KR100911455B1 - 입체 영상 관람용 디스플레이 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 입체 영상 관람용 디스플레이 패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 별도의 전면에 별도의 차광 수단인 베리어를 설치하지 아니하고 도트 자체의 배열을 새로이 하여 양안 시차를 통해 착시현상을 일으키는 가시픽셀을 형성함으로써, 거리에 제한 없이 정지영상과 동영상 모두를 입체 영상으로 관람할 수 있도록 한 입체 영상 관람용 디스플레이 패널에 관한 것이다.

입체 영상, 페럴랙스 배리어 방식, 렌티큘러 방식, 도트, 픽셀, 디스플레이 패널, 차광 스크린

Description

입체 영상 관람용 디스플레이 패널{THREE-DIMENSIONAL DISPLAY PANEL}

본 발명은 입체 영상 관람용 디스플레이 패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 별도의 전면에 별도의 차광 수단인 베리어를 설치하지 아니하고 도트 자체의 배열을 새로이 하여 양안 시차를 통해 착시현상을 일으키는 가시픽셀을 형성함으로써, 거리에 제한 없이 정지영상과 동영상 모두를 입체 영상으로 관람할 수 있도록 한 입체 영상 관람용 디스플레이 패널에 관한 것이다.

정보통신 기술의 발전은 문자, 음성, 영상을 고속 처리하는 디지털 단말기에 2차원 영상과 음성을 지원하는 멀티미디어 서비스를 가능하게 하였으며, 향후 입체적으로 실감 있게 멀티미디어 서비스를 제공하는 3차원 입체 정보통신 서비스로 발전될 것으로 예상된다.

한편, 일반적으로 스테레오그라피(stereography)라고 일컬어지는 입체 영상은, 두 눈을 통한 스테레오 시각의 원리에 의하여 이루어지게 된다. 입체감의 중요한 요인은 사람의 두 눈이 약 65mm 정도 떨어져 있기 때문에 나타나게 되는 두 눈의 시차 즉, 양안 시차라 할 수 있다.

따라서, 좌우의 눈이 각각 서로 다른 2 차원 화상을 보게 되고, 이 두 화상 이 망막을 통해 뇌로 전달되면 뇌는 이를 서로 융합하여 본래의 3차원 영상의 깊이감과 실제감을 재생하게 된다.

그리고, 입체 영상 표시 장치는 별도의 안경착용 여부에 따라 크게 안경식 (stereoscopic) 입체 영상 표시 장치와 비안경식(나안방식: autostereoscopic) 입체 영상 표시 장치로 구분된다.

상기 안경식 입체 영상 표시장치는 관찰자가 특수한 안경을 착용하여야 하는 불편함을 감수하여야 하지만, 상기 비안경식 입체 영상 표시장치는 관찰자가 직접 스크린을 주시하는 것만으로 입체 영상을 느낄 수 있어 안경식 입체 영상 표시장치의 단점을 해소할 수 있기 때문에 많은 연구가 진행되고 있다.

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한편, 상기 비안경식 입체 영상 표시장치는 렌티큘러(lenticular) 방식과 페럴랙스-배리어(parallax-barrier) 방식으로 크게 구분된다.

여기서, 상기 렌티큘러 방식은, 디스플레이 패널을 세로 셀(R,G,B) 단위의 좌측 영상과 우측 영상을 세로 방향으로 번갈아 배열하고(세로 인터레이스 방식), 좌우 영상 전면에 각각 특수하게 제작된 굴절 렌즈를 장착함으로써 좌우 영상을 분리하여 입체 영상을 볼 수 있도록 하는 방식이고, 상기 페럴랙스-배리어 방식은 좌/우 두 눈에 해당하는 영상 앞에 세로 형태의 차단 스크린(barrier)을 배치함으로써, 상기 차단 스크린을 통해 합성된 2개의 영상이 분리 관측되어 입체 영상을 관람하도록 하는 방식이다.

그리고 일반적으로 페럴랙스-배리어 방식은, 디스플레이 패널과, 그 패널로 부터 일정거리만큼 이격된 위치에 배치되는 차광 스크린(barrier)으로 구성된다.

부연하자면, 상기 차단 스크린은 디스플레이 패널의 각 도트로부터의 빛이 투과되는 투광부가 수직으로 평행 형성되어, 상기 차단 스크린을 통해 좌안용 화소로부터의 빛은 좌안으로만 입사되고, 우안용 화소로부터의 빛은 우안으로만 입사되도록 구성한 것이다.

그런데, 상기한 바와 같이 페럴랙스 배리어 방식을 이용하여 입체 영상 표시장치를 구현함에 있어, 디스플레이 패널과 차광 스크린을 이격되게 배치하게 되면, 장치가 비대해질 뿐 아니라, 불가피하게 입체 영상을 볼 수 있는 유효거리가 제한되므로, 유효거리보다 가까이서 보거나 유효거리보다 멀리서 화면을 보게 되면, 입체 영상을 관람할 수 없는 한계성을 가지고 있다.

또, 상기한 페럴랙스 배리어 방식을 이용한 입체 영상 표시장치는, 정지영상은 입체 영상으로 관람할 수 있으나, 동영상은 입체 영상으로 구현할 수 없는 한계성을 가지고 있기도 하다.

상기한 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 전면에 별도의 차광 수단인 베리어를 설치하지 아니하고 도트 자체의 배열을 새로이 하여 양안 시차를 통해 착시현상을 일으키는 가시픽셀을 형성함으로써, 거리에 제한 없이 정지영상과 동영상 모두를 입체 영상으로 관람할 수 있도록 한 입체 영상 관람용 디스플레이 패널을 제공함에 있다.

상기한 목적은, 본 발명에서 제공되는 하기 구성에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 입체 영상 관람용 디스플레이 패널은,

적색도트와 녹색도트가 1/2씩 병합된 제 1 광원부와, 청색도트와 적색도트가 1/2씩 병합된 제 2 광원부, 및 녹색도트와 청색도트가 1/2씩 병합된 제 3광원부로 구성된 가시픽셀들과 음영영역을 포함하여 구성되며,
상기 가시픽셀들은, 상하방향으로는 직사각형 단일도트의 우측상단과 좌측하단을 가로지르는 대각선의 경사와 같은 경사도를 이루도록 경사지게 반복 배열되고, 좌우방향으로는 가시픽셀간에 형성된 음영영역에 의해 가시픽셀의 형성간격을 두고 이격되게 반복하여 배열되어서,

상기 가시픽셀의 형성간격과 동일한 차이를 두고 일부분을 서로 오버랩시켜 좌우로 배열한 4개의 단위 영상들로 이루어져, 중앙의 명도가 100%일 때 중앙에서 점차 가장자리로 갈수록 명도가 중앙에 비해 75%, 50%, 25%가 되는 중앙이 가장 밝고 가장자리로 갈수록 점차 어두워지도록 구성된 편집 영상을 재생하면,
상기 가시픽셀들에 의해 재생되는 편집 영상은 양안 시차에 의한 착시현상에 의해 입체 영상으로 관람되도록 구성한 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 가시픽셀들은 상기 직사각형의 가로값 * 4의 간격으로 좌우 이격되게 반복하여 배열된다.

보다 바람직하게는, 상기 가시픽셀을 이루는 제 1 광원부는 직삼각형의 적색도트와 역직삼각형의 녹색도트가 1/2씩 병합되어 평행사변형을 이루고, 제 2 광원부는 직삼각형의 청색도트와 역직삼각형의 적색도트가 1/2씩 병합되어 평행사변형을 이루며, 제 3 광원부는 직삼각형의 녹색도트와 역직삼각형의 청색도트가 1/2씩 병합되어 평행사변형을 이룬다.

보다 바람직하게는, 상기 직사각형의 세로값은 0.294mm이고, 가로는 0.098mm로 상기 가시픽셀의 직사각형의 가로값 * 4인 0.392mm의 간격으로 이격되게 반복 배설된다.

전술한 바와 같이 본 발명에서는 별도의 차광 수단인 베리어를 설치하지 아니하고 양안 시차를 통해 착시현상을 일으키는 가시픽셀을 인위적으로 형성하여, 편집 영상을 입체 영상으로 관람할 수 있도록 한 디스플레이 패널을 제공하고 있다.

특히, 본 발명에 따른 디스플레이 패널은, 별도의 베리어가 설치되지 아니하므로 구조가 컴팩트해지고, 또 입체 영상을 볼 수 있는 유효거리의 제약이 발생되지 아니하므로, 원거리 또는 근거리에서도 입체 영상을 관람할 수 있다.

그리고 상기한 구조로 디스플레이 패널은 정지영상과 동영상의 구현이 모두 가능하므로, 이러한 특징을 통해 본 장치는 동영상이 주로 활용되는 광고분야나 게임분야 등 다양한 분야에서 널리 활용될 것으로 예상된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 입체 영상 관람용 디스플레이 패널을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 입체 영상 관람용 디스플레이 패널의 전체 구성을 보여주는 것이고, 도 2는 종래 디스플레이 패널에 일반적으로 배열되는, 단일도트로 이루어진 단위픽셀을 보여주는 것이며, 도 3은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 입체 영상 관람용 디스플레이 패널에 형성되어지는 가시픽셀의 형성구조를 보여주는 것이며, 도 4는 상기 도 3의 (가)부분을 확대하여 보여주는 것이며, 도 5는 본 발명에서 바람직한 일 실시예에 따라 입체 영상 표시장치의 디스플레이 패널에 재생되는 편집 영상을 보여주는 것이다.

본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 입체 영상 관람용 디스플레이 패널(1)은, 전면에 가시픽셀(10)을 규칙적으로 반복 형성하여 양안 시차에 의한 착시현상을 통해 입체 영상을 관람할 수 있도록 구성한 것으로, LCD형 또는 PDP형이 주로 활용될 수 있다.

그리고 상기 입체 영상 관람용 디스플레이 패널(1)에 형성되는 가시픽셀(10)은, 적색도트(R)와 녹색도트(G)가 1/2씩 병합된 제 1 광원부(11a)와, 청색도트(B)와 적색도트(R)가 1/2씩 병합된 제 2 광원부(11b), 및 녹색도트(G)와 청색도트(B)가 1/2씩 병합된 제 3광원부(11c)로 이루어진다.

여기서 상기 가시픽셀(10)을 구성하는 각 광원부(11a, 11b, 11c)는, 직사각형 단일도트(R' ,G', B')의 우측상단과 좌측하단을 가로지르는 대각의 경사도(A)로 경사지게 반복하여 형성된다. 그리고, 이와 같이 경사지게 형성되는 가시픽셀(10)들은 단일도트(R', G' ,B')의 가로값 * 4의 간격으로 좌우로 반복하여 배열된다.

본 명세서에서 가시픽셀(10)의 형성에 기초가 되는 단일도트(R', G' ,B')는, 도 2에서 보는 바와 같이 일반적으로 디스플레이 패널을 구성하는 단위픽셀(110)의 적색 단일도트(R')와 녹색 단일도트(G')와 청색 단일도트(B')를 일컬으며, 상기 각 단일도트(R',G',B')의 가로와 세로의 길이비는 통상 3:1이다.

따라서, 상기 각 단일도트(R',G',B')의 대각의 경사도(A)는 대략 18°(18°26'5.8158")이고, 상기 단일도트(R',G',B')의 대각의 경사도(A)로 형성된 가시픽셀(10)의 각 광원부(11a, 11b, 11c)는 18°(18°26'5.8158")의 경사도를 갖는다.

도면을 보면 상기 제 1 광원부(11a)는 직삼각형의 적색도트(R)와 역직삼각형의 녹색도트(G)가 1/2씩 병합된 평행사변형을 이루고, 제 2 광원부(11b)는 직삼각형의 청색도트(B)와 역직삼각형의 적색도트(R)가 1/2씩 병합된 평행사변형을 이루며, 제 3 광원부(11c)는 직삼각형의 녹색도트(G)와 역직삼각형의 청색도트(B)가 1/2씩 병합된 평행사변형을 이룬다.

그리고, 상기 경사도(A)를 갖는 가시픽셀(10)은 전면에 단일도트(R', G', B')의 가로값(ℓ) * 4의 간격(L)으로 좌우로 반복하여 배열되며, 따라서 상기 가시픽셀(10)과 가시픽셀(10) 사이에는 소정의 평행사변형의 음영영역(12)이 형성된다.

예컨대, 일반적으로 1028* 1024의 해상도를 갖는 19인치 디스플레이 패널에는, 세로값(h)이 0.294mm이고, 가로값(ℓ)이 0.098mm인 단일도트(R', G', B')가 배설된다.

따라서, 상기 19인치 디스플레이 패널을 기준으로 구현되는 본 실시예에 따른 입체영상 관람용 디스플레이 패널(1)은, 단일도트(R', G', B')의 가로값(ℓ) * 4인 0.392mm(L)의 간격으로 이격하여 반복 배설된 가시픽셀(10)을 갖는다.

한편, 이와 같이 가시픽셀(10)을 배설한 디스플레이 패널(1)에는 편집 영상(20)이 재생되며, 사용자는 양안 시차를 통한 착시현상을 이용하여 상기 가시픽셀(10)에 의해 재생되는 편집 영상(20)을 입체영상으로 관람할 수 있다.

본 실시예에 따르면 상기 편집 영상(20)은, 4개의 단위 영상(m1, m2, m3, m4)을 상기 가시픽셀(10)의 형성간격(L)과 동일한 간격으로 좌우 오버랩시켜 중앙의 명도가 100%이며 중앙에서 점차 가장자리로 갈수록 명도가 75%, 50%, 25%로 중앙이 가장 밝고 가장자리로 갈수록 점차 어두워지도록 구성한 것이다.

그리고 본 실시예에서는 일례로, 상기 가시픽셀(10)의 형성간격(L)을 단일도트(R', G', B')의 가로값(ℓ) * 4인 0.392mm로 하고 있는 관계로, 상기 단위 영상(m1, m2, m3, m4)을 0.392mm의 간격으로 좌우 오버랩한 편집 영상(20)을 제작하여 재생하고 있다.

이와 같이 구성된 편집 영상(20)을 본 실시예에 따른 입체 영상 관람용 디스플레이 패널(1)에 고유한 배열간격(L)와 경사도(A)를 갖는 가시픽셀(10)을 통해 재생하면, 사용자는 양안 시차에 의해 착시현상을 통해 입체 영상의 관람이 가능하게 된다.

이를 부연하자면, 본 발명자가 실지 상기 디스플레이 패널(1)에 상기한 편집 영상(20)을 재생한 결과, 선명한 정지 입체 영상으로 관람할 수 있었고, 또 상기 디스플레이 패널(1)에 동영상을 재생한 결과 동영상도 상기 정지영상과 마찬가지로 선명한 입체 영상으로 볼 수 있었다.

특히, 디스플레이 패널(1) 전면에 정형화되게 형성된 가시픽셀(10)에 의해 편집 영상(20)이 재생되므로, 거리에 관계없이 상기 편집 영상(20)을 입체영상으로 관람할 수 있게 된다.

즉, 본 실시예에 따른 디스플레이 패널(1)은 가까이서 볼 때나 원거리에서 볼 때 모두 흐트러짐 없이 또렷한 입체 영상을 관람할 수 있어, 실질적으로 유효거리 없이 정지영상과 동영상 모두를 입체 영상으로 관람할 수 있다.

한편, 본 발명에서는 적색도트(R)와 녹색도트(G)가 1/2씩 병합된 제 1 광원부와, 청색도트(B)와 적색도트(R)가 1/2씩 병합된 제 2 광원부, 및 녹색도트(G)와 청색도트(B)가 1/2씩 병합된 제 3광원부로 구성된 가시픽셀(10)을 경사지게 좌우 반복 형성하여, 편집 영상(20)을 입체 영상으로 관람할 수 있도록 한 것 자체를 권리범위로 하고 있다.

따라서, 상기 가시픽셀(10)의 경사도(A)나 좌우 이격 간격(L)은 당분야에서 반복적인 실험을 통해 본 발명의 범주 내에서 변형실시는 가능하며, 이는 본 발명의 권리범위의 범주로 보아야 자명할 것이다.

도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 입체영상 관람용 디스플레이 패널의 전체 구성을 보여주는 것이고,

도 2는 종래 디스플레이 패널에 일반적으로 배열되는, 단일도트로 이루어진 단위픽셀을 보여주는 것이며,

도 3은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 입체영상 관람용 디스플레이 패널에 형성되어지는 가시픽셀의 형성구조를 보여주는 것이며,

도 4는 상기 도 3의 (가)부분을 확대하여 보여주는 것이며,

도 5는 본 발명에서 바람직한 일실시예에 따라 입체 영상 표시장치의 디스플레이 패널에 재생되는 편집 영상을 보여주는 것이다.

**** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ****

1. 입체 영상 관람용 디스플레이 패널

10. 가시픽셀 11a. 제 1 광원부

11b. 제 2 광원부 11c. 제 3 광원부

R. 적색도트 G. 녹색도트

B. 청색도트 12. 음영영역

20. 편집 영상

m1, m2, m3, m4. 단위 영상

110. 단위픽셀

R'. 적색 단일도트 B'. 청색 단일도트

G'. 녹색 단일도트

Claims (4)

1. 적색도트(R)와 녹색도트(G)가 1/2씩 병합된 제 1 광원부(11a)와, 청색도트(B)와 적색도트(R)가 1/2씩 병합된 제 2 광원부(11b), 및 녹색도트(G)와 청색도트(B)가 1/2씩 병합된 제 3광원부(11c)로 구성된 가시픽셀들(10)과 음영영역(12)을 포함하여 구성되며,

   상기 가시픽셀(10)들은, 상하방향으로는 직사각형 단일도트의 우측상단과 좌측하단을 가로지르는 대각선의 경사와 같은 경사도(A)를 이루도록 경사지게 반복 배열되고, 좌우방향으로는 가시픽셀(10)간에 형성된 음영영역(12)에 의해 가시픽셀의 형성간격(L)을 두고 이격되게 반복하여 배열되어서,

   상기 가시픽셀의 형성간격(L)과 동일한 차이를 두고 일부분을 서로 오버랩시켜 좌우로 배열한 4개의 단위 영상(m1, m2, m3, m4)들로 이루어져, 중앙의 명도가 100%일 때 중앙에서 점차 가장자리로 갈수록 명도가 중앙에 비해 75%, 50%, 25%가 되는 중앙이 가장 밝고 가장자리로 갈수록 점차 어두워지도록 구성된 편집 영상(20)을 재생하면,

   상기 가시픽셀(10)들에 의해 재생되는 편집 영상은 양안 시차에 의한 착시현상에 의해 입체 영상으로 관람되도록 구성한 것을 특징으로 하는 입체 영상 관람용 디스플레이 패널.
2. 제 1항에 있어서, 상기 가시픽셀(10)들은 상기 직사각형 단일도트의 가로값(ℓ) * 4의 형성간격(L)으로 좌우 이격되게 반복 배열되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 관람용 디스플레이 패널.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 직사각형 단일도트의 세로값은 0.294mm이고, 가로는 0.098mm로 상기 가시픽셀의 직사각형 단일도트의 가로값 * 4인 0.392mm의 간격으로 이격되게 반복 배열되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 관람용 디스플레이 패널.
4. 제 1항에 있어서, 상기 가시픽셀을 이루는 제 1 광원부(11a)는 직삼각형의 적색도트(R)와 역직삼각형의 녹색도트(G)가 1/2씩 병합되어 평행사변형을 이루고, 제 2 광원부(11b)는 직삼각형의 청색도트(B)와 역직삼각형의 적색도트(R)가 1/2씩 병합되어 평행사변형을 이루며, 제 3 광원부(11c)는 직삼각형의 녹색도트(G)와 역직삼각형의 청색도트(B)가 1/2씩 병합되어 평행사변형을 이루는 것을 특징으로 하는 입체 영상 관람용 디스플레이 패널.

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