KR102268291B1 - Video display apparatus - Google Patents

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    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/22—Processes or apparatus for obtaining an optical image from holograms
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Abstract

실시예에 따른 영상 표시장치는 백라이트 유닛과, 백라이트 유닛으로부터 출사된 광의 위상을 변조하는 제1 공간 광변조기와, 상기 제1 공간 광 변조기로부터 출사된 광의 진폭을 변조하는 제2 공간 광변조기와, 상기 제2 공간 광변조기로부터 출사된 광을 편광시키는 편광기와, 상기 편광기로부터 출사된 광을 시청자 사이의 공간 내의 적절한 위치에서 초점을 교정하는 수렴 렌즈와, 상기 수렴 렌즈으로부터 출사된 광을 시청자가 위치에 따라 입체 영상의 초점을 편향시켜주는 아이-트래커를 포함한다.
실시예는 공간 광변조기를 위상을 변조하는 제1 공간 광변조기와 진폭을 변조하는 제2 공간 광변조기로 분리하여 구성함으로써, 2D, 3D 전환을 용이하게 수행할 수 있게 된다.An image display device according to an embodiment includes a backlight unit, a first spatial light modulator for modulating a phase of light emitted from the backlight unit, and a second spatial light modulator for modulating an amplitude of light emitted from the first spatial light modulator; A polarizer that polarizes the light emitted from the second spatial light modulator, a converging lens that corrects the focus of the light emitted from the polarizer at an appropriate position in the space between the viewers, and the light emitted from the converging lens is positioned by the viewer It includes an eye-tracker that deflects the focus of the stereoscopic image according to the
In the embodiment, 2D and 3D conversion can be easily performed by separating the spatial light modulator into a first spatial light modulator for modulating a phase and a second spatial light modulator for modulating an amplitude.

Description

영상 표시장치{VIDEO DISPLAY APPARATUS}Video display device {VIDEO DISPLAY APPARATUS}

실시예는 영상 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2D, 3D 전환이 가능한 영상 표시장치에 관한 것이다.The embodiment relates to an image display device, and more particularly, to an image display device capable of switching between 2D and 3D.

최근 3차원(3D: Three Dimension) 영상과 영상 재생 기술에 대한 연구들이 활발히 이루어지고 있다. 3차원 영상 관련 미디어는 시각 정보의 수준을 한 차원 더 높여주는 새로운 개념의 실감 영상 미디어로서 차세대 영상장치를 주도할 것으로 예상된다. 기준의 2차원 영상 시스템은 평면 영상을 제공하지만 3차원 영상 시스템은 물체가 가지고 있는 실제 이미지 정보를 관찰자에게 보여주는 관점에서 궁극적인 영상 구현 기술이라고 할 수 있다.Recently, studies on three-dimensional (3D) images and image reproduction technologies are being actively conducted. 3D image-related media is expected to lead the next-generation imaging device as a new concept of immersive image media that raises the level of visual information. The standard 2D imaging system provides a flat image, but the 3D imaging system is the ultimate image realization technology from the viewpoint of showing the actual image information of an object to an observer.

3차원 입체 영상을 재생하기 위한 방법으로는 크게, 안경방식, 무안경 방식, 체적형 방식, 홀로그래피 및 직접영상 등의 방법들이 개발되고 있다. 이 중에서 홀로그래피 방식은 레이저를 이용하여 제작한 홀로그래피를 관측시 특수 안경을 장착하지 않고도 실물과 가장 유사하게 입체감을 느낄 수 있는 방식이다. 따라서, 홀로그래피 방식은 입체감이 뛰어나며 단안으로도 입체감을 느낄 수 있는 특징이 있어, 관측자가 피로감 없이 입체 영상을 느낄 수 있는 가장 이상적인 방식으로 알려져 있다.As a method for reproducing a 3D stereoscopic image, methods such as a glasses method, a glasses-free method, a volume type method, holography, and a direct image are largely being developed. Among them, the holographic method is a method that can feel the three-dimensional effect most similar to the real thing without wearing special glasses when observing the holography produced using a laser. Therefore, the holographic method has excellent three-dimensional effect and has the characteristic of being able to feel the three-dimensional effect even with a single eye.

홀로그래피 방식은 물체에서 반사된 빛과 간섭성이 있는 빛을 겹쳐서 얻어지는 간섭신호를 기록하고 이를 재생하는 원리를 이용한 것이다. 종래 홀로그래피 이용한 영상장치는 액정-공간 광 변조기(LC-SLM: Liquid Crystal-Spatial Light Modulator)와 같은 공간 광 변조기에 전송하고, 이 SLM에 참조광을 조사하여 입체 영상을 복원/재생한다.The holographic method uses the principle of recording and reproducing an interference signal obtained by superimposing light reflected from an object and light with coherence. A conventional imaging device using holography transmits a spatial light modulator such as a liquid crystal-spatial light modulator (LC-SLM), and irradiates a reference light to the SLM to restore/reproduce a stereoscopic image.

종래 홀로그래피를 이용한 영상장치는 빔 결합기를 사용하여 홀로그래피 영상을 시청자에게 제공하는 방식이나, 별도의 선편광 회전자 및 45도 선편광자를 요구하기 때문에 명암비 및 휘도를 감소시키는 문제점이 발생된다. 이와 함께, 3D 전용으로 개발되고 있기 때문에 2D 영상의 표현이 어려운 문제점이 발생된다.The conventional imaging apparatus using holography uses a beam combiner to provide a holographic image to a viewer, but requires a separate linearly polarized rotor and a 45 degree linearly polarizer, thereby reducing the contrast ratio and luminance. At the same time, since it is being developed exclusively for 3D, it is difficult to express a 2D image.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 실시예는 영상 표시장치는 2D, 3D 전환이 가능한 영상 표시장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the embodiment has an object to provide an image display device capable of switching between 2D and 3D image display device.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 실시예에 따른 영상 표시장치는 백라이트 유닛과, 백라이트 유닛으로부터 출사된 광의 위상을 변조하는 제1 공간 광변조기와, 상기 제1 공간 광 변조기로부터 출사된 광의 진폭을 변조하는 제2 공간 광변조기와, 상기 제2 공간 광변조기로부터 출사된 광을 편광시키는 편광기와, 상기 편광기로부터 출사된 광을 시청자 사이의 공간 내의 적절한 위치에서 초점을 교정하는 수렴 렌즈와, 상기 수렴 렌즈으로부터 출사된 광을 시청자가 위치에 따라 입체 영상의 초점을 편향시켜주는 아이-트래커를 포함한다.In order to achieve the above object, an image display device according to an embodiment includes a backlight unit, a first spatial light modulator for modulating a phase of light emitted from the backlight unit, and an amplitude of light emitted from the first spatial light modulator. a second spatial light modulator, a polarizer for polarizing the light emitted from the second spatial light modulator, and a converging lens for correcting a focus of the light emitted from the polarizer at an appropriate position in a space between the viewers, and the converging lens It includes an eye-tracker that deflects the focus of the stereoscopic image according to the position of the viewer with the light emitted from the light source.

실시예는 공간 광변조기를 위상을 변조하는 제1 공간 광변조기와 진폭을 변조하는 제2 공간 광변조기로 분리하여 구성함으로써, 2D, 3D 전환을 용이하게 수행할 수 있게 된다.In the embodiment, 2D and 3D conversion can be easily performed by separating the spatial light modulator into a first spatial light modulator for modulating a phase and a second spatial light modulator for modulating an amplitude.

또한, 실시예는 제1 공간 광변조기와 제2 공간 광변조기를 수평으로 배치함으로써, 제1 공간 광변조기와 제2 공간 광변조기 사이에 별도의 광학 시트 및 광학 구성이 삽입될 필요가 없어 종래에 비해 휘도 및 명암비를 향상시킬 수 있게 된다.In addition, in the embodiment, by arranging the first spatial light modulator and the second spatial light modulator horizontally, there is no need to insert a separate optical sheet and an optical structure between the first spatial light modulator and the second spatial light modulator. It is possible to improve the luminance and contrast ratio.

도 1은 제1 실시예에 따른 영상 표시장치를 나타낸 개략도이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 영상 표시장치의 공간 광변조기의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 제1 실시예에 따른 영상 표시장치의 2D 영상을 표시하는 동작을 나타낸 개략도이다.
도 4는 제1 실시예에 따른 영상 표시장치의 3D 영상을 표시하는 동작을 나타낸 개략도이다.
도 5는 제2 실시예에 따른 영상 표시장치를 나타낸 개략도이다.
도 6은 제2 실시예에 따른 영상 표시장치의 2D 영상을 표시하는 동작을 나타낸 개략도이다.
도 7은 제2 실시예에 따른 영상 표시장치의 박막 평판형 수렴 렌즈에서의 2D 실현 모습을 나타낸 개략도이다.
도 8은 제2 실시예에 따른 영상 표시장치의 3D 영상을 표시하는 동작을 나타낸 개략도이다.
도 9는 제2 실시예에 따른 영상 표시장치의 박막 평판형 수렴 렌즈에서의 3D 실현 모습을 나타낸 개략도이다.1 is a schematic diagram illustrating an image display device according to a first embodiment.
2 is a diagram showing the structure of a spatial light modulator of the image display device according to the first embodiment.
3 is a schematic diagram illustrating an operation of displaying a 2D image of the image display device according to the first embodiment.
4 is a schematic diagram illustrating an operation of displaying a 3D image of the image display device according to the first embodiment.
5 is a schematic diagram illustrating an image display device according to a second embodiment.
6 is a schematic diagram illustrating an operation of displaying a 2D image of the image display device according to the second embodiment.
7 is a schematic diagram illustrating a 2D realization state in a thin-film flat-panel converging lens of an image display device according to a second embodiment.
8 is a schematic diagram illustrating an operation of displaying a 3D image of the image display device according to the second embodiment.
9 is a schematic diagram illustrating a 3D realization state in a thin-film flat-panel converging lens of an image display device according to a second embodiment.

이하, 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, the embodiment will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 제1 실시예에 따른 영상 표시장치를 나타낸 개략도이고, 도 2는 제1 실시예에 따른 영상 표시장치의 공간 광변조기의 구조를 나타낸 도면이고, 도 3은 제1 실시예에 따른 영상 표시장치의 2D 영상을 표시하는 동작을 나타낸 개략도이고, 도 4는 제1 실시예에 따른 영상 표시장치의 3D 영상을 표시하는 동작을 나타낸 개략도이다.1 is a schematic diagram showing an image display device according to a first embodiment, FIG. 2 is a diagram showing a structure of a spatial light modulator of an image display device according to the first embodiment, and FIG. 3 is an image according to the first embodiment It is a schematic diagram illustrating an operation of displaying a 2D image of a display device, and FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an operation of displaying a 3D image of the image display device according to the first embodiment.

도 1을 참조하면, 제1 실시예에 따른 영상 표시장치는 백라이트 유닛(Backlight Unit, 100)과, 백라이트 유닛(100)으로부터 출사된 광의 위상을 변조하는 제1 공간 광변조기(Spatial Light Modulation, 200)와, 상기 제1 공간 광변조기(200)로부터 출사된 광의 진폭을 변조하는 제2 공간 광변조기(300)와, 상기 제2 공간 광변조기(300)로부터 출사된 광을 편광시키는 편광기(Polarizer, 400)와, 상기 편광기(400)로부터 출사된 광을 시청자 사이의 공간 내의 적절한 위치에서 초점을 교정하는 박막 평판형 수렴 렌즈(FL, 500)와, 상기 수렴 렌즈(500)로부터 출사된 광을 시청자가 위치에 따라 입체 영상의 초점을 편향시켜주는 아이 트래커(600)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , the image display device according to the first embodiment includes a backlight unit 100 and a first spatial light modulator 200 for modulating a phase of light emitted from the backlight unit 100 . ), a second spatial light modulator 300 for modulating the amplitude of light emitted from the first spatial light modulator 200, and a polarizer for polarizing the light emitted from the second spatial light modulator 300; 400), a thin film planar converging lens (FL, 500) for correcting the focus of the light emitted from the polarizer 400 at an appropriate position in the space between the viewers, and the light emitted from the converging lens 500 to the viewer It includes an eye tracker 600 that deflects the focus of the stereoscopic image according to the position.

백라이트 유닛(100)은 광을 발생시키는 역할을 한다. 백라이트 유닛(100)은 광원과 광섬유를 포함할 수 있다. 광원은 적색 레이저 다이오드(R), 녹색 레이저 다이오드(G), 청색 레이저 다이오드(B)들을 포함하는 레이저 다이오드나 적색, 녹색 및 청색 콜리메이티드 LED들로 이루어질 수 있다. 광원은 적색, 녹색 및 청색을 구분하는 R,G,B 혹은 그 외의 다른 색상들을 조합한 구성일 수 있으며, 백색 레이저 다이오드나 백색 콜리메이티드 LED와 같은 단일 구성일 수 있다.The backlight unit 100 serves to generate light. The backlight unit 100 may include a light source and an optical fiber. The light source may include a laser diode including a red laser diode (R), a green laser diode (G), and a blue laser diode (B), or red, green and blue collimated LEDs. The light source may be a combination of R, G, B or other colors that distinguish red, green and blue, and may be a single component such as a white laser diode or a white collimated LED.

광 섬유는 광을 고르게 분포시켜 출사시키는 역할을 한다. 광 섬유는 이후에 설명할 제1 공간 광변조기의 전면에 대응되도록 배치될 수 있다. 광원부는 광 섬유의 측면에 배치될 수 있다.The optical fiber plays a role in evenly distributing and emitting light. The optical fiber may be disposed to correspond to the front surface of the first spatial light modulator, which will be described later. The light source unit may be disposed on the side of the optical fiber.

제1 공간 광변조기(200)는 백라이트 유닛(100)의 전방에 배치될 수 있다. 제1 공간 광변조기(200)는 백라이트 유닛(100)으로부터 출사된 광의 위상을 변조시키는 역할을 한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 공간 광변조기(200)는 제1 기판(210)과 제2 기판(220) 사이에 제1 액정층(230)이 개재된 액정표시패널일 수 있다. 제1 기판(210)은 백라이트 유닛(100)과 대면하는 위치에 배치될 수 있다. 제1 액정층(230)의 러빙 방향은 수직 방향으로 형성될 수 있다. 제1 액정층(230)의 러빙 방향은 수평면을 기준으로 90도를 이루도록 형성될 수 있다.The first spatial light modulator 200 may be disposed in front of the backlight unit 100 . The first spatial light modulator 200 serves to modulate the phase of light emitted from the backlight unit 100 . As shown in FIG. 2 , the first spatial light modulator 200 may be a liquid crystal display panel in which a first liquid crystal layer 230 is interposed between the first substrate 210 and the second substrate 220 . The first substrate 210 may be disposed to face the backlight unit 100 . The rubbing direction of the first liquid crystal layer 230 may be formed in a vertical direction. The rubbing direction of the first liquid crystal layer 230 may be formed to form 90 degrees with respect to the horizontal plane.

제1 공간 광변조기(200)는 ECB 모드일 수 있다. 제1 공간 광변조기(200)는 전기적인 신호에 의해 액정의 러빙 방향이 달라질 수 있다. 제1 공간 광변조기(200)가 온되면 액정은 수직 방향으로 배치될 수 있다.The first spatial light modulator 200 may be in an ECB mode. In the first spatial light modulator 200 , the rubbing direction of the liquid crystal may be changed by an electrical signal. When the first spatial light modulator 200 is turned on, the liquid crystal may be arranged in a vertical direction.

제2 공간 광변조기(300)는 제1 공간 광변조기(200)의 전방에 배치될 수 있다. 제2 공간 광변조기(300)는 제3 기판(310)과 제4 기판(320) 사이에 제2 액정층(330)이 개제된 액정표시패널일 수 있다. 제4 기판(320)은 제1 공간 광변조기(200)의 제2 기판(220)과 대면되는 위치에 배치될 수 있다. 제2 액정층(330)의 러빙 방향은 45도로 경사질 수 있다. 제2 액정층(330)의 러빙 방향은 수평면을 기준으로 45도를 이루도록 형성될 수 있다. 제2 액정층(330)의 러빙 방향은 수직면을 기준으로 45도를 이루도록 형성될 수 있다. 제2 공간 광변조기(300)는 ECB 모드 또는 TN 모드일 수 있다. The second spatial light modulator 300 may be disposed in front of the first spatial light modulator 200 . The second spatial light modulator 300 may be a liquid crystal display panel in which a second liquid crystal layer 330 is interposed between the third substrate 310 and the fourth substrate 320 . The fourth substrate 320 may be disposed at a position facing the second substrate 220 of the first spatial light modulator 200 . The rubbing direction of the second liquid crystal layer 330 may be inclined at 45 degrees. The rubbing direction of the second liquid crystal layer 330 may be formed to form 45 degrees with respect to the horizontal plane. The rubbing direction of the second liquid crystal layer 330 may be formed to form 45 degrees with respect to a vertical plane. The second spatial light modulator 300 may be in an ECB mode or a TN mode.

제1 공간 광변조기(200)와 제2 공간 광변조기(300)의 합착되는 위치에 배치된 제2 기판(220)의 두께(T2)는 제1 기판(210)의 두께(T1)보다 얇게 형성될 수 있다. 제4 기판(320)의 두께(T3)는 제3 기판(310)의 두께(T4)보다 얇게 형성될 수 있다.The thickness T2 of the second substrate 220 disposed at the bonding position between the first spatial light modulator 200 and the second spatial light modulator 300 is thinner than the thickness T1 of the first substrate 210 . can be The thickness T3 of the fourth substrate 320 may be thinner than the thickness T4 of the third substrate 310 .

제1 공간 광변조기(200)와 제2 공간 광변조기(300)의 대면되는 기판(220, 320)의 두께를 얇게 함으로써 크로스 토크(Cross Talk) 및 명암비가 향상되는 효과를 이룰 수 있다.By reducing the thickness of the substrates 220 and 320 facing the first spatial light modulator 200 and the second spatial light modulator 300, crosstalk and contrast ratio can be improved.

제1 공간 광변조기(200)의 제1 액정층(230)의 샐갭(D1)은 제2 공간 광변조기(300)의 제2 액정층(330)의 샐갭(D2) 보다 클수 있다. 제1 공간 광변조기(200)의 제1 액정층(230)의 샐갭(D1)은 제2 공간 광변조기(300)의 제2 액정층(330)의 샐갭(D2)보다 2배 클 수 있다.The cell gap D1 of the first liquid crystal layer 230 of the first spatial light modulator 200 may be larger than the cell gap D2 of the second liquid crystal layer 330 of the second spatial light modulator 300 . The cell gap D1 of the first liquid crystal layer 230 of the first spatial light modulator 200 may be twice as large as the cell gap D2 of the second liquid crystal layer 330 of the second spatial light modulator 300 .

제2 공간 광변조기(300)의 전방에는 편광기(400)가 배치될 수 있다. 편광기(400)는 제2 공간 광변조기(300)로부터 출사된 광을 편광시키는 역할을 한다. The polarizer 400 may be disposed in front of the second spatial light modulator 300 . The polarizer 400 polarizes the light emitted from the second spatial light modulator 300 .

편광기(400)는 제2 공간 광변조기로부터 출사된 광을 90도 회전시키는 역할을 한다. 편광기는 제2 공간 광변조기로부터 출사된 수직 선평광('S-편광'이라 칭함)을 수평 선평광('P-편광'이라 칭함)으로 회전시킬 수 있다. 편광기(400)는 제2 공간 광변조기(300)로부터 출사된 광을 P-편광(L2)만을 투과시킬 수 있다.The polarizer 400 serves to rotate the light emitted from the second spatial light modulator by 90 degrees. The polarizer may rotate vertical linearly polarized light (referred to as 'S-polarized light') emitted from the second spatial light modulator into horizontal linearly polarized light (referred to as 'P-polarized light'). The polarizer 400 may transmit only the P-polarized light L2 of the light emitted from the second spatial light modulator 300 .

박막 평판형 수렴 렌즈(500)는 편광기(400)의 전방에 배치될 수 있다. 박막 평판형 수렴 렌즈(500)는 공간 광변조기(200,300)와 시청자 사이의 공간 내의 적절한 위치에 입체 영상의 초점을 맞춰주는 역할을 한다. 박막 평판형 수렴 렌즈(500)의 초점은 다양하게 설정될 수 있다. 예컨대, 공간 광변조기(200,300)와 시청자 사이의 최적의 위치에 초점을 설정할 수 있다. 이와 다르게, 시청자의 눈에 직접 초점을 맞출 수도 있다. 이 경우, 좌안과 우안에 교대로 좌안 영상과 우안 영상이 전송하도록 하는 것이 바람직하다.The thin-film planar converging lens 500 may be disposed in front of the polarizer 400 . The thin film planar converging lens 500 serves to focus the stereoscopic image at an appropriate position in the space between the spatial light modulators 200 and 300 and the viewer. The focus of the thin-film planar converging lens 500 may be set in various ways. For example, the focus may be set at an optimal position between the spatial light modulators 200 and 300 and the viewer. Alternatively, the focus may be directly on the viewer's eye. In this case, it is preferable to alternately transmit the left-eye image and the right-eye image to the left and right eyes.

박막 평판형 수렴 렌즈(500)는 투명 기판의 일측에 필름 렌즈를 부착하여 구성될 수 있다. 투명 기판은 광학적으로 투명한 유리 혹은 투명 필름을 사용할 수 있다. 필름 렌즈는 입사각이 필름 렌즈의 평면으로 수직하게, 즉, 광축에 대해서 0도의 입사각도를 갖는 평행 직진광을 초점 f로 수렴하는 수렴광으로 전환하는 그레이팅 필름으로 형성될 수 있다. 필름 렌즈는 투명 기판의 재료와 굴절율이 동일한 투명 물질로 형성될 수 있다.The thin film planar converging lens 500 may be configured by attaching a film lens to one side of a transparent substrate. As the transparent substrate, optically transparent glass or a transparent film may be used. The film lens may be formed of a grating film that converts parallel straight light having an incident angle of 0 degrees with respect to the optical axis to convergent light converging to the focal point f with an incident angle perpendicular to the plane of the film lens. The film lens may be formed of a transparent material having the same refractive index as that of the transparent substrate.

아이 트래커(600)는 박막 평판형 수렴 렌즈(500)의 전방에 배치될 수 있다. 아이 트래커(600)는 시청자가 이동하는 경우 시청자의 이동 위치를 검출하고, 시청자의 위치에 따른 관람 각도를 계산한 후에 입체 영상을 시청자가 위치한 각도에 맞추어 편향시켜주는 역할을 한다. 아이 트래커에는 시청자의 위치를 인식하기 위한 시청자 위치 검출기(미도시)가 더 포함될 수 있다.The eye tracker 600 may be disposed in front of the thin plate-type converging lens 500 . The eye tracker 600 serves to detect the moving position of the viewer when the viewer moves, calculate the viewing angle according to the viewer's location, and then deflect the stereoscopic image according to the viewer's location angle. The eye tracker may further include a viewer location detector (not shown) for recognizing the viewer's location.

도 3에 도시된 바와 같이, 2D 영상을 구현하는 경우, 제1 공간 광변조기(200)는 'OFF' 상태로 설정될 수 있다. 즉, 공간 광변조기는 백라이트 유닛(100)으로부터 출사된 광의 진폭만 변조하게 된다. 제2 공간 광변조기(300)로부터 진폭이 변조된 광은 편광기(400)를 통과하면서 90도 회전되어 P-편광(L2)으로 출사되고, 박막 평판형 수렴 렌즈(500) 및 아이 트래커(600)를 거쳐 2D 영상을 표시하게 된다.As shown in FIG. 3 , when realizing a 2D image, the first spatial light modulator 200 may be set to an 'OFF' state. That is, the spatial light modulator modulates only the amplitude of the light emitted from the backlight unit 100 . The amplitude-modulated light from the second spatial light modulator 300 is rotated 90 degrees while passing through the polarizer 400 and is emitted as P-polarized light (L2), and a thin-film flat plate converging lens 500 and eye tracker 600 to display a 2D image.

도 4에 도시된 바와 같이, 3D 영상을 구현하는 경우, 제1 공간 광변조기(200)는 'ON' 상태로 설정될 수 있다. 즉, 백라이트 유닛(100)으로부터 출사된 S-편광(L1)은 위상 및 진폭이 변조되고, 위상 및 진폭이 변조된 S-편광(L1)은 편광기(400)를 통과하면서 90도 회전되어 P-편광(L2)으로 회전되고, 박막 평판형 수렴 렌즈(500) 및 아이 트래커(600)를 거쳐 3D 영상을 표시하게 된다.As shown in FIG. 4 , when realizing a 3D image, the first spatial light modulator 200 may be set to an 'ON' state. That is, the S-polarized light L1 emitted from the backlight unit 100 is modulated in phase and amplitude, and the phase and amplitude modulated S-polarized light L1 is rotated 90 degrees while passing through the polarizer 400 to P- It is rotated to the polarized light (L2), and the 3D image is displayed through the thin-film planar converging lens 500 and the eye tracker 600 .

상기와 같이, 실시예에 따른 공간 광변조기는 위상을 변조하는 제1 공간 광변조기와 진폭을 변조하는 제2 공간 광변조기로 분리하여 구성함으로써, 2D, 3D 전환을 용이하게 수행할 수 있게 된다.As described above, the spatial light modulator according to the embodiment is configured to be divided into a first spatial light modulator for modulating a phase and a second spatial light modulator for modulating an amplitude, so that 2D and 3D conversion can be easily performed.

또한, 실시예에 따른 영상 표시장치는 제1 공간 광변조기와 제2 공간 광변조기 사이에 별도의 광학 시트 및 광학 구성이 삽입될 필요가 없어 종래에 비해 휘도 및 명암비를 향상시킬 수 있게 된다.
In addition, in the image display device according to the embodiment, there is no need to insert a separate optical sheet and an optical structure between the first spatial light modulator and the second spatial light modulator, so that the luminance and contrast ratio can be improved compared to the related art.

도 5는 제2 실시예에 따른 영상 표시장치를 나타낸 개략도이고, 도 6은 제2 실시예에 따른 영상 표시장치의 2D 영상을 표시하는 동작을 나타낸 개략도이고, 도 7은 제2 실시예에 따른 영상 표시장치의 박막 평판형 수렴 렌즈에서의 2D 실현 모습을 나타낸 개략도이고, 도 8은 제2 실시예에 따른 영상 표시장치의 3D 영상을 표시하는 동작을 나타낸 개략도이고, 도 9는 제2 실시예에 따른 영상 표시장치의 박막 평판형 수렴 렌즈에서의 3D 실현 모습을 나타낸 개략도이다.5 is a schematic diagram illustrating an image display apparatus according to a second embodiment, FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an operation of displaying a 2D image of the image display apparatus according to the second embodiment, and FIG. 7 is a second embodiment It is a schematic diagram showing the realization of 2D in the thin film flat-type converging lens of the image display device, FIG. 8 is a schematic diagram showing the operation of displaying the 3D image of the image display device according to the second embodiment, and FIG. 9 is the second embodiment It is a schematic diagram showing the realization of 3D in the thin-film flat-type converging lens of the image display device according to

도 5를 참조하면, 제2 실시예에 따른 영상 표시장치는 백라이트 유닛(Backlight Unit, 100)과, 백라이트 유닛(100)으로부터 출사된 광의 위상을 변조하는 제1 공간 광변조기(Spatial Light Modulation, 200)와, 상기 제1 공간 광 변조기(200)로부터 출사된 광의 진폭을 변조하는 제2 공간 광변조기(300)와, 상기 제2 공간 광변조기(300)로부터 출사된 광을 편광시키는 편광기(Polarizer, 400)와, 상기 편광기(400)로부터 출사된 광을 선택적으로 편광시키는 활성화 반파장기(Active Half Wave Plate, 700)와, 상기 활성화 반파장기(700)로부터 출사된 광을 시청자 사이의 공간 내의 적절한 위치에서 초점을 교정하는 박막 평판형 수렴 렌즈(FL, 500)와, 상기 수렴 렌즈(500)로부터 출사된 광을 시청자가 위치에 따라 입체 영상의 초점을 편향시켜주는 아이 트래커(600)를 포함한다. 여기서, 활성화 반파장기의 구성을 제외하고는 제1 실시예에 따른 영상 표시장치의 구성과 동일하므로 생략한다.Referring to FIG. 5 , the image display device according to the second embodiment includes a backlight unit 100 and a first spatial light modulator 200 for modulating a phase of light emitted from the backlight unit 100 . ), a second spatial light modulator 300 for modulating the amplitude of the light emitted from the first spatial light modulator 200, and a polarizer for polarizing the light emitted from the second spatial light modulator 300; 400), an active half-wave plate 700 that selectively polarizes the light emitted from the polarizer 400, and an appropriate position in the space between the active half-wave plate 700 and the viewer It includes a thin film flat-type converging lens (FL, 500) for correcting the focus in the convergence lens (500), and an eye tracker (600) for deflecting the focus of a stereoscopic image according to the position of the viewer with the light emitted from the converging lens (500). Here, since the configuration of the image display device according to the first embodiment is the same except for the configuration of the active half-wavelength device, it is omitted.

활성화 반파장기(700)는 전기적 신호의 인가에 따라 제2 공간 광변조기(300)로부터 출사된 S-편광(L1)을 동일편광으로 통과시키거나, 제2 공간 광변조기(300)의 출사광을 선택적으로 회전시켜 P-편광(L2)으로 출광시키는 역할을 한다. 이를 위해 활성화 반파장기(700)는 수평라인 형태로 배열되는 제1 활성영역, 제1 활성영역에 위치하고 수평라인 형태로 배열되는 제2 활성영역을 포함할 수 있다. 제1 활성영역 및 제2 활성영역은 서로 교변하여 배열될 수 있다.The activated half-wavelength device 700 passes the S-polarized light L1 emitted from the second spatial light modulator 300 as the same polarization according to the application of the electrical signal, or the output light of the second spatial light modulator 300 It selectively rotates and serves to emit light as P-polarized light (L2). To this end, the active half-wavelength group 700 may include a first active region arranged in a horizontal line form, and a second active region positioned in the first active region and arranged in a horizontal line form. The first active region and the second active region may be arranged to alternate with each other.

제1 활성영역은 전기적 신호의 인가 여부에 관계하지 않고, 'OFF' 및 'ON' 상태에서 제2 공간 광변조기(300)의 출사광인 S-편광을 동일편광으로 통과시킨다. 다수의 제2 활성영역은 전기적 신호가 인가되지 않은 'OFF' 상태에서, 제2 공간 관변조기(300)의 출사광인 S-편광을 동일 편광으로 통과시키지만, 활성화 반파장기(700)에 전기적 신호가 인가된 'ON' 상태에서 제2 공간 광변조기(300)의 출사광인 S-편광을 90도 회전시켜 P-편광으로 출사시키게 된다.The first active region transmits the S-polarized light that is the output light of the second spatial light modulator 300 as the same polarization in the 'OFF' and 'ON' states regardless of whether an electrical signal is applied. In the 'OFF' state to which no electrical signal is applied, the plurality of second active regions pass the S-polarized light, which is the output light of the second spatial tube modulator 300, as the same polarization, but the electrical signal is applied to the activated half-wavelength unit 700. In the applied 'ON' state, the S-polarized light that is the output light of the second spatial light modulator 300 is rotated 90 degrees to be emitted as the P-polarized light.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 2D 영상을 구현하는 경우, 활성화 반파장기(700)는 'ON', 제1 공간 광변조기(200)는 'OFF' 상태일 수 있다. 활성화 반파장기(700)가 온되면 진폭만 변조된 P-편광을 S-편광으로 회전시킬 수 있다. 활성화 반파장기(700)에 의해 박막 평판형 수렴 렌즈(500)의 기능은 제거될 수 있다. 박막 평판형 수렴 렌즈(500)는 편광을 변조시키는 기능 대신 광을 확산시키는 기능을 수행할 수 있게 된다.6 and 7 , when realizing a 2D image, the active half-wavelength unit 700 may be in an 'ON' state, and the first spatial light modulator 200 may be in an 'OFF' state. When the activation half-wavelength unit 700 is turned on, the amplitude-modulated P-polarized light may be rotated to the S-polarized light. The function of the thin-film planar converging lens 500 may be eliminated by the activation half-wavelength device 700 . The thin-film planar converging lens 500 may perform a function of diffusing light instead of a function of modulating polarization.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 3D 영상을 구현하는 경우, 활성화 반파장기(700)는 'OFF', 제1 공간 광변조기(200)는 'ON' 상태일 수 있다. 활성화 반파장기(700)가 오프되면 위상, 진폭이 변조된 P-편광은 그대로 진행하여 시청자에게 3D 영상을 전달할 수 있게 된다. 박막 평판형 수렴 렌즈(500)는 볼록 렌즈의 기능을 수행할 수 있게 된다.
8 and 9 , when realizing a 3D image, the active half-wavelength unit 700 may be in an 'OFF' state, and the first spatial light modulator 200 may be in an 'ON' state. When the active half-wavelength device 700 is turned off, the phase and amplitude-modulated P-polarized light proceeds as it is, so that a 3D image can be delivered to a viewer. The thin-film planar converging lens 500 can perform the function of a convex lens.

상기에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 실시예의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 실시예는 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to the drawings and embodiments, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and changes can be made to the embodiments without departing from the spirit of the embodiments described in the claims below. will be able

100: 백라이트 유닛 200: 제1 공간 광변조기
300: 제2 공간 광변조기 400: 편광기
500: 수렴 렌즈 600: 아이 트래커100: backlight unit 200: first spatial light modulator
300: second spatial light modulator 400: polarizer
500: converging lens 600: eye tracker

Claims (9)

백라이트 유닛;
상기 백라이트 유닛으로부터 출사된 광의 위상을 변조하고, 제1 액정층 및 상기 제1 액정층 양면의 제1 기판과 제2 기판을 포함하는 제1 공간 광변조기;
상기 제1 공간 광 변조기로부터 출사된 광의 진폭을 변조하고, 제2 액정층, 상기 제2 액정층의 일면에 배치된 제3 기판, 상기 제2 액정층의 일면의 반대 면에 배치되어 상기 제2 기판과 대면하는 제4 기판을 포함하는 제2 공간 광변조기;
상기 제2 공간 광변조기로부터 출사된 광을 편광시키는 편광기;
상기 편광기로부터 출사된 광을 시청자 사이의 공간 내의 적절한 위치에서 초점을 교정하는 수렴 렌즈; 및
상기 수렴 렌즈로부터 출사된 광을 시청자의 위치에 따라 입체 영상의 초점을 편향시켜주는 아이 트래커를 포함하고,
상기 제2 공간 광변조기와 대면하는 상기 제2 기판의 두께는 상기 제1 기판의 두께보다 얇고,
상기 제1 공간 광변조기와 대면하는 상기 제4 기판의 두께는 상기 제3 기판의 두께보다 얇으며,
상기 제1 공간 광변조기의 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 셀갭은 제2 공간 광변조기의 상기 제3 기판과 상기 제4 기판 사이의 셀갭보다 2배 크고,
상기 제1 공간 광변조기의 상기 제1 액정층의 러빙 방향은 수평면에 대해 수직 방향이고, 제2 공간 광변조기의 상기 제2 액정층의 러빙 방향은 수평면에 대해 45도로 경사지며,
상기 제1 공간 광변조기가 오프되면 2D 영상이 표시되고, 제1 공간 광변조기가 온되면 3D 영상이 표시되는 영상 표시장치.backlight unit;
a first spatial light modulator for modulating a phase of light emitted from the backlight unit and including a first liquid crystal layer and a first substrate and a second substrate on both surfaces of the first liquid crystal layer;
modulates the amplitude of light emitted from the first spatial light modulator, a second liquid crystal layer, a third substrate disposed on one surface of the second liquid crystal layer, and a third substrate disposed on a surface opposite to one surface of the second liquid crystal layer a second spatial light modulator including a fourth substrate facing the substrate;
a polarizer for polarizing the light emitted from the second spatial light modulator;
a converging lens for correcting the focus of the light emitted from the polarizer at an appropriate position in the space between the viewers; and
and an eye tracker for deflecting the focus of the stereoscopic image according to the position of the viewer with the light emitted from the converging lens,
a thickness of the second substrate facing the second spatial light modulator is thinner than a thickness of the first substrate;
A thickness of the fourth substrate facing the first spatial light modulator is thinner than a thickness of the third substrate,
a cell gap between the first substrate and the second substrate of the first spatial light modulator is twice as large as a cell gap between the third substrate and the fourth substrate of the second spatial light modulator;
The rubbing direction of the first liquid crystal layer of the first spatial light modulator is perpendicular to the horizontal plane, and the rubbing direction of the second liquid crystal layer of the second spatial light modulator is inclined at 45 degrees with respect to the horizontal plane,
When the first spatial light modulator is turned off, a 2D image is displayed, and when the first spatial light modulator is turned on, a 3D image is displayed. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제1 공간 광변조기는 전기적 신호에 의해 온-오프되는 ECB 모드인 영상 표시장치.The method of claim 1,
The first spatial light modulator is an image display device in an ECB mode that is turned on and off by an electrical signal. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 편광기와 박막 평판형 수렴 렌즈 사이에 배치되고, 전기적 신호에 의해 편광기로부터 출사된 광을 선택적으로 편광시키는 활성화 반파장기를 더 포함하는 영상 표시장치.The method of claim 1,
The image display device further comprising an activating half-wavelength device disposed between the polarizer and the thin-film plate-type converging lens and selectively polarizing light emitted from the polarizer by an electrical signal. 제 8 항에 있어서,
상기 활성화 반파장기가 온되면 2D 영상이 표시되고, 활성화 반파장기가 오프되면 3D 영상이 표시되는 영상 표시장치.9. The method of claim 8,
An image display device for displaying a 2D image when the active half-wavelength is on, and a 3D image when the active half-wavelength is off.
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