KR101852513B1 - 시력검사용 입체 영상을 표시하기 위한 위상지연 필터의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 의료용 시력 검사용 입체 영상 디스플레이 장치 및 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따른 의료용 GPR(Glass type Patterned Retarder)방식을 활용한 시력 검사용 입체 영상 디스플레이 장치는, GPR(Glass type Patterned Retarder)방식의 시력 검사용 영상을 표시하기 위한 디스플레이 패널; 디스플레이 패널 위에 형성되어 디스플레이 패널에 표시된 시력 검사 영상 중에서 특정 방향의 선편광을 투과시키는 편광 필름 및 편광 필름 위에 형성되며, 편광 필름에서 출사되는 광의 선편광 방향과 소정의 각도로 패터닝된 위상 지연 축을 가진 유리 위상 지연 필터 및 휴대가 간편한 Glass type의 Touch panel과 강화유리로 제작한 Cover Glass를 포함한 기존 Potable Tablet PC와 결합하여 기존 의료용 시력 검사용 입체영상을 보다 편리하게 휴대가 간편한 디스플레이 장치로 제작함으로써 장소에 구애받지 않고 의료용 시력 검사용 입체 영상 디스플레이 장치 및 시스템을 간편하게 사용 할 수 있도록 제작한 것이다.

Description

시력검사용 입체 영상을 표시하기 위한 위상지연 필터의 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING RETARDATION FILTER}

본 발명은 의료용 Potable 시력 검사용 입체 영상 디스플레이 장치에 관한 것으로서 시력 및 입체시를 정확하게 검사할 수 있는 의료용 시력 검사용 입체 영상 디스플레이 장치에 관한 것이다.

입체 영상 디스플레이 종류는 크게 안경식과 무안경식으로 분류되며 안경식은 다시 편광필터 방식과 시분할방식, HMD방식, 에너그리프방식으로 분류 구분된다. 편광방식은 선형평광 방식과 원형 편광 방식으로 구분되는 공간분할 방식 기술로서 디스플레이로부터 나오는 영상을 물리적 장치인 입체 편광필터를 통해 하나의 영상을 왼쪽 영상과 오른쪽 영상으로 분리시켜서 왼쪽 영상은 왼쪽 눈으로 오른쪽 영상은 오른쪽 눈으로 분리되어 전달되도록 함으로서 인위적인 양안 시차를 이용하여 입체감을 구현하는 것이 일반적인 기술이며, PR(Patterned Retarder) 편광방식이 이에 속한다. 그리고 PR(Patterned Retarder) 편광방식은 편광필터를 제작하는 그 기초 재료의 종류에 따라 유리를 사용한 GPR(Glass type Patterned Retarder)과 Film을 사용하여 제작되는 FPR(Film type Patterned Retarder)로 구별된다.

그리고 일반적으로 입체 영상 디스플레이장치하면 쉽게 떠오르는 것이 영화나 게임이다. 하지만, 입체 영상 디스플레이 장치는 의료나 교육, 군사 등 다양한 분야에서 연구가 진행되고 있으며, 이 중에서도 의료 분야는 입체 영상 디스플레이 장치의 적용이 가장 활발하게 연구되는 분야이다.

특히 의료용 입체 영상 검안기는 일반적인 시력뿐만 아니라 양안 시차, 사시, 각막 곡률 등 눈의 상태를 종합적으로 검사할 수 있다는 점에서 관심이 증가하고 있다. 이러한 의료용 입체 영상 검안기와 관련된 입체 시력 검사 장치 및 입체 시력검사용 안경이 한국공개특허 제2010-0009369호에 개시되어 있다.

하지만, 의료용 입체 시력 검사 장치는 도1과 같이 초점거리가 4.5m에 맞추어진 고정식으로 20"이상의 MONITOR를 활용하여 제작되어 활용되고 있다. 이것은 일정거리 이상의 먼 거리에서 만이 측정이 가능한 단점이 있으며, 의료용 입체 시력 검사 장치를 이동할 경우 장치 전체를 이동해야하는 불편함을 가지고 있다.

또한 시력 검사가 완료 후 다시 확인하는 절차상에서 장소에 구애 받지 않고 검사결과를 손쉽게 확인하는데 불편한 단점이 있었다.

[특허문헌 1] 한국공개특허 제2010-0009369호

- 의료용 입체 영상 검안기(기존방법)의 문제점 -

의료용 입체 시력 검사 장치는 도1과 같이 초점거리가 4.5m에 맞추어진 고정식 20" 이상의 MONITOR를 활용하여 제작되어 활용되고 있다. 이것은 4.5m 일정거리 이상의 먼 거리에서 만이 측정이 가능한 단점이 있으며, 입체 시력 검사 장치가 고정되어있어 입체 시력 검사 장치를 이동할 경우 장치 전체를 이동해야하는 불편함을 가지고 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 시력을 정확하고 종합적으로 검사할 수 있고, 이동이 용이하며 장소에 구애 받지 않는 GPR(Glass type Patterned Retarder)방식을 활용한 의료용 Potable 시력 검사용 입체 영상 디스플레이 장치(tablet 시력검사 입체 영상 디스프레이장치)를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명을 위해 3D 영상에서 기존 위상차에 의해 발생하는 고스트가 발생하지 않고 휴대가 편하며 사용하기 편리한 의료용 시력 검사용 입체 디스플레이장치 기능을 포함된 의료용 Potable 시력 검사용 입체 영상 디스플레이 장치(의료용 Tablet 시력검사 입체 영상 디스프레이장치)를 발명하는 것이다.

첫 번째 단계는 소형 Size의 GPR type의 3D Filter를 개발하는 것이며

두 번째 단계는 소형 Tablet PC에 맞는 위상차가 없는 Glass type의 Touch panel을 개발하는 것이며

세 번째 단계는 디스플레이를 보호하는 강화유리의 커버 Glass를 제작하는 것이다.

이것은 도 2 와 같이 보는 의료용 시력 검사용 영상을 표시하기 위한 디스플레이 패널과 특정 방향의 선편광을 투과시키는 편광 필름, 3D Filter를 구성하는 것이다. 더 바람직한 것은 Tablet PC 기능을 위해 의료용 시력 검사용 영상을 표시하기 위한 디스플레이 패널과 특정 방향의 선편광을 투과시키는 편광 필름, 3D filter로 구성된 부품위에 Glass type의 touch Panel을 부착하는 것이다.

그리고 더 바람직한 것은 디스플레이 패널과 합지된 Glass type의 touch Panel을 보호하기 위해 강화유리의 커버글라스를 부착하는 것이다 .

본 발명의 실시 예에 따른 Potable 검사용 입체 영상 디스플레이 장치(Tablet 시력검사 입체 영상 디스프레이장치)는 도 4와 같이 초점거리가 1m이내에서 감상 할 수 있는 3D 입체 영상 디스플레이 Panel과 위상차가 없는 Glass type의 Touch panel과 강화유리로 제작된 보호유리를 부착하여 Tablet 기능을 포함한 이동이 간편한 의료용 시력 검사용 입체 영상 디스플레이 장치를 상술한 목적을 달성할 수 있다.

상술한 구성에 의해, 본 발명은 고스트가 발생하지 않는 이동이 간편하면서 기존 검안기 장치의 성능과 동일한 일반적인 시력뿐만 아니라 양안 시차, 사시, 각막 곡률 등 눈에 대하여 종합적으로 검사할 수 있는 검안기를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 좌안 및 우안의 색상 차이를 제거하여 시력 검사의 정확성을 높일 수 있는 검안기를 제공 할 수 있다.

그리고 기존 Tablet 기능을 포함하고 있기 때문에 검안기로 사용하지 않을 경우에는 일반 Tablet PC로 전환하여 일반 3D 영상을 감상 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 의료용 입체 영상 디스플레이 시스템을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 의료용 입체 영상 디스플레이 패널을 적용한 검안기 System의 구성도 이다
도 3은 기존 Tablet PC의 구성도 이다.
도 4는 본 발명의 소형 Tablet 기능이 포함된 의료용 입체 영상 디스플레이 패널의 구성도이다.
도 5는 본 발명에 적용되는 유리 위상 지연 필터 제조 공정을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 적용되는 Tablet 기능이 포함된 의료용 입체 영상 디스플레이 패널의 제조 공정을 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 시력 검사용 입체 영상 디스플레이 장치 및 시스템의 실시예 들을 설명한다. 참고로, 아래에서 본 발명을 설명함에 있어, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성 요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 의료용 입체 영상 디스플레이 시스템을 개략적으로 도시하는 도면이고, 도 2는 본 발명의 의료용 디스플레이 패널에 표시될 수 있는 시력 검사 영상의 일예이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 의료용 입체 영상 디스플레이 시스템은 디스플레이 패널(110)과, 편광 필름(120)과, 위상 지연 필터(130)와, 편광 안경(140)을 포함한다. 여기서, 편광 필름(120), 위상 지연 패널(130) 및 편광 안경(140)은 디스플레이 패널(110)에 표시된 2차원의 시력 검사 영상을 좌안과 우안용 영상으로 공간분할하여 3차원의 입체 영상으로 만드는데 이용된다.

디스플레이 패널(110)은 2차원의 시력 검사 영상을 표시하기 위한 것으로, 액정디스플레이 패널(liquid crystal display panel), 유기 전계 발광 패널(organic electro-luminescence panel) 및 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel : PDP)을 포함할 수 있다.

디스플레이 패널(110)로 사용될 수 있는 액정 디스플레이 패널은 서로 마주하는 두 개의 기판, 예를 들면 어레이 기판과 대향 기판과 이들 두 기판 사이에 위치하는 액정 층을 포함한다.

액정 디스플레이 패널의 어레이 기판에는 제1 방향을 따라 연장된 다수의 게이트 배선과 제2 방향을 따라 연장된 다수의 데이터 배선이 교차하는 방식으로 매트릭스(matrix) 형태로 배치된 다수의 화소가 배치된다.

각 화소에는, 게이트 배선 및 데이터 배선이 연결된 스위칭 박막 트랜지스터가 형성되어 있으며, 이 스위칭 박막 트랜지스터는 화소 전극과 연결되어 있다. 한편, 화소 전극에 대응하여 공통전극이 형성된다. 화소 전극에 데이터 전압이 인가되고, 공통 전극에 공통 전압이 인가되면, 이들 사이에 전계가 형성되어 액정을 구동하게 된다.

이러한 디스플레이 패널(110)에는 화소 단위로 영상이 표시되는데, 편광 안경(140)의 좌 안경에 표시되는 영상을 좌안 영상(L)이라 하고, 편광 안경(140)의 우 안경에 표시되는 영상을 우안 영상(R)이라 한다. 이 좌안 영상(L)과 우안 영상(R)이 라인마다 교대로 표시될 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 디스플레이 패널(110)의 홀수 번째 행 라인에 좌안 영상(L)이 표시되고 짝수 번째 행 라인에는 우안 영상(R)이 표시될 수 있다.

편광 필름(120)은, 디스플레이 패널(110)의 액정 층을 투과하여 입사되는 빛에서 특정 방향의 선편광만을 투과시킨다. 편광 필름(120)은 디스플레이 패널(110)의 상면에 접착될 수 있다.

위상 지연 필터(130)는 편광 필름(120)에서 출사되는 선편광이 통과되도록 배치되며, 제1 영역(132)과 제2 영역(134)을 갖는다. 제1 영역(132)은 디스플레이 패널(110)의 좌안 영상(L)에 대응하며, 제2 영역(134)은 디스플레이 패널(110)의 우안 영상(R)에 대응한다. 물론, 이와 달리 제1 영역(132)이 디스플레이 패널(110)의 우안 영상(R)에 대응하고 제2 영역(134)이 디스플레이 패널(110)의 좌안 영상(L)에 대응할 수도 있다. 본 실시 예에서는 편의상 제1 영역(132)이 디스플레이 패널(110)의 좌안 영상(L)에 대응하고, 제2 영역(134)이 디스플레이 패널(110)의 우안 영상(R)에 대응하는 것으로 설명하고자 한다,

위상 지연 필터(130)의 제1 영역(132)과 제2 영역(134)은 위상 지연 패터닝 방향이 예를 들어 편광 필름(120)의 선편광 방향과 제1영역(132)은 45도, 제2영역(134)은 135도의 각도로 제1영역(132)의 위상지연축과 제2영역(134)의 위상지연축은 상호 수직이 되게 위상지연축을 가질 수 있으며, 위상 지연 필터(130)의 액정 두께를 조정하여 제1영역(132)과 제2영역(134)은 상호 그 출사각을 90도, 즉 전파장에 걸쳐 사분파장(λ/4) 만큼 지연된 위상을 얻는다.

편광 안경(140)은, 디스플레이 패널(110)에 표시된 영상을 입체 영상으로 느끼도록 하는 기능을 수행하기 위한 것으로, 좌안 안경 편광 필름(142)과 우안 안경 편광 필름(144)을 포함할 수 있다. 구체적으로 설명하면, 좌안 안경 편광 필름(142)은 예를 들면 수직 편광만을 통과시키고, 우안 안경 편광 필름(142)은 예를 들면 수평 편광만을 통과시킬 수 있다.

이에 따라, 편광 안경(140)을 착용한 관찰자는 예를 들면 좌안으로 좌안 영상(L)만을 보게 되고, 우안으로 우안 영상(R)만을 보게 되어 디스플레이 패널(110)에 표시된 영상을 입체영상으로 느끼게 된다.

즉, 편광 안경(140)이 좌안 안경 편광 필름(142)에서는 좌안 영상(L)만을 통과시키고 우안 안경 편광 필름(144)에서는 우안 영상(R)만을 통과시키므로, 사용자는 편광 안경(140)을 통해 입체 영상을 느낄 수 있다.

여기서, 도 2에 도시된 시력 검사 영상은 한 예로 사전 설정된 이미지일 수도 있고, 상황에 따라 다양한 이미지로 수정될 수 있다.

도 2에 도시된 시력 검사 영상이 디스플레이 패널(110)에 표시된다. 디스플레이 패널(110)에 표시된 시력 검사 영상은 편광 필름(120)에 특정 방향으로 선편광되어 출사된다.

디스플레이로부터 출사된 선편광 영상은 위상 지연 필터(130)를 투과하면서, 제1 영역(132)에서는 입사 방향에 대해 45도 회전한 영상이 출사되고, 제2 영역(134)에서는 입사 방향과 135도(또는 -45도) 방향으로 편광된 영상이 출사된다. 즉, 제1 영역(132)을 통과한 후의 광의 편광 상태는 관찰자 기준으로 좌원편광이고, 제2 영역(132)을 통과한 후의 광의 편광 상태는 우원편광이다.

위상 지연 필름(λ/4)에 편광필름이 부착된 편광 안경(140)에서, 좌안 안경 편광 필름(142)은 위상 지연 필터(130)의 제1 영역(132)에서 출사된 좌원편광만을 통과시키고, 우안 안경 편광 필름(144)은 위상 지연 필터(130)의 제1 영역(134)에서 출사된 우원편광만을 통과시키므로, 좌 안경에서는 좌안 영상이 그리고 우 안경에서는 우안 영상이 표시된다. 이에 의해 피검사자는 시력 검사 영상을 입체적으로 볼 수 있다.

도2는 의료용 영상 디스플레이 패널을 적용한 검안기 System의 구성도 이다

도3은 기존 Tablet PC의 구성도 이다.

도4는 본 발명의 소형 Tablet기능이 포함된 의료용 입체 영상 디스플레이 패널의 구성도이다.

도5는 본 발명에 적용되는 유리 위상 지연 필터의 제조 공정을 도시한 도면이다.

먼저, 유리 기판을 제공하고(S502), 유리 기판 위에 폴리머 등의 멤브레인을 코팅한다(S504). 코팅된 유리 기판을 건조하기 위해 소프트 베이킹을 수행한다(S506).

그 후 소프트 베이킹된 유리 기판 위에 표면 처리를 수행한다(S508). 표면처리는 광 배향 또는 러빙(Rubbing) 배향 방식을 이용하여 수행할 수 있다. 본 발명은 제1 영역(132)과 제2 영역(134)에 대해서 제1 영역(132)과 제2 영역(134)이 상호 수직 방향이 되게 광 배향 방식으로 패터닝을 수행하는 것이 바람직하다.

표면 처리된 유리 기판 위에 액정을 코팅한다(S510). 액정의 두께는 표면 처리에 의해 패터닝된 위상 지연 방향과 함께 그 출력이 사분파장(λ/4) 만큼 지연되도록 선택된다. 그 후 액정이 코팅된 표면을 광경화를 수행한다.(S512)

도 6은 본 발명에 적용되는 Tablet 기능이 포함된 입체 영상 디스플레이 패널의 제조 공정을 도시한 도면이다.

본 발명의 보호 범위는 이하 특허청구 범위에 의하여 해석되어야 마땅할 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것인 바, 본 발명과 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

110: 디스플레이 패널 120: 편광 필름
130: 위상 지연 필터 132: 제1 영역
134: 제2 영역 140: 편광 안경
142: 좌안 안경 편광 필름 144: 우안 안경 편광 필름
301:Touch panel 및 cover 302: TFT디스플레이 panel
401: 3D영상 디스프레이 PANEL 402:Glass type Touch panel
403:강화유리 보호 유리

Claims (4)

1. 디스플레이 패널 상에 배치하여 시력검사용 입체 영상을 표시하기 위한 위상지연 필터를 제조하는 방법으로서:
   유리 기판을 준비하는 단계;
   상기 유리 기판 상에 투명 멤브레인층을 형성하는 단계;
   피검사자의 편광안경의 좌안경에 표시될 좌안 영상을 투과시키는 제1 영역과 상기 피검사자의 상기 편광안경의 우안경에 표시될 우안 영상을 투과시키는 제2 영역이 시력검사용 영상을 표시하는 상기 디스플레이 패널의 화소단위 행에 대응하여 교대로 배치되도록, 상기 유리 기판 상에 형성된 상기 투명 멤브레인층을 표면처리하는 단계; 및
   표면처리된 상기 투명 멤브레인층 상에 투명 액정층을 소정의 두께로 형성하는 단계를 포함하는, 시력검사용 입체 영상을 표시하기 위한 위상지연 필터의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 표면처리는, 상기 투명 멤브레인층의 표면을, 광 배향 방식의 패터닝 또는 러빙(rubbing) 가공하는 것을 포함하는, 시력검사용 입체 영상을 표시하기 위한 위상지연 필터의 제조 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 투명 액정층의 두께는, 상기 투명 멤브레인층과 상기 투명 액정층을 투과한 상기 좌안 영상과 상기 우안 영상의 위상차가 사분파장(λ/4)만큼 발생하도록 선택되는 것을 특징으로 하는, 시력검사용 입체 영상을 표시하기 위한 위상지연 필터의 제조 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 유리 기판 상에 형성된 상기 투명 멤브레인층을 표면처리하는 단계 전에, 상기 유리 기판을 베이킹하는 단계와,
   상기 투명 액정층을 소정의 두께로 형성하는 단계 이후에, 상기 투명 액정층을 광경화하는 단계를 더 포함하는, 시력검사용 입체 영상을 표시하기 위한 위상지연 필터의 제조 방법.

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