KR100583038B1

KR100583038B1 - 3D Image Display

Info

Publication number: KR100583038B1
Application number: KR1020030073841A
Authority: KR
Inventors: 심용식; 조성민; 정재완; 박순룡; 박준오; 박종진
Original assignee: 주식회사 엘지에스
Priority date: 2003-10-22
Filing date: 2003-10-22
Publication date: 2006-05-24
Also published as: KR20050038482A

Abstract

본 발명은, 광원인 백라이트유닛과, 상기 백라이트유닛의 전방에 설치되어 평면영상을 표시하는 패널과, 상기 백라이트유닛과 상기 패널 사이에 설치되는 스트라이프유닛과, 상기 스트라이프패턴 전방에 배치되는 렌티큘러렌즈시트를 갖는 입체영상 표시장치에 있어서, 상기 스트라이프유닛은 교호적으로 반복구동되는 투명슬릿과 비투명슬릿 패턴을 가지고 상기 백라이트유닛과 상기 패널 사이에 설치되는 유기 EL 셔터방식의 스트라이프패턴과, 전원 조절에 의해 상기 유기 EL 셔터를 100Hz 내지 150Hz의 구동주기로 반복 구동시키는 스트라이프구동수단을 가지며; 상기 렌티큘러렌즈시트는 상기 스트라이프패턴 전방에 0mm 내지 3mm 거리로 배치되며, 200μm 내지 500μm 피치와 600μm 내지 900μm을 갖는 다수의 부분원호상 렌티큘러렌즈들로 형성되어 상기 투명슬릿 패턴과 상기 비투명슬릿 패턴을 통과하는 영상정보를 각각 관찰자의 양안에 번갈아가면서 굴절 집속시키는 것을 특징으로 한다. The present invention provides a backlight unit as a light source, a panel installed in front of the backlight unit to display a planar image, a stripe unit installed between the backlight unit and the panel, and a lenticular lens sheet disposed in front of the stripe pattern. In the three-dimensional image display device having a display panel, the stripe unit has an organic EL shutter-type stripe pattern provided between the backlight unit and the panel having a transparent slit and a non-transparent slit pattern alternately repeatedly driven, and to control power Stripe driving means for repeatedly driving the organic EL shutters at a driving cycle of 100 Hz to 150 Hz; The lenticular lens sheet is disposed at a distance of 0 mm to 3 mm in front of the stripe pattern, and is formed of a plurality of partial arc-shaped lenticular lenses having a pitch of 200 μm to 500 μm and 600 μm to 900 μm to form the transparent slit pattern and the non-transparent slit pattern. Refractive focusing is characterized by alternating the image information passing through each of the observer's eyes.

이에 의하여, 고휘도와 넓은 시야각을 구현할 수 있고 높은 해상도를 확보할 수 있는 입체영상 표시장치가 제공된다. As a result, a stereoscopic image display device capable of realizing high luminance and a wide viewing angle and securing a high resolution is provided.

입체영상, 패널, 스트라이프, 렌티큘러, 3차원 영상, LC 셔터 3D, Panel, Stripe, Lenticular, 3D Image, LC Shutter

Description

Stereoscopic Display Device {3D Image Display}

도 1은 종래 입체영상 표시장치의 개략도,1 is a schematic diagram of a conventional stereoscopic image display device;

도 2는 본 발명에 따른 입체영상 표시장치의 개략도,2 is a schematic diagram of a stereoscopic image display device according to the present invention;

도 3은 도 2의 입체영상 표시장치의 단면도, 3 is a cross-sectional view of the stereoscopic image display device of FIG.

도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 입체영상 표시장치의 렌티큘러렌즈와 스트라이프패턴의 설계치를 얻기 위한 도면.4 to 6 are diagrams for obtaining design values of a lenticular lens and a stripe pattern of a stereoscopic image display device according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

10 : 백라이트유닛 20 : 패널10: backlight unit 20: panel

30 : 스프라이트유닛 31 : 스프라이프패턴30: Sprite Unit 31: Sprite Pattern

33 : 투명슬릿 35 : 비투명슬릿33: transparent slit 35: non-transparent slit

40 : 렌티큘러렌즈시트 41 : 렌티큘러렌즈40: lenticular lens sheet 41: lenticular lens

본 발명은, 입체영상 표시장치에 관한 것이다. The present invention relates to a stereoscopic image display device.

3차원 입체화상은 두 눈을 통한 스테레오 시각(stereoscopy)의 원리에 의해 이루어지는데, 이는 두 눈의 시차 즉, 두 눈이 가로방향으로 약 65mm 정도 이격되 어 있기 때문에 발생되는 양안시차(binocular display)에 의해 입체감을 느끼도록 하는 원리이다. Three-dimensional stereoscopic image is based on the principle of stereoscopy through two eyes, which is the binocular disparity caused by the parallax of two eyes, that is, because they are spaced about 65mm in the horizontal direction. It is a principle that makes you feel a three-dimensional effect.

일반적으로 3차원 입체화상을 구현하는 방식에는 홀로그래픽 방식과 입체용 특수안경을 사용하는 방식, 그리고, 입체용 특수안경을 사용하지 않는 비안경식으로 스테레오스코픽(stereoscopic)방식 세 가지로 분류된다. In general, three-dimensional stereoscopic images are classified into three types: a holographic method, a stereoscopic special glasses, and a non-stereoscopic type without stereoscopic glasses.

이 중 스테레오스코픽 방식의 대표적인 입체영상 표시장치의 예로는 렌티큘러(Lenticular)방식 및/또는 페러랙스 베리어(Parallax barrier)방식을 이용하는 입체영상 표시장치를 꼽을 수 있다. Among the representative stereoscopic image display apparatuses of the stereoscopic type, a stereoscopic image display apparatus using a lenticular method and / or a Paraallax barrier method may be used.

이러한 스테레오스코픽 방식의 입체영상 표시장치의 간략한 구성도가 도 1에 도시되어 있다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 종래 스테레오스코픽 방식의 입체영상 표시장치의 구조는 패널(101) 전방에 렌티큘러 부재 및/또는 페러랙스 베리어 부재가 설치되어 있다. (이하에서는 렌티큘러 부재 및/또는 페러랙스 베리어 부재를 "입체영상 표시부재(110)"라 함)A schematic diagram of the stereoscopic stereoscopic display device is shown in FIG. 1. As shown in the figure, the conventional stereoscopic stereoscopic display device has a lenticular member and / or a parallax barrier member installed in front of the panel 101. (Hereinafter, the lenticular member and / or the parallax barrier member are referred to as the "stereoscopic image display member 110")

이러한 종래 입체영상 표시장치는 백라이트유닛(미도시)으로부터 빛이 패널(101)로 전달되어 패널(101)에 평면 영상이 표시되고, 패널(101)에서 표시되는 평면 영상이 입체영상 표시부재(110)에서 좌안영상과 우안영상으로 분리되어 관찰자의 좌안과 우안에 각각 독립된 영상으로 인식되어 관찰자는 평면영상을 입체영상으로 인식하게 된다. In the conventional stereoscopic image display device, light is transmitted from the backlight unit (not shown) to the panel 101 to display a planar image on the panel 101, and the planar image displayed on the panel 101 is a stereoscopic image display member 110. ) Is divided into left eye image and right eye image, and the observer recognizes the planar image as a stereoscopic image.

그런데, 이러한, 종래 입체영상 표시장치는 입체영상 표시부재에 형성된 줄무늬 형상의 슬릿을 갖는 스플리트(splitter)에 의해서. 좌안영상과 우안영상이 분 리되기 때문에, 백라이트로부터 발산되는 빛이 스플리트의 블랙마스크(Black mask)에 가려지게 된다. 이에 의해서, 휘도가 저하되고 시야각이 좁아지는 문제점이 발생한다. However, the conventional stereoscopic image display device is divided by a splitter having a stripe-shaped slit formed on the stereoscopic image display member. Since the left eye image and the right eye image are separated, light emitted from the backlight is obscured by the black mask of the split. This causes a problem that the luminance is lowered and the viewing angle is narrowed.

또한, 백라이트로부터 발산되는 빛이 스플리트의 복수 영역에서 투과되어 관찰자의 관점(View Point)이 증가하기 때문에, 이에 반비례하여 해상도가 저하되는 문제점이 발생한다. In addition, since light emitted from the backlight is transmitted through a plurality of regions of the split, the view point of the observer increases, so that the resolution decreases in inverse proportion thereto.

따라서, 본 발명의 목적은, 고휘도와 넓은 시야각을 구현할 수 있고 높은 해상도를 확보할 수 있는 입체영상 표시장치를 제공하는 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a stereoscopic image display device capable of realizing high brightness and a wide viewing angle and ensuring high resolution.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 광원인 백라이트유닛과, 상기 백라이트유닛의 전방에 설치되어 평면영상을 표시하는 패널과, 상기 백라이트유닛과 상기 패널 사이에 설치되는 스트라이프유닛과, 상기 스트라이프패턴 전방에 배치되는 렌티큘러렌즈시트를 갖는 입체영상 표시장치에 있어서, 상기 스트라이프유닛은 교호적으로 반복구동되는 투명슬릿과 비투명슬릿 패턴을 가지고 상기 백라이트유닛과 상기 패널 사이에 설치되는 유기 EL 셔터방식의 스트라이프패턴과, 전원 조절에 의해 상기 유기 EL 셔터를 100Hz 내지 150Hz의 구동주기로 반복 구동시키는 스트라이프구동수단을 가지며; 상기 렌티큘러렌즈시트는 상기 스트라이프패턴 전방에 0mm 내지 3mm 거리로 배치되며, 200μm 내지 500μm 피치와 600μm 내지 900μm을 갖는 다수의 부분원호상 렌티큘러렌즈들로 형성되어 상기 투명슬릿 패턴과 상기 비투명슬릿 패턴을 통과하는 영상정보를 각각 관찰자의 양안에 번갈아가면서 굴절 집속시키는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치에 의해서 달성된다. The object is, according to the present invention, a backlight unit which is a light source, a panel installed in front of the backlight unit to display a planar image, a stripe unit provided between the backlight unit and the panel, and in front of the stripe pattern In a stereoscopic image display apparatus having a lenticular lens sheet disposed therein, the stripe unit has an organic EL shutter-type stripe pattern disposed between the backlight unit and the panel with a transparent slit and a non-transparent slit pattern alternately repeatedly driven. And stripe driving means for repeatedly driving the organic EL shutter at a driving cycle of 100 Hz to 150 Hz by power supply adjustment; The lenticular lens sheet is disposed at a distance of 0 mm to 3 mm in front of the stripe pattern, and is formed of a plurality of partial arc-shaped lenticular lenses having a pitch of 200 μm to 500 μm and 600 μm to 900 μm to form the transparent slit pattern and the non-transparent slit pattern. It is achieved by a three-dimensional image display device characterized in that the image information passing through each of the observer's eyes alternately focusing refraction.

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이하에서는 첨부된 도면을 가지고 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 입체영상 표시장치의 개략도이고, 도 3은 도 2의 입체영상 표시장치의 단면도이다. 이들 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 입체영상 표시장치(1)는 광원인 백라이트유닛(10)과, 백라이트유닛(10)으로부터 전달되는 빛에 의해 평면영상을 표시하는 패널(20)과, 백라이트유닛(10)과 패널(20) 사이에 설치되는 스트라이프 유닛과, 스프라이프 전방에 설치되는 렌티큘러렌즈시트(40)를 포함한다. 2 is a schematic diagram of a stereoscopic image display device according to the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the stereoscopic image display device of FIG. 2. As shown in these drawings, the stereoscopic image display apparatus 1 according to the present invention is a panel 20 for displaying a planar image by the backlight unit 10 as a light source and the light transmitted from the backlight unit 10. And a stripe unit provided between the backlight unit 10 and the panel 20, and a lenticular lens sheet 40 installed in front of the stripe.

백라이트유닛(10)은 일반적인 LCD 디스플레이장치와 마찬가지로 광원(미도시)과 도광판(미도시) 및 홧산시트(미도시)와 집광필름(미도시) 등의 적층 구조를 가지고 있으며, 패널(20)은 백라이트유닛(10)의 전방에 스트라이프패턴(31)과 렌티큘러렌즈시트(40)의 설치공간을 두고 설치되어 있다. The backlight unit 10 has a laminated structure such as a light source (not shown), a light guide plate (not shown), a non-acid sheet (not shown), a light collecting film (not shown), and the like. The stripe pattern 31 and the lenticular lens sheet 40 are provided in front of the backlight unit 10 so as to be installed.

스트라이프유닛(30)은 투명슬릿(33)과 비투명슬릿(35) 패턴이 길이방향을 따라 교호적으로 형성되어 있는 스트라이프패턴(31)과, 스트라이프패턴(31)을 길이방향 양측으로 반복적으로 구동시키는 스트라이프구동수단(미도시)을 갖는다. 여기서, 스프라이트패턴의 구동주기는 100Hz 내지 150Hz인 것이 바람직하다. The stripe unit 30 repeatedly drives the stripe pattern 31 in which the transparent slit 33 and the non-transparent slit 35 patterns are alternately formed along the longitudinal direction, and the stripe pattern 31 to both sides in the longitudinal direction. It has a stripe driving means (not shown). Here, the driving period of the sprite pattern is preferably 100Hz to 150Hz.

여기서, 스트라이프유닛(30)은 유기 EL 패널을 사용하는 유기 EL 셔터로 제작하고, 구동수단은 전원공급을 제어하여 밝고 어둠차이를 번갈아 가면서 바꾸어주는 구성하는 것이 기계적인 진동을 방지할 수 있어 바람직하고 보다 쉽게 제작이 가능하다. 특히, 유기 EL 셔터의 경우는 구동 전력이 감소됨으로 소비 전력 측면에서 장점을 가진다. Here, the stripe unit 30 is manufactured with an organic EL shutter using an organic EL panel, and the driving means controls the power supply so as to alternately change the bright and dark differences to prevent mechanical vibration. It is easier to manufacture. In particular, the organic EL shutter has an advantage in terms of power consumption because the driving power is reduced.

렌티큘러렌즈시트(40)는 시트의 길이방향을 따라 원호단면상의 렌티큘러렌즈(41)가 정렬되어 있는 구조를 가지고 있다. 이때, 렌티큘러렌즈(41)의 피치(P_L)는 약 200μm 내지 500μm, 렌티큘러렌즈(41)의 곡률반경(R)은 600μm 내지 900μm으로 제작되고, 렌티큘러렌즈시트(40)와 스트라이프패턴(31)간의 거리는 0mm 내지 3mm 인 것이 바람직하다. 이 수치는 후술할 렌티큘러렌즈시트(40)의 설계식과 렌티큘러렌즈시트(40)와 스트라이프패턴(31) 간의 관계 수식에 의해 도출된 것으로써, 선명한 고해상도의 입체영상에 바람직한 수치이다. The lenticular lens sheet 40 has a structure in which the lenticular lenses 41 on the arcuate cross section are aligned along the longitudinal direction of the sheet. In this case, the pitch P _L of the lenticular lens 41 is about 200 μm to 500 μm, and the radius of curvature R of the lenticular lens 41 is 600 μm to 900 μm, and the lenticular lens sheet 40 and the stripe pattern 31 are formed. It is preferable that the distance between them is 0 mm to 3 mm. This value is derived from the design formula of the lenticular lens sheet 40 to be described later, and the relationship formula between the lenticular lens sheet 40 and the stripe pattern 31, and is a preferable value for clear high-resolution stereoscopic images.

렌티큘러렌즈시트(40)는 스트라이프패턴(31)을 통과한 빛과 영상이 관찰자의 양안에 번갈아가면서 다른 영상정보를 제공하도록 빛을 굴절 집속하는 역할을 하는 것으로서, 렌티큘러렌즈시트(40)의 초기설계치는 다음과 같이 각 렌티큘러렌즈(41)의 매개변수(parameter)간의 수식전개를 통해 구할 수 있다. The lenticular lens sheet 40 serves to refraction and focus the light so that the light and the image passing through the stripe pattern 31 alternately provide to the observer's both eyes to provide different image information. The initial design of the lenticular lens sheet 40 is performed. The value can be obtained through the equation development between the parameters of each lenticular lens 41 as follows.

도 4는 렌티큘러렌즈 각 매개변수 간의 수식전개를 위한 부분단면도이다. 여기서, d는 렌즈(41)의 두께이고, P_L은 렌즈(41)의 피치, P_S는 스트라이프패턴(31)의 피치, l'는 렌즈(41) 끝부분에서 스트라이프패턴(31) 간의 거리, R은 렌즈(41)의 곡률반경, d₁=d-h 는 렌즈(41) 곡면 높이, D는 렌즈(41) 끝부분에서 관찰자의 눈 사이의 거리, l은 스트라이프패턴(31)에서 렌즈(41)의 제1주요점 사이의 거리, n은 매질의 굴절률, 각종 부등호 기호는 각 인자의 부호를 의미한다. 4 is a partial cross-sectional view for the mathematical development between the parameters of the lenticular lens. Here, d is the thickness of the lens 41, P _L is the pitch of the lens 41, P _S is the pitch of the stripe pattern 31, l 'is the distance between the stripe pattern 31 at the end of the lens 41 , R is the radius of curvature of the lens 41, d ₁ = dh is the height of the curved surface of the lens 41, D is the distance between the observer's eye at the end of the lens 41, l is the lens 41 in the stripe pattern 31 The distance between the first major points of), n is the index of refraction of the medium, and the various inequality symbols refer to the sign of each factor.

먼저, 렌티큘러렌즈(41)의 초점거리 f_i는 아래의 식 1에 의해 구할 수 있다. First, the focal length f _i of the lenticular lens 41 can be obtained by Equation 1 below.

(식 1)

(Equation 1)

그리고, 렌즈(41)의 제1주요점(primary principal point) H1과 제2주요점(secondary principal point) H2의 거리인 h1과 h2는 각각 아래의 식 2와 같이 도출된다. In addition, h1 and h2, which are the distance between the primary principal point H1 and the secondary principal point H2 of the lens 41, are derived as shown in Equation 2 below.

,

(식 2)

,

(Equation 2)

여기서, h₁은 제1주요점으로부터 렌즈(41)의 전방꼭지점(front vertex)까지의 거리로서 음수가 되며, h₂는 제2주요점으로부터 렌즈(41)의 후방꼭지점(back vertex)까지의 거리로서 양수가 된다. 여기서는 h₂를 0으로 둠으로서 후방 꼭지점이 기준으로 오른쪽을 양수 왼쪽 값을 음수로 표현하였다. 이하에서 h₁은 h로 표시한다. Here, h ₁ becomes negative as the distance from the first major point to the front vertex of the lens 41, and h ₂ is the distance from the second major point to the back vertex of the lens 41. It is positive as distance. Here, h _{2 is set} to 0 so that the right side is positive and the left side is negative. In the following, h ₁ is represented by h.

한편, 렌즈(41)의 폭 즉, 렌티큘러렌즈시트(40)의 주기가 P_L이라면, 도 5에 도시된 렌즈(41)의 구조에 의해서 렌즈(41)의 곡면부분의 높이 d₁과 나머지 부분의 높이 h는 아래의 관계식을 만족하게 된다. On the other hand, if the width of the lens 41, that is, the period of the lenticular lens sheet 40 is P _L , the height d ₁ and the remaining portion of the curved portion of the lens 41 by the structure of the lens 41 shown in FIG. The height h of satisfies the following expression.

d₁ + h = d (식 3)d ₁ + h = d (Equation 3)

(식 4)

(Equation 4)

식 3과 식 4에 의해서 렌즈(41)의 곡면부분 높이 d₁은 According to equations 3 and 4, the height d ₁ of the curved portion of the lens 41 is

(식 5)

(Eq. 5)

가 된다. Becomes

한편, 렌티큘러렌즈시트(40)가 관찰자의 양안에 번갈아가면서 다른 영상정보를 제공하기 위한 역할을 수행하기 위해서 반드시 만족해야하는 조건을 살펴본다. On the other hand, the lenticular lens sheet 40 looks at the conditions that must be satisfied in order to alternately play the role of providing different image information to both eyes of the observer.

첫째, 백라이트유닛(10)의 한 점에서 방출되어 스트라이프패턴을 통과하여 관찰자 쪽으로 발산되는 빛은 렌티큘러렌즈시트(40)의 각 렌티큘러렌즈(41)를 지나 관찰자 관찰면 상의 한점으로 집속되어야 한다. 이는 방출된 빛이 원하는 방향을 조명함과 동시에 빛의 퍼짐을 억제하기 위한 조건이다(이하"빛의 집속 방지조건"이라 함). 이 빛의 집속조건을 충족하지 못하면 관찰자의 양안 중 어느 한쪽 눈으로 전달되어야할 영상정보의 일부가 다른 쪽 눈으로 전달될 우려가 있다. First, the light emitted from one point of the backlight unit 10 and passed through the stripe pattern toward the viewer must be focused through one lenticular lens 41 of the lenticular lens sheet 40 to one point on the observer viewing surface. This is a condition for suppressing the spread of light at the same time the emitted light illuminates the desired direction (hereinafter referred to as "light focusing condition"). If this light focusing condition is not satisfied, some of the image information to be transmitted to either eye of the observer may be transmitted to the other eye.

이러한 빛의 집속조건을 만족할 수 있는 초점거리 { f}_{i } 는 아래의 식 6에 의해 얻을 수 있다. The focal length {f} _ {i} which can satisfy the light focusing condition can be obtained by the following Equation 6.

(식 6)

(Equation 6)

이때, 스트라이프패턴에서 렌즈(41)의 전방꼭지점까지의 거리 l' 는 식 2로부터 At this time, the distance l 'from the stripe pattern to the front vertex of the lens 41 is obtained from Equation 2.

(식 7)

(Eq. 7)

가 된다. Becomes

이상의 관계식을 연립하여 빛의 지속조건을 만족하기 위한 렌티큘러렌즈(41)의 곡률반경 R을 매개변수 l, D, n 으로 나타내면 다음 식과 같다. The curvature radius R of the lenticular lens 41 for satisfying the light sustaining condition by combining the above relations is represented by the following parameters: l, D, n.

(식 8)

(Eq. 8)

한편, 렌티큘러렌즈시트(40)가 만족해야하는 두 번째 조건은 빛의 축적조건(accumlation condition)이다. On the other hand, the second condition that the lenticular lens sheet 40 must satisfy is an accumulation condition of light.

도 6은 스트라이프패턴(31)과 렌티큘러렌즈시트(40)가 결합되어 스트라이프패턴(31)의 동작에 따라 백라이트유닛(10)에서 방출되는 빛이 한번은 우안 다음에는 좌안으로 조명되는 과정을 설명하고 있다. 여기서, K와 Ps는 각각 양안 상이의 거리와, 스트라이프패턴(31)의 피치를 의미한다. 6 illustrates a process in which the light emitted from the backlight unit 10 is illuminated once to the left eye after the stripe pattern 31 and the lenticular lens sheet 40 are coupled to each other according to the operation of the stripe pattern 31. . Here, K and Ps mean a distance between the two eyes and the pitch of the stripe pattern 31, respectively.

스트라이프패턴(31)은 스트라이프구동수단(미도시)에 의해 동작하여 투명슬릿(33)을 통해 빛을 관찰자 측으로 방출시키거나 비투명슬릿(35)을 빛을 관찰자 측으로 방출시키는 과정을 반복하게 된다. The stripe pattern 31 is operated by a stripe driving means (not shown) to repeat the process of emitting light to the observer side through the transparent slit 33 or emitting the light to the observer side of the non-transparent slit 35.

어느 순간에 투명슬릿(33)을 통해 빛이 방출된다고 라면, 이때, 렌즈1(41a) 바로 아래에 있는 스트라이프패턴(31)의 투명슬릿(33) 중심부에서 방출된 빛은 렌즈1(41a)을 지나 우안 중심에 집속되어야 하며, 이와 동시에 렌즈2(41b) 바로 아래 에 있는 스트라이프패턴(31)의 투명슬릿(33)에서 방출된 빛 역시 렌즈2(41b)를 지나 우안 중심에 집속되어야 한다. If the light is emitted through the transparent slit 33 at any moment, the light emitted from the center of the transparent slit 33 of the stripe pattern 31 directly below the lens 1 41a causes the lens 1 41a to be emitted. After passing through the center of the right eye and at the same time, the light emitted from the transparent slit 33 of the stripe pattern 31 directly below the lens 2 (41b) should also pass through the lens 2 (41b) to the center of the right eye.

즉, 빛의 축적조건이라 함은 투명슬릿(33)으로부터 방출된 빛은 바로위에 놓인 렌티큘러렌즈(41)를 각각 지나서 모두 우안으로 집중되어야 하고, 스트라이프패턴(31)이 구동하여 비투명슬릿(35)으로부터 빛이 방출되면 이 빛은 동일한 렌티큘러렌즈(41)를 각각 지나서 모두 좌안으로 집중되어야 한다는 것이다. 이러한 빛의 축적조건을 만족하지 못하면 순차적으로 우안과 좌안에 각기 다른 영상 정보를 전해줄 수 없게 된다. That is, the light accumulation condition means that the light emitted from the transparent slit 33 must be concentrated in the right eye after passing through the lenticular lens 41 placed directly above each, and the stripe pattern 31 is driven to make the non-transparent slit 35 When light is emitted from the light source, the light must be concentrated to the left eye after each of the same lenticular lenses 41. If the light accumulation conditions are not satisfied, different image information cannot be delivered sequentially to the right eye and the left eye.

이 빛의 축적조건은 광학시스템의 transverse magnification Mt 정의를 통해 다음과 식 9와 같이 수식화 될 수 있다. This light accumulation condition can be formulated as follows through the transverse magnification Mt definition of the optical system.

(식 9)

(Eq. 9)

여기서, 대상높이(object height)는 렌즈1(41a)의 광학축(optical axis)으로부터 object point(y0)까지의 수직거리이며, 영상높이(image height)는 렌즈1(41a)의 광학축(optical axis)으로부터 image point(yi)까지의 거리이다. Here, the object height is the vertical distance from the optical axis of the lens 1 41a to the object point y0, and the image height is the optical axis of the lens 1 41a. axis) to the image point (yi).

도 6과 같이, 렌티큘러렌즈(41)가 빛의 축적조건을 만족하는 경우, 렌즈1(41a)을 통과하는 빛과 렌즈2(41b)를 통과하는 빛은 동일한 Mt 값을 가져야 하는데 이를 수식화 하면 다음과 같다. As illustrated in FIG. 6, when the lenticular lens 41 satisfies the light accumulation condition, the light passing through the lens 1 41a and the light passing through the lens 2 41b should have the same Mt value. Same as

∴

(식 10)∴

(Eq. 10)

여기서, 2Ps는 스트라이프패턴(31)의 주기(또는 피치)이며, Ps는 투명슬릿(33)과 비투명슬릿(35)의 폭이고, P_L은 렌티큘러렌즈(41)의 피치이다. Here, 2Ps is a period (or pitch) of the stripe pattern 31, Ps is the width of the transparent slit 33 and the non-transparent slit 35, P _L is the pitch of the lenticular lens 41.

결국, 빛의 축적조건(accumlation condition)으로부터 렌티큘러렌즈(41)와 스트라이프패턴(31)의 피치간의 관계를 얻게 된다. As a result, the relationship between the pitch of the lenticular lens 41 and the stripe pattern 31 is obtained from the accumulation condition of light.

한편, 렌티큘러렌즈시트(40)가 만족해야하는 세 번째 조건은 고차모드(빛이 여러개의 슬릿(스트라이프패턴(31))을 통과하면 회절현상에 의거하여 보강과 상쇄간섭이 일어나게 되는데, 이들중 가장 밝은 광을 0차 모드라 칭하고, 그 외의 회절광을 고차모드(higher order)의 투과광이 상겹침이 방지될 수 있는 상겹침 방지조건(non-overlapping condition)이다. On the other hand, the third condition that the lenticular lens sheet 40 must satisfy is the high order mode (when light passes through multiple slits (stripe pattern 31), reinforcement and destructive interference occurs based on the diffraction phenomenon, the brightest of these Light is referred to as zero order mode and other diffracted light is a non-overlapping condition in which transmitted light in higher order can be prevented from overlapping.

이는 도 6에서 볼 때, 렌즈2(41b)(또는 렌즈1(41a)) 바로 아래있는 스트라이프에서 방출된 빛의 일부가 관찰자의 양안 중 한 쪽 눈으로만 전달되어야 함에도 불구하고, 렌즈1(41a)(또는 렌즈2(41b))를 통해 관찰자의 다른 쪽 눈으로 전달되는 것을 방지하여 영상이 겹쳐지게 보이는 것을 방지하기 위한 것이다. 이 조건은 스트라이프패턴(31)의 이동 피치를 포함한 전술한 수식들에 근거하여 렌티큘러렌즈시트(40)와 스트라이프패턴(31)의 설계를 정확하게 함으로써 방지할 수 있다. This is because in FIG. 6, although part of the light emitted from the stripe just below lens 2 41b (or lens 1 41a) must be transmitted only to one eye of the observer's eyes, lens 1 41a. (Or lens 2 (41b)) to prevent the transmission of the image to the other eye of the viewer to prevent the overlapping of the image. This condition can be prevented by precisely designing the lenticular lens sheet 40 and the stripe pattern 31 based on the above-described equations including the movement pitch of the stripe pattern 31.

이러한 구성에 의해서, 본 발명에 따른 입체영상 표시장치(1)는 백라이트dblst(10)로부터 패널(20)로 빛이 조사되면, 빛이 스트라이프패턴(31)과 렌티큘러렌즈시트(40)를 통과하면서 굴절집광되어 패널(20)에 표시되는 영상정보를 관찰자의 양안에 각각 다른 영상 정보로 번갈아가면서 집속시킨다. In this configuration, when the 3D image display device 1 according to the present invention emits light from the backlight dblst 10 to the panel 20, the light passes through the stripe pattern 31 and the lenticular lens sheet 40. The image information displayed on the panel 20 is refracted and focused to alternately focus on different image information in both eyes of the observer.

이때. 스트라이프패턴(31)은 스트라이프구동수단(미도시)에 의해 약 100Hz 내지 150Hz구동되어 빛이 투명슬릿(33)과 비투명슬릿(35)을 통과하는 다른 영상정보를 사용자의 양안에 번갈아가면서 집속되도록 한다. 그러면 각 슬릿을 통과하는 각각의 영상정보가 렌티큘러렌즈(41)에서 굴절집광되어 사용자의 양안에 각각 전달 됨으로서, 사용자는 넓은 시야각에서 고휘도의 선명한 입체영상을 느끼게 된다. At this time. The stripe pattern 31 is driven by a stripe driving means (not shown) so that light is focused while alternately converging the other image information passing through the transparent slit 33 and the non-transparent slit 35 in both eyes of the user. do. Then, each image information passing through each slit is refracted by the lenticular lens 41 and transmitted to both eyes of the user, so that the user can feel a high-resolution clear three-dimensional image at a wide viewing angle.

빛의 굴절 과정을 살펴보면, 스트라이프 패턴을 통과한 빛은 렌티큘러 렌즈(41)에서 굴절되고, 이때 렌티큘러 렌즈(41)의 중앙을 기준으로 빛이 좌측으로 통과된 빛은 우측눈으로 이미지상이 맺히고, 렌즈(41)의 우측으로 통과된 빛은 좌측눈으로 이미지가 맺히게 된다. 우리의 눈이 차이를 구분할 수 없을 만큼의 속도로 좌우로 영상정보를 보내게 되면 자연스럽게 입체영상을 얻을 수 있는 것이다. Looking at the refraction process of the light, the light passing through the stripe pattern is refracted by the lenticular lens 41, wherein the light passed to the left based on the center of the lenticular lens 41 forms an image image with the right eye, the lens Light passed to the right side of the image 41 forms an image with the left eye. When our eyes send image information from side to side at a speed that is indistinguishable from the difference, we can naturally obtain stereoscopic images.

여기서, 스프라이프패턴이 전술한 바와 같이, 유기 EL 셔터로 제작될 경우에는 스프라이프구동수단은 전원공급을 제어하여 밝고(투명슬릿) 어둠(비투명슬릿)차이를 번갈아 가면서 바꾸어줌으로써, 투명슬릿(33)과 비투명슬릿(35)을 통과하는 다른 영상정보가 사용자의 양안에 번갈아가면서 전달된다.Here, as described above, in the case where the sprite pattern is manufactured by the organic EL shutter, the spree driving means controls the power supply to alternately change the bright (transparent slit) and the dark (non-transparent slit) difference, thereby changing the transparent slit ( 33) and other image information passing through the non-transparent slit 35 are alternately delivered to both eyes of the user.

이러한, 입체영상 표시장치는 의료용 디스플레이장치 및 각종 통신 단말기의 디스플레이장치와, 입체게임기의 디스플레이장치 및 CAD 등의 3차원 영상정보를 필요로하는 컴퓨팅 작업분야의 디스플레이장치에 적용될 수 있다. Such a stereoscopic image display device can be applied to a display device of a medical display device requiring a 3D image information such as a medical display device and a display device of various communication terminals, a display device of a stereoscopic game machine, and a CAD.

이와 같이, 백라이트유닛으로과 패널 사이에 수평방향으로 왕복 구동 하여 상이한 영상정보를 관찰자의 양안에 각각 전달하는 스트라이프패턴을 설치하고, 스트라이프패턴 전방에 상이한 영상정보를 각각 관찰자의 양안에 번갈아가면서 굴절 집속시키는 렌티큘러렌즈시트를 설치함으로써, 휘도저하 및 시야각 저하를 방지하여 넒은 시야각에서 고휘도의 선명한 입체영상을 관찰 할 수 있다. As described above, a stripe pattern for reciprocating the horizontal direction between the backlight unit and the panel is installed to transfer different image information to each of the observer's eyes, and the refractive image is alternately focused in front of the stripe pattern while alternating different image information to the observer's both eyes. By installing the lenticular lens sheet, it is possible to observe the high brightness and clear three-dimensional image at a thin viewing angle by preventing the lowering of the brightness and the lowering of the viewing angle.

또한, 입체영상이 렌티큘러렌즈시트에서 관찰자의 양안에 각각 굴절 집속되기 때문에, 고해상도의 선명한 입체영상을 관찰 할 수 있다. In addition, since the stereoscopic images are focused on each of the observer's eyes in the lenticular lens sheet, high-resolution clear stereoscopic images can be observed.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 고휘도와 넓은 시야각을 구현할 수 있고 높은 해상도를 확보할 수 있는 입체영상 표시장치가 제공된다. As described above, according to the present invention, a stereoscopic image display device capable of realizing high brightness and a wide viewing angle and securing a high resolution is provided.

Claims

delete

3D image having a backlight unit that is a light source, a panel installed in front of the backlight unit to display a planar image, a stripe unit provided between the backlight unit and the panel, and a lenticular lens sheet disposed in front of the stripe pattern. In the display device,

The stripe unit has a transparent slit and a non-transparent slit pattern which are repeatedly driven repeatedly, an organic EL shutter type stripe pattern installed between the backlight unit and the panel, and the organic EL shutter 100Hz to 150Hz by power control. A stripe driving means for repeatedly driving at a drive cycle of;

The lenticular lens sheet is disposed at a distance of 0 mm to 3 mm in front of the stripe pattern, and is formed of a plurality of partial arc-shaped lenticular lenses having a pitch of 200 μm to 500 μm and 600 μm to 900 μm to form the transparent slit pattern and the non-transparent slit pattern. And three-dimensional image display apparatus for focusing the image information passing through each of the observer's eyes.