KR101088634B1

KR101088634B1 - 입체 디스플레이 패널, 입체 표시 장치 및 입체 표시 방법

Info

Publication number: KR101088634B1
Application number: KR1020110055039A
Authority: KR
Inventors: 이종오; 이교현
Original assignee: 이종오
Priority date: 2011-04-11
Filing date: 2011-06-08
Publication date: 2011-12-06
Also published as: US20140029093A1; WO2012141465A3; WO2012141465A2; JP2014517334A; CN103477643A

Abstract

본 실시예에 따른 입체 디스플레이 패널은 복수의 단위 픽셀이 정의되며 n 시점을 구현하는 입체 디스플레이 패널로서, 상기 n은 2 이상의 정수로서 정수 p와 정수 q의 곱이며, 상기 행 방향으로 인접한 상기 q개의 단위 픽셀이 하나의 단위 행을 이루고, 상기 열 방향으로 인접한 상기 p개의 상기 단위 행들에 의해 상기 n 시점을 구현한다. 상기 n이 정수 z와 정수 y의 합이라 할 때, 상기 n 시점을 구현하는 영상은 상기 z 개의 입력 영상과 상기 y 개의 보상 영상을 포함한다.

Description

입체 디스플레이 패널, 입체 표시 장치 및 입체 표시 방법{STEREOSCOPIC DISPLAY PANEL, STEREOSCOPIC DISPLAY APPARATUS, AND STEREOSCOPIC DISPLAY METHOD}

본 발명은 입체 디스플레이 패널, 입체 표시 장치 및 입체 표시 방법에 관한 것이다.

3차원 영상 표시 기술은, 좌안과 우안의 영상에 서로 차이가 발생하는 양안 시차(binocular parallax)에 의하여 입체감을 느끼게 하는 기술이다. 3차원 영상을 보는 방식은 크게 안경 방식과 무안경 방식 등으로 구별될 수 있다. 안경 방식은 안경을 써야 하는 불편함이 있으며, 안경을 쓴 상태로 입체 영상 외의 다른 사물을 관찰하기 어려울 수 있다. 이에 따라 무안경 방식에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

무안경 방식은 크게 원통형의 렌즈를 사용하는 렌티큘러(lenticular) 방식과, 투광부와 차광부를 사용하는 패럴랙스 배리어 방식으로 나눌 수 있다. 렌티큘러 방식에서는 렌즈를 사용하기 때문에 영상의 왜곡 문제가 발생할 수 있다. 반면, 패럴랙스 배리어 방식은 여러 위치에서 입체적인 관람이 가능한 장점이 있다.

다만, 패럴랙스 배리어 방식을 이용하여 다시점(multi-view)의 입체 영상을 구현하게 되면, 투광부의 비율이 매우 낮다. 즉, n개의 시점수를 구현할 경우 투광부 : 차광부 비율이 1 : (n-1)이 되어, 투광부의 비율이 매우 낮아질 수 밖에 없다. 이와 같이 투광부의 비율이 낮아지면 표시 장치에서 영상을 표시하는 부분의 비율이 작아지는 바, 해상도가 저하될 수 있다.

한편, 시점수가 증가하면 다시점을 위한 컨텐츠 제작에 소요되는 시간이 길어지고 시점들 간의 경계가 느껴질 수 있다.

본 발명은 다시점을 구현하면서도 화면 품질을 향상하고 컨텐츠 제작 소요 시간을 줄일 수 있는 입체 디스플레이 패널, 입체 표시 장치 및 입체 표시 방법을 제공하고자 한다.

상기 z는 아래 수학식 1을 만족할 수 있다.

<수학식 1>

z = (n/2) + 1

상기 z 개의 입력 영상은 제1 영상, 제2 영상, ……, 제z 영상을 포함하고, 상기 y개의 보상 영상은 제2 영상, ……, 제(z-1) 영상을 포함할 수 있다.

상기 n이 2의 배수이고, 상기 p가 2이며, 상기 행 방향으로 인접한 상기 q개의 단위 픽셀이 제1 단위 행을 구성하고, 상기 제1 단위 행에 상기 열 방향으로 인접하며, 상기 행 방향으로 인접한 상기 q개의 단위 픽셀이 제2 단위 행을 구성하며, 상기 제1 단위 행과 상기 제2 단위 행에 의하여 상기 n 시점을 구현할 수 있다.

상기 디스플레이 패널에서는, 상기 n 시점의 영상 중에 홀수에 해당하는 단위 픽셀 영상이 상기 제1 단위 행에 투사되고, 상기 n 시점의 영상 중에 짝수에 해당하는 단위 픽셀 영상이 상기 제2 단위 행에 투사될 수 있다.

상기 디스플레이 패널에서는, 상기 n 시점을 구현하는 n개의 단위 픽셀들이 위쪽으로 향하면서 하나의 단위 픽셀만큼 하나씩 오른쪽으로 시프트될 수 있다.

상기 디스플레이 패널에서는, 상기 제1 및 상기 제2 단위 행 중 아래쪽 행에 홀수에 해당하는 단위 픽셀 영상들이 투사되고, 위쪽 행에 짝수에 해당하는 단위 픽셀 영상들이 투사될 수 있다.

상기 디스플레이 패널에서는, 상기 n 시점을 구현하는 n개의 단위 픽셀들이 위쪽으로 향하면서 하나의 단위 픽셀만큼 하나씩 왼쪽으로 시프트될 수 있다.

상기 디스플레이 패널에서는, 상기 제1 및 상기 제2 단위 행 중 아래쪽 행에 짝수에 해당하는 단위 픽셀 영상들이 투사되고, 위쪽 행에 홀수에 해당하는 단위 픽셀 영상들이 투사될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 입체 디스플레이 패널은 복수의 단위 픽셀이 정의되며 n 시점을 구현하는 입체 디스플레이 패널로서, 상기 n이 정수 z와 정수 y의 합이라 할 때, 상기 n 시점을 구현하는 영상은 상기 z 개의 입력 영상과 상기 y 개의 보상 영상을 포함하고, 상기 z는 아래 수학식 1을 만족할 수 있다.

<수학식 1>

z = (n/2) + 1

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 표시 장치는, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 의한 입체 디스플레이 패널; 및 상기 입체 디스플레이 패널의 일면에 위치한 패럴랙스 배리어를 포함한다.

상기 패럴랙스 배리어는, 상기 복수의 단위 픽셀에 각기 대응하는 복수의 투광부 및 복수의 차광부를 구비하며, 상기 q에서 1을 뺀 값을 m이라 할 때, 상기 행 방향에서 상기 투광부에 대응하는 단위 픽셀 1개와 상기 차광부에 대응하는 단위 픽셀 m개가 반복 배치되도록 형성될 수 있다.

상기 투광부가 상기 디스플레이 패널의 대각선 방향을 따라 형성되며, 상기 행 방향에 따른 상기 단위 픽셀의 폭을 A, 열 방향에 따른 상기 단위 픽셀의 길이를 B라 할 때, 상기 투광부의 기울기 C는 다음의 수학식 2에 따를 수 있다.

<수학식 2>

0.95 * {(p*B)/A} ≤ C ≤ 1.05 * {(p*B/A)}

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 표시 방법은, 복수의 단위 픽셀이 정의되며 n 시점을 구현하는 디스플레이 패널에서의 입체 표시 방법으로서, 상기 n은 2 이상의 정수로서 정수 p와 정수 q의 곱이며, 상기 행 방향으로 인접한 상기 q개의 단위 픽셀이 하나의 단위 행을 이루고, 상기 열 방향으로 인접한 상기 p개의 상기 단위 행들에 의해 상기 n 시점을 구현한다. 상기 n이 정수 z와 정수 y의 합이라 할 때, 상기 n 시점을 구현하는 영상은 상기 z 개의 입력 영상과 상기 y 개의 보상 영상을 포함하는 입체 표시 방법.

상기 z는 아래 수학식 1을 만족할 수 있다.

<수학식 1>

z = (n/2) + 1

상기 n이 2의 배수이고, 상기 p가 2이며, 상기 행 방향으로 인접한 상기 q개의 단위 픽셀이 제1 단위 행을 구성하고, 상기 제1 단위 행에 상기 열 방향으로 인접하며 상기 행 방향으로 인접한 상기 q개의 단위 픽셀이 제2 단위 행을 구성할 수 있다. 상기 제1 단위 행과 상기 제2 단위 행에 의하여 상기 n 시점을 구현할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 입체 표시 장치에서는 동일한 n 개의 다시점을 구현하면서도 패럴랙스 배리어에서의 투광부 비율을 높일 수 있도록 구동되어, 휘도 및 해상도를 향상할 수 있다. 이때, n 시점을 구현하기 위하여 n개의 단위 픽셀들을 사용할 때, n을 2의 배수로 하고 n개의 단위 픽셀들을 두 개의 행에 배치하여 디스플레이 패널에서 구현되는 영상에 가로줄이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 화질 및 휘도를 향상할 수 있다.

또한, 본 실시에서는 n 시점을 구현하는데 z개의 입력 영상과 y개의 보상 영상을 사용하여 z개의 입력 영상만을 추출하면 되므로 컨텐츠를 제작하는 시간을 줄일 수 있다. 또한, y개의 보상 영상은 제2 영상부터 제(z-1) 영상으로 구성하여 사용자가 시점 사이의 경계를 느끼지 않도록 하며 영상을 부드럽게 인식하도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 변형예에 따른 입체 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 표시 장치를 이용한 입체 표시 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 표시 방법에서의 영상에 따른 시점 차이를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 5는 종래 기술에 따른 입체 표시 방법에서의 영상에 따른 시점 차이를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널의 단위 픽셀들과 이에 대응하는 패럴랙스 배리어의 차광부 및 투광부를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널에서 다시점을 구현하는 단위 픽셀들과 이에 대응하는 패럴랙스 배리어의 차광부 및 투광부를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 패널에서 영상 분포를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 예에 따른 디스플레이 패널에서 영상 분포를 나타낸 도면이다.
도 10은 종래의 디스플레이 패널에서 다시점을 구현하는 단위 픽셀들과 이에 대응하는 종래의 패럴랙스 배리어의 차광부 및 투광부를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 패널에서 다시점을 구현하는 단위 픽셀들과 이에 대응하는 패럴랙스 배리어의 차광부 및 투광부를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 입체 표시 장치의 개략적인 단면도이다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 표시 장치 및 입체 표시 방법을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 표시 장치의 개략적인 단면도이고, 도 2는 본 발명의 변형예에 따른 입체 표시 장치의 개략적인 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예의 입체 표시 장치(10)는 복수의 단위 픽셀들(도 3의 참조부호 210, 이하 동일)이 정의되며 다시점을 구현하는 디스플레이 패널(100)과, 디스플레이 패널(100)의 구동을 제어하는 구동부(300)와, 디스플레이 패널(100)의 일면(좀더 정확하게는 전면(前面))에 배치되는 패럴랙스 배리어(20)를 포함할 수 있다.

일례로, 디스플레이 패널(100)로는 액정 디스플레이 패널(liquid crystal display, LCD), 플라스마 디스플레이 패널(plasma display panel, PDP), 발광 다이오드(light emitting diode, LED)를 이용한 디스플레이 패널 등을 사용할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 방식의 디스플레이 패널(100)을 사용할 수 있음은 물론이다.

이러한 디스플레이 패널(100)에는 행 방향 및 열 방향 각각으로 복수의 단위 픽셀들(210)이 정의되며, 본 실시예에서는 디스플레이 패널(100)에서는 다시점 영상이 구현한다. 이하에서는 편의를 위하여 디스플레이 패널(100)의 시점수를 n개라고 한다. 여기서, n은 2 이상의 정수이다.

구동부(300)는 디스플레이 패널(100)의 구동을 제어하기 위한 것으로서, 다시점의 영상 신호를 디스플레이 패널(100)에 제공하여 다시점에 의한 입체 영상을 구현할 수 있도록 한다.

본 실시예에서 구동부(300)는 복수의 열과 복수의 행으로 정의되는 단위 픽셀들(210)에 의해 다시점의 영상을 구현하도록 한다. 이에 대해서는 추후에 도 6 및 도 7을 참조하여 좀더 상세하게 설명한다. 참조로, 종래에는 하나의 행의 복수의 열에서 다시점의 영상을 표시하였다.

디스플레이 패널(100)의 전면에 위치하는 패럴랙스 배리어(20)는 다시점의 영상을 선택적으로 투과시켜 관찰자의 양안에서 서로 다른 영상을 볼 수 있도록 시차 장벽을 형성한다. 이를 위하여 패럴랙스 배리어(20)는 디스플레이 패널(100)의 단위 픽셀들(210)에 각기 대응하는 복수의 투광부(110) 및 복수의 차광부(120)를 포함한다.

좀더 상세하게는, 도 1에 도시한 바와 같이, 패럴랙스 배리어(20)는 투명 기판(130), 이 투명 기판(130) 상에 형성된 배리어 패턴(125)을 포함할 수 있다.

여기서, 배리어 패턴(125)은 자외선 잉크 또는 열경화성 잉크를 도포 및 건조한 후 패터닝하여 형성될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 배리어 패턴(125)이 형성된 부분이 차광부(120)를 구성하고, 배리어 패턴(125)이 형성되지 않은 부분이 투광부(110)를 구성한다. 차광부(120)와 투광부(110)의 평면적인 배치에 대해서는 추후에 도 6 및 도 7을 참조하여 좀더 상세하게 설명한다.

투명 기판(130)은 일례로 유리 기판일 수 있다. 투명 기판(130)으로 유리 기판을 사용하면 높은 투과율을 가지며 별도의 기판을 사용하지 않아도 된다. 따라서, 디스플레이 패널(100)에서 구현되는 영상이 왜곡 등의 문제 없이 높은 투과율로 투과될 수 있도록 한다.

반면, 종래의 패럴랙스 배리어는 패터닝된 고분자 필름(일례로, 폴리에틸렌프탈레이트(poly ethylene phthalate, PET) 필름)을 접착제를 이용하여 강화 유리에 라미네이팅(laminating)하여 사용되었다. 일반적으로 고분자 필름, 강화 유리 등의 투과율은 일반 유리의 투과율보다 낮은 수준이며, 이를 함께 사용한 종래의 패럴랙스 배리어는 현저하게 낮은 투과율을 가질 수 밖에 없다. 또한, 고분자 필름, 강화 유리 및 접착제의 굴절률 차이에 의하여 상쇄 간섭이 일어날 수 있고 이에 의하여 무아레(moire) 현상이 발생할 수 있다.

이와 같이 본 실시예에서는 투명 기판(130)을 유리 기판으로 형성하여 영상 왜곡 없이 높은 투과율을 가질 수 있도록 한다. 그러나 본 발명이 투명 기판(130)의 물질에 한정되는 것은 아니며 투명 기판(130)으로 다양한 물질을 사용할 수 있다.

이러한 패럴랙스 배리어(20)는 접착층(140)에 의하여 디스플레이 패널(100)의 전면에 부착 고정된다. 접착층(140)으로는 다양한 물질을 사용할 수 있으며, 일례로, 자외선 접착제, 가시광 접착제, 적외선 접착제 및 열 접착제 등의 물질을 사용할 수 있다.

이러한 접착층(140)은 투명 기판(130)의 굴절률과 유사한 굴절률을 가져 무아레를 최소화하고 뉴튼링(Newton Ring) 발생을 방지하는 것이 바람직하다. 일례로, 투명 기판(130)이 유리 기판으로 이루어질 경우에, 접착층(140)은 유리 기판의 굴절률과 유사한 약 1.48~1.54의 굴절률을 가질 수 있다.

도 1 및 상술한 설명에서는 패럴랙스 배리어(20)가 투명 기판(130), 이 투명 기판(130) 상에 형성된 배리어 패턴(125)로 이루어진 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

따라서, 변형예로서, 도 2에 도시한 바와 같이, 패럴랙스 배리어(22)가 투명 기판(130) 및 배리어 패턴(125)과, 이 투명 기판(130)과 배리어 패턴(125) 상에 형성된 접착층(140)과, 이 접착층(140)에 의해 접착되는 별도의 투명 기판(150)을 포함할 수 있다. 상술한 별도의 투명 기판(150)은 투명 기판(130)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 본 변형예에서 패럴랙스 배리어(22)와 디스플레이 패널(100)은 접착층(도시하지 않음) 또는 고정 부재(도시하지 않음)에 의해 결합될 수 있다. 이 외에도 다양한 단면 구조를 가지는 패럴랙스 배리어를 사용할 수 있음은 물론이다.

상술한 패럴랙스 배리어(20)의 평면 구조와, 이러한 패럴랙스 배리어(20)가 사용되는 디스플레이 패널(100)에서의 입체 표시 방법을 도 3 내지 도 9를 참조하여 좀더 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 표시 장치를 이용한 입체 표시 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 본 실시예에서는 z개의 입력 영상을 획득하는 단계(ST10), z개의 입력 영상을 입력하는 단계(ST20), y개의 보상 영상을 생성하는 단계(ST30), 각 시점별 영상을 디스플레이 프레임에 맵핑하는 단계(ST40), 맵핑된 영상을 합성하는 단계(ST50) 및 디스플레이 패널을 구동하는 단계(ST60)를 포함할 수 있다. 여기서, z와 y는 정수로서, z와 y의 합은 n이다.

이와 같이 본 실시예에서는 n개의 시점수를 구현하기 위하여 n개의 입력 영상을 사용하는 것이 아니라, z개의 입력 영상과 y개의 보상 영상을 사용하는데, 이에 대하여 좀더 상세하게 설명한다.

먼저, z개의 입력 영상을 획득하는 단계(ST10)에서는, n보다 작은 z개만큼의 입력 영상을 추출한다. 이와 같이 본 실시예에서는 n 시점을 구현하면서도 n보다 작은 z개의 입력 영상만을 추출하므로, 입력 영상을 추출하는 데 걸리는 시간을 줄일 수 있다.

이어서, z개의 입력 영상을 입력하는 단계(ST20)에서는 추출한 z개의 입력 영상을 입력하고, y개의 보상 영상을 생성하는 단계(ST30)에서는 z개의 입력 영상으로부터 y개의 보상 영상을 생성한다.

일례로, 본 실시예에서 n이 2의 배수일 수 있다. n을 2의 배수로 하는 이유에 대해서는 추후에 다시 설명한다. 이때, z는 다음의 수학식 1을 만족할 수 있다.

<수학식 1>

z = (n/2) + 1

예를 들어, n이 10인 경우(즉, 10 시점을 구현하는 경우)에 z는 6가 될 수 있고, y는 4이 될 수 있다. 이때, 입력 영상으로 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6 영상을 입력하고, 보상 영상으로 제2, 제3, 제4, 제5 영상을 생성할 수 있다. 즉, y개의 보상 영상은 제2 영상부터 제(z-1) 영상까지의 영상일 수 있다.

그러면, n 시점의 영상을 구현할 때 시점의 경계를 줄여 부드러운 영상을 제공할 수 있다. 이에 대해서 도 4 및 도 5를 참조하여 좀더 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 표시 방법에서의 영상에 따른 시점 차이를 개념적으로 도시한 도면이고, 도 5는 종래 기술에 따른 입체 표시 방법에서의 영상에 따른 시점 차이를 개념적으로 도시한 도면이다.

일례로, n이 10인 경우를 도시 및 설명하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, n이 다양한 값을 가지는 경우, 특히 n이 2의 배수인 경우를 모두 포함할 수 있음은 물론이다. 그리고 도면에서는 명확한 설명을 위하여 인접한 영상(예를 들어, 제1 영상과 제2 영상)이 동일한 시점 차이를 가지는 것으로 도시하였다.

도 4를 참조하면, 본 실시예에서는 패럴랙스 배리어(도 1의 참조부호 20)에 의해 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6, 제5, 제4, 제3, 제2 영상이 보여지도록 투사되고, 이어서 다시 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6, 제5, 제4, 제3, 제2 영상이 보여지도록 투사된다. 전체적으로 보면 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6, 제5, 제4, 제3, 제2, 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제4, 제3, 제2 영상이 순서대로 투사되므로, 시점 차이가 큰 부분이 발생하지 않는다. 따라서, 사용자가 시점 사이의 경계를 느끼지 않게 되고 영상을 부드럽게 인식하게 된다.

반면, 도 5를 참조하면, 종래 기술에서는 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6, 제7, 제8, 제9, 제10 영상이 차례로 투사되고, 이어서 다시 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6, 제7, 제8, 제9, 제10 영상이 차례로 투사된다. 전체적으로 보면 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6, 제7, 제8, 제9, 제10, 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6, 제7, 제8, 제9, 제10 영상이 순서대로 투사되므로, 제10 영상과 제1 영상의 경계에서 사용자가 시점 차이를 크게 느끼게 된다. 이에 따라 시점의 경계를 느껴 불편함을 느낄 수 있다.

즉, 본 실시에서는 z개의 입력 영상과 y개의 보상 영상을 사용하여 사용자가 시점 사이의 경계를 느끼지 않도록 하며 영상을 부드럽게 인식하도록 한다.

다시, 도 3을 참조하면, 각 시점별 영상을 디스플레이 프레임에 맵핑하는 단계(ST40)에서 각 시점별 영상을 디스플레이 프레임의 지정된 위치에 맵핑하고, 맵핑된 영상을 합성하는 단계(ST50)에서는 맵핍한 영상을 합성하여 원하는 영상을 얻는다. 이어서, 디스플레이 패널을 구동하는 단계(ST60)에서는 이 합성 영상에 해당하는 신호를 디스플레이 패널(100)에 제공하여 디스플레이 패널(100)을 구동한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널의 단위 픽셀들과 이에 대응하는 패럴랙스 배리어의 차광부 및 투광부를 개략적으로 도시한 평면도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널에서 다시점을 구현하는 단위 픽셀들과 이에 대응하는 패럴랙스 배리어의 차광부 및 투광부를 개략적으로 도시한 평면도이다.

도면을 참조하면, 본 실시예에서 디스플레이 패널(100)에는 복수의 단위 픽셀들(210)이 정의된다. 좀더 구체적으로, 복수의 단위 픽셀들(210)은 행 방향(도면의 x축 방향)에서 복수의 열을 가지고 열 방향(도면의 y축 방향)에서 복수의 행을 가지면서 배치된다. 이러한 단위 픽셀들(210)은 적색 광을 방출하는 적색 픽셀들, 녹색 광을 방출하는 녹색 픽셀들, 청색 광을 방출하는 청색 픽셀들을 포함할 수 있다. 일례로, 행 방향으로 인접한 하나의 적색 픽셀, 하나의 녹색 픽셀 및 하나의 청색 픽셀이 하나의 픽셀을 이루어 영상을 표시할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. 따라서, 적색, 녹색, 청색 이외의 색을 포함하여 하나의 픽셀을 이루는 등 다양한 변형이 가능함은 물론이다.

본 실시예에의 디스플레이 패널(100)에서는 n개의 시점수를 가지는 영상을 표시할 때, n 시점이 한 행 또는 한 열의 단위 픽셀들(120)에서 구현되는 것이 아니며, 복수의 행 및 복수의 열의 단위 픽셀들(120)에서 표시될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

좀더 구체적으로는, 행 방향으로 인접한 q개의 단위 픽셀이 하나의 단위 행을 이룬다. 열 방향으로 인접한 p개의 단위 행들에 위치한 단위 픽셀들(210)(즉, 도 7에 도시된 p개 * q개의 단위 픽셀들)에 의하여 n 시점이 구현된다. 여기서, n은 2 이상의 정수이며, p와 q는 n의 약수인 정수로서 p와 q의 곱이 n이 된다. 좀더 정확하게는, 복수의 행과 복수의 열에 의해 위치한 단위 픽셀들(210)을 이용하여 n 시점을 구현하는바, 최소 2개의 행과 2개의 열을 구비하여야 하므로 n이 4 이상의 정수이다.

예를 들어, 도 6 및 도 7에서는 행 방향으로 인접한 5개의 단위 픽셀로 이루어지는 단위 행을 두 개 사용하여 10개의 시점수를 구현한다. 즉, 행 방향으로 인접한 5개의 단위 픽셀로 이루어지는 단위 행을 2개 이용하면, 총 10개의 단위 픽셀을 가지게 되므로 10개의 시점을 구현할 수 있게 된다. 여기서, q가 5가 되고, p가 2가 된다. 도면에서는 일례로서 10개의 시점수를 가지는 것을 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명은 다양한 n, p, q의 값을 가질 수 있음은 물론이다.

여기서, 상술한 바와 같이 n이 2의 배수이고, p가 2일 수 있다. 그러면, 행 방향으로 인접한 q개의 단위 픽셀을 포함하는 제1 단위 행(이하 “홀수 행”)(211)과, 홀수 행에 인접하며 행 방향으로 인접한 q개의 단위 픽셀을 포함하는 제2 단위 행(이하 “짝수 행”)(212)으로 n 시점을 구현할 수 있다. 이에 의하여 광의 회절에 의하여 디스플레이 패널(100)에서 구현되는 영상에 가로줄이 발생하는 현상을 방지할 수 있다.

좀더 상세하게 설명하면, n이 홀수이면, p, q 역시 홀수인데, 이 경우에는 광의 회절 때문에 디스플레이 패널(100)에서 구현되는 영상에 가로줄이 발생할 수 있다. 이러한 현상은 n이 3의 배수일 때 좀더 두드러지게 나타날 수 있다.

예를 들어, 9시점을 3개의 열과 3개의 행의 단위 픽셀들로 구현할 경우, 가로줄이 발생할 수 있다. 이를 고려하여 본 발명에서는 n을 2의 배수로 하고, p를 2로 하여 가로줄 발생을 최소화한 것이다. 또한, n, p, q 모두가 3의 배수가 아닌 것이 바람직하다.

이때, 구동부(도 1의 참조부호 300, 이하 동일)는 n 시점 중에 홀수에 해당하는 단위 픽셀 영상을 제1 단위 행(211)에 위치시키고, n 시점 중에 짝수에 해당하는 단위 픽셀 영상을 제2 단위 행(212)에 위치시킨다. 즉, 10시점인 경우를 예로 들면, 제1 단위 행(211)의 제15 단위 픽셀(P15)에 제1 영상, 제14 단위 픽셀(P14)에 제3 영상, 제13 단위 픽셀(P13)에 제5 영상, 제12 단위 픽셀(P12)에 제5 영상, 제11 단위 픽셀(P11)에 제3 영상이 투사되고, 제2 단위 행(212)의 제25 단위 픽셀(P25)에 제2 영상, 제24 단위 픽셀(P24)에 제4 영상, 제23 단위 픽셀(P23)에 제6 영상, 제22 단위 픽셀(P22)에 제4 영상, 제21 단위 픽셀(P21)에 제2 영상이 투사될 수 있다. 좀더 구체적으로, 전체적인 디스플레이 패널(100)에서 투사되는 영상을 살펴보면 다음과 같다.

도 8은 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 패널에서 영상 분포를 나타낸 도면이다. 도 8을 참조하면, n 시점을 구현하는 10개의 단위 픽셀들(PP)은 위쪽으로 가면서 하나의 단위 픽셀만큼 오른쪽으로 시프트(shift)되는 사선 형태를 가질 수 있다. 이 경우에는 10개의 단위 픽셀들(PP)을 이루는 제1 및 제2 단위 행 중에 아래에 위치한 단위 행(P1)에서 오른쪽으로부터 왼쪽으로 제1, 3, 5, 5, 3 영상이 위치하고, 위에 위치한 단위 행(P2)에 오른쪽으로부터 왼쪽으로 제2, 4, 6, 4, 2 영상이 위치할 수 있다.

그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 도 9에 도시한 바와 같이, n 시점을 구현하는 10개의 단위 픽셀들(PP)이 위쪽으로 가면서 하나의 단위 픽셀만큼 왼쪽으로 시프트(shift)되는 사선 형태를 가질 수 있다. 이 경우에는, 이 경우에는 10개의 단위 픽셀들(PP)을 이루는 제1 및 제2 단위 행 중에 아래에 위치한 단위 행(P1)에서 오른쪽으로부터 왼쪽으로 제2, 4, 6, 4, 2 영상이 위치하고, 위에 위치한 단위 행(P2)에서 오른쪽으로부터 왼쪽으로 제1, 3, 5, 5, 3 영상이 위치할 수 있다.

또한, 적색, 녹색 및 청색을 표현할 때, 10개의 단위 픽셀들(PP)을 이루는 단위 행에 행 방향으로 적색, 녹색 및 청색이 교번하여 위치하면서, 서로 이웃한 10개의 단위 픽셀들(PP) 세 개에 각 시점별 영상의 적색, 녹색 및 청색 영상이 모두 구비될 수 있다.

예를 들어, 도면의 가장 좌측에 위치한 단위 픽셀들(PP1)의 제11 픽셀(도 7의 참조부호 P11 참조, 이하 동일)에 제3 영상(적색)이 위치하고, 가운데 위치한 단위 픽셀들(PP2)의 제11픽셀(P11)에 제3 영상(청색), 도면의 가장 우측에 위치한 단위 픽셀들(PP3)의 제11 픽셀(P11)에 제3 영상(녹색)이 위치할 수 있다. 도면의 가장 좌측에 위치한 단위 픽셀들(PP1)의 제12 픽셀(도 7의 참조부호 P12 참조, 이하 동일)에 제5 영상(녹색)이 위치하고, 가운데 위치한 단위 픽셀들(PP2)의 제12 픽셀(P12)에 제5 영상(적색), 도면의 가장 우측에 위치한 단위 픽셀들(PP3)의 제12 픽셀(P12)에 제5 영상(청색)이 위치할 수 있다. 도면의 가장 좌측에 위치한 단위 픽셀들(PP1)의 제13 픽셀(도 7의 참조부호 P13 참조, 이하 동일)에 제5 영상(청색)이 위치하고, 가운데 위치한 단위 픽셀들(PP2)의 제13 픽셀(P13)에 제5 영상(녹색), 도면의 가장 우측에 위치한 단위 픽셀들(PP3)의 제13 픽셀(P13)에 제5 영상(적색)이 위치할 수 있다. 도면의 가장 좌측에 위치한 단위 픽셀들(PP1)의 제14 픽셀(도 7의 참조부호 P14 참조, 이하 동일)에 제3 영상(적색)이 위치하고, 가운데 위치한 단위 픽셀들(PP2)의 제14 픽셀(P14)에 제3 영상(청색), 도면의 가장 우측에 위치한 단위 픽셀들(PP3)의 제14 픽셀(P14)에 제3 영상(녹색)이 위치할 수 있다. 그리고 도면의 가장 좌측에 위치한 단위 픽셀들(PP1)의 제15 픽셀(도 7의 참조부호 P15 참조, 이하 동일)에 제1 영상(녹색)이 위치하고, 가운데 위치한 단위 픽셀들(PP2)의 제15 픽셀(P15)에 제1 영상(적색), 도면의 가장 우측에 위치한 단위 픽셀들(PP3)의 제15 픽셀(P15)에 제1 영상(청색)이 위치할 수 있다. 그러면 단위 픽셀들(PP)의 각 단위 행에서도 적색, 녹색 및 청색이 차례로 위치하고, 서로 이웃한 단위 픽셀들(PP) 세 개에 각 시점별 영상의 적색, 녹색 및 청색 영상이 모두 구비될 수 있다. 제2 및 제4 영상에 대해서도 동일하므로, 이에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.

이와 같이 10 시점을 구현할 때 6 개의 입력 영상과 4개의 보상 영상을 사용하면, 상술한 바와 같이, 컨텐츠 제작 시간을 줄일 수 있고, 시점 사이의 경계를 없애 부드러운 영상을 구현할 수 있다.

이러한 디스플레이 패널(100)에 사용되는 패럴랙스 배리어(20)에서는, 행 방향으로 볼 때 투광부(110)에 대응하는 단위 픽셀 한 개와 차광부(120)에 대응하는 단위 픽셀 m 개가 반복 배치된다. 여기서, m은 q에서 1을 뺀 수이다. 이와 같이 n 시점을 q개의 열과 p개의 행으로 구현하면, 투광부(110) : 차광부(120)의 비율이 1 : m (즉, 1 : (q-1))이므로, 차광부(120)의 비율을 줄이고 투광부(110)의 비율을 증가시킬 수 있다. 이와 같이 투광부(110)의 비율을 증가시키는 것에 의하여 휘도 및 해상도를 증가시킬 수 있는 장점이 있다.

좀더 명확한 설명을 위하여, 도 7과 함께 도 10을 참조하여 설명한다. 도 10은 종래의 디스플레이 패널에서 다시점을 구현하는 단위 픽셀들과 이에 대응하는 종래의 패럴랙스 배리어의 차광부 및 투광부를 개략적으로 도시한 평면도이다.

본 실시예에서는, 도 7에 도시된 바와 같이, n이 10, p가 2, q가 5인 경우에 패럴랙스 배리어(20)에서 행 방향으로 볼 때 투광부(110) : 차광부(120)의 비율이 1: 4이다. 즉, 10 시점을 구현할 때 패럴랙스 배리어(20)에서 투광부(110) : 차광부(120)의 비율이 1 : 4이다.

반면, 도 10에 도시된 바와 같이, 종래에는 n 시점을 구현하기 위하여 n 개의 영상을 하나의 행에서 인접한 n 개의 단위 픽셀들(212)에 표시하는 바, 패럴랙스 배리어(22)에서 행 방향으로 볼 때 투광부(112) : 차광부(122)의 비율이 1 : (n-1)이다. 예를 들어, 10 시점을 구현할 때 패럴랙스 배리어(22)에서 투광부(112) : 차광부(122)의 비율이 1 : 9가 된다.

따라서, 본 실시예에서는 동일한 개수의 다시점을 구현하면서도 패럴랙스 배리어(20)에서의 투광부(110) 비율을 높일 수 있어, 그에 해당하는 만큼 휘도 및 해상도를 향상할 수 있다. 예를 들어, 상술한 바와 같이 n이 2의 배수이고, p가 2일 경우에, 휘도 및 해상도는 2배 이상 증가할 수 있다.

도면에서는 간략한 설명을 위하여 투광부(110)와 단위 픽셀(210)이 서로 동일한 크기를 가지는 것을 예시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 실제로는 각 단위 픽셀(210)에 대응하는 투광부(110)의 크기가 각 단위 픽셀(210)의 크기보다 작을 수 있다.

그리고 시점수가 작은 경우보다 시점수가 큰 경우 투광부(110)의 크기 비율을 상대적으로 크게 할 수 있다. 이는 하나의 단위 픽셀(210)에 대하여 빛의 파장이 일정한 횟수로 통과할 수 있도록 설계하여 간섭 현상을 최소화하고, 결과적으로 무아레 현상을 최소화하기 위한 것이다. 이와 함께 공정 오차 등을 고려하면, 투광부(110) : 차광부(120)의 폭 비율이 0.95 : (m+0.05) ~ 1.33 : (m-1.33) 일 수 있다. 좀더 바람직하게는 0.95 : (m+0.05) ~ 1.2 : (m-1.2)일 수 있다.

본 실시예에서는 투광부(110)가 디스플레이 패널(100)의 대각선 방향을 따라 형성되어, 다시점 영상이 부드럽게 표현될 수 있다. 이때, 상술한 바와 같이, 본 실시예의 팰럭랙스 배리어(20)는 투과율 및 굴절율 특성을 우수하게 하였으므로, 무아레 현상이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

이때, 상술한 바와 같이 p개의 행과 q개의 열에 위치한 단위 픽셀들에 다시점을 구현하게 되면, 투광부(110)의 기울기는 종래 투광부(112)의 기울기보다 커지게 된다. 즉, 행 방향에 따른 단위 픽셀의 폭(w)을 A, 열 방향에 따른 단위 픽셀의 길이(l)를 B라 할 때, 투광부(110)의 기울기인 C는 이론적으로 다음의 수학식 2에 따른다.

<수학식 2>

C = (p*B)/A

실제적으로는 오차 등이 있을 수 있음을 고려할 때, 투광부(110)의 기울기인 C는 다음의 수학식 3에 따른다.

<수학식 3>

0.95 * {(p*B)/A} ≤ C ≤ 1.05 * {(p*B/A)}

상용화된 단위 픽셀의 길이(l) 및 폭(w)을 고려하면, 투광부(110)의 기울기가 79 내지 82도일 수 있다.

반면, 도 10에서와 같이 n 시점을 구현하기 위한 단위 픽셀들이 하나의 행에 위치한 종래 기술에서는 투광부(112)의 기울기는 B를 A로 나눈 값이다. 따라서, 종래 기술의 투광부(112)의 기울기는 본 실시예의 투광부(110)의 기울기보다 크게 작다. 이와 같이 본 실시예에서는 투광부(110)의 기울기를 종래 기술보다 크게 하여 상대적으로 투광부(110)의 비율을 높일 수 있는 것이다.

상술한 설명 및 도면에서는, 투광부(110)의 경계선이 사선 형태를 가지는 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 도 11에 도시한 바와 같이, 패럴랙스 배리어(24)에서 차광부(124)와 투광부(114)의 경계선의 적어도 일부가 단위 픽셀들(210)의 경계를 따르는 계단 형상을 가지면서 디스플레이 패널(100)의 대각선 방향을 따라 형성될 수도 있다. 좀더 상세하게는, 하나의 행에서는 투광부(114)의 경계선이 단위 픽셀들(210)의 경계선과 실질적으로 일치하고, 이에 인접한 다른 하나의 행에서는 투광부(114)의 경계선이 단위 픽셀들(210)의 가상 중심선과 실질적으로 일치할 수 있다. 이러한 형상을 가지는 투광부(114)에 의하면 다시점 영상의 경계를 명확하게 하여 또렷한 영상을 구현할 수 있다.

본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 이 외에도 다양한 형상의 투광부가 형성될 수 있음은 물론이다.

또한, 백라이트 유닛(도시하지 않음)을 사용하는 수동 발광 입체 표시 장치(12)에서는, 도 12에 도시한 바와 같이, 패럴랙스 배리어(20)가 디스플레이 패널(100)의 후면에 위치할 수도 있다. 이때는, 패럴랙스 배리어(20)의 투광부(110)의 폭을 단위 픽셀의 폭보다 크게 할 수 있다. 이에 의하여 사용자에게 배리어 라인이 보이지 않게 할 수 있어, 배리어 라인에 의해 발생될 수 있는 사용자의 거부감을 없앨 수 있다.

상술한 바에 따른 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

복수의 단위 픽셀이 정의되며 n 시점을 구현하는 입체 디스플레이 패널에 있어서,
상기 n은 2 이상의 정수로서 정수 p와 정수 q의 곱이며, 행 방향으로 인접한 상기 q개의 단위 픽셀이 하나의 단위 행을 이루고, 열 방향으로 인접한 상기 p개의 상기 단위 행들에 의해 상기 n 시점을 구현하고,
상기 n이 정수 z와 정수 y의 합이라 할 때, 상기 n 시점을 구현하는 영상은 상기 z 개의 입력 영상과 상기 y 개의 보상 영상을 포함하는 입체 디스플레이 패널.
제1항에 있어서,
상기 z는 아래 수학식 1을 만족하는 입체 디스플레이 패널.
<수학식 1>
z = (n/2) + 1
제1항에 있어서,
상기 z 개의 입력 영상은 제1 영상, 제2 영상, ……, 제z 영상을 포함하고,
상기 y개의 보상 영상은 제2 영상, ……, 제(z-1) 영상을 포함하는 입체 디스플레이 패널.
제3항에 있어서,
상기 n이 2의 배수이고, 상기 p가 2이며,
상기 행 방향으로 인접한 상기 q개의 단위 픽셀이 제1 단위 행을 구성하고,
상기 제1 단위 행에 상기 열 방향으로 인접하며, 상기 행 방향으로 인접한 상기 q개의 단위 픽셀이 제2 단위 행을 구성하며,
상기 제1 단위 행과 상기 제2 단위 행에 의하여 상기 n 시점을 구현하는 입체 디스플레이 패널.
제4항에 있어서,
상기 디스플레이 패널에서는, 상기 n 시점의 영상 중에 홀수에 해당하는 단위 픽셀 영상이 상기 제1 단위 행에 투사되고, 상기 n 시점의 영상 중에 짝수에 해당하는 단위 픽셀 영상이 상기 제2 단위 행에 투사되는 입체 디스플레이 패널.
제4항에 있어서,
상기 디스플레이 패널에서는, 상기 n 시점을 구현하는 n개의 단위 픽셀들이 위쪽으로 향하면서 하나의 단위 픽셀만큼 하나씩 오른쪽으로 시프트되는 입체 디스플레이 패널.
제6항에 있어서,
상기 디스플레이 패널에서는, 상기 제1 및 상기 제2 단위 행 중 아래쪽 행에 홀수에 해당하는 단위 픽셀 영상들이 투사되고, 위쪽 행에 짝수에 해당하는 단위 픽셀 영상들이 투사되는 입체 디스플레이 패널.
제4항에 있어서,
상기 디스플레이 패널에서는, 상기 n 시점을 구현하는 n개의 단위 픽셀들이 위쪽으로 향하면서 하나의 단위 픽셀만큼 하나씩 왼쪽으로 시프트되는 입체 디스플레이 패널.
제8항에 있어서,
상기 디스플레이 패널에서는, 상기 제1 및 상기 제2 단위 행 중 아래쪽 행에 짝수에 해당하는 단위 픽셀 영상들이 투사되고, 위쪽 행에 홀수에 해당하는 단위 픽셀 영상들이 투사되는 입체 디스플레이 패널.
복수의 단위 픽셀이 정의되며 n 시점을 구현하는 입체 디스플레이 패널에 있어서,
상기 n이 정수 z와 정수 y의 합이라 할 때, 상기 n 시점을 구현하는 영상은 상기 z 개의 입력 영상과 상기 y 개의 보상 영상을 포함하고,
상기 z는 아래 수학식 1을 만족하는 입체 디스플레이 패널.
<수학식 1>
z = (n/2) + 1
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 의한 입체 디스플레이 패널; 및
상기 입체 디스플레이 패널의 일면에 위치한 패럴랙스 배리어
를 포함하는 입체 표시 장치.
제11항에 있어서,
상기 패럴랙스 배리어는, 상기 복수의 단위 픽셀에 각기 대응하는 복수의 투광부 및 복수의 차광부를 구비하며,
상기 q에서 1을 뺀 값을 m이라 할 때, 상기 행 방향에서 상기 투광부에 대응하는 단위 픽셀 1개와 상기 차광부에 대응하는 단위 픽셀 m개가 반복 배치되도록 형성되는 입체 표시 장치.
제11항에 있어서,
투광부가 상기 디스플레이 패널의 대각선 방향을 따라 형성되며,
상기 행 방향에 따른 상기 단위 픽셀의 폭을 A, 열 방향에 따른 상기 단위 픽셀의 길이를 B라 할 때, 상기 투광부의 기울기 C는 다음의 수학식에 따르는 입체 표시 장치.
<수학식 2>
0.95 * {(p*B)/A} ≤ C ≤ 1.05 * {(p*B/A)}
복수의 단위 픽셀이 정의되며 n 시점을 구현하는 디스플레이 패널에서의 입체 표시 방법에 있어서,
상기 n은 2 이상의 정수로서 정수 p와 정수 q의 곱이며,
행 방향으로 인접한 상기 q개의 단위 픽셀이 하나의 단위 행을 이루고, 열 방향으로 인접한 상기 p개의 상기 단위 행들에 의해 상기 n 시점을 구현하고,
상기 n이 정수 z와 정수 y의 합이라 할 때, 상기 n 시점을 구현하는 영상은 상기 z 개의 입력 영상과 상기 y 개의 보상 영상을 포함하는 입체 표시 방법.
제14항에 있어서,
상기 z 개의 입력 영상은 제1 영상, 제2 영상, ……, 제z 영상을 포함하고,
상기 y개의 보상 영상은 제2 영상, ……, 제(z-1) 영상을 포함하는 입체 표시 방법.
제15항에 있어서,
상기 n이 2의 배수이고, 상기 p가 2이며,
상기 행 방향으로 인접한 상기 q개의 단위 픽셀이 제1 단위 행을 구성하고,
상기 제1 단위 행에 상기 열 방향으로 인접하며, 상기 행 방향으로 인접한 상기 q개의 단위 픽셀이 제2 단위 행을 구성하며,
상기 제1 단위 행과 상기 제2 단위 행에 의하여 상기 n 시점을 구현하는 입체 표시 방법.
제16항에 있어서,
상기 디스플레이 패널에서는, 상기 n 시점의 영상 중에 홀수에 해당하는 단위 픽셀 영상이 상기 제1 단위 행에 투사되고, 상기 n 시점의 영상 중에 짝수에 해당하는 단위 픽셀 영상이 상기 제2 단위 행에 투사되는 입체 표시 방법.