KR101658793B1 - 2ｄ와 3ｄ의 영상전환이 가능한 영상표시장치 및 그 방법 - Google Patents

2ｄ와 3ｄ의 영상전환이 가능한 영상표시장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

2D와 3D의 영상전환이 가능한 영상표시장치 및 그 방법을 개시한다. 영상표시장치는 2D 또는 3D 영상 표시를 가변하기 위해, 광원으로부터 투사된 광을 이용하여 방향광을 생성하고, 상기 방향광의 산란여부를 제어하여 2D 또는 3D 영상을 함께 또는 선택적으로 디스플레이 할 수 있다.
2D, 3D, 영상전환, 방향광, 가변 산란 스크린

Description

2Ｄ와 3Ｄ의 영상전환이 가능한 영상표시장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR 2D AND 3D IMAGE SWITCHABLE DISPLAY}
본 발명의 실시예들은 2D 평면 영상과 3D 입체 영상의 표시를 전환할 수 있는 영상 표시 장치에 관한 것으로, 특히 가변 산란 스크린을 이용하여 방향광을 투과 또는 산란하여 2D와 3D의 영상전환을 수행하는 기술과 관련된 것이다.
사용자가 안경을 쓰지 않고 3D 영상을 감상하기 위해서는 사용자의 눈의 위치에 따라서 다른 영상을 볼 수 있는 디스플레이가 필요하며, 이를 실현하는 대표적인 기술로 무안경식 스테레오 디스플레이(auto stereoscope)가 있다.
이때, 무안경식 스테레오 디스플레이의 최적 시청 영역을 넓히기 위하여 좌/우, 두 개의 영상을 사용하지 않고 보다 많은 영상을 이용하는 방법을 멀티 뷰 디스플레이 (multi-view display)라고 하는데, 영상 수가 늘어날 수록 더 넓은 최적 시청 영역을 형성하는 것이 가능하다. 멀티 뷰 디스플레이를 구현함에 있어 패럴렉스 배리어 방식을 이용할 경우 화면의 휘도가 영상 수에 비례하여 줄어들게 되므로 패럴렉스 배리어 보다는 영상 수에 상관없이 휘도가 변하지 않는 렌티큘러 렌즈 방식이 일반적으로 많이 사용된다. 그러나, 렌티큘러 렌즈의 경우는 렌즈가 물리 적 구조로 형성되어 있으므로 패럴렉스 배리어와 같이 손쉽게 최대 패널 해상도의 2D를 구현하는 것이 쉽지 않다.
이를 위해 렌티큘러 렌즈의 굴절률을 변화시켜 렌즈의 효과를 상쇄시키는 방법으로 2D/3D 영상 표시를 가변하는 기술이 제안되었으나, 상기 렌즈의 굴절률을 가변하는 기술은 렌즈 특성이 영상 품질에 큰 영향을 미친다.
따라서, 기존의 2D/3D 영상 표시 가변 기술이 가지는 한계를 극복하고, 영상품질이 우수하며, 렌즈를 변경하지 않아 높은 정밀도의 렌즈를 구현하는 2D/3D 영상 표시 가변 기술에 대한 연구가 지속적으로 필요하다.
본 발명의 일실시예에 따른 영상표시장치는, 하나 이상의 광원을 포함하는 광원부, 상기 광원부로부터 투사된 광을 이용하여 방향광을 생성하는 광학부, 상기 방향광의 산란여부를 제어하는 가변 산란 스크린부, 상기 가변 산란 스크린부의 제어에 대응하여 3D 영상 또는 2D 영상을 형성하는 픽셀부 및 상기 3D 영상을 수직 방향으로 산란하기 위한 수직 산란부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 광학부는, 상기 광원에서 투사되는 광을 평행광으로 전환하는 평행광 생성부 및 3D 영상을 생성하기 위한 방향광을 생성하는 방향광 생성부를 포함할 수 있고, 상기 광학부는 상기 광원부와 상기 픽셀부 사이에 위치할 수 있다.
또한, 상기 평행광 생성부는, 상기 광원부로부터 투사된 광을 평행하게 변환하여 1차 평행광으로 변환하는 렌즈 및 상기 1차 평행광을 재차 평행하게 변환하여 2차 평행광으로 변환하는 광시준부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따른 영상표시장치는, 하나 이상의 광원을 포함하는 광원부, 상기 광원부로부터 투사된 광을 이용하여 3D 영상을 위한 방향광을 생성하는 광학부, 상기 방향광을 이용하여 영상을 형성하는 픽셀부, 상기 픽셀부에 형성된 영상의 산란여부를 제어하는 가변 산란 스크린부 및 상기 3D 영상을 수직 방향으로 산란하기 위한 수직 산란부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 가변 산란 스크린부는, 상기 픽셀부를 기준으로 상기 광원 반대측에 위치하고, 전원 유무에 따라 가변 산란 스크린을 투명상태 또는 산란상태로 가변하여 상기 픽셀부에 형성된 영상을 투과 또는 산란시킬 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따른 영상표시방법은, 광원으로부터 투사된 광을 이용하여 3D 영상을 위한 방향광을 생성하는 단계, 상기 방향광을 투과 또는 산란시켜 3D 영상 또는 2D 영상을 형성하는 단계 및 상기 3D 영상을 수직 방향으로 산란하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따른 영상표시방법은, 3D 모드 선택여부를 판단하는 단계, 컨텐츠의 3D 모드 지원 여부를 판단하는 단계를 포함하고, 3D 모드가 선택되고, 컨텐츠가 3D 모드를 지원하는 경우, 광원으로부터 투사된 광을 이용하여 3D 영상을 생성하는 단계, 상기 3D 영상을 영상 패널에 표현하는 단계 및 투명상태 또는 산란 상태로 전환 가능한 가변 산란 스크린을 투명상태로 전환하여 3D 영상을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 2D 모드가 선택되는 경우 또는 컨텐츠가 3D 모드를 지원하지 않는 경우, 2D 영상의 휘도 불균일을 제거하는 단계, 상기 2D 영상을 영상 패널에 표현하는 단계 및 투명상태 또는 산란 상태로 전환 가능한 가변 산란 스크린을 산란상태로 전환하여 2D 영상을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 렌즈의 굴절률을 가변하지 않고, 산란 스크린의 산란/투과 특성을 이용하여 2D/3D 영상을 가변하여 구현함으로써, 우수한 품질의 2D/3D 영상표현이 가능할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 산란 스크린의 산란/투과 상태를 고속으로 스위칭함으로써, 고해상도의 2D 영상에 입체적인 3D 영상을 함께 표현하는 것이 가능할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 대형화 및 양산화가 쉬운 가변 산란 스크린을 사용하여 2D/3D 영상을 구현함으로써, 시스템의 저가 구현 및 양산화가 용이할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상표시장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참고하면, 영상표시장치(100)는 광원부(110), 광학부(120), 가변 산란 스크린부(130), 픽셀부(140) 및 수직 산란부(150)로 구성될 수 있다. 또한, 영상표시장치(100)는 차단필터(미도시)를 더 포함할 수 있다. 또한, 영상표시장치(100)는 고속 스위칭 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
광원부(110)는, 픽셀 정보를 표현하기 위한 기본 빛을 투사하며 하나 이상의 광원을 포함할 수 있다. 또한, 광원의 위치는 다양하게 배치될 수 있으며, 영상 패널의 전면부, 측면부 등 어느 위치라도 배치될 수 있다.
광학부(120)는, 상기 광원부로부터 투사된 광을 이용하여 방향광을 생성한다. 이때, 광학부(120)는 상기 광원에서 투사되는 광을 평행광으로 전환하는 평행광 생성부(미도시) 및 3D 영상을 생성하기 위한 방향광을 생성하는 방향광 생성부(미도시)를 포함할 수 있다.
평행광 생성부(미도시)는 상기 광원에서 투사되는 광을 평행광으로 전환할 수 있다. 일예로, 평행광을 생성하기 위해 광원에서 방사선형으로 투사되는 빛은 프레넬 렌즈(Fresnel lens)를 통하여 평행광으로 일차적으로 전환되고, 다시 라이트 컬리미테이터 (light collimator)를 통과하여 더욱 평행한 빛으로 전환될 수 있다.
방향광 생성부(미도시)는 3D 영상을 생성하기 위한 방향광을 생성할 수 있다. 일예로 상기 평행광 생성부에서 생성된 평행광을 렌티큘러 렌즈(lenticular lens)를 이용하여 방향성을 가진 방향광을 생성할 수 있다.
가변 산란 스크린부(130)는, 상기 방향광의 산란여부를 제어한다. 이때, 산란여부의 제어는 가변 산란 스크린에 전원을 인가하여 가변 산란 스크린의 상태를 투명상태 또는 산란상태로 제어할 수 있으며, 투명상태가 되는 경우, 방향광이 그대로 투과되어 3D 영상을 표시할 수 있고, 산란상태가 되는 경우는, 방향광이 전산란되어 2D 영상을 표시할 수 있다.
픽셀부(140)는, 상기 가변 산란 스크린부의 제어에 대응하여 3D 영상 또는 2D 영상을 형성할 수 있다. 즉, 상기 가변 산란 스크린의 제어에 따라 가변 산란 스크린이 투명상태가 되는 경우, 3D 영상을 형성할 수 있고, 산란상태가 되는 경우는, 2D 영상을 형성할 수 있다.
수직 산란부(150)는 3D 영상을 수직 방향으로 산란한다. 즉, 상기 가변 산란 스크린이 투명상태가 되는 경우, 수직 방향으로는 산란 빛이, 수평 방향으로는 방향성 빛이 만들어져 3D 영상을 출력한다.
차단필터(Field Stop Filter, 미도시)는 광학부(120)에 렌티큘러 렌즈 등의 렌즈가 사용되는 경우, 상기 렌즈의 초점 위에 위치하고, 상기 렌즈의 초점을 지나지 않는 빛을 차단할 수 있다. 차단필터를 사용함으로써, 더욱 정밀한 방향성 빛을 생성할 수 있다.
고속 스위칭 제어부(미도시)는 상기 가변 산란 스크린부를 고속 스위칭하여 상기 3D 영상 또는 2D 영상을 동시출력 하도록 제어할 수 있다.
상기와 같이, 렌즈를 변경하지 않고 산란 특성을 가변할 수 있는 스크린을 배치하여 2D 및 3D 영상을 선택적으로 표시함으로써, 보다 높은 정밀도의 렌즈를 구현할 수 있고, 고품질의 2D 및 3D의 영상 표현이 가능할 수 있다. 또한 산란 가변 스크린은 제조가 용이하여 시스템의 저가 구현 및 양산성을 높일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 영상표시장치의 세부 구성을 나타낸 도면이다.
도 2를 참고하면, 영상표시장치는 광원부(210), 광학부(220, 230, 240), 가변 산란 스크린부(250), 픽셀부(260), 수직 산란부(270) 및 차단필터(280)를 포함할 수 있다.
광원부(210)는, 하나 이상의 광원을 포함할 수 있고, 일반적인 프로젝션 디스플레이를 위한 백색 광원으로는 메탈 할라이드 램프 (metal halide lamp)나, LED, CCFL 등의 광원이 사용될 수 있다. 또한, 광원의 위치는 도 2에 도시된 것과 같이 패널의 정면에 위치할 수 있고, 패널의 측면 등 다른 위치에 위치할 수도 있다.
광학부(220, 230, 240)는, 평행광 생성부(220, 230) 및 방향광 생성부(240)를 포함할 수 있다.
평행광 생성부(220, 230)는 광원으로부터 방사선형으로 투사되는 광을 평행하게 변환하여 1차 평행광으로 변환하는 렌즈(220) 및 상기 1차 평행광을 재차 평행하게 변환하여 2차 평행광으로 변환하는 광시준부(230)를 포함할 수 있다. 상기 렌즈(220) 및 광시준부(230)는 프레넬 렌즈 및 라이트 컬리미네이터로 구성될 수 있다.
여기서, 프레넬 렌즈는 빛을 평행하게 만드는 용도로 사용되며 크라운 유리(crown glass), 플린트 유리(flint glass) 등의 광학 유리나 아크릴, PMMA와 같은 광학 플라스틱이 사용될 수 있다. 라이트 컬리미네이터는 1차 평행광으로 일차적으로 전환된 광을 더욱 평행한 빛으로 전환하여 2차 평행광으로 변환할 수 있고 평행 광선만 통과시키는 광학 필름일 수 있다.
방향광 생성부(240)는 상기 2차 평행광을 굴절하여 3D 영상을 생성하기 위한 방향광을 생성할 수 있다. 여기서, 방향광 생성부(240)는 렌티큘러 렌즈를 사용할 수 있다. 렌티큘러 렌즈는 프레넬 렌즈와 같은 광학 유리 및 광학 플라스틱으로 제조되며 굴절률 특성에 따라 선택될 수 있다.
가변 산란 스크린부(250)는, 3D 영상 또는 2D 영상 여부에 따라 상기 방향광의 산란여부를 제어하여 3D 영상 또는 2D 영상을 형성할 수 있다. 이때, 3D 영상을 출력하고자 하는 경우는 가변 산란 스크린(variable diffuser)에 전원을 가하여 가변 산란 스크린을 투명상태(transparent state)로 전환시키고 2D 영상을 출력 하고자 하는 경우는 가변 산란 스크린을 산란상태(diffusing state)로 전환하여 3D 영상 또는 2D 영상을 출력하도록 할 수 있다. 즉, 가변 산란 스크린은 전원의 유무에 따라 산란상태 및 투명상태로 변환이 가능한 스크린으로 PDLC (Polymer-dispersed liquid crystal)가 사용될 수 있다.
픽셀부(260)는, 가변 산란 스크린부(250)의 제어에 대응하여 3D 영상 또는 2D 영상을 형성할 수 있다. 즉, 가변 산란 스크린의 상태에 따라 방향성 빛을 그대로 투과하거나 산란시켜 픽셀부(260)를 지남에 따라 3D 영상 및 2D 영상을 형성할 수 있다.
수직 산란부(270)는 상기 가변 산란 스크린이 투명상태가 되어 방향성 빛이 투과된 경우, 상기 투과된 방향성 빛을 수직 방향을 산란하여 수직 방향으로는 산란 광을, 수평 방향으로는 방향광을 만들 수 있다. 이때, 수직 산란 스크린은 수직 방향에 대해서만 산란 특성을 가지는 필름으로 홀로그래픽 소자 (holographic optical element, HOE)로 구성될 수 있다.
차단필터(280)는 방향광 생성부(240) 렌즈의 초점 위에 위치하고, 상기 렌즈의 초점을 지나지 않는 빛을 차단할 수 있다. 이를 통해, 더욱 정밀한 방향광을 생성할 수 있다.
도 3 및 도 4는 도 2에 도시한 영상표시장치의 3D 영상 표시 동작 및 2D 영상 표시 동작을 각각 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참고하면, 3D 영상을 출력하기 위해 광원에서 생성된 빛은 프레넬 렌즈와 광시준부를 지나 평행광으로 바뀌며 렌티큘러 렌즈 및 빛 차단 필터를 통하 여 방향성 빛으로 전환된다. 이 경우 가변 산란 스크린(310)은 투명 상태가 되어 빛을 투과시키며 픽셀 부에 의해 스테레오 영상이나 멀티-뷰 영상이 생성되고 마지막에 위치한 수직 산란 스크린에 의하여 수직 방향으로는 산란 빛이, 수평 방향으로는 방향성 빛이 만들어 질 수 있다. 따라서, 이러한 경우, 사용자는 3D 영상을 시청할 수 있다.
도 4를 참고하면, 2D 영상을 출력하기 위해 가변 산란 스크린(410)이 산란 상태가 되며, 입사되는 빛을 전산란시켜 방향성이 없는 빛을 생성한다. 이때 픽셀 부에서는 2D에 맞는 영상을 표현하게 되고 이 과정을 통하여 사용자는 2D 영상의 시청이 가능해 진다. 마지막에 위치한 수직 산란 스크린은 수직 방향으로만 빛을 산란하게 되는데, 이미 빛이 전산란되어 있으므로 특별한 기능을 하지 않는다.
도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 영상표시장치의 세부 구성을 나타낸 도면이다.
도 5를 참고하면, 영상표시장치는 광원부(510), 광학부(520, 530, 540), 픽셀부(560), 가변 산란 스크린부(550), 수직 산란부(570) 및 차단필터(580)를 포함할 수 있다.
픽셀부(560)는, 광학부(520, 530, 540)에서 생성된 방향광을 이용하여 영상을 형성한다. 가변 산란 스크린부(550)는 픽셀부(560)에 형성된 영상의 산란여부를 제어할 수 있다.
여기서, 2D와 3D의 영상전환 출력하는 원리는 상기 도 2의 경우와 유사하나 영상이 맺히는 위치는 상기 도 2의 경우와 비교하여 가변 산란 스크린이 있는 위치 만큼 앞으로 이동한다.
상기와 같이, 픽셀부(560)와 가변 산란 스크린부(550)는 위치가 서로 바뀌어 배치될 수 있으며, 도 2와 유사한 결과를 도출해 낼 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 영상표시장치의 세부 구성을 나타낸 도면이다. 즉, 도 6에는, 복수개의 광원(610)을 가지는 경우 2D와 3D의 영상전환이 가능한 영상표시장치의 일례가 도시되어 있다.
여기서, 영상표시장치는 복수개의 광원(610), 평행광을 생성하기 위한 광시준 렌즈(620) 및 라이트 컬리미네이터(light colliminator, 630), 렌티큘러 렌즈(640), 차단필터(680), 가변 산란 스크린(650), 픽셀부(660), 수직 산란부(670)로 구성될 수 있다.
즉, 광원을 다수 사용하는 경우 프레넬 렌즈 대신 광시준 렌즈(collimation lens, 620)를 사용할 수 있다. 이 경우 광시준 렌즈(620)는 평행광을 생성하는 기능을 하며, 이를 수행하도록 설계된 렌티큘러 렌즈(640)로 구현될 수 있다. 이 경우에도, 가변 산란 스크린(650)과 픽셀부(660)의 위치가 서로 바뀌어 배치될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 영상표시장치의 세부 구성을 나타낸 도면이다. 즉, 도 7에는, 광원을 측면에 배치한 경우의 영상표시장치의 일례가 도시되어 있다.
여기서, 영상표시장치는 측면에 배치된 광원(710), 광원에서 투사된 광을 안내하기 위한 광 안내부(720), 광 반사 필터(730) 및 라이트 컬리미네이터(740), 렌티큘러 렌즈(750), 차단필터(790), 가변 산란 스크린(760), 픽셀부(770), 수직 산란부(780)로 구성될 수 있다.
즉, 광원을 옆쪽에 배치하는 경우, 광원에서 투사된 광을 안내하기 위한 광 안내부(light guide, 720)과 광 안내판으로부터 나오는 광을 평행광으로 바꾸는 광 반사 필터 (light deflection filter, 730)를 이용하여 평행광을 생성할 수 있다. 이 경우 광 안내판으로는 기울어진 (wedge) 형태의 광학 유리 및 광학 플라스틱이 사용되며, 광 반사 필터는 광 안내판으로부터 비스듬히 나오는 빛을 평행광으로 바꾸는 광학 필름을 사용하여 구현할 수 있다. 이 경우에도, 가변 산란 스크린(650)과 픽셀부(660)의 위치가 서로 바뀌어 배치될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 영상표시방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참고하면, 단계(S810)에서는 광원으로부터 투사된 광을 이용하여 방향광을 생성한다. 이때, 단계(S810)에서는 광원으로부터 투사된 광을 이용하여 평행광을 생성하고, 상기 평행광을 굴절시켜 방향광을 생성할 수 있다. 예를 들어, 광원으로부터 방사형으로 방출된 광을 프레넬 렌즈를 사용하여 1차 평행광으로 변환하고, 상기 1차 평행광을 라이트 컬리미네이터를 사용하여 2차 평행광으로 변환하며, 렌티큘러 렌즈를 사용하여 상기 평행광을 굴절시켜 방향광을 생성할 수 있다. 여기서, 단계(S810)는 상기 렌티큘러 렌즈로부터 굴절된 광 중에서 초점을 지나지 않는 빛을 차단하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 차단 필터 등을 렌즈의 초점의 위치에 배치하여 초점을 지나지 않는 빛은 통과하지 못하도록 차단 하여 더욱 정밀한 방향성 빛을 생성할 수 있다.
단계(S820)에서는 상기 방향광을 투과 또는 산란시켜 3D 영상 또는 2D 영상을 형성한다. 예를 들어, 상기 렌티큘러 렌즈를 통해 생성된 방향광을 가변 산란 스크린의 상태변화에 따라 투과 또는 산란시켜 3D 영상 또는 2D 영상을 형성할 수 있다.
단계(S830)에서는 상기 3D 영상을 수직 방향으로 산란한다. 즉, 상기 가변 산란 스크린을 통과한 광을 수직 방향으로 산란할 수 있다. 이때, 상기 가변 산란 스크린이 투명상태인 경우, 방향광이 그대로 투과되고 상기 방향광은 다시 수직 방향으로는 산란광이 수평방향으로는 방향광으로 만들어질 수 있다. 또한, 상기 가변 산란 스크린이 산란상태인 경우, 이미 방향광이 전산란되어 있으므로 수직 산란부는 특별한 기능을 하지 않는다.
도 9는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 영상표시방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참고하면, 3D 영상 또는 2D 영상을 출력하기 위해, 단계(S910)에서는 3D 모드 선택여부를 판단할 수 있다. 즉, 사용자 모드를 통해 3D 모드가 선택된 경우에 3D 영상을 출력하도록 할 수 있다.
단계(S920)에서는 3D 모드가 선택된 경우, 컨텐츠의 3D 모드 지원 여부를 판단할 수 있다. 컨텐츠가 3D 모드를 지원하지 않으면 2D 영상을 출력할 수 있다.
단계(S930)에서는 단계(S920)에서 3D 모드를 지원하는 것으로 판단된 경우, 방향성 빛을 가진 3D 영상을 생성할 수 있다. 여기서 3D 영상은 스트레오(stereo) 또는 멀티 뷰(Multi-view) 영상일 수 있다.
이때, 상기 3D 영상을 생성하는 단계(S930)는, 광원으로부터 투사된 광을 이용하여 평행광을 생성하는 단계 및 상기 평행광을 굴절시켜 방향광을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
단계(S940)에서는 상기 생성된 3D 영상을 패널에 표시할 수 있다.
단계(S950)에서는 가변 산란 스크린에 전원을 인가하여 가변 산란 스크린을 투명상태로 전환하여 3D 영상을 시청하도록 할 수 있다.
단계(S960)에서는 단계(S910)에서 2D 모드가 선택되는 경우 또는 단계(S920)에서 컨텐츠가 3D 모드를 지원하지 않는 경우, 2D 영상의 휘도 불균일을 제거(color processing)할 수 있다.
단계(S970)에서는 휘도 불균일이 제거된 상기 2D 영상을 패널에 표시할 수 있다.
단계(S980)에서는 가변 산란 스크린을 산란상태로 전환하여 2D 영상을 시청하도록 할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따라 3D 영상 또는 2D 영상을 함께 표시하는 영상표시방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참고하면, 단계(S1010)에서 영상 컨텐츠를 입력받을 수 있다.
단계(S1020)에서는 3D 영상 표현 부분을 결정하고 단계(S1030)에서 3D 영상을 표현하고 가변 산란 스크린을 투명상태로 전환하며, 단계(S1030)에서는 2D 영상 표현 부분을 결정하고 단계(S1040)에서 2D 영상을 표현하고 가변 산란 스크린을 산 란상태로 전환할 수 있다. 이때, 상기 가변 산란 스크린부를 고속 스위칭함으로써, 상기 3D 영상 표현 부분 및 2D 표현 부분을 함께 표현하는 것이 가능하다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 렌즈를 변경하지 않으므로, 정밀한 렌즈를 사용할 수 있으며, 가변 산란 스크린을 사용하여 상기 3D 영상 또는 2D 영상을 표현함으로써, 2D 및 3D 영상의 화질 열화 발생을 감소시키고 고 품질의 영상을 출력 할 수 있다.
또한, 제조가 용이한 가변 산란 스크린을 사용함으로써, 시스템의 양산성을 높이고 단가를 낮출 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상표시장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 영상표시장치의 세부 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시한 영상표시장치의 3D 영상 표시 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 2에 도시한 영상표시장치의 2D 영상 표시 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 영상표시장치의 세부 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 영상표시장치의 세부 구성을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 영상표시장치의 세부 구성을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 영상표시방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 영상표시방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따라 3D 영상 또는 2D 영상을 함께 표시하는 영상표시방법을 설명하기 위한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 광원부
120 : 광학부
130 : 가변 산란 스크린부
140 : 픽셀부
150 : 수직 산란부

Claims (22)

  1. 하나 이상의 광원을 포함하는 광원부;
    상기 광원부로부터 투사된 광을 이용하여 방향광을 생성하는 광학부;
    상기 방향광의 산란여부를 제어하는 가변 산란 스크린부;
    상기 가변 산란 스크린부의 제어에 대응하여 3D 영상 또는 2D 영상을 형성하는 픽셀부;
    상기 3D 영상을 수직 방향으로 산란하기 위한 수직 산란부; 및
    상기 가변 산란 스크린부를 고속 스위칭하여 상기 3D 영상 또는 2D 영상을 전체 화면에 동시 출력하도록 제어하는 고속 스위칭 제어부
    를 포함하는 영상표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광학부는,
    상기 광원에서 투사되는 광을 평행광으로 전환하는 평행광 생성부; 및
    3D 영상을 생성하기 위한 방향광을 생성하는 방향광 생성부
    를 포함하고,
    상기 광학부는 상기 광원부와 상기 픽셀부 사이에 위치하는, 영상표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 평행광 생성부는,
    상기 광원부로부터 투사된 광을 평행하게 변환하여 1차 평행광으로 변환하 는 렌즈; 및
    상기 1차 평행광을 재차 평행하게 변환하여 2차 평행광으로 변환하는 광시준부
    를 포함하는, 영상표시장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 렌즈의 초점 위에 위치하고, 상기 렌즈의 초점을 지나지 않는 빛을 차단하는 차단필터를 더 포함하는, 영상표시장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 렌즈는,
    광원의 수에 따라 프레넬 렌즈(Fresnel lens) 및 광시준 렌즈(collimation lens) 중 하나를 사용하는, 영상표시장치.
  6. 제2항에 있어서,
    광원이 패널의 측면에 위치하는 경우,
    상기 평행광 생성부는,
    상기 광원으로부터 투사되는 광을 안내하는 광안내부
    를 더 포함하고,
    상기 평행광 생성부는,
    상기 광안내부로부터 투사되는 광을 평행광으로 변환하는 광반사 필터부를 포함하는, 영상표시장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 방향광 생성부는,
    상기 평행광을 굴절시켜 방향광을 생성하는 렌티큘러 렌즈(Lenticular Lens)를 포함하는, 영상표시장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 가변 산란 스크린부는,
    전원 유무에 따라 가변 산란 스크린을 투명상태 또는 산란상태로 가변하여 상기 방향광을 투과 또는 산란키는, 영상표시장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 픽셀부는,
    상기 가변 산란 스크린부를 기준으로 상기 광원 반대측에 위치하고,
    가변 산란 스크린이 상기 방향광을 그대로 투과하는 경우 3D 영상을 형성하고,
    상기 가변 산란 스크린이 상기 방향광을 산란하여 산란광을 생성하는 경우 2D 영상을 형성하는, 영상표시장치.
  10. 삭제
  11. 하나 이상의 광원을 포함하는 광원부;
    상기 광원부로부터 투사된 광을 이용하여 방향광을 생성하는 광학부;
    상기 방향광을 이용하여 영상을 형성하는 픽셀부;
    상기 픽셀부에 형성된 영상의 산란여부를 제어하는 가변 산란 스크린부;
    상기 영상을 수직 방향으로 산란하기 위한 수직 산란부; 및
    상기 가변 산란 스크린부를 고속 스위칭하여 전체 화면에 3D 영상 또는 2D 영상을 동시 출력하도록 제어하는 고속 스위칭 제어부
    를 포함하는 영상표시장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 가변 산란 스크린부는,
    상기 픽셀부를 기준으로 상기 광원 반대측에 위치하고,
    전원 유무에 따라 가변 산란 스크린을 투명상태 또는 산란상태로 가변하여 상기 픽셀부에 형성된 영상을 투과 또는 산란키는, 영상표시장치.
  13. 광원으로부터 투사된 광을 이용하여 방향광을 생성하는 단계;
    상기 방향광을 투과 또는 산란시켜 3D 영상 또는 2D 영상을 형성하는 단계;
    상기 3D 영상을 수직 방향으로 산란하는 단계; 및
    가변 산란부를 고속 스위칭하여 전체 화면에 상기 3D 영상 및 2D 영상을 동시 출력하도록 제어하는 단계
    를 포함하는 영상표시방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 방향광을 생성하는 단계는,
    광원으로부터 투사된 광을 이용하여 평행광을 생성하고, 상기 평행광을 굴절시켜 방향광을 생성하는, 영상표시방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 평행광의 생성은,
    광원부로부터 투사된 광을 평행하게 변환하여 1차 평행광을 생성하고, 상기 1차 평행광을 재차 평행하게 변환하여 2차 평행광을 생성하는, 영상표시방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 평행광의 굴절은,
    상기 평행광을 렌티큘러 렌즈(Lenticular Lens)를 이용하여 굴절시키는, 영상표시방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 렌티큘러 렌즈의 초점을 지나지 않는 빛을 차단하는 단계
    를 더 포함하는 영상표시방법.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 3D 영상 또는 2D 영상을 형성하는 단계는,
    전원 유무에 따라 가변 산란 스크린을 투명상태 또는 산란상태로 가변하여 상기 방향광을 투과 또는 산란시켜 3D 영상 또는 2D 영상을 형성하는, 영상표시방법.
  19. 삭제
  20. 3D 모드 선택여부를 판단하는 단계;
    컨텐츠의 3D 모드 지원 여부를 판단하는 단계;
    방향광을 생성하고, 선택적으로 상가 방향광을 투과 및 산란시키기 위해 전원 유무에 따라 투명상태와 산란상태 중에서 어느 하나로 가변 산란 스크린을 제어하는 단계;
    상기 가변 산란 스크린의 제어에 따라 선택적으로 3D 영상과 2D 영상을 생성하는 단계; 및
    전체 화면에 상기 3D 영상과 2D 영상을 동시 출력하도록 상기 투명상태와 산란상태 상이에서 상기 가변 산란 스크린을 고속 스위칭하는 단계
    를 포함하는 영상표시방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 3D 영상과 2D 영상을 생성하는 단계는,
    광원으로부터 투사된 광을 이용하여 평행광을 생성하는 단계; 및
    상기 평행광을 굴절시켜 방향광을 생성하는 단계
    를 포함하는 영상표시방법.
  22. 제20항에 있어서,
    2D 모드가 선택되는 경우 또는 컨텐츠가 3D 모드를 지원하지 않는 경우,
    상기 2D 영상의 휘도 불균일을 제거하는 단계;
    상기 2D 영상을 영상 패널에 표현하는 단계; 및
    상기 가변 산란 스크린을 산란상태로 전환하여 2D 영상을 형성하는 단계
    를 더 포함하는 영상표시방법.
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