KR20060134153A - 자동입체 디스플레이 디바이스 - Google Patents

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KR20060134153A
KR20060134153A KR1020067021230A KR20067021230A KR20060134153A KR 20060134153 A KR20060134153 A KR 20060134153A KR 1020067021230 A KR1020067021230 A KR 1020067021230A KR 20067021230 A KR20067021230 A KR 20067021230A KR 20060134153 A KR20060134153 A KR 20060134153A
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KR1020067021230A
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게라르두스 요트. 요트. 보스
스타인 쿠퍼
베르나르두스 하. 베. 헨드리크
바스 요트. 에. 반 렌스
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 발명은 영상 층(9)과 렌즈 층(10)을 포함하는 자동입체 디스플레이 디바이스에 관한 것이다. 렌즈 층(10)은 서로 다른 콘텐츠를 영상 층(9)으로부터 사용자의 왼쪽 및 오른쪽 눈 각각으로 투사하는 역할을 한다. 렌즈 층(10)은 서로 다른 굴절율을 갖는 두 개의 유체(13, 14)를 에워싸는 렌즈 셀(12)을 포함한다. 유체 사이의 경계면의 형상은 각 렌즈 셀(12)의 측면에서 두 개의 개별적으로 제어 가능한 전극(21, 22)에 의해 전자습식 효과(electrowetting)를 사용하여 변경될 수 있다. 디스플레이 디바이스는 또한 검출된 사용자의 머리 위치에 따라 렌즈 셀 전극으르 제어하는 수단과 사용자 머리 추적 디바이스를 포함한다. 이로 인해, 디스플레이 디바이스는 사용자가 자신의 머리를 움직이더라도 정확한 3D-영상을 디스플레이하게 된다.

Description

자동입체 디스플레이 디바이스{AUTOSTEREOSCOPIC DISPLAY DEVICE}
본 발명은 디스플레이 디바이스로서, 복수의 화소를 구비한 영상 층과, 자동입체(autostereoscopic) 효과를 제공하기 위해 이러한 영상 층 내의 서로 다른 화소로부터의 광을 사용자의 왼쪽 및 오른쪽 눈에 투사하기 위한 복수의 렌즈 요소를 포함하는 렌즈 층을 포함하는 디스플레이 디바이스에 관한 것이며, 여기서 각 렌즈 요소는 사용자쪽의 전방 벽과, 이러한 영상 층 쪽의 후방 벽과, 이러한 후방 벽 및 전방 벽을 연결하는 측면 벽을 구비한 밀폐된 공간을 한정하는 적어도 하나의 렌즈 셀을 포함하며, 이러한 밀폐된 공간은 서로 다른 굴절률을 가지며 실질적으로 불혼합성인 제 1 및 제 2 유체가 채워지며, 각 셀은 제 1 및 제 2 유체 사이의 경계면의 형상을 변경하는 수단을 포함한다.
소위 전자습식 효과(electrowetting effect)를 기초로 한, 이러한 디바이스는 공개공보(제 WO03/071335A2호)에 개시되어 있다. 이러한 디바이스에서 정확한 자동입체 영상을 제공하기 위해, 디스플레이 디바이스에 대한 사용자 눈의 미리 결정된 위치를 가정한다. 만약 사용자가 자신의 머리를 움직이고, 그리하여 자신의 눈을 미리 결정된 위치 밖으로 움직인다면, 영상이 왜곡될 것이다. 정확한 영상이 허용된 둘 이상의 머리 위치에서 디스플레이된 디스플레이를 제공하는 것이 가능 할 것이다. 그러나, 이것은 고해상도의 좀더 복잡한 영상 층을 필요로 한다. 게다가, 허용된 머리 위치 사이에서, 영상은 사용자에게 여전히 정확히 디스플레이되지 않는다.
본 발명의 목적은 전술한 문제점을 완전히 또는 부분적으로 해결하는 것이다.
이러한 목적은 청구항 1에 기재된 디스플레이 디바이스 및 청구항 9에 기재된 방법에 의해 달성된다.
좀 더 상세하게, 제 1 양상에 따라, 본 발명은 디스플레이 디바이스로서, 복수의 화소를 구비한 영상 층과, 자동입체 효과를 제공하기 위해 이러한 영상 층 내의 서로 다른 화소로부터의 광을 사용자의 왼쪽 및 오른쪽 눈에 투사하기 위한 복수의 렌즈 요소를 포함하는 렌즈 층을 포함하는 디스플레이 디바이스에 관한 것이며, 여기서 각 렌즈 요소는 사용자쪽의 전방 벽과, 이러한 영상 층 쪽의 후방 벽과, 이러한 후방 벽 및 전방 벽을 연결하는 측면 벽을 구비한 밀폐된 공간을 한정하는 적어도 하나의 렌즈 셀을 포함하며, 이러한 밀폐된 공간은 서로 다른 굴절률을 가지며 실질적으로 불혼합성인 제 1 및 제 2 유체가 채워지며, 각 셀은 제 1 및 제 2 유체 사이의 경계면의 형상을 변경하기 위한 수단을 포함한다. 본 발명에 따라, 각 셀의 측면 벽은 적어도 개별적으로 제어 가능한 제 1 및 제 2 전극을 포함하며, 디스플레이 디바이스는 사용자 머리의 위치를 결정하는 추적 디바이스와, 이러한 위치에 기초하여 상기 제 1 및 제 2 전극의 전위를 제어하는 제어 수단을 포함한다.
이로 인해, 디스플레이 디바이스는 자동입체 삼차원 영상을 정확하게 디스플레이하기 위해 사용자 머리의 움직임에 따라 조정되게 된다. 바람직하게, 각 렌즈 요소는 가늘고 길며(elongated) 영상 층의 선형 세그먼트를 정상부터 바닥까지 덮으며, 하나의 렌즈 셀을 포함할 수 있다. 이것은 낮은 복잡도의 배열을 제공한다.
대안적인 실시예에서, 각 렌즈 요소는 복수의 렌즈 셀을 포함할 수 있다. 이로 인해 더 다른 밀도의 유체를 사용할 수 있게 된다.
대안적인 실시예에서, 렌즈 셀은 개별적으로 제어 가능할 수 도 있다. 이로 인해 예컨대 디스플레이의 정상 및 바닥 부분에 대해 선택적으로 서로 다른 디스플레이 모드가 가능하게 된다.
바람직한 실시예에서, 디스플레이 디바이스는 디스플레이 디바이스를 2D-모드로 스위칭하는 선택 수단을 포함하여, 제어 수단이 제 1 및 제 2 유체 사이의 경계가 실질적으로 평평하게 한다.
바람직하게, 제 1 유체는 소금물 용액과 같은 전기 전도성 유체이고, 제 2 유체는 오일과 같은 비전도성 유체이며, 내부 전방 벽 및 측면 벽은 소수성(hydrophobic) 층으로 덮인다. 이로 인해 전자습식 효과(electrowetting)을 사용하여 제 1 유체와 제 2 유체 사이의 경계면의 형성을 변경하게 된다.
바람직한 실시예에서, 추적 디바이스는 비디오 카메라를 포함한다. 이로 인해 사용자의 머리 위치가 영상 분석법을 사용하여 결정될 수 있다.
제 2 양상에 따라, 본 발명은 자동입체 효과를 이용하여 영상을 디스플레이하는 방법에 관한 것이며, 이러한 방법은 디스플레이 디바이스를 사용하는 단계로서, 상기 디스플레이 디바이스는 복수의 화소를 구비한 영상 층과, 이러한 영상 층 내의 서로 다른 화소로부터의 광을 사용자의 왼쪽 및 오른쪽 눈에 투사하기 위한 복수의 렌즈 요소를 포함하는 렌즈 층을 포함하며, 여기서 각 렌즈 요소는 사용자쪽의 전방 벽과, 이러한 영상 층 쪽의 후방 벽과, 이러한 후방 벽 및 전방 벽을 연결하는 측면 벽을 구비한 밀폐된 공간을 한정하는 적어도 하나의 렌즈 셀을 포함하며, 이러한 밀폐된 공간은 서로 다른 굴절률을 가지며 실질적으로 불혼합성인 제 1 및 제 2 유체가 채워지며, 각 셀은 제 1 및 제 2 유체 사이의 경계면의 형상을 변경하는 수단을 포함하며, 각 셀의 측면 벽은 적어도 제 1 및 제 2의 개별적으로 제어 가능한 전극을 포함하는, 디스플레이 디바이스를 사용하는 단계와, 추적 디바이스를 사용하여 사용자의 머리의 위치를 결정하는 단계와, 이렇게 결정된 머리의 위치를 기초로 상기 제 1 및 제 2 전극의 전위를 제어하는 단계를 포함한다.
이러한 방법은 디스플레이 디바이스의 장점과 유사한 장점을 제공한다.
본 발명의 이들 및 다른 장점은 후술될 실시예를 통해 분명해질 것이며, 이러한 실시예를 참조하여 설명될 것이다.
도 1 및 2는 자동입체 영상을 얻기 위한 개념을 개략적으로 예시한 도면.
도 3은 영상 층과 렌즈 층을 포함하는, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 디바이스를 예시한 도면.
도 4는 도 3의 디스플레이 디바이스 내의 렌즈 요소를 예시한 도면.
도 5는 도 4의 렌즈 요소와 영상 층의 대응하는 부분의 횡단면을 좀더 상세하게 도시한 도면.
도 6은 도 4의 렌즈 요소를 제 1 모드에서 개략적으로 예시한 도면.
도 7은 도 4의 렌즈 요소를 제 2 모드에서 개략적으로 예시한 도면.
도 8은 도 4의 렌즈 요소를 제 3 모드에서 개략적으로 예시한 도면.
도 9는 사용자 머리와 눈 추적 수단을 포함하는, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 디바이스를 예시한 도면.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 디바이스에서 기능성 모듈을 개략적으로 예시한 도면.
도 1 및 2는 자동입체 영상을 얻기 위한 개념을 개략적으로 예시한다. 자동입체 영상은 특수 안경을 사용하지 않고도 사용자에게 3-차원으로 보이는 영상을 의미한다.
도 1을 참조하면, 제 1 영상(1)은 사용자의 왼쪽 눈에 디스플레이될 것인 반면, 제 2 영상(2)은 사용자의 오른쪽 눈에 디스플레이될 것이다. 이러한 영상은 예컨대 사람의 눈과 많이 유사한 두 대의 오프셋된 카메라로 대상을 촬영함으로써 얻어질 수 있다. 물론 이러한 영상을 많은 다른 방식으로 얻을 수 있다.
제 1 및 제 2 영상(1, 2)으로부터, 복합 영상(3)이 제 1 및 제 2 영상(1, 2)으로부터 얇은 수직 슬라이스(L1, L2 등; R1, R2 등)를 정해진 방식으로(왼쪽으로부터 오른쪽으로: 제 2 영상으로부터 맨왼쪽 슬라이스, 제 1 영상으로부터 맨왼쪽 슬라이스, 제 2 영상으로부터 제 2 맨왼쪽 슬라이드 등의 순서로) 인터리빙함으로써 얻어질 수 있다. 복합 영상은 예컨대 액정 디스플레이(LCD)를 사용하여 디스플레이될 수 있다.
도 2는 액정 디스플레이(4)에 의해 디스플레이된 이러한 복합 영상을 사용자의 눈(6, 7)에 투사하는 배열을 예시한다. 이러한 배열은 복수 개의 병렬 배치된 원통형 평철(plano-convex) 렌즈를 포함하는 렌즈 층(5)을 포함한다. 각 렌즈는 디스플레이된 복합 영상에서 두 개의 슬라이스(R, L)를 커버하며, 슬라이스(R)로부터의 광을 사용자의 오른쪽 눈(6) 쪽으로 투사하고, 슬라이스(L)로부터의 광을 사용자의 왼쪽 눈(7)에 투사하는 역할을 한다. 이것은 소위 "3-D 우편엽서"에서 사용된 개념을 매우 많이 닮았으며, 우편엽서에서, 복합 영상이 종이에 인쇄되고, 렌즈 층이 사출성형 플라스틱 시트를 포함한다.
도 3은 영상 층(9)과 렌즈 층(10)을 포함하는, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 디바이스를 예시한다. 영상 층(9)은 바람직하게는 후방조명 LCD(Liquid Crystal Display)-층을 포함하며, 이러한 LCD-층은 그 자체로 당업자에게 잘 알려져 있으며 좀더 상세하게 기술되지 않을 것이다. 렌즈 층(10)은 복수 개의 병렬 배치된 가늘고 긴 렌즈 요소(11)를 포함하며, 이러한 요소(11)는 사용자가 볼 때 수직 방향으로 연장한다. 도 3의 각 렌즈 요소는 도 2의 한 렌즈(5)에 대응한다. 도 3은 개략적으로 도시된다. 그러나, 대부분의 경우, 디스플레이 디바이스는 상당히 많은 수의 렌즈 요소를 포함할 것이다.
도 4는 도 3의 디스플레이 디바이스 내의 렌즈 요소를 예시한다. 이러한 실 시예에서, 각 요소는 후술될 바와 같이 하나의 렌즈 셀(12)을 포함한다. 그러나, 각 렌즈 요소(11)는 대안적인 실시예에서 도 4에서 점선으로 지시한 바와 같이 둘 이상의 렌즈 셀(12a, 12b, 12c)을 포함한다. 이들 셀(12a, 12b, 12c)은 함께 또는 개별적으로 제어될 수 있다.
도 5는 도 4의 렌즈 셀(12)과 영상 층(9)의 대응 부분의 횡단면을 더 상세하게 예시한다. 제 1 기판(15)과 제 2 기판(16)은 렌즈 셀(12)을 이루며, 렌즈 셀(12)은 사용자 쪽의 전방 벽(17)과, 영상 층(9) 쪽의 후방 벽(18)과, 후방 벽(18)과 전방 벽(17)을 연결하는 측면 벽(19, 20)을 구비한 밀폐된 공간을 한정한다. 제 1 및 제 2 기판(15, 16)은 유리로 제조될 수 있다. 렌즈 셀은 제 1 유체(13)와 제 2 유체(14)로 채워진다. 제 1 유체(13)는 소금 용액을 포함하고 있는 물로 구성될 수 있으며, 제 2 유체는 실리콘 오일이나 알칸(alkane)과 같은 오일로 구성될 수 있다. 제 1 및 제 2 유체(13, 14)는 디스플레이 배향이 독립적이게 하기 위해 바람직하게는 실질적으로 동일한 밀도를 가져야 하지만, 밀도 특성 요건은 도 4에 지시된 바와 같이 각 렌즈 요소(11)를 복수의 렌즈 셀로 나눔으로써 얼마간 감소될 수 있다. 이러한 분할에 사용된 벽은, 유체 사이의 경계면의 접촉각도가 각 벽에서 90°가 되도록 처리될 수 있다. 이것은, 접촉 각도를 전기적으로(전자습식으로) 변경하기 위해 사용될 수 있는 전극이나 코팅을 사용하여 달성될 수 있다. 제 1 유체(13)의 밀도는 소금 농도를 변경함으로써 조정될 수 있다. 제 2 유체(14)의 밀도는 분자 성분을 추가함으로써 증가할 수 있다.
제 1 및 제 2 유체(13, 14)는 물 및 앞서 언급한 오일을 사용한 경우처럼 실 질적으로 불혼합성이어야 한다. 게다가, 이들의 각 굴절율은 실질적으로 서로 달라야 한다. 제 1 유체(13)(소금 용액)는 소금 농도에 따라 1.32와 1.50 사이의 범위의 굴절율을 가질 수 있다. 어떠한 오일이 제 2 유체(14)로서 사용되는지에 따라, 굴절율은 1.25와 1.70 사이에서 변경할 수 있다. 예시된 실시예에서, 비록 역전된 관계가 존재하는 실시예를 또한 마찬가지로 상상할 수 있을 지라도, 제 1 유체(13)는 제 2 유체(14)보다 더 높은 굴절율을 갖는다. 제 1 유체(13)는 극성이며 전도성인데 반해, 제 2 유체(14)는 전기 절연성이다.
렌즈 셀(12)의 측면 벽(19, 20) 각각은 개별적으로 제어 가능한 전극(21, 22)을 포함한다. 후면 벽(18)은 광 투과성의 후면 벽 전극(23)과, 후면 벽(18)의 표면 중 작은 부분만을 덮는 작은 금속 전극을 포함한다. 전극은 전도성이며, 예컨대 ITO(Indium Tin Oxide: 인듐주석산화물)로 구성될 수 있다. 셀의 전방 벽(17)과 측면 벽(19, 20)은 소수성 층(24)을 포함하며, 이러한 층(24)은 예컨대 TEFLON(등록상표) AF1600과 같은 무결정 탄화 플루오르로 구성될 수 있다. 이러한 층의 소수성 효과는, 완화된 상태에서, 제 1 유체(13)가 후면 벽(18)에서 멀리 떨어져 있는 벽 영역들에서 렌즈 셀을 가능하게는 거의 젖지 않게 한다. 따라서, 제 1 및 제 2 유체(13, 14) 사이의 경계면은 요철 렌즈(meniscus)를 구성하며, 측면 벽(19, 20)에 특정한 접촉각(θ)을 제공한다. 도 5에 지시한 바와 같이, 제 1 및 제 2 유체(13, 14) 사이의 요철렌즈는, 렌즈 셀(12)이 정 렌즈(positive lens)로 기능하도록 입사 광을 굴절시키는 역할을 한다. 제 1 유체(13)의 굴절율이 제 2 유체(14)의 굴절률보다 더 낮은 대안적인 실시예에서, 요철렌즈는 정 렌즈를 제공하기 위해 정반 대 방향으로 만곡되어야 한다.
소수성 층(예컨대 AF1600)은 또한 전극(21 및 22)용 전기 절연 코팅 역할을 한다. 절연성을 더 개선하기 위해, 여분의 코팅이 예컨대 파릴린(parylene) 코팅과 같은 소수성 층 아래에 증착될 수 있다. 요철렌즈의 형상, 각 요철렌즈 대 측면 벽 교차점 간의 접촉각도가 서로 다른 전위를 제 1 벽(19)의 전극(21)과, 제 2 벽(20)의 전극(22)과, 후면 전극(23)에 인가함으로써 변경될 수 있다. 만약 전압(VL - VB)이 제 1 벽(19)의 전극(21)과 후면 전극(23) 사이에 인가된다면, 전도성 제 1 유체(13)는, 정전기력에 의해 강제로 소수성 층(24)의 더 큰 영역을 덮게 되며, 이러한 층(24)은 서로 다른 접촉각(θ)과 서로 다른 형상의 요철렌즈를 야기한다.
측면 벽 전극(21, 22)의 전위( VL, VR)가 개별적으로 제어 가능하므로, 후술될 바와 같이, 가변 복잡도의 요철렌즈를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 경사진 요철렌즈를 얻을 수 있다.
도 6은 도 4의 렌즈 요소를 제 1 모드에서 개략적으로 예시한다. 제 1 모드에서, 제 1 전극(21)의 전압(VL - VB)은 제 2 전극(22)의 전압( VR- VB)과 같다(예컨대, VR=-50V; VL=-50V; VB=0V). 이 모드에서, 렌즈 요소(11)는, 사용자가 렌즈 요소(11)의 바로 전방에 있을 때, 왼쪽(L)과 오른쪽(R)의 부-영상 슬라이스로부터 사용자의 왼쪽 및 오른쪽 눈으로 콘텐츠를 디스플레이하기 위해 최적화된다.
도 7은 도 4의 렌즈 요소를 제 2 모드에서 개략적으로 예시한다. 제 2 모드 에서, 제 1 전극(21)의 전압(VL - VB)은 제 2 전극(22)의 전압(VR - VB)보다 더 크다(예컨대, VR=-75V; VL=-25V; VB=0V). 이것은 서로 다른 접촉각(θ)과 제 1 측면 벽(19) 및 제 2 측면 벽(20)을 일으키며, 요철렌즈는 경사지게 된다. 이러한 모드에서, 렌즈 요소(11)는, 사용자가 도 6의 위치와 비교해 렌즈 요소(11)에 대해 오른쪽으로 측면방향으로 이동할 때(점선), 왼쪽(L)과 오른쪽(R) 부-영상 슬라이스로부터 사용자의 왼쪽 및 오른쪽 눈으로 콘텐츠를 디스플레이하기 위해 최적화된다.
도 8은 도 4의 렌즈 요소를 제 3 모드에서 개략적으로 예시한다. 제 3 모드에서, 제 1 전극(21)의 전압(VL - VB)은 제 2 전극(22)의 전압(VR - VB)과 같다(예컨대, VR=-100V; VL=-100V; VB=0V). 전압은, 두 측면 벽(19, 20) 모두에서의 접촉각(θ)이 90°와 같도록 선택된다. 이 모드에서, 렌즈 요소(11)는 렌즈로 기능하지 않지만, 콘텐츠를 2-차원으로 및 두 배 해상도로 디스플레이하기 위해 최적화된다. 즉, 제 3 모드에서, 영상 층은 복합 영상 대신 정규 영상을 디스플레이할 것이다. 버튼과 같은 선택 수단은 2D와 3D 사이에서 스위칭하기 위해 디스플레이 디바이스 상에 제공될 수 있다. 후면 전극(23)이 접지에 연결될 수 있도록 VB가 모든 모드에서 0V가 됨을 주목하기 바란다. 그러나, 다른 전압 조합도 물론 가능하다.
렌즈 세기에 특정한 오프셋을 주기 위해 가변 렌즈 앞에 여분의 렌즈 시트를 추가할 수 있다. 정 렌즈를 구비한 렌즈 시트의 경우, 전자습식 렌즈는, 2-차원 콘텐츠를 디스플레이할 때 음의 세기를 가져야 한다.
도 9는 사용자 머리 및 눈 추적 수단(26)을 포함하는, 본 발명의 실시예에 다른 디스플레이 디바이스를 예시한다. 바람직한 실시예에서, 사용자 머리 추적 수단은 비디오 카메라와 같은 영상 센서를 포함할 수 있다. 영상 센서는 사용자의 머리와 눈의 위치를 추정하기 위해 디스플레이 디바이스 전방의 주변에 있는 영상을 포착한다.
영상 분석을 사용하여 머리 및 눈 위치를 추적하는 많은 방법이 종래기술에서 알려져 있다. 가능한 한 방법은 영상에서 사용자의 얼굴을 찾기 위해 피부색 분할(segmentation)을 사용하는 것, 즉 영상의 컬러 구성이 얼굴의 예상 컬러 조성으로부터 미리 결정된 임계값 미만으로 벗어나 있는 영상 내의 영역을 구별하는 것이다.
만약 얼굴 영역이 검출되었다면, 이 영역 내 눈의 위치가 가정될 수 있거나, 특정한 눈 검출 방법이 사용될 수 있다. 이러한 방법은 대부분의 사용자가 두 눈을 동시에 깜빡거린다는 점을 기초로 할 수 있다. 이점이 의미하는 것은, 연속적인 영상 프레임에서, 얼굴의 두 영역이 영상 분석 알고리즘에 의해 검출될 수 있는 고속의 동기화된 변경을 제공한다는 것이다.
영상 센서 데이터는, 필요한 경우, 일반적인 카메라의 오토포커싱 기능에서 사용되는 거리 측정 센서와 유사한 센서로부터의 데이터와 결합될 수 있다.
머리 추적 기능을 기초로 한 다른 영상 분석이 종래기술, 예컨대 US6580810B1에서 기개되어 있다. 그러나, 사용자의 머리 및 눈의 위치를 결정하기 위한 다른 방법을 또한 상상할 수 있으며, 예컨대 전자계를 사용하여 위치가 결정 될 수 있는 대상을 사용자가 착용하게 하는 것을 상상할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 디바이스에서 개략적인 기능 모듈을 예시한다. 영상 센서(26)는 영상 정보를 프로세서 유닛(27)에 전달한다. 수신된 정보에 기초로 해서, 프로세서 유닛(27)은 디스플레이 디바이스와 비교하여 사용자 머리의 상대적인 위치를 결정한다. 프로세서 유닛(27)은, 영상 센서와 함께, 머리 추적 수단을 구성하거나, 대안적으로 만약 프로세서 유닛(27)이 사용자의 눈 위치를 결정한다면, 눈 추적 수단을 구성한다.
그에 따라 달성된 사용자 머리 및/또는 눈 위치 정보가 프로세서 유닛(27)에서 제어 유닛(28)에 공급된다. 수신된 정보를 기초로 해서, 제어 유닛은 구동 신호(VR, VL, VB)를 디스플레이 디바이스의 렌즈 층(10) 내의 각 렌즈 셀(12)의 전극에 공급한다. 구동 신호의 값은 위치 정보를 기초로 해서 계산될 수 있거나, 룩업 표로부터 각 렌즈 셀에 대해 검색될 수 있다. 서로 다른 렌즈 셀(12)은, 사용자의 머리에 대한 이들 셀의 개별적인 상대 위치가 서로 다르므로, 서로 다른 구성 신호를 수신해야 함을 주목하기 바란다.
기능성 모듈(26, 27, 28)의 여러 부분은, 예컨대 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 루틴, ASIC 하드웨어 구현 등과 같은 서로 다른 방식으로 실현될 수 있음을 이해해야 한다. 이들은 또한 서로 다른 방식으로 서로간에 통합될 수 있다.
요약하면, 본 발명은 영상 층과 렌즈 층을 포함하는 자동입체 디스플레이 디바이스에 관한 것이다. 이러한 렌즈 층은 서로 다른 콘텐츠를 영상 층으로부터 사 용자의 왼쪽 및 오른쪽 눈 각각으로 투사하는 역할을 한다. 이러한 렌즈 층은 서로 다른 굴절율의 두 유체를 에워싸는 렌즈 셀을 포함한다. 유체 사이의 경계면의 형상은 각 렌즈 셀의 측면에서 두 개의 개별적으로 제어 가능한 전극에 의해 전자습식 효과를 사용하여 변경될 수 있다. 디스플레이 디바이스는 또한 사용자 머리 추적 디바이스와, 검출된 사용자 머리 위치에 따라 렌즈 셀 전극을 제어하는 수단을 포함한다. 이로 인해, 디스플레이 디바이스는 사용자가 자신의 머리를 움직이더라도 정확한 3D-영상을 디스플레이하게 된다.
본 발명은 기술된 실시예로 제한되지 않는다. 본 발명은 첨부된 청구항의 범주 내에서 다른 방식들로 변경될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 복수의 화소를 구비한 영상 층과, 자동입체 효과를 제공하기 위해 이러한 영상 층 내의 서로 다른 화소로부터의 광을 사용자의 왼쪽 및 오른쪽 눈에 투사하기 위한 복수의 렌즈 요소를 포함하는 렌즈 층을 포함하는 디스플레이 디바이스에 이용된다.

Claims (9)

  1. 디스플레이 디바이스로서,
    복수의 화소를 구비한 영상 층(9)과, 자동입체 효과(autostereoscopic effect)를 제공하기 위해 상기 영상 층(9) 내의 서로 다른 화소로부터의 광을 사용자의 왼쪽 및 오른쪽 눈에 투사하는 복수의 렌즈 요소(11)를 포함하는 렌즈 층(10)을 포함하며, 여기서 각 렌즈 요소(11)는 사용자쪽의 전방 벽(17)과, 상기 영상 층(9) 쪽의 후방 벽(18)과, 상기 후방 벽(18) 및 상기 전방 벽(17)을 연결하는 측면 벽(19, 20)을 구비한 밀폐된 공간을 한정하는 적어도 하나의 렌즈 셀(12)을 포함하며, 상기 밀폐된 공간은 서로 다른 굴절률을 가지며 실질적으로 불혼합성(immiscible)인 제 1 유체(13) 및 제 2 유체(14)가 채워지며, 각 렌즈 셀(12)의 상기 측면 벽(19, 20)은 적어도 개별적으로 제어 가능한 제 1 전극(21) 및 제 2 전극(22)을 포함하며, 상기 디스플레이 디바이스는 사용자 머리의 위치를 결정하는 추적 디바이스(26, 27)와, 상기 위치에 기초하여 상기 제 1 및 제 2 전극(21, 22)의 전위를 제어하는 제어 수단을 포함하는,
    디스플레이 디바이스.
  2. 제 1항에 있어서, 각 렌즈 요소(11)는 가늘고 길며, 상기 영상 층의 선형 세그먼트를 정상에서 바닥까지 덮는, 디스플레이 디바이스.
  3. 제 2항에 있어서, 각 렌즈 요소(11)는 하나의 렌즈 셀(12)을 포함하는, 디스플레이 디바이스.
  4. 제 2항에 있어서, 각 렌즈 요소(11)는 복수의 렌즈 셀(12a, 12b, 12c)을 포함하는, 디스플레이 디바이스.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 렌즈 셀(12a, 12b, 12c)은 개별적으로 제어 가능한, 디스플레이 디바이스.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 수단이 상기 제 1 및 제 2 유체(13, 14) 사이의 경계면이 실질적으로 평평하게 되도록 하기 위해, 상기 디스플레이 디바이스를 2D- 모드로 스위칭하는 선택 수단을 포함하는, 디스플레이 디바이스.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 유체(13)는 수용성 소금 용액과 같은 전기 전도성 유체이며, 상기 제 2 유체(14)는 오일과 같은 비 전기전도성 유체이며, 내부 전방 벽 및 측면 벽(17, 19, 20)은 수용성 층(24)으로 덮이는, 디스플레이 디바이스.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 추적 디바이스(26, 27)는 비디오 카메라(26)를 포함하는, 디스플레이 디바이스.
  9. 입체영상 효과를 이용하여 영상을 디스플레이하는 방법으로서,
    디스플레이 디바이스를 사용하는 단계로서, 상기 디스플레이 디바이스는 복수의 화소를 구비한 영상 층과, 상기 영상 층 내의 서로 다른 화소로부터의 광을 사용자의 왼쪽 및 오른쪽 눈에 투사하는 복수의 렌즈 요소를 포함하는 렌즈 층을 포함하며, 여기서 각 렌즈 요소는 사용자쪽의 전방 벽과, 상기 영상 층 쪽의 후방 벽과, 상기 후방 벽 및 전방 벽을 연결하는 측면 벽을 구비한 밀폐된 공간을 한정하는 적어도 하나의 렌즈 셀을 포함하며, 상기 밀폐된 공간은 서로 다른 굴절률을 가지며 실질적으로 불혼합성인 제 1 및 제 2 유체가 채워지며, 각 셀은 제 1 및 제 2 유체 사이의 경계면의 형상을 변경하는 수단을 포함하며, 각 셀의 측면 벽은 적어도 제 1 및 제 2의 개별적으로 제어 가능한 전극을 포함하는, 디스플레이 디바이스를 사용하는 단계와,
    추적 디바이스를 사용하여 사용자의 머리의 위치를 결정하는 단계와,
    상기 결정된 머리의 위치를 기초로 상기 제 1 및 제 2 전극의 전위를 제어하는 단계를 포함하는,
    입체영상 효과를 이용하여 영상을 디스플레이하는 방법.
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