KR101993338B1 - 3차원 영상 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 2D 화상을 표시하는 표시소자와; 상기 표시소자의 중앙부을 기준으로 사용자의 위치를 감지하여 상기 화상 표시소자의 구동회로로 사용자의 위치 정보를 송출하는 사용자 위치 감지수단과; 상기 표시소자 전면에 구비되며 상기 표시소자를 n개의 뷰(view) 영역으로 구분되도록 하는 뷰(view) 영역 분리 수단을 포함하며, 상기 표시소자에 부여되는 뷰 영역은 상기 사용자 위치 감지수단에 의해 송출되는 사용자의 위치 정보를 반영하여 사용자가 이동 시 재배치되는 것이 특징인 3D 영상 표시장치를 제공한다.

Description

3차원 영상 표시장치{3D image display device}

본 발명은 3D 영상 표시장치에 관한 것으로, 특히 다중 뷰(view) 중첩 구조에서 경계영역을 선택적으로 확장하여 최외측에 위치하는 뷰(view) 영역에서의 3D 영상 표시품질을 향상시킬 수 있는 3D 영상 표시장치에 관한 것이다.

근래들어 입체성을 가져 더욱 실감있는 영상을 표현하기 위한 즉 3차원 영상 구현이 가능한 표시장치에 대한 사용자들의 요구가 증대됨으로써 이에 부응하여 3차원 영상 표현이 가능한 표시장치가 제품화되고 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 영상 구현에 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 특수안경 등을 필요로 하지 않고 좌/우안용 스테레오이미지(stereo image)를 각각 분리하여 볼 수 있게 함으로서 3차원 영상을 구현하는 방식인 패러랙스 배리어 방식이 최근 들어 주목받고 있다.

도 1은 종래의 패러랙스 배리어 방식의 3차원 영상 표시장치를 나타내 개념도이다.

도면을 참조하면, 상기 패러랙스 배리어 방식의 3차원 영상 표시장치(11)는 2D 화상 표시장치(15) 예를들면 액정표시장치와, 상기 2D 화상 표시소자(15)와 마주하며 세로 혹은 가로방향으로 배열된 슬릿 형태의 개구부를 가져 사용자의 우안에 대해서는 좌안으로 입사되어야 할 영상을 차단하고, 좌안에 대해서는 우안으로 입사되어야 할 영상을 차단하는 것을 특징으로 하는 패러랙스 배리어 기판(30)을 포함하여 구성되고 있다.

따라서 이러한 패러랙스 배리어 기판(30)을 포함하는 구성에 의해 양안시차에 의해 최종적으로 사용자가 2D 영상을 표시하는 표시소자(15)로부터 3D 영상을 볼 수 있게 된다.

이러한 패러랙스 배리어 기판(30)을 구비한 3D 영상 표시장치(11)는 3D 영상을 시청할 수 있는 뷰(view) 영역이 정해지고 있다.

도 2는 종래의 패러랙스 배리어 타입 3D 영상 표시장치에 있어 9뷰(view) 영역을 갖는 경우 표시장치의 각 뷰(view) 영역의 배치를 나타낸 것이며, 도 3은 종래의 패러랙스 배리어 타입 3D 영상 표시장치를 사용자가 바라보는 경우 3D 시청이 가능한 9뷰(view) 영역을 도시한 도면이다.

도시한 바와같이, 종래의 패러랙스 배리어 타입 3D 영상 표시장치(11)는 3D 영상 시청이 가능한 뷰(view) 영역이 정해지며, 일례로 9개의 뷰(view) 영역을 갖는 경우 사용자는 서로 이웃한 뷰(view) 영역에 사용자의 양안이 위치함으로서 3D 영상을 시청할 수 있다.

이때, 패러랙스 배리어 타입 3D 영상 표시장치의 2D 영상 표시장치는 화상을 표시영역을 9개로 분리시켜 각 뷰(view) 영역에서 보게되는 화상을 표시하게 된다.

따라서 사용자는 일례로 1 뷰(view) 영역에 위치하는 경우, 도면에서 1이라고 표시된 부분의 화상만을 볼 수 있으며, 나머지 2 내지 9 라 표시된 부분의 화상은 패러랙스 배리어 기판(30)에 의해 차단되어 볼 수 없다.

한편, 이러한 구성을 갖는 종래의 패러랙스 배리어 타입 3D 영상 표시장치(11)에 있어 사용자는 서로 이웃한 뷰(view) 영역 일례로 1 및 2 영역에 사용자의 양안이 위치하는 영역에 위치함으로서 좌안(또는 우안)으로는 1뷰(view) 영역의 화상이 우안(또는 좌안)으로는 2뷰(view) 영역의 화상이 입사되어 양안 시차 구현에 의해 3D 영상을 시청할 수 있다.

이러한 방법에 의해 3D 영상 시청을 할 수 있는 종래의 패러랙스 배리어 타입 3D 영상 표시장치(11)의 경우, 연속된 1뷰(view) 내지 9뷰(view) 영역을 하나의 시역 그룹(gr1, gr2)으로 하며 3D 영상 시청이 가능한 좌우 시야각 범위 내에서 주기적으로 반복 배치되고 있다.

이러한 종래의 패러랙스 배리어 타입 3D 영상 표시장치(11)의 경우, 사용자가 동일한 시역 그룹(gr1, gr2) 내에서 이동하면서 표시영역을 바라보는 경우, 서로 이웃한 2개의 뷰 영역을 하나의 영역으로 하여 총 8개의 영역, 즉 9-8뷰 영역, 8-7뷰 영역, ..... , 3-2 뷰 영역 및 2-1 뷰 영역에서 정상적인 3D 영상을 시청할 수 있다.

하지만, 사용자가 첫 번째 시역 그룹(gr1)에서 두 번째 시역 그룹(gr2)으로 이동하며 시청하는 경우, 시역그룹(gr1, gr2) 간 경계에서는 정상적인 3D 영상을 시청하지 못하게 됨을 알 수 있다.

각 시역 그룹(gr1, gr2)에서는 1 내지 9 뷰(view) 영역이 배치되며, 이러한 배치가 주기적으로 반복됨으로서 각 시역그룹(gr1, gr2) 간 경계에서는 1뷰(view) 영역과 9뷰(view) 영역이 위치하게 되며, 이 경우 서로 이웃한 뷰(view) 영역이 아니므로 정상적인 3D 영상이 아닌 역상의 3D 영상이 표시되거나, 블러 현상이 심하게 나타나게 되어 3D 영상 표시품질이 저하된 영상을 시청하게 되거나, 또는 3D 영상이 구현되지 않는 문제가 발생되고 있다.

따라서, 3D 영상 시청 가능한 좌우시야각 내에 위치하더라도 부분적으로 각 시역 그룹(gr1, gr2)간 경계에서는 정상적인 3D 영상을 시청할 수 없는 부분이 발생됨으로서 3D 영상 표시품질을 저하시키고 있는 실정이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 3D 영상 시청을 위한 좌우시야각 범위 내에서 3D 영상이 깨지는 등의 문제없이 3D 영상 시청이 가능한 3D 영상 표시장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 표시장치는, 2D 화상을 표시하는 표시소자와; 상기 표시소자의 중앙부을 기준으로 사용자의 위치를 감지하여 상기 화상 표시소자의 구동회로로 사용자의 위치 정보를 송출하는 사용자 위치 감지수단과; 상기 표시소자 전면에 구비되며 상기 표시소자를 n개의 뷰(view) 영역으로 구분되도록 하는 뷰(view) 영역 분리 수단을 포함하며, 상기 표시소자에 부여되는 뷰 영역은 상기 사용자 위치 감지수단에 의해 송출되는 사용자의 위치 정보를 반영하여 사용자가 이동시 재배치되는 것이 특징이다.

이때, 상기 표시소자는 사용자의 이동에 의해 뷰 영역이 재배치됨으로서 사용자는 최초 위치한 영역에서 시청하는 뷰 영역이 이동한 위치에서도 동일한 뷰 영역이 되어 동일한 품질의 3D 영상이 시청 가능한 것이 특징이다.

그리고, 상기 사용자 위치 감지수단은 일정한 화각을 갖는 카메라이며, 상기 카메라의 화각은 상기 3D 영상 표시장치의 3D 영상 시청 가능한 좌우시야각 범위보다 크거나 같은 것이 특징이다.

이때, 상기 카메라의 화각 범위내에서 상기 사용자 위치 감지수단에 의해 뷰 영역이 재배치되는 것은 사용자의 선택에 의해 조절될 수 있으며, 상기 사용자의 선택은 화각 내의 사용자의 이동 거리에 따른 각도 상한치이며 상기 상한치 조절에 의해 사용자의 이동이 화각 범위내에서 상기 상한치 이상이면 뷰 영역의 재배치는 발생되지 않고, 상기 상한치 보다 작은 경우 뷰 영역의 재배치가 발생되는 것이 특징이다.

또한, 상기 뷰(view) 영역 분리 수단은 개구부와 배리어가 교대하여 배치되는 패러랙스 배리어 기판이거나, 또는 다수의 렌티큘라 렌즈를 포함하는 렌티큘라 판인 될 수 있다.

그리고, 상기 다수의 렌티큘라 렌즈와 개구부 및 배리어는 는 상기 표시소자에 구비되는 서브픽셀의 종방향을 기준으로 제 1 각도 기울어져 배치되는 것이 특징이며, 상기 제 1 각도는

(단 M, N은 자연수, Pa와 Pb는 각각 서브픽셀의 단방향 및 장방향의 피치)의 식으로 표시되는 것이 특징이다.

또한, 상기 표시소자는 액정표시장치 또는 유기전계 발광소자인 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 표시장치는 n개의 뷰(view)를 하나의 시역 그룹으로 하여 다수의 시역그룹이 좌우 시야각 범위에 반복 배치되더라도 각 시역그룹간 경계 부분에 있어서도 정상적인 3D 영상 시청이 가능하므로 좌우 시야각 전 범위내에서 3D 영상 깨짐없이 우수한 3D 영상 표시품질을 갖는 3D 영상 표시장치를 제공하는 효과가 있다.

나아가 3D 영상 시청을 위한 좌우시야각 범위가 확대되는 효과를 갖는다.

도 1은 종래의 패러랙스 배리어 방식의 3차원 영상 표시장치를 나타내 개념도.
도 2는 종래의 패러랙스 배리어 타입 3D 영상 표시장치에 있어 9 뷰(view) 영역을 갖는 경우 표시장치의 각 뷰(view) 영역의 배치를 나타낸 도면.
도 3은 종래의 패러랙스 배리어 타입 3D 영상 표시장치를 사용자가 바라보는 경우 3D 시청이 가능한 9 뷰(view) 영역을 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 3D 영상 표시장치의 개략적인 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 표시장치에 구비되는 사용자 위치 감지수단 및 이의 화각을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 표시장치에 구비되는 사용자 위치 감지수단에 있어 이의 화각 내에 하나의 시역 그룹만이 배치된 것을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 표시장치에 있어 사용자 위치 감지수단의 사용자 이동 감지에 의한 뷰 영역의 재 배치를 나타낸 개념도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 표시장치에 있어 사용자 위치 감지수단의 사용자 이동 감지에 의한 시역 그룹 간 경계영역에서의 뷰 영역의 재 배치를 나타낸 개념도.
도 9는 다중 뷰(view) 영역을 갖는 3D 영상 표시장치에서 각 뷰(view) 영역에 출력되는 3D 영상을 도식적으로 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 실시예의 변형예에 따른 3D 영상 표시장치의 개략적인 사시도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 표시장치의 개략적인 사시도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 3D 영상 표시장치(101)는, 다수의 서브픽셀(R, G, B)이 배치된 것을 특징으로 하는 2D 영상 표시소자(120)가 구성되어 있으며, 이의 그 전면에 패러랙스 배리어 기판(130)이 구성되고 있으며, 본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 표시장치(101)에 있어 가장 특징적인 구성으로서 상기 표시소자(120) 상부에 사용자의 위치를 감지하여 상기 표시소자(120) 내부에 구비되는 구동회로(미도시)에 사용자의 위치 정보를 송출하는 것을 특징으로 하는 사용자 위치 감지수단(140) 일례로 카메라가 구비되고 있다.

이때, 상기 표시소자(120)는 경량박형을 특징으로 하는 평판 표시소자인 것이 바람직하며 일례로 액정표시장치 또는 유기전계 발광소자가 될 수 있다.

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, 유기전계 발광소자는 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.

이러한 구성을 갖는 표시소자(120)에 대해 이의 전면에 구비된 패러랙스 기판(130)의 구조를 살펴보면, 상기 패러랙스 배리어 기판(130)은 빛을 투과시키는 개구부(130a)와 상기 개구부(130a) 사이로 빛을 차단하는 배리어(130b)를 구비하고 있으며, 이때 상기 개구부(130a) 및 배리어(130b)는 각각 상기 서브픽셀(R, G, B)의 종방향(y방향)에 대해 평행하거나 또는 제 1 각도(θ)를 갖고 기울어진 형태로 배치되고 있는 것이 특징이다.

그리고, 상기 패러랙스 배리어 기판(130)의 상기 개구부(130a) 및 배리어(130b)의 상기 서브픽셀(R, G, B)의 횡방향(x방향)으로의 수평폭(w)은 상기 서브픽셀(R, G, B)의 단축폭의 정수배인 것이 특징이다.

한편, 이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 표시장치(101)는 상기 패러랙스 배리어 기판(130)에 구비되는 개구부(130a) 및 배리어(130b)가 상기 서브픽셀의 종방향을 기준으로 제 1 각도(θ) 기울어져 배치된 구성을 가짐으로서 3D 영상 시청을 위한 뷰(view) 수를 조절 할 수 있다.

한편, 상기 패러랙스 배리어 기판(130)에 있어서 상기 개구부(130a) 및 배리어(130b)의 서브픽셀(R, G, B)의 종방향(y방향)을 기준으로 기울어진 제 1 각도 θ는,

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라는 식으로 표현될 수 있다.

이때 Pa는 서브화소(R, G, B)의 단축피치, Pb는 서브화소(R, G, B)의 장축피치이며, 상기 M과 N은 각각 임의의 자연수로서 상기 개구부(130a) 및 배리어(130b)(115)가 다수의 서브화소(R, G, B)를 하나의 그룹으로 하고, 하나의 그룹을 정확히 대각방향으로 꼭지점을 관통했을 때의 상기 그룹 내의 서브화소(R, G, B) 단축방향(x방향)으로의 서브화소(R, G, B) 개수 및 서브화소(R, G, B) 장축방향(y방향)으로의 서브화소(R, G, B)의 개수로 정의되며, 상기 M과 N은 M/N ≤ 2의 값을 만족하는 것이 일반적이다.

일례로 패러랙스 배리어 기판(130)의 경우, 상기 M/N 값이 2라 가정할 때, 상기 제 1 각도인 θ값은, 표시소자인 액정표시장치 내의 서브픽셀(R, G, B)의 경우 장축피치(Pb)가 단축피치(Pa)의 3배 정도가 되므로, 상기 식에 의하면 θ= tan^-1(1/6)이 되어 9.46ㅀ가 됨을 알 수 있다.

이때, 상기 하나의 그룹 내부에 위치하는 다수의 서브화소(R, G, B)에 부여된 숫자는 상기 패러랙스 배리어 기판(130)의 개구부(130a) 및 배리어(130b)를 상기 제 1 각도(θ)로 기울여 배치한 3D 영상 표시장치(101)의 3D 영상 시청이 가능한 영역으로 정의되는 뷰(view)의 개수가 되며, 각 뷰(view)에 부여된 숫자는 각 뷰(view) 영역에서 3D 영상 시청 시 보여지는 서브화소(R, G, B)가 된다.

뷰(view) 수의 변화는 상기 패러랙스 배리어 기판(130)에 구비되는 개구부(130a) 및 배리어(130b)를 서브픽셀(R, G, B)의 종 방향(y방향)을 기준으로 소정의 각도를 갖도록 배치한 구조 즉, 슬랜티드(slanted) 구조를 적용하여 이루어지게 된다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 표시장치(101)에 있어서 가장 특징적인 구성인 상기 사용자 위치 감지수단(140)은 상기 표시소자(120)를 구동시키는 구동회로(미도시)와 연결되고 있으며, 이러한 사용자 위치 감지수단(140)으로부터 얻게되는 사용자의 위치정보를 상기 표시소자(120)의 구동회로(미도시)에 전달함으로서 상기 표시소자(120)의 표시영역에 부여되는 데이터 신호 전압을 변조시킬 수 있는 것이 특징이다.

이러한 사용자 위치 감지수단(140)은 일례로 카메라(이하 사용자 위치 감지수단을 카메라(140)라 칭함)인 경우, 상기 카메라(140)를 통해 물체를 보게되는 화각이 존재하며 화각 외측에 위치하는 물체는 인식할 수 없다.

따라서, 도 5(본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 표시장치에 구비되는 사용자 위치 감지수단 및 이의 화각을 도시한 도면)상기 카메라(140)의 화각의 크기를 2α라 정의하면, 상기 카메라(140)의 화각 범위 내에는 3D 영상 시청을 위한 좌우시야각 범위가 포함되며, 상기 좌우시야각 범위에는 다수의 시역 그룹(gr1, gr2, gr3)이 배치된다.

한편, 3D 영상 표시장치(101)에 구성되는 패러랙스 배리어 기판(130)은 이미 개구부(130a)와 배리어(130b)의 폭과 제 1 각도(θ)가 결정되었으므로 뷰(view) 영역의 개수는 정해진 상태가 된다.

상기 카메라(140)의 화각과 3D 영상 표시장치(101)의 3D 영상 시청 가능한 좌우시야각을 일치시켰다고 가정하고, 도 6(본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 표시장치에 구비되는 사용자 위치 감지수단에 있어 이의 화각 내에 하나의 시역 그룹만이 배치된 것을 도시한 도면)과 같이, 좌우시야각 범위에 하나의 시역 그룹(gr1)만이 존재하는 경우, 상기 카메라(140)의 화각 크기인 2α를 상기 시역그룹(gr1) 내에 존재하는 뷰(view)수 일례로 9로 나누게 되면, 각 뷰(view) 영역 별로 소정 각도(2α/9)가 분배될 수 있다.

이때, 카메라(140)는 사용자를 상기 표시소자(120)의 표시영역의 중앙부 정면을 기준으로 하여 사용자의 위치를 파악할 수 있다.

그리고, 이렇게 사용자의 위치 정보를 기준으로 사용자가 지금 어느 화각 범위에 있음이 파악됨으로서 화각 내의 뷰(view) 영역별로 나뉘어진 각도와 비교함으로서 실질적으로 사용자가 어떠한 뷰(view) 영역에서 3D 영상을 시청하고 있는지를 알 수 있게 된다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 표시장치(101)에 있어서는 이렇게 사용자의 위치 파악이 가능한 상기 카메라(140)를 구비함으로서 카메라(140)를 통해 얻게 되는 사용자의 위치 정보를 상기 표시소자(120)에 반영하여 화상 데이터 신호를 변조하여 더욱 정확히는 데이터 신호가 입력되는 서브픽셀(R, G, B)의 위치를 변경하여 사용자가 화각 내에서 이동하는 경우 동일한 3D 영상 품질을 갖는 3D 영상을 시청할 수 있는 것이 특징이다.

사용자가 움직임 없이 최초 선택된 서로 이웃하는 2개의 뷰(view) 영역에서 시청하는 경우 표시소자(120)에 정의된 각 뷰(view)영역에 정상적으로 화상정보를 인가함으로서 사용자는 지속적으로 동일한 뷰(view) 영역에서 정상적인 3D 영상을 시청할 수 있다.

한편, 사용자가 최초 위치에서 이동하는 경우, 카메라(140)는 사용자의 위치 파악을 하게 되며, 사용자가 움직임으로서 변경된 사용자의 위치에 대한 화각 내에서의 각도 범위 내의 뷰(view) 영역으로 환산한다.

그리고 이러한 정보를 표시소자(120)의 구동회로로 인가하게 되면, 상기 표시소자(120)의 구동회로에서는 카메라(140)로부터 인가받은 정보를 바탕으로 표시영역에 인가되는 화상 데이터 신호의 서브픽셀 별 위치를 바뀌어 인가함으로서 사용자는 지속적으로 최소 뷰(view) 영역에서 바라보는 3D 영상을 시청하게 된다.

즉, 도 7(본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 표시장치에 있어 사용자 위치 감지수단의 사용자 이동 감지에 의한 뷰 영역의 재 배치를 나타낸 개념도)을 참조하면, 최초 사용자가 위치하는 영역 더욱 정확히 사용자의 양안이 위치하는 영역이 5, 4 뷰(view) 영역이라 할 때, 사용자가 그 위치를 이동하여 4, 3 뷰(view) 영역이 된다하더라도 본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 표시장치는 상기 카메라(140)가 사용자의 위치를 파악하여 표시소자(120)의 구동회로로 위치정보를 인가하고, 각 서브픽셀에 배치되는 뷰(view) 영역을 재배치하여 상기 사용자가 현재 바라보는 4, 3 뷰(view) 영역을 5, 4 뷰(view) 영역이 되도록 하여 최종적으로 사용자는 최초 위치 기준으로 이동하여 4, 3 뷰(view) 영역에 위치한다 하더라도 실질적으로 뷰 영역 재배치에 의해 5, 4 뷰(view) 영역에 위치하는 것이 되므로 여전히 5, 4 뷰(view) 영역에 인가되는 3D 화상을 보게 되는 것이다.

이 경우, 사용자는 지속적으로 동일한 3D 영상 품질을 갖는 3D 영상을 시청할 수 있다.

이러한 발명의 원리를 카메라(140)의 화각 내에 다수의 시역 그룹이 존재하는 3D 영상 표시장치로 확대 적용하게 되면, 도 8(본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 표시장치에 있어 사용자 위치 감지수단의 사용자 이동 감지에 의한 시역 그룹 간 경계영역에서의 뷰 영역의 재 배치를 나타낸 개념도)사용자가 제 2 시역 그룹의 9, 8 뷰(view) 영역에서 3D 영상 시청을 하다가 이동하여 제 1 시역 그룹의 1 뷰(view) 영역과 제 2 시역 그룹의 9 뷰(view) 영역에 위치하게 되는 경우도, 동일한 원리에 의해 상기 카메라(140)의 사용자의 우치 파악에 의한 사용자 위치 정보가 표시소자(120)의 구동회로로 인가되며, 상기 구동회로에서 뷰(view) 영역을 재배치함에 의해 사용자는 여전히 제 2 시역그룹(gr2)의 9, 8 뷰(view)를 통해 3D 영상을 시청하게 됨으로서 각 시역 그룹(gr1, gr2)간 경계에서도 여전히 우수한 표시품질을 갖는 3D 영상을 시청할 수 있게 되는 것이 특징이다.

도 9는 다중 뷰(view) 영역을 갖는 3D 영상 표시장치에서 각 뷰(view) 영역에 출력되는 3D 영상을 도식적으로 나타낸 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 표시장치에 있어 1 뷰(view) 영역에서 9 뷰(view) 영역은 실질적으로 하나의 대상물을 모두 다른 각도 즉 제 1 영역, 제 2 영역, ...... , 제 n 영역에서의 바라본 영상이 나오게 되고, 사용자는 이중 선택적으로 양안시차 간에 간격을 갖는 서로 이웃한 2개의 뷰(view) 영역에서 화상을 바라보게 됨으로서 입체성을 느끼게 된다.

따라서, 사용자가 어떤 뷰(view) 영역을 선택하느냐에 따라 보게되는 3D 영상은 차이를 갖게 되며, 이러한 원리에 입각할 때, 사용자는 9뷰(view)를 갖는 3D 영상 표시장치를 시청하는 경우 8가지의 서로 다른 입체성을 갖는 영상을 볼 수 있다.

한편, 도 4 내지 도 9를 참조하면, 전술한 본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 표시장치(101)의 경우, 사용자가 최초 위치하는 뷰(view) 영역을 통해 구현되는 3D 영상을 지속적으로 시청함으로서 사용자의 3D 영상 선택의 폭이 저감된다고 느낄 수도 있다.

하지만, 본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 표시장치(101)는 사용자가 최초 뷰(view) 영역 선택을 하게 되면 사용자가 원하는 뷰(view) 영역에서의 시청이 가능하므로, 3D 영상 선택의 폭은 종래의 3D 영상 표시장치와 동일한 수준이 된다 할 것이다.

한편, 전술한 본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 표시장치(101)는 사용자의 선택에 의해 사용자의 이동 시 표시소자(120)의 뷰 영역이 사용자의 이동 위치를 반영하여 재배치가 되도록 하거나 또는 재배치가 되지 않도록 조절할 수 있는 것이 특징이다.

이때, 상기 사용자의 선택은 화각 내의 사용자의 이동 거리에 따른 각도 변화의 상한치이며, 상기 사용자의 이동에 의한 화각 내의 각도 변화 상한치 조절에 의해 사용자의 이동이 화각 범위내에서 상한치 이상이면 뷰 영역의 재배치는 발생되지 않고, 상기 상한치 보다 작은 경우 뷰 영역의 재배치가 발생되지 않도록 할 수 있다.

따라서, 이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 표시장치(101)는 미리 카메라(140)의 화각 범위 내에서 사용자의 이동 범위에 대한 상한치를 설정하게 되면, 사용자가 화각 내에서 상한치 이상의 각도로 이동하는 경우는 최초 사용자의 위치의 뷰(view) 영역에서 바라보는 3D 영상을 시청하게 되지 않고, 이동된 위치에서의 변경된 뷰(view) 영역에서 3D 영상을 시청할 수도 있으므로 사용자의 3D 영상 선택의 폭은 동일한 수준이 된다 할 것이다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 표시장치의 경우, 시역 그룹간의 경계에 대응해서도 3D 영상이 역상이 되거나 3D의 깨짐 등이 발생되지 않으므로 3D 표시 품질을 향상시키며, 나아가 3D 시청 가능한 좌우시야각을 확장시키는 효과를 갖는다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 표시장치(101)는 그 변형예로서 도 10(본 발명의 실시예의 변형예에 따른 3D 영상 표시장치의 개략적인 사시도)에 도시한 바와같이, 패러랙스 배리어 기판(도 4의 130)을 대신하여 다수의 렌티큘러 렌즈(235)를 포함하는 렌티큘러 판(231)이 구비될 수도 있다.

이러한 변형예에 따른 3D 영상 표시장치(201)의 경우도 상기 렌티큘러 판(231)에 구비되는 렌티큘라 렌즈(235)의 각도와 폭을 변경함으로서 뷰(view) 수를 조절할 수 있다.

이때, 상기 렌티큘라 렌즈(235)의 폭과 표시소자(220) 대비 기울어진 정도는 상기 실시예에 따른 패러랙스 배리어 기판(130)의 개구부(130a)와 배리어(130b)의 폭과 제 1 각도와 동일하게 적용될 수 있다.

그 이외의 구성은 본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 표시장치와 동일하므로 구체적인 구성요소에 대한 설명은 생략한다.

본 발명은 상술한 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

101 : 3D 영상 표시장치
120 : 2D 화상 표시소자
130 : 패러랙스 배리어 기판
130a : 개구부
130b : 배리어
140 : 사용자 위치 감지수단

Claims (11)

1. 2D 화상을 표시하는 표시소자와;
   상기 표시소자의 중앙부을 기준으로 사용자의 위치를 감지하여 상기 화상 표시소자의 구동회로로 사용자의 위치 정보를 송출하는 사용자 위치 감지수단과;
   상기 표시소자 전면에 구비되며 상기 표시소자를 n개의 뷰(view) 영역으로 구분되도록 하는 뷰(view) 영역 분리 수단
   을 포함하며,
   상기 표시소자에 부여되는 뷰 영역은 상기 사용자 위치 감지수단에 의해 송출되는 사용자의 위치 정보를 반영하고,
   상기 사용자가 제1위치로부터 제2위치로 이동한 경우,
   상기 사용자의 이동이 각도변화 상한치 미만이면, 뷰 영역의 재배치가 발생되어 상기 사용자는 상기 제1위치에 대응되는 최초 뷰 영역의 3D 영상을 시청하고,
   상기 사용자의 이동이 상기 각도변화 상한치 이상이면, 뷰 영역의 재배치가 발생되지 않아서 상기 사용자는 제2위치에 대응되는 변경 뷰 영역의 3D 영상을 시청하는 것이 특징인 3D 영상 표시장치.
   
2. 제 1 항에 있어서.
   상기 표시소자는 사용자의 이동에 의해 뷰 영역이 재배치됨으로서 사용자는 최초 위치한 영역에서 시청하는 뷰 영역이 이동한 위치에서도 동일한 뷰 영역이 되어 동일한 품질의 3D 영상이 시청 가능한 것이 특징인 3D 영상 표시장치.
   
3. 제 1 항에 있어서.
   상기 사용자 위치 감지수단은 일정한 화각을 갖는 카메라인 것이 특징인 3D 영상 표시장치.
   
4. 제 3 항에 있어서.
   상기 카메라의 화각은 상기 3D 영상 표시장치의 3D 영상 시청 가능한 좌우시야각 범위보다 크거나 같은 것이 특징인 3D 영상 표시장치.
   
5. 제 4 항에 있어서.
   상기 카메라의 화각 범위내에서 상기 사용자 위치 감지수단에 의해 뷰 영역이 재배치되는 것은 사용자의 선택에 의해 조절될 수 있는 것이 특징인 3D 영상 표시장치.
   
6. 제 5 항에 있어서.
   상기 사용자의 선택은 화각 내의 사용자의 이동 거리에 따른 상기 각도변화 상한치인 것이 특징인 3D 영상 표시장치.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 뷰(view) 영역 분리 수단은 개구부와 배리어가 교대하여 배치되는 패러랙스 배리어 기판이거나, 또는 다수의 렌티큘라 렌즈를 포함하는 렌티큘라 판인 3D 영상 표시장치.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 다수의 렌티큘라 렌즈와 개구부 및 배리어는 상기 표시소자에 구비되는 서브픽셀의 종방향을 기준으로 제 1 각도 기울어져 배치되는 것이 특징인 3D 영상 표시장치.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 제 1 각도는
   

   

   (단 M, N은 자연수, Pa와 Pb는 각각 서브픽셀의 단방향 및 장방향의 피치)
   의 식으로 표시되는 것이 특징인 포함하는 3D 영상 표시장치.
   
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시소자는 액정표시장치 또는 유기전계 발광소자인 3D 영상 표시장치.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용자가 제p 및 제(p+1) 뷰 영역에 대응되는 상기 제1위치로부터 제q 및 제(q+1) 뷰 영역에 대응되는 상기 제2위치로 이동한 경우(1≤p, q≤(n-1)),
    상기 사용자의 이동이 상기 각도변화 상한치 미만이면, 상기 사용자는 상기 제2위치에서 상기 제p 및 제(p+1) 뷰 영역의 3D 영상을 시청하고,
    상기 사용자의 이동이 상기 각도변화 상한치 미만이면, 상기 사용자는 상기 제2위치에서 상기 제q 및 제(q+1) 뷰 영역의 3D 영상을 시청하는 것이 특징인 3D 영상 표시장치.
    

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