(57)【要約】【課題】  画質を低下させずに光学設計構造上の適正観察距離を確保することができる立体映像表示装置及びその駆動方法を提供する。【解決手段】  本発明は立体映像表示装置及びその駆動方法に関する。本発明による立体映像表示装置は第１映像を表示するための第１ピクセル群と，第２映像を表示するための第２ピクセル群を含む表示部，第１映像と第２映像が互いに異なる地点で観察されるように透過領域と非透過領域とを有するバリア，及び映像信号を示す階調データを第１及び第２ピクセル群に伝達するデータ駆動部を含み，データ駆動部は１フレームの間に第１及び第２ピクセル群が各々少なくとも二つの色相に対応する映像を表示するように階調データを第１及び第２ピクセル群に伝達する。【選択図】  図４
2006018216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１映像を表示するための第１ピクセル群と第２映像を表示するための第２ピクセル群とを含む表示部と；
前記第１映像と前記第２映像とが互いに異なる地点で観察されるように透過領域と非透過領域とを有するバリアと；
映像信号を示す階調データを前記第１ピクセル群及び前記第２ピクセル群に伝達するデータ駆動部と；
を備え，
前記データ駆動部は，１フレーム期間内に前記第１ピクセル群及び前記第２ピクセル群が各々少なくとも二つの色相に対応する映像を表示するように，前記階調データを前記第１及び前記第２ピクセル群に伝達することを特徴とする，立体映像表示装置。
【請求項２】
前記表示部は液晶表示素子を利用して形成されることを特徴とする，請求項１に記載の立体映像表示装置。
【請求項３】
前記バリアは液晶シャッターを利用して形成され，２次元映像と３次元映像間に変換可能に前記透過領域と前記非透過領域とが制御されることを特徴とする，請求項１に記載の立体映像表示装置。
【請求項４】
前記第１映像と前記第２映像との観察距離は３００ｍｍ〜４００ｍｍであることを特徴とする，請求項１に記載の立体映像表示装置。
【請求項５】
前記データ駆動部は赤色，緑色，青色に対応する階調データを一フレーム内に順次に前記第１及び前記第２ピクセル群に伝達することを特徴とする，請求項１に記載の立体映像表示装置。
【請求項６】
前記第１映像は左眼映像であり，前記第２映像は右眼映像であることを特徴とする，請求項１に記載の立体映像表示装置。
【請求項７】
第１映像を表示するための第１ピクセル群と，第２映像を表示するための第２ピクセル群を含む表示部と；
前記第１映像と前記第２映像とが互いに異なる地点で観察されるように透過領域と非透過領域とを有するバリアと；
前記表示部に少なくとも二つの色相の光を順次に提供するための光源部と；
階調データに対応する階調電圧を前記第１及び前記第２ピクセル群に印加するデータ駆動部と；
前記データ駆動部に水平同期信号と前記階調データを伝送するタイミング制御部と；
を備え，
前記タイミング制御部は１フレーム期間内に前記第１及び前記第２ピクセル群が各々少なくとも二つの色相に対応する映像を表示するように前記階調データを前記データ駆動部に伝送することを特徴とする，立体映像表示装置。
【請求項８】
前記表示パネルは液晶表示素子で実現されることを特徴とする，請求項７に記載の立体映像表示装置。
【請求項９】
前記バリアは液晶シャッターを含んで形成され，前記液晶シャッターに含まれた液晶の分子配列を制御することによって，前記透過領域と前記非透過領域とを制御することを特徴とする，請求項７に記載の立体映像表示装置。
【請求項１０】
前記データ駆動部は赤色，緑色，青色に対応する階調データを一フレーム期間内に順次に前記第１及び前記第２ピクセル群に伝達することを特徴とする，請求項７に記載の立体映像表示装置。
【請求項１１】
第１映像を表示するための第１ピクセル群と，第２映像を表示するための第２ピクセル群を含む表示部を備える立体映像表示装置を駆動するための駆動方法において，
１フレームは少なくとも三つのフィールドに分けられて駆動され，
第１フィールド期間内に前記第１ピクセル群と前記第２ピクセル群とに第１色相に対応する階調データを印加する第１段階と；
第２フィールド期間内に前記第１ピクセル群と前記第２ピクセル群とに第２色相に対応する階調データを印加する第２段階と；
第３フィールド期間内に前記第１ピクセル群と前記第２ピクセル群とに第３色相に対応する階調データを印加する第３段階と；
を含むことを特徴とする，立体映像表示装置の駆動方法。
【請求項１２】
前記表示部は液晶表示素子で形成され，前記階調データは所定の範囲を有する電圧であることを特徴とする，請求項１１に記載の立体映像表示装置の駆動方法。
【請求項１３】
前記第１〜第３段階の間に前記第１〜第３色相の光を順次に前記表示部に提供する段階をさらに含むことを特徴とする，請求項１１に記載の立体映像表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は立体映像表示装置及びその駆動方法に関し，より詳しくは時分割立体映像表示装置及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に，人が立体感を感じる要因には生理的な要因と経験的な要因とがあるが，３次元映像表示技術では一般に両眼視差を利用して物体の立体感を感じる。
【０００３】
立体映像を見る方式としては大別して眼鏡を着用する方式と，眼鏡を着用しない眼鏡非着用方式がある。
【０００４】
眼鏡を着用しない眼鏡非着用方式として知られた代表的なものとしては，円筒形のレンズアレイを垂直に配列したレンチキュラーレンズ板を表示パネル前方に設置するレンチキュラー方式と，バリア（光路障壁）を利用して左眼と右眼映像を分離して立体効果を出すバリア方式がある。
【０００５】
図１は従来のバリア方式を利用した立体映像表示装置を概略的に示した図面である。
【０００６】
図１に示されているように，立体映像表示装置は表示パネル１０及びバリア２０で構成される。表示パネル１０は右眼によって見えるサブピクセル１１と，左眼によって見えるサブピクセル１２で構成される。また，バリア２０は表示パネル１０の前面に配置されており，光を透過させる透過領域と光を遮断する非透過領域とが繰り返して配列されている。
【０００７】
観察者はバリア２０の透過領域を通じて表示パネル１０に表示される映像を見るが，観察者の左眼と右眼とは同一な透過領域を通過しても各々表示パネル１０の異なる領域を見る。つまり，観察者は左眼と右眼を通じて隣接領域のサブピクセルに表示される映像を見ることにより立体感を感じる。ここで，サブピクセルとは，色表示に必要な３原色または複数基本色の中の１色を表示する最小表示領域を意味する。
【０００８】
しかし，図１に示された従来の立体映像表示装置は，左右映像が隣接したサブピクセルに各々入力され，隣接したサブピクセルの映像が同一な透過領域を通じて左眼と右眼に到達しなければならないことと，表示パネル１０とバリア２０の距離（Ｌ）が短縮困難であることから，観察距離（Ｄ）が遠くなるという問題があった。
これを定式化すれば，
瞳孔距離／Ｄ＝ピクセルピッチ／Ｌ，または，Ｄ＝Ｌ＊（瞳孔距離／ピクセルピッチ）
となり，したがって，図１の立体映像表示方式をモバイル電話やＰＤＡなどのような小型表示装置に適用する場合，光学設計上映像を適切に観察することができる一般的な観察距離である３００〜４００ｍｍよりはるかに遠くなる短所があった。
【０００９】
このような問題を克服するための方法として，表示パネル１０とバリア２０とのガラス厚さを減らして観察距離（Ｄ）を近くしたり，厚いガラスを使用するバリアの代りに光の偏光方向を変化させるフィルム形態のバリアを使用して厚さを減らしたりする方法などが試みられたが，製造上の問題のため限界があるのが実情である。
【００１０】
図２は観察距離を減らすための従来の立体映像表示装置を示した図面である。
【００１１】
図２に示された従来の立体映像表示装置は，サブピクセル別に左右映像を分離させることなく，ピクセル単位に左右映像を分離させることにより観察距離の問題を解決している。しかし，このようにピクセル単位に左右映像を分離させる場合，赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の映像が互いに異なる位置で観察されて色分散現象が発生し，このような色分散現象のために立体映像の画質が低下する問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明が目的とする技術的課題は前記従来技術の問題を解消するためのものであって，画質を低下させずに光学設計構造上の適正観察距離を確保することができる立体映像表示装置及びその駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を達成するために本発明の一つの特徴による立体映像表示装置は，第１映像を表示するための第１ピクセル群と，第２映像を表示するための第２ピクセル群とを含む表示部；前記第１映像と前記第２映像とが互いに異なる地点で観察されるように透過領域と非透過領域を有するバリア；及び映像信号を示す階調データを前記第１及び第２ピクセル群に伝達するデータ駆動部を備え，前記データ駆動部は１フレーム期間内に前記第１及び第２ピクセル群が各々少なくとも二つの色相に対応する映像を表示するように前記階調データを前記第１及び第２ピクセル群に伝達する。
【００１４】
本発明の一つの特徴による立体映像表示装置において，前記表示部は液晶表示素子を利用して形成することができる。そして，前記バリアは液晶シャッターを利用して形成され，２次元映像及び３次元映像間に変換可能に前記透過領域と前記非透過領域とを制御することができる。
【００１５】
本発明の他の特徴による立体映像表示装置は，第１映像を表示するための第１ピクセル群と，第２映像を表示するための第２ピクセル群とを含む表示部；前記第１映像と前記第２映像とが互いに異なる地点で観察されるように透過領域と非透過領域を有するバリア；前記表示部に少なくとも二つの色相の光を順次に提供するための光源部；階調データに対応する階調電圧を前記第１及び第２ピクセル群に印加するデータ駆動部；及び前記データ駆動部に水平同期信号と前記階調データを伝送するタイミング制御部を含み，前記タイミング制御部は１フレーム期間内に前記第１及び第２ピクセル群が各々少なくとも二つの色相に対応する映像を表示するように前記階調データを前記データ駆動部に伝送する。
【００１６】
本発明の一つの特徴による立体映像表示装置の駆動方法は，第１映像を表示するための第１ピクセル群と，第２映像を表示するための第２ピクセル群を含む表示部を含む立体映像表示装置を駆動するための駆動方法であって，１フレームは少なくとも三個のフィールドに分けられて駆動され，第１フィールド期間内に前記第１ピクセル群と前記第２ピクセル群に第１色相に対応する階調データを印加する第１段階；第２フィールド期間内に前記第１ピクセル群と前記第２ピクセル群に第２色相に対応する階調データを印加する第２段階；及び第３フィールド期間内に前記第１ピクセル群と前記第２ピクセル群に第３色相に対応する階調データを印加する第３段階を含む。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の立体映像表示装置を小型のモバイル端末機に適用すれば，色分散がなくて適切な観察距離を有し２次元／３次元映像変換を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下，添付した図面を参照して本発明の実施形態について本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳細に説明する。しかし，本発明は多様に異なる形態で実現することができるので，ここで説明する実施形態に限定されるものではない。また，図面において，本発明を簡明に説明するために，説明上不必要な部分は省略した。明細書全体にわたって類似な部分については同一図面符号を付けた。
【００１９】
図３は本発明の一実施形態による立体映像表示装置を概略的に示すブロック図である。
【００２０】
図３に示すように，本発明の一実施形態による立体映像表示装置は表示パネル１００，走査駆動部２００，階調電圧発生部３００，データ駆動部４００，タイミング制御部５００，赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）光源を各々出力する発光ダイオード６００ａ〜６００ｃ，及び光源制御部７００を含む。
【００２１】
表示パネル１００は選択信号を伝達する複数の走査線（図示せず），前記複数の走査線と絶縁されて交差するように形成され，階調データに相当する階調電圧を伝達するためのデータ線（図示せず），及び走査線とデータ線によって定義されるピクセル領域にピクセル回路（図示せず）が形成されている。ピクセル回路は走査線とデータ線に各々ゲート電極及びソース電極が連結される薄膜トランジスタ（図示せず）と薄膜トランジスタのドレーン電極に連結されるピクセルキャパシタ（図示せず）とストレージキャパシタ（図示せず）を含む。
【００２２】
走査駆動部２００は走査線に順次に選択信号を印加し，選択信号が印加される走査線にゲート電極が連結される薄膜トランジスタを導通させる。
【００２３】
階調電圧発生部３００は階調データに相当する大きさの階調電圧を生成してデータ駆動部４００に供給する。データ駆動部４００は階調電圧発生部３００から出力される階調電圧をデータ線に印加する。
【００２４】
タイミング制御部５００は外部またはグラフィック制御器（図示せず）から階調データＲ，Ｇ，Ｂ＿ＤＡＴＡ，水平同期信号Ｈｓｙｎｃ，垂直同期信号Ｖｓｙｎｃを入力して必要な制御信号Ｓｇ，Ｓｄ，Ｓｂを各々走査駆動部２００，データ駆動部４００，及び光源制御部６００に供給し，階調データＲ，Ｇ，Ｂ＿ＤＡＴＡを階調電圧発生部３００に供給する。
【００２５】
発光ダイオード６００ａ〜６００ｃは各々赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）に相当する光を表示パネル１００に出力し，光源制御部７００は発光ダイオード６００ａ〜６００ｃの点灯時期を制御する。本発明の一実施形態によると，データ駆動部４００から当該階調データをデータ線に供給する時点と，光源制御部７００によって赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の発光ダイオードを点灯させる時点はタイミング制御部５００によって提供される制御信号によって同期させることができる。
【００２６】
本発明の一実施形態によると，表示パネル１００に形成された複数のピクセルは赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）のサブピクセルに分けて形成されず，一つのピクセルを使用して時分割駆動により赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）を表示する。
【００２７】
具体的には，タイミング制御部５００は１フレームを少なくとも三つのフィールドに分け，表示パネル１００に形成された左眼と右眼用ピクセルが第１フィールドでは赤色（Ｒ）を表示し，第２フィールドでは緑色（Ｇ），第３フィールドでは青色（Ｂ）を表示するように制御する。
【００２８】
したがって，隣接したピクセル単位で左右映像を表現することができて観察距離を適正な水準に合わせることができ，赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）映像の観察地点が実質的に同一になって色分散現象を防止することができる。
【００２９】
より具体的には，バリア方式で実現された立体映像表示方式をモバイル電話など小型端末機に適用させる場合，適正な観察距離である３００〜４００ｍｍを確保するためにバリアからイメージピクセルまでの距離を可能な限り短縮しなければならず，バリアと表示パネルとを互いに密着させなければならない。しかし，バリアと表示パネルは一般にガラスを使用し，各々は一定の厚さがあるためにバリアからイメージピクセルまでの距離を減らすことは難しくなる。このように，バリアとイメージピクセルまでの距離が固定された状態では観察距離とピクセルピッチとの間に互いに反比例の関係が成立し，図１のようにサブピクセル別に左眼映像と右眼映像を表示する場合の観察距離は適正観察距離である３００〜４００ｍｍより非常に大きい値を有する。
【００３０】
しかし，図２のように三つのサブピクセルを並べて単位ピクセルを構成すると，一つのピクセル毎に左眼映像と右眼映像を表示する場合にはピクセルピッチが長くなるので，観察距離の短縮効果を得ても，前述のように色分散現象が発生して画質が悪くなる。
【００３１】
したがって，本発明の一実施形態では赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），及び青色（Ｂ）のサブピクセルを空間的に分けずに，一つのピクセルのみを使用して，３原色の時分割駆動によって赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），及び青色（Ｂ）を表示して色分散現象を発生させずに，適正な観察距離を確保することができる。
【００３２】
以下，図４〜図７を参照して本発明の一実施形態による駆動方法をより詳細に説明する。ただし，以下では１フレームを三つのフィールドに分けて駆動する場合を例として説明する。
【００３３】
図４〜図６は各々第１〜第３フィールドで本発明の一実施形態による立体映像表示装置によって表示される映像を示した図面であり，図７は１フレーム期間内に表示される映像を示した図面である。
【００３４】
図４〜図７に示されているように，本発明の一実施形態による表示パネル１００はタイミング制御部５００から３次元映像信号である階調データＲ，Ｇ，Ｂ＿ＤＡＴＡの提供を受けて，例えば奇数番目ピクセル１１１を通じて左眼映像を表示し，偶数番目ピクセル１１２を通じて右眼映像を表示する。
【００３５】
そして，図４に示されているように第１フィールドで左眼映像用ピクセルと右眼映像用ピクセルに赤色（Ｒ）に対応する階調電圧を印加し，図５に示されているように第２フィールドでは緑色（Ｇ）に対応する階調電圧を印加し，図６に示されているように第３フィールドでは青色（Ｂ）に対応する階調電圧を印加する。
【００３６】
つまり，赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）のサブピクセルを空間的に分けずに一つのピクセルのみ使用して時分割駆動により赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）を表示することによって，図７のように一つのピクセルからでてきた光が設計された観察距離で一地点に集まって色分散現象がなくなる。そして，ピクセル単位で映像を分離するので観察距離を適正な水準に合わせることができる。
【００３７】
例えば，一般的な立体映像表示装置では，フレーム周波数６０Ｈｚで赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）のサブピクセルを同時に表示させて映像を構成する反面，本発明の一実施形態による立体映像表示装置では，フレーム周波数１８０Ｈｚで赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）を同一ピクセルに順次表示するので，結果的に６０Ｈｚのフレームが完成する。
【００３８】
その結果，人の残像効果により赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）各々の色が合わせられて見え，１フレーム期間内に特定位置の赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）成分が同じ位置で表示されて，結局色分散のない立体映像表示装置を実現することができる。
【００３９】
また，本発明の一実施形態による立体映像表示装置の一つのピクセルのピッチは同じ解像度とサイズを有する一般的な立体映像表示装置のサブピクセルピッチより３倍程度大きくなる。したがって，観察距離が短くなるので，ピクセル単位で左右映像を分離する方式のような効果を得ることができる。
【００４０】
本発明の一実施形態によると，表示パネル１００の前面に透過領域と非透過領域とを有するバリア１１０を液晶シャッターを利用して形成することができる。液晶シャッターは液晶の分子配列を利用して映像の透過または遮断を行う。具体的に液晶は印加される電圧により分子配列が変化して，分子配列に応じて複屈折性，異色性，光散乱性などの変調が生じる。このような光変調作用を使用して映像の透過または遮断を行う。つまり，液晶シャッターは交互に配列された左眼映像透過領域と右眼映像透過領域を含み，受信される駆動信号によって各領域が開放されたり遮断されたりする。したがって，観察者は左眼映像透過領域を通過した左眼映像を左目で観察し，右眼映像透過領域を通過した右眼映像を右目で観察する。
【００４１】
このように，液晶シャッターを利用してバリアを形成する場合には，液晶の分子配列を制御することによって３次元の立体映像だけでなく２次源映像までも表現することができる立体映像表示装置を提供することができる。
【００４２】
以上，本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが，本発明の権利範囲はこれに限定されず，特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形及び改良形態もまた本発明の権利範囲に属する。
【００４３】
また，本発明の実施形態ではバリアが左眼映像と右眼映像の２つの視認角度を有する場合を例として説明したが，３つ以上の複数の透過領域が備えられ，透過領域を時分割的に順次に開放するように動作する３つ以上の視認角度を有する場合にも本発明を適用することができる。
【００４４】
さらに，図４〜図６では一フィールド期間内に左眼映像用ピクセルと右眼映像用ピクセルが互いに同一な色相の映像を表示すると記したが，実施形態によっては左眼映像用ピクセルと右眼映像用ピクセルが同一フィールド期間内に互いに異なる色相で表示するように駆動することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】従来の立体映像表示装置を示した説明図である。
【図２】従来の他の立体映像表示装置を示した説明図である。
【図３】本発明の一実施形態による立体映像表示装置を概略的に示すブロック図である。
【図４】第１フィールドで本発明の一実施形態による立体映像表示装置によって表示される映像を示した説明図である。
【図５】第２フィールドで本発明の一実施形態による立体映像表示装置によって表示される映像を示した説明図である。
【図６】第３フィールドで本発明の一実施形態による立体映像表示装置によって表示される映像を示した説明図である。
【図７】１フレーム期間内に本発明の一実施形態による立体映像表示装置によって表示される映像を示した説明図である。
【符号の説明】
【００４６】
１００  表示パネル
１１０  バリア
１１１  奇数番目ピクセル
１１２  偶数番目ピクセル
２００  走査駆動部
３００  階調電圧発生部
４００  データ駆動部
５００  タイミング制御部
６００ａ〜６００ｃ  発光ダイオード
７００  光源制御部
Ｒ，Ｇ，Ｂ＿ＤＡＴＡ  階調データ
Ｈｓｙｎｃ  水平同期信号
Ｓｇ，Ｓｄ，Ｓｂ  制御信号
Ｖｓｙｎｃ  垂直同期信号
【図１】
2006018216.tif 000003
【図２】
2006018216.tif 000004
【図３】
2006018216.tif 000005
【図４】
2006018216.tif 000006
【図５】
2006018216.tif 000007
【図６】
2006018216.tif 000008
【図７】
2006018216.tif 000009