KR100728778B1 - Three-dimensional display device - Google Patents

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김범식
남희
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이장두
장형욱
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

본 발명은 입체 영상을 시청할 수 있는 관찰 거리를 줄여 소형 기기에 용이하게 적용되고, 색분산 현상을 최소화하여 입체 영상의 품질과 관찰 자유도를 높일 수 있는 입체 영상 표시장치에 관한 것으로서, The present invention reduces the viewing distance can watch a three-dimensional image is easily applied to small devices, with minimal chromatic dispersion phenomenon on the stereoscopic three-dimensional display device that can improve the quality and degree of freedom of observation,
좌안용 이미지에 대응하는 픽셀들과 우안용 이미지에 대응하는 픽셀들이 임의의 패턴을 가지고 형성되는 이미지 표시부와; The pixels corresponding to the image for the left eye and pixels corresponding to a right eye image to the image display section is formed to have a random pattern; 이미지 표시부의 어느 일면에 배치되고, 광 차단부들과 광 투과부들을 구비하여 이미지 표시부에서 구현된 좌안 이미지와 우안 이미지를 각각 사용자의 좌안 방향과 우안 방향으로 분리시키는 패럴랙스 베리어와; Arranged on either side of the image display unit, and having light shielding portions and light transmitting parallax barrier for each separate user in the left-eye direction and a right eye direction of the left-eye image and the right-eye image implemented in the image display unit and; 패럴랙스 베리어의 어느 일면에 배치되고, 이미지 표시부의 한 픽셀 내에 구비된 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 서브 픽셀들의 광 경로를 제어하여 R, G, B 광 경로를 모아주는 광 경로 제어부를 포함하는 입체 영상 표시장치를 제공한다. Arranged on either side of the parallax barrier, the red (R), green (G), and blue provided in one pixel of the image display portion (B) by controlling the optical path of the sub-pixels that collect the R, G, B of the optical path provides a stereoscopic image display device including the light path control part.
입체영상, 3차원영상, 패럴랙스베리어, 오토스테레오스코피, 이미지표시부, 광경로제어 Three-dimensional image, three-dimensional image, a parallax barrier, auto-stereoscopy, an image display unit, control the optical path

Description

입체 영상 표시장치 {THREE-DIMENSIONAL DISPLAY DEVICE} The stereoscopic image display device {THREE-DIMENSIONAL DISPLAY DEVICE}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시장치의 부분 분해 사시도이다. 1 is a partial exploded perspective view of the stereoscopic image display device according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시장치의 부분 단면도이다. Figure 2 is a partial cross-sectional view of a three-dimensional display device according to an embodiment of the present invention.

도 3은 패럴랙스 베리어의 일 실시예 구성을 나타낸 개략도이다. Figure 3 is a schematic diagram showing the configuration an embodiment of the parallax barrier.

도 4는 VPG로 이루어진 광 경로 제어부의 구성을 도시한 개략도이다. Figure 4 is a schematic diagram showing the configuration of the light path control part consisting of VPG.

도 5는 패럴랙스 베리어를 사용하는 종래 기술에 의한 입체 영상 표시장치의 개략도이다. Figure 5 is a schematic diagram of a stereoscopic image display apparatus according to the prior art using a parallax barrier.

도 6은 도 5에 도시한 입체 영상 표시장치의 부분 단면도이다. Figure 6 is a partial cross-sectional view of a three-dimensional image display apparatus shown in Fig.

도 7은 패럴랙스 베리어를 사용하는 다른 종래 기술에 의한 입체 영상 표시장치의 개략도이다. Figure 7 is a schematic diagram of a stereoscopic image display device according to another prior art using a parallax barrier.

본 발명은 입체 영상 표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 패럴랙스 베리어(parallax barrier)를 사용하는 오토스테레오스코피(autostereoscopy) 방식의 입체 영상 표시장치에 관한 것이다. The present invention relates to a stereoscopic image display device, and more particularly to auto-stereoscopy (autostereoscopy) system three-dimensional display device that uses the parallax barrier (parallax barrier).

일반적으로 입체 영상 표시장치는 사용자의 좌안과 우안에 서로 다른 이미지를 제공하여 사용자가 보는 영상에 거리감과 입체감을 느끼도록 하는 장치로서, 사용자가 편광 안경과 같은 장비를 착용하지 않고도 입체 영상을 시청할 수 있는 오토스테레오스코피 장치가 공지되어 있다. Generally, a stereoscopic image display device provides different images to a user's left and right eyes to the user and a viewing apparatus to feel a sense of distance and three-dimensional appearance to the image, the user can view a stereoscopic image without wearing the device, such as polarizing glasses Auto-stereoscopy device that is well known.

통상의 오토스테레오스코피 장치는 이미지 표시부 전면에 패럴랙스 베리어, 렌티큘러 렌즈(lenticular lens) 또는 마이크로렌즈 어레이(microlens array) 등을 구비하여 이미지 표시부에서 구현된 좌안용 이미지와 우안용 이미지를 각각 사용자의 좌안 방향과 우안 방향으로 공간 분할하는 방식을 채택하고 있다. Conventional auto stereoscopy apparatus parallax barrier, a lenticular lens (lenticular lens) or a micro lens array (microlens array), etc. and a left-eye image and the left eye the image for each of the user's right eye for the implementation in the image display unit having an image display front It adopts a method for dividing the space in the direction and right direction.

특히 패럴랙스 베리어는 투과형 액정 표시소자를 응용한 액정 셔터로 제작될 수 있으며, 이 경우 2차원 모드와 3차원 모드의 변환이 가능한 장점이 있어 노트 피시(PC)나 모바일 폰 등에 용이하게 적용될 수 있다. In particular, a parallax barrier may be made of the liquid crystal shutter by applying the transmission type liquid crystal display device, in which case there is a possible advantage conversion of the two-dimensional mode and the 3D mode can be easily applied to a notebook fish (PC) or mobile phone .

도 5는 패럴랙스 베리어를 사용하는 종래 기술에 의한 입체 영상 표시장치의 개략도이고, 도 6은 도 5에 도시한 입체 영상 표시장치의 부분 단면도이다. 5 is a schematic diagram of a stereoscopic image display apparatus according to the prior art using a parallax barrier, and Fig. 6 is a partial cross-sectional view of a three-dimensional image display apparatus shown in Fig.

도면을 참고하면, 이미지 표시부(1)에는 적색(R)과 녹색(G) 및 청색(B)의 서브 픽셀들(3a, 3b)이 한 세트를 이루며 이미지 표시부(1)의 행(row) 방향(도면의 X축 방향)을 따라 반복 배치된다. Referring to the drawings, an image display unit (1), red (R), green (G) and the line (row) direction of the blue (B) sub-pixels of the image display unit (1) (3a, 3b) constitute the two sets of repeat is disposed along the (X axis direction in the drawing). 이러한 각각의 서브 픽셀(3a, 3b)에는 좌안 영상 신호(Le)와 우안 영상 신호(Ri) 중 어느 하나의 영상 신호가 입력되는데, 통상적으로 이미지 표시부(1)의 행 방향을 따라 위치하는 서브 픽셀(3) 각각에 우안 영상 신호(Ri)와 좌안 영상 신호(Le)가 교대로 반복 입력된다. There is there is any one of video signals of the left-eye image signal (Le) and the right-eye image signal (Ri) input of each of these sub-pixels (3a, 3b), generally sub-positioned along the row direction of the image display unit (1) pixels 3, the right-eye image signal (Ri) and the left-eye image signal (Le) in each shift are input to the repetition.

패럴랙스 베리어(5)는 이미지 표시부(1)의 열(column) 방향(도면의 Y축 방향)을 따라 길게 배열된 슬릿 형상의 광 차단부들(7)과 광 투과부들(9)로 이루어지며, 이미지 표시부(1)의 행 방향을 따라 위치하는 서브 픽셀들(3) 가운데 적어도 2개의 서브 픽셀(3)마다 하나의 광 투과부(9)가 대응 배치되도록 구성된다. A parallax barrier (5) is made of a column (column) direction (Y-axis direction in the drawing) to hold the optical block of the array, the slit shape along portions 7 and light transmitting portions (9) of the image display unit (1), among the sub-pixels (3) which is located along the row direction of the image display unit (1) each of at least two sub-pixels 3 is configured such that a light transmission portion (9) disposed response.

전술한 구성에 의해, 이미지 표시부(1)의 우안용 서브 픽셀들(3a)에서 구현된 우안 이미지는 패럴랙스 베리어(5)의 광 투과부(9)를 거쳐 사용자의 우안 방향으로 분리되고, 이미지 표시부(1)의 좌안용 서브 픽셀들(3b)에서 구현된 좌안 이미지는 패럴랙스 베리어(5)의 광 투과부(9)를 거쳐 사용자의 좌안 방향으로 분리된다. The right-eye images are separated by a right eye direction of the user through the light transmission portion (9) of the parallax barrier 5, and an image display unit implemented by the above-mentioned configuration, the sub-pixels for the right eye image display unit (1) (3a) the left-eye image implemented on the sub-pixels for the left eye (3b) of the (1) is via a light transmission portion (9) of the parallax barrier 5 is separated into the left eye direction of the user. 이로써 사용자는 이미지 표시부(1)의 영상을 입체 영상으로 인식하게 된다. Thereby the user is aware the image of the image display unit 1 in a three-dimensional image.

아래 수식들은 전술한 입체 영상 표시장치에서 도출된 기하 광학식으로서, 편의상 모든 매질의 굴절률을 1로 가정하였다. Following formulas are derived from the optical geometry as the above-described three-dimensional display device, the refractive index was assumed for the sake of convenience all medium to 1. 보다 정확한 계산을 위해서는 각 경계면에서 스넬(Snell)의 법칙을 적용해야 한다. For a more accurate calculation it must be applied to Snell's law (Snell) at each interface.

Figure 112004049673513-pat00001

Figure 112004049673513-pat00002

Figure 112004049673513-pat00003

여기서, r은 이미지 표시부(1)의 이미지 표시면과 패럴랙스 베리어(5)의 이 미지 분리면간 거리이고, B는 패럴랙스 베리어(5)의 광 투과부(9) 피치이고, b는 패럴랙스 베리어(5)의 광 투과부(9) 폭이고, R은 관찰 거리이고, L은 이미지 표시부(1)의 서브 픽셀(3a, 3b) 피치이고, M은 서브 픽셀들(3a, 3b) 사이에 위치하는 흑색층(11)의 폭이고, e는 이미지 분리 거리 또는 양안 거리로서 통상의 경우 65mm로 설정된다. Here, r is the image separation interplanar distance of the image display surface and the parallax barrier 5 of the image display unit (1), B is a light transmission portion (9) of the parallax barrier 5, the pitch, b is the parallax barrier and (5) the light transmission portion (9) width, and R is a viewing distance, L is a sub-pixel (3a, 3b) the pitch of the image display unit (1), M is positioned between the sub-pixels (3a, 3b) the width of the black layer (11), e is set to the conventional case as 65mm image separation or both eyes distance.

그런데 전술한 입체 영상 표시장치에서 이미지 표시부(1)가 액정 표시소자(LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 유기전계 발광소자(OLED)와 같은 평판 소자로 구성되고, 패럴랙스 베리어(5)가 액정 셔터로 구성되는 경우, 사용자가 실제 입체 영상을 시청할 수 있는 관찰 거리(R)는 대략 300~400mm 이상이 된다. However, the image in the above-described three-dimensional display device the display unit 1 is composed of a flat panel device such as a liquid crystal display (LCD), plasma display panel (PDP), organic light emitting device (OLED), a parallax barrier 5 is If the configuration of a liquid crystal shutter, viewing distance that a user can view a real three-dimensional image (R) is approximately more than 300 ~ 400mm. 이러한 관찰 거리는 입체 영상 표시장치가 모바일 폰이나 피디에이(PDA; personal digital assistants)와 같은 소형 기기 적용시에는 적합하지 않은 관찰 거리이다. This observation distance is a stereoscopic image display device is a mobile phone or pidieyi; a viewing distance are not suitable when applied to small devices such as (PDA personal digital assistants).

이로써 소형 기기에서 300~400mm 이내의 적절한 관찰 거리를 확보하기 위해서는 r을 최대한 줄여야 하며, 이를 위해서는 평판 소자에 액정 셔터를 최대한 밀착시켜야 한다. Thus in order to ensure an appropriate viewing distance of less than 300 ~ 400mm in small devices and to reduce as much as possible r, it is necessary to maximize contact of the liquid crystal shutter to the plate element for this. 이 때, r은 평판 소자의 이미지 표시면과 액정 셔터의 액정층간 거리로 정의할 수 있다. At this time, r is defined by the liquid crystal layer distance of the image display surface of the flat plate and the liquid crystal shutter elements. 그러나 평판 소자와 액정 셔터는 각각 일정한 두께의 유리 기판을 구비하고 있으므로 r 축소에 따른 관찰 거리 축소에는 일정한 한계가 있다. However, flat plate element and the liquid crystal shutter is so provided with a glass substrate of a predetermined thickness, respectively, the observed reduction of the distance r is reduced a certain limit.

한편, 전술한 문제점을 해소하기 위하여 도 7에 도시한 바와 같이, 이미지 표시부(13)에서 픽셀 단위로 좌안 영상 신호(Le)와 우안 영상 신호(Ri)를 입력받아 좌안 이미지와 우안 이미지를 표시하고, 이미지 표시부(13)에서 구현된 좌안 이미 지와 우안 이미지를 패럴랙스 베리어(15)의 광 투과부(17)를 통해 각각 사용자의 좌안 방향과 우안 방향으로 분리시키는 방식이 제안되었다. On the other hand, as shown in Figure 7. In order to solve the problems described above, it receives the left-eye image signal (Le) and the right-eye image signal (Ri), in pixels, on the image display unit 13 and displays the left-eye image and the right eye image , the left eye already method of separating the paper and each of the user left eye direction and a right eye direction through the light transmission portion 17 of the parallax barrier 15, the right-eye image implemented in the image display unit 13 have been proposed. 이 방식에서는 L이 서브 픽셀 피치가 아닌 픽셀 피치가 되므로, 이에 반비례하여 관찰 거리가 작아지는 장점을 갖는다. In this method, since the pixel pitch L is not a sub-pixel pitch, in inverse proportion thereto has the advantage that observation distance is smaller.

그러나 픽셀 단위로 좌안 이미지와 우안 이미지를 분리하는 경우에는 도 7에 도시한 바와 같이 R, G, B 각각의 서브 픽셀로부터 나온 빛이 한 위치에 모이지 않고 퍼지는 색분산 현상이 일어나게 된다. However, this is to occur has a chromatic dispersion phenomenon spreads the light from the R, G, B of each sub-pixel does collect on the position as shown in Figure 7. When separating the left-eye image and right eye image pixels.

이와 같이 색분산 현상이 일어나면 입체 영상을 보는 관찰자가 시선을 약간만 좌우로 움직여도 영상의 색이 퍼져 보이기 때문에 혼란스러움을 느끼게 될 수 있으며, 그 결과 입체 영상의 관찰 자유도가 저하되는 문제가 있다. Thus, the dispersion phenomenon occurs viewing stereoscopic images, and the viewer may feel confused because of the color of the image looks slightly to the left and right eye umjikyeodo spread, and as a result there is a problem that the observed degree of freedom of the three-dimensional image degradation.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 실제 입체 영상을 시청할 수 있는 관찰 거리를 줄여 소형 기기에 용이하게 적용되고, 색분산 현상을 최소화하여 입체 영상의 품질과 관찰 자유도를 높일 수 있는 입체 영상 표시장치를 제공하는데 있다. Therefore, the present invention is to solve the above problems, it is an object of this invention is to reduce the viewing distance can watch the real three-dimensional image easily applied to small devices, a stereoscopic image with minimal dispersion phenomenon quality and observing degree of freedom a to provide a stereoscopic image display device to increase.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, The present invention for achieving the above object is,

행 방향과 열 방향을 따라 좌안용 이미지에 대응하는 픽셀들과 우안용 이미지에 대응하는 픽셀들이 임의의 패턴을 가지고 형성되는 이미지 표시부와, 이미지 표시부의 어느 일면에 배치되고, 광 차단부들과 광 투과부들을 구비하여 이미지 표시부에서 구현된 좌안 이미지와 우안 이미지를 각각 사용자의 좌안 방향과 우안 방향으로 분리시키는 패럴랙스 베리어와, 패럴랙스 베리어의 어느 일면에 배치되고, 이미지 표시부의 한 픽셀 내에 구비된 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 서브 픽셀들의 광 경로를 제어하여 R, G, B 광 경로를 모아주는 광 경로 제어부를 포함하는 입체 영상 표시장치를 제공한다. Are arranged in a row direction and the column direction, one side of the image display unit and the image display unit which pixels are formed with a random pattern corresponding to the pixels and the right eye image corresponding to the image for the left eye in accordance with, the light shielding portions and light transmission equipped to be placed on any one side of the parallax barrier, a parallax barrier for each separated by the user's left eye direction and a right eye direction of the left-eye image and the right-eye image implemented in the image display portion, provided within a pixel of the image display portion of the red ( R), green (G), and blue (B) provides a stereoscopic image display device including the light path control unit that controls the optical path of the sub-pixel collection of the R, G, B of the optical path.

상기 이미지 표시부는 행 방향을 따라 좌안용 이미지에 대응하는 픽셀과 우안용 이미지에 대응하는 픽셀이 교대로 반복 배치되는 구성으로 이루어진다. It said image display section is made of the configuration pixels along the row direction corresponding to the pixels and the right eye image corresponding to the image for the left eye are alternately repeatedly arranged.

상기 패럴랙스 베리어의 광 차단부들과 광 투과부들은 이미지 표시부의 행 방향을 따라 교대로 반복 배치되고, 이미지 표시부의 행 방향을 따라 위치하는 픽셀들 가운데 적어도 2개의 픽셀마다 하나의 광 투과부가 대응 배치된다. Light blocking portions and light transmitting portions of the parallax barrier are repeated alternately arranged along a row direction of the image display portion, each of at least two pixels among the pixels located along the row direction of the image display unit is a light transmission portion is disposed corresponding .

상기 패럴랙스 베리어는 제1 기판 및 제2 기판과, 제1 기판 및 제2 기판의 내면에 각각 형성되는 제1 전극 및 제2 전극과, 제1 전극 및 제2 전극을 덮는 한 쌍의 배향막과, 한 쌍의 배향막 사이에 주입되어 위치하는 액정층과, 제1 기판 및 제2 기판의 외면에 각각 형성되는 제1 편광판 및 제2 편광판을 포함하는 액정 셔터로 이루어질 수 있다. And the parallax barrier includes a first substrate and a second substrate, the first substrate and the second a pair of first and second electrodes which are respectively formed on the inner surface of the second substrate, covering the first electrode and the second electrode alignment layer and , it may be made of a liquid crystal shutter comprising a first polarizing plate and second polarizing plate are respectively formed on the outer surface of the liquid crystal layer, a first substrate and a second substrate that is injected is positioned between the pair of alignment films. 이 때, 제1 전극과 제2 전극 가운데 어느 하나의 전극이 광 차단부들과 동일한 패턴으로 형성된다. At this time, any one of electrodes of the first electrode and the second electrode is formed in the same pattern as the light interception portions.

상기 광 경로 제어부는 홀로그래픽 광학 소자(Holographic Optical Elements; HOE), 렌티큘러 렌즈 또는 프리즘으로 이루어지며, 홀로그래픽 광학 소자의 한 종류인 체적상 홀로그래픽 회절격자(Volumn Phase holographic Gratings; VPG)로 이루어질 수 있다. The light path control part is a holographic optical element be made of;; (VPG Volumn Phase holographic Gratings) (Holographic Optical Elements HOE), a lenticular lens, or made of a prism, a holographic graphics grating phase alone one kinds of the volume of the optical element have.

이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, more detailed description of the preferred embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings as follows.

도 1과 도 2는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시장치의 부분 분해 사시도와 부분 단면도이다. Figures 1 and 2 are each a partial exploded perspective view with a partial cross-sectional view of a three-dimensional display device according to an embodiment of the present invention.

도면을 참고하면, 입체 영상 표시장치는 좌안 이미지에 대응하는 픽셀들(2a)과 우안 이미지에 대응하는 픽셀들(2b)이 임의의 패턴을 가지고 형성되는 이미지 표시부(4)와, 이미지 표시부(4)의 어느 일면, 일례로 이미지 표시부(4) 전면에 배치되며 이미지 표시부(4)에서 구현된 좌안 이미지와 우안 이미지를 공간 분할하는 패럴랙스 베리어(6)와, 패럴랙스 베리어(6)의 어느 일면, 일례로 패럴랙스 베리어(6) 전면에 배치되며 한 픽셀을 구성하는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 서브 픽셀들(8R, 8G, 8B)의 광 경로를 제어하는 광 경로 제어부(10)를 포함한다. Referring to the drawing, the stereoscopic image display apparatus and the pixels (2b) The image display unit 4 is formed with a random pattern corresponding to the pixels (2a) and the right eye image corresponding to a left eye image, the image display unit (4 ) of which one side is disposed in the front image display unit 4 in an example which one surface of the parallax barrier (6), and a parallax barrier (6) for dividing the space to the left-eye image and the right-eye image implemented in the image display unit 4 , for example by being disposed on the front parallax barrier (6) of the optical path to control the optical path of the red (R), green (G), and blue (B) sub-pixels (8R, 8G, 8B) constituting the pixel a control unit (10).

상기 이미지 표시부(4)에는 R, G, B 서브 픽셀들(8R, 8G, 8B)이 하나의 픽셀을 구성하며 이미지 표시부(4)의 행 방향(도면의 X축 방향)을 따라 반복 배치되고, 이미지 표시부(4)의 열 방향(도면의 Y축 방향)을 따라서는 같은 색의 서브 픽셀들이 위치한다. The image display unit 4, the R, G, B sub-pixels (8R, 8G, 8B) is configured for one pixel, and is repeated along the row direction (X axis direction in the drawing) of the image display unit 4, along the column direction (Y-axis direction in the drawing) of the image display unit 4 is located to the same colored sub-pixels. 상기 행 방향을 따라 위치하는 각각의 픽셀(2a, 2b)에 우안 영상 신호와 좌안 영상 신호가 교대로 반복 입력되어 이미지 표시부는 픽셀(2a, 2b) 단위로 좌안 이미지와 우안 이미지를 표시한다. Each pixel (2a, 2b) is a right-eye video signal and left eye video signal input to the image display unit to alternately repeat which is located along the row direction indicates the left-eye image and a right eye image in pixels (2a, 2b) unit.

이러한 이미지 표시부(4)로는 지금까지 개발된 모든 표시장치가 사용될 수 있다. Roneun this image display unit 4 may be used for all display devices developed so far. 일례로, 이미지 표시부(4)는 음극선관(CRT), 액정 표시소자(LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 전계 방출 표시장치(FED) 및 유기전계 발광소자(OLED) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. In one example, the image display unit 4 may be made of any one of a cathode ray tube (CRT), liquid crystal display (LCD), plasma display panel (PDP), field emission display (FED) and organic electroluminescent device (OLED) .

상기 패럴랙스 베리어(6)는 이미지 표시부(4)의 열 방향을 따라 긴 슬릿 형상의 광 차단부들(12)과 광 투과부들(14)로 이루어진다. The parallax barrier 6 is formed of a light intercepting portions 12 and light transmitting portions (14) of the image display unit 4 long slit along the column direction. 광 투과부들(14)은 이미지 표시부(4)의 행 방향을 따라 위치하는 픽셀들(2a, 2b) 가운데 적어도 2개의 픽셀마다 하나가 대응 배치되며, 이미지 표시부(4)에서 구현된 좌안 이미지와 우안 이미지를 각각 사용자의 좌안 방향과 우안 방향으로 분리시킨다. Light transmission (14) is one disposed corresponding to each at least two pixels among pixels (2a, 2b) which is located along the row direction of the image display unit 4, the left-eye image and the right eye implemented in the image display unit 4 the images thus each divided into a left-eye direction and a right eye direction of the user. 도 1과 도 2에서는 일례로 2개의 픽셀마다 하나의 광 투과부(14)가 대응 배치되는 구성을 도시하였다. Also for every two pixels in the 1 and 2, an example is shown the configuration of a light transmission portion 14, the corresponding arrangement.

이러한 패럴랙스 베리어(6)는 도 3에 도시한 바와 같이 노말리 화이트 모드의 투과형 액정 표시소자를 응용한 액정 셔터(16)로 이루어질 수 있다. The parallax barrier 6 may be made of a liquid crystal shutter 16, an application of the transmission type liquid crystal display device of a normally white mode as shown in Fig.

액정 셔터(16)는 서로 대향 배치되는 제1 기판(18a) 및 제2 기판(18b)과, 제1 기판(18a) 및 제2 기판(18b)의 마주보는 내면에 각각 형성되는 제1 전극(20a) 및 제2 전극(20b)과, 제1 전극(20a) 및 제2 전극(20b)을 덮는 한 쌍의 배향막(22)과, 한 쌍의 배향막(22) 사이에 주입되어 위치하는 액정층(24)과, 제1 기판(18a) 및 제2 기판(18b)의 외면에 각각 부착되는 제1 편광판(26a) 및 제2 편광판(26b)을 포함한다. A first electrode that the liquid crystal shutter 16 are respectively formed on the facing inner surface of the first substrate (18a) and a second substrate (18b) and the first substrate (18a) and a second substrate (18b) disposed opposite to each other ( 20a) and a second electrode (20b), a first electrode (20a) and a second with the electrode (20b) of a pair of the alignment film 22 covering the, is injected between the pair of the alignment film 22 is located a liquid crystal layer which includes a 24, a first substrate (18a) and a first polarizer (26a) and a second polarizer (26b) attached respectively to the outer surface of the second substrate (18b). 상기 제1 전극(20a) 및 제2 전극(20b) 가운데 어느 하나의 전극, 일례로 제1 전극(20a)은 전술한 광 차단부들(12)과 동일한 패턴으로 이루어진다. The first electrode (20a) and a second electrode (20b) of any one of the electrodes, the first electrode (20a) as one example is formed of a same pattern as that of the aforementioned light shielding portions (12).

이로써 제1 전극(20a)과 제2 전극(20b)에 소정의 구동 전압을 인가하면, 제1 전극(20a)이 위치하는 부분에서는 액정층(24)에 포함된 액정 분자들의 배열 상태가 변화되어 빛을 차단하고, 제1 전극(20a)이 위치하지 않는 부분에서는 빛을 투과시킨다. This first applying a predetermined driving voltage to the first electrode (20a) and the second electrode (20b), first the portion at which the position the first electrode (20a) is an arrangement of liquid crystal molecules contained in the liquid crystal layer 24 changes the portion shielded from light, and the first electrode does not (20a) are positioned thereby transmitting light. 이에 따라 제1 전극(20a)이 광 차단부(12)로 기능하고, 그 이외 부분이 광 투과부(14)로 기능한다. The first electrode (20a) a function as a light shielding portion 12 in accordance with, and the other part serves as a light transmission portion (14).

상기 패럴랙스 베리어(6)가 액정 셔터(16)로 구성되는 경우, 필요에 따라 이미지 표시부(4)의 픽셀들(2a, 2b)에 2차원 영상 신호를 입력하고, 액정 셔터(16) 전체를 오프(off)시켜 2차원 모드를 구현할 수 있다. If the parallax barrier (6) is composed of a liquid crystal shutter 16, if necessary, enter the two-dimensional image signal to the pixels of the image display unit (4) (2a, 2b), and the entire liquid crystal shutter 16 turning off (off) can implement a two-dimensional mode.

다음으로, 상기 광 경로 제어부(10)는 이미지 표시부(4)의 한 픽셀(2a, 2b)을 구성하는 R, G, B 서브 픽셀들(8R, 8G, 8B)의 광 경로를 제어하여 R, G, B 광 경로를 모아주는 역할을 한다. Next, the optical path control unit 10 controls the optical path of the R, G, B sub-pixels (8R, 8G, 8B) constituting the one pixel (2a, 2b) of the image display unit (4) R, G, and it serves to gather the B-light path. 이는 R, G, B 서브 픽셀들(8R, 8G, 8B)의 위치 차이로 인해 각 서브 픽셀의 광 경로가 패럴랙스 베리어(6)를 통과하면서 퍼지는 색분산 현상을 억제하기 위한 것으로서, 입체 영상의 품질과 관찰 자유도를 높일 수 있다. This is a stereoscopic image as for suppressing the R, G, B sub-pixels (8R, 8G, 8B) spread dispersion and due to the position difference between the optical paths of each sub-pixel passes through the parallax barrier (6) of the developer It can improve the quality and the observed degree of freedom.

보다 구체적으로, 광 경로 제어부(10)는 홀로그래픽 광학 소자(Holographic Optical Element; HOE), 렌티큘러 렌즈 또는 프리즘으로 이루어지며, 입사 각도와 파장이 서로 다른 빛들을 제공받아 이의 경로를 제어하여 출사 각도 차이를 최소화한다. More specifically, the light path control part 10 has a holographic optical element (Holographic Optical Element; HOE), a lenticular lens, or made of a prism, by controlling the path thereof, the incident angle and the wavelength being provided with different light difference between the exit angle to be minimized.

특히 홀로그래픽 광학 소자(HOE)는 R, G, B 파장대 별로 빛의 경로를 조절할 수 있고, 얇은 필름 형태로 제작이 가능하기 때문에 광 경로 제어부(10)로 바람직하다. In particular, holographic optical element (HOE) can adjust the path of light by R, G, B wavelength bands, it is possible to manufacture a thin film form is preferable as an optical path control section 10. 본 실시예에서 광 경로 제어부(10)는 홀로그래픽 광학 소자(HOE)의 한 종류인 체적상 홀로그래픽 회절격자(Volumn Phase holographic Gratings; VPG, 이하 'VPG'라 한다)로 이루어질 수 있다. An optical path control section 10 in this embodiment is a holographic optical element (HOE) phase alone graphics grating one kinds of volume; may be made of a (Volumn holographic Phase Gratings referred VPG, hereinafter 'VPG').

도 4는 VPG로 구성된 광 경로 제어부의 동작 원리를 설명하기 위해 도시한 개략도이다. Figure 4 is a schematic view showing to explain the principle of the operation of the light path control part consisting of a VPG. 도면을 참고하면, VPG(28)는 포토폴리머 필름에 레이저를 이용하여 회 절 격자(32)에 해당하는 간섭 패턴을 기록한 구성으로서, VPG(28)에 입사되는 빛은 입사 각도와 파장대 및 회절 격자(32)의 특성, 즉 회절 격자(32)의 굴절률과 격자 주기 및 두께에 따라 VPG(28)를 거치면서 회절되는 양과 방향이 조금씩 변화한다. Referring to the drawings, VPG (28) is a configuration record the interference pattern using a laser in the photopolymer film corresponds to the time section grating 32, light incident on the VPG (28) is the incident angle and wavelength and the diffraction grating properties of 32, that is, the amount and direction that is diffracted while passing through the VPG (28) in accordance with the refractive index and the grating period and the thickness of the diffraction grating 32 is changed little by little.

이러한 VPG(28)의 광학 특성을 고려하여, 이미지 표시부(4)의 서브 픽셀 폭과 피치 및 이미지 표시부(4)의 이미지 표시면과 패럴랙스 베리어(6)의 이미지 분리면간 거리 등에 따라 VPG(28)의 광학 특성을 적절하게 설정함으로써 광 경로 제어부(10)를 구성한다. According to consider the optical properties of such a VPG (28), the image display surface of the image display unit (4) sub-pixel width and pitch, and the image display unit 4 of the image separation of the parallax barrier (6) interplanar distance etc. VPG (28 ) constitutes a light path control unit 10 by appropriately setting the optical characteristics of the.

이로써 패럴랙스 베리어(6) 전면에 광 경로 제어부(10)를 배치하면, 한 픽셀을 구성하는 R, G, B 서브 픽셀(8R, 8G, 8B)로부터 각각 방출된 빛은 서브 픽셀들의 위치 차이로 인해 패럴랙스 베리어(6)에 입사하는 각도에 조금씩 차이가 발생하지만, 광 경로 제어부(10)를 통과하면서 R 서브 픽셀(8R)과 B 서브 픽셀(8B)의 광 경로가 G 서브 픽셀(8G)의 광 경로 쪽으로 굴절되어 광 경로가 일치하게 된다. This parallax barrier 6, by placing the light path control section 10 on the front, each of the light emitted from the R, G, B sub-pixels (8R, 8G, 8B) constituting the pixel to the position difference between the sub-pixels optical path because of the parallax barrier, while generating a slightly different angle, but passes through the optical path control unit (10) R subpixel (8R) and B sub-pixels (8B) incident to 6, the G sub-pixel (8G) the refracted toward the optical path is to match the optical path.

실제로 R 서브 픽셀(8R)과 B 서브 픽셀(8B)의 광 경로를 G 서브 픽셀(8G)의 광 경로에 대해 대략 1~3°만 굴절시켜도 R, G, B 서브 픽셀들(8R, 8G, 8B)의 광 경로가 일치하는 효과를 볼 수 있다. In fact, R subpixel (8R) and B sub-pixels (8B) of the optical path to the G subpixel even refraction only approximately 1 ~ 3 ° to the light path (8G) R, G, B sub-pixels (8R, 8G, in 8B) it can be seen the effect of the optical path to match.

한편, 도 1과 도 2에서는 광 경로 제어부(10)가 패럴랙스 베리어(6) 전면에 배치되는 경우를 도시하였으나, 광 경로 제어부(10)는 이미지 표시부(4)와 패럴랙스 베리어(6) 사이에 위치할 수 있다. On the other hand, between the Fig. 1 and 2, the optical path control unit 10, the parallax, but showing the barrier (6) arranged in front, the light path control section 10 is an image display unit 4 and the parallax barrier (6) in can be located. 또한, 광 경로 제어부(10)는 전술한 HOE, 렌티큘러 렌즈 및 프리즘 이외에 다른 광학 장치로 이루어질 수 있다. The light path control section 10 may be composed of other optical devices in addition to the above-described HOE, a lenticular lens and a prism.

이와 같이 본 실시예의 입체 영상 표시장치는 픽셀 단위로 구현된 좌안 이미 지와 우안 이미지를 분리시킴에 따라, 사용자가 실제 입체 영상을 관찰할 수 있는 관찰 거리를 대략 300mm 이내로 실현할 수 있어 모바일 폰이나 PDA와 같은 소형 기기에 용이하게 적용 가능하다. Thus, in this embodiment a stereoscopic image display apparatus can be realized for, viewing distance that a user can observe the real three-dimensional image according to Sikkim separating the left-eye images and right-eye image implemented in pixels within approximately 300mm mobile phone or PDA and it can easily be applied to such small devices. 또한 본 실시예의 입체 영상 표시장치는 색분산 현상을 최소화하여 입체 영상의 품질과 관찰 자유도를 높이는 장점을 갖는다. Further examples stereoscopic image display device of this embodiment is to minimize the chromatic dispersion phenomenon has the advantage of increasing the quality and degree of freedom in the three-dimensional image observation.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다. In the above has been described with a preferred embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to this can be carried out in various modifications in the detailed description and the scope of the appended figures of the appended claims and the invention is also the invention It is within the scope of the wonder.

이와 같이 본 발명에 의한 입체 영상 표시장치는 실제 입체 영상을 시청할 수 있는 관찰 거리를 줄여 소형 기기에 용이하게 적용 가능하며, R, G, B 광 경로가 분산되는 색분산 현상을 최소화하여 입체 영상의 품질과 관찰 자유도를 높이는 효과를 갖는다. Thus, the stereoscopic image display apparatus according to the present invention is to reduce the viewing distance can watch the real three-dimensional image can be easily applied to small devices, R, G, by minimizing the dispersion phenomenon in which the B-light path, the variance of the three-dimensional image It has the effect of increasing the quality and degree of freedom observed.

Claims (6)

  1. 행 방향과 열 방향을 따라 좌안용 이미지에 대응하는 픽셀들과 우안용 이미지에 대응하는 픽셀들이 임의의 패턴을 가지고 형성되는 이미지 표시부와; And the image pixels corresponding to the pixels and the right eye image corresponding to the row direction and the column image for the left eye in a direction are formed with an arbitrary display pattern;
    상기 이미지 표시부의 어느 일면에 배치되고, 광 차단부들과 광 투과부들을 구비하여 상기 이미지 표시부에서 구현된 좌안 이미지와 우안 이미지를 각각 사용자의 좌안 방향과 우안 방향으로 분리시키는 패럴랙스 베리어; The parallax barrier that disposed on either side of the image display unit and, separating the left-eye image and the right-eye image implemented on the image display unit having light shielding portions and light transmitting portions, each user's left eye and right eye directions direction; And
    상기 패럴랙스 베리어의 어느 일면에 배치되고, 상기 이미지 표시부의 한 픽셀 내에 구비된 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 서브 픽셀들의 광 경로를 제어하여 R, G, B 광 경로를 모아주는 광 경로 제어부 Arranged on either side of the parallax barrier, the red (R), green (G) equipped within the pixels of the image display portion, a blue (B) for R, G, B of the optical path by controlling the optical path of the sub-pixels collecting the light path control unit that
    를 포함하는 입체 영상 표시장치. The stereoscopic image display device comprising a.
  2. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 좌안용 이미지에 대응하는 픽셀들과 상기 우안용 이미지에 대응하는 픽셀들이 상기 이미지 표시부의 행 방향을 따라 교대로 반복 배치되는 입체 영상 표시장치. The stereoscopic image display device, the pixels corresponding to the right eye image and the pixels corresponding to the image for the left eye are repeated alternately arranged along a row direction of the image display unit.
  3. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 광 차단부들과 상기 광 투과부들이 상기 이미지 표시부의 행 방향을 따라 교대로 반복 배치되고, The light shielding portions and the light transmission have been repeated alternately arranged along a row direction of the image display unit,
    상기 이미지 표시부의 행 방향을 따라 위치하는 상기 픽셀들 가운데 적어도 2개의 픽셀마다 상기 하나의 광 투과부가 대응 배치되는 입체 영상 표시장치. The stereoscopic image display device, each of at least two pixels among the pixels located along the row direction of the image display unit to which the corresponding one of the light transmission arrangement.
  4. 제3항에 있어서, 4. The method of claim 3,
    상기 패럴랙스 베리어가 제1 기판 및 제2 기판과, 제1 기판 및 제2 기판의 내면에 각각 형성되는 제1 전극 및 제2 전극과, 제1 전극 및 제2 전극을 덮는 한 쌍의 배향막과, 한 쌍의 배향막 사이에 주입되어 위치하는 액정층과, 제1 기판 및 제2 기판의 외면에 각각 형성되는 제1 편광판 및 제2 편광판을 포함하며, And the parallax barrier is a first substrate and a second substrate, the first substrate and the second a pair of first and second electrodes which are respectively formed on the inner surface of the second substrate, covering the first electrode and the second electrode alignment layer and , includes a first polarizing plate and second polarizing plate are respectively formed on the outer surface of the liquid crystal layer, a first substrate and a second substrate that is injected is positioned between the pair of alignment films,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 가운데 어느 하나의 전극이 상기 광 차단부들과 동일한 패턴으로 형성되는 입체 영상 표시장치. The stereoscopic image display device is the first electrode and the second one of the electrodes of the second electrode is formed in the same pattern as the light interception portions.
  5. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 광 경로 제어부가 홀로그래픽 광학 소자(Holographic Optical Elements; HOE), 렌티큘러 렌즈 및 프리즘 가운데 어느 하나로 이루어지는 입체 영상 표시장치. The light path control part is a holographic optical element (Holographic Optical Elements; HOE), the stereoscopic image display device comprising any one of a lenticular lens and a prism.
  6. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 광 경로 제어부가 체적상 홀로그래픽 회절격자(Volumn Phase holographic Gratings; VPG)로 이루어지는 입체 영상 표시장치. The stereoscopic image display device comprising the; (VPG Volumn holographic Phase Gratings) that the optical path control graphics grating alone the volume.
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