KR101314211B1

KR101314211B1 - 3디 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR101314211B1
Application number: KR1020060121604A
Authority: KR
Inventors: 홍형기
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2006-12-04
Filing date: 2006-12-04
Publication date: 2013-10-02
Also published as: KR20080050821A

Abstract

본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 특히 듀얼뷰(Dual view) 디스플레이 원리를 이용한 3D 구현시 3D 시감을 더욱 향상시킨 3D 디스플레이 장치에 관한 것이다.

이는, 다수의 영상을 표시하는 표시패널과; 상기 표시패널의 영상 중 서로 다른 제1영상 및 제2영상에 각각 대응되는 제1시역 및 제2시역을 생성하는 제1시역생성부와; 상기 표시패널의 영상 중 제3영상에 대응되는 제3시역을 상기 제1시역의 상부 또는 하부에 생성하고, 또한 상기 표시패널의 영상 중 제4영상에 대응되는 제4시역을 상기 제2시역의 상부 또는 하부에 생성하는 제2시역생성부를 포함하는 3D 디스플레이 장치로 제안되며, 기존의 2개의 영상의 결합으로 생성되는 3D 영상에 비해 더욱 많은 4개 이상의 영상을 조합하며, 또한 좌우 시점차이뿐 아니라 상하 시점차이를 가지는 영상까지 결합함으로써 시청자로 하여금 더욱 향상된 3D 입체 시감을 제공하는 효과가 있다.

Description

3디 디스플레이 장치{3D display device}

도 1은 종래기술에 따른 듀얼뷰 디스플레이 장치의 원리를 설명하기 위한 도면

도 2는 본 발명에 따른 3D 디스플레이 장치(100)를 상부에서 바라본 구성도

도 3은 본 발명에 따른 3D 디스플레이 장치 중 제1시역생성부를 통해 사람의 양안 간격만큼의 시역간 이격거리(E)를 생성하는 조건을 설명하기 위한 도면

도 4는 본 발명에 따른 3D 디스플레이 장치 중 제2시역생성부를 통해 사람의 동공 지름보다 작은 시역간 이격거리(E')를 생성하는 조건을 설명하기 위한 도면

도 5는 본 발명에 따른 3D 디스플레이 장치(100)에 의해 생성된 다수의 시역을 배치한 도면

<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>

30 : 표시패널 40 : 제1시역생성부

50 : 제2시역생성부

영상을 표시하는 영상표시장치는, 영상이 직접적으로 표시되는 표시패널과 이를 동작하는 구동부를 포함하고, 상기 표시패널에는 2차원 행렬 형태의 다수의 화소가 형성되어 있다. 이러한 영상표시장치는 각 화소에서 표시되는 단위영상신호를 종합하여 하나의 화면을 표시한다.

한편 표시패널과 사용자 사이에 위치별로 장벽(barrier) 또는 렌티큘러 렌즈(lenticular lens)를 구성하여, 시야각에 따라 장벽 사이로 보이는 화소를 달리 하는 영상표시장치도 소개된 바 있다. 이러한 영상표시장치에서는, 시야각에 따라 영상을 표시하는 화소가 달라지고 시야각에 따라 서로 다른 시역(viewing zone)을 형성한다. 즉, 서로 다른 시역에 기여하는 화소는 서로 다르며, 이들 화소로 서로 다른 영상신호를 표시하도록 함으로써 서로 다른 시역에서는 서로 다른 영상이 표시되도록 할 수 있는데 이를 듀얼뷰(Dual view) 디스플레이 장치라 한다.

도 1은 종래기술에 따른 듀얼뷰 디스플레이 장치의 원리를 설명하기 위한 도면으로서, 액정표시패널(10)에 동시에 표시되는 이미지1과 이미지2를 서로 다른 시역에 위치한 시청자A와 시청자B가 시차 배리어(20)를 통해 각각 구분된 이미지로 시청하는 것을 나타낸다.

즉, 시청자A는 시차 배리어(20)에 의해 이미지1의 영상만을 취하고, 시청자B는 상기 시차 배리어(20)에 의해 이미지2의 영상만을 취하게 되어 각각 서로 다른 이미지를 시청하게 되는 것이다.

이러한 원리를 가진 듀얼뷰 디스플레이 장치는 차량 내부에 장착되어 운전자는 GPS 위치 정보 화면을 시청하면서 그 옆의 동승객은 영화 등의 다른 화면을 시청할 수 있도록 하는 등 그 활용예가 점차로 확대되는 추세이다.

또한 상기 시청자A와 시청자B가 거리를 사람의 양안 거리인 약 65mm 내외로 조정할 경우 시청자는 상기 이미지1과 이미지2가 합성된 3D 이미지를 시청할 수 있다.

이러한 듀얼뷰(Dual view) 디스플레이 장치는 최근 들어 시청자의 양안 사이에 크기가 약 2mm 내외인 시역을 수십 개 생성하여 평균 지름이 약 4~5mm 정도인 사람의 동공에 여러 개의 서로 다른 이미지를 동시에 입력하여 눈의 피로를 줄이면서도 3D 시감을 더욱 높인 SMV(Super Multi View) 디스플레이 방법이 제안되었다.

그러나 상기 SMV 디스플레이의 원리에 따르면, 양안 시차에 의한 3D 효과를 얻기 위해서는 양안 사이에 수평하게 배열된 수십 개의 시역을 생성하여야 하며 이는 곧 화소의 분할을 의미하기 때문에 해상도의 저하 및 초고해상도의 디스플레이 장치를 요구한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, SMV 디스 플레이 원리에 의한 3D 효과를 제공하면서도 해상도의 저하가 적고 또한 적절한 시역 생성을 통해 눈의 피로를 저감하여 주는 3D 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 다수의 영상을 표시하는 표시패널과; 상기 표시패널의 영상 중 서로 다른 제1영상 및 제2영상에 각각 대응되는 제1시역 및 제2시역을 생성하는 제1시역생성부와; 상기 표시패널의 영상 중 제3영상에 대응되는 제3시역을 상기 제1시역의 상부 또는 하부에 생성하고, 또한 상기 표시패널의 영상 중 제4영상에 대응되는 제4시역을 상기 제2시역의 상부 또는 하부에 생성하는 제2시역생성부를 포함하는 3D 디스플레이 장치를 제공한다.

상기 제1 및 제2시역생성부는 각각 패럴랙스 배리어, 렌티큘러 어레이 중 하나인 것을 특징으로 한다.

상기 제1시역과 제2시역은 서로 수평한 위치에 생성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1시역과 제2시역은 사람의 양안 간격만큼 이격되어 생성되는 것을 특징으로 한다.

상기 양안 간격은 65mm인 것을 특징으로 한다.

상기 제1 및 제2시역생성부는 상기 제1시역의 상부 또는 하부에 상기 표시패널의 영상 중 제5영상에 대응되는 제5시역을 더욱 생성하고, 상기 제2시역의 상부 또는 하부에 상기 표시패널의 영상 중 제6영상에 대응되는 제6시역을 더욱 생성하는 것을 특징으로 한다.

상기 각 시역이 생성되는 영상은 모두 서로 다른 영상인 것을 특징으로 한다.

상기 모든 시역은 시역간 수평 이격거리가 사람의 양안 간격이고 시역간 수직 이격거리가 사람의 동공지름의 1/3 내지 1/2 이하인 것을 특징으로 한다.

상기 모든 시역은 시역간 수평 이격거리가 65mm이하이고 시역간 수직 이격거리가 2mm 이하인 것을 특징으로 한다.

상기 제1시역의 상부 또는 하부에 시역이 생성되는 영상은 상기 제1영상보다 초점이 더 선명하거나 또는 덜 선명한 영상인 것을 특징으로 한다.

상기 제2시역의 상부 또는 하부에 시역이 생성되는 영상은 상기 제2영상보다 초점이 더 선명하거나 또는 덜 선명한 영상인 것을 특징으로 한다.

상기 제1시역과 제2시역은 각각 사람의 양안 중 좌안과 우안, 또는 우안과 좌안에 각각 대응되는 시역인 것을 특징으로 한다.

상기 제1시역생성부와 제2시역생성부는 각각 상기 표시패널의 전면 또는 후면에 위치하는 것을 특징으로 한다.

상기 제3시역과 상기 제1시역간 수직 이격거리 및 상기 제4시역과 제2시역간 수직 이격거리는 모두 사람의 동공 지름보다 작은 것을 특징으로 한다.

상기 제3시역과 상기 제1시역간 수직 이격거리 및 상기 제4시역과 제2시역간 수직 이격거리는 2mm 이하인 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 3D 디스플레이 장치(100)를 상부에서 바라본 구성도로서, 표시패널(30)과, 제1시역생성부(40) 및 제2시역생성부(50)로 구성된다.

상기 표시패널(30)은 단위 표시화소를 다수개 구비한 액정표시패널이나 플라즈마 표시패널 또는 유기EL 표시패널일 수 있다.

상기 제1시역생성부(40)와 제2시역생성부(50)는 패럴랙스 베리어 또는 렌티큘러 어레이 중 선택하여 사용 가능하며, 도면에서는 상기 제1시역생성부(40)가 상기 표시패널(30)과 인접하게 구성되고 상기 제2시역생성부(50)가 상기 표시패널(30)과 가장 멀리 구성되어 있으나 그 배치가 바뀌어도 무관하다. 또한 상기 제1시역생성부(40)와 제2시역생성부(50)의 배치는 상기 표시패널(30)의 전방 또는 후방 중 어느 위치라도 무관하나 상기 표시패널(30)로 빛을 공급하는 백라이트 유닛으로부터 출사된 빛은 상기 제1시역생성부(40)와 제2시역생성부(50)를 통과하여 시청자에게 전달되어야 한다.

상기한 기본 구성을 가지는 본 발명에 따른 3D 디스플레이 장치는, 기존의 좌우 방향(즉 수평방향)으로만 구분되는 시역을 제공하여 양안을 통해 각각 인식되는 서로 다른 영상들의 조합을 통해 단순히 3D 입체감을 제공하던 것에서 더욱 나아가 상하방향(즉, 수직방향)에서도 별도의 서로 다른 영상을 더욱 제공하여 3D 입체감이 향상되고 눈의 피로가 저감된 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

따라서 상기 제1시역생성부(40)와 제2시역생성부(50) 중 일 시역생성부는 사 람의 양안에 각각 서로 다른 영상을 제공하기 위해 수평방향으로 다수의 시역을 생성하는 시역생성부이고, 다른 시역생성부는 사람의 동공에 수직방향으로 배치되는 다수의 서로 다른 영상을 제공하기 위해 수직방향으로 다수의 시역을 생성하는 시역생성부이다. 이에 본 발명에서는 상기 제1시역생성부(40)를 수평방향으로 다수의 시역을 생성하는 수평방향의 시역생성부로, 상기 제2시역생성부(50)를 수직방향으로 다수의 시역을 생성하는 수직방향의 시역생성부로 선택하여 설명한다.

따라서 상기 제1시역생성부(40)는 수평방향으로 다수의 시역을 생성하기 위한 패럴랙스 베리어 또는 렌티큘러 어레이로서, 상기 표시패널(30) 상에 표시되는 서로 다른 제1 및 제2영상이 제1시역생성부(40)를 통해 사람의 양안 간격만큼의 시역거리(E)를 생성하도록 함으로써 좌안과 우안에 각각 제1영상과 제2영상이 인식되도록 한다.

이때 상기 사람의 양안 간격만큼의 시역간 이격 거리(E)를 생성하기 위한 조건을 도 3의 도면에 도시하였다.

도 3을 보면, 상기 표시패널(30) 상에 화소 크기(즉 도 1의 일 이미지 표시를 위한 일 화소크기)가 (P)인 영상이 제1시역생성부(40)를 통해 사람의 양안 간격(E)만큼의 시역을 만들기 위한 조건은 상기 제1시역생성부(40)에 형성된 시차 배리어 간격(Bp)과 사람의 눈으로부터 상기 제1시역생성부(40)까지의 이격 거리(D)에 따르며 아래 수식(1)과 같다.

수식(1) Bp = 2/(1/E + 1/P), D = ES/P

여기서, 상기 E는 시역간 이격거리(또는 양안 간격)이고, D는 사람의 눈으로 부터 상기 제1시역생성부(40)까지의 이격거리이고, P는 표시패널(30)상에 표시되는 일 화소의 크기이고, S는 상기 표시패널(30)과 제1시역생성부(40)간 이격거리이다.

상기한 수식(1)을 이용하면 상기 제1시역생성부(40)를 통해 사람의 양안거리만큼의 시역간 이격거리을 가지는 다수의 시역을 생성할 수 있다.

아울러 상기 제2시역생성부(50)는 수직방향으로 다수의 시역을 생성하기 위한 패럴랙스 베리어 또는 렌티큘러 어레이로서, 상기 표시패널(30) 상에 표시되는 서로 다른 다수의 영상이 제2시역생성부(50)를 통해 하나의 안구 동공에 표시되도록 하기 위한 것이다. 즉, 다수의 시역간 이격거리가 동공 지름보다 작도록 설계되어 하나의 동공에 수직 방향으로 다수의 시역이 생성된다.

이를 위해서는 상기 제2시역생성부(50)에 의해 생성되는 시역간 이격거리는 사람의 동공 지름보다 작아야 하며, 바람직하게는 동공에 과도한 수의 영상이 입력되는 것보다는 눈의 피로를 줄일 수 있도록 2개 내지 5개 정도의 서로 다른 영상이 동공에 인식될 수 있도록 동공 지름의 1/3 내지는 1/2보다 작아야 하며 더욱 바람직하게는 2mm 이하의 시역간 이격거리를 가진다.

이때 사람의 동공 내에 다수의 영상이 인식되도록 하기 위해 사람의 동공 지름 보다 작은 시역간 거리를 갖는 다수의 시역을 생성하기 위한 조건을 도 4에 도시하였다.

도 4를 보면, 상기 표시패널(30) 상에 화소 크기가 (P')인 영상이 제2시역생성부(50)를 통해 사람의 동공 지름보다 작은 시역간 거리를 수직방향으로 다수개 만들기 위한 조건은 상기 제2시역생성부(50)에 형성된 시차 배리어 간격(Bp')과 사 람의 눈으로부터 상기 제2시역생성부(50)까지의 이격 거리(D')에 따르며, 아래 수식(2)과 같이 나타낼 수 있다.

수식(2) Bp' = 2/(1/E' + 1/P'), D = E'S'/P'

여기서, 상기 E'는 시역간 이격거리(또는 동공 지름)이고, D'는 사람의 눈으로부터 상기 제2시역생성부(50)까지의 이격거리이고, P'는 표시패널(30)상에 표시되는 일 화소의 크기이고, S'는 상기 표시패널(30)과 제2시역생성부(50)간 이격거리이다.

상기한 수식(2)을 이용하면 상기 제2시역생성부(50)를 통해 사람의 동공 내에 다수의 영상에 대응되는 다수의 시역을 생성할 수 있다.

따라서 상기 표시패널(30)에 표시되는 영상은 상기 설명한 제1시역생성부(40)와 제2시역생성부(50)를 통해 수평방향으로는 약 65mm 이하 또한 수직방향으로는 동공 지름보다 작은 약 2mm 이하의 시역간 이격거리를 가지는 다수의 시역을 가지고 각각 서로 다른 영상을 표시하게 되는 바, 기본적으로 수평 및 수직방향으로 2*2 의 시역과 3*3 이상의 시역을 생성할 수 있다.

도 5는 상기 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 3D 디스플레이 장치(100)에 의해 생성된 다수의 시역을 3*3 배열로 예시한 도면으로서, 눈의 피로도 저감 및 3D 시감이 더욱 향상되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도면을 보면, 이미 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 3D 디스플레이 장치(100)를 통해 수평 방향 및 수직 방향으로 다수의 시역(L1~L3, R1~R3)이 생성되고, 상기 각각의 시역은 모두 서로 다른 영상에 대응되어 생성된 시역으로서 그 크 기가 Eㅧ E' 와 같고, 상기 E는 사람의 양안 거리로써 약 65mm 이하이며 상기 E'는 동공 지름보다 작은 약 2mm이하로 결정된다.

상기와 같이 생성된 다수의 시역 중 L1~L3는 시청자의 좌안 동공에 위치하는 시역이고, 상기 R1~R3는 시청자의 우안 동공에 위치되는 시역이다.

이에, 상기 좌안 시역(L1~L3)에 표시되는 영상과 우안 동공(R1~R3)에 표시되는 영상이 각각 시청자의 좌안과 우안을 통해 인식되고, 이는 6개의 영상이 동시에 시청자에게 인식되는 것을 뜻하므로 결국 시청자는 6개의 서로 다른 시점으로 조합된 하나의 영상을 인식하게 되어 보다 기존의 2개의 영상 조합으로 인식되는 3D 영상에 비해 높은 입체감을 느낄 수 있다.

이때 상기 좌안 시역(L1~L3)과 우안 시역(R1~R3)에 표시되는 영상은 그 시역이 양안 간격 정도로 넓기 때문에 서로 시점차이가 큰 영상이고, 좌안 시역간 표시되는 영상 또는 우안 시역간 표시되는 영상은 그 시역이 약 2mm 이하 정도로 좁기 때문에 수직방향으로 인접한 시역의 영상에 비해 초점이 약간 더 선명하거나 또는 약간 더 흐리는 등 그 시점 차이가 크지 않은 영상일 수도 있다.

즉, 상기 좌안 시역간 표시되는 영상 또는 우안 시역간 표시되는 영상은 그 시역이 약 2mm 이하 정도로 좁기 때문에 시청자는 그 영상의 차이를 거의 인식하지 못한다. 따라서 동일한 영상을 입력하되 그 초점 거리를 달리한 영상을 입력하여 3D 시감을 표현하는 것도 가능하다.

예를 들어, 상기 좌안 시역 중 L2시역의 상부 및 하부에 생성된 시역(L1, L3)의 영상은 상기 L2 시역의 영상보다 초점이 더 선명하거나 또는 덜 선명할 수 있으며, 또한 상기 우안 시역 중 R2시역의 상부 및 하부에 생성된 시역(R1, R3)의 영상은 상기 R2 시역의 영상보다 초점이 더 선명하거나 또는 덜 선명한 영상일 수 있다.

본 발명에 따른 3D 디스플레이 장치는 3D 영상을 제공함에 있어서 기존의 2개의 영상의 결합으로 생성되는 3D 영상에 비해 더욱 많은 4개 이상의 영상을 조합하며, 또한 좌우 시점차이뿐 아니라 상하 시점차이를 가지는 영상까지 결합함으로써 시청자로 하여금 더욱 향상된 3D 입체감을 제공할 뿐 아니라 눈의 피로를 저감시켜주는 장점이 있다.

Claims

다수의 영상을 표시하는 표시패널과;

상기 표시패널의 영상 중 서로 다른 제1영상 및 제2영상에 각각 대응되는 제1시역 및 제2시역을 생성하는 제1시역생성부와;

상기 표시패널의 영상 중 제3영상에 대응되는 제3시역은 상기 제1시역의 상부 또는 하부에 수직하게 생성하고, 또한 상기 표시패널의 영상 중 제4영상에 대응되는 제4시역을 상기 제2시역의 상부 또는 하부에 수직하게 생성하는 제2시역생성부

를 포함하며, 상기 제 1 시역과 상기 제 3 시역은 동시에 사람의 양안 중 하나이 인식되며, 상기 제 2 시역과 상기 제 4 시역은 동시에 상기 사람의 양안 중 다른 하나에 인식되며, 수직하게 생성되는 시역간 수직 이격거리는 사람의 동공지름의 1/3 내지 1/2 이하인 것을 특징으로 하는 3D 디스플레이 장치
청구항 제 1 항에 있어서,

상기 제1 및 제2시역생성부는 각각 패럴랙스 배리어, 렌티큘러 어레이 중 하나인 것을 특징으로 하는 3D 디스플레이 장치
청구항 제 1 항에 있어서,

상기 제1시역과 제2시역은 서로 수평한 위치에 생성되는 것을 특징으로 하는 3D 디스플레이 장치
청구항 제 3 항에 있어서,

상기 제1시역과 제2시역은 상기 사람의 양안 간격만큼 이격되어 생성되는 것을 특징으로 하는 3D 디스플레이 장치
청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

청구항 제 4 항에 있어서,

상기 양안 간격은 65mm인 것을 특징으로 하는 3D 디스플레이 장치
청구항 제 1 항에 있어서,

상기 제 1 시역생성부는 상기 제 1 시역의 상부 또는 하부에 상기 표시패널의 영상 중 제 5 영상에 대응되는 제 5 시역을 생성하고, 상기 제 2 시역생성부는 상기 제 2 시역의 상부 또는 하부에 상기 표시패널의 영상 중 제 6 영상에 대응되는 제 6 시역을 생성하는 것을 특징으로 하며, 상기 제 1 시역과 상기 제 3 시역, 상기 제 5 시역은 동시에 상기 사람의 양안 중 하나에 인식되며, 상기 제 2 시역과, 상기 제 4 시역, 상기 제 6 시역은 동시에 상기 사람의 양안 중 다른 하나에 인식되는 3D 디스플레이 장치
청구항 제 1 항에 있어서,

상기 각 시역이 생성되는 영상은 모두 서로 다른 영상인 것을 특징으로 하는 3D 디스플레이 장치
청구항 제 1 항에 있어서,

상기 모든 시역은 시역간 수평 이격거리가 상기 사람의 양안 간격인 것을 특징으로 하는 3D 디스플레이 장치
청구항 제 1 항에 있어서,

상기 모든 시역은 시역간 수평 이격거리가 65mm이하이고 시역간 수직 이격거리가 2mm 이하인 것을 특징으로 하는 3D 디스플레이 장치
청구항 제 1 항에 있어서,

상기 제1시역의 상부 또는 하부에 시역이 생성되는 영상은 상기 제1영상보다 초점이 더 선명하거나 또는 덜 선명한 영상인 것을 특징으로 하는 3D 디스플레이 장치
청구항 제 1 항에 있어서,

상기 제2시역의 상부 또는 하부에 시역이 생성되는 영상은 상기 제2영상보다 초점이 더 선명하거나 또는 덜 선명한 영상인 것을 특징으로 하는 3D 디스플레이 장치
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청구항 제 1 항에 있어서,

상기 제1시역생성부와 제2시역생성부는 각각 상기 표시패널의 전면 또는 후면에 위치하는 것을 특징으로 하는 3D 디스플레이 장치
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