KR101378342B1 - 3차원 영상 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 델타 구조로 배열되고 정사각형 형태를 갖는 다수의 서브픽셀이 구비된 표시소자와; 상기 표시소자 전면에 횡방향으로 상기 서브픽셀의 정수배의 수평폭을 갖고, 상기 서브픽셀의 종방향에 대해 제 1 각도(θ)를 가지며 기울어진 다수의 렌티큘라 렌즈를 구비한 렌티큘라 판을 포함하는 3차원 영상 표시장치를 제공한다.
3차원영상, 뷰포인트, 델타구조, 렌티큘라렌즈

Description

3차원 영상 표시장치{3D image display device}
본 발명은 3차원 영상 구현이 가능한 표시장치에 관한 것으로, 특히 델타 픽셀 구조를 갖는 표시소자와 기울어진 렌티큘라 렌즈를 포함하여 구성된 3차원 영상 표시장치에 관한 것이다.
최근에는 입체성을 가져 더욱 실감있는 영상을 표현하기 위한 즉 3차원 영상 구현이 가능한 표시장치에 대한 사용자들의 요구가 증대됨으로써 이에 부응하여 3차원 영상 표현이 가능한 표시장치가 개발되고 있다.
일반적으로 3차원의 영상은 두 눈을 통한 스테레오 시각의 원리에 의하여 이루어지게 되는데, 두 눈의 시차 즉, 두 눈이 약 65㎜정도 떨어져서 존재하기 때문에 나타나게 되는 양안시차(binocular disparity)를 이용하여 입체감 있는 영상을 보여줄 수 있는 표시장치가 제안되었다.
조금 더 상세히 3차원 영상구현에 대해 설명하면, 표시장치를 바라보는 좌우의 눈은 각각 서로 다른 2차원 화상을 보게 되고, 이 두 화상이 망막을 통해 뇌로 전달되면 뇌는 이를 정확히 서로 융합하여 본래 3차원 영상의 깊이감과 실제감을 재생하게 되는 것이며, 이 같은 현상을 통상 스테레오그라피(stereography)라 한다.
액정표시장치 등과 같이 2차원의 화상 표시화면을 갖는 장치에서 3차원 입체화상을 표시하기 위해 제시된 기술로는 특수안경에 의한 입체화상 디스플레이, 무안경식 입체화상 디스플레이 및 홀로그래픽(holographic) 디스플레이 방식이 있다.
이중 특수안경에 의한 입체화상 디스플레이 방식은 편광의 진동방향 또는 회전방향을 이용한 편광안경방식과, 좌우화상을 서로 전환시켜가면서 교대로 제시하는 시분할 안경 방식 및 좌우안에 서로 다른 밝기의 빛을 전달하는 방식인 농도차 방식으로 나눌 수 있다.
또한, 무안경식 입체화상 디스플레이 방식은 좌우안에 해당하는 각각의 화상 앞에 세로격자 모양의 개구(aperture)를 통하여 화상을 분리하여 관찰할 수 있게 하는 패러랙스 배리어(parallax barrier) 방식과, 반원통형 렌즈(cylindrical lens)를 스트라이프 배치한 렌티큘러 판(lenticular plate)을 이용하는 렌티큘러(lenticular) 방식 및 파리 눈 모양의 렌즈판을 이용하는 인테그럴 포토그래피(integral photography) 방식으로 나눌 수 있다.
그리고, 홀로그래픽 디스플레이 방식은 입체감이 생기는 요인인 촛점 조절, 폭주각, 양안시차, 운동시차 등 모든 요인을 갖춘 3차원 입체화상을 얻을 수 있는데, 레이저 광 재생 홀로그램과 백색광 재생 홀로그램으로 분류된다.
이중 좌/우안용 스테레오이미지(stereo image)를 각각 분리하여 볼 수 있게 함으로서 3차원 영상을 구현하는 방식인 패러랙스 배리어 방식이 주로 채택되고 있다.
도 1은 종래의 패러랙스 방식의 3차원 영상구현 표시장치를 나타내 개념도이다.
상기 패러랙스 방식의 3차원 영상 표시장치(11)는 좌/우안용 이미지 정보가 표시되는 표시소자(15)의 일면에 대해 세로 혹은 가로방향으로 배열된 슬릿 형태의 개구를 가져 우안에 대해서는 좌안으로 입사되어야 할 영상을 차단하고, 좌안에 대해서는 우안으로 입사되어야 할 영상을 차단하는 것을 특징으로 하는 패러랙스 배리어(30)를 위치시킴으로써 양안시차에 의해 최종적으로 사용자가 3차원의 입체영상을 볼 수 있도록 하는 것이다.
하지만 전술한 패러랙스 방식의 3차원 영상 표시장치(11)는 표시영상의 휘도 저하가 큰 단점을 갖기에 최근에는 렌티큘라 판을 이용한 렌티큘라 방식이 선호되고 있는 실정이다.
렌티큘라 방식의 3차원 영상 표시장치는 표시소자의 전면에 스트라이프 타입을 가지며 그 폭방향의 단면이 반원 또는 반타원 형태를 갖는 렌즈가 구비된 렌티큘라 판을 구비함으로써 상기 표시소자로부터 나온 빛을 상기 렌즈에 의해 굴절시켜 좌안 및 우안에 입사되도록 함으로써 3차원 영상의 시청이 가능하도록 한 것이다. 따라서, 실질적으로 빛이 차단되지 않는 바, 휘도 및 광효율 측면에서 패러랙스 방식의 3차원 영상 표시장치대비 우수한 장점이 있다.
하지만, 이러한 렌티큘라 판을 이용한 3차원 영상 표시장치에 있어 표시장치 의 픽셀 더욱 정확히는 서브픽셀의 구조를 살펴보면, 각 서브픽셀은 그 가로대 세로의 비가 1:3인 직사각형 형태를 가지며, 이들 각 서브픽셀의 경계가 마치 모두 직선 형태가 되도록 배치되고 있다. 즉 각 서브픽셀이 가로방향과 세로방향으로 행과 열을 맞추어 배열되고 있는 구조가 됨을 알 수 있다.
이러한 서브픽셀 구성을 갖는 표시소자에 대응하여 렌티큘라 판을 그 길이방향 상기 서브픽셀의 종방향과 일치하도록 하여 배치함으로써 3차원 영상이 표현되도록 하고 있지만, 이러한 구성의 경우, 좌안 및 우안으로 들어오는 화상정보는 세로방향으로는 해상도의 변화가 없지만 가로방향으로의 해상도의 변화가 발생함으로써 가로방향과 세로방향의 급격한 해상도 차이에 의해 3차원 영상의 표시품위가 떨어지고 있다.
그리고 표시소자(10)에 있어, 도 2에 도시한 바와 같이, 그 서브픽셀(R, G, B)은 그 한 변 길이가 d인 정사각형 형태를 가지며, 이러한 정사각형 형태를 갖는 서브픽셀(R, G, B)의 배열을 지그재그 형태로 즉, 가로방향으로는 각 서브픽셀(R, G, B)의 경계가 일치하도록 그리고 세로방향으로는 그 경계가 지그재그 형태를 갖는 델타 배치 구조로 배치하는 것이 추세화되고 있다. 이는 비록 그 제조에 있어서는 데이터 배선 등이 직선 형태가 아닌 다수의 절곡부를 갖는 형태로 구현되어야 하기 때문에 더 복잡해질 수 있지만, 이러한 델타 배치 구조를 갖는 표시소자(10)를 통해 구현되는 화상의 표시품질이 우수하기 때문이다.
하지만, 이러한 델타 구조의 픽셀 배치를 갖는 표시소자를 이용한 3차원 영상 표시장치는 현재 개발 단계에 있다.
따라서, 본 발명은 델타 픽셀 배치구조를 갖는 표시소자 및 렌티큘라 판을 이용하여 휘도 저하없이 광효율이 우수한 3차원 표시장치를 제공하는 것을 제 1 목적으로 하고 있으며, 나아가, 렌티큘라 판을 이용하면서도 일방적인 가로방향으로의 해상도 저하만을 발생시키지 않고, 가로방향과 세로방형으로 적절히 해상도 저하가 발생하도록 하여 3차원 영상의 표시품질을 향상시키는 것을 또 다른 목적으로 한다.
델타 구조로 배열되고 정사각형 형태를 갖는 다수의 서브픽셀이 구비된 표시소자와; 상기 표시소자 전면에 횡방향으로 상기 서브픽셀의 정수배의 수평폭을 갖고, 상기 서브픽셀의 종방향에 대해 제 1 각도(θ)를 가지며 기울어진 다수의 렌티큘라 렌즈를 구비한 렌티큘라 판을 포함하며, 3차원 영상을 시청 가능한 영역이라 정의되는 뷰 포인트는 8개이며, 상기 8개의 뷰 포인트를 각각 1 내지 8이라 하고, 이들 뷰 포인트에서 상기 표시소자를 바라보았을 때 볼 수 있는 서브픽셀에 대해 상기 1 내지 8의 숫자를 부여하는 경우의 상기 표시소자의 서브픽셀내의 배치는, 상기 다수의 서브픽셀 중 홀수행의 서브픽셀만으로 이루어진 가상의 화상을 A1, 짝수행의 서브픽셀만으로 이루어진 가상의 화상을 A2라 정의할 때, 상기 A1의 홀수행은 1, 3, 5, 7이, 상기 A1의 짝수행은 5, 7, 1, 3이 각각 주기적으로 반복되며, 상기 A2의 홀수행은 8, 2, 4, 6이, 상기 A2의 짝수행은 4, 6, 8, 2가 각각 주기적으로 반복되는 것이 특징이다.
이때, 상기 제 1 각도(θ)는
Figure 112014003596855-pat00001
의 식으로 표시되며, 상기 m, n은 임의의 자연수로서 m/n ≤ 2를 만족하고, dh와 dv는 각각 상기 서브픽셀의 가로폭과 세로폭인 것이 바람직하다.
상기 제 1 각도는 tan-1(1/1)이고, 상기 렌티큘라 렌즈의 상기 서브픽셀의 횡방향과 나란한 수평폭은 상기 서브픽셀 한 변 길이의 4배가 되도록 구성된 것이 특징이다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 3차원 영상 표시장치는, 델타 구조로 배열되고 정사각형 형태를 갖는 다수의 서브픽셀이 구비된 표시소자와; 상기 표시소자 전면에 횡방향으로 상기 서브픽셀의 정수배의 수평폭을 갖고, 상기 서브픽셀의 종방향에 대해 제 1 각도(θ)를 가지며 기울어진 다수의 렌티큘라 렌즈를 구비한 렌티큘라 판을 포함하며, 3차원 영상을 시청 가능한 영역이라 정의되는 뷰 포인트는 16개이며, 상기 16개의 뷰 포인트를 각각 1 내지 16이라 하고, 이들 뷰 포인트에서 상기 표시소자를 바라보았을 때 볼 수 있는 서브픽셀에 대해 상기 1 내지 16의 숫자를 부여하는 경우의 상기 표시소자의 서브픽셀내의 배치는, 상기 다수의 서브픽셀 중 홀수행의 서브픽셀만으로 이루어진 가상의 화상을 A1, 짝수행의 서브픽셀만으로 이루어진 가상의 화상을 A2라 정의할 때, 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15는 A1에, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16은 A2에 의해 형성되며, 상기 A1 및 A2 내에서 다시 2행 배치 구조를 가져 A1의 홀수행에 1, 5, 9, 13 이, 짝수행에 3, 7, 11, 15 이 주기적으로 반복되며, A2의 홀수행에서는 2, 6, 10, 14 이, 짝수행에서는 4, 8, 12, 16 이 주기적으로 반복되는 것이 특징이다.
이때, 상기 제 1 각도(θ)는
Figure 112014003596855-pat00013
의 식으로 표시되며, 상기 m, n은 임의의 자연수로서 m/n ≤ 2를 만족하고, dh와 dv는 각각 상기 서브픽셀의 가로폭과 세로폭이 되며, 상기 제 1 각도는 tan-1(1/4)이고, 상기 렌티큘라 렌즈의 상기 서브픽셀의 횡방향과 나란한 수평폭은 상기 서브픽셀 한 변 길이의 4배가 되도록 구성된 것이 특징이다.
상기 A1, A2는 독립적이 되어 동일한 열에 대해 작은 수의 행에서 이와 이웃한 큰 수의 행으로 갈수록 1단위씩 작은 뷰 포인트가 배치되는 것이 특징이며, A1의 제 4n+1(n=0,1,2...)행은 1, 5, 9, 13이, 제 4n+2(n=0,1,2...) 행은 15, 3, 7, 11이, 제 4n+3(n=0,1,2...) 행은 13, 1, 5, 9 가, 제 4n+4(n=0,1,2...) 행은 11, 15, 3, 7이 주기적으로 순차 반복되며, A2의 제 4n+1(n=0,1,2...) 행에서는 2, 6, 10, 14 가, 제 4n+2(n=0,1,2...) 행은 16, 4, 8, 12가, 제 4n+3(n=0,1,2...) 행에서는 14, 2, 6, 10이, 제 4n+4(n=0,1,2...) 행에서는 12, 16, 4, 8이 순차적으로 주기적으로 반복되는 것이 특징이다.
본 발명에 따른 3차원 영상 표시장치는 휘도 저하가 큰 패러랙스 배리어 없이 3차원 영상을 구현할 수 있는 바, 3차원 영상의 휘도 특성을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명에 따른 3차원 영상 표시장치는 델타 서브픽셀 구조를 가지면서도 렌티큘라 렌즈를 특정각도와 폭을 갖도록 배치하여 횡 또는 종방향 중 어느 한 방향으로만의 급격한 3차원 영상의 해상도 저감을 방지하고 양방향으로 해상도 저하가 분산되어 발생하도록 함으로써 각 뷰 포인트에서 3차원 영상의 표시품질을 향상시키는 효과가 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 3차원 영상 표시장치의 개략적인 사시도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 3차원 영상 표시장치(101)는, 서브픽셀(R, G, B)이 델타 구조로 배치된 것을 특징으로 하는 표시소자(120)가 구성되어 있으며, 이의 그 전면에 소정의 폭을 갖는 다수의 렌티큘라 렌즈(135)를 포함하는 렌티큘라 판(130)이 구성되고 있다.
이때 상기 표시소자(120)는 경량박형의 특징으로 갖는, 평판표시소자인 액정표시장치, 유기전계발광소자, 플라즈마 표시 패널(PDP)인 것이 바람직하다.
상기 액정표시장치는, 액정패널과, 액정패널 외측면에 구비된 편광판과, 상기 액정패널에 광원을 공급하는 백라이트 유닛을 포함하여 구성되고 있다. 이때, 상기 액정패널은, 다수의 서브픽셀을 정의하며 서로 교차하는 게이트 및 데이터 배선과, 이들 두 배선과 연결되며 형성된 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터와 연결되며 각 서브픽셀마다 형성된 화소전극을 포함하는 어레이 기판과, 상기 어레이 기판의 각 서브픽셀에 대응하여 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴이 순차 반복된 컬러필터층과 공통전극을 포함하는 컬러필터 기판과, 이들 두 기판 사이에 개재된 액정층으로 구성된다.
또한, 유기전계발광소자는 게이트 및 데이터 배선과 박막트랜지스터를 포함하는 어레이 기판에 대해 제 1 전극과 유기 발광층과 제 2 전극으로 구성되는 유기전계발광 다이오드가 구비되고 이를 캡슐화 하는 대향기판으로 구성된다.
또한, 플라즈마 표시 패널은 제 1 전극을 포함하는 제 1 기판과 제 2 전극을 포함하는 제 2 기판 및 이들 두 기판 사이에 서브픽셀 단위로 밀폐된 공간을 형성시키는 격벽과, 상기 밀폐된 공간에 개재된 가스로 구성되며, 상기 양 기판에 형성된 제 1 및 제 2 전극에 전압을 인가하여 네온광을 발광시키는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성을 갖는 표시소자(120)에 대해 이의 전면에 형성된 렌티큘라 판(130)의 구조를 살펴보면, 다수의 렌티큘라 렌즈(135)의 배열이 상기 서브픽셀(R, G, B)의 종방향(y)에 대해 제 1 각도(θ)를 갖고 기울어진 형태로 배치되고 있으며, 상기 렌티큘라 렌즈(135)의 상기 서브픽셀(R, G, B)의 횡방향을 따르는 수평폭(w)은 상기 서브픽셀(R, G, B)의 정수배인 것이 특징이다.
이때, 상기 렌티큘라 렌즈(135)를 상기 서브픽셀(R, G, B)의 종방향(y)에 대해 소정간격 기울어지게 배치한 이유에 대해서는 추후 설명한다.
도 4a와 도 4b는 본 발명에 따른 각각 8개 및 16개의 뷰 포인트를 갖는 3차원 영상 표시장치에 있어서 표시소자와 렌티큘라 판을 정면에서 바라본 것을 도시한 평면도로서, 간략히 표시장치의 서브픽셀의 및 렌티큘라 렌즈만을 도시하였다. 이때 상기 표시소자는 각각 8뷰와 16뷰를 갖는 서브픽셀의 배치를 함께 도시하였다.
도시한 바와 같이, 한 변 길이가 d인 정사각형 형태의 서브픽셀(R, G, B)이 그 횡방향으로 그 경계가 일직선으로 나타나도록 그리고 종방향(y)으로는 그 경계가 지그재그 형태로 나타나도록 배치되고 있다. 이때, 짝수행에 위치하는 서브픽셀(R, G, B)은 홀수행에 위치하는 서브픽셀(R, G, B) 대해서 상기 서브픽셀 한변 길이(d)의 반인 d/2의 크기만큼 오른쪽으로 쉬프트되어 위치하고 있는 것이 특징이다. 이때 각 서브픽셀(R, G, B)에 형성되는 컬러필터 패턴은 홀수행 서브픽셀에 대해서는 적(R), 녹(G), 청(B)색이 순차 반복되도록, 짝수행 서브픽셀에 대해서는 청(B), 적(R), 녹(G)이 형성되고 있다.
이러한 구조를 갖는 표시소자(120)에 대해 그 전면에 위치한 렌티큘라 판(130)에 구비된 상기 렌티큘라 렌즈(135)는 소정의 폭(w)을 가지며 상기 서브픽셀(R, G, B)의 종방향(y)에 대해 제 1 각도(θ)를 가지며 기울어져 배치되고 있으며, 이때 상기 기울어진 제 1 각도(θ)는
Figure 112007088379523-pat00002
로 나타낼 수 있으며, 이는 뷰 포인트 수에 따라 달리 형성됨을 특징으로 한다. 이때, m과 n은 임의의 자연수로서 m/n ≤ 2의 조건을 만족하며, 상기 dh, dv는 각각 서브픽셀의 가로폭과 세로폭이 된다. 따라서, 본 발명에 있어서는 서브픽셀이 정사각형 형태를 갖는 바, 상기 제 1 각도(θ)는,
Figure 112007088379523-pat00003
(단 m/n ≤2)가 되게 된다.
한편, 뷰 포인트 수가 8인 경우, 상기 제 1 각도(θ)는 바람직하게 tan-1(1/1)의 값을 가지며, 뷰 포인트 수가 16인 경우, 바람직하게 tan-1(1/4)의 값을 갖는 것이 특징이다. 이때, 이들 두 경우 모두 상기 렌티큘라 렌즈(135)의 폭(w)은 상기 정사각형 형태의 서브픽셀(R, G, B)의 한변 길이(d)의 4배(4d)가 되고 있는 것이 특징이다.
이때, 상기 다수의 서브픽셀(R, G, B)에 부여된 숫자는 상기 렌티큘라 렌즈(135)를 제 1 각도(θ)로 기울여 배치한 3차원 영상 표시장치의 3차원 영상 시청이 가능한 영역으로 정의되는 뷰 포인트 개수가 된다. 이러한 뷰 포인트 수는 렌티큘라 렌즈(135)의 각도와 상기 렌티큘라 렌즈의 폭에 의해 결정되게 된다. 일례로 상기 렌티큘라 렌즈(135)의 기울기가 tan-1(1/4)이고 그 폭이 서브픽셀(R, G, B) 가로 폭(d)의 4배의 크기를 갖는다면 전술한 바와같은 16개 뷰 포인트를 갖게 되며, 상기 렌티큘라 렌즈(135)의 기울기가 tna-1(1/4)이고 그 폭이 서브픽셀(R, G, B) 가로 폭(d)의 5배의 크기를 갖는다면 20개 뷰 포인트를 갖게 된다.
도 4a 및 도 4b에 있어서는 일례로서 8개 및 16개의 뷰 포인트를 갖는 3차원 영상 표시장치를 나타내고 있으며, 이중 첫 번째 뷰 포인트에서는 1이 부여된 서브픽셀에서 나오는 영상만을 볼 수 있으며, 두 번째 뷰 포인트에서는 2가 부여된 서브픽셀에서 나오는 영상만을, 그리고 8번째 및 16번째 뷰 포인트에서는 각각 8 및 16이 부여된 서브픽셀에서 나오는 영상만을 볼 수 있다.
한편 이러한 원리에 의해 8개의 뷰 포인트 개수를 갖는 3차원 영상 표시장치의 경우, 3차원 영상 시청 시 전체적으로 1/8의 픽셀에 대해서 이를 통해 나오는 영상신호를 보기 때문에 정량적으로는 7/8의 해상도 감소가 발생하게 된다.
이 경우, 뷰 포인트 개수를 줄이면 3차원 영상의 해상도를 향상시킬 수 있지만, 뷰 포인트 수를 줄이게 되면, 3차원 영상 표시장치를 통해 3차원 영상을 시청할 수 있는 시청 범위가 너무 한정되는 문제가 발생한다. 따라서, 뷰 포인트 수와 해상도를 적절히 조절하게 되는데 최근의 3차원 영상 표시장치는 8 내지 16개의 뷰 포인트를 갖는 것이 일반적이다.
도 5는 본 발명에 따른 3차원 영상 표시장치에 있어서, 서브픽셀의 종방향에 대해 소정의 각도를 가지며 기울어지도록 렌티큘라 렌즈를 배치한 경우의 상기 렌티큘라 렌즈의 기울어진 적정한 각도를 계산하기 위한 개념도이다.
도시한 바와같이, 델타 배치구조를 가지며 그 한 변 길이가 d인 정사각형 형태의 서브픽셀(R, G, B)을 홀수행과 짝수행으로 나누어 각 홀수행에 위치한 서브픽셀(R, G, B)의 배열만으로 이루어진 가상의 표시화상을 A1, 짝수행에 위치한 서브픽셀의 배열만으로 이루어진 가상의 표시화상을 A2라 정의하면, 가상의 표시화상 A1과 A2내에서 각각의 서브픽셀(SP)은 그 종방향(y)의 길이가 실제 서브픽셀의 2배가 되어, 즉 d * 2d의 크기를 갖는 새로운 가상의 서브픽셀(SP) 내에 그 중앙부에 위치하는 구조를 갖는 배열이 되며, A1에 대해 A2가 d/2만큼 오른쪽으로 쉬프트 되어 형성되어 있는 상태라 재해석할 수 있다. 이 경우, 상기 A1, A2내에서는 각 서브픽셀(SP)은 그 경계가 일정하게 일직선 형태를 갖게 되는 바, 이러한 가상의 표시화상 A1, A2 각각에 대해 뷰 포인트 배치를 구하고, 이들 두 가상의 화상에서 구한 뷰 포인트 배치를 합함으로써 델타 서브픽셀(R, G, B) 배치에 기울어진 렌티큘라 렌즈 적용 시 뷰 포인트 영역을 얻을 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 3차원 영상 표시장치의 일 실시예로서 델타 서브픽셀 배치 구조를 갖는 표시소자에 대해 8개의 뷰 포인트를 갖도록 소정각도 기울어진 렌티큘라 렌즈를 구비한 렌티큘라 판을 구성하였을 경우의 뷰 포인트 별 서브픽셀의 배치도이다.
8개의 뷰 포인트 수를 갖는 경우, 1, 3, 5, 7 뷰 포인트는 가상의 표시화상인 A1에 의해 형성되고, 2, 4, 6, 8 뷰 포인트는 가상의 표시화상인 A2에 의해 형성된다. 이때, 통상 8개의 뷰 포인트는 2행 배치가 기본이 되므로, A1과 A2를 합하면 순차적으로 홀수행과 짝수행을 이루게 되는 바, A1과 A2에서는 부여된 뷰 포인트가 각각 단일행에 배치되어야 하며, 뷰 포인트 수는 종방향으로는 2단위(이웃한 뷰 포인트 수의 차이, 도 6에서는 1단위가 2가 됨)씩 감소하도록 배치(1->7->5->3)되며, 최소 뷰 포인트 수(A1에서는 1) 다음에는 최고의 뷰 포인트 수(A1에서는 7)가 되는 것이 기본이므로, A1에 있어 제1행 제1열에 R1이 배치되면 그 다음 행의 첫 번째 열은 2단위 감소되어 R5가 배치됨을 알 수 있다. 따라서 A1에서는 홀수행에 대해서는 1, 3, 5, 7의 뷰 포인트가 반복하여 주기적으로 배열되며, 짝수행에서는 5, 7, 1, 3의 뷰 포인트가 반복하여 주기적으로 배열되게 됨을 알 수 있다.
A2에 있어서도 A1에 적용될 룰이 적용되어, 홀수행에서는 2, 4, 6, 8의 뷰 포인트가 반복되며, 짝수행에서는 8, 2, 4, 6이 반복되야 하지만, A2의 1행은 실제 3차원 영상 표시장치에 있어서는 실질적으로 2행이 되는 바, 8, 2, 4, 6이 반복되고, 그 다음 행은 전체에 있어서는 4행이 되는 바, 4, 6, 8, 2가 반복되는 구조가 됨을 알 수 있다. 즉, A2에서는 홀수행에서는 8, 2, 4, 6의 뷰 포인트가, 짝수행에 서는 4, 6, 8, 2의 뷰 포인트가 주기적으로 반복 배열됨을 알 수 있다.
따라서 이러한 뷰 포인트가 배치된 가상의 표시화상 A1과 A2를 합하면, 델타 서브픽셀 구조에 있어서 8개의 뷰 포인트의 배치가 결정되며, 이 경우는 렌티큘라 렌즈(135)의 기울어진 제 1 각도(θ)는 tan-1(1/1)이고, 상기 렌트큘라 렌즈(135)의 수평폭(w)은 횡방향(x)으로 뷰 포인트가 반복되는 서브픽셀의 개수만큼의 크기를 가짐으로써 상기 하나의 서브픽셀의 한 변 길이 d의 4배인 4d가 되게 된다.
이때, 서로 이웃한 2행의 서브픽셀에 대해 지그재그 배치된 ' 1 내지 8의 뷰 포인트'가 부여된 서브픽셀들을 하나의 제 1 그룹(gr1)으로 정의하는 경우, 상기 제 1 그룹(gr1)은 종방향(y)으로는 2행마다 반복되므로 종방향(y)으로의 해상도는 전체 서브픽셀 대비 1/2 이 되며, 횡방향(x)으로의 해상도는 4개의 서브픽셀이 반복주기가 되는 바, 1/4 이 됨을 알 수 있다. 이때, 전체 해상도는 8개의 뷰 포인트를 갖는 바 1/8이 됨을 알 수 있다.
전체 뷰 포인트 수가 8이므로 전체 해상도는 1/8이 되는 것이 당연한 사실이 되지만, 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 영상 표시장치의 경우, 총 7/8의 해상도 감소에 대해 세로방향으로의 해상도가 1/2줄고 가로방향으로의 해상도는 1/4 줄어들게 되는 바, 8개의 뷰 포인트의 형성에 그 해상도의 저하가 가로방향과 세로방향으로 분산됨으로써 전체 3차원 영상의 표시 품질이 향상됨을 알 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 3차원 영상 표시장치의 또 다른 실시예로서 델타 서브픽셀 배치 구조를 갖는 표시소자에 대해 16개의 뷰 포인트를 갖도록 소정각도 기 울어진 렌티큘라 렌즈를 구비한 렌티큘라 판을 구성하였을 경우의 뷰 포인트 별 서브픽셀의 배치도이다.
16개의 뷰 포인트 수를 갖는 경우, 홀수의 뷰 포인트 즉, 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15 뷰 포인트는 실제 표시장치에 있어 홀수행의 서브픽셀만으로 이루어진 가상의 표시화상 A1에 의해 형성되고, 짝수의 뷰 포인트, 즉 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16 뷰 포인트는 실제 표시장치에 있어 짝수행의 서브픽셀만으로 이루어진 가상의 표시화상A2에 의해 형성된다. 이 경우, 가상의 표시화상인 A1, A2에서 각각의 뷰 포인트가 8개씩이 되므로, A1 및 A2 내에서 다시 2행 배치 구조를 갖는 것이 특징이다.
A1에서는 홀수행에 1, 5, 9, 13 뷰 포인트가, 짝수행에 3, 7, 11, 15 뷰 포인트가 형성되게 된다. 이 경우는 A1, A2는 독립적이 되어 동일한 열에 대해 작은 수의 행에서 이와 이웃한 큰 수의 행으로 갈수록 1단위씩 작은 뷰 포인트가 배치된다. 이러한 룰에 의해 A1의 제 4n+1(n=0,1,2...)행은 1, 5, 9, 13이 반복되며, 제 4n+2(n=0,1,2...) 행은 15, 3, 7, 11이 순차 반복되며, 제 4n+3(n=0,1,2...) 행은 13, 1, 5, 9가 반복되며, 제 4n+4(n=0,1,2...) 행은 11, 15, 3, 7이 반복되게 된다.
A2에서는 홀수행에서는 2, 6, 10, 14 뷰 포인트가, 짝수행에서는 4, 8, 12, 16 뷰 포인트가 형성된다. 따라서, 제 4n+1(n=0,1,2...) 행에서는 2, 6, 10, 14가 반복되며, 제 4n+2(n=0,1,2...) 행은 16, 4, 8, 12가 반복되며, 제 4n+3(n=0,1,2...) 행에서는 14, 2, 6, 10이 반복되며, 제 4n+4(n=0,1,2...) 행에서 는 12, 16, 4, 8이 반복되게 된다.
따라서 이러한 뷰 포인트가 배치된 가상의 표시화상인 A1과 A2를 합하면, 델타 서브픽셀 구조에 있어서 16개의 뷰 포인트의 배치가 결정되며, 이 경우는 렌티큘라 렌즈의 기울어진 제 1 각도(θ)는 tan-1(1/4)이고 렌티큘라 렌즈(135)의 수평폭(w)은 서브픽셀의 한 변 길이 d의 4배인 4d가 되게 된다.
이때, 제 1행 내지 4행의 서브픽셀에 대해 지그재그 배치된 '1 내지 16의 뷰 포인트'가 부여된 서브픽셀들을 하나의 제 2 그룹(gr2)으로 정의하는 경우, 상기 제 2 그룹(gr2)은 종방향(y)으로는 4행마다 반복되므로 종방향(y)으로의 해상도는 전체 픽셀대비 1/4 이 되며, 횡방향(x)으로의 해상도는 각 행의 뷰 포인트 수의 반복 주기가 4개의 서브픽셀이 되므로 1/4 이 됨을 알 수 있다. 이때, 하나의 뷰 포인트에서 볼 수 있는 3차원 입체영상의 해상도는 1/16 이 된다. 이 경우, 본 발명의 또 다른 실시예는 전체 15/16의 해상도 저하에 대해 횡방향으로 1/4 만큼이 종방향으로 1/4만큼이 분산되어 줄어들게 되는 바 각 뷰 포인트에서의 3차원 입체 영상은 횡방향으로만 15/16의 해상도 저하가 발생하는 종래의 3차원 영상 표시장치 대비 우수한 표시품질을 갖게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 델타 서브픽셀 배치 구조의 표시소자를 포함하고 이에 대해 특정각도 기울어진 렌티큘라 렌즈를 갖는 렌트큘라 판을 구비한 3차원 영상 표시장치는 횡방향과 종방향으로 해상도가 고르게 줄어듦으로써 3차원 영상이 각 뷰 포인트에서 우수한 품질을 갖는 장점이 있다.
발명은 상술한 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
도 1은 종래의 패러랙스 방식의 3차원 영상구현 표시장치를 나타내 개념도.
도 2는 정사각형 형태를 갖는 서브픽셀이 델타 배열을 갖는 표시소자의 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 3차원 영상 표시장치의 개략적인 사시도.
도 4a와 도 4b는 본 발명에 따른 각각 8개 및 16개의 뷰 포인트를 갖는 3차원 영상 표시장치에 있어서 표시소자와 렌티큘라 판을 정면에서 바라본 것을 도시한 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 3차원 영상 표시장치에 있어서, 서브픽셀의 종방향에 대해 소정의 각도를 가지며 기울어지도록 렌티큘라 렌즈를 배치한 경우의 상기 렌티큘라 렌즈의 기울어진 적정한 각도를 계산하기 위한 개념도.
도 6은 본 발명에 따른 3차원 영상 표시장치의 일 실시예로서 델타 서브픽셀 배치 구조를 갖는 표시소자에 대해 8개의 뷰 포인트를 갖도록 소정각도 기울어진 렌티큘라 렌즈를 구비한 렌티큘라 판을 구성하였을 경우의 뷰 포인트 별 서브픽셀의 배치도.
도 7은 본 발명에 따른 3차원 영상 표시장치의 또 다른 실시예로서 델타 서브픽셀 배치 구조를 갖는 표시소자에 대해 16개의 뷰 포인트를 갖도록 소정각도 기울어진 렌티큘라 렌즈를 구비한 렌티큘라 판을 구성하였을 경우의 뷰 포인트 별 서브픽셀의 배치도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
101 : 3차원 영상 액정표시장치 120 : 표시소자
130 : 렌티큘라 판 135 : 렌티큘라 렌즈
A1, A2 : 가상의 화면 d : 서브픽셀의 한변 길이
R, G, B : (적, 녹, 청색의)서브픽셀 w : 렌티큘라 렌즈 폭
x : 횡방향 y : 종방향

Claims (11)

  1. 델타 구조로 배열되고 정사각형 형태를 갖는 다수의 서브픽셀이 구비된 표시소자와;
    상기 표시소자 전면에 횡방향으로 상기 서브픽셀의 정수배의 수평폭을 갖고, 상기 서브픽셀의 종방향에 대해 제 1 각도(θ)를 가지며 기울어진 다수의 렌티큘라 렌즈를 구비한 렌티큘라 판
    을 포함하며, 3차원 영상을 시청 가능한 영역이라 정의되는 뷰 포인트는 8개이며, 상기 8개의 뷰 포인트를 각각 1 내지 8이라 하고, 이들 뷰 포인트에서 상기 표시소자를 바라보았을 때 볼 수 있는 서브픽셀에 대해 상기 1 내지 8의 숫자를 부여하는 경우의 상기 표시소자의 서브픽셀내의 배치는, 상기 다수의 서브픽셀 중 홀수행의 서브픽셀만으로 이루어진 가상의 화상을 A1, 짝수행의 서브픽셀만으로 이루어진 가상의 화상을 A2라 정의할 때, 상기 A1의 홀수행은 1, 3, 5, 7이, 상기 A1의 짝수행은 5, 7, 1, 3이 각각 주기적으로 반복되며, 상기 A2의 홀수행은 8, 2, 4, 6이, 상기 A2의 짝수행은 4, 6, 8, 2가 각각 주기적으로 반복되는 것이 특징인 3차원 영상 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 각도(θ)는
    Figure 112007088379523-pat00004
    의 식으로 표시되며, 상기 m, n은 임의의 자연수로서 m/n ≤ 2를 만족하고, dh와 dv는 각각 상기 서브픽셀의 가로폭과 세로폭인 3차원 영상 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 각도는 tan-1(1/1)이고, 상기 렌티큘라 렌즈의 상기 서브픽셀의 횡방향과 나란한 수평폭은 상기 서브픽셀 한 변 길이의 4배가 되도록 구성된 것이 특징인 3차원 영상 표시장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 델타 구조로 배열되고 정사각형 형태를 갖는 다수의 서브픽셀이 구비된 표시소자와;
    상기 표시소자 전면에 횡방향으로 상기 서브픽셀의 정수배의 수평폭을 갖고, 상기 서브픽셀의 종방향에 대해 제 1 각도(θ)를 가지며 기울어진 다수의 렌티큘라 렌즈를 구비한 렌티큘라 판
    을 포함하며, 3차원 영상을 시청 가능한 영역이라 정의되는 뷰 포인트는 16개이며, 상기 16개의 뷰 포인트를 각각 1 내지 16이라 하고, 이들 뷰 포인트에서 상기 표시소자를 바라보았을 때 볼 수 있는 서브픽셀에 대해 상기 1 내지 16의 숫자를 부여하는 경우의 상기 표시소자의 서브픽셀내의 배치는,
    상기 다수의 서브픽셀 중 홀수행의 서브픽셀만으로 이루어진 가상의 화상을 A1, 짝수행의 서브픽셀만으로 이루어진 가상의 화상을 A2라 정의할 때, 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15는 A1에, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16은 A2에 의해 형성되며, 상기 A1 및 A2 내에서 다시 2행 배치 구조를 가져 A1의 홀수행에 1, 5, 9, 13 이, 짝수행에 3, 7, 11, 15 이 주기적으로 반복되며, A2의 홀수행에서는 2, 6, 10, 14 이, 짝수행에서는 4, 8, 12, 16 이 주기적으로 반복되는 것이 특징인 3차원 영상 표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 A1, A2는 독립적이 되어 동일한 열에 대해 작은 수의 행에서 이와 이웃한 큰 수의 행으로 갈수록 1단위씩 작은 뷰 포인트가 배치되는 것이 특징인 3차원 영상 표시장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    A1의 제 4n+1(n=0,1,2...)행은 1, 5, 9, 13이, 제 4n+2(n=0,1,2...) 행은 15, 3, 7, 11이, 제 4n+3(n=0,1,2...) 행은 13, 1, 5, 9 가, 제 4n+4(n=0,1,2...) 행은 11, 15, 3, 7이 주기적으로 순차 반복되며,
    A2의 제 4n+1(n=0,1,2...) 행에서는 2, 6, 10, 14 가, 제 4n+2(n=0,1,2...) 행은 16, 4, 8, 12가, 제 4n+3(n=0,1,2...) 행에서는 14, 2, 6, 10이, 제 4n+4(n=0,1,2...) 행에서는 12, 16, 4, 8이 순차적으로 주기적으로 반복되는 것이 특징인 3차원 영상 표시장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 각도(θ)는
    Figure 112014003596855-pat00014
    의 식으로 표시되며, 상기 m, n은 임의의 자연수로서 m/n ≤ 2를 만족하고, dh와 dv는 각각 상기 서브픽셀의 가로폭과 세로폭이 되며,
    상기 제 1 각도는 tan-1(1/4)이고, 상기 렌티큘라 렌즈의 상기 서브픽셀의 횡방향과 나란한 수평폭은 상기 서브픽셀 한 변 길이의 4배가 되도록 구성된 것이 특징인 3차원 영상 표시장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104570370B (zh) * 2015-02-05 2017-02-22 京东方科技集团股份有限公司 一种立体显示装置
CN108776389A (zh) * 2018-08-27 2018-11-09 张家港康得新光电材料有限公司 一种3d膜及3d显示装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100429091B1 (ko) 1996-02-23 2004-10-26 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 자동입체디스플레이장치
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100429091B1 (ko) 1996-02-23 2004-10-26 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 자동입체디스플레이장치
JP2005258421A (ja) 2004-02-10 2005-09-22 Toshiba Corp 三次元画像表示装置

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