블을 추출하는 방법을 나타내는 흐름도.
도 12는 본 발명의 실시예에 따라 추출된 3차원 제2 룩업 테이블.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구성을 나타내는 구성도.
이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.
먼저, 도 1에 본 발명의 실시예가 적용되는 영상 표시 시스템의 구성을 개략적으로 나타내었다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명은 2차원 및 3차원 영상을 표시할 수 있는 액정 표시 장치와 3차원 표시 안경으로 구성될 수 있다. 즉, 3차원 영상을 셔터 글라스 방식으로 표시하고 있으며, 이때 상기 액정 표시 장치와 3차원 표시 안경은 서로 동기화된다.
다음으로, 도 2에 본 발명의 실시예에 따른 영상 표시 시스템에서 영상 표시의 타이밍도를 나타내었다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 액정 표시 장치는 좌안 영상(Left image)과 우안 영상(Right image)의 프레임을 액정 패널에 번갈아서 표시하고, 이에 동기해서 3차원 표시 안경의 셔터가 열리고 닫힘으로써, 사용자는 좌안 안경으로는 좌안 영상의 프레임만을 볼 수 있고, 우안 안경으로는 우안 영상의 프레임만을 볼 수 있게 된다. 이와 같이, 사용자의 좌안과 우안에 각각 다른 영상이 보임으로써, 사용자는 좌안 영상과 우안 영상이 융합된 3차원 영상을 인식하게 된다.
또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 좌안 영상과 우안 영상을 확실히 분리하기 위해, 프레임마다 블랙 데이터(black data)를 삽입하는 소위 블랙 데이터 삽입(BFI: Black Frame Insertion) 구동 방식을 채택하고 있다. 이와 같이 BFI 구동을 함으로써, 액정 패널에 표시되는 영상은 좌안 프레임, 블랙 프레임, 우안 프레임, 블랙 프레임(L-B-R-B)의 순서로 구성된다. 이하에서는, 좌안 프레임을 'L' 프레임, 우안 프레임을 'R' 프레임, 블랙 프레임을 'B' 프레임이라고 한다.
다음으로, 도 3 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 2차원 및 3차원 영상 표시 시스템에서 액정 표시 장치를 구동하는 방법에 대해 설명한다. 도 3에 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법을 흐름도로 나타내었다.
먼저, 입력되는 영상신호가 2차원 영상신호인지 3차원 영상신호인지를 판단한다(S100).
상기 영상신호 판단 단계(S100)의 판단 결과, 입력되는 영상신호가 2차원 영상신호일 경우, 모션 블러를 감소시키는 보정값이 저장된 2차원 룩업 테이블을 사용하여 과구동(overdrive) 한다(S200).
구체적으로 상기 2차원 영상의 구동 단계(S200)에서는, 이전 프레임의 영상신호와 현재 프레임의 영상신호를 비교하여, 이전 프레임의 영상신호가 현재 프레임의 영상신호와 다른 경우에는 상기 2차원 룩업 테이블을 사용하여 과구동을 하고, 이전 프레임의 영상신호가 현재 프레임의 영상신호와 같을 경우에는 현재 프레임의 영상신호를 그대로 출력한다.
상기 영상신호 판단 단계(S100)에서의 판단 결과, 입력되는 영상신호가 3차원 영상신호일 경우, 공간적으로 정지된 영상에 대해서는 크로스토크를 감소시키는 보정값이 저장된 3차원 제1 룩업 테이블을 사용하여 과구동하고, 공간적으로 움직이는 영상에 대해서는 모션 블러를 감소시키는 보정값이 저장된 3차원 제2 룩업 테이블을 사용하여 과구동 한다(S300).
구체적으로는 상기 3차원 영상의 구동 단계(S300)에서는, 좌안 이전 프레임의 영상신호와 좌안 현재 프레임의 영상신호가 같고, 우안 이전 프레임의 영상신호와 우안 현재 프레임의 영상신호가 같고, 우안 영상신호와 좌안 영상신호가 다를 경우, 상기 3차원 제1 룩업 테이블을 사용하여 과구동 한다. 상기 3차원 제1 룩업 테이블은 우완 이전 프레임에서 좌완 현재 프레임으로 전환할 때와, 좌안 이전 프레임에서 우완 현재 프레임으로 전환할 때에 적용된다.
또한, 상기 3차원 영상의 구동 단계(S300)에서는, 좌안 이전 프레임의 영상신호와 좌안 현재 프레임의 영상신호가 다르거나, 우안 이전 프레임 영상신호와 우안 현재 프레임의 영상신호가 다를 경우, 상기 3차원 제2 룩업 테이블을 사용하여 과구동 한다. 즉, 좌안 이전 프레임의 영상신호와 좌안 현재 프레임의 영상신호가 다를 경우에는 우안 이전 프레임에서 좌안 현재 프레임으로 전환할 때와, 우안 이전 프레임 영상신호와 우안 현재 프레임의 영상신호가 다를 경우에는 좌안 이전 프레임에서 우안 현재 프레임으로 전환할 때에, 상기 3차원 제2 룩업 테이블을 적용한다.
또한, 상기 3차원 영상의 구동 단계(S300)에서 상기 프레임의 영상 신호가 모두 같을 경우에는, 현재 프레임의 영상신호를 그대로 출력한다.
상기와 같이, 입력되는 영상신호의 특징에 따라, 2차원 룩업 테이블, 3차원 제1 룩업 테이블 및 3차원 제2 룩업 테이블을 선택적으로 적용함으로써, 2차원 영상의 모션 블러와 더불어, 3차원 영상의 크로스토크 및 모션 블러를 모두 감소시킬 수 있는 과구동이 가능하게 된다.
다음으로, 상기한 3차원 제1 룩업 테이블 및 3차원 제2 룩업 테이블을 추출하는 방법에 대해 설명한다. 도 4에 3차원 제1 룩업 테이블이 적용되어야 할 경우의 액정 패널의 응답 특성을 일례로서 나타내었다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의하면 3차원 구동을 할 때에 L-B-R-B 프레임의 순서로 진행된다. 도 4에서는, 액정 표시 장치에서 좌안 영상과 우안 영상의 그레이 레벨(G1)이 동일하게 인가되는 경우(G1-B-G1-B)의 응답 특성과, 좌안 영상과 우안 영상의 그레이 레벨(G2, G1)이 다르게 인가되는 경우에(G2-B-G1-B)의 응답 특성을 나타내고 있다.
G2-B-G1-B의 경우에는, L 프레임에 인가되는 그레이 레벨(G2)에 따라 블랙으로 떨어지는 휘도의 도달 값이 달라져서, R 프레임의 목표 휘도 값도 달라지는 것을 확인할 수 있다. 이것은 좌안 영상과 우안 영상이 다를 경우에 액정 패널 상에서 발생할 수 있는 현상으로서, 크로스토크 현상과 직접적인 연관이 있다. 종래의 2차원 액정 표시 장치의 과구동 방법에서는 이러한 점에 대해 전혀 고려하고 있지 않다. 3차원 제1 룩업 테이블은 이러한 문제를 해결하고자 하는 것이다. 즉, 종래의 액정 패널에서 2차원 영상을 전환할 때에 발생하는 모션 아티팩트(motion artifact)를 최소화하는 과구동 룩업 테이블에 더하여, 크로스토크를 최소화 시키는 3차원 제1 룩업 테이블이 필요하다는 것을 알 수 있다.
도 5에 3차원 제1 룩업 테이블을 추출하기 위한 시스템의 구성을 개략적으로 나타내었다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 3차원 제1 룩업 테이블을 추출하기 위해서는, 좌안 안경을 통과한 영상을 측정할 수 있는 제1 휘도계와, 우안 안경을 통과한 영상을 측정할 수 있는 제2 휘도계가 필요하다.
그런데, 좌안과 우안 안경의 투과도가 완전히 일치하지 않으므로, 3차원 제1 룩업 테이블을 추출하기 전에, 각각의 휘도를 측정하여 기록하여야 한다. 즉, 좌안 영상과 우안 영상을 동일한 그레이 레벨로 선택한 후, 각각의 안경을 통과한 영상의 휘도를 좌안과 우안에 대해 각각 측정한다. 이와 같이 측정된 각 휘도를 좌안 기준휘도[LR], 우안 기준휘도[RR]라고 부른다.
도 6에 기준 휘도를 측정한 일례를 나타내었다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 동일한 그레이 레벨에서 휘도를 측정하였음에도 불구하고 우안과 좌안 안경을 통과한 휘도가 다르다는 것을 알 수 있다. 기준휘도의 측정은 룩업 테이블의 크기에 맞게 조절해야 한다.
3차원 제1 룩업 테이블을 추출하기 위해서는, 좌안 영상과 우안 영상의 그레이 레벨을 각각 조절할 수 있는 프로그램이 필요하다. 도 7에 3차원 제1 룩업 테이블을 추출하기 위한 흐름도를 나타내었다.
먼저, 앞서 설명한 바와 같이, 동일한 그레이 레벨의 좌안 영상신호와 우안 영상신호를 각각 좌안 안경 및 우안 안경을 통과시켜서 휘도를 측정하여, 각각의 그레이 레벨에 대한 좌안 기준휘도와 우안 기준휘도를 구한다(S311, 도 7에서는 도시 생략).
다음으로, 좌안 영상신호의 그레이 레벨을 G1으로, 우안 영상신호의 그레이 레벨을 G2로 설정한다(S312). 상기 우안 영상신호의 그레이 레벨을 조절하면서 좌안 안경을 통과한 휘도를 측정한다(S313).
상기 측정된 좌안 영상신호의 휘도를 좌안 기준휘도[LR(G1)]와 비교하여, 양자가 같을 경우, 이때의 우안 영상신호의 그레이 레벨을, 그레이 레벨 G2에서 G1으로 전환할 때의 제1 과구동값(ODG2->G1)으로 결정한다(S314).
다음으로, 상기 우안 영상신호의 그레이 레벨을 G2에서 상기 제1 과구동값(ODG2 -> G1)으로 고정한 후, 좌안 영상신호의 그레이 레벨을 조절하면서 우안 안경을 통과한 휘도를 측정한다(S315).
상기 측정된 우안 영상신호의 휘도와 우안 기준휘도[RR(G2)]를 비교하여, 양자가 같을 경우, 이때의 좌안 영상신호의 그레이 레벨을, 그레이 레벨 G1에서 G2으로 전환할 때의 제2 과구동값(ODG1->G2)으로 결정한다(S316).
상기 좌안 영상신호의 그레이 레벨을 G1에서 상기 제2 과구동값(ODG1->G2)으로 고정한 후, 좌안 안경을 통과한 휘도를 측정한다(S317).
상기 측정된 좌안 휘도와 상기 좌안 기준휘도[LR(G1)]를 비교하여, 양자가 같을 경우에는 상기 제1 과구동값(ODG2 -> G1) 및 제2 과구동값(ODG1->G2)을 메모리에 저장하여 3차원 제1 룩업 테이블 값으로 사용한다(S318).
만일, 상기 측정된 좌안 휘도와 상기 좌안 기준휘도[LR(G1)]가 같지 않을 경우에는 상기 좌안 영상신호를 제2 과구동값(ODG1->G2)으로, 상기 우안 영상신호를 제1 과구동값(ODG2->G1)으로 유지시킨 후, 상기 단계 S313에서 S317의 과정을 반복 수행한다.
상기한 3차원 제1 룩업 테이블을 추출하는 과정을 전체 그레이 레벨 각각에 대해 실행하게 되면, 도 8에 일례로서 나타낸 바와 같은 3차원 제1 룩업 테이블을 추출할 수 있다.
도 8에서 DPF는 이전 프레임의 데이터이고, DCF는 현재 프레임의 데이터이다. 3차원 영상을 구동할 때에, 이전 프레임 데이터가 좌안 영상이고 현재 프레임의 데이터가 우안 영상일 경우와, 그 반대의 경우로서 이전 프레임 데이터가 우안 영상이고 현재 프레임의 데이터가 좌안 영상일 경우에, 3차원 제1 룩업 테이블이 적용된다. 도 8을 참조하면, 이전 프레임의 좌안 영상이 32 그레이 레벨을 가지고, 현재 프레임의 우안 영상의 목표 휘도 값이 96 그레이 레벨이라면, 휘도 값을 182 그레이 레벨로 보정해야 한다. 보정된 휘도 값으로 과구동하면, 현재 프레임은 96 그레이 레벨의 휘도값, 즉 목표 휘도값을 표시할 수 있게 된다.
다음으로, 3차원 제2 룩업 테이블을 추출하는 방법에 대해 설명한다.
도 9에 3차원 제2 룩업 테이블을 추출하기 위한 시스템의 구성을 개략적으로 나타내었다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 3차원 제2 룩업 테이블을 추출하기 위해서는 액정 패널의 응답 특성 변화를 관찰할 수 있도록 시간에 따라 바뀌는 디스플레이의 휘도 값을 전기적인 신호로 바꾸어주는 포토리시버와 같은 장치가 필요하다.
3차원 제2 룩업 테이블은 공간적으로 움직이는 영상에 대한 모션 블러 현상을 감소시키기 위한 것이라는 점에서, 공간적으로 정지된 영상에 대해서 목표 값을 보상하는 제1 룩업 테이블과 차이가 있다. 도 10에 3차원 제2 룩업 테이블이 적용되어야 할 경우의 액정 패널의 응답 특성을 일례로서 나타내었다.
도 10a는, 3차원 영상을 구동할 때에, 영상이 L(G2)-B-R(G2)-B-L(G2)-B-R(G2)-B의 순서로 진행되었을 경우의 응답 특성이고, 도 10b는 영상이 L(G1)-B-R(G1)-B-L(G2)-B-R(G2)-B의 순서로 진행되었을 경우의 응답 특성과 과구동값(OD(L))을 이용하여 보정한 응답 특성을 나타낸다. 도 10b로부터 알 수 있듯이, 보정 전에는 느리게 목표 휘도값에 도달하는 반면, 보정 후에는 바로 목표 휘도값에 도달하였다. 따라서 3차원 영상을 구동할 때에는 크로스토크를 최소화시킬 수 있는 3차원 제1 룩업테이블에 더하여, 모션 블러를 최소화시킬 수 있는 제2 룩업 테이블이 필요함을 알 수 있다.
3차원 제2 룩업 테이블을 추출하기 위해서는, L(G1)-B-R(G1)-B-L(G2)-B-R(G2)-B의 순서로 진행되었을 경우, 다른 그레이 레벨로 전환되는 첫 번째 프레임의 그레이 레벨인, L(G2)의 그레이 레벨을 조절하는 프로그램이 필요하다. 여기서 L(G2)의 조절된 그레이 레벨을 L(OD)라고 하고, 'OD'는 과구동(overdrive)을 의미한다. 도 11에 3차원 제2 룩업 테이블을 추출하기 위한 흐름도를 나타내었다.
먼저, 도 10a에 나타낸 바와 마찬가지로, 좌안 영상신호와 우안 영상신호를 동일한 그레이 레벨로 맞추어, 각각의 그레이 레벨에 대한 기준 응답특성(TR)을 측정한다(S321, 도 11에서는 도시 생략).
다음으로, 좌안 영상신호의 그레이 레벨과 우안 영상 신호의 그레이 레벨을 각각 L(G1)-B-R(G1)-B-L(G2)-B-R(G2)-B의 순서로 입력시키고(S322), 영상신호가 전환되는 첫 번째 프레임의 그레이 레벨(여기서는 L(G2)의 그레이 레벨)을 조절하고, 조절된 좌안 영상신호의 그레이 레벨 L(OD)에서의 우안 영상신호의 응답특성[T(G2)]을 측정한다.(S323).
상기 측정된 우안 영상신호의 응답특성[T(G2)]과 그레이 레벨 G2에서의 기준 응답특성[TR(G2)]을 비교하여, 양자가 같을 경우, 이때의 좌안 영상신호의 그레이 레벨 L(OD)를, 그레이 레벨 G1에서 G2로 전환할 때의 과구동값(ODG1->G2)으로 결정하여 메모리에 저장한다(S324).
만일, 상기 측정된 우안 영상신호의 응답특성[T(G2)]과 그레이 레벨 G2에서의 기준 응답특성[TR(G2)]이 같지 않을 경우에는 상기 단계 S323으로 되돌아가서 다시 반복 수행한다.
한편, 상기한 S322에서 좌안 영상신호의 그레이 레벨과 우안 영상 신호의 그레이 레벨을 상기와 달리, R(G1)-B-L(G1)-B-R(G2)-B-L(G2)-B의 순서로 입력시켰을 경우에도, 상기 과구동값(ODG1->G2)은 동일한 값으로 결정되게 된다.
상기한 3차원 제2 룩업 테이블을 추출하는 과정을 전체 그레이 레벨 각각에 대해 실행하게 되면, 도 12에 일례로서 나타낸 바와 같은 3차원 제2 룩업 테이블을 추출할 수 있다.
도 12에서 나타낸 3차원 제2 룩업 테이블은 3차원 영상을 구동할 때에 그레이 레벨이 전환되는 첫 프레임에 적용된다. 도 12를 참조하면, 이전 프레임의 좌안 영상이 32 그레이 레벨을 가지고, 현재 프레임의 우안 영상의 목표 휘도값이 64 그레이 레벨이라면, 휘도값을 107 그레이 레벨로 보정해야 한다. 보정된 휘도값으로 과구동하면 현재 프레임은 64 그레이 레벨의 휘도값, 즉 목표 휘도값을 표시할 수 있게 된다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대해 설명한다. 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 상기한 2차원 및 3차원 영상을 표시하는 구동 방법을 실행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구성을 도 13에 나타내었다. 도 13에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 영상 모드 판단부(410), 프레임 메모리(420), 메모리 제어부(430), 과구동 제어부(440), 영상 출력부(450)로 구성될 수 있다.
먼저, 영상 모드 판단부(410)는 영상신호를 입력받아, 입력된 영상이 2차원 영상인지 3차원 영상인지를 판단한다.
상기 입력된 영상신호는 상기 프레임 메모리(420)에 프레임 단위로 저장된다.
상기 메모리 제어부(430)는 상기 입력된 영상신호의 종류에 따라, 즉 입력된 2차원 영상 혹은 3차원 영상에 맞추어서, 상기 프레임 메모리(420)에 저장될 영상신호를 결정한다.
상기 과구동 제어부(440)는 2차원 룩업 테이블, 3차원 제1 룩업 테이블 및 상기 3차원 제2 룩업 테이블을 저장하고 있으며, 상기 프레임 메모리(420)에 저장된 영상신호와 현재 입력되는 영상신호의 상관관계에 따라, 상기 2차원 룩업 테이블, 상기 3차원 제1 룩업 테이블 및 상기 3차원 제2 룩업 테이블 중 어느 하나를 참조하여, 영상신호를 과구동하여 출력한다.
상기 영상 출력부(450)는 2차원 영상신호가 입력된 경우에는 2차원 영상을 출력하고, 3차원 영상신호가 입력된 경우에는 3차원 영상을 출력한다.
상기 설명한 실시예에서는, 셔터 글라스 방식의 3차원 영상 표시 시스템에서 블랙 데이터 삽입(BFI: Black Frame Insertion) 구동 방식으로 액정 패널을 과구동하는 경우에 대해 설명하고 있지만, 본 발명의 구동 방법 및 장치는 이에 제한되는 것이 아니고, 상기 실시예와 다른 3차원 영상 표시 시스템에도 응용될 수도 있다.
본 발명은 상기한 바람직한 실시예와 첨부한 도면을 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 사상 및 범위 내에서 상이한 실시예를 구성할 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해지며, 본 명세서에 기재된 특정 실시예에 의해 한정되지 않는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (6)

  1. 2차원 및 3차원 영상을 표시하는 액정 표시 장치의 구동 방법으로서,
    입력되는 영상신호가 2차원 영상신호인지 3차원 영상신호인지를 판단하는 영상신호 판단 단계;
    상기 입력되는 영상신호가 2차원 영상신호일 경우, 모션 블러를 감소시키는 보정값이 저장된 2차원 룩업 테이블을 사용하여 과구동(overdrive)하는 2차원 영상 구동 단계;
    상기 입력되는 영상신호가 3차원 영상신호일 경우, 좌안 프레임, 블랙 프레임, 우안 프레임, 블랙 프레임(L-B-R-B)의 순으로 구동이 진행되며, 정지된 영상에 대해서는 크로스토크를 감소시키는 보정값이 저장된 3차원 제1 룩업 테이블을 사용하여 과구동하고, 움직이는 영상에 대해서는 모션 블러를 감소시키는 보정값이 저장된 3차원 제2 룩업 테이블을 사용하여 과구동하는 3차원 영상 구동 단계를
    포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 및 3차원 표시 장치의 구동 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 2차원 영상 구동 단계에서는,
    이전 프레임의 영상신호가 현재 프레임의 영상신호와 다를 경우에는 상기 2차원 룩업 테이블을 사용하여 과구동해서 출력하고,
    이전 프레임의 영상신호가 현재 프레임의 영상신호와 같을 경우에는 현재 프레임의 영상신호를 그대로 출력하는 것을 특징으로 하는 2차원 및 3차원 표시 장치의 구동 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 3차원 영상 구동 단계에서는,
    좌안 이전 프레임의 영상신호와 좌안 현재 프레임의 영상신호가 같고, 우안 이전 프레임의 영상신호와 우안 현재 프레임의 영상신호가 같고, 우안 영상신호와 좌안 영상신호가 다를 경우, 우완 이전 프레임에서 좌완 현재 프레임으로 전환할 때와, 좌안 이전 프레임에서 우완 현재 프레임으로 전환할 때에 상기 3차원 제1 룩업 테이블을 사용하여 과구동해서 출력하고,
    좌안 이전 프레임의 영상신호와 좌안 현재 프레임의 영상신호가 다를 경우에는 우안 이전 프레임에서 좌안 현재 프레임으로 전환할 때와, 우안 이전 프레임 영상신호와 우안 현재 프레임의 영상신호가 다를 경우에는 좌안 이전 프레임에서 우안 현재 프레임으로 전환할 때에, 상기 3차원 제2 룩업 테이블을 사용하여 과구동해서 출력하고,
    상기 좌안 이전 프레임과 좌안 현재 프레임, 우안 이전 프레임, 그리고 우안 현재 프레임의 영상 신호가 모두 같을 경우에는 현재 프레임의 영상신호를 그대로 출력하는 것을 특징으로 하는 2차원 및 3차원 표시 장치의 구동 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 3차원 제1 룩업 테이블은,
    동일한 그레이 레벨의 좌안 영상신호와 우안 영상신호를 각각 좌안 안경 및 우안 안경을 통과시켜서 휘도를 측정함으로써, 각각의 그레이 레벨에 대한 좌안 기준휘도[LR]와 우안 기준휘도[RR]를 구하는 제1 단계;
    좌안 영상신호의 그레이 레벨을 G1으로, 우안 영상신호의 그레이 레벨을 G2로 설정하는 제2 단계;
    상기 우안 영상신호의 그레이 레벨을 조절하면서 좌안 안경을 통과한 휘도를 측정하는 제3 단계;
    상기 측정된 좌안 영상신호의 휘도가 좌안 기준휘도[LR(G1)]와 같을 경우, 이때의 우안 영상신호의 그레이 레벨을, 그레이 레벨 G2에서 G1으로 전환할 때의 제1 과구동값(ODG2->G1)으로 결정하는 제4 단계;
    상기 우안 영상신호의 그레이 레벨을 G2에서 상기 제1 과구동값(ODG2->G1)으로 고정한 후, 좌안 영상신호의 그레이 레벨을 조절하면서 우안 안경을 통과한 휘도를 측정하는 제5 단계;
    상기 측정된 우안 영상신호의 휘도가 우안 기준휘도[RR(G2)]와 같을 경우, 이때의 좌안 영상신호의 그레이 레벨을 그레이 레벨 G1에서 G2로 전환할 때의 제2 과구동값(ODG1->G2)으로 결정하는 제6 단계;
    상기 좌안 영상신호의 그레이 레벨을 G1에서 상기 제2 과구동값(ODG1->G2)으로 고정한 후 좌안 안경을 통과한 휘도를 측정하는 제7 단계;
    상기 측정된 좌안 휘도가 상기 좌안 기준휘도[LR(G1)]와 같을 경우에는 상기 제1 과구동값(ODG2 -> G1) 및 제2 과구동값(ODG1->G2)을 메모리에 저장하고, 다를 경우에는 상기 좌안 영상신호를 제2 과구동값(ODG1->G2)으로, 상기 우안 영상신호를 제1 과구동값(ODG2->G1)으로 유지시킨 후, 상기 제3 단계에서 상기 제7 단계를 반복 수행하는 제8 단계를
    포함하는 방법에 의해서 추출되는 것을 특징으로 하는 2차원 및 3차원 표시 장치의 구동 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 3차원 제2 룩업 테이블은
    좌안 영상신호와 우안 영상신호를 동일한 그레이 레벨로 맞추어, 각각의 그레이 레벨에 대한 기준 응답특성(TR)을 측정하는 제1 단계;
    영상신호가 L(G1)-B-R(G1)-B-L(G2)-B-R(G2)의 순서로 입력되는 제2 단계;
    상기 입력되는 영상신호에서 전환되는 첫 번째 프레임의 그레이 레벨(L(G2))을 조절하면서, 우안 영상신호의 응답특성[T(G2)]을 측정하는 제3 단계;
    상기 측정된 우안 영상신호의 응답특성[T(G2)]이 그레이 레벨 G2에서의 기준 응답특성[TR(G2)]과 같을 경우, 이때의 우안 영상신호의 그레이 레벨을, 그레이 레벨 G1에서 G2로 전환할 때의 과구동값(ODG1->G2)으로 결정하여 메모리에 저장하고, 다를 경우에는 상기 제3 단계로 되돌아가서 반복 수행하는 제4 단계를
    포함하는 방법에 의해서 추출되는 것을 특징으로 하는 2차원 및 3차원 표시 장치의 구동 방법.
  6. 제1항 내지 제5항에 기재된 액정 표시 장치의 구동 방법을 실행하는 액정 표시 장치로서,
    영상신호가 입력되면 2차원 영상인지 3차원 영상인지를 판단하는 영상 모드 판단부;
    상기 입력된 영상신호를 프레임 단위로 저장하는 프레임 메모리;
    상기 입력된 영상신호의 종류에 따라, 상기 프레임 메모리에 영상신호가 저장되는 것을 제어하는 메모리 제어부;
    상기 2차원 룩업 테이블, 상기 3차원 제1 룩업 테이블 및 상기 3차원 제2 룩업 테이블을 저장하고 있으며, 상기 프레임 메모리에 저장된 영상신호와 현재 입력되는 영상신호의 상관관계에 따라, 상기 2차원 룩업 테이블, 상기 3차원 제1 룩업 테이블 및 상기 3차원 제2 룩업 테이블 중 어느 하나를 참조하여, 영상신호를 과구동하여 출력하는 과구동 제어부;
    상기 과구동 제어부로부터 영상신호를 입력받아 2차원 영상 또는 3차원 영상을 출력하는 영상 출력부를
    포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 및 3차원 표시 장치의 구동 장치.
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