KR101044703B1

KR101044703B1 - 입체영상 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR101044703B1
Application number: KR1020110008749A
Authority: KR
Inventors: 한동희
Original assignee: 한동희
Priority date: 2011-01-28
Filing date: 2011-01-28
Publication date: 2011-06-28

Abstract

본 발명은 입체영상 디스플레이 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이 장치는, 소정의 영상을 출사하는 영상패널과; 상기 영상패널의 영상을 차단하는 복수의 배리어들과 상기 영상패널의 영상을 투과시키는 복수의 슬릿들을 구비하여 배리어와 슬릿이 교대로 반복배치되는 구조로 상기 영상패널의 전방에 배치되어, 상기 영상패널에서 출사되는 영상을 입체영상으로 변환해주는 배리어 패널을 구비하되, 상기 배리어 패널은 가장자리부위와 중앙부위에서의 상기 영상패널과의 이격거리가 서로 다르게 배치되는 구조를 가진다. 본 발명에 따르면, 배리어 패널을 구성하는 배리어 및 슬릿의 배치위치 및 그 폭을 조절함에 의해 관찰자 또는 사용자의 시야범위를 넓힐 수 있는 효과가 있다.

Description

입체영상 디스플레이 장치{3D display apparatus}

본 발명은 입체영상 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 배리어 패널을 구성하는 배리어 및 슬릿의 배치위치 및 그 폭을 조절함에 의해 관찰자 또는 사용자의 시야범위를 넓힐 수 있는 입체영상 디스플레이 장치에 관한 것이다.

일반적으로 3차원을 표현하는 입체영상은 두 눈을 통한 스테레오 시각의 원리에 의하여 이루어지게 되는데, 두눈의 시차 즉, 두 눈이 약 65㎜정도 떨어져서 존재하기 때문에 나타나게 되는 양안시차는 입체감의 가장 중요한 요인이라 할 수 있다. 즉, 좌우의 눈은 각각 서로 다른 2차원 영상을 보게 되고, 이 두 영상이 망막을 통해 뇌로 전달되면 뇌는 이를 정확히 서로 융합하여 본래 3차원 영상의 깊이감과 실제감을 재생하는 것이다.

현재 3차원 입체영상을 표시하기 위해 제시된 기술로는, 특수안경에 의한 입체영상 디스플레이, 무안경식 입체영상 디스플레이 및 홀로그래픽(Holographic) 디스플레이 방식이 있다. 이중 특수안경에 의한 입체영상 디스플레이 방식은 편광의 진동방향 또는 회전방향을 이용한 편광안경방식과, 좌우영상을 서로 전환시켜가면서 교대로 제시하는 시분할 안경 방식 및 좌우안에 서로 다른 밝기의 빛을 전달하는 방식인 농도차 방식으로 나눌 수 있다. 또한, 무안경식 입체영상 디스플레이 방식은 좌우안에 해당하는 각각의 영상 앞에 세로격자 모양의 개구(Aperture)를 통하여 영상을 분리하여 관찰할 수 있게 하는 패러랙스(parallax) 방식과, 반원통형 렌즈를 배열한 렌티큘러판(lenticular plate)를 이용하는 렌티큘러(lenticular) 방식 및 파리 눈 모양의 렌즈판을 이용하는 인테그럴(integral photography) 방식으로 나눌 수 있다.

그리고, 홀로그래픽 디스플레이 (Holographic Display) 방식은 입체감이 생기는 요인인 촛점 조절, 폭주각, 양안시차, 운동시차 등 모든 요인을 갖춘 3차원 입체영상을 얻을 수 있는데, 레이저 광 재생 홀로그램과 백색광 재생 홀로그램으로 분류된다.

특수안경에 의한 입체영상 디스플레이 방식은 많은 인원이 입체영상을 즐길 수 있으나, 별도의 편광안경 또는 액정 셔터 안경을 착용해야 하는 단점을 가지고 있다. 즉, 관찰자가 특수한 안경을 착용하여야 하므로 불편함과 부자연스러움을 발생시킨다.

무안경식 입체영상 디스플레이 방식은 관찰범위가 고정되어 소수인원에 한정되지만 별도의 안경을 착용하지 않는 특징이 있어 선호되는 경향이 있다.

그리하여, 스테레오이미지(stereo image)를 이용하여 눈속임을 통해 가상으로 3차원 영상을 구현하는 방식인 패러랙스-배리어(parallax barrier)를 채택하려는 경향이 늘고 있다.

상기 패러랙스-배리어(parallax barrier)는 좌/우 두 눈에 해당하는 영상 앞에 세로 혹은 가로형태(슬릿)를 둠으로써, 상기 슬릿을 통해 합성된 입체영상을 분리 관측하게 하여 입체감을 느끼게 되는 방식이다.

여기서, 상기 패러랙스 배리어 방식에 의한 3차원 영상 디스플레이 장치를 간략하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 배리어 방식 3D 디스플레이 장치에 의해 3차원 영상이 구현되는 것을 나타내는 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 패러랙스 배리어 방식은 영상패널(30)과 배리어 패널(20)을 구비하며, 상기 배리어 패널(20)은 빛이 투과되는 슬릿(slit)과 상기 빛을 차단하는 배리어가 반복 배열되어 형성된 구조로 상기 영상패널(30)의 전방에 배치된다.

관찰자는 상기 배리어 패널(20)의 슬릿을 통해 영상패널(30)에서 발생되는 영상을 보게 되는데, 관찰자의 좌안과 우안은 동일한 슬릿을 통하더라도 각각 영상패널(30)의 다른 영역을 보게 된다. 패러랙스 배리어 방식은 이러한 원리를 이용한 것으로, 좌안과 우안이 각각 다른 영역의 화소에 대응하는 영상을 슬릿을 통해 보게 되므로 입체감을 느끼도록 한다.

즉, 도 1에서 좌안(LE)은 영상패널(30)에서 좌안 대응 화소(L)를 보게 되고, 우안(RE)은 영상패널(30)에서 우안 대응 화소(R)를 보게 된다.

그러나, 이러한 종래의 입체 디스플레이에 적용되는 배리어 패널(20)은 관찰자가 입체 영상을 볼 수 있는 좌우 시야범위가 아주 좁다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 극복할 수 있는 입체영상 디스플레이 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 사용자(관찰자)의 시야범위를 넓힐 수 있는 입체영상 디스플레이 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 배리어 패널의 영상패널과의 이격거리를 다르게 하여 시야범위를 넓힐 수 있는 입체영상 디스플레이 장치를 제공하는 데 있다.

상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 구체화에 따라, 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이 장치는, 소정의 영상을 출사하는 영상패널과; 상기 영상패널의 영상을 차단하는 복수의 배리어들과 상기 영상패널의 영상을 투과시키는 복수의 슬릿들을 구비하여 배리어와 슬릿이 교대로 반복배치되는 구조로 상기 영상패널의 전방에 배치되어, 상기 영상패널에서 출사되는 영상을 입체영상으로 변환해주는 배리어 패널을 구비하되, 상기 배리어 패널은 가장자리부위와 중앙부위에서의 상기 영상패널과의 이격거리가 서로 다르게 배치된다.

상기 배리어 패널의 중앙부위와 상기 영상패널과의 이격거리는, 상기 배리어 패널의 가장자리부위와 상기 영상패널과의 이격거리보다 크도록 배치될 수 있다.

상기 배리어 패널은 가장자리부위에서 중앙부위로 갈수록 상기 영상패널과의 이격거리가 점점 커지도록 단차를 이루며 배치될 수 있다.

상기 배리어 패널은 가장자리부위에서 중앙부위로 갈수록 일정곡률을 가지면서 상기 영상패널과의 이격거리가 점점 커지도록 배치될 수 있다.

상기 배리어 패널을 구성하는 복수의 배리어들 각각의 폭은 상기 복수의 슬릿들 각각의 폭과 동일하거나 더 크게 배치될 수 있다.

본 발명에 따르면, 입체영상 디스플레이 장치를 구성하는 배리어 패널의 배치위치를 달리함에 의해 관찰자 또는 사용자의 시야범위를 넓힐 수 있는 효과가 있다. 또한 상기 배리어 패널을 구성하는 배리어의 폭과 슬릿의 폭을 조절하고, 배리어들의 영상패널과의 이격거리를 달리함에 의해 관찰자 또는 사용자의 시야범위를 더욱 더 넓게 하는 것이 가능한 효과가 있다.

도 1은 종래의 입체영상 디스플레이 장치에 의해 3차원 영상이 구현되는 것을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 입체영상 디스플레이 장치에 의해 3차원 영상이 구현되는 것을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 입체영상 디스플레이 장치에 의해 3차원 영상이 구현되는 것을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 입체영상 디스플레이 장치에 의해 3차원 영상이 구현되는 것을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 입체영상 디스플레이 장치에 의해 3차원 영상이 구현되는 것을 나타내는 도면이다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예가, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 철저한 이해를 제공할 의도 외에는 다른 의도 없이, 첨부한 도면들을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 입체영상 디스플레이 장치에 의해 3차원 영상이 구현되는 것을 나타내는 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 입체영상 디스플레이 장치는 영상패널(230)과 배리어 패널(220)을 구비하며, 상기 배리어 패널(220)은 빛이 투과되는 슬릿(slit)과 상기 빛을 차단하는 배리어가 반복 배열되어 형성된 구조로 상기 영상패널(230)의 전방에 배치된다. 상기 배리어 패널(220)은 상기 영상패널(230)에서 출사되는 영상을 입체영상으로 변환해주기 위한 것이다.

상기 배리어 패널(220)은 가장자리부위와 중앙부위에서의 상기 영상패널(230)과의 이격거리가 서로 다르게 배치될 수 있다. 예를 들어 상기 배리어 패널(220)은 가장자리부위와 상기 영상패널(230)과의 이격거리보다 중앙부위에서의 상기 영상패널(230)과의 이격거리가 더 크도록 배치될 수 있다.

예를 들어, 배리어 패널(220)을 구성하는 복수의 배리어들(220a,220b) 중 상기 배리어 패널(220)의 중앙부위에 배치되는 적어도 하나의 배리어(220b)의 상기 영상패널(230)과의 이격거리(L2)는, 상기 배리어 패널(220)의 가장자리부위에 배치되는 적어도 하나의 배리어(220a)의 상기 영상패널(230)과의 이격거리(L1)보다 크도록 배치될 수 있다.

다시말하면 상기 배리어 패널(220)은 가장자리부위에서 중앙부위로 갈수록 상기 영상패널(230)과의 이격거리가 점점 커지도록 배치될 수 있다.

상기 배리어 패널(220)과 상기 영상패널(230)과의 이격거리는 가장자리부위에서 중앙부위로 갈수록 일정비율로 커지도록 할 수도 있고, 불규칙적인 비율로 커지도록 할 수도 있다.

상기 배리어 패널(220)은 가장자리부위에서 중앙부위로 갈수록 상기 영상패널(230)과의 이격거리가 점점 커지도록 복수의 배리어들(220a,220b) 또는 복수의 슬릿들이 단차를 형성하면서 배치되도록 할 수 있다. 즉 상기 배리어 패널(220)은 가장자리 부위에서 중앙부위로 갈수록 상기 복수의 배리어들(220a,220b)이 단차를 형성하는 구조로 배치될 수 있다. 단차의 간격은 전체가 동일하게 하는 것도 가능하고, 가장자리부위에서 중앙부위로 갈수록 단차의 간격이 더 좁아지거나 더 넓어지도록 하는 것도 가능하다.

또 다른 실시예로는 본 발명의 제2실시예로 도시된 도 3의 경우와 같이, 통상적인 배리어 패널(220)을 상기 영상패널(230)의 길이보다 약간 더 길게 형성하여, 구부려(휘어지도록) 배치함에 의해, 상기 배리어 패널(220) 가장자리부위에서 중앙부위로 갈수록 일정곡률을 가지면서 상기 영상패널(230)과의 이격거리가 점점 커지도록 배치될 수도 있다. 이 경우는 상기 배리어 패널(220)을 구성하는 상기 복수의 배리어들(220a,220b) 및 복수의 슬릿들이 일정곡률을 가지도록 형성되게 된다.

관찰자 또는 사용자는 상기 배리어 패널(220)의 슬릿(복수의 배리어들(220a,220b)사이에 배치된 슬릿)을 통해 상기 영상패널(230)에서 발생되는 영상을 보게 되는데, 관찰자의 좌안과 우안은 동일한 슬릿을 통하더라도 각각 영상패널(230)의 다른 영역을 보게 된다.

상기 배리어 패널(220)을 구성하는 각각의 배리어들(220a,220b)과 상기 영상패널(230)과의 이격거리를 달리하게 되면, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 좌안과 우안의 시야범위(250)가 넓어지게 된다. 따라서 관찰자가 좌안과 우안을 조금 움직이게 되더라도 입체영상을 보는 것이 가능해진다. 도 2에서 좌안(LE)은 영상패널(230)에서 좌안 대응 화소(L)를 보게 되고, 우안(RE)은 영상패널(230)에서 우안 대응 화소(R)를 보게 된다.

도 2 및 도 3의 경우는 배리어들(220a,220b) 각각의 폭과 슬릿의 폭을 동일 또는 유사하게 배치한 경우이다. 이때는 관찰자의 시야범위가 도 1에 비해 넓어짐을 알 수 있다.

도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 입체영상 디스플레이 장치에 의해 3차원 영상이 구현되는 것을 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 입체영상 디스플레이 장치에 의해 3차원 영상이 구현되는 것을 나타내는 도면이다.

도 4는 도 2의 경우와 마찬가지로 배리어 패널(120)을 배치하되, 도 2와는 다르게, 배리어들(120a,120b)의 폭이 슬릿들의 폭보다 크게 배치한 경우이고, 도 5는 도 3의 경우와 동일하게 배리어 패널(120)을 배치하되, 도 3과는 다르게 배리어들(120a,120b) 각각의 폭이 배리어들 사이의 간격(슬릿의 폭)보다 더 크도록 배치한 경우이다.

전체적으로 다시 설명하면, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 및 제4 실시예에 따른 입체영상 디스플레이 장치는 영상패널(130)과 배리어 패널(120)을 구비하며, 상기 배리어 패널(120)은 빛이 투과되는 슬릿(slit)과 상기 빛을 차단하는 배리어가 반복 배열되어 형성된 구조로 상기 영상패널(130)의 전방에 배치된다. 상기 배리어 패널(120)은 상기 영상패널(130)에서 출사되는 영상을 입체영상으로 변환해주기 위한 것이다.

상기 배리어 패널(120)을 구성하는 복수의 배리어들(120a,120b) 중 상기 배리어 패널(120)의 중앙부위에 배치되는 적어도 하나의 배리어(120b)의 상기 영상패널(130)과의 이격거리(L2)는, 상기 배리어 패널(120)의 가장자리부위에 배치되는 적어도 하나의 배리어(120a)의 상기 영상패널(130)과의 이격거리(L1)보다 크도록 배치될 수 있다.

다시말하면 상기 배리어 패널(120)은 가장자리부위에서 중앙부위로 갈수록 상기 영상패널(130)과의 이격거리가 점점 커지도록 배치될 수 있다.

상기 배리어 패널(120)과 상기 영상패널(130)과의 이격거리는 가장자리부위에서 중앙부위로 갈수록 일정비율로 커지도록 할 수도 있고, 불규칙적인 비율로 커지도록 할 수도 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 입체영상 디스플레이 장치를 구성하는 상기 배리어 패널(120)은 가장자리부위에서 중앙부위로 갈수록 상기 영상패널(230)과의 이격거리가 점점 커지도록 복수의 배리어들(120a,120b) 또는 복수의 슬릿들이 단차를 형성하면서 배치되도록 할 수 있다. 단차의 간격은 전체가 동일하게 하는 것도 가능하고, 가장자리부위에서 중앙부위로 갈수록 단차의 간격이 더 좁아지거나 더 넓어지도록 하는 것도 가능하다. 이때 상기 복수의 배리어들(120a,120b)은 평탄한 구조를 가질 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4실시예에 따른 입체영상 디스플레이 장치를 구성하는 배리어 패널(120)은 통상적인 배리어 패널을 상기 영상패널(230)의 길이보다 약간 더 길게 형성하여, 구부려(휘어지도록) 배치함에 의해, 상기 배리어 패널(120)이 가장자리부위에서 중앙부위로 갈수록 일정곡률을 가지면서 상기 영상패널(130)과의 이격거리가 점점 커지도록 배치될 수도 있다. 이 경우는 상기 배리어 패널(120)을 구성하는 상기 복수의 배리어들(120a,120b) 및 복수의 슬릿들이 일정곡률을 가지도록 형성되게 된다.

관찰자 또는 사용자는 상기 배리어 패널(120)의 슬릿(복수의 배리어들(120a,120b)사이에 배치된 슬릿)을 통해 상기 영상패널(130)에서 발생되는 영상을 보게 되는데, 관찰자의 좌안과 우안은 동일한 슬릿을 통하더라도 각각 영상패널(130)의 다른 영역을 보게 된다.

상기 배리어 패널(120)을 구성하는 각각의 배리어들(120a,120b)과 상기 영상패널(130)과의 이격거리를 달리하고, 배리어들(120a,120b)의 폭을 슬릿들의 폭보다 더 크게 배치하게 되면, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 좌안과 우안의 시야범위(150)가 넓어지게 된다. 따라서 관찰자가 좌안과 우안을 조금 움직이게 되더라도 입체영상을 보는 것이 가능해진다. 도 4 및 도 5에서 좌안(LE)은 영상패널(130)에서 좌안 대응 화소(L)를 보게 되고, 우안(RE)은 영상패널(130)에서 우안 대응 화소(R)를 보게 된다.

도 1의 경우와 비교할 때 도 4 및 도 5의 경우의 시야범위(150)가 훨씬 넓어졌음을 할 수 있다. 또한 도 2 및 도 3과 대비하는 경우에도 도 4 및 도 5의 경우의 시야범위(150)가 넓어졌음을 할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 입체영상 디스플레이 장치를 구성하는 배리어 패널의 배치위치를 달리함에 의해 관찰자 또는 사용자의 시야범위를 넓힐 수 있는 효과가 있다. 또한 상기 배리어 패널을 구성하는 배리어의 폭과 슬릿의 폭을 조절하고, 배리어들의 영상패널과의 이격거리를 달리함에 의해 관찰자 또는 사용자의 시야범위를 더욱 더 넓게 하는 것이 가능한 효과가 있다.

상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 명백하다 할 것이다.

120, 220 : 배리어 패널 130,230 : 영상패널
150, 250 : 시야범위

Claims

소정의 영상을 출사하는 영상패널과;
상기 영상패널의 영상을 차단하는 복수의 배리어들과 상기 영상패널의 영상을 투과시키는 복수의 슬릿들을 구비하여 배리어와 슬릿이 교대로 반복배치되는 구조로 상기 영상패널의 전방에 배치되어, 상기 영상패널에서 출사되는 영상을 입체영상으로 변환해주는 배리어 패널을 구비하되,
상기 배리어 패널은 가장자리부위와 중앙부위에서의 상기 영상패널과의 이격거리가 서로 다르게 배치됨을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 배리어 패널의 중앙부위와 상기 영상패널과의 이격거리는, 상기 배리어 패널의 가장자리부위와 상기 영상패널과의 이격거리보다 크도록 배치됨을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 배리어 패널은 가장자리부위에서 중앙부위로 갈수록 상기 영상패널과의 이격거리가 점점 커지도록 단차를 이루며 배치됨을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 배리어 패널은 가장자리부위에서 중앙부위로 갈수록 일정곡률을 가지면서 상기 영상패널과의 이격거리가 점점 커지도록 배치됨을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
상기 배리어 패널을 구성하는 복수의 배리어들 각각의 폭은 상기 복수의 슬릿들 각각의 폭과 동일하거나 더 크게 배치됨을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.