KR101606119B1

KR101606119B1 - 입체 영상 표시 방법 및 이를 수행하기 위한 입체 영상 표시 장치

Info

Publication number: KR101606119B1
Application number: KR1020090105872A
Authority: KR
Inventors: 김휘; 권오정; 이승훈; 정경호; 김희섭
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2009-11-04
Filing date: 2009-11-04
Publication date: 2016-04-04
Also published as: US8786684B2; US20110102560A1; KR20110049048A

Abstract

입체 영상 표시 방법은 M 개의 시야 공간들에 대응하는 M 개의 시야 영상들을 시분할하여 표시 패널에 표시한다. 표시 패널에 표시된 시야 영상을 방향이 다른 N 개의 입체 영상들로 변환하여 표시 패널에 표시된 시야 영상에 대응하는 시야 공간 측으로 출사한다. (N 및 M 은 2 이상의 자연수).

입체 영상, 시야 영상, 공간 분할, 시분할

Description

입체 영상 표시 방법 및 이를 수행하기 위한 입체 영상 표시 장치{METHOD FOR DISPLAYING STEREO-SCOPIC IMAGE AND STEREO-SCOPIC IMAGE DISPLAY DEVICE FOR PERFORMING THE SAME}

본 발명은 입체 영상 표시 방법 및 이를 수행하기 입체 영상 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시 품질을 개선하기 위한 렌티큘라(Lenticular) 방식의 입체 영상 표시 방법 및 이를 수행하기 위한 입체 영상 표시 장치에 관한 것이다.

일반적으로 표시 장치는 2차원 평면 영상을 표시한다. 최근 게임, 영화 등과 같은 분야에서 3차원 입체 영상에 대한 수요가 증가함에 따라, 3차원 입체 영상을 표시하는 표시 장치가 개발되고 있다. 3차원 입체 영상이 시인되는 방식은 관찰자의 양안을 통해 한 쌍의 2차원 평면 영상들이 시인되고, 관찰자의 뇌에서 상기 한 쌍의 2차원 평면 영상들을 융합하여 입체감을 시인하게 된다.

일반적으로, 입체 영상 표시 장치는 사람의 두 눈을 통한 양안시차(binocular parallax)의 원리를 이용하여 입체 영상을 표시한다. 예를 들어, 사람의 두 눈은 일정 정도 떨어져 존재하기 때문에 각각의 눈으로 다른 각도에서 관 찰한 영상은 뇌에 입력된다. 상기 입체 영상 표시 장치는 사람의 상기 양안시차를 이용한다.

상기 양안시차를 이용하는 방식으로는, 안경 방식(stereoscopic)과 비안경 방식(autostereoscopic)이 있다. 상기 안경 방식은 양안에 각각 청색과 적색의 색안경을 쓰는 애너그러프(anaglyph) 방식과, 시간 분할되어 좌안 영상과 우안 영상을 주기적으로 표시하고, 이 주기에 동기된 좌안 액정셔터와 우안 액정셔터를 개폐하는 안경을 쓰는 액정셔터 안경 방식 등이 있다.

상기 비안경 방식은 렌티큘라(lenticular) 방식을 포함한다. 상기 렌티큘라 방식은 렌티큘라 렌즈를 이용하는 것으로, 상기 렌티큘라 렌즈의 복수의 초점들을 가지고, 입사된 2차원 영상을 상기 복수의 초점들에서 굴절하여 복수의 입체 영상들을 출사한다. 이에 사람은 상기 렌티큘라 렌즈를 통해 입체 영상들을 시인할 수 있게 된다.

본 발명의 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 입체 영상의 시야각을 개선하기 위한 입체 영상 표시 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 입체 영상 표시 방법을 수행하기 위한 입체 영상 표시 장치에 관한 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 방법은 M 개의 시야 공간들에 대응하는 M 개의 시야 영상들을 시분할하여 표시 패널에 표시한다. 상기 표시 패널에 표시된 시야 영상을 방향이 다른 N 개의 입체 영상들로 변환하여 상기 표시 패널에 표시된 상기 시야 영상에 대응하는 시야 공간 측으로 출사한다. (N 및 M 은 2 이상의 자연수).

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는 표시 패널 및 광학 렌즈 어셈블리를 포함한다. 상기 표시 패널은 복수의 화소들을 포함하고, M 개의 시야 공간들에 대응하는 M 개의 시야 영상들을 시분할하여 표시한다. 상기 광학 렌즈 어셈블리는 상기 표시 패널에 표시된 시야 영상을 N 개의 입체 영상들로 변환하여 상기 표시 패널에 표시된 상기 시야 영상에 대응하는 시야 공간 측으로 출사한다. (N 및 M 은 2 이상의 자연수).

이러한 입체 영상 표시 방법 및 이를 수행하기 위한 입체 영상 표시 장치에 의하면, 방향성이 다른 N 개의 입체 영상들을 시분할 방식으로 M 개의 시야 공간들측으로 출사함으로써 (N × M)개 시점수를 갖는 입체 영상들을 표시할 수 있다.

따라서, 입체 영상의 시야각(또는 시점수)을 증가시켜 표시 품질을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 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. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 고안의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 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. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 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. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 고안이 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 해석되 지 않는다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 표시 장치의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

실시예 1

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 입체 영상 표시 장치의 블록도이다.

도 1을 참조하면, 상기 입체 영상 표시 장치는 제어부(110), 광원 구동부(120), 광원부(130), 표시 구동부(140), 표시 패널(150), 광학 렌즈 어셈블리(200) 및 시분할 구동부(160)를 포함한다.

상기 제어부(110)는 상기 입체 영상 표시 장치의 전반적인 구동을 제어한다. 이하 구성요소들 각각을 설명하면 상기 제어부(110)의 동작을 설명한다.

상기 광원 구동부(120)는 상기 제어부(110)의 제어에 따라서 상기 광원부(130)를 구동하기 위한 구동 신호를 발생한다.

상기 광원부(130)는 광을 발생하는 광원을 포함하고, 상기 표시 패널(140)의 배면에 배치되어 상기 표시 패널(140)에 광을 제공한다. 상기 광원은 상기 표시 패널(140)의 바로 아래에 배치되는 직하형 또는 상기 표시 패널(140)의 모서리에 배치되는 에지형 일 수 있다. 상기 광원은 램프 또는 발광 다이오드를 포함할 수 있다.

상기 표시 구동부(140)는 상기 제어부(110)의 제어에 따라서 상기 표시 패널(140)을 구동하고, 상기 표시 구동부(140)는 게이트 구동부 및 데이터 구동부를 포함한다.

상기 제어부(110)는 외부로부터 수신된 영상에 기초하여 M 개의 시야 공간들에 대응하는 M 개의 시야 영상들을 생성한다. 상기 제어부(110)는 프레임을 M 개의 서브 프레임들로 분할하여 상기 M 개의 시야 영상들을 상기 표시 구동부(110)에 제공한다. M 은 2 이상의 자연수이다.

예를 들면, 상기 제어부(110)는 외부로부터 수신된 영상에 기초하여 3개의 시야 영상들, 즉, 제1 시야 공간에 대응하는 제1 시야 영상, 제2 시야 공간에 대응하는 제2 시야 영상 및 제3 시야 공간에 대응하는 제3 시야 영상을 생성한다. 상기 제어부(110)는 상기 프레임 구간을 제1, 제2 및 제3 서브 프레임들로 분할하고, 상기 제1 시야 영상을 상기 제1 서브 프레임 동안 상기 표시 구동부(140)에 제공하고, 상기 제2 시야 영상을 상기 제2 서브 프레임 동안 상기 표시 구동부(140)에 제공하고, 상기 제3 시야 영상을 상기 제3 서브 프레임 동안 상기 표시 구동부(140)에 제공한다. 프레임 주파수가 60 Hz이면 서브 프레임 주파수는 180 Hz 이고, 상기 프레임 주파수가 80 Hz 이면 상기 서브 프레임 주파수는 240 Hz 일 수 있다.

상기 표시 패널(150)은 상기 표시 패널(150)은 모자이크 형상으로 배치된 적색, 녹색 및 청색 화소들(R, G, B)을 포함한다. 각 화소는 제1 방향으로 연장된 단변과 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된 장변을 갖는다. 상기 표시 패널(150)은 상기 표시 구동부(140)의 제어에 따라서 상기 M 개의 시야 영상들을 시분할 방식으로 표시한다. 예를 들면, 상기 표시 패널(150)은 상기 제1 서브 프레임 동안 상기 제1 시야 영상을 표시하고, 상기 제2 서브 프레임 동안 상기 제2 시야 영상을 표시하고, 상기 제3 서브 프레임 동안 상기 제3 시야 영상을 표시한다.

상기 광학 어셈블리(200)는 공간분할 렌티큘라 렌즈부(250) 및 시분할부(270)를 포함한다.

상기 공간분할 렌티큘라 렌즈부(250)는 상기 M 개의 시야 영상들 중 상기 표시 패널(150)에 표시된 시야 영상을 방향이 다른 N 개의 입체 영상들로 변환하고, 변환된 상기 N 개의 입체 영상들을 상기 M 개의 시야 공간들로 각각 출사한다. N 은 2 이상의 자연수이다.

상기 시분할부(270)는 상기 M 개의 시야 공간들 각각에 대응하는 M 개의 셔터들을 포함한다. 상기 시분할부(270)는 상기 공간분할 렌티큘라 렌즈부(250)로부터 M 개의 시야 공간들로 출사된 (N × M) 개의 입체 영상들 중 상기 표시 패널(150)에 표시된 상기 시야 영상에 대응하는 시야 공간 측으로 출사되는 상기 N 개의 입체 영상들은 통과시키고, 상기 표시 패널(150)에 표시된 상기 시야 영상에 대응하는 시야 공간과 다른 시야 공간 측으로 출사되는 상기 N 개의 입체 영상들은 차단한다.

예를 들면, 상기 시분할부(270)는 상기 제1 시야 공간에 대응하는 제1 셔터(271), 상기 제2 시야 공간에 대응하는 제2 셔터(272) 및 상기 제3 시야 공간에 대응하는 제3 셔터(273)를 포함한다.

상기 시분할 구동부(160)는 상기 제어부(110)의 제어에 따라서, 상기 M 개의 셔터들의 개폐를 제어한다. 예를 들면, 상기 표시 패널(150)에 상기 제1 시야 공간에 대응하는 상기 제1 시야 영상이 표시되면, 상기 시분할 구동부(160)는 상기 제1 셔터(271)를 열고 상기 제2 및 제3 셔터들(272, 273)을 닫도록 상기 시분할부(270) 를 제어한다. 또한, 상기 표시 패널(150)에 상기 제2 시야 공간에 대응하는 상기 제2 시야 영상이 표시되면, 상기 제2 셔터(272)는 열고, 상기 제1 및 제3 셔터들(271, 273)은 닫도록 상기 시분할부(270)를 제어한다. 또한, 상기 표시 패널(150)에 상기 제3 시야 공간에 대응하는 상기 제3 시야 영상이 표시되면, 상기 제3 셔터(273)는 열고, 상기 제1 및 제2 셔터들(271, 272)은 닫도록 상기 시분할부(270)를 제어한다.

따라서, 관찰자는 상기 제1 서브 프레임 동안에는 상기 제1 시야 공간 측으로 출사되는 상기 N 개의 입체 영상들을 관찰하고, 상기 제2 서브 프레임 동안에는 상기 제2 시야 공간측으로 출사되는 상기 N 개의 입체 영상들을 관찰하고, 상기 제3 서브 프레임 동안에는 상기 제3 시야 공간측으로 출사되는 상기 N 개의 입체 영상들을 관찰할 수 있다.

결과적으로, 관찰자는 한 프레임 동안 (M × N)개의 입체 영상들을 관찰할 수 있으므로, 입체 영상의 시야각(또는 시점수)을 증가시킬 수 있다.

이하에서는 상기 M 은 "3"이고, 상기 N 은 "9"인 경우를 예로서 설명한다.

도 2는 도 1에 도시된 광학 렌즈 어셈블리의 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 광학 렌즈 어셈블리(200)는 격벽부(210), 공간분할 렌티큘라 렌즈부(250) 및 시분할부(270)를 포함한다.

상기 격벽부(210)는 상기 표시 패널(150)로부터 수직 방향으로 배치되고, 설정된 N 개의 컬러 화소들 간격으로 배치된 복수의 격벽들(211, 212, 213, 214)을 포함한다. 상기 격벽들(211, 212, 213, 214)은 상기 표시 패널(150)을 복수의 서브 영역들(SA1, SA2, SA3)로 구획된다. 인접한 두 개의 격벽들(211, 212)은 하나의 서브 영역(SA1)을 정의할 수 있다. 상기 표시 패널(150)의 해상도가 p × q 인 경우, 상기 서브 영역(SA1)은 9 × q 의 컬러 화소들에 대응한다. 상기 격벽부(210)는 광을 차단하는 불투명한 물질로 형성될 수 있다.

상기 공간분할 렌티큘라 렌즈부(250)는 렌티큘라 플레이트(230) 및 공간분할 플레이트(240)를 포함한다. 상기 렌티큘라 플레이트(230)는 상기 서브 영역들(SA1, SA2, SA3)에 각각 대응하는 복수의 렌티큘라 렌즈들(231, 232, 233)을 포함한다. 상기 렌티큘라 렌즈들(231, 232, 233)은 상기 제1 방향으로 배열되고, 각 렌티큘라 렌즈(231)는 상기 제2 방향으로 연장된다. 상기 렌티큘라 렌즈(231)는 상기 서브 영역(SA1)에 표시된 2차원 영상을 9 개의 방향성을 가지는 입체 영상들로 굴절한다.

상기 공간분할 플레이트(240)는 상기 렌티큘라 플레이트(230)의 상부에 배치되고, 복수의 공간분할 렌즈들(241, 242, 243)을 포함한다. 상기 공간분할 렌즈들(241, 242, 243)을 상기 제1 방향으로 배열되고, 각 공간분할 렌즈(241)는 상기 제2 방향으로 연장된다. 상기 공간분할 렌즈(241)는 상기 3개의 시야 공간들 각각에 대응하는 제1 출사부(A), 제2 출사부(B) 및 제3 출사부(C)를 포함한다.

상기 공간분할 렌즈(241)는 해당하는 상기 렌티큘라 렌즈(231)로부터 출사되는 9 개의 입체 영상들을 제1, 제2 및 제3 시야 공간들 측으로 각각 출사한다. 상기 출사부(A)는 상기 9 개의 입체 영상들을 상기 제1 시야 공간 측으로 출사하고, 상기 제2 출사부(B)는 상기 9 개의 입체 영상들을 제2 시야 공간 측으로 출사하고, 상기 제3 출사부(C)는 상기 9 개의 입체 영상들을 제3 시야 공간 측으로 출사한다.

상기 시분할부(270)는 상기 공간분할 렌티큘라 렌즈부(250) 상에 배치되고, 상기 공간분할 렌즈(241)의 상기 제1, 제2 및 제3 출사부들 각각에 대응하는 위치에 배치된 제1 셔터(271), 제2 셔터(272) 및 제3 셔터(273)들을 포함한다. 예를 들면, 상기 제1 셔터(271)는 상기 제1 출사부(A)에 대응하는 위치에 배치되고, 상기 제2 셔터(272)는 상기 제2 출사부(B)에 대응하는 위치에 배치되고, 제3 셔터(273)는 상기 제3 출사부(C)에 대응하는 위치에 배치된다. 상기 제1, 제2 및 제3 셔터들((271, 272, 273) 각각은 상기 9 개의 입체 영상들이 상기 제1, 제2 및 제3 시야 공간들 측으로 각각 출사되는 것을 제어한다.

상기 제1, 제2 및 제3 셔터들(271. 272, 273) 각각은 도시된 바와 같이 상기 제2 방향으로 복수개 배열되거나, 또는 도시되지 않았으나 상기 렌티큘라 렌즈(241)와 같이 상기 제2 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 상기 제1, 제2 및 제3 셔터들(271. 272, 273) 각각은 9 × 3 의 컬러 화소들에 대응하여 배치될 수 있다.

상기 제1, 제2 및 제3 셔터들(271, 272, 273)은 상기 표시 패널(150)에 표시되는 영상에 응답하여 개폐된다. 예를 들면, 상기 표시 패널(150)에 상기 제1 시야 영상이 표시되면, 상기 제1 셔터(271)가 열리고 상기 제2 및 제3 셔터들(272, 273)을 닫혀 상기 제1 출사부(A)를 통해 출사된 상기 제1 시야 공간 측으로 9 개의 입체 영상들이 출사된다. 이어, 상기 표시 패널(150)에 상기 제2 시야 영상이 표시되면, 상기 제2 셔터(272)가 열리고 상기 제1 및 제3 셔터들(271, 273)은 닫혀 상 기 제2 출사부(B)를 통해 출사된 상기 제2 시야 공간 측으로 9 개의 입체 영상들이 출사된다. 이어, 상기 표시 패널(150)에 상기 제3 시야 영상이 표시되면, 상기 제3 셔터(273)가 열리고 상기 제1 및 제2 셔터들(271, 272)은 닫혀 상기 제3 출사부(C)를 통해 출사된 상기 제3 시야 공간 측으로 9 개의 입체 영상들이 출사된다.

결과적으로, 상기 9 개의 입체 영상들은 시분할 방식으로 상기 제1, 제2 및 제3 시야 공간 측으로 출사됨으로써 관찰자는 3 × 9 개의 입체 영상들을 시인할 수 있다. 따라서, 상기 시분할 방식을 사용함으로써 입체 영상의 시야각(또는 시점수)을 증가시킬 수 있다.

도 3은 도 2에 도시된 공간분할 렌즈의 광학 원리를 설명하기 위한 개념도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 직각 프리즘(10)은 굴절률 n을 가진다. 상기 직각 프리즘(10)은 광이 입사되는 입사면(11)과 광이 출사되는 출사면(13)을 포함하며, 상기 출사면(13)은 상기 입사면(11)에 대해 경사각(φc)으로 경사져 형성된다.

상기 입사면(11)에 대해 제1 각(θc)으로 입사된 광선은 상기 입사면(11)에서 제1 굴절되고 상기 직각 프리즘(10)의 몸체를 경유하여 상기 출사면(13)에서 제2 굴절되어 제2 각(-θc)으로 출사된다.

상기 직각 프리즘(10)의 상기 경사각(φc)은 스넬(Snell)의 법칙에 따라 다음 수학식 1과 같이 정의할 수 있다.

상기 수학식 1에 따라서, 상기 직각 프리즘의 경사각(φc)을 조절하면, 상기 입사면(11)에 입사각이 θc 인 광선이 입사될 때, 상기 출사면(13)을 통해 출사되는 광선의 출사각을 -θc 가 되도록 할 수 있다.

상기 수학식 1에 기초하여, 상기 직각 프리즘(10)의 굴절율(n)이 1.5이고, 경사각(φc)이 19.1746(deg.)이면, 상기 입사면(11)에 입사되는 광선의 입사각(θc)이 5(deg.)인 경우, 상기 출사면(13)에 출사되는 광선의 출사각은 -5(deg.)가 될 수 있다. 즉, 상기 직각 프리즘(10)의 상기 경사각(φc)이 19.1746(deg.)이면, 입사광선과 동일한 기울기를 가지고 방향은 반대인 출사광선을 얻을 수 있다.

도 4a, 도 4b 및 도 4c는 도 2에 도시된 공간분할 렌즈의 광학 원리를 설명하기 위한 개념도들이다.

도 3 및 도 4a를 참조하면, 상기 공간분할 렌즈(241)의 제1 출사부(A)는 입사면(241i)과 상기 입사면(241i)에 대해 제1 경사각(φc)으로 경사진 제1 출사면(241a)을 가진다.

상기 표시 패널(150)의 9 개 컬러 화소들, 즉 9 시점들(1, 2, 3,..., 9)은 2차원 영상이 발생한다. 상기 2차원 영상은 상기 렌티큘라 렌즈(231)를 통해 서로 다른 방향성을 가지는 9 개의 입체 영상들로 출사된다.

상기 9 개의 입체 영상들은 상기 입사면(241i)에 입사되고, 상기 제1 경사 각(φc)으로 경사진 상기 제1 출사면(241a)에서 굴절되어 상기 제1 시야 공간 측으로 출사된다. 따라서 상기 제1 시야 공간 측으로 상기 9 개의 입체 영상들이 출사됨으로써 관찰자는 상기 제1 시야 공간에서 상기 9 개의 입체 영상들을 시인할 수 있다.

도 3 및 도 4b를 참조하면, 상기 공간분할 렌즈(241)의 제2 출사부(B)는 상기 입사면(241i)과 상기 입사면(241i)과 평행한 제2 출사면(241b)을 가진다. 상기 9 시점들에서 발생된 상기 2차원 영상은 상기 렌티큘라 렌즈(231)를 통해 서로 다른 방향성을 가지는 9 개의 입체 영상들로 출사된다.

상기 9 개의 입체 영상들은 상기 제2 출사부(B)의 상기 입사면(241i)에 입사된다. 상기 제2 출사부(B)에 입사된 상기 9 개의 입체 영상들은 제2 출사면(241b)으로 대부분 굴절 없이 투과되어 제2 시야 공간 측으로 출사된다. 따라서, 상기 제2 시야 공간 측으로 상기 9 개의 입체 영상들이 출사됨으로써 관찰자는 상기 제2 시야 공간에서 상기 9 개의 입체 영상들을 시인할 수 있다.

도 3 및 도 4c를 참조하면, 상기 공간분할 렌즈(241)의 제3 출사부(C)는 입사면(241i)과 상기 입사면(241i)에 대해 제2 경사각(-φc)으로 경사진 제3 출사면(241c)을 가진다.

상기 9 시점들(1, 2, 3,..., 9)에서 발생된 상기 2차원 영상은 상기 렌티큘라 렌즈(231)를 통해 서로 다른 방향성을 가지는 9 개의 입체 영상들로 출사된다.

상기 9 개의 입체 영상들은 상기 입사면(241i)에 입사되고, 상기 제2 경사각(-φc)으로 경사진 상기 제3 출사면(241c)을 굴절되어 상기 제1 시야 공간과 반 대되는 제3 시야 공간 측으로 출사된다. 따라서, 상기 제3 시야 공간 측으로 상기 9 개의 입체 영상들이 출사됨으로써 관찰자는 상기 제3 시야 공간에서 상기 9 개의 입체 영상들을 시인할 수 있다.

도 5는 도 1에 도시된 입체 영상 표시 장치의 구동 타이밍도들이다. 도 6a 내지 도 6f는 도 1의 입체 영상 표시 장치에 의한 입체 영상 표시 방법을 설명하기 위한 개념도들이다.

도 6a 및 도 6b는 제1 서브 프레임 구간 동안 입체 영상을 표시하는 방법을 설명하기 위한 개념도들이다.

도 1, 도 5, 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 상기 광원 구동부(120)는 상기 제어부(110)의 제어에 따라서 상기 광원부(130)에 하이 레벨의 광원 제어 신호를 제공한다. 이에 상기 광원부(130)는 구동되어 광을 상기 표시 패널(150)에 제공한다.

상기 제1 서브 프레임 구간 동안, 상기 표시 구동부(140)는 상기 제어부(110)의 제어에 따라서 상기 표시 패널(150)에 제1 시야 공간에 대응하는 제1 시야 영상을 표시한다. 상기 표시 패널(150)은 복수의 서브 영역들(SA1, SA2, SA3)로 구획되고, 각 서브 영역(SA1)은 상기 제1 시야 영상의 서브 영상을 표시한다. 상기 표시 패널(150)은 2차원 영상인 상기 제1 시야 영상을 표시한다.

상기 렌티큘라 플레이트(230)는 각 서브 영역(SA1)에 표시된 상기 제1 시야 영상의 서브 영상을 서로 다른 방향성을 갖는 9 개의 입체 영상으로 변환한다.

상기 공간분할 플레이트(240)는 상기 9 개의 입체 영상들을 제1, 제2 및 제3 출사부들(A, B, C)을 통해 상기 제1, 제2 및 제3 시야 공간들 측으로 각각 출사된 다.

한편, 상기 시분할 구동부(160)는 상기 시분할부(270)의 상기 제1 셔터(271), 제2 셔터(272) 및 제3 셔터(273)의 개폐동작을 제어한다. 즉, 상기 제1 시야 공간에 대응하는 상기 제1 셔터(271)에는 하이 레벨의 제1 셔터 제어신호를 제공하고, 상기 제2 및 제3 시야 공간들에 대응하는 상기 제2 및 제3 셔터들(272, 273)에는 로우 레벨의 제2 및 제3 셔터 제어신호들을 각각 제공한다. 이에 따라서, 상기 제1 셔터(271)는 열리고, 상기 제2 및 제3 셔터들(272, 273)을 닫힌다.

상기 제1 셔텨(271)가 열린 제1 셔터 영역(271a)을 통해 상기 제1 출사부(A)에서 출사된 상기 9 개의 입체 영상들이 상기 제1 시야 공간 측으로 출사된다. 따라서, 관찰자는 상기 제1 서브 프레임 구간 동안 상기 제1 시야 공간 측으로 출사된 상기 9 개의 방향성을 갖는 입체 영상들을 시인하게 된다.

도 6c 및 도 6d는 제2 서브 프레임 구간 동안 입체 영상을 표시하는 방법을 설명하기 위한 개념도들이다.

도 1, 도 5, 도 6c 및 도 6d를 참조하면, 상기 제2 서브 프레임 구간 동안, 상기 표시 구동부(140)는 상기 제어부(110)의 제어에 따라서 상기 표시 패널(150)에 제2 시야 공간에 대응하는 제2 시야 영상을 표시한다. 상기 표시 패널(150)은 복수의 서브 영역들(SA1, SA2, SA3)로 구획되고, 각 서브 영역(SA1)은 상기 제2 시야 영상의 서브 영상을 표시한다. 상기 표시 패널(150)은 2차원 영상인 상기 제2 시야 영상을 표시한다.

상기 렌티큘라 플레이트(230)는 각 서브 영역(SA1)에 표시된 상기 제1 시야 영상의 서브 영상을 서로 다른 방향성을 갖는 상기 9 개의 입체 영상으로 변환한다.

상기 공간분할 플레이트(240)는 상기 9 개의 입체 영상들을 상기 제1, 제2 및 제3 출사부들(A, B, C)을 통해 제1, 제2 및 제3 시야 공간들 측으로 각각 출사한다.

상기 시분할 구동부(160)는 상기 제2 시야 공간에 대응하는 상기 제2 셔터(272)에는 하이 레벨의 제2 셔터 제어신호를 제공하고, 상기 제1 및 제3 시야 공간들에 대응하는 상기 제1 및 제3 셔터들(271, 273)에는 로우 레벨의 제1 및 제3 셔터 제어신호들을 각각 제공한다. 이에 따라서, 상기 제2 셔터(272)는 열리고, 상기 제1 및 제3 셔터들(271, 273)을 닫힌다.

상기 제2 셔텨(272)가 열린 제2 셔터 영역(272a)을 통해 상기 제2 출사부(B)에서 출사된 상기 9 개의 입체 영상들이 상기 제2 시야 공간 측으로 출사된다. 따라서, 관찰자는 상기 제2 서브 프레임 구간 동안 상기 제2 시야 공간 측으로 출사된 상기 9 개의 입체 영상들을 시인하게 된다.

도 6e 및 도 6f는 제3 서브 프레임 구간 동안 입체 영상을 표시하는 방법을 설명하기 위한 개념도들이다.

도 1, 도 5, 도 6e 및 도 6f를 참조하면, 상기 제3 서브 프레임 구간 동안, 상기 표시 구동부(140)는 상기 제어부(110)의 제어에 따라서 상기 표시 패널(150)에 제3 시야 공간에 대응하는 제3 시야 영상을 표시한다. 상기 표시 패널(150)은 복수의 서브 영역들(SA1, SA2, SA3)로 구획되고, 각 서브 영역(SA1)은 상기 제2 시 야 영상의 서브 영상을 표시한다. 상기 표시 패널(150)은 2차원 영상인 상기 제3 시야 영상을 표시한다.

상기 시분할 구동부(160)는 상기 제3 시야 공간에 대응하는 상기 제3 셔터(273)에는 하이 레벨의 제3 셔터 제어신호를 제공하고, 상기 제1 및 제2 시야 공간들에 대응하는 상기 제1 및 제2 셔터들(271, 272)에는 로우 레벨의 제1 및 제2 셔터 제어신호들을 각각 제공한다. 이에 따라서, 상기 제3 셔터(273)는 열리고, 상기 제1 및 제2 셔터들(271, 272)을 닫힌다.

상기 제3 셔텨(273)가 열린 제3 셔터 영역(273a)을 통해 상기 제3 출사부(C)에서 출사된 상기 9 개의 입체 영상들이 상기 제3 시야 공간 측으로 출사된다. 따라서, 관찰자는 상기 제3 서브 프레임 구간 동안 상기 제3 시야 공간 측으로 출사된 상기 9 개의 입체 영상들을 시인하게 된다.

실시예 2

이하에서는 실시예 1과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략하거나 간략하게 설명한다.

도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 광학 렌즈 어셈블리의 사시도이다.

도 7을 참조하면, 상기 광학 렌즈 어셈블리(300)는 표시 패널(150) 상에 배치된 격벽부(210)와, 상기 격벽부(210) 상에 배치된 시분할부(270) 및 상기 시분할부(270) 상에 배치된 공간분할 렌티큘라 렌즈부(250)를 포함한다.

상기 격벽부(210)는 상기 표시 패널(150)로부터 수직 방향으로 배치되고, 설정된 9 개의 컬러 화소들 간격으로 배치된 복수의 격벽들(211, 212, 213, 214)을 포함한다. 상기 격벽들(211, 212, 213, 214)은 상기 표시 패널(150)을 복수의 서브 영역들(SA1, SA2, SA3)로 구획된다.

상기 시분할부(270)는 상기 격벽부(210) 상에 배치되고, 상기 서브 영역들 (SA1, SA2, SA3) 각각에 대응하는 위치에 배치된 k(k는 자연수)개의 셔터들을 포함한다. 예를 들면, 상기 시분할부(270)는 제1 셔터(271), 제2 셔터(272) 및 제3 셔터(273)를 포함한다.

상기 공간분할 렌티큘라 렌즈부(250)는 렌티큘라 플레이트(230) 및 공간분할 플레이트(240)를 포함한다. 상기 렌티큘라 플레이트(230)는 상기 시분할부(270) 상에 배치되고, 상기 서브 영역(SA1, SA2, SA3) 각각에 대응하는 위치에 배치된 복수의 렌티큘라 렌즈들(231, 232, 233)을 포함한다. 상기 렌티큘라 렌즈(231)는 상기 서브 영역(SA1)에 표시된 2차원 영상을 9 개의 방향성을 갖는 입체 영상들로 변환한다.

상기 공간분할 플레이트(240)는 상기 렌티큘라 플레이트(230)의 상부에 배치되고, 상기 서브 영역(SA1, SA2, SA3) 각각에 대응하는 위치에 배치된 복수의 공간 분할 렌즈들(241, 242, 243)을 포함한다.

상기 공간분할 렌즈(241)는 제1 출사부(A), 제2 출사부(B) 및 제3 출사부(C)를 가진다. 상기 제1 출사부(A)는 광이 입사되는 입사면에 대해 제1 경사각(φc)을 갖는 제1 출사면을 가지며, 상기 제2 출사부(B)는 상기 입사면과 평행한 제2 출사면을 가지며, 상기 제3 출사부(C)는 상기 입사면에 대해 제2 경사각(-φc)을 갖는 제3 출사면을 가진다. 상기 제1 및 제2 경사각(-φc)들은 각은 동일하고 방향은 서로 반대이다.

실시예 2의 상기 광학 렌즈 어셈블리(300)와 실시예 1의 상기 광학 렌즈 어셈블리(200)와 비교할 때, 상기 시분할부(270)의 위치만을 제외한 나머지 구성요소들 및 상기 구성요소들의 작용은 실질적으로 동일하다. 또한, 실시예 2의 상기 광학 렌즈 어셈블리(300)를 포함하는 입체 영상 표시 장치에 따른 입체 영상 표시 방법은 실시예 1과 실질적으로 동일하다. 이에 반복되는 설명은 생략한다.

실시예 3

도 8은 본 발명의 실시예 3에 따른 광학 렌즈 어셈블리의 사시도이다.

도 1 및 도 8을 참조하면, 상기 광학 렌즈 어셈블리(400)는 격벽부(210), 공간분할 렌티큘라 렌즈부(450) 및 시분할부(270)를 포함한다.

상기 격벽부(210)는 상기 표시 패널(150)로부터 수직 방향으로 배치되고, 설정된 9 개의 컬러 화소들 간격으로 배치된 복수의 격벽들(211, 212, 213, 214)을 포함한다. 상기 격벽들(211, 212, 213, 214)은 상기 표시 패널(150)을 복수의 서브 영역들(SA1, SA2, SA3)로 구획된다. 상기 표시 패널(150)의 해상도가 p × q 인 경우, 상기 서브 영역(SA1)은 9 × q 의 컬러 화소들에 대응한다. 상기 격벽부(210)는 광을 차단하는 불투명한 물질로 형성될 수 있다.

상기 공간분할 렌티큘라 렌즈부(450)는 렌티큘라 플레이트(230) 및 공간분할 플레이트(440)를 포함한다. 상기 렌티큘라 플레이트(230)는 상기 서브 영역들(SA1, SA2, SA3)에 각각 대응하는 복수의 렌티큘라 렌즈들(231, 232, 233)을 포함한다. 상기 렌티큘라 렌즈들(231, 232, 233)은 상기 제1 방향으로 배열되고, 각 렌티큘라 렌즈(231)는 상기 제2 방향으로 연장된다. 상기 렌티큘라 렌즈(231)는 상기 서브 영역(SA1)에 표시된 2차원 영상을 9 개의 방향성을 가지는 입체 영상들로 변환한다.

상기 공간분할 플레이트(440)는 상기 렌티큘라 플레이트(230)의 상부에 배치되고, 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 제2 방향으로 배열된 복수의 렌즈부들(441, 442, 443)을 포함한다.

제1 렌즈부(441)는 상기 제1 방향으로 배열된 복수의 제1 공간분할 렌즈들(441a)을 포함한다. 각 제1 공간분할 렌즈(441a)는 광이 입사되는 입사면에 대해 제1 경사각(φc)으로 경사진 제1 출사면을 갖는 제1 출사부(A)와, 상기 입사면과 평행한 제2 출사면을 갖는 제2 출사부(B)와, 상기 입사면에 대해 제2 경사각(-φc)으로 경사진 제3 출사면(C)을 갖는 제3 출사부(C)를 포함하고, 상기 제3, 제1 및 제2 출사부들(C, A, B)의 배열 순서를 가진다.

제2 렌즈부(442)는 상기 제1 방향으로 배열된 복수의 제2 공간분할 렌즈 들(442a)을 포함한다. 각 제2 공간분할 렌즈(442a)는 상기 제1, 제2 및 제3 출사부들(A, B, C)을 포함하고, 상기 제2, 제3 및 제1 출사부들(B, C, A)의 배열 순서를 가진다.

제3 렌즈부(443)는 상기 제1 방향으로 배열된 복수의 제3 공간분할 렌즈들(443a)을 포함한다. 각 제3 공간분할 렌즈(443a)는 상기 제1, 제2 및 제3 출사부들(A, B, C)을 포함하고, 상기 제1, 제2 및 제3 출사부들(A, B, C)의 배열 순서를 가진다.

상기 제1, 제2 및 제3 공간분할 렌즈(441a, 442a, 443a) 각각은 N × N/K, 9 × 3 의 컬러 화소들에 대응하는 단위 면적을 가질 수 있다. 상기 K 는 컬러 화소들의 개수로, 예를 들면, 상기 표시 패널(150)의 단위 화소가 적색, 녹색 및 청색 화소들(R, G, B)로 이루어진 경우, K 는 "3" 이다.

결과적으로, 상기 제1 공간분할 렌즈(441a)의 출사부 배열 순서(C, A, B)는 상기 제2 공간분할 렌즈(442a)의 출사부 배열 순서(B, C, A)와 다르고, 상기 제3 공간분할 렌즈(443a)의 출사부 배열 순서(A, B, C)는 상기 제1 공간분할 렌즈(441a)의 출사부 배열 순서(C, A, B) 및 제2 공간분할 렌즈(442a)의 출사부 배열 순서(B, C, A)와 각각 다르다.

상기 시분할부(470)는 상기 공간분할 플레이트(440) 상에 배치되고, 상기 제1, 제2 및 제3 렌즈부들(441, 442, 443) 각각에 대응하는 제1, 제2 및 제3 셔터부들(471, 472, 473)을 포함한다. 상기 제1, 제2 및 제3 셔터부들(471, 472, 473) 각각은 상기 제1, 제2 및 제3 셔터들(271, 272, 273)을 포함한다.

제1 셔터부(471)는 상기 제1 공간분할 렌즈(441a)의 상기 출사부들(C, A, B)의 배열 순서에 대응하여 배치된 상기 제3, 제1 및 제2 셔터들(273, 271, 272)을 포함한다.

제2 셔터부(472)는 상기 제2 공간분할 렌즈(442a)의 상기 출사부들(B, C, A)의 배열 순서에 대응하여 배치된 상기 제2, 제3 및 제1 셔터들(272, 273, 271)을 포함한다.

제3 셔터부(473)는 상기 제3 공간분할 렌즈(443a)의 상기 출사부들(A, B, C)의 배열 순서에 대응하여 배치된 상기 제1, 제2 및 제3 셔터들(271, 272, 273)을 포함한다.

상기 시분할부(470)의 상기 제1, 제2 및 제3 셔터들(271, 272, 273)은 상기 표시 패널(150)에 표시되는 영상에 응답하여 시분할 방식으로 개폐된다. 예를 들면, 상기 표시 패널(150)에 상기 제1 시야 영상이 표시되면, 상기 제1 셔터(271)가 열리고 상기 제2 및 제3 셔터들(272, 273)을 닫혀 상기 제1 출사부(A)를 통해 출사된 상기 9 개의 입체 영상들이 상기 제1 시야 공간 측으로 출사된다. 이어, 상기 표시 패널(150)에 상기 제2 시야 영상이 표시되면, 상기 제2 셔터(272)가 열리고 상기 제1 및 제3 셔터들(271, 273)은 닫혀 상기 제2 출사부(B)를 통해 출사된 상기 9 개의 입체 영상들이 상기 제2 시야 공간 측으로 출사된다. 이어, 상기 표시 패널(150)에 상기 제3 시야 영상이 표시되면, 상기 제3 셔터(273)가 열리고 상기 제1 및 제2 셔터들(271, 272)은 닫혀 상기 제3 출사부(C)를 통해 출사된 상기 9 개의 입체 영상들이 상기 제3 시야 공간 측으로 출사된다.

결과적으로, 상기 9 개의 입체 영상들이 시분할 방식으로 상기 제1, 제2 및 제3 시야 공간 측으로 출사됨으로써 관찰자는 3 × 9 개의 방향성이 있는 입체 영상들을 시인할 수 있다. 따라서 상기 시분할 방식을 사용함으로써 입체 영상의 시야각(또는 시점수)을 증가시킬 수 있다.

도 9a 내지 도 9f는 도 8에 도시된 광학 렌즈 어셈블리를 포함하는 입체 영상 표시 장치에 의한 입체 영상 표시 방법을 설명하기 위한 개념도들이다.

도 9a 및 도 9b는 제1 서브 프레임 구간 동안 입체 영상을 표시하는 방법을 설명하기 위한 개념도들이다.

도 1, 도 5, 도 9a 및 도 9b를 참조하면, 상기 광원 구동부(120)는 상기 제어부(110)의 제어에 따라서 상기 광원부(130)에 하이 레벨의 광원 제어 신호를 제공한다. 이에 상기 광원부(130)는 구동되어 광을 상기 표시 패널(150)에 제공한다.

상기 렌티큘라 플레이트(230)는 각 서브 영역(SA1)에 표시된 상기 제1 시야 영상의 서브 영상을 서로 다른 방향성을 갖는 9 개의 입체 영상들로 변환한다.

상기 공간분할 플레이트(240)는 상기 9 개의 입체 영상들을 제1, 제2 및 제3 출사부들(A, B, C)을 통해 제1, 제2 및 제3 시야 공간들 측으로 각각 출사한다.

상기 시분할 구동부(160)는 상기 시분할부(270)의 상기 제1 셔터(271), 제2 셔터(272) 및 제3 셔터(273)의 개폐동작을 제어한다. 즉, 상기 제1 시야 공간에 대응하는 상기 제1 셔터(271)에는 하이 레벨의 제1 셔터 제어신호를 제공하고, 상기 제2 및 제3 시야 공간들에 대응하는 상기 제2 및 제3 셔터들(272, 273)에는 로우 레벨의 제2 및 제3 셔터 제어신호들을 각각 제공한다. 이에 따라서, 상기 제1 셔터(271)는 열리고, 상기 제2 및 제3 셔터들(272, 273)을 닫힌다.

상기 제1 셔텨(271)가 열린 제1 셔터 영역(271a)을 통해 상기 제1 출사부(A)에서 출사된 상기 9 개의 입체 영상들이 상기 제1 시야 공간 측으로 출사된다. 따라서, 관찰자는 상기 제1 서브 프레임 구간 동안 상기 제1 시야 공간 측으로 출사된 상기 9 개의 입체 영상들을 시인하게 된다.

도 9c 및 도 9d는 제2 서브 프레임 구간 동안 입체 영상을 표시하는 방법을 설명하기 위한 개념도들이다.

도 1, 도 5, 도 9c 및 도 9d를 참조하면, 상기 제2 서브 프레임 구간 동안, 상기 표시 구동부(140)는 상기 제어부(110)의 제어에 따라서 상기 표시 패널(150)에 제2 시야 공간에 대응하는 제2 시야 영상을 표시한다. 상기 표시 패널(150)은 복수의 서브 영역들(SA1, SA2, SA3)로 구획되고, 각 서브 영역(SA1)은 상기 제2 시야 영상의 서브 영상을 표시한다. 상기 표시 패널(150)은 2차원 영상인 상기 제2 시야 영상을 표시한다.

도 9e 및 도 9f는 제3 서브 프레임 구간 동안 입체 영상을 표시하는 방법을 설명하기 위한 개념도들이다.

도 1, 도 5, 도 9e 및 도 9f를 참조하면, 상기 제3 서브 프레임 구간 동안, 상기 표시 구동부(140)는 상기 제어부(110)의 제어에 따라서 상기 표시 패널(150)에 제3 시야 공간에 대응하는 제3 시야 영상을 표시한다. 상기 표시 패널(150)은 복수의 서브 영역들(SA1, SA2, SA3)로 구획되고, 각 서브 영역(SA1)은 상기 제2 시야 영상의 서브 영상을 표시한다. 상기 표시 패널(150)은 2차원 영상인 상기 제3 시야 영상을 표시한다.

도시되지는 않았으나, 상기 시분할부(470)는 실시예 2와 같이, 상기 격벽부(210)와 상기 렌티큘라 플레이트(230) 사이에 배치될 수 있으며, 이 경우, 입체 영상을 표시하는 방법은 실시예 1 및 실시예 3과 실질적으로 동일하다. 이에 반복되는 설명은 생략한다.

실시예 4

도 10은 본 발명의 실시예 5에 따른 광학 렌즈 어셈블리의 사시도이다. 도 11은 도 10에 도시된 공간분할 렌티큘라 렌즈부의 광학 원리를 설명하기 위한 개념 도이다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 상기 광학 렌즈 어셈블리(600)는 격벽부(210), 공간분할 렌티큘라 렌즈부(650) 및 시분할부(270)를 포함한다. 상기 격벽부(210) 는 실시예 1과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 공간분할 렌티큘라 렌즈부(650)는 상기 서브 영역들(SA1, SA2, SA3)에 각각 대응하는 복수의 공간분할 렌티큘라 렌즈들(651, 652, 653)을 포함한다. 상기 공간분할 렌티큘라 렌즈들(651, 652, 653)은 상기 제1 방향으로 배열되고, 각 공간분할 렌티큘라 렌즈(651)는 상기 제2 방향으로 연장된다. 상기 공간분할 렌티큘라 렌즈(651)는 상기 서브 영역(SA1)에 표시된 2차원 영상을 9 개의 입체 영상들로 변환하고, 제1, 제2 및 제3 시야 공간들 측으로 각각 출사한다.

상기 공간분할 렌티큘라 렌즈(651)는 제1 출사부(CA), 제2 출사부(CB) 및 제3 출사부(CC)를 가진다.

상기 제1, 제2 및 제3 출사부들(CA, CB, CC) 각각은 제1 곡률(CT1), 제2 곡률(CT2) 및 제3 곡률(CT3)을 가진다. 상기 제1 곡률(CT1)은 기준 원호(RC)의 제1 부분의 곡률을 가지고, 상기 제2 곡률(CT2)은 상기 기준 원호(RC)의 제2 부분의 곡률을 가지고, 상기 제3 곡률(CT3)은 상기 기준 원호(RC)의 제3 부분에 대응하는 곡률을 가진다.

상기 제1 곡률(CT1)은 실시예 1에서 설명된 제1 경사각(φc)에 근접한 기울기 및 방향성을 가지며, 상기 제3 곡률(CT3)은 상기 제2 경사각(-φc)에 근접한 기울기 및 방향을 가진다. 상기 제2 곡률(CT2)은 광의 입사면에 근접한 기울기와 바 향성을 가진다.

상기 제1 출사부(CA)는 상기 기준 곡률(RC)의 일부분인 상기 제1 곡률(CT1)을 가짐에 따라서 상기 표시 패널(150)의 서브 영역(SA1)에 표시된 2차원 영상(9 개 컬러 화소들에 표시된 영상)을 서로 다른 방향성을 갖는 상기 9 개의 입체 영상들로 변환한다. 또한, 상기 제1 곡률(CT1)은 상기 제1 경사각(φc)과 근접한 기울기와 방향성을 가짐에 따라서 상기 9 개의 입체 영상들을 제1 시야 공간 측으로 출사한다.

상기 제2 출사부(CB)는 상기 기준 곡률(RC)의 일부분인 상기 제2 곡률(CT2)을 가짐에 따라서 상기 서브 영역(SA1)에 표시된 상기 2차원 영상을 상기 9 개의 입체 영상들로 변환한다. 또한, 상기 제2 곡률(CT2)은 상기 입사면과 실질적으로 평행함에 따라서 상기 9 개의 입체 영상들을 제2 시야 공간 측으로 출사한다.

상기 제3 출사부(CC)는 상기 기준 곡률(RC)의 일부분인 상기 제3 곡률(CT3)을 가짐에 따라서 상기 서브 영역(SA1)에 표시된 상기 2차원 영상을 상기 9 개의 입체 영상들로 변환한다. 또한, 상기 제3 곡률(CT3)은 상기 제2 경사각(-φc)과 근접한 기울기와 방향성을 가짐에 따라서 상기 9 개의 입체 영상들을 제3 시야 공간 측으로 출사한다.

상기 시분할부(270)는 상기 공간분할 렌티큘라 렌즈부(650) 상에 배치되고, 상기 공간분할 렌티큘라 렌즈(651)의 상기 제1, 제2 및 제3 출사부들(CA, CB, CC) 각각에 대응하는 제1, 제2 및 제3 셔터들(271, 272, 273)을 포함한다. 예를 들면, 상기 제1 셔터(271)는 상기 제1 출사부(CA)에 대응하는 위치에 배치되고, 상기 제2 셔터(272)는 상기 제2 출사부(CB)에 대응하는 위치에 배치되고, 상기 제3 셔터(273)는 상기 제3 출사부(CC)에 대응하는 위치에 배치된다.

도시되지는 않았으나, 실시예 4의 광학 렌즈 어셈블리를 포함하는 입체 영상 표시 장치에 따른 입체 영상 표시 방법은 실시예 1과 실질적으로 동일하다. 또한, 상기 시분할부(270)는 실시예 2와 같이 상기 격벽부(210)와 상기 공간분할 렌티큘라 렌즈부(650) 사이에 배치될 수 있으며, 이 경우 입체 영상 표시 방법은 실시예 1과 실질적으로 동일하다. 이에 반복되는 설명은 생략한다.

실시예 5

도 12는 본 발명의 실시예 5에 따른 광학 렌즈 어셈블리의 사시도이다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 상기 광학 렌즈 어셈블리(700)는 격벽부(210), 공간분할 렌티큘라 렌즈부(750) 및 시분할부(470)를 포함한다. 상기 격벽부(210) 는 실시예 1과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 공간분할 렌티큘라 렌즈부(750)는 상기 격벽부(210) 상에 배치되고, 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 제2 방향으로 배열된 복수의 렌즈부들(751, 752, 753)을 포함한다.

제1 렌즈부(751)는 상기 제1 방향으로 배열된 복수의 제1 공간분할 렌티큘라 렌즈들(7511a)을 포함한다. 각 제1 공간분할 렌티큘라 렌즈(751a)는 상기 제1 곡률(CT1)을 갖는 제1 출사부(CA)와, 상기 제2 곡률(CT2)을 갖는 제2 출사부(CB) 및 상기 제3 곡률(CT3)을 갖는 제3 출사부(CC)를 포함하고, 상기 제3, 제1 및 제2 출 사부들(CC, CA, CB)의 배열 순서를 가진다.

제2 렌즈부(752)는 상기 제1 방향으로 배열된 복수의 제2 공간분할 렌티큘라 렌즈들(752a)을 포함한다. 각 제2 공간분할 렌티큘라 렌즈(752a)는 상기 제1, 제2 및 제3 출사부들(CA, CB, CC)을 포함하고, 상기 제2, 제3 및 제1 출사부들(CB, CC, CA)의 배열 순서를 가진다.

제3 렌즈부(753)는 상기 제1 방향으로 배열된 복수의 제3 공간분할 렌티큘라 렌즈들(753a)을 포함한다. 각 제3 공간분할 렌티큘라 렌즈(753a)는 상기 제1, 제2 및 제3 출사부들(CA, CB, CC)을 포함하고, 상기 제1, 제2 및 제3 출사부들(CA, CB, CC)의 배열 순서를 가진다.

상기 제1, 제2 및 제3 공간분할 렌티큘라 렌즈(751a, 752a, 753a) 각각은 9 × 3 의 컬러 화소들에 대응하는 단위 면적을 가질 수 있다.

결과적으로, 상기 제1 공간분할 렌티큘라 렌즈(751a)의 출사부 배열 순서(CC, CA, CB)는 상기 제2 공간분할 렌티큘라 렌즈(751a)의 출사부 배열 순서(CB, CC, CA)와 다르고, 상기 제3 공간분할 렌티큘라 렌즈(753a)의 출사부 배열 순서(CA, CB, CC)는 상기 제1 공간분할 렌티큘라 렌즈(751a)의 출사부 배열 순서(CC, CA, CB) 및 제2 공간분할 렌티큘라 렌즈(751a)의 출사부 배열 순서(CB, CC, CA)와 각각 다르다.

상기 시분할부(470)는 상기 공간분할 렌티큘라 렌즈부(750) 상에 배치되고, 상기 제1, 제2 및 제3 렌즈부들(751, 752, 753) 각각에 대응하는 제1, 제2 및 제3 셔터부들(471, 472, 473)을 포함한다. 상기 제1, 제2 및 제3 셔터부들(471, 472, 473) 각각은 상기 제1, 제2 및 제3 셔터들(271, 272, 273)을 포함한다.

제1 셔터부(471)는 상기 제1 공간분할 렌티큘라 렌즈(751a)의 출사부 배열 순서(CC, CA, CB)에 대응하여 배치된 상기 제3, 제1 및 제2 셔터들(273, 271, 272)을 포함한다.

제2 셔터부(472)는 상기 제2 공간분할 렌티큘라 렌즈(751a)의 출사부 배열 순서(CB, CC, CA)에 대응하여 배치된 상기 제2, 제3 및 제1 셔터들(272, 273, 271)을 포함한다.

제3 셔터부(473)는 상기 제3 공간분할 렌티큘라 렌즈(753a)의 출사부 배열 순서(CA, CB, CC)에 대응하여 배치된 상기 제1, 제2 및 제3 셔터들(271, 272, 273)을 포함한다.

상기 시분할부(470)의 상기 제1, 제2 및 제3 셔터들(271, 272, 273)은 상기 표시 패널(150)에 표시되는 제1, 제2 및 제3 시야 영상들에 각각 대응하여 열린다.

도시되지는 않았으나, 실시예 5의 광학 렌즈 어셈블리를 포함하는 입체 영상 표시 장치에 따른 입체 영상 표시 방법은 실시예 1과 실질적으로 동일하다. 또한, 상기 시분할부(470)는 실시예 2와 같이 상기 격벽부(210)와 상기 공간분할 렌티큘라 렌즈부(750) 사이에 배치될 수 있으며, 이 경우 입체 영상 표시 방법 역시 실시예 1과 실질적으로 동일하다. 이에 반복되는 설명은 생략한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 N 개의 방향성을 갖는 입체 영상들을 M 개의 시야 공간들 측으로 시분할 방식으로 출사함으로써 입체 영상들의 시야각(또는 시점수)을 증가시킬 수 있다. 따라서 입체 영상의 표시 품질을 향상시킬 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 2는 도 1에 도시된 광학 렌즈 어셈블리의 사시도이다.

도 5는 도 1에 도시된 입체 영상 표시 장치의 구동 타이밍도들이다.

도 6a 내지 도 6f는 도 1의 입체 영상 표시 장치에 의한 입체 영상 표시 방법을 설명하기 위한 개념도들이다.

도 10은 본 발명의 실시예 4에 따른 광학 렌즈 어셈블리의 사시도이다.

도 11은 도 10에 도시된 공간분할 렌티큘라 렌즈부의 광학 원리를 설명하기 위한 개념도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

110 : 제어부 120 : 광원 구동부

130 : 광원부 140 : 표시 구동부

150 : 표시 패널 160 : 시분할 구동부

210 : 격벽부 230 : 렌트큘라 플레이트

240 : 공간분할 플레이트 270, 470 : 시분할부

200, 300, 400, 600, 700 : 광학 렌즈 어셈블리

250, 450, 650, 750 : 공간분할 렌티큘라 렌즈부

Claims

적어도 2 개의 시야 공간들에 대응하는 적어도 2 개의 시야 영상들을 시분할하여 표시 패널에 표시하는 단계; 및

공간분할 렌티큘라 렌즈부를 이용하여 상기 표시 패널에 표시된 시야 영상을 방향이 다른 N 개의 입체 영상들로 변환하여 상기 표시 패널에 표시된 상기 시야 영상에 대응하는 시야 공간 측으로 출사하는 단계를 포함하고,

프레임 구간의 제1 서브 프레임 구간에 상기 표시 패널에 제1 시야 영상을 표시하는 단계;

상기 공간분할 렌티큘라 렌즈부를 이용하여 상기 제1 시야 영상을 방향이 다른 N 개의 입체 영상들로 변환하고 상기 N 개의 입체 영상들을 굴절하고, 굴절된 상기 N 개의 입체 영상들을 상기 공간분할 렌티큘라 렌즈부로부터 상기 제1 시야 영상에 대응하는 제1 시야 공간 측으로 출사하는 단계;

상기 프레임 구간의 제2 서브 프레임 구간에 상기 표시 패널에 제2 시야 영상을 표시하는 단계; 및

상기 공간분할 렌티큘라 렌즈부를 이용하여 상기 제2 시야 영상을 방향이 다른 N 개의 입체 영상들로 변환하고, 상기 N 개의 입체 영상들을 굴절없이 상기 공간분할 렌티큘라 렌즈부로부터 상기 제2 시야 영상에 대응하는 제2 시야 공간 측으로 출사하는 단계를 포함하는 입체 영상 표시 방법(N 은 2 이상의 자연수).
삭제
제1항에 있어서, 상기 제1 또는 제2 서브 프레임 구간 중 한 구간 동안 상기 공간분할 렌티큘라 렌즈부로부터 상기 제1 또는 제2 시야 공간의 한 측으로 출사된 상기 N 개의 입체 영상들은 시분할부를 통해 상기 표시 패널에 표시된 상기 시야 영상에 대응하는 상기 제1 또는 제2 시야 공간의 한측으로 출사되고

상기 공간분할 렌티큘라 렌즈부로부터 상기 제1 또는 제2 시야 공간 다른 한측으로 출사된 상기 N개의 입체 영상들은 시분할부에 의해 상기 제1 또는 제2 시야 공간의 다른 한측으로 출사되는 것이 차단되고,

상기 시분할부는 상기 제1 및 제2 시야 공간들에 각각 대응하는 적어도 2개의 셔터들을 포함하고, 상기 시분할부는 상기 공간분할 렌티큘라 렌즈부로부터 입사된 상기 N 개의 입체 영상들을 상기 표시 패널에 표시된 영상에 대응하는 시야 공간 측으로 출사하기 위해 적어도 2 개이 셔터들을 선택적으로 개폐하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 방법.
삭제
제1항에 있어서, 상기 프레임 구간의 제3 서브 프레임 구간에 상기 표시 패널에 제3 시야 영상을 표시하는 단계; 및

상기 공간분할 렌티큘라 렌즈부를 이용하여 상기 제3 시야 영상을 방향이 다른 N 개의 입체 영상들로 변환하고 상기 N 개의 입체 영상들을 굴절하고, 굴절된 상기 제3 시야 영상에 대응하는 제3 시야 공간 측으로 출사하는 단계를 더 포함하는 입체 영상 표시 방법.
복수의 화소들을 포함하고, 적어도 2 개의 시야 공간들에 대응하는 적어도 2 개의 시야 영상들을 시분할하여 표시하는 표시 패널; 및

상기 표시 패널에 표시된 시야 영상을 N 개의 입체 영상들로 변환하여 상기 표시 패널에 표시된 상기 시야 영상에 대응하는 시야 공간 측으로 출사하는 공간분할 렌티큘라 렌즈부를 포힘하는 광학 렌즈 어셈블리를 포함하고,

프레임 구간 동안 수신된 영상을 상기 적어도 2 개의 시야 영상들로 생성하는 제어부; 및

상기 프레임 구간을 적어도 2 개의 서브 프레임 구간들로 시분할하여 상기 적어도 2 개의 시야 영상들을 상기 표시 패널에 표시하는 표시 구동부를 포함하고

상기 표시 패널은 상기 프레임 구간의 제1 서브 프레임 구간에 상기 표시 패널에 제1 시야 영상을 표시하고, 상기 공간분할 렌티큘라 렌즈부는 상기 제1 시야 영상을 방향이 다른 N 개의 입체 영상들로 변환하고 상기 N 개의 입체 영상들을 굴절하고, 굴절된 상기 N 개의 입체 영상들을 상기 제1 시야 영상에 대응하는 제1 시야 공간 측으로 출사하고,

상기 표시 패널은 상기 프레임 구간의 제2 서브 프레임 구간에 상기 표시 패널에 제2 시야 영상을 표시하고, 상기 공간분할 렌티큘라 렌즈부는 상기 제2 시야 영상을 방향이 다른 N 개의 입체 영상들로 변환하고 상기 N 개의 입체 영상들을 굴절없이 상기 제2 시야 영상에 대응하는 제2 시야 공간 측으로 출사하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치(N 은 2 이상의 자연수).
삭제
제6항에 있어서, 상기 광학 렌즈 어셈블리는,

제1 방향으로 배열된 N 개의 화소들 간격으로 배열되고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된 복수의 격벽들을 포함하고, 상기 표시 패널을 복수의 서브 영역들로 분할하는 격벽부;

각 서브 영역에 표시된 상기 시야 영상을 상기 N 개의 입체 영상들로 변환하고, 상기 제1 및 제2 시야 공간들 측으로 상기 N 개의 입체 영상들을 각각 출사하는 공간분할 렌티큘라 렌즈부; 및

상기 제1 및 제2 시야 공간들 각각에 대응하는 적어도 2 개의 셔터들을 포함하고, 상기 적어도 2 개의 셔터들을 선택적으로 개폐하여 상기 표시 패널에 표시된 상기 시야 영상에 대응하는 시야 공간 측으로 상기 N 개의 입체 영상들을 출사하는 시분할부를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
제8항에 있어서, 상기 적어도 2 개의 셔터들 중 상기 표시 패널에 표시된 상기 시야 영상에 대응하는 셔터는 열고, 다른 시야 영상에 대응하는 셔터는 닫도록 상기 시분할부를 제어하는 시분할 구동부를 더 포함하는 입체 영상 표시 장치.
제8항에 있어서, 상기 시분할부는 상기 격벽부와 상기 공간분할 렌티큘라 렌즈부 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
제8항에 있어서, 상기 시분할부는 상기 공간분할 렌티큘라 렌즈부 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
제8항에 있어서, 상기 공간분할 렌티큘라 렌즈부는

상기 서브 영역들 상에 각각 배치된 복수의 렌티큘라 렌즈들을 포함하고, 각 렌티큘라 렌즈는 서브 영역에 표시된 영상을 상기 N 개의 입체 영상들로 변환하는 렌티큘라 플레이트; 및

상기 렌티큘라 플레이트 위에 배치된 복수의 공간분할 렌즈들을 포함하고, 각 공간분할 렌즈는 상기 N 개의 입체 영상들을 제1 및 제2 시야 공간들 측으로 출사하는 적어도 2 개의 출사부들을 갖는 공간분할 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
제12항에 있어서, 상기 공간분할 렌즈들은 상기 렌트큘라 렌즈들에 대응하여 상기 제1 방향으로 배열되고 상기 제2 방향으로 연장된 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
제12항에 있어서, 상기 공간분할 플레이트는

상기 제1 방향으로 배열된 복수의 제1 공간분할 렌즈들을 포함하는 제1 렌즈부;

상기 제1 렌즈부와 상기 제2 방향으로 인접하고 상기 제1 방향으로 배열된 복수의 제2 공간분할 렌즈들을 포함하는 제2 렌즈부; 및

상기 제2 렌즈부와 상기 제2 방향으로 인접하고 상기 제1 방향으로 배열된 복수의 제3 공간분할 렌즈들을 포함하는 제3 렌즈부를 포함하며,

제1 공간분할 렌즈의 출사부 배열순서와, 제2 제1 공간분할 렌즈의 출사부 배열순서와 제3 공간분할 렌즈의 출사부 배열순서는 서로 다른 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
제14항에 있어서, 상기 표시 패널을 복수의 컬러 화소들을 포함하고, 각 화소는 상기 제1 방향으로 연장된 단변과 상기 제2 방향으로 연장된 단변으로 정의되고,

상기 제1, 제2 및 제3 공간분할 렌즈들 각각은 N × (N/K) 화소들에 대응하는 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치(K는 상기 컬러 화소의 개수임).
제8항에 있어서, 상기 공간분할 렌티큘라 렌즈부는 상기 표시 패널 상에 배치된 복수의 공간분할 렌티큘라 렌즈들을 포함하며,

각 공간분할 렌티큘라 렌즈는 기준 원호의 곡률을 가지며, 상기 N 개의 입체 영상들을 상기 제1 및 제2 시야 공간들 측으로 출사하는 적어도 2 개의 출사부들을 포함하는 것을 특징으로 입체 영상 표시 장치.
제16항에 있어서, 상기 공간분할 렌티큘라 렌즈들은 상기 표시 패널의 상기 서브 영역들에 대응하여 상기 제1 방향으로 배열되고 상기 제2 방향으로 연장된 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
제16항에 있어서, 상기 공간분할 렌티큘라 렌즈부는

상기 제1 방향으로 배열된 복수의 제1 공간분할 렌티큘라 렌즈들을 포함하는 제1 렌즈부;

상기 제1 렌즈부와 상기 제2 방향으로 인접하고 상기 제1 방향으로 배열된 복수의 제2 공간분할 렌티큘라 렌즈들을 포함하는 제2 렌즈부; 및

상기 제2 렌즈부와 상기 제2 방향으로 인접하고 상기 제1 방향으로 배열된 복수의 제3 공간분할 렌티큘라 렌즈들을 포함하는 제3 렌즈부를 포함하며,

제1 공간분할 렌티큘라 렌즈의 출사부 배열순서와, 제2 공간분할 렌티큘라 렌즈의 출사부 배열순서와 제3 공간분할 렌티큘라 렌즈의 출사부 배열순서는 서로 다른 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
제18항에 있어서, 상기 표시 패널을 복수의 컬러 화소들을 포함하고, 각 화소는 상기 제1 방향으로 연장된 단변과 상기 제2 방향으로 연장된 단변으로 정의되고,

상기 제1, 제2 및 제3 공간분할 렌티큘라 렌즈들 각각은 N × (N/K) 화소들에 대응하는 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치(K는 상기 컬러 화소의 개수임).
제6항에 있어서, 상기 표시 패널은 복수의 컬러 화소들을 포함하고, 상기 컬러 화소들은 매트릭스 형태로 배열된 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.