説明

3次元画像表示装置

【課題】3次元画像表示方法及びそれを遂行する表示装置を提供すること。
【解決手段】3次元画像表示方法は画像がスキャニングされる方向に表示パネルの表示ブロックに順次に光を提供する。前記表示ブロックのうち、いずれか一つの表示ブロックに左眼用または右眼用画像が完成された第1区間に最大輝度の光を前記表示ブロックに提供する。前記左眼用または右眼用画像からブラック画像に変わる第2区間に、前記最大輝度から設定輝度に徐々に減少した光を前記表示ブロックに提供する。前記表示ブロックに前記ブラック画像が完成された区間から次の前記左眼用または右眼用画像が完成されていない第3区間に、前記表示ブロックに光を遮断する。従って、前記3次元画像モードで、左眼用または右眼用画像からブラック画像に変わるときの過渡画像の液晶応答特性を考慮して光の輝度を調節することによって消費電力対比高輝度の3次元画像を表示できる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は3次元画像表示装置に係り、より詳しくは、3次元画像の表示品質を向上させるための3次元画像表示方法を遂行する表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に液晶表示装置は2次元平面画像を表示する。最近、ゲーム、映画などの分野で3次元立体画像に対する需要の増加に伴なって、3次元立体画像を表示する液晶表示装置が開発されている。
【0003】
通常、3次元立体画像は、人の両眼を通じての両眼視差(binocular parallax)の原理を利用して立体画像を表示する。例えば、人の両眼は、一定程度離れているので、各々の目で異なる角度で観察した画像が、脳内に入力される。立体画像表示装置は、こうした両眼視差を利用している。
【0004】
両眼視差を利用する立体画像表示装置の方式としては、立体メガネ方式(stereoscopic)と非立体メガネ方式(autostereoscopic)がある。立体メガネ方式には、両眼に各々異なる偏光軸を有する偏光フィルタによる受動的(passive)な、偏光メガネ(Polarized Glasses)方式と、時間分割して左眼画像と右眼画像を周期的に表示し、この周期に同期して左眼シャッタと右眼シャッタを開閉する眼鏡をかける能動的(active)な、シャッタメガネ(Shutter Glass)方式などがある。
【0005】
偏光メガネ方式は、左眼画像と右眼画像を分離するために使われる偏光フィルタによって3次元画像の輝度が低下する短所を有している。また、シャッタメガネ方式は液晶の応答速度が速いほど左眼画像と右眼画像のクロストークが改善されるので、液晶の応答速度が最も重要であると言える。液晶の応答速度特性は物理的限界があって、これを克服するためにバックライトをスキャニング駆動して左眼画像と右眼画像のクロストークを改善する方案が適用されている。しかし、バックライトスキャニング駆動は3次元画像の輝度を低下させる短所を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】韓国特許出願公開第2010−0012599号明細書
【特許文献2】特開2005−049822号公報
【特許文献3】韓国特許出願公開第2007−0069707号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明はシャッタメガネ方式に係る上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、輝度を向上した3次元画像の表示方法を提供することにある。
【0008】
本発明の他の目的は、輝度を向上した3次元画像の表示方法を遂行する表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上述の本発明の目的を実現するための一実施形態に係る表示装置は、 画像を表示する表示パネルと、前記画像がスキャニングされる方向に配列された複数の発光ブロックを含み、前記発光ブロックが各々対応する前記表示パネルの表示ブロックに光を提供する光源部と、前記表示ブロックに対して、左眼用または右眼用画像が完成している第1区間に最大輝度の光を発生し、前記左眼用または右眼用画像からブラック画像に変わる過渡画像が表示されている第2区間に前記最大輝度から設定輝度まで徐々に減少する光を発生し、前記ブラック画像が完成している区間と次の前記左眼用または前記右眼用画像が完成していない区間とを含む第3区間に光を遮断する、ように前記光源部を駆動する光源駆動部と、を含む。
【0010】
本実施形態において、前記光源駆動部は、3次元イネーブル信号に応答して電流信号を生成する電流生成部と、前記電流信号に基づいて前記発光ブロックに駆動信号を提供する信号生成部と、を含むことができる。
【0011】
本実施形態において、前記信号生成部は、前記発光ブロックの各々に駆動信号を提供する複数の発光駆動部を含むことができる。
【0012】
本実施形態において、前記第1区間及び第2区間にハイレベルを有し、前記第3区間にローレベルを有するアナログの駆動制御信号と、前記第1区間に最大レベルを有し、前記第2区間に前記最大レベルから設定レベルまで徐々に減少するレベルを有し、前記第3区間に最小レベルを有するアナログの輝度制御信号を生成して前記信号生成部に提供するタイミング制御部と、をさらに含むことができる。
【0013】
本実施形態において、前記第1区間に最大レベルを有し、前記第2区間に前記最大レベルから設定レベルまで徐々に減少するレベルを有し、前記第3区間に最小レベルを有するアナログの光源制御信号を生成して前記信号生成部に提供するタイミング制御部をさらに含むことができる。
【0014】
本実施形態において、前記光源駆動部は、3次元イネーブル信号に応答して電流信号を生成する電流生成部と、デジタルの制御信号をアナログの制御信号に変換する信号変換部と、前記電流信号に基づいて前記発光ブロックに駆動信号を提供する信号生成部と、を含むことができる。
【0015】
本実施形態において、前記第1区間及び第2区間にハイレベルを有し、前記第3区間にローレベルを有するアナログの駆動制御信号と、前記第1区間に最大レベルを有し、前記第2区間に前記最大レベルから設定レベルまで徐々に減少するレベルを有し、前記第3区間に最小レベルを有するデジタルの輝度制御信号を前記光源駆動部に提供するタイミング制御部と、をさらに含み、前記アナログの駆動制御信号は、前記信号生成部に提供され、前記デジタルの輝度制御信号は前記信号変換部でアナログの輝度制御信号に変換されて前記信号生成部に提供されることができる。
【0016】
本実施形態において、前記第1区間及び第2区間にハイレベルを有し、前記第3区間にローレベルを有するデジタルの駆動制御信号と、前記第1区間に最大レベルを有し、前記第2区間に前記最大レベルから設定レベルまで徐々に減少するレベルを有し、前記第3区間に最小レベルを有するデジタルの輝度制御信号を前記光源駆動部に提供するタイミング制御部と、をさらに含み、前記デジタルの駆動制御信号及び輝度制御信号は、前記信号変換部でアナログの駆動制御信号及び輝度制御信号に変換されて前記信号生成部に提供されることができる。
【0017】
本実施形態において、前記第1区間に最大レベルを有し、前記第2区間に前記最大レベルから設定レベルまで徐々に減少するレベルを有し、前記第3区間に最小レベルを有するデジタルの光源制御信号を前記光源駆動部に提供するタイミング制御部をさらに含み、前記デジタルの光源制御信号は、前記信号変換部でアナログの光源制御信号に変換されて前記信号生成部に提供されることができる。
【0018】
本実施形態において、前記表示パネルに前記左眼用のデータ信号、前記ブラック画像のデータ信号、前記右眼用のデータ信号、及び前記ブラック画像のデータ信号を順次にフレーム単位で提供するパネル駆動部をさらに含むことができる。
【0019】
本実施形態において、前記光源部は、前記表示ブロックに前記左眼用または前記右眼用データ信号が提供された時点より遅延された第1時点から第2時点まで前記最大輝度の光を前記表示ブロックに提供し、前記第1時点は前記左眼用または右眼用画像のデータ信号に対する前記表示ブロックの液晶応答率が高臨界値に到達する時点であって、前記第2時点は前記ブラック画像のデータ信号が提供された時点であることができる。
【0020】
本実施形態において、前記光源部は、前記第2時点から第3時点まで前記徐々に減少する光を前記表示ブロックに提供し、前記第3時点は前記左眼用または右眼用画像のデータ信号に対する前記液晶応答率が低臨界値に到達する時点であることができる。
【発明の効果】
【0021】
本発明の実施形態によれば、左眼用または右眼用画像でブラック画像に変わるときの過渡画像の液晶応答特性に従って光の輝度を調節することによって低消費電力且つ高輝度の3次元画像を表示できる。
【0022】
また、前記左眼用または右眼用画像で前記ブラック画像に変わる区間で輝度を減らすことによって観察者が視認する前記3次元画像のクロストークを低減できる。従って、前記3次元画像の表示品質を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明の一実施形態に係る表示装置のブロック図である。
【図2】図1に示した光源駆動部のブロック図である。
【図3】図2の光源駆動部によって3次元画像を表示する方法を説明するための波形図である。
【図4】図1の表示装置に係る3次元画像表示方法を説明するための概念図である。
【図5】本発明の他の実施形態に係る表示装置のブロック図である。
【図6】図5の表示装置に係る3次元画像の表示方法を説明するための波形図である。
【図7】本発明の他の実施形態に係る表示装置のブロック図である。
【図8】本発明の他の実施形態に係る表示装置のブロック図である。
【図9】本発明の他の実施形態に係る表示装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、図面を参照して本発明の望ましい実施形態をより詳細に説明する。
図1は本発明の一実施形態に係る表示装置のブロック図である。
図1を参照すれば、前記表示装置はタイミング制御部100a、表示パネル200、パネル駆動部300、光源部400、及び光源駆動部500aを含む。前記表示装置はメガネ部600をさらに含む。
【0025】
タイミング制御部100aは外部から原制御信号(source_control_signal)及び画像信号を受信する。タイミング制御部100aは前記原制御信号に基づいてタイミング制御信号を生成し、前記画像信号に基づいて光源制御信号を生成する。
【0026】
前記画像信号は2次元画像信号及び3次元画像信号を含む。前記3次元画像信号は左眼用画像フレーム、右眼用画像フレーム、及び前記左眼用画像フレームと前記右眼用画像フレームとの間に位置したブラック画像フレームを含む。前記画像フレームはフレーム単位の画像信号である。
【0027】
前記光源制御信号は光源部400をターン−オンまたはターン−オフする駆動制御信号(PWM1〜PWMn)、及び光源部400の輝度を制御する輝度制御信号(ADIM1〜ADIMn)を含み、光源駆動部500aを介して光源部400に入力される。タイミング制御部100aは表示パネル200の液晶応答速度を考慮して駆動制御信号(PWM1〜PWMn)及び輝度制御信号(ADIM1〜ADIMn)を生成する。駆動制御信号(PWM1〜PWMn)及び輝度制御信号(ADIM1〜ADIMn)の詳細については後述する図面を参照して説明する。
【0028】
表示パネル200は複数のデータ配線DL、複数のゲート配線GL及び複数の画素Pを含む。ゲート配線GLは第1方向D1に延び、第2方向D2に配列される。各画素Pはデータ配線DLとゲート配線GLに接続されたスイッチング素子TR及びスイッチング素子TRに接続された液晶キャパシタCLCを含む。特定の一本の選択されたゲート配線DLに接続されたスイッチング素子TRがターン−オンされるとデータ配線DLに印加されたデータ信号によって液晶キャパシタCLCの液晶分子が配列され、画素Pは前記配列された液晶分子の透過率に従って階調を表示する。表示パネル200はプログレッシブ(Progressive)方式で、即ちゲート配線DLを順次選択することにより、画像をスキャン方向、すなわち第2方向D2に表示する。
【0029】
パネル駆動部300はデータ駆動部310及びゲート駆動部320を含む。データ駆動部310はタイミング制御部100aから提供された画像信号及びデータタイミング信号に基づいてアナログのデータ信号をデータ配線DLに出力する。ゲート駆動部320はタイミング制御部100aから提供されたゲートタイミング信号に基づいてゲート信号をゲート配線GLに出力する。
【0030】
光源部400は表示パネル200にスキャン方向D2に光を順次に提供する。光源部400は第2方向D2に配列された複数の発光ブロック(LB1,LB2,…,LBn)を含む。各発光ブロックLBiは発光ダイオードLEDを含む。発光ブロック(LB1,LB2,…,LBn)により表示パネル200は複数の表示ブロック(DB1,DB2,…,DBn)として定義され、各発光ブロックLBiは該当する表示ブロックDBiに光を提供する。ここで、iはn以下の自然数である。
【0031】
本実施形態では、光源部400は表示パネル200の両側(図1で左右の辺)に配置された二つの発光モジュール、第1発光モジュール410及び第2発光モジュール420と、表示パネル200の背面に配置されて第1発光モジュール410及び第2発光モジュール420から発生した光を表示パネル200の方にガイドする導光板430と、を含む。第1発光モジュール410及び第2発光モジュール420は各々、発光ブロック(LB1,LB2,…,LBn)を含む。ここでは表示パネル200の両側の辺に配置された一対の発光モジュールを例としたが、単一の発光モジュールを表示パネル200の一側の辺のみに配置する場合もある。
【0032】
光源駆動部500aはタイミング制御部100aから提供された3次元イネーブル信号、駆動制御信号(PWM1〜PWMn)及び輝度制御信号(ADIM1〜ADIMn)に基づいて駆動信号を生成し、光源部400を駆動する。光源部400がn個の発光ブロック(LB1,LB2,…,LBn)を含む場合、タイミング制御部100aは光源駆動部500aにn個の駆動制御信号(PWM1〜PWMn)及びn個の輝度制御信号(ADIM1〜ADIMn)を提供し、光源駆動部500aはこれらの光源制御信号に基き、駆動信号(S1,S2,…,Sn)を生成し、光源部400に提供する。
【0033】
例えば、光源駆動部500aは、第1駆動制御信号PWM1に基づいて第1発光ブロックLB1が光を発生するハイ時間区間(period、以下、単に「区間」という)を制御し、第1輝度制御信号ADIM1に基づいて前記ハイ区間内で第1発光ブロックLB1に印加される駆動信号S1のレベルを制御する。
【0034】
メガネ部600は左眼シャッタ610及び右眼シャッタ620を含み、タイミング制御部100aの制御によって左眼シャッタ610及び右眼シャッタ620を選択的に開閉する。
【0035】
図2は図1に示した光源駆動部のブロック図である。図3は図2の光源駆動部によって3次元画像を表示する方法を説明するための波形図である。
【0036】
図2を参照すれば、光源駆動部500aは電流生成部510及び信号生成部530を含む。
【0037】
電流生成部510はタイミング制御部100aから画像モードを識別するための3次元イネーブル信号(3D_EN)を受信し、3次元イネーブル信号(3D_EN)に応答して3次元画像モードに設定された電流信号(I_3D)を生成する。例えば、2次元画像モードでは第1電流信号(I_2D)を生成し、前記3次元画像モードでは前記第1電流信号より高い第2電流信号(I_3D)を生成する。
【0038】
信号生成部530は複数の発光駆動部(531,532,…,538)を含む。発光駆動部(531,532,…,538)は駆動制御信号(PWM1〜PWMn)及び輝度制御信号(ADIM1〜ADIMn)に基づいて複数の駆動信号(S1,S2,…,Sn)を生成し、発光ブロック(LB1,LB2,…,LBn)に駆動信号(S1,S2,…,Sn)を提供する。信号生成部530は一つのチップで具現できる。
【0039】
図3を参照すれば、タイミング制御部100aは前記表示ブロックに出力されるデータ信号による液晶応答率LRを考慮して前記表示ブロックに光を提供する発光ブロックを制御するための駆動制御信号PWM及び輝度制御信号ADIMを生成する。
【0040】
例えば図3にデータ信号DATA_OUTとして示すように、表示パネル200の各表示ブロックLBiに対応して、第Nフレーム(F_N)に左眼用データ信号Lが出力され、第(N+1)フレーム(F_N+1)に第1ブラックデータ信号Bが出力され、第(N+2)フレーム(F_N+2)に右眼用データ信号Rが出力され、第(N+3)フレーム(F_N+3)に第2ブラックデータ信号Bが出力される。ここで、左眼用データ信号Lはホワイト画像に該当するホワイトデータ信号であり、右眼用データ信号Rはブラック画像に該当するブラックデータ信号である場合を例として説明する。
【0041】
第Nフレーム(F_N)において表示パネル200に左眼用データ信号Lが印加された場合、液晶応答時間LRTに見合う時間をT1として、図3に液晶応答率LRとして示すように、初期の第1区間T1は、直前フレームのブラック画像から前記左眼用データ信号Lに相当する画像に変わる過渡(transition)画像が表示され前記左眼用画像が完成されない。一方、後期の第2区間T2には左眼用データ信号Lに該当する左眼用画像が完成される。
【0042】
第(N+1)フレーム(F_N+1)において、直前フレームの前記左眼用画像が表示された表示パネル200に、第1ブラックデータ信号Bが印加された場合、液晶応答時間LRTに見合う時間をT1として、図3に液晶応答率LRとして示すように、初期の第1区間T1は、前記左眼用画像から前記ブラック画像に変わる過渡画像が表示され前記ブラック画像が完成されない。一方、後期の第2区間T2にはブラックデータ信号Bに該当する第1ブラック画像が完成される。
【0043】
第(N+2)フレーム(F_N+2)において、直前フレームの前記ブラック画像が表示された表示パネル200に、右眼用データ信号Rが印加された場合、液晶応答時間LRTに見合う時間をT1として、図3に液晶応答率LRとして示すように、初期の第1区間T1は、前記第1ブラック画像から前記右眼用画像に変わる過渡画像が表示され前記右眼用画像が完成されない。一方、後期の第2区間T2には右眼用データ信号Rに該当する右眼用画像が完成される。
【0044】
第(N+3)フレーム(F_N+3)において、直前フレームの前記右眼用画像が表示された表示パネル200に、第2ブラックデータ信号Bが印加された場合、液晶応答時間LRTに見合う時間をT1として、図3に液晶応答率LRとして示すように、初期の第1区間T1は前記右眼用画像から前記第2ブラック画像に変わる過渡画像が表示され前記第2ブラック画像が完成されない。一方、後期の第2区間T2には第2ブラックデータ信号Bに該当する第2ブラック画像が表示される。
【0045】
このように、液晶応答率LRに従って表示ブロックDBiに前記左眼用または右眼用画像及びブラック画像の未完成画像または完成画像が表示される区間を考慮して、タイミング制御部100aは表示ブロックDBiに光を提供する発光ブロックLBiの駆動制御信号PWMi及び輝度制御信号ADIMiを生成する。(i=1〜n、ただし図3及び以下の説明では、「i」を省略してある)
【0046】
駆動制御信号PWMは前記発光ブロックをターン−オンするハイレベルVDを有するハイ区間HPと前記発光ブロックをターン−オフするローレベルGNDを有するロー区間LPを有する。ハイ区間HPは前記表示ブロックに前記左眼用画像が完成される第Nフレーム(F_N)の第2区間T2と前記左眼用画像から前記ブラック画像に変わる第(N+1)フレーム(F_N+1)の第1区間T1の一部区間を含む。ロー区間LPは、第(N+1)フレーム(F_N+1)の第1区間T1の残り区間と前記ブラック画像が完成された第(N+1)フレーム(F_N+1)の第2区間T2及び前記ブラック画像から前記右眼用画像に変わる第(N+2)フレーム(F_N+2)の第1区間T1を含む。
【0047】
例えば、駆動制御信号PWMは前記左眼用または右眼用データ信号に対する液晶応答率LRが高臨界値TH_Hとなる第1時点(timing)t1から前記ブラックデータ信号によって前記左眼用または右眼用データ信号に対する液晶応答率LRが低臨界値TH_Lとなる第3時点t3までハイレベルVDを有するハイ区間と、前記ブラックデータ信号によって前記左眼用または右眼用データ信号に対する液晶応答率LRが前記低臨界値より小さい時間区間から、次の前記左眼用または右眼用データ信号に対する液晶応答率LRが、高臨界値となる時点までローレベルGNDを有するロー区間を有する。以下においては液晶応答率LRの前記高臨界値は最終値の90%であり、低臨界値は最終値の30%である場合を例として説明する。前記高臨界値及び前記低臨界値は多様に設定することができる。
【0048】
輝度制御信号ADIMは、駆動制御信号PWMのハイ区間HP内で液晶応答率LRに従って変調される。輝度制御信号ADIMは第1区間I1で最大レベルVDを有し、第2区間I2で最大レベルVDから設定レベルVSまで徐々に減少するレベルを有し、第3区間I3で最小レベルGNDを有する。
【0049】
第1区間I1は、前記左眼用または前記右眼用画像のデータ信号に対する液晶応答率LRが90%〜100%の区間、即ち、前記表示ブロックに前記左眼用または前記右眼用画像のデータ信号が提供された時点から液晶応答時間LRTに見合う時間T1だけ遅延され、前記左眼用または前記右眼用画像が完成する第1時点t1から前記ブラック画像のデータ信号が提供された第2時点t2までである。
第2区間I2は第2時点t2から、前記左眼用または前記右眼用画像のデータ信号に対する液晶応答率LRが前記ブラック画像のデータ信号によって100%から30%に落ちる第3時点t3までである。第2区間I2で輝度制御信号ADIMは、液晶応答率LRに合わせて最大レベルVDから設定レベルVSまで徐々に減少するレベルを有する。
第3区間I3は、前記ブラック画像のデータ信号によって左眼用または前記右眼用画像のデータ信号に対する液晶応答率LRが30%未満に落ちている時間区間と次のフレームに対応する左眼用及び右眼用データ信号に対する液晶応答率LRが90%に到達する第4時点t4までの時間区間との和であって、第3時点t3から第4時点t4までである。
【0050】
光源駆動部500aの信号生成部530は、駆動制御信号PWMi及び輝度制御信号ADIMiに基づいて駆動信号Siを生成して前記発光ブロックに提供する。駆動信号Siの波形は、輝度制御信号ADIMiの波形と相似又は実質的に同一であり、駆動信号Siの発生タイミングは駆動制御信号PWMiにより決定される。
【0051】
結果的に、前記発光ブロックは前記駆動信号に応答して前記発光ブロックに対応する表示ブロックに光を提供する。前記発光ブロックは前記表示ブロックに左眼用または右眼用画像が完成される第1区間I1に最大輝度の光を提供し、前記表示ブロックに左眼用または右眼用画像からブラック画像に変わる過渡画像が表示される第2区間I2には最大輝度から設定輝度まで徐々に減少する光を提供し、前記表示ブロックに前記ブラック画像が完成された区間と、次の前記左眼用または右眼用画像が完成されていない区間とを含む第3区間I3には光を遮断する。
【0052】
前記3次元画像モードで、左眼用または右眼用画像からブラック画像に変わる過渡画像の液晶応答時間を考慮して光の輝度を調節することによって低消費電力で高輝度の3次元画像を表示できる。即ち、図3のPOWER_SAVING(ハッチ部分)で示したように、第2区間I2で前記輝度を徐々に減少させて消費電力を節約できる。この時、節約された消費電力を前記3次元画像モードに適用される電流信号(I_3D)のブースティングに使うことによって前記3次元画像を高輝度で表示できる。
【0053】
また、前記左眼用または右眼用画像から前記ブラック画像に変わる第2区間で輝度を徐々に減少することによって観察者が視認する前記3次元画像のクロストークを低減できる。従って、前記3次元画像の表示品質を向上できる。
【0054】
図4は図1の表示装置に係る3次元画像表示方法を説明するための概念図である。
図1、図2及び図4を参照すれば、光源部400は第1〜第8発光ブロック(LB1,LB2,…,LB8)を含む。第1〜第8発光ブロック(LB1,LB2,…,LB8)は表示パネル200の第1〜第8表示ブロック(DB1,DB2,…,DB8)に光を提供する。
【0055】
タイミング制御部100aはパネル駆動部300に240Hzの左眼用画像フレームL、ブラック画像フレームB、右眼用画像フレームR及びブラック画像フレームBを提供する。ここで、左眼用画像フレームLはホワイト画像フレームで、右眼画像フレームRはブラック画像フレームである場合を例として説明する。
なお、図3、図4において、左眼用画像フレームL、右眼画像フレームR共に一般の場合、即ち、ブラック以外のフレームの場合は全て、図3、図4における左眼用画像フレーム(ホワイト画像フレーム)と同一の光源制御信号(駆動制御信号PWMi及び輝度制御信号ADIMi)、従って、同一の駆動信号Siが適用される。
【0056】
パネル駆動部300は、図4にデータ信号DBi_DATA(i=1〜8)として示すように、第Nフレーム(F_N)に左眼用画像フレームLのデータ信号を表示パネル200に提供し、第(N+1)フレーム(F_N+1)に第1ブラック画像フレームBのデータ信号を表示パネル200に提供し、第(N+2)フレーム(F_N+2)に右眼用画像フレームRのデータ信号を表示パネル200に提供し、第(N+3)フレーム(F_N+3)に第2ブラック画像フレームBのデータ信号を表示パネル200に提供する。表示パネル200は、前記データ信号が印加された時点から液晶応答速度に見合う液晶応答時間LRTだけ遅延して前記データ信号に該当する画像を完成する。
【0057】
タイミング制御部100aは光源駆動部500aに第1〜第8駆動制御信号(PWM1,PWM2,…,PWM8)及び第1〜第8輝度制御信号(ADIM1,ADIM2,…,ADIM8)を提供する。
図4に示すようにデータ信号(DB1_DATA,DB2_DATA,…,DB8_DATA)は各フレーム内で順次スタガーされており、第1〜第8駆動制御信号(PWM1,PWM2,…,PWM8)及び第1〜第8輝度制御信号(ADIM1,ADIM2,…,ADIM8)は、データ信号に同期してスタガーされる。
【0058】
先ず、第1表示ブロックDB1及び第1表示ブロックDB1に対応する第1発光ブロックLB1の駆動方式を説明する。
【0059】
第1表示ブロックDB1には第Nフレーム(F_N)の初期から左眼用画像フレームLのデータ信号が提供され、第(N+1)フレーム(F_N+1)の初期からブラック画像フレームBのデータ信号が提供され、第(N+2)フレーム(F_N+2)の初期から右眼用画像フレームRのデータ信号が提供され、第(N+3)フレーム(F_N+3)の初期からブラック画像フレームBのデータ信号が提供される(DB1_DATA)。
【0060】
第1駆動制御信号PWM1及び第1輝度制御信号ADIM1は光源駆動部500aの第1発光駆動部531に提供される。第1駆動制御信号PWM1はハイレベルを有するハイ区間とローレベルを有するロー区間を含む。前記ハイ区間は第1表示ブロックDB1に提供された左眼用データ信号Lまたは右眼用データ信号Rに対して液晶応答率が100%になった時点から、ブラックデータ信号Bに対して液晶応答率が100%から30%に落ちた時点までであり、前記ロー区間はブラックデータ信号Bに対して液晶応答率が30%に落ちた時点から次のフレームの左眼用データ信号Lまたは右眼用データ信号Rに対して液晶応答率が100%になる時点までである。
【0061】
第1輝度制御信号ADIM1は第1駆動制御信号PWM1の周期と同期した周期を有し、第1駆動制御信号PWM1のハイ区間内で液晶応答率に同期して変調される。第1輝度制御信号ADIM1は液晶応答率が100%の第1区間で最大レベルを有し、液晶応答率が100%から30%に落ちる第2区間で液晶応答率に比例して前記最大レベルから前記最大レベルの30%に該当する設定レベルまで徐々に減少するレベルを有する。
【0062】
第1発光駆動部531は第1駆動制御信号PWM1及び第1輝度制御信号ADIM1に基づいて第1駆動信号S1を生成して第1発光ブロックLB1に含まれた複数の発光ダイオードに提供する。従って、第1発光ブロックLB1は第1表示ブロックDB1の左眼用または右眼用画像が完成される区間に最大輝度の光を提供し、第1表示ブロックDB1の左眼用または右眼用画像がブラック画像に変わる区間には最大輝度から設定された輝度にまで徐々に減少する光を提供し、第1表示ブロックDB1の前記ブラック画像が完成される区間と前記ブラック画像から前記左眼用または前記右眼用画像に変わる区間に光を遮断する。
【0063】
次に、第5表示ブロックDB5及び第5表示ブロックDB5に光を提供する第5発光ブロックLB5の駆動方式を説明する。
【0064】
第5表示ブロックDB5には第Nフレーム(F_N)の中期から左眼用画像フレームLの左眼用データ信号が提供され、第(N+1)フレーム(F_N+1)の中期からブラック画像フレームBのブラックデータ信号が提供され、第(N+2)フレーム(F_N+2)の中期から右眼用画像フレームRの右眼用データ信号が提供され、第(N+3)フレーム(F_N+3)の中期からブラック画像フレームBのブラックデータ信号が提供される(DB5_DATA)。
【0065】
第5駆動制御信号PWM5及び第5輝度制御信号ADIM5は、光源駆動部500aの第5発光駆動部535に提供される。第5駆動制御信号PWM5は第5表示ブロックDB5に提供された左眼用データ信号Lまたは右眼用データ信号Rに対して液晶応答率が100%になった時点から、前記ブラックデータ信号に対して液晶応答率が100%から30%に落ちた時点までハイレベルを有し、次のフレームの左眼用データ信号Lまたは右眼用データ信号Rに対して液晶応答率が100%になる時点までローレベルを有する。
【0066】
第5輝度制御信号ADIM5は第5駆動制御信号PWM5の周期と同期した周期を有し、第5駆動制御信号PWM5のハイ区間内で液晶応答率に同期して変調される。第5輝度制御信号ADIM5は前記液晶応答率が100%の第1区間で最大レベルを有し、前記液晶応答率が100%から30%に落ちる第2区間において、前記液晶応答率に比例して前記最大レベルから前記最大レベルの30%に該当する設定レベルまで徐々に減少するレベルを有する。
【0067】
第5発光駆動部535は第5駆動制御信号PWM5及び第5輝度制御信号ADIM5に基づいて第5駆動信号S5を生成して第5発光ブロックLB5に含まれた複数の発光ダイオードに提供する。従って、第5発光ブロックLB5は第5表示ブロックDB5に左眼用または右眼用画像が完成される区間に最大輝度の光を提供し、第5表示ブロックDB5の左眼用または右眼用画像がブラック画像に変わる区間には最大輝度から設定された輝度にまで徐々に減少する光を提供し、第5表示ブロックDB5の前記ブラック画像が完成される区間と前記ブラック画像から前記左眼用または前記右眼用画像に変わる区間に光を遮断する。
【0068】
次に、最後の表示ブロックである、第8表示ブロックDB8及び第8表示ブロックDB8に光を提供する第8発光ブロックLB8の駆動方式を説明する。
【0069】
第8表示ブロックDB8には第Nフレーム(F_N)の後期から左眼用画像フレームLの左眼用データ信号が提供され、第(N+1)フレーム(F_N+1)の後期から第1ブラック画像フレームBのブラックデータ信号が提供され、第(N+2)フレーム(F_N+2)の後期から右眼用画像フレームRの右眼用データ信号が提供され、第(N+3)フレーム(F_N+3)の後期から第2ブラック画像フレームBのブラックデータ信号が提供される(DB8_DATA)。
【0070】
第8駆動制御信号PWM8及び第8輝度制御信号ADIM8は光源駆動部500aの第8発光駆動部538に提供される。第8輝度制御信号ADIM8は第8駆動制御信号PWM8の周期と同期した周期を有し、第8駆動制御信号PWM8のハイ区間内で液晶応答特性に同期して変調される。第8輝度制御信号ADIM8は前記液晶応答率が100%の区間で最大レベルを有し、前記液晶応答率が100%から30%に落ちる区間で、前記液晶応答率に比例して前記最大レベルから前記最大レベルの30%に該当する設定レベルに漸進的に変わる。
【0071】
光源駆動部500aの第8発光駆動部538は第8駆動制御信号PWM8及び第8輝度制御信号ADIM8に基づいて第8駆動信号S8を生成して第8発光ブロックLB8に含まれた複数の発光ダイオードに提供する。従って、第8発光ブロックLB8は第8表示ブロックDB8に左眼用または右眼用画像が完成される区間に最大輝度の光を提供し、第8表示ブロックDB8の左眼用または右眼用画像でブラック画像に変わる区間には最大輝度から設定された輝度に徐々に減少する光を提供し、第8表示ブロックDB8の前記ブラック画像が完成される区間と前記ブラック画像から前記左眼用または前記右眼用画像に変わる区間に光を遮断する。
【0072】
このように、前記表示装置は表示パネル200及び光源部400の動作に従って3次元画像が表示する。
【0073】
一方、前記表示装置に表示された前記3次元画像はメガネ部600を通じて観察者に視認される。
【0074】
図4に示したように、第1〜第8表示ブロック(DB1,DB2,…,DB8)の全てに前記左眼用画像が表示される区間に左眼シャッタ信号LSSはハイレベルを有し、反面右眼シャッタ信号RSSはローレベルを有する。また、第1〜第8表示ブロック(DB1,DB2,…,DB8)の全てに前記右眼用画像が表示される区間に右眼シャッタ信号RSSはハイレベルを有する反面、左眼シャッタ信号LSSはローレベルを有する。メガネ部600の左眼シャッタ610及び右眼シャッタ620は、表示パネル200に表示される前記左眼用画像及び前記右眼用画像に同期された左眼シャッタ信号LSS及び右眼シャッタ信号RSSに応答して駆動することによって観察者は3次元画像を視認する。
【0075】
図5は本発明の他の実施形態に係る表示装置のブロック図である。図6は図5の表示装置に係る3次元画像の表示方法を説明するための波形図である。
【0076】
本実施形態に係る表示装置は図1で説明した表示装置とタイミング制御部100b及び光源駆動部500bを除いては実質的に同一である。以下では、同じ構成要素に対しては同じ図面符号を与え、これに対する詳細な説明は繰り返さず省略する。
【0077】
図5及び図6を参照すれば、タイミング制御部100bは光源駆動部500bに複数の光源制御信号(PWM_DIM1,PWM_DIM2,…,PWM_DIMn)を提供する。各光源制御信号は図3に示した駆動制御信号PWMと輝度制御信号ADIMを一つとして処理した信号である。
【0078】
光源駆動部500bは電流生成部510及び信号生成部530を含む。
電流生成部510はタイミング制御部100aから画像モードを識別するための3次元イネーブル信号(3D_EN)を受信し、3次元イネーブル信号(3D_EN)に応答して3次元画像モードに設定された電流信号(I_3D)を生成する。
【0079】
信号生成部530は複数の発光駆動部(531,532,…,538)を含む。発光駆動部(531,532,…,538)は光源制御信号(PWM_DIM1〜PWM_DIMn)に基づいて時間変調した複数の駆動信号(S1,S2,…,Sn)を生成して発光ブロック(LB1,LB2,…,LBn)に提供する。
【0080】
例えば、前記表示ブロックに対して、第Nフレーム(F_N)に左眼用データ信号Lが出力され、第(N+1)フレーム(F_N+1)に第1ブラックデータ信号Bが出力され、第(N+2)フレーム(F_N+2)に右眼用データ信号Rが出力され、第(N+3)フレーム(F_N+3)に第2ブラックデータ信号Bが出力される。前記表示ブロックは、液晶応答時間LRTに基づき前記データ信号が印加されるタイミングに合わせて前記データ信号に該当する完成した画像を表示する。
【0081】
このように液晶応答時間LRTに従って表示パネル200に前記左眼用または右眼用画像、及び前記ブラック画像が表示される区間を考慮してタイミング制御部100bは光源制御信号(PWM_DIM)を生成する。
【0082】
光源制御信号(PWM_DIM)は前記左眼用または右眼用データ信号に対する液晶応答率LRが100%の第1区間I1は最大レベルVDを有し、前記ブラックデータ信号によって前記液晶応答率LRが100%から30%に落ちる第2区間I2には前記液晶応答率に従って前記最大レベルVDから前記最大レベルの30%に該当する設定レベルVSまで徐々に減少するレベルを有する。そして、光源制御信号(PWM_DIM)は前記左眼用または右眼用データ信号に対する液晶応答率LRが30%から次に提供される左眼用または右眼用データ信号に対して液晶応答率LRが100%に到達するまでの、第3区間I3には最小レベルGNDを有する。
【0083】
信号生成部530は光源制御信号(PWM_DIM1〜PWM_DIMn)に基づいて複数の駆動信号(S1,S2,…,Sn)を生成し、発光ブロック(LB1,LB2,…,LBn)に駆動信号(S1,S2,…,Sn)を提供する。
【0084】
結果的に前記左眼用または右眼用画像でブラック画像に変わる第2区間I2に、最大輝度から設定輝度まで徐々に減少する光を前記表示パネルに提供することによって、低消費電力で高輝度の3次元画像を表示できる。
【0085】
また、前記左眼用または右眼用画像から前記ブラック画像に変わる区間の輝度を減らすことによって観察者が視認する前記3次元画像のクロストークを低減できる。従って、前記3次元画像の表示品質を向上できる。
【0086】
図7は本発明の他の実施形態に係る表示装置のブロック図である。
図7を参照すれば、本実施形態に係る表示装置はタイミング制御部100c及び光源駆動部500cを含む。
【0087】
タイミング制御部100cは光源駆動部500cに複数の駆動制御信号(PWM1〜PWMn)及びデジタル形態の複数の第1輝度制御信号(DDIM1、DDIM2〜DDIMn)を提供する。第1輝度制御信号(DDIM1〜DDIMn)は各々、表示パネルの応答速度が考慮された輝度制御信号である。
【0088】
光源駆動部500cは電流生成部510、信号変換部520及び信号生成部530を含む。
【0089】
電流生成部510は上で説明した実施形態と実質的に同一であり、3次元イネーブル信号に応答して電流信号(3D_En)を生成する。
【0090】
信号変換部520はタイミング制御部100cから提供された前記デジタル形態の第1輝度制御信号(DDIM1〜DDIMn)をアナログ形態の第2輝度制御信号(ADIM1〜ADIMn)に変換する。タイミング制御部100cと信号変換部520間のデジタルデータ通信方式(例えば、I2C、SPIなど)からなる。
【0091】
信号生成部530は複数の発光駆動部(531,532,…,538)を含む。発光駆動部(531,532,…,538)には駆動制御信号(PWM1〜PWMn)及び第2輝度制御信号(ADIM1〜ADIMn)が提供される。発光駆動部(531,532,…,538)は駆動制御信号(PWM1〜PWMn)及び第2輝度制御信号(ADIM1〜ADIMn)に基づいて時間変調した複数の駆動信号(S1,S2,…,Sn)を生成して発光ブロック(LB1,LB2,…,LBn)に提供する。
【0092】
図8は本発明の他の実施形態に係る表示装置のブロック図である。
図8を参照すれば、本実施形態に係る表示装置はタイミング制御部100d及び光源駆動部500dを含む。
【0093】
タイミング制御部100dは光源駆動部500dにデジタル形態の複数の第1駆動制御信号(DPWM1〜DPWMn)及び複数の第1輝度制御信号(DDIM1〜DDIMn)を提供する。
【0094】
光源駆動部500dは電流生成部510、信号変換部520及び信号生成部530を含む。
【0095】
電流生成部510は上で説明した実施形態と実質的に同一であり、3次元イネーブル信号に応答して電流信号(3D_En)を生成する。
【0096】
信号変換部520はタイミング制御部100dから提供された前記デジタル形態の第1駆動制御信号(DPWM1〜DPWMn)をアナログ形態の第2駆動制御信号(PWM1〜PWMn)に変換する。信号変換部520はタイミング制御部100dから提供された前記デジタル形態の第1輝度制御信号(DDIM1〜DDIMn)をアナログ形態の第2輝度制御信号(ADIM1〜ADIMn)に変換する。タイミング制御部100dと信号変換部520間のデジタルデータ通信方式は例えば、I2C、SPIである。
【0097】
信号生成部530は複数の発光駆動部(531,532,…,538)を含む。発光駆動部(531,532,…,538)には第2駆動制御信号(PWM1〜PWMn)及び第2輝度制御信号(ADIM1〜ADIMn)が提供される。発光駆動部(531,532,…,538)は第2駆動制御信号(PWM1〜PWMn)及び第2輝度制御信号(ADIM1〜ADIMn)に基づいて時間変調した複数の駆動信号(S1,S2,…,Sn)を生成して発光ブロック(LB1,LB2,…,LBn)に提供する。
【0098】
図9は本発明の他の実施形態に係る表示装置に対するブロック図である。
図9を参照すれば、本実施形態に係る表示装置はタイミング制御部100e及び光源駆動部500eを含む。
【0099】
タイミング制御部100eは光源駆動部500eにデジタル形態の複数の第1光源制御信号(DPWM_DIM1〜DPWM_DIMn)を提供する。
【0100】
光源駆動部500eは電流生成部510、信号変換部520及び信号生成部530を含む。
【0101】
電流生成部510は上で説明した実施形態と実質的に同一であり、3次元イネーブル信号に応答して電流信号(3D_En)を生成する。
【0102】
信号変換部520はタイミング制御部100eから提供された前記デジタル形態の第1光源制御信号(DPWM_DIM1〜DPWM_DIMn)をアナログ形態の第2光源制御信号(PWM_DIM1〜PWM_DIMn)に変換する。第2光源制御信号(PWM_DIM1〜PWM_DIMn)は上で説明した実施形態に係る光源制御信号(PWM_DIM1〜PWM_DIMn)と実質的に同一である。タイミング制御部100eと信号変換部520との間のデジタルデータ通信方式は例えば、I2C、SPIである。
【0103】
信号生成部530は複数の発光駆動部(531,532,…,538)を含む。発光駆動部(531,532,…,538)には第2光源制御信号(PWM_DIM1〜PWM_DIMn)が提供される。発光駆動部(531,532,…,538)は第2光源制御信号(PWM_DIM1〜PWM_DIMn)に基づいて時間変調された複数の駆動信号(S1,S2,…,Sn)を生成して発光ブロック(LB1,LB2,…,LBn)に提供する。
【0104】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【0105】
以上の本発明の実施形態によると、3次元画像モードにおいて、左眼用または右眼用画像からブラック画像に変わるときの過渡画像の液晶応答特性を考慮して光の輝度を調節することによって低消費電力且つ高輝度の3次元画像を表示できる。また、前記左眼用または右眼用画像で前記ブラック画像に変わる区間で輝度を減らすことによって観察者が視認する前記3次元画像のクロストークを低減できる。従って、前記3次元画像の表示品質を向上できる。
【符号の説明】
【0106】
100a、100b、100c、100d、100e タイミング制御部
200 表示パネル
300 パネル駆動部
310 データ駆動部
320 ゲート駆動部
400 光源部
410 第1発光モジュール
420 第2発光モジュール
430 導光板
500a、500b、500c、500d、500e 光源駆動部
510 電流生成部
520 信号変換部
530 信号生成部
531、532、533、…、538 第1、第2、第3、…、第n発光駆動部
600 メガネ部
610 左眼シャッタ
620 右眼シャッタ


【特許請求の範囲】
【請求項1】
画像を表示する表示パネルと、
前記画像がスキャニングされる方向に配列された複数の発光ブロックを含み、
前記発光ブロックが各々対応する前記表示パネルの表示ブロックに光を提供する光源部と、
前記表示ブロックに対して、左眼用または右眼用画像が完成している第1区間に最大輝度の光を発生し、前記左眼用または右眼用画像からブラック画像に変わる過渡画像が表示されている第2区間に前記最大輝度から設定輝度まで徐々に減少する光を発生し、前記ブラック画像が完成している区間と次の前記左眼用または前記右眼用画像が完成していない区間とを含む第3区間に光を遮断する、ように前記光源部を駆動する光源駆動部と、を含むことを特徴とする表示装置。
【請求項2】
前記光源駆動部は、
3次元イネーブル信号に応答して電流信号を生成する電流生成部と、
前記電流信号に基づいて前記発光ブロックに駆動信号を提供する信号生成部と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
【請求項3】
前記信号生成部は、
前記発光ブロックの各々に駆動信号を提供する複数の発光駆動部を含むことを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
【請求項4】
前記第1区間及び第2区間にハイレベルを有し、前記第3区間にローレベルを有するアナログの駆動制御信号と、
前記第1区間に最大レベルを有し、前記第2区間に前記最大レベルから設定レベルまで徐々に減少するレベルを有し、前記第3区間に最小レベルを有するアナログの輝度制御信号を生成して前記信号生成部に提供するタイミング制御部と、をさらに含むことを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
【請求項5】
前記第1区間に最大レベルを有し、前記第2区間に前記最大レベルから設定レベルまで徐々に減少するレベルを有し、前記第3区間に最小レベルを有するアナログの光源制御信号を生成して前記信号生成部に提供するタイミング制御部をさらに含むことを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
【請求項6】
前記光源駆動部は、
3次元イネーブル信号に応答して電流信号を生成する電流生成部と、
デジタルの制御信号をアナログの制御信号に変換する信号変換部と、
前記電流信号に基づいて前記発光ブロックに駆動信号を提供する信号生成部と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
【請求項7】
前記第1区間及び第2区間にハイレベルを有し、前記第3区間にローレベルを有するアナログの駆動制御信号と、
前記第1区間に最大レベルを有し、前記第2区間に前記最大レベルから設定レベルまで徐々に減少するレベルを有し、前記第3区間に最小レベルを有するデジタルの輝度制御信号を前記光源駆動部に提供するタイミング制御部と、をさらに含み、
前記アナログの駆動制御信号は、前記信号生成部に提供され、前記デジタルの輝度制御信号は前記信号変換部でアナログの輝度制御信号に変換されて前記信号生成部に提供されることを特徴とする請求項6に記載の表示装置。
【請求項8】
前記第1区間及び第2区間にハイレベルを有し、前記第3区間にローレベルを有するデジタルの駆動制御信号と、
前記第1区間に最大レベルを有し、前記第2区間に前記最大レベルから設定レベルまで徐々に減少するレベルを有し、前記第3区間に最小レベルを有するデジタルの輝度制御信号を前記光源駆動部に提供するタイミング制御部と、をさらに含み、
前記デジタルの駆動制御信号及び輝度制御信号は、前記信号変換部でアナログの駆動制御信号及び輝度制御信号に変換されて前記信号生成部に提供されることを特徴とする請求項6に記載の表示装置。
【請求項9】
前記第1区間に最大レベルを有し、前記第2区間に前記最大レベルから設定レベルまで徐々に減少するレベルを有し、前記第3区間に最小レベルを有するデジタルの光源制御信号を前記光源駆動部に提供するタイミング制御部をさらに含み、
前記デジタルの光源制御信号は、前記信号変換部でアナログの光源制御信号に変換されて前記信号生成部に提供されることを特徴とする請求項6に記載の表示装置。
【請求項10】
前記表示パネルに前記左眼用のデータ信号、前記ブラック画像のデータ信号、前記右眼用のデータ信号、及び前記ブラック画像のデータ信号を順次にフレーム単位で提供するパネル駆動部をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
【請求項11】
前記光源部は、
前記表示ブロックに前記左眼用または前記右眼用データ信号が提供された時点より遅延された第1時点から第2時点まで前記最大輝度の光を前記表示ブロックに提供し、
前記第1時点は前記左眼用または右眼用画像のデータ信号に対する前記表示ブロックの液晶応答率が高臨界値に到達する時点であって、前記第2時点は前記ブラック画像のデータ信号が提供された時点であることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
【請求項12】
前記光源部は、前記第2時点から第3時点まで前記徐々に減少する光を前記表示ブロックに提供し、
前記第3時点は前記左眼用または右眼用画像のデータ信号に対する前記液晶応答率が低臨界値に到達する時点であることを特徴とする請求項11に記載の表示装置。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2012−220958(P2012−220958A)
【公開日】平成24年11月12日(2012.11.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−87666(P2012−87666)
【出願日】平成24年4月6日(2012.4.6)
【出願人】(390019839)三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Samsung Electronics Co.,Ltd.
【住所又は居所原語表記】129,Samsung−ro,Yeongtong−gu,Suwon−si,Gyeonggi−do,Republic of Korea
【Fターム(参考)】