KR101593515B1 - 입체영상 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

표시 품질을 향상시킨 입체영상 표시 장치가 제공된다. 입체영상 표시 장치는 제1 방향으로 연장된 단변 및 제1 방향과 다른 제2 방향으로 연장된 장변을 갖는 다수의 단위 화소들을 포함하는 표시 유닛 및 제1 방향으로 배열된 복수의 단위 화소들과 중첩되고 제2 방향으로 연장된 렌티큘라 렌즈와, 렌티큘라 렌즈에 대응하여 제2 방향으로 배열된 제1 프리즘들을 포함하는 영상변환 유닛을 포함한다. 이에 따라, 특정 위치에서 차광 패턴만이 보임으로써 나타나는 줄무늬인 무아레 무늬를 관찰자가 시인하는 것을 방지할 수 있다.
3차원, 3D, 입체영상, 렌티큘라(Lenticular), 무아레, 프리즘

Description

입체영상 표시 장치{STEREO-SCOPIC IMAGE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 입체영상 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 렌티큘라(Lenticular) 방식의 입체영상 표시 장치에 관한 것이다.
게임, 영화 등과 같은 분야에서 3차원 입체영상에 대한 수요가 증가함에 따라, 3차원 입체영상을 표시하는 입체영상 표시 장치가 점점 발전해 가고 있다. 입체영상 표시 장치는 관찰자의 양안에 서로 다른 2차원 평면 영상들을 인가함으로써 입체 영상을 표시할 수 있다. 즉, 관찰자는 양안을 통해 한 쌍의 2차원 평면 영상들을 보게 되고, 뇌에서 상기 평면 영상들을 융합하여 입체감을 시인하게 된다.
입체영상 표시 장치는 관찰자의 특수 안경의 착용 여부에 따라 안경식(stereo-scopic) 및 비안경식(auto stereo-scopic)으로 구분할 수 있다. 일반적으로, 평판 표시 장치에서는 배리어(barrier) 방식, 렌티큘라(lenticular) 방식 등과 같은 비안경식의 입체영상 표시 장치가 주로 이용되고 있다.
상기 배리어 방식은 시차 장벽을 이용하여 좌측 픽셀 및 우측 픽셀을 통과하는 광을 차단 및 투과시킴으로써, 상기 좌측 픽셀은 관찰자의 좌안에서 인식하게 하고, 상기 우측 픽셀은 관찰자의 우안에서 인식하게 하여 입체 영상을 표시할 수 있다. 상기 배리어 방식에 의하면, 광의 일부가 차단되므로 휘도가 감소하는 문제점이 있다.
상기 렌티큘라 방식은 렌즈를 이용하여 죄측 픽셀 및 우측 픽셀을 통과하는 광을 굴절시킴으로써 입체 영상을 표시할 수 있다. 상기 렌티큘라 방식에 의하면 상기 렌즈를 통해 광이 대부분 통과하므로 상기 배리어 방식에 비해 휘도의 감소를 최소화시킬 수 있다. 상기 렌티큘라 방식에 이용되는 렌즈는, 표시 패널과 렌즈축의 위치 관계에 따라 수직 렌즈(vertical lens) 및 경사 렌즈(slanted lens)를 포함한다.
상기 수직 렌즈를 이용하는 경우에는 렌즈축이 표시 패널과 수직하여 양산하기 쉬우므로 입체영상 표시 장치의 제조가 용이하다. 그러나, 상기 수직 렌즈를 이용하는 경우, 관찰자가 표시 패널의 특정 위치에서 매트릭스형으로 배열된 화소들을 구획하는 차광 패턴만을 보게 되고 영상을 볼 수 없게 되는 문제점이 있다. 즉, 관찰자는 특정 위치에서 상기 표시 패널을 통해 무아레(moire)를 보게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서, 상기 경사 렌즈를 이용하고 있으나 상기 경사 렌즈는 렌즈축이 표시 패널과 경사지도록 제조하여야 하므로 렌즈 제조에 높은 신뢰성이 요구되는 문제점이 있다. 특히, 상기 경사 렌즈를 이용하면서 다시점 입체 영상을 표시하는 경우에는, 서로 인접하는 시점들 간의 혼선(cross-talk)이 심하게 발생하여 표시 품질을 저하시킬 수 있다.
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 무아레를 최소화시킴으로써 표시 품질을 향상시킬 수 있는 입체영상 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 입체영상 표시 장치는 표시 유닛 및 영상변환 유닛을 포함한다. 상기 표시 유닛은 제1 방향으로 연장된 단변 및 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 연장된 장변을 갖는 다수의 단위 화소들을 포함한다. 상기 영상변환 유닛은 상기 제1 방향으로 배열된 복수의 단위 화소들과 중첩되고 상기 제2 방향으로 연장된 렌티큘라 렌즈와, 상기 렌티큘라 렌즈에 대응하여 상기 제2 방향으로 배열된 제1 프리즘들을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 프리즘들 각각의 높이는 상기 렌티큘라 렌즈의 제1 단부에서 상기 제1 단부의 상기 제1 방향의 타단인 제2 단부로 갈수록 낮아지는 직각 삼각형일 수 있다. 상기 제1 프리즘들 각각의 상기 제2 방향의 길이는 상기 단위 화소의 장변 길이의 1/2일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 영상변환 유닛은 상기 제1 프리즘들 각각과 인접하게 배치되고, 상기 제1 단부에서 상기 제1 프리즘의 높이와 다른 높이를 가지며, 상기 제1 단부에서 상기 제2 단부로 갈수록 그 높이가 점점 낮아지는 제2 프리즘들을 더 포함할 수 있다. 상기 제1 프리즘들과 상기 제2 프리즘들 각각의 상기 제2 방향의 길이는 상기 단위 화소의 장변 길이의 1/3일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 프리즘들 각각은 상기 제1 방향을 따라 절단한 면이 상기 렌티큘라 렌즈의 제1 단부에서 상기 제1 단부 및 상기 제1 단부와 대향하는 제2 단부의 중심부로 갈수록 낮아지는 직각 삼각형을 가질 수 있다. 상기 제1 프리즘들 각각은 상기 제1 방향의 길이가 상기 제1 및 제2 단부들 사이의 거리의 1/2일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 영상변환 유닛은 제2 프리즘들, 제3 프리즘들 및 제4 프리즘들을 더 포함할 수 있다. 상기 제2 프리즘들은 상기 제1 프리즘들 각각의 상기 제2 방향에 배치되고, 상기 제1 단부에서 상기 제1 프리즘들의 높이와 다른 높이를 가지며, 상기 제1 단부에서 상기 중심부로 갈수록 그 높이가 점점 낮아질 수 있다. 상기 제3 프리즘들은 상기 제2 프리즘들 각각의 상기 제1 방향에 배치되고, 상기 제2 단부에서의 높이가 상기 제2 프리즘들의 상기 제1 단부에서의 높이와 동일하며, 상기 제2 단부에서 상기 중심부로 갈수록 그 높이가 점점 낮아질 수 있다. 상기 제4 프리즘들은 상기 제3 프리즘들 각각의 상기 제2 방향에 배치되고, 상기 제2 단부에서의 높이가 상기 제1 프리즘들의 상기 제1 단부에서의 높이와 동일하며, 상기 제2 단부에서 상기 중심부로 갈수록 그 높이가 점점 낮아질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 단부에서 상기 제2 방향으로 갈수록 그 높이가 낮아지고, 상기 제1 단부에서 상기 제2 방향을 따라 절단한 단면이 직각 삼각형이며, 상기 제2 방향을 따라 연속적으로 반복될 수 있다. 이때, 상기 영상 변환 유닛은 상기 제2 단부에서 상기 제2 방향으로 갈수록 그 높이가 높아지고, 상기 제2 단부에서 상기 제2 방향을 따라 절단한 단면이 직각 삼각형이며, 상기 제2 방 향을 따라 연속적으로 반복된 제2 프리즘들을 더 포함할 수 있다.
이와 같은 입체영상 표시 장치에 따르면, 프리즘을 포함하는 영상변환 유닛을 이용함으로써 관찰자는 어느 시점에서도 단위 화소의 유색 컬러와 상기 단위 화소들을 구획하는 차광 패턴의 무색 컬러를 동시에 볼 수 있다. 이에 따라, 관찰자는 궁극적으로 유색 컬러를 볼 수 있다. 즉, 특정 위치에서 차광 패턴만이 보임으로써 나타나는 줄무늬인 무아레 무늬를 관찰자가 시인하는 것을 방지할 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
첨부된 도면에 있어서, 기판, 층(막) 또는 패턴들 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 본 발명에 있어서, 각 층(막), 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막) 또는 패턴들의 "상에", "상부에" 또는 "하부"에 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 각 층(막), 패턴 또는 구조물들이 직접 기판, 각 층(막) 또는 패턴들 위에 형성되거나 아래에 위치하는 것을 의미하거나, 다른 층(막), 다른 패턴 또는 다른 구조물들이 기판 상에 추가적으로 형성될 수 있다.
실시예 1
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 입체영상 표시 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 입체영상 표시 장치의 표시 유닛과 영상변환 유닛의 배치 관계를 설명하기 위한 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 입체영상 표시 장치(500)는 영상을 표시하는 표시 유닛(100), 상기 표시 유닛으로 광을 제공하는 백라이트 유닛(200) 및 상기 표시 유닛(100)이 표시하는 2차원 영상을 3차원의 영상으로 변환시키는 영상변환 유닛(300)을 포함한다.
상기 표시 유닛(100)은 박막 트랜지스터 기판(110), 대향 기판(120) 및 액정층(미도시)을 포함한다. 상기 박막 트랜지스터 기판(110)은 신호 라인들(미도시), 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(미도시) 및 화소 전극(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 대향 기판(120)은 컬러 필터들(미도시) 및 블랙 매트릭스 패턴(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 컬러필터들은 상기 대향 기판(120)이 아닌 상기 박막 트랜지스터 기판(110)에 형성될 수 있다.
상기 박막 트랜지스터 기판(110) 및 상기 대향 기판(120)에 의해서 상기 표시 유닛(100)의 다수의 단위 화소들(Px, 도 2 참조)이 정의될 수 있다. 상기 단위 화소들(Px)은 상기 신호 라인들 및/또는 상기 블랙 매트릭스 패턴에 의해서 구획될 수 있다. 이하에서는, 상기 신호 라인들 및/또는 상기 블랙 매트릭스 패턴을 차광 패턴으로 정의한다. 상기 차광 패턴은 제1 방향(D1)으로 연장된 다수의 제1 스트라이프들 및 제2 방향(D2)으로 연장되고 상기 제1 스트라이프들과 교차하는 제2 스트라이프들을 포함한다. 상기 제1 방향(D1) 및 상기 제2 방향(D2)은 서로 교차한다. 예를 들어, 상기 제2 방향(D2)은 상기 제1 방향(D1)과 수직한 방향일 수 있다.
상기 단위 화소들(Px) 각각은 제1 방향(D1)으로 연장된 단변 및 제2 방 향(D2)으로 연장된 장변을 포함한다. 상기 단위 화소들(Px) 각각은 직사각형을 갖는다. 상기 단변의 제1 길이(x)는 상기 제2 스트라이프들 중에서 어느 하나의 제2 스트라이프의 중심에서, 인접한 제2 스트라이프의 중심까지의 거리로 정의한다. 상기 장변의 제2 길이(y)는 상기 제1 스트라이프들 중에서 어느 하나의 제1 스트라이프의 중심에서, 인접한 제1 스트라이프의 중심까지의 거리로 정의한다.
상기 단위 화소들(Px)은 상기 제1 방향(D1) 및 상기 제2 방향(D2)으로 반복하여 배열된다. 상기 단위 화소들(Px)은 상기 박막 트랜지스터 기판(110) 또는 상기 대향 기판(120)에 형성된 상기 컬러 필터들에 의해서 유색 컬러들을 나타낼 수 있다. 상기 컬러필터들이 레드, 그린 및 블루 컬러들을 나타내는 단위 필터들을 포함하는 경우, 상기 단위 화소들(Px)은 레드를 나타내는 단위 화소, 그린을 나타내는 단위 화소 및 블루를 나타내는 단위 화소로 구분될 수 있다. 상기 레드, 그린 및 블루를 나타내는 단위 화소들(Px)이 순차적으로 반복하여 상기 제1 방향(D1)으로 배열될 수 있다. 또한, 레드, 그린 및 블루를 나타내는 단위 화소들(Px)이 순차적으로 반복하여 상기 제2 방향(D2)으로 배열될 수 있다.
상기 백라이트 유닛(200)은 상기 표시 유닛(100)의 하부에 배치되어, 상기 표시 유닛(100)으로 광을 제공한다. 상기 백라이트 유닛(200)은 광을 발생하는 광원(미도시)을 포함한다. 예를 들어, 상기 광원은 형광 램프, 발광 다이오드 등일 수 있다.
상기 영상변환 유닛(300)은 상기 표시 유닛(100) 상에 배치된다. 상기 영상변환유닛(300)은 상기 표시 유닛(100)을 통과한 광을 제어하여 상기 표시 유 닛(100)이 표시하는 2차원 영상을 3차원 영상으로 변환한다. 상기 영상변환 유닛(300)은 다수의 렌티큘라 렌즈들(310) 및 다스의 제1 프리즘들(320)을 포함한다.
다수의 상기 렌티큘라 렌즈들(310)은 상기 제2 방향(D2)으로 연장되고, 상기 제1 방향(D1)으로 병렬로 배열된다. 상기 렌티큘라 렌즈들(310) 각각은 상기 제1 방향(D1)으로 배열된 적어도 2개의 단위 화소들(Px)과 중첩된다. 상기 렌티큘라 렌즈들(310) 각각은 상기 제1 방향(D1)의 길이로 정의된 너비(w)를 갖는다. 상기 너비(w)는 상기 렌티큘라 렌즈들(310) 각각과 중첩되는 단위 화소들(Px)의 개수에 의존한다. 본 실시예에서는, 상기 렌티큘라 렌즈들(310) 각각은 9개의 단위 화소들(Px)과 중첩한다. 이에 따라, 상기 너비(w)는 상기 제1 길이(x)의 9배의 값을 가질 수 있다. 상기 렌티큘라 렌즈들(310) 각각은 상기 표시 유닛(100)으로부터 볼록하게 돌출된 곡면을 갖는다. 상기 렌티큘라 렌즈들(310)각각은 반구형상을 가질 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의상 상기 렌티큘라 렌즈들(310) 중에서, "A"에서 볼 때, 첫 번째 렌티큘라 렌즈를 제1 렌티큘라 렌즈(311)로 정의하고, 상기 제1 렌티큘라 렌즈(311)의 상기 제1 방향(D1)으로 순차적으로 배치된 렌티큘라 렌즈들을 제2 렌티큘라 렌즈(312) 및 제3 렌티큘라 렌즈(313)로 정의하여 설명하기로 한다.
다수의 상기 제1 프리즘들(320)은 상기 렌티큘라 렌즈들(310) 각각에 대응하여 상기 제2 방향(D2)으로 배열된다. 상기 영상변환 유닛(300)은 플레이트의 일 면을 가공하여 상기 렌티큘라 렌즈들(310)을 형성하는 동시에, 상기 일 면의 다른 면을 가공함으로써 상기 제1 프리즘들(320)을 형성함으로써 상기 렌티큘라 렌즈들(310)과 상기 제1 프리즘들(320)을 일체형으로 형성할 수 있다. 이와 달리, 상기 영상변환 유닛(300)은 상기 렌티큘라 렌즈들(310)과 독립적으로 상기 제1 프리즘들(320)을 포함하는 프리즘 시트를 제조한 후, 상기 프리즘 시트를 상기 렌티큘라 렌즈들(310)과 결합시킴으로써 제조할 수 있다.
상기 제1 프리즘들(320) 각각은 제1 일단부에서 상기 제1 단부의 상기 제1 방향(D1)의 타단인 제2 단부로 갈수록 낮아지는 형상을 갖는다. 즉, 상기 제1 프리즘들(320) 각각은 상기 제1 방향(D1)을 따라 절단한 단면이 삼각형 형상을 가진다. 본 실시예에서는, 상기 제1 프리즘들(320) 각각이 직각 삼각형인 것을 예로 들어 설명한다. 상기 제1 단부에서 상기 제1 프리즘들(320)을 절단한 단면은 직사각형(도 5 참조)이고, 상기 제2 단부에서 상기 제1 프리즘들(320)을 절단한 단면은 직선을 나타난다. 상기 제1 프리즘들(320) 각각의 상기 제1 방향(D1) 의 길이는 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이의 거리와 실질적으로 동일할 수 있다. 즉, 상기 제1 프리즘들(320) 각각의 상기 렌티큘라 렌즈들(320) 각각의 너비(w)와 실질적으로 동일할 수 있다. 상기 제1 프리즘들(320)은 상기 렌티큘라 렌즈들(310) 각각에 대응하여 상기 렌티큘라 렌즈들(310)의 하부에 배치된다.
이하에서는, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 실시예에 따른 영상변환 유닛에 대해서 상세하게 설명하기로 한다. 상기 제1 프리즘들(320) 중에서, 상기 제1 렌티큘라 렌즈(311)와 대응하는 제1 프리즘들(320)을 제1 서브 프리즘들(321)로 정의하고, 상기 제2 렌티큘라 렌즈(312)와 대응하는 제1 프리즘들(320)은 제2 서브 프리즘들(322)로 정의하고, 상기 제3 렌티큘라 렌즈(313)와 대응하는 제1 프리즘들(320)은 제3 서브 프리즘들(323)로 정의하기로 한다. 즉, 상기 제1 프리즘 들(320)은 상기 제1, 제2 및 제3 서브 프리즘들(321, 322, 323)을 포함한다.
도 3은 도 1의 I-I' 라인을 따라 절단한 영상변환 유닛의 단면도이다. 도 4는 도 2에 도시된 영상변환 유닛의 배면도이다.
도 1, 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 제1 서브 프리즘들(321)은 상기 제1 렌티큘라 렌즈(311)와 대응하여 상기 제1 렌티큘라 렌즈(311)의 하부에 배치된다. 상기 제2 서브 프리즘들(322)은 상기 제2 렌티큘라 렌즈(312)와 대응하여 상기 제2 렌티큘라 렌즈(312)의 하부에 배치된다. 상기 제3 서브 프리즘들(323)은 상기 제3 렌티큘라 렌즈(313)와 대응하여 상기 제3 렌티큘라 렌즈(313)의 하부에 배치된다.
상기 제2 서브 프리즘들(322)은 상기 제1 서브 프리즘들(321)과 어긋나게 배열된다. 또한, 상기 제3 서브 프리즘들(323)은 상기 제2 서브 프리즘들(322)과 어긋나게 배열된다. 상기 제1 서브 프리즘들(321)의 배열은, 상기 제3 서브 프리즘들(323)의 배열과 실질적으로 동일하다. 도면으로 도시하지 않았으나, 상기 제3 렌티큘라 렌즈(313)의 상기 제1 방향(D1)에 배치된 제4 렌티큘라 렌즈와 대응하는 제4 서브 프리즘들(324)의 배열은, 상기 제2 서브 프리즘들(322)의 배열과 실질적으로 동일하다. "B" 방향에서 상기 영상변환 유닛(300)을 볼 때, 실제로는 상기 제2 및 제4 서브 프리즘들(322, 324)은 상기 제1, 제3, 제5 및 제7 서브 프리즘들(321, 323, 325, 327)보다 상대적으로 상기 제2 방향(D2)으로 후행하여 배치되지만, 상기 제2 및 제4 서브 프리즘들(322, 324)은 상기 제1 서브 프리즘들(321)과 함께 보여진다. 상기 제1 서브 프리즘들(321) 각각의 상기 제1 방향(D1)의 길이는 상기 제1 렌티큘라 렌즈(311)의 제1 단부와 제2 단부 사이의 거리와 실질적으로 동일할 수 있다. 상기 제1 서브 프리즘들(321)과 상기 제3 서브 프리즘들(323) 사이의 거리는 상기 제2 렌티큘라 렌즈(312)의 너비(w)와 실질적으로 동일할 수 있다.
도 5는 도 1의 II-II' 라인을 따라 절단한 영상변환 유닛의 단면도이다.
도 1, 도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 제1 프리즘들(320)은 상기 제2 방향(D2)으로 소정 간격을 가지고 이격하여 배열된다. 상기 제2 방향(D2)으로 인접한 상기 제1 프리즘들(320) 사이의 거리는 상기 제2 길이(y)의 1/2이다. 상기 제1 프리즘들(320) 각각의 상기 제2 방향(D2)의 길이는 상기 제2 길이(y)의 1/2일 수 있다.
상기 제2 서브 프리즘들(322)은 상기 제1 서브 프리즘들(321)과 어긋나게 배열되므로, 상기 "A" 방향에서 상기 영상변환 유닛(300)을 볼 때, 실제로는 상기 제2 서브 프리즘들(322)은 상기 제1 서브 프리즘들(321)보다 상대적으로 상기 제1 방향(D1)으로 후행하여 배치되지만 상기 제2 서브 프리즘들(322)을 상기 제1 서브 프리즘들(321)과 함께 볼 수 있다. 즉, 상기 제1 서브 프리즘들(321) 사이로 상기 제2 서브 프리즘들(322)을 볼 수 있다.
또한, 상기 제1 프리즘들(320)들의 높이가 상기 제1 단부에서 상기 제2 단부로 갈수록 낮아지는 형상을 가짐으로써, 상기 제1 단부에서 상기 제2 방향(D2)을 따라 상기 제1 프리즘들(320)을 절단하면 그 단면이 사각형을 가질 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 도 2의 영상변환 유닛에 의한 컬러 혼합을 설명하기 위한 도면들이다.
도 4 및 도 6a를 참조하면, 상기 단위 화소들(Px)의 제1 영역(A1)은 상기 렌 티큘라 렌즈들(310)과만 중첩되고, 상기 일 영역을 제외한 나머지 영역인 제2 영역(A2)은 상기 렌티큘라 렌즈들(310) 및 상기 제1 프리즘들(320)과 중첩된다. 이에 따라, 상기 단위 화소들(Px) 각각은 상기 제1 프리즘들(320)에 의해 상기 제2 방향(D2)으로 2 분할된다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 상기 제1 영역(A1)은 상기 렌티큘라 렌즈들(310)과만 대응되므로 관찰자는 상기 제1 영역(A1)이 표시하는 영상을, 상기 제1 영역(A1)과 실질적으로 동일한 영역인 제3 영역(B1)에서 볼 수 있다.
상기 제2 영역(A2)은 상기 렌티큘라 렌즈들(310) 및 상기 제1 프리즘들(320)과 중첩되므로, 상기 표시 유닛(100)의 화상은 상기 제1 프리즘들(320)을 통과하면서 굴절된다. 이에 따라, 관찰자는 상기 제2 영역(A2)이 표시하는 영상을, 상기 제2 영역(A2)으로부터 상기 소정 간격 이동된 제4 영역(B2)에서 볼 수 있다. 상기 소정 간격은 상기 제1 길이(x)의 1/2 값을 가질 수 있다.
즉, 실제로는 상기 표시 유닛(100)의 상기 제1 및 제2 영역들(A1, A2)이 표시하는 영상을, 상기 제1 프리즘들(320)에 의해서 상기 제3 및 제4 영역들(B1, B2)에서 영상을 표시하는 것과 동일한 결과를 나타낸다. 이에 따라, 관찰자가 상기 차광 패턴이 형성된 영역에서 상기 표시 유닛(100)을 보더라도 관찰자의 양안은 상기 제1 프리즘들(320)에 의해서 상기 소정 간격 이동된 영역에서 표시하는 영상을 인식하게 된다.
상기에서 설명한 바에 따르면, 전체적으로 관찰자는 어느 시점에서도 단위 화소들(Px)의 유색 컬러를 동시에 볼 수 있다. 이에 따라, 특정 위치에서 차광 패 턴만이 보임으로써 나타나는 줄무늬인 무아레 무늬를 관찰자가 시인하는 것을 방지할 수 있다.
도 7은 프리즘의 배열의 일례를 설명하기 위한 영상변환 유닛의 단면도이다.
도 7을 참조하면, 도 3에 도시된 제1 프리즘들(320)의 배열과 다르게, 상기 제1 서브 프리즘들(321)의 배열 방향과 상기 제2 서브 프리즘들(322)의 배열 방향이 다르게 배치될 수 있다. 상기 제1 서브 프리즘들(321)은 상기 제1 렌티큘라 렌즈(311)의 상기 제1 단부에서 상기 제2 단부로 갈수록 그 높이가 점점 낮아지는 형상을 갖는다. 반면, 상기 제2 서브 프리즘들(322)은 상기 제2 렌티큘라 렌즈(312)의 상기 제2 단부에서 상기 제1 단부로 갈수록 그 높이가 점점 낮아지는 형상을 갖는다.
상기 제3 서브 프리즘들(323)은 상기 제3 렌티큘라 렌즈(313)의 상기 제1 단부에서 상기 제2 단부로 갈수록 그 높이가 점점 낮아지는 형상을 갖는다. 또한, 상기 제4 서브 프리즘들(324)은 상기 제4 렌티큘라 렌즈의 상기 제2 단부에서 상기 제1 단부로 갈수록 그 높이가 점점 낮아지는 형상을 갖는다.
상기 제1 프리즘들(320)이 도 7에 도시된 배열을 갖는 경우, 상기 제1 프리즘들(320)에 의해서 상기 단위 화소들(Px)의 상기 제2 영역(A2)의 영상이 소정 간격 이동되어 표시되는 것은 실질적으로 도 6a 및 도 6b에서 설명한 것과 동일하다. 따라서, 중복되는 설명은 생략한다.
도면으로 도시하지 않았으나, 상기 제1 프리즘들(320)은 상기 렌티큘라 렌즈들(310)의 상부에 배치될 수 있다. 상기 영상변환 유닛(300)은 상기 렌티큘라 렌즈 들(310)과 독립적으로 상기 제1 프리즘들(320)을 포함하는 프리즘 시트를 제조한 후, 상기 프리즘 시트를 상기 렌티큘라 렌즈들(310)의 상부에 결합시킴으로써 제조할 수 있다. 상기 제1 프리즘들(320)은 상기 렌티큘라 렌즈들(310) 사이에 안정적으로 배치될 수 있다. 이때, 상기 제1 프리즘들(320)이 상기 렌티큘라 렌즈들(310)의 상부에 배치된 것을 제외하고는, 도 1 내지 도 7에서 설명한 제1 프리즘들(320)이 상기 렌티큘라 렌즈들(310)의 하부에 배치된 경우와 실질적으로 동일하다. 따라서, 중복되는 설명은 생략한다.
실시예 2
도 8은 본 발명의 실시예 2에 따른 영상변환 유닛의 단면도이다.
본 발명의 실시예 2에 따른 입체영상 표시 장치는 도 8에 도시된 영상변환 유닛을 제외하고는 도 1에 도시된 입체영상 표시 장치와 실질적으로 동일하다. 따라서, 중복되는 설명은 생략한다. 구체적으로, 도 8은 도 1의 제2 방향을 따라 절단한 영상변환 유닛의 단면도이다.
도 3 및 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 영상변환 유닛(300)은 다수의 렌티큘라 렌즈들(310), 제1 프리즘들(320) 및 제2 프리즘들(330)을 포함한다.
상기 렌티큘라 렌즈들(310) 각각은 상기 제2 방향(D2)으로 연장되고, 상기 제1 프리즘들(320)은 상기 렌티큘라 렌즈들(310) 각각과 대응하여 상기 제2 방향(D2)으로 배열된다. 상기 제1 프리즘들(320)은 상기 렌티큘라 렌즈(310)의 제1 단부에서 제1 높이를 갖는다. 상기 제1 프리즘들(320)은 상기 제1 단부에서 상기 제1 단부의 상기 제1 방향(D1)의 타단인 상기 제2 단부로 갈수록 그 높이가 점점 낮아지는 형상을 갖는다. 상기 제2 프리즘들(330)은 상기 제1 단부에서 상기 제1 높이와 다른 제2 높이를 갖는다. 상기 제2 높이는 예를 들어, 상기 제1 높이보다 낮을 수 있다. 상기 제2 프리즘들(330)은 서로 인접한 상기 제1 프리즘들(320) 사이에 배치된다. 상기 제2 프리즘들(330)은 상기 제1 단부에서 상기 제2 단부로 갈수록 그 높이가 점점 낮아지는 형상을 갖는다.
상기 제1 프리즘들(320) 및 제2 프리즘들(330) 각각의 상기 제2 방향(D2)으로의 길이는 상기 제2 길이(y)의 1/3일 수 있다. 상기 제1 프리즘들(320)을 기준으로, 상기 제2 프리즘들(330)은 상기 제1 프리즘들(320)의 상기 제2 방향(D2)에 배치된다. 상기 제2 프리즘들(330) 각각은 상기 제2 프리즘들(330)의 상기 제2 방향(D2)에 배치된 제1 프리즘들(320)과 접촉한다. 상기 제2 프리즘들(330) 각각은 상기 제2 프리즘들(330)의 상기 제2 방향(D2)의 역방향에 배치된 제1 프리즘들(320)과는 소정 간격 이격된다. 상기 소정 간격은 상기 제2 길이(y)의 1/3일 수 있다.
상기 단위 화소들(Px)의 제3 영역은 상기 렌티큘라 렌즈(310)와만 중첩되고, 상기 제3 영역과 인접한 제4 영역은 상기 렌티큘라 렌즈(310) 및 상기 제2 프리즘(330)과 중첩되며, 상기 제4 영역과 인접한 제5 영역은 상기 렌티큘라 렌즈(310) 및 상기 제1 프리즘(320)과 중첩된다. 이에 따라, 상기 단위 화소들(Px) 각각은 상기 제1 프리즘(320) 및 상기 제2 프리즘(330)에 의해 상기 제2 방향(D2)으로 3분할된다.
한편, 실시예 2에서는 제1, 제2 및 제3 렌티큘라 렌즈들을 모두가 도 8에 도시된 상기 제1 및 제2 프리즘들(320, 330)의 배열을 가질 수 있다. 이와 달리, 제1 렌티큘라 렌즈는 도 8에 도시된 제1 및 제2 프리즘들(320, 330)의 배열을 가지는 반면, 상기 제1 렌티큘라 렌즈의 상기 제1 방향(D1)에 배치된 제2 렌티큘라 렌즈와 대응하는 상기 제1 프리즘들(320) 및 상기 제2 프리즘들(330)은 상기 제2 방향(D2)의 역방향으로 순차적으로 배열될 수 있다. 또한, 상기 제2 렌티큘라 렌즈의 상기 제1 방향(D1)에 배치된 제3 렌티큘라 렌즈와 대응하는 상기 제1 프리즘들(320) 및 상기 제2 프리즘들(330)은 도 8에 도시된 배열을 가질 수 있다.
도 9는 도 8에 도시된 영상변환 유닛에 의한 컬러 혼합을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 상기 제3 영역은 상기 렌티큘라 렌즈(310)와만 대응되므로 관찰자는 상기 제3 영역이 표시하는 영상을, 상기 제3 영역과 실질적으로 동일한 제6 영역(C1)에서 볼 수 있다.
상기 제4 영역은 상기 렌티큘라 렌즈(310) 및 상기 제2 프리즘(330)과 대응되므로 상기 표시 유닛(100)의 화상은 상기 제2 프리즘(330)을 통과하면서 굴절된다. 이에 따라, 관찰자는 상기 제4 영역이 표시하는 영상을, 상기 제4 영역으로부터 소정 간격 이동된 제7 영역(C2)에서 볼 수 있다. 상기 소정 간격은 상기 제1 길이(x)의 1/3 값을 가질 수 있다.
또한, 상기 제5 영역은 상기 렌티큘라 렌즈(310) 및 상기 제1 프리즘(310)과 대응되므로 상기 표시 유닛(100)의 화상은 상기 제1 프리즘(310)을 통과하면서 굴 절된다. 이에 따라, 관찰자는 상기 제5 영역이 표시하는 영상을, 상기 제4 영역으로부터 소정 간격 이동된 제8 영역(C8)에서 볼 수 있다. 상기 소정 간격은 상기 제1 길이(x)의 2/3 값을 가질 수 있다.
이에 따라, 관찰자가 상기 차광 패턴이 형성된 영역에서 상기 표시 유닛(100)을 보더라도 관찰자의 양안은 상기 제1 프리즘들(310) 및 상기 제2 프리즘들(320)에 의해서 상기 소정 간격 이동된 영역에서 표시하는 영상을 인식하게 된다. 본 실시예에 따른 상기 제1 프리즘들(320) 및 상기 제2 프리즘들(330)은 도 5에서 설명한 것에 비해서 상기 단위 화소들(Px) 각각의 영역을 보다 세분화하여 분할할 수 있다. 이에 따라, 도 5에서 설명한 것에 비해 상대적으로 무아레 무늬의 발생을 더욱 감소시킬 수 있다.
실시예 3
도 10은 본 발명의 실시예 3에 따른 영상변환 유닛의 단면도이다.
본 발명의 실시예 3에 따른 입체영상 표시 장치는 도 10에 도시된 영상변환 유닛을 제외하고는 도 1에 도시된 입체영상 표시 장치와 실질적으로 동일하다. 따라서, 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 도 10은 도 1의 제2 방향(D2)을 따라 절단한 영상변환 유닛의 단면도이다.
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 영상변환 유닛(300)은 다수의 렌티큘라 렌즈(311) 및 제1 프리즘(320)을 포함한다. 상기 렌티큘라 렌즈들(310)은 제1 방향(D1)으로 배열되고, 상기 제1 방향(D1)과 다른 제2 방향(D2)으로 연장된다. 상기 제1 프리즘들(320)은 상기 렌티큘라 렌즈들(310) 각각과 대응하여 상기 제2 방향(D2)으로 배열된다. 상기 제1 프리즘들(320)은 상기 제2 방향(D2)을 따라 연속적으로 반복 배치된다.
도 11은 도 10에 도시된 프리즘의 사시도이다.
도 11을 참조하면, 상기 제1 프리즘(320)은 상기 제1 방향(D1)을 따라 절단한 단면이 직각 삼각형이다. 상기 제1 프리즘들(320)은 상기 렌티큘라 렌즈(310)의 제1 단부에서 상기 제1 단부와 마주하는 제2 단부를 향해 상기 제1 방향(D1)으로 갈수록 점점 그 높이가 낮아지는 형상을 갖는다. 동시에, 상기 제1 프리즘(320)은 상기 렌티큘라 렌즈(310)의 제1 단부에서 상기 제2 방향(D2)을 따라 절단한 단면이 직각 삼각형이다. 상기 제1 프리즘(320)은 상기 제2 방향(D2)으로 갈수록 점점 그 높이가 낮아지는 형상을 갖는다. 상기 제1 프리즘들(320) 각각의 상기 단면은 상기 제1 프리즘들(320)을 절단하는 위치가 상기 제2 방향(D2)으로 갈수록 점점 그 크기가 작은 직각 삼각형을 가지면서 최종적으로는 직선에 수렴한다. 상기 제1 프리즘(320)은 상기 제2 단부에서 상기 제2 방향(D2)을 따라 절단한 단면이 직선으로 나타난다. 상기 제1 프리즘(320)의 상기 제2 방향(D2)으로의 길이는 상기 제2 길이(y)와 동일하다.
본 실시예에 따른 상기 제1 프리즘(320)은 도 8에서 설명한 것에 비해서 상기 단위 화소들(Px) 각각의 영역을 보다 세분화하여 분할할 수 있다. 즉, 도 8에서는 상기 단위 화소들(Px) 각각의 영역을 3분할한 경우이고, 도 10에 도시된 제1 프리즘(320)은 상기 단위 화소들(Px)들 각각의 영역을 무한대로 분할한 경우이다. 이 에 따라, 도 8에서 설명한 것에 비해 상대적으로 무아레 무늬의 발생을 더욱 감소시킬 수 있다.
실시예 4
도 12는 본 발명의 실시예 4에 따른 입체영상 표시 장치의 사시도이다. 도 13은 도 12의 III-III' 라인을 따라 절단한 영상변환 유닛의 단면도이다. 도 14는 도 12에 도시된 프리즘의 배열을 설명하기 위한 영상변환 유닛의 배면도이다.
도 12, 도 13 및 도 14를 참조하면, 본 실시예에 따른 입체영상 표시 장치(502)는 표시 유닛(100), 상기 표시 유닛으로 광을 제공하는 백라이트 유닛(200) 및 상기 표시 유닛(100)이 표시하는 2차원 영상을 3차원의 영상으로 변환시키는 영상변환 유닛(302)을 포함한다. 상기 영상변환 유닛(302)을 제외하고는, 도 1에서 설명한 입체영상 표시 장치와 실질적으로 동일하다. 따라서, 따라서, 중복되는 설명은 생략한다.
상기 영상변환 유닛(302)은 다수의 렌티큘라 렌즈들(310) 및 다수의 제1 프리즘들(320)을 포함한다.
다수의 상기 렌티큘라 렌즈들(310)은 상기 제2 방향(D2)으로 연장되고, 상기 제1 방향(D1)으로 병렬로 배열된다. 상기 렌티큘라 렌즈들(310) 각각은 상기 제1 방향(D1)으로 배열된 적어도 2개의 단위 화소들(Px)과 중첩된다. 상기 렌티큘라 렌즈들(310) 각각은 상기 제1 방향(D1)의 길이로 정의된 너비(w)를 갖는다. 상기 너비(w)는 상기 렌티큘라 렌즈들(310) 각각의 제1 단부에서부터, 상기 제1 단부와 대 향하고 상기 제1 단부의 상기 제1 방향(D1)에 배치된 제2 단부 사이의 거리이다.
다수의 상기 제1 프리즘들(320)은 상기 렌티큘라 렌즈들(310) 각각에 대응하여 상기 제2 방향(D2)으로 배열된다. 상기 제1 프리즘들(320) 각각은 상기 제1 단부에서, 상기 제1 단부와 상기 제2 단부의 중심부로 갈수록 낮아지는 형상을 갖는다. 예를 들어, 상기 제1 프리즘들(320) 각각의 상기 제1 방향(D1)의 길이는 상기 너비(w)의 1/2일 수 있다.
상기 제1 프리즘들(320) 각각은 상기 제1 방향(D1)을 따라 절단한 단면이 직각 삼각형이다. 상기 제1 단부에서 상기 제1 프리즘들(320)을 절단한 단면은 직사각형(도 15 참조)이고, 상기 제2 단부에서 상기 제1 프리즘들(320)을 절단한 단면은 직선을 나타난다. 상기 제1 프리즘들(320)은 상기 렌티큘라 렌즈들(310) 각각에 대응하여 상기 렌티큘라 렌즈들(310)의 하부에 배치된다. 도 15에 도시된 "B" 방향에서는 상기 렌티큘라 렌즈들(310) 각각마다, 상기 렌티큘라 렌즈들(310)의 하부에 배치된 상기 제1 프리즘들(320)을 볼 수 있다.
상기 제1 프리즘들(320)은 제1 렌티큘라 렌즈(311)와 대응하여 상기 제1 렌티큘라 렌즈(311)의 하부에 배치된 제1 서브 프리즘들(321), 상기 제1 렌티큘라 렌즈(311)의 상기 제1 방향(D1)에 배치된 제2 렌티큘라 렌즈(312)와 대응하는 제2 서브 프리즘들(322), 및 상기 제2 렌티큘라 렌즈(312)의 상기 제1 방향(D1)에 배치된 제2 렌티큘라 렌즈(312)와 대응하는 제3 서브 프리즘들(323)을 포함한다.
상기 제1 서브 프리즘들(321)은 상기 제1 렌티큘라 렌즈(311)의 상기 제1 단부를 따라 소정 간격 이격되어 제1 열 패턴을 형성하고, 상기 제2 단부를 따라 소 정 간격 이격되어 제2 열 패턴을 형성한다. 상기 제1 서브 프리즘들(321) 중에서, 상기 제1 열 패턴을 이루는 상기 제1 서브 프리즘들(321a)을 제1 열 제1 서브 프리즘들로 정의하고, 상기 제2 열 패턴을 이루는 상기 제1 서브 프리즘들(321b)을 제2 열 제1 서브 프리즘들로 정의한다. 상기 제1 열 제1 서브 프리즘들(321a)은 상기 제2 열 제1 서브 프리즘들(321b)과 어긋나게 배열된다.
상기 제2 서브 프리즘들(322)은 상기 제2 렌티큘라 렌즈(312)의 상기 제1 단부를 따라 소정 간격 이격되어 제3 열 패턴을 형성하고, 상기 제2 단부를 따라 소정 간격 이격되어 제4 열 패턴을 형성한다. 상기 제2 서브 프리즘들(322) 중에서, 상기 제3 열 패턴을 이루는 상기 제2 서브 프리즘들(322a)을 제1 열 제2 서브 프리즘들로 정의하고, 상기 제4 열 패턴을 이루는 상기 제2 서브 프리즘들(322b)을 제2 열 제2 서브 프리즘들로 정의한다. 상기 제1 열 제2 서브 프리즘들(322a)은 상기 제2 열 제2 서브 프리즘들(322b)과 어긋나게 배열된다. 또한, 상기 제1 열 제2 서브 프리즘들(322a)은 상기 제2 열 제1 서브 프리즘들(321a)과 어긋나게 배열된다.
또한, 상기 제3 서브 프리즘들(323)은 상기 제3 렌티큘라 렌즈(313)의 상기 제1 단부를 따라 소정 간격 이격되어 제5 열 패턴을 형성하고, 상기 제2 단부를 따라 소정 간격 이격되어 제6 열 패턴을 형성한다. 상기 제3 서브 프리즘들(323)은 상기 제1 서브 프리즘들(313)과 실질적으로 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다.
“A” 방향에서 상기 영상변환 유닛(300)을 볼 때, 실제로는 상기 제2 열 제1 서브 프리즘들(321b)이 상기 제1 열 제1 서브 프리즘들(321a)에 비해 상대적으로 상기 제1 방향(D1)으로 후행하여 배치되지만, 상기 제1 및 제2 열 제1 서브 프리즘들(321a, 312b)이 어긋나게 배치되므로 상기 제2 열 제1 서브 프리즘들(321b)은 상기 제1 열 제1 서브 프리즘들(321a)과 함께 볼 수 있다.
도 15는 도 12의 IV-IV' 라인을 따라 절단한 영상변환 유닛의 단면도이다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 상기 제1 및 제2 열 제1 서브 프리즘들(321a, 321b) 각각의 상기 제2 방향(D2)으로의 길이는 상기 제2 길이(y)의 3배일 수 있다. 서로 인접한 상기 제1 열 제1 서브 프리즘들(321a)은 상기 제2 길이(y)의 3배로 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 열 제2 서브 프리즘들(322a, 322b) 각각의 상기 제2 방향(D2)으로의 길이는 상기 제2 길이(y)의 3배일 수 있다. 즉, 상기 제1 및 제2 열 제1 서브 프리즘들(321a, 321b) 각각은 상기 제2 방향(D2)으로는 3개의 단위 화소들(Px)과 중첩될 수 있다.
상기 제1 및 제2 열 제1 서브 프리즘들(321a, 321b)에 의해서, 상기 제2 방향(D2)으로 배열된 3개의 단위 화소들(Px)을 단위로 하여, 상기 단위는 상기 제1 방향(D1)으로 2분할된다. 이에 따라, 관찰자는 제1 또는 제2 열 제1 서브 프리즘들(321a, 321b)이 형성된 영역에서 표시하는 영상을, 제1 또는 제2 열 제1 서브 프리즘들(321a, 321b)이 형성된 영역으로부터 소정 간격으로 이동된 영역에서 볼 수 있다. 관찰자가 상기 차광 패턴이 형성된 영역에서 상기 표시 유닛(100)을 보더라도 관찰자의 양안은 상기 제1 프리즘들(320)에 의해서 상기 소정 간격 이동된 영역에서 표시하는 영상을 인식하게 된다. 즉, 전체적으로 관찰자는 어느 시점에서도 단위 화소들(Px)의 유색 컬러를 동시에 볼 수 있다. 이에 따라, 특정 위치에서 차 광 패턴만이 보임으로써 나타나는 줄무늬인 무아레 무늬를 관찰자가 시인하는 것을 방지할 수 있다.
도 16은 프리즘의 배열의 일례를 설명하기 위한 영상변환 유닛의 배면도이다.
도 16을 참조하면, 상기 제1 및 제2 열 제1 서브 프리즘들(321a, 321b) 각각의 상기 제2 방향(D2)으로의 길이는 상기 제2 길이(y)와 동일할 수 있다. 서로 인접한 상기 제1 열 제1 서브 프리즘들(321a)은 상기 제2 길이(y)로 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 열 제2 서브 프리즘들(322a, 322b) 각각의 상기 제2 방향(D2)으로의 길이는 상기 제2 길이(y)와 동일할 수 있다. 즉, 상기 제1 및 제2 열 제1 서브 프리즘들(321a, 321b) 각각은 상기 제2 방향(D2)으로는 1개의 단위 화소들(Px)과 중첩될 수 있다.
도면으로 도시하지 않았으나, 상기 제1 프리즘들(320)은 상기 렌티큘라 렌즈들(310)의 상부에 배치될 수 있다. 이때, 상기 제1 프리즘들(320)이 상기 렌티큘라 렌즈들(310)의 상부에 배치된 것을 제외하고는, 도 12 내지 도 19에서 설명한 제1 프리즘들(320)이 상기 렌티큘라 렌즈들(310)의 하부에 배치된 경우와 실질적으로 동일하다. 따라서, 중복되는 설명은 생략한다.
실시예 5
도 17a는 본 발명의 실시예 5에 따른 영상변환 유닛의 단면도이고, 도 17b는 도 17a에 도시된 프리즘의 사시도이다.
본 발명의 실시예 5에 따른 입체영상 표시 장치는 도 12에 도시된 영상변환 유닛을 제외하고는 도 1에 도시된 입체영상 표시 장치와 실질적으로 동일하다. 따라서, 중복되는 설명은 생략한다. 도 17a는 도 12의 제2 방향을 따라 절단한 영상변환 유닛의 단면도이다. 도 12, 도 17a 및 도 17b를 참조하면, 본 실시예에 따른 영상변환 유닛(302)은 렌티큘라 렌즈들(310), 제1 프리즘들(320), 제2 프리즘들(330), 제3 프리즘들(340) 및 제4 프리즘들(350)을 포함한다.
상기 렌티큘라 렌즈들(310)은 제2 방향(D2)으로 연장되고, 상기 제1 프리즘들(320)은 상기 렌티큘라 렌즈들(310)과 대응하여 상기 제2 방향(D2)으로 배열된다.
상기 제1 프리즘들(320)은 상기 제1 단부에서 제1 높이를 갖고, 상기 제1 단부에서 상기 중심부로 갈수록 그 높이가 점점 낮아지는 형상을 갖는다. 상기 제2 프리즘들(330)은 상기 제1 프리즘들(320)의 상기 제2 방향(D2)에 배치되고, 상기 제1 단부에서 상기 중심부로 갈수록 그 높이가 점점 낮아지는 형상을 갖는다. 상기 제2 프리즘들(330)은 상기 제1 단부에서 상기 제1 높이와 다른 제2 높이를 갖는다. 상기 제2 높이는 예를 들어, 상기 제1 높이보다 낮을 수 있다. 상기 제2 프리즘들(330) 각각은 서로 인접한 상기 제1 서브 프리즘들(320) 사이에 배치된다.
상기 제3 프리즘들(340)은 상기 제2 프리즘들(330)의 제1 방향(D1)에 배치된다. 상기 제1 방향(D1)과 상기 제2 방향(D2)은 서로 교차한다. 상기 제3 프리즘들(340)은 상기 제2 단부에서 상기 제2 높이를 갖고 상기 제2 단부에서 상기 중심부로 갈수록 그 높이 점점 낮아지는 형상을 갖는다. 상기 제3 프리즘들(340)은 상 기 제2 프리즘들(330)과 마주한다. 상기 제4 프리즘들(350)은 상기 제3 프리즘들(340)의 상기 제2 방향(D2)에 배치된다. 상기 제4 프리즘들(350)은 상기 제1 프리즘들(320)의 대각선 방향에 배치된다. 상기 대각선 방향은 상기 제1 방향(D1)과 상기 제2 방향(D2)의 사이 방향일 수 있다. 상기 제4 프리즘(350)은 상기 제2 단부에서 상기 제1 높이를 갖는다. 상기 제4 프리즘(350)은 상기 제2 단부에서 상기 중앙부로 갈수록 그 높이가 점점 낮아지는 형상을 갖는다. 도 12의 "A" 방향에서 상기 제1 프리즘들(320)을 볼 때, 상기 제3 프리즘(340)은 상기 제2 프리즘(330)에 의해 가려져 관찰자는 상기 제3 프리즘(340)을 볼 수 없다.
상기 제1 프리즘들(320)의 상기 제2 방향(D2)으로의 길이가 상기 제2 길이(y)의 6배일 때, 상기 제1 내지 제4 프리즘들(320, 330, 340, 350) 각각의 상기 제2 방향(D2)으로의 길이는 상기 제2 길이(y)의 2배일 수 있다. 상기 제1 프리즘(320)을 기준으로, 상기 제2 프리즘(330)은 상기 제1 프리즘(320)의 상기 제2 방향(D2)에 배치된다. 상기 6개의 단위 화소들(Px)을 포함하는 영역은 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 프리즘들(320, 330, 340, 350)에 의해 상기 제2 방향(D2)으로 3분할될 수 있다.
실시예 6
도 18은 본 발명의 실시예 6에 따른 영상변환 유닛의 단면도이다.
본 발명의 실시예 6에 따른 입체영상 표시 장치는 도 18에 도시된 영상변환 유닛을 제외하고는 도 12에 도시된 입체영상 표시 장치와 실질적으로 동일하다. 따 라서, 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 도 18은 도 12의 IV-IV' 라인을 따라 절단한 영상변환 유닛의 단면도로서, 제1 렌티큘라 렌즈만을 도시하였으나, 상기 제1 렌티큘라 렌즈를 제외한 다수의 렌티큘라 렌즈들도 상기 제1 렌티큘라 렌즈와 실질적으로 동일하다. 따라서, 중복되는 설명은 생략한다.
도 18을 참조하면, 본 실시예에 따른 영상변환 유닛(302)은 렌티큘라 렌즈들(310), 제1 프리즘들(320) 및 제2 프리즘들(330)을 포함한다. 상기 렌티큘라 렌즈들(310)은 제1 방향(D1)으로 배열되고, 상기 제1 방향(D1)과 다른 제2 방향(D2)으로 연장된다. 상기 제1 프리즘들(320) 및 상기 제2 프리즘들(330)은 상기 렌티큘라 렌즈들(310) 각각과 대응하여 상기 제2 방향(D2)으로 배열된다. 상기 제1 프리즘들(320) 및 상기 제2 프리즘들(330)은 상기 제2 방향(D2)을 따라 연속적으로 반복 배치된다.
도 19는 도 18에 도시된 프리즘의 사시도이다.
도 19를 참조하면, 상기 제1 프리즘들(320)은 상기 제1 방향(D1)을 따라 절단한 단면이 직각 삼각형이다. 상기 제1 프리즘들(320)은 상기 렌티큘라 렌즈(310)의 제1 단부에서, 상기 제1 단부와 상기 제1 단부와 마주하는 제2 단부 사이의 중심부를 향해 상기 제1 방향(D1)으로 갈수록 점점 그 높이가 낮아지는 형상을 갖는다. 상기 제1 프리즘들(320) 각각의 상기 단면은 상기 제1 프리즘들(320)을 절단하는 위치가 상기 제2 방향(D2)으로 갈수록 점점 그 크기가 작은 직각 삼각형을 가지면서 최종적으로는 직선에 수렴한다. 동시에, 상기 제1 프리즘들(320)은 상기 제1 렌티큘라 렌즈(311)의 상기 제1 단부에서 상기 제2 방향(D2)을 따라 절단한 단면이 직각 삼각형이다. 상기 제1 프리즘들(320)은 상기 제2 방향(D2)으로 갈수록 점점 그 높이가 낮아지는 형상을 갖는다. 또한, 상기 제2 프리즘들(330)은 상기 제2 단부에서 상기 제2 방향(D2)을 따라 절단한 단면이 직각 삼각형이다. 상기 제1 프리즘들(320)의 상기 제2 방향(D2)으로의 길이는 상기 제2 길이(y)의 6배일 수 있다.
상기 제2 프리즘들(330)은 상기 제1 방향(D1)을 따라 절단한 단면이 직각 삼각형이다. 상기 제2 프리즘들(330)은 상기 중심부에서 상기 제2 단부를 향해 상기 제1 방향(D1)으로 갈수록 점점 그 높이가 높아지는 형상을 갖는다. 상기 제2 프리즘들(330) 각각의 상기 단면은 상기 제2 프리즘들(320)을 절단하는 위치가 상기 제2 방향(D2)의 역방향으로 갈수록 점점 그 크기가 작은 직각 삼각형을 가지면서 최종적으로는 직선에 수렴한다. 동시에, 상기 제2 프리즘들(330)은 상기 렌티큘라 렌즈들(310)의 상기 제2 단부에서 상기 제2 방향(D2)으로 갈수록 그 높이가 높아진다. 상기 제2 프리즘들(330)은 상기 제2 단부에서 상기 제2 방향(D2)을 따라 절단한 단면이 직각 삼각형이며, 상기 제2 방향(D2)을 따라 연속적으로 반복된다. 상기 제1 및 제2 프리즘들(320, 330) 각각의 형상은 모두 동일하나, 상기 중심부를 기준으로 할 때 상기 제1 프리즘(320)과 상기 제2 프리즘(330)은 서로 점대칭으로 배열된다. 상기 제2 프리즘들(330)의 상기 제2 방향(D2)으로의 길이는 상기 제2 길이(y)의 6배일 수 있다.
본 실시예에 따른 상기 제1 프리즘들(320) 및 제2 프리즘들(330)은 도 17a 및 도 17b에서 설명한 것에 비해서 영역을 보다 세분화하여 분할할 수 있다. 즉, 도 17a 및 도 17b에서는 상기 6개의 단위 화소들(Px)을 포함하는 영역이 3분할된 경우이고, 도 18 및 도 19에 도시된 은 상기 6개의 단위 화소들(Px)을 포함하는 영역이 무한대로 분할된 경우이다. 이에 따라, 도 17a 및 도 17b에서 설명한 것에 비해 상대적으로 무아레 무늬의 발생을 더욱 감소시킬 수 있다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 프리즘을 포함하는 영상변환 유닛을 이용함으로써 관찰자는 어느 시점에서도 단위 화소의 유색 컬러와 상기 단위 화소들을 구획하는 차광 패턴의 무색 컬러를 동시에 볼 수 있다. 이에 따라, 관찰자는 궁극적으로 유색 컬러를 볼 수 있다. 즉, 특정 위치에서 차광 패턴만이 보임으로써 나타나는 줄무늬인 무아레 무늬를 관찰자가 시인하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 입체영상 표시 장치는 액정표시장치(Liquid crystal display, LCD) 뿐만 아니라, 휴대형 디스플레이 기기, PDP (plasma display panel)표시장치, 평판형 표시장치, 3차원(3D) 입체 게임 영상장치, 방송용 3D 텔레비전, 군사용 3D 디스플레이, 시뮬레이션 훈련용 3D 디스플레이 및 의료용 3차원 디스플레이 등에 다양하게 적용될 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 입체영상 표시 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 입체영상 표시 장치의 표시 유닛과 영상변환 유닛의 배치 관계를 설명하기 위한 평면도이다.
도 3은 도 1의 I-I' 라인을 따라 절단한 영상변환 유닛의 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 영상변환 유닛의 배면도이다.
도 5는 도 1의 II-II' 라인을 따라 절단한 영상변환 유닛의 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 도 2의 영상변환 유닛에 의한 컬러 혼합을 설명하기 위한 도면들이다.
도 7은 프리즘의 배열의 일례를 설명하기 위한 영상변환 유닛의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예 2에 따른 영상변환 유닛의 단면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 영상변환 유닛에 의한 컬러 혼합을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예 3에 따른 영상변환 유닛의 단면도이다.
도 11은 도 10에 도시된 프리즘의 사시도이다.
도 12는 본 발명의 실시예 4에 따른 입체영상 표시 장치의 사시도이다.
도 13은 도 12의 III-III' 라인을 따라 절단한 영상변환 유닛의 단면도이다.
도 14는 도 12에 도시된 프리즘의 배열을 설명하기 위한 영상변환 유닛의 배면도이다.
도 15는 도 12의 IV-IV' 라인을 따라 절단한 영상변환 유닛의 단면도이다.
도 16은 프리즘의 배열의 일례를 설명하기 위한 영상변환 유닛의 배면도이다.
도 17a는 본 발명의 실시예 5에 따른 영상변환 유닛의 단면도이다.
도 17b는 도 17a에 도시된 프리즘의 사시도이다.
도 18은 본 발명의 실시예 6에 따른 영상변환 유닛의 단면도이다.
도 19는 도 18에 도시된 프리즘의 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
500, 502 : 입체영상 표시 장치 100: 표시 유닛
300, 302: 영상변환 유닛 310: 렌티큘라 렌즈들
320: 제1 프리즘들 Px: 단위 화소들
311, 312, 313: 제1, 제2, 제3 렌티큘라 렌즈
321, 322, 323, 324, 325, 327: 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제7 서브 프리즘
330, 340, 350: 제2, 제3, 제4 프리즘들

Claims (20)

  1. 제1 방향으로 연장된 단변 및 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 연장된 장변을 갖는 다수의 단위 화소들을 포함하는 표시 유닛; 및
    제1 단부와 상기 제1 단부와 마주하는 제2 단부 사이의 영역은 상기 제1 방향으로 배열된 복수의 단위 화소들과 중첩되고 상기 제2 방향으로 연장된 렌티큘라 렌즈와, 상기 렌티큘라 렌즈에 대응하여 상기 제2 방향으로 배열된 제1 프리즘들을 포함하는 영상변환 유닛을 포함하고,
    상기 제1 프리즘들 각각의 상기 제2 방향의 길이는 상기 단위 화소의 장변 길이의 1/2인 것을 특징으로 하는 입체영상 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 프리즘들 각각은,
    그 높이가 상기 렌티큘라 렌즈의 상기 제1 단부에서 상기 제2 단부로 갈수록 낮아지는 직각 삼각형을 갖는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 프리즘들 각각은
    상기 제1 방향의 길이가 상기 제1 및 제2 단부들 사이의 거리와 동일한 것을 특징을 하는 입체영상 표시 장치.
  4. 삭제
  5. 제2항에 있어서, 상기 제1 프리즘들은
    상기 렌티큘라 렌즈의 상기 제1 방향에 인접한 렌티큘라 렌즈의 제1 프리즘들과 어긋나게 배열된 것을 특징으로 하는 입체영상 표시 장치.
  6. 제1 방향으로 연장된 단변 및 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 연장된 장변을 갖는 다수의 단위 화소들을 포함하는 표시 유닛; 및
    제1 단부와 상기 제1 단부와 마주하는 제2 단부 사이의 영역은 상기 제1 방향으로 배열된 복수의 단위 화소들과 중첩되고 상기 제2 방향으로 연장된 렌티큘라 렌즈와, 상기 렌티큘라 렌즈에 대응하여 상기 제2 방향으로 배열된 제1 프리즘들을 포함하는 영상변환 유닛을 포함하고,
    상기 영상변환 유닛은
    상기 제1 프리즘들 각각과 인접하게 배치되고, 상기 제1 단부에서 상기 제1 프리즘의 높이와 다른 높이를 가지며, 상기 제1 단부에서 상기 제2 단부로 갈수록 그 높이가 점점 낮아지는 제2 프리즘들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 프리즘들과 상기 제2 프리즘들 각각의 상기 제2 방향의 길이는 상기 단위 화소의 장변 길이의 1/3인 것을 특징으로 하는 입체영상 표시 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제2 프리즘들 각각은
    상기 제2 프리즘들 각각의 상기 제2 방향에 배치된 제1 프리즘과 접촉하고, 상기 제2 방향의 역방향에 배치된 제1 프리즘과는 이격된 것을 특징으로 하는 입체영상 표시 장치.
  9. 제1 방향으로 연장된 단변 및 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 연장된 장변을 갖는 다수의 단위 화소들을 포함하는 표시 유닛; 및
    제1 단부와 상기 제1 단부와 마주하는 제2 단부 사이의 영역은 상기 제1 방향으로 배열된 복수의 단위 화소들과 중첩되고 상기 제2 방향으로 연장된 렌티큘라 렌즈와, 상기 렌티큘라 렌즈에 대응하여 상기 제2 방향으로 배열된 제1 프리즘들을 포함하는 영상변환 유닛을 포함하고,
    상기 제1 프리즘들 각각은, 그 높이가 상기 렌티큘라 렌즈의 상기 제1 단부에서 상기 제2 단부로 갈수록 낮아지는 직각 삼각형을 갖고,
    상기 제1 단부에서 상기 제2 방향을 따라 절단한 단면이 직각 삼각형이고, 상기 제2 방향을 따라 연속적으로 반복된 것을 특징으로 하는 입체영상 표시 장치.
  10. 삭제
  11. 제1 방향으로 연장된 단변 및 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 연장된 장변을 갖는 다수의 단위 화소들을 포함하는 표시 유닛; 및
    제1 단부와 상기 제1 단부와 마주하는 제2 단부 사이의 영역은 상기 제1 방향으로 배열된 복수의 단위 화소들과 중첩되고 상기 제2 방향으로 연장된 렌티큘라 렌즈와, 상기 렌티큘라 렌즈에 대응하여 상기 제2 방향으로 배열된 제1 프리즘들을 포함하는 영상변환 유닛을 포함하고,
    상기 제1 프리즘들 각각의 제1 방향의 길이는
    상기 렌티큘라 렌즈의 상기 제1 및 제2 단부들 사이의 거리의 1/2인 것을 특징으로 하는 입체영상 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 렌티큘라 렌즈의 제1 단부와 인접하게 상기 제2 방향으로 배열된 상기 제1 프리즘들은,
    상기 제2 단부와 인접하게 상기 제2 방향으로 배열된 상기 제1 프리즘들과 어긋나게 배열된 것을 특징으로 하는 입체영상 표시 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 프리즘들 각각의 상기 제2 방향의 길이는
    상기 단위 화소의 장변 길이의 3배인 것을 특징으로 하는 입체영상 표시 장 치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 제1 프리즘들 각각의 상기 제2 방향의 길이는
    상기 단위 화소의 장변 길이와 동일한 것을 특징으로 하는 입체영상 표시 장치.
  15. 제1 방향으로 연장된 단변 및 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 연장된 장변을 갖는 다수의 단위 화소들을 포함하는 표시 유닛; 및
    제1 단부와 상기 제1 단부와 마주하는 제2 단부 사이의 영역은 상기 제1 방향으로 배열된 복수의 단위 화소들과 중첩되고 상기 제2 방향으로 연장된 렌티큘라 렌즈와, 상기 렌티큘라 렌즈에 대응하여 상기 제2 방향으로 배열된 제1 프리즘들을 포함하는 영상변환 유닛을 포함하고,
    상기 영상변환 유닛은
    상기 제1 프리즘들 각각의 상기 제2 방향에 배치되고, 상기 제1 단부에서 상기 제1 프리즘들의 높이와 다른 높이를 가지며, 상기 제1 단부에서 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이의 중심부로 갈수록 그 높이가 점점 낮아지는 제2 프리즘들;
    상기 제2 프리즘들 각각의 상기 제1 방향에 배치되고, 상기 제2 단부에서의 높이가 상기 제2 프리즘들의 상기 제1 단부에서의 높이와 동일하며, 상기 제2 단부에서 상기 중심부로 갈수록 그 높이가 점점 낮아지는 제3 프리즘들; 및
    상기 제3 프리즘들 각각의 상기 제2 방향에 배치되고, 상기 제2 단부에서의 높이가 상기 제1 프리즘들의 상기 제1 단부에서의 높이와 동일하며, 상기 제2 단부에서 상기 중심부로 갈수록 그 높이가 점점 낮아지는 제4 프리즘들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 프리즘들 각각의 상기 제2 방향의 길이는 상기 단위 화소의 장변 길이의 2배인 것을 특징으로 하는 입체영상 표 시 장치.
  17. 제1 방향으로 연장된 단변 및 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 연장된 장변을 갖는 다수의 단위 화소들을 포함하는 표시 유닛; 및
    제1 단부와 상기 제1 단부와 마주하는 제2 단부 사이의 영역은 상기 제1 방향으로 배열된 복수의 단위 화소들과 중첩되고 상기 제2 방향으로 연장된 렌티큘라 렌즈와, 상기 렌티큘라 렌즈에 대응하여 상기 제2 방향으로 배열된 제1 프리즘들을 포함하는 영상변환 유닛을 포함하고,
    상기 제1 프리즘들 각각은
    상기 제1 단부에서 상기 제2 방향으로 갈수록 그 높이가 낮아지고, 상기 제1 단부에서 상기 제2 방향을 따라 절단한 단면이 직각 삼각형이며, 상기 제2 방향을 따라 연속적으로 반복된 것을 특징으로 하는 입체영상 표시 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 영상 변환 유닛은
    상기 제2 단부에서 상기 제2 방향으로 갈수록 그 높이가 높아지고, 상기 제2 단부에서 상기 제2 방향을 따라 절단한 단면이 직각 삼각형이며, 상기 제2 방향을 따라 연속적으로 반복된 제2 프리즘들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제1 및 제2 프리즘들의 상기 제2 방향의 길이는, 상기 단위 화소의 장변 길이의 6배인 것을 특징으로 하는 입체영상 표시 장치.
  20. 제18항에 있어서, 상기 제1 및 제2 프리즘들 각각의 상기 제1 방향의 길이는 상기 렌티큘라 렌즈의 상기 제1 및 제2 단부들 사이의 거리의 1/2인 것을 특징으로 하는 입체영상 표시 장치.
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