KR101290839B1

KR101290839B1 - 평면 영역을 지닌 입체화상 렌즈 시트

Info

Publication number: KR101290839B1
Application number: KR1020087008559A
Authority: KR
Inventors: 레니 립튼
Original assignee: 스테레오그래픽스 코포레이션
Priority date: 2005-09-16
Filing date: 2005-09-16
Publication date: 2013-07-29
Also published as: JP4795436B2; WO2007040471A1; EP1924880A1; EP1924880A4; JP2009509195A; KR20080074859A

Abstract

본 발명은 듀얼 모드 입체화상 렌즈 시트(101)에 관한 것이다. 렌즈 시트는 하나 이상의 굴절 영역(102)과 하나 이상의 비굴절 영역(103)을 갖는다. 렌즈 시트가 디스플레이와 밀접하게 병렬로 유지될 때, 굴절 영역에서는 입체적인 정보를 볼 수 있는 동시에 비굴절 영역에서는 평면적인 정보를 볼 수 있다. 바람직한 실시예에서, 비굴절 영역은 렌즈 시트의 일단부에 수직 컬럼을 형성하고, 굴절영역은 렌즈 시트의 타단부에 수직 컬럼을 형성한다. 굴절 영역은 종횡비가 1.3 : 1인 화상 영역을 형성한다.

굴절 영역, 비굴절 영역, 입체화상 렌즈 시트, 렌티큘

Description

평면 영역을 지닌 입체화상 렌즈 시트{AUTOSTEREOSCOPIC LENS SHEET WITH PLANAR AREAS}

본 발명은 평면 영역을 지닌 입체화상 렌즈 시트에 관한 것이다.

통상 플랫 패널(flat panel)을 포함하는 전자 입체화상 디스플레이(electronic autostereoscopic display) 기술은 이제 여러 용례에 있어서 실행 가능하기에 이르렀다. 각각의 용례에 대한 전용 입체화상 디스플레이가 이용 가능하지만, 워드 프로세싱과 같은 평면적인 용례와 입체적인 시각화 용례 사이에서 전환하고 이들 양자의 타입의 용례에 있어서 여전히 선명한 화상을 얻는 능력을 원하는 컴퓨터 유저들이 있다. 입체화상 모드와 평면 모드 중 어느 한 모드로는 작동하지만, 이들 양자의 모드로는 동시에 작동하지는 않는 듀얼 모드 모니터를 허용하는 몇몇 기술이 존재한다.

렌티큘러 셀렉션 디바이스(lenticular selection device)(또는 래스터 배리어 셀렉션 디바이스)를 사용하는 디스플레이의 경우, 중요한 문제는 렌즈 시트 조각의 굴절 특성으로 인해 데스크톱 아이콘, 작업 표시줄 및 드롭다운 메뉴와 같은 고해상도 이미지 요소와 작은 점 타입이 일그러진다는 것이다. 따라서, 렌즈 시트가 제위치에 있는 입체화상 모니터는 입체적인 정보와 미세한 타입, 즉 아이콘 모두를 동시에 보여주기 위해 사용될 수 없다. 이 문제를 해결하기 위해 기존에 여러 해결책들이 고려되었다. 예컨대, 렌티큘러 스크린과 같은 오버레이(overlay)를 이용하는 디스플레이가, 공동 계류중인, 발명이 명칭이 "입체화상 렌티큘러 스크린(AUTOSTEREOSCOPIC LENTICULAR SCREEN)"인 미국 특허 제09/943,890호에서 설명되었다. 렌티큘러 리지(ridge)가 플랫 패널의 표면을 향해 내측을 향하기 때문에, 플랫 패널의 표면과 렌티큘러 리지 사이에 액체를 유지하는 챔버가 형성되는데, 이 챔버가 비워지면 3D 뷰잉(viewing)이 제공되고, 이 챔버가 채워지면 스크린의 굴절 특성이 제거된다.

발명의 명칭이 "2D/3D 전환 가능 입체화상 디스플레이(CONVERTIBLE 2D/3D AUTOSTEREOSCOPIC DISPLAY)"인 미국 특허 제5,500,765호에는 플랫 패널의 정면과는 밀접하게 접촉하지만 리지가 외측을 향하는 렌티큘러 오버레이를 구비하는 디스플레이가 개시되어 있다. 렌티큘의 "굴절" 특성을 제거하기 위해, 역방향 렌티큘러 정합 스크린(mating inverse lenticular screen)이 렌티큘러 스크린 상부에 적절하게 정렬 배치되어, 중첩된 스크린에 의해 고유의 굴절 작용이 제거될 것이다.

다른 해결책은 플랫 패널 디스플레이와 밀접하게 병렬 배치될 때 정확하게 정렬된 상태로 확실하게 유지되는 분리 가능한 렌티큘러 스크린을 제조하는 것이다.

Sharp and DTI technologies에 의한 보도 자료에 설명되어 있는 다른 해결책은 화상 디스플레이의 표면에 적절하게 근접한 액정 모듈레이터(liquid crystal modulator)의 사용을 포함한다. 액정 모듈레이터는, 래스터 배리어와 선명한 커버 시트 사이에서 전환하도록 온오프될 수 있는 룰링(ruling)으로 이루어진다. 래스터 배리어 모드일 경우, 입체적인 화상을 볼 수 있다. 이것은 주지의 기술이고, 이에 따라 본 명세서에서는 설명하지 않는다. 그러나, 광학적인 견지에서, 렌즈 시트와 래스터 배리어가 다소 호환성이 있으며, 이들 중 하나에 대해 제공되는 정보가 다른 하나를 사용하여 표시될 수 있다는 것을 유념하는 것이 중요하다. 따라서, 여기에 개시되어 있는 본 발명의 기술은 렌티큘러 시트를 참고하여 설명되지만, 본 발명의 기술은 기본적으로 래스터 배리어 셀렉션 디바이스 기술에도 적용된다.

이들 2개 양태(입체형 및 평면형)의 해결책의 장점에도 불구하고, 이들 해결책은 유저가 디스플레이 스크린의 소정 영역을 입체화상으로 선명하게 볼 수 있고 소정 영역을 평면 모드로 선명하게 볼 수 있는 것에 관한 기본적인 문제를 해결하지는 못한다. 본 명세서에서는, 입체적인 정보와 평면적인 정보 양자를 디스플레이의 소정 영역에 동시에 표시하는 표시 수단을 제공한다.

듀얼 모드 렌즈 시트가 개시된다. 듀얼 모드 렌즈 시트는 하나 이상의 굴절 영역과 하나 이상의 비굴절 영역을 갖는다. 듀얼 모드 렌즈 시트가 디스플레이에 밀접하게 병렬로 유지될 때, 굴절 영역에서는 입체적인 정보를 볼 수 있는 한편, 비굴절 영역에서는 평면적인 정보를 동시에 볼 수 있다. 바람직한 일실시예에서, 비굴절 영역은 듀얼 모드 렌즈 시트의 일단부에 수직 컬럼을 형성하고, 굴절 영역은 듀얼 모드 렌즈의 타단부에 수직 컬럼을 형성한다. 유리하게는, 굴절 영역은 대략 1.3 : 1의 종횡비를 갖는 화상 영역을 형성한다. 굴절 영역은, 통상 디스플레이의 수평 방향 에지에 대해서는 직각으로 배향되지만, 디스플레이의 수평 방향 에지에 대해 임의의 각도로도 배향될 수 있는 렌티큘(lenticule)로 구성된다.

도 1은 본 발명에 따라 굴절 영역과 비굴절 영역을 갖는 렌즈 시트의 개략도이다.

도 2는 도 1에 도시한 렌즈 시트의 일부분의 사시도이다.

도 1에는 굴절 영역(102)과 비굴절 영역(103)을 갖는 렌즈 시트(101)가 도시되어 있다. 도 2는 도 1에 도시한 렌즈 시트의 작은 영역(10)의 사시도이다. 따라서, 렌즈 시트(101)는 일부에서는 굴절력이 있고, 일부에서는 굴절력이 없다.

굴절 영역(102)은, 표면이 통상 부분원 또는 부채꼴이고 룰링이 코듀로이(corduroy)형 또는 워시터브(washtub)형인 렌티큘(104)을 포함한다. Hess 명의의 미국 특허 제1,128,979호가 최초로 그러한 렌티큘을 설명하였으며, 그러한 렌티큘을 사용하는 입체화상 디스플레이 장치를 설명하는 여러 종래 기술의 참고 문헌들이 있다. 그러한 렌티큘의 제조 및 용도는 주지의 것이므로, 본 명세서에서는 설명하지 않는다.

비굴절 영역(103)은 커버 글래스와 같이 기능하고, 굴절 영역(102)의 굴절 특성을 갖지 않지만, 경사진 광선은 이 영역을 통과할 때 약간 굴절될 것이다.

앞서 논의한 바와 같이, 렌즈 시트는 플랫 패널 디스플레이에 채택되는 경우에는 작은 포인트 텍스트(point text) 및 이미지의 세부 사항을 일그러뜨릴 수 있다. 이러한 이유로, 예컨대 컴퓨터 그래픽 디스플레이의 유저가 평면형 요소를 판독할 수 있도록 어떠한 수단을 안출할 필요가 있다. 스크린의 소정 부분을 비굴절 용도로 배정함으로써, 비굴절 영역에서는 스크린 고유의 해상도가 채택된다. 소프트웨어 어플리케이션이 이러한 특정 영역에 평면형 요소를 배치할 수도 있고, 사용자가 컴퓨터 마우스 및 표준형 GUI 기술을 사용하여 상기 평면형 요소를 비굴절 영역으로 드래그 앤 드롭할 수도 있다.

도 1에는 비굴절 영역(103)이 렌즈 시트의 일단부의 수직 컬럼으로 도시되어 있다. 도시한 바와 같은 수직 컬럼보다는, 직사각형, 삼각형 또는 수평 방향 로우(row)(기타 형상, 및 다양한 형상, 크기 및 위치의 영역)를 덮는 영역을 충분히 생각할 수 있을 것이다. 여러 가지 가능성이 있다. 어플리케이션 개발자가 드롭다운 메뉴가 표시되는 위치를 제어하는 경우, 예컨대 그러한 구성은 이상적이다. 입체화상 이미지가 굴절 영역(102)에 위치되는 경우, 유저는 적절한 입체화상 영상을 선명하게 본다.

굴절 영역 및 비굴절 영역을 배치하기 위한 다양한 제조 기술을 사용할 수 있다. 렌티큘을 기판에 성형, 도포 또는 적층할 수 있고, 몰드 또는 툴의 일부는 비굴절 영역을 형성하는 평면일 수 있다. 실질적으로 기판을 이용하지 않고, 전체 소재에 대해 일부에는 렌티큘이 있고, 다른 부분에는 렌티큘이 없도록 연속시키는 다양한 종류의 스탬핑 기술 또는 압축 성형 기술을 사용할 수 있다.

비굴절 영역(103)은 서로 평행한 2개의 평면(103t, 103l)를 갖고, 그러한 요소는, 이미지를 프레이밍(framing)하는 데 사용되며 컴퓨터의 굴절 방지 스크린 또는 유사한 디스플레이로 사용되는 커버 글래스 또는 커버 시트와 유사하다는 것은 명백하다 할 것이다.

도면에는 렌티큘이 수직으로 연장- 즉, 각각의 렌티큘 사이의 경계가 수직 방향, 즉 디스플레이의 수평 방향 에지에 대해 수직인 방향으로 배향되는 평행선을 형성 -하는 것으로 도시되어 있지만, 렌즈 시트의 수평 방향 에지 및 수직 방향 에지가 디스플레이의 수평 방향 에지 및 수직 방향 에지에 대응한다고 가정하고 사실상 수평 방향 에지는 기본적으로 수평선과 평행하다고 가정했을 때, 이러한 렌티큘 또는 오히려 이러한 렌티큘들의 경계선이 렌즈 시트의 수평 방향 에지에 대해 직각 이외의 소정 각도를 이룰 수 있도록, Winnek 명의의 미국 특허 제3,409,351호의 교시가 채택될 수 있다는 것 또한 가능하다.

여러 가지 가능한 변형예들이 있지만, 본 발명의 정수는 렌즈 시트 상에 렌티큘러 영역과 비렌티큘러 영역이 있다는 것이다. 렌즈 시트는 디스플레이의 평면에 밀접한 근접도로, 그리고 렌즈 시트의 후방면이 디스플레이의 평면과 평행한 상태로 유지된다. 가장 전형적으로, 그러한 디스플레이는 액정 스크린 또는 플라즈마 스크린과 같은 플랫 패널 디스플레이일 것이다. 굴절 영역과 비굴절 영역의 배열의 관점에서 여러 가지 변형예들이 가능하고, 교시적인 목적으로 제조 기술을 간단하게 설명하거나 제안하였지만, 본 명세서가 여기에서 교시하는 기술을 임의의 특정 제조 기술로 제한하고자 하는 것은 아니라는 점은 당업자에게 명백할 것이다.

대략 1.8 : 1인 고화질 텔레비전 종횡비를 따르는 텔레비전과 같은, 다른 용도와 컴퓨터 그래픽을 위한 여러 신규 디스플레이 스크린도 있다. 통상의 컴퓨터 그래픽(및 텔레비전 스크린)은 1.3 : 1의 종횡비를 이용하기 때문에, 화상의 좌측 또는 우측 에지에서는 비굴절 수직 컬럼을 채택하면서 1.3 : 1의 렌티큘러 화상 영역을 유지하는 구성의 유용성을 용이하게 알 수 있다. 다시 말해서, 유저가 기대하는, 종횡비가 1.3 : 1인 화상 영역이 유지될 것이며, 나머지는 비굴절 영역으로 할당되어 문자숫자(alphanumeric) 및 아이콘과 유사한 요소를 가장 유리하게 표시할 수 있다.

Claims

입체화상(autostereoscopic) 디스플레이에서 사용하기 위한 렌즈 시트에 있어서,

복수 개의 볼록한 렌티큘(lenticule)을 포함하는 하나 이상의 굴절 영역과 하나 이상의 비굴절 영역을 포함하고,

상기 렌즈 시트는 각각의 굴절 영역을 통해 입체화상(stereoscopic) 이미지를 선명하게 보게 하고, 각각의 비굴절 영역을 통해 비입체화상(nonstereoscopic) 이미지를 선명하게 보게 하는 것인 렌즈 시트.
제1항에 있어서, 상기 렌티큘은 렌즈 시트의 높이를 확장하는(span) 것인 렌즈 시트.
제2항에 있어서, 상기 렌티큘은 렌즈 시트의 수평 방향 에지에 대해 직각으로 배향되는 것인 렌즈 시트.
제2항에 있어서, 상기 렌티큘은 렌즈 시트의 수평 방향 에지에 대해 예각으로 배향되는 것인 렌즈 시트.
제1항에 있어서, 상기 비굴절 영역은 렌즈 시트의 일단부에 수직 컬럼을 형성하고, 굴절 영역은 렌즈 시트의 타단부에 수직 컬럼을 형성하는 것인 렌즈 시트.
제5항에 있어서, 상기 굴절 영역은 종횡비가 1.3 : 1인 화상 영역을 정의하는 것인 렌즈 시트.
입체화상(autostereoscopic) 디스플레이에 있어서,

디스플레이와;

상기 디스플레이에 밀접하게 병렬로 유지되는 렌즈 시트

를 포함하고,

상기 렌즈 시트는 상기 디스플레이에 의해 전송되는 선명한 입체화상 이미지를 제공하는 복수 개의 볼록한 렌티큘로 구성된 하나 이상의 굴절 영역과, 상기 디스플레이에 의해 전송되는 선명한 평면 이미지를 제공하도록 구성된 하나 이상의 비굴절 영역을 포함하는 것인 입체화상 디스플레이.
제7항에 있어서, 상기 비굴절 영역은 상기 렌즈 시트의 일단부에 수직 컬럼을 형성하고, 상기 굴절 영역은 상기 렌즈 시트의 타단부에 수직 컬럼을 형성하는 것인 입체화상 디스플레이.
제8항에 있어서, 상기 굴절 영역은 종횡비가 1.3 : 1인 화상 영역을 정의하는 것인 입체화상 디스플레이.
제7항에 있어서, 상기 렌티큘은 상기 렌즈 시트의 높이를 확장하는(span) 것인 입체화상 디스플레이.
제10항에 있어서, 상기 렌티큘은 상기 렌즈 시트의 수평 방향 에지에 대해 직각으로 배향되는 것인 입체화상 디스플레이.
제10항에 있어서, 상기 렌티큘은 상기 렌즈 시트의 수평 방향 에지에 대해 예각으로 배향되는 것인 입체화상 디스플레이.
렌즈 시트에 있어서,

복수 개의 볼록한 렌티큘을 포함하며, 입체화상 이미지를 수신하고 시청자(viewer)에게 상기 입체화상 이미지를 선명하게 디스플레이하도록 구성되는 하나 이상의 굴절 영역과;

평면 이미지를 수신하고 시청자에게 상기 평면 이미지를 선명하게 디스플레이하도록 구성되는 하나 이상의 비굴절 영역

을 포함하는 렌즈 시트.
제13항에 있어서, 상기 렌티큘은 상기 렌즈 시트의 높이를 확장하는(span) 것인 렌즈 시트.
제14항에 있어서, 상기 렌티큘은 상기 렌즈 시트의 수평 방향 에지에 대해 직각으로 배향되는 것인 렌즈 시트.
제14항에 있어서, 상기 렌티큘은 상기 렌즈 시트의 수평 방향 에지에 대해 예각으로 배향되는 것인 렌즈 시트.
제13항에 있어서, 상기 비굴절 영역은 상기 렌즈 시트의 일단부에 수직 컬럼을 형성하고, 상기 굴절 영역은 상기 렌즈 시트의 타단부에 수직 컬럼을 형성하는 것인 렌즈 시트.
제17항에 있어서, 상기 굴절 영역은 종횡비가 1.3 : 1인 화상 영역을 정의하는 것인 렌즈 시트.