KR101357163B1 - 휘도를 향상한 오토 스테레오스코픽 디스플레이 장치 - Google Patents

Abstract

휘도를 향상한 오토 스테레오스코픽 디스플레이 장치가 개시된다.

개시된 디스플레이 장치는, 복수 개의 제1 칼라 서브 화소와 제1 백색 서브 화소를 가지는 좌안용 화소; 복수 개의 제2 칼라 서브 화소와 제2 백색 서브 화소를 가지는 우안용 화소; 상기 좌안용 화소에 의해 형성되는 좌안 영상과 상기 우안용 화소에 의해 형성되는 우안 영상의 시역을 분리하기 위한 시역 분리 유닛;을 포함한다.

Description

휘도를 향상한 오토 스테레오스코픽 디스플레이 장치{Auto stereoscopic display improving brightness}

본 발명은 휘도를 향상한 오토 스테레오스코픽 디스플레이 장치에 관한 것이다.

일반적으로 3차원 영상은 사람의 두 눈을 통한 스테레오 시각의 원리에 의해 이루어지는데, 두 눈이 약 65mm 정도 떨어져서 존재하기 때문에 나타나는 양안시차(binocular parallax)가 입체감의 가장 중요한 요인이라고 할 수 있다. 3차원 영상 디스플레이에는 안경을 이용한 디스플레이와 무안경 방식의 디스플레이가 있으며, 무안경 방식의 디스플레이는 안경을 사용하지 않고 좌우 영상을 분리하여 3차원 영상을 얻는 것이다.

안경 방식은 사용자가 안경을 착용해야 하는 불편함이 있으므로 무안경 방식의 디스플레이가 선호되고 있다. 무안경 방식의 디스플레이는 안경을 사용하지 않고 좌우 영상을 분리하여 3차원 영상을 얻는 것이다. 무안경 방식에는 예를 들어 패럴렉스 베리어 방식(parallax barrier)과 렌티큘러(lenticular) 방식이 있다.

패럴랙스 베리어 방식이나 렌티큘라 방식은 디스플레이 패널 앞 또는 뒤에 특수한 광학판, 예를 들어 베리어나 렌티큘라 렌즈 등을 위치시켜 서로 다른 시점의 영상들을 공간적으로 적절히 분리시킨다는 점에서 그 기본적인 원리는 유사하다. 한편, 3차원 영상을 형성할 때 해상도가 낮아지는 것을 방지하기 위해 좌안 영상과 우안 영상을 분리하는 방식으로 공간 분할 방식 또는 시분할 방식을 사용한다. 그런데, 공간 분할 방식을 사용하는 경우 시분할 방식에 비해 하나의 화소에서의 광 투과율이 상대적으로 낮아 휘도가 낮은 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 휘도가 향상된 오토 스테레오스코픽 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 복수 개의 제1 칼라 서브 화소와 제1 백색 서브 화소를 가지는 좌안용 화소; 복수 개의 제2 칼라 서브 화소와 제2 백색 서브 화소를 가지는 우안용 화소; 상기 좌안용 화소에 의해 형성되는 좌안 영상과 상기 우안용 화소에 의해 형성되는 우안 영상의 시역을 분리하기 위한 시역 분리 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치를 제공한다.

상기 좌안용 화소와 우안용 화소가 가로 방향으로 나란하게 배열되고, 상기 제1 칼라 서브 화소와 제1 백색 서브 화소가 세로 방향으로 일렬로 배열되고, 제2 칼라 서브 화소와 제2 백색 서브 화소가 세로 방향으로 일렬로 배열될 수 있다.

상기 제1 백색 서브 화소와 제2 백색 서브 화소가 서로 다른 라인에 배치될 수 있다.

상기 제1 및 제2 칼라 서브 화소는 각각 적색 서브 화소, 녹색 서브 화소, 청색 서브 화소를 포함하고, 좌안용 적색 서브 화소와 청색 서브 화소가 우안용 적색 서브 화소와 청색 서브 화소가 나란하게 배열되고, 좌안용 녹색 서브 화소와 백색 서브 화소가 우안용 녹색 서브 화소와 백색 서브 화소가 나란하게 배열될 수 있다.

상기 시역 분리 유닛은 렌티큘러 렌즈로 구성되고, 하나의 렌티큘러 렌즈가 한 쌍의 좌안용 화소와 우안용 화소에 대응되게 배치될 수 있다.

상기 시역 분리 유닛은 렌티큘러 렌즈로 구성되고, 하나의 렌티큘러 렌즈가 복수 쌍의 좌안용 화소와 우안용 화소에 대응되게 배치될 수 있다.

본 발명에서는 3차원 영상을 구현하는 좌안용 화소와 우안용 화소에 각각 백색 서브 화소를 구비함으로써 휘도를 향상한다. 그리고, 공간 분할 방식으로 해상도의 저하 없이 3차원 영상을 구현한다.

본 발명에 따른 오토 스테레오스코픽 디스플레이 장치는 좌안 영상을 위한 제1 화소와 우안 영상을 제2 화소를 포함하며, 제1 화소 및 제2 화소는 각각 백색 서브 화소를 포함한다. 제1 화소에서 만들어진 좌안 영상이 좌안 시역으로, 제2 화소에서 만들어진 우안 영상이 우안 시역으로 진행되어 영상이 분리됨으로써 3차원 영상이 표시된다.

도 1을 참조하면, 제1 화소(11) 및 제2 화소(12)를 포함하는 화소 세트(10)가 메트릭스 형태로 배열되어 있고, 제1 화소(11)는 복수 개의 제1 칼라 서브 화소와 제1 백색 서브 화소를 포함하고, 제2 화소(12)는 복수 개의 제2 칼라 서브 화소와 제2 백색 서브 화소를 포함한다. 예를 들어, 제1 칼라 서브 화소는 세 개의 서브 화소(11a)(11b)(11c)를 포함하고, 제1 칼라 서브 화소와 제1 백색 서브 화소가 세로 방향으로 일렬로 배열될 수 있다. 제2 칼라 서브 화소는 세 개의 서브 화 소(12a)(12b)(12c)를 포함하고, 제2 칼라 서브 화소와 제2 백색 서브 화소가 세로 방향으로 일렬로 배열되어 있다. 다시 말하면, 화소 세트(10)가 2×4 행렬 방식으로 배열될 수 있다. 그리고, 제1 화소(11)와 제2 화소(12)는 가로 방향으로 나란하게 배열되어 있다. 각 화소는 예를 들어 녹색 서브 화소(G), 청색 서브 화소(B), 적색 서브 화소(R)들이 다양한 순서로 배열될 수 있다.

상기 제1 화소(11)와 제2 화소(12)는 서로 같은 칼라의 서브 화소가 나란히 배치되거나 또는 다른 칼라의 서브 화소가 나란히 배치될 수 있다. 백색 서브 화소는 화소의 대각선 방향으로 배치될 수 있다. 여기서, 제1 화소(11)와 제2 화소(12)가 한 세트로 되어 입체 영상을 표시한다. 제1 화소와 제2 화소가 교대로 배열되는데, 전체적으로 볼 때 도 1에 도시된 바와 같이 각 칼라 서브 화소와 백색 서브 화소가 대각선 방향으로 동일한 칼라의 서브 화소가 오도록 배치될 수 있다. 이와 같이 동일한 칼라의 서브 화소가 대각선 방향으로 배열되는 경우, 가로 방향과 세로 방향의 서브 화소 순서가 동일하기 때문에 영상을 가로 방향으로 표시하거나 세로 방향으로 표시하는 것이 용이하게 전환될 수 있다.

다음, 도 2를 참조하면 복수의 제1 칼라 서브 화소와 제1 백색 서브 화소를 포함하는 좌안용 제1 화소(21)와, 복수의 제2 칼라 서브 화소와 제2 백색 서브 화소를 포함하는 우안용 제2 화소(22)를 포함하는 화소 세트(20)가 반복되어 배열되어 있다. 상기 제1 칼라 서브 화소는 세 개의 서브 화소(21a)(21b)(21c)를 포함하고, 예를 들어 적색 서브 화소(R), 녹색 서브 화소(G), 청색 서브 화소(B)가 순서대로 배열될 수 있다. 제2 칼라 서브 화소도 세 개의 서브 화소(22b)(22c)(22d)를 포함하고 예를 들어 청색 서브 화소(B), 녹색 서브 화소(G), 적색 서브 화소(R) 순으로 배열될 수 있다. 그리고, 제1 백색 서브 화소(21d)는 제1 화소의 가장 아래 열에 배열되고, 제2 백색 서브 화소(22a)는 제2 화소의 가장 위 열에 배열될 수 있다. 전체적으로 보면, 백색 서브 화소가 "W" 형으로 배열된다.

본 발명에서는 각 화소의 휘도를 향상하기 위해 각 화소마다 백색 서브 화소를 구비하고 있다. 더 나아가 세로 라인이든 가로 라인이든 한 라인에 연속적으로 백색 서브 화소가 배열되지 않도록 하여 화면 전체적으로 휘도가 균일하게 향상되도록 한다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 디스플레이 장치는 제1 내지 제3 칼라 서브 화소(31a)(31b)(31c)와 제1 백색 서브 화소(31d)를 포함한 좌안용 제1 화소(31)와, 제4 내지 제6 서브 화소(32a)(32b)(32c)와 제2 백색 서브 화소(32d)를 포함한 우안용 제2 화소(32)가 규칙적으로 배열되어 있다. 제1 화소의 일부 칼라 서브 화소와 제2 화소의 일부 칼라 서브 화소가 2열 종대로 배열되고, 그 옆에 제1 화소의 나머지 칼라 서브 화소와 제2 화소의 나머지 칼라 서브 화소가 2열 종대로 배열되어 있다. 더욱 구체적으로는, 세로 방향으로 일렬로 배열된 제1 및 제2 칼라 서브 화소(31a)(31b), 세로 방향으로 일렬로 배열된 제4 및 제5 칼라 서브 화소(32a)(32b), 세로 방향으로 일렬로 배열된 제3 칼라 서브 화소(31c)와 제1 백색 서브 화소(31d), 세로 방향으로 일렬로 배열된 제6 칼라 서브 화소(32c)와 제2 백색 서브 화소(32c)가 차례대로 가로 방향으로 배열되어 있다. 즉, 좌안용 화소와 우안용 화소로 이루어진 한 세트의 화소가 4×2 행렬 배열을 가진다.

여기서는 백색 서브 화소가 있는 라인과 백색 서브 화소가 없는 라인이 교대로 배열된다.

다음, 도 4를 참조하면 본 실시예에 따른 디스플레이 장치는 좌안용 제1 화소(41)와 우안용 제2 화소(42)를 포함한다. 제1 화소(41)는 제1 내지 제3 칼라 서브 화소(41a)(41b)(41c)와 제1 백색 서브 화소(41d)를 포함하고, 제2 화소(42)는 제4 내지 제6 칼라 서브 화소(42a)(42b)(42c)와 제2 백색 서브 화소(42d)를 포함한다. 그리고, 제1 및 제2 칼라 서브 화소(41a)(41b)가 세로 방향으로 배열되고, 그 옆에 제4 및 제5 칼라 서브 화소(42a)(42b)가 세로 방향으로 배열되고, 그 옆에 제3 칼라 서브 화소(41c), 제1 백색 서브 화소(41d)가 세로 방향으로 배열되고, 그 옆에 제6 칼라 서브 화소(42c), 제2 백색 서브 화소(42d)가 세로 방향으로 배열된다.

본 실시예의 디스플레이 장치는 제1 화소와 제2 화소로 이루어진 제1 화소 세트(40)와, 제2 화소 세트(50)가 교대로 배열되어 있다. 제1 화소 세트와 제2 화소 세트는 칼라 배열 순서가 서로 다르다. 본 실시예에서는 화소 라인마다 백색 서브 화소가 일정 간격으로 이격되어 배치된다.

본 발명에서는 휘도가 향상된 3차원 영상을 구현하기 위해 칼라 화소 배열 구조를 제안한다. 각 화소마다 백색 서브 화소를 배치하여 휘도를 향상한다. 도 5a는 제1 내지 제4 화소(71)(72)(73)(74)를 포함하는 디스플레이에서 영상을 형성하는 동작을 나타낸 것이다. 제1 화소(71)와 제3 화소(73)는 좌안용 영상(L1)(L2)을 형성하기 위한 것이고, 제2 화소(72)와 제4 화소(74)는 우안용 영상(R1)(R2)을 형 성하기 위한 것이다. 제1 및 제2 화소(71)(72)에 하나의 렌티큘러 렌즈(100)가 대응되고, 제3 및 제4 화소(73)(74)에 하나의 렌티큘러 렌즈(100)가 대응된다. 즉, 하나의 렌티큘러 렌즈가 한 쌍의 좌안용 화소와 우안용 화소에 대응되게 배치된다. 상기 렌티큘러 렌즈(100)는 좌안 영상과 우안 영상을 분리하기 위한 것이다. 여기서, 렌티큘러 렌즈는 좌안 영상과 우안 영상을 시역을 분리하여 각각 좌안 시역(LE)과 우안 시역(RE)으로 진행하도록 함으로써 3차원 영상을 구현한다. 시역 분리 유닛으로는 도 5b에 도시된 바와 같이 렌티큘러 렌즈 이외에 패럴렉스 베리어(101)도 사용 가능하다. 패럴렉스 베리어(101)는 좌우 양안이 각각 보아야 할 영상을 세로 격자열 즉, 베리어를 이용하여 보는 것이다. 이렇게 함으로써, 좌안에 들어올 세로 무늬 영상과 우안에 들어올 세로 무늬 영상이 베리어에 의해 배분되어 좌안과 우안으로 각각 다른 시점(view point)의 영상으로 보임으로써 입체 영상을 구현한다.

여기서, 좌안 영상과 우안 영상을 서로 다른 시점에서 촬영한 영상으로 구성하면 3차원 영상을 구현할 수 있는 한편, 좌안 영상과 우안 영상을 동일한 시점에서 촬영한 동일 영상으로 구성하면 2차원 영상을 구현할 수 있다.

도 6은 제1 내지 제4 화소(81)(82)(83)(84)에 하나의 렌티큘러 렌즈(110)를 대응시켜 배치한 예를 도시하고 있다. 상기 제1 내지 제4 화소(81)(82)(83)(84)는 각각 제1 내지 제4 시점(1)(2)(3)(4)의 영상을 형성하며, 상기 렌티큘러 렌즈(110)를 통해 제1 내지 제4 시점의 영상이 네 개의 시역으로 분리되어 맺힘으로써 다시점의 3차원 영상을 구현한다. 이와 같이 하나의 렌티큘러 렌즈가 복수 쌍의 좌안용 화소와 우안용 화소에 대응되게 배치됨으로써 복수 시점의 영상을 구현할 수 있다. 여기서, 각 화소에 동일한 영상이 입력되면 2차원 영상을 구현할 수 있다.

도 1 내지 도 4는 각각 본 발명의 제1 내지 제 4 실시예에 따른 디스플레이 장치의 화소 구조를 나타낸 것이다.

도 5a는 본 발명에 따른 디스플레이 장치에서 렌티큘러 레즈를 통해 2시점 입체 영상을 구현하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 5b는 본 발명에 따른 디스플레이 장치에서 패럴렉스 베리어를 통해 2시점 입체 영상을 구현하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 본 발명에 따른 디스플레이 장치에서 다시점 입체 영상을 구현하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

<도면 중 주요 부분에 대한 설명>

10,20,30,40,50...화소 세트, 11, 12, 21, 22...화소

11a,11b,11c,12a,12b,12d,21a,21b,21c,22b,22c,22d...칼라 서브 화소

11d,12c,21d,22a,31d,32d,41d,42d...백색 서브 화소

Claims (7)

1. 복수 개의 제1 칼라 서브 화소와 제1 백색 서브 화소를 가지는 좌안용 화소;

   복수 개의 제2 칼라 서브 화소와 제2 백색 서브 화소를 가지는 우안용 화소;

   상기 좌안용 화소에 의해 형성되는 좌안 영상과 상기 우안용 화소에 의해 형성되는 우안 영상의 시역을 분리하기 위한 시역 분리 유닛;을 포함하고,

   상기 제1 및 제2 칼라 서브 화소는 각각 적색 서브 화소, 녹색 서브 화소, 청색 서브 화소를 포함하고, 좌안용 적색 서브 화소와 청색 서브 화소가 우안용 적색 서브 화소와 청색 서브 화소가 나란하게 배열되고, 좌안용 녹색 서브 화소와 백색 서브 화소가 우안용 녹색 서브 화소와 백색 서브 화소가 나란하게 배열되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 좌안용 화소와 우안용 화소가 가로 방향으로 나란하게 배열되고, 상기 제1 칼라 서브 화소와 제1 백색 서브 화소가 세로 방향으로 일렬로 배열되고, 제2 칼라 서브 화소와 제2 백색 서브 화소가 세로 방향으로 일렬로 배열되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 제1 백색 서브 화소와 제2 백색 서브 화소가 서로 다른 라인에 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
4. 삭제
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 시역 분리 유닛은 렌티큘러 렌즈로 구성되고, 하나의 렌티큘러 렌즈가 한 쌍의 좌안용 화소와 우안용 화소에 대응되게 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 시역 분리 유닛은 렌티큘러 렌즈로 구성되고, 하나의 렌티큘러 렌즈가 복수 쌍의 좌안용 화소와 우안용 화소에 대응되게 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 시역 분리 유닛은 패럴렉스 베리어로 구성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.

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