KR20080056592A - 입체 영상 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

입체 영상 표시 장치가 개시된다.
개시된 입체 영상 표시 장치는, 광원; 상기 광원으로부터의 입사광의 투과율을 조절하여 영상을 형성하는 디스플레이 패널; 영상 신호에 따라 상기 디스플레이 패널의 변조를 제어하고 디스플레이 패널을 스캐닝하는 디스플레이 패널 컨트롤러; 전기적 제어에 의해 광 투과율을 조절하여 상기 디스플레이 패널로부터 입사된 영상 빔을 시역 분리하기 위한 것으로, 홀수 칼럼셀과 짝수 칼럼셀이 가로 방향으로 교대로 배열되고 상기 홀수 칼럼셀과 짝수 칼럼셀이 각각 광을 투과시키는 슬릿 또는 광을 차단하는 마스크로 교대로 스위칭되는 스위칭 베리어; 상기 디스플레이 패널의 스캐닝에 동기되어 상기 슬릿과 마스크의 베리어 모드가 변환되도록 제어하는 스위칭 베리어 컨트롤러;를 포함한다.

Description

입체 영상 표시 장치{Auto stereoscopic display}
도 1a는 종래에 홀수 칼럼 영상이 표시되는 입체 영상 표시 장치를 도시한 것이다.
도 1b는 도 1a에 도시된 입체 영상 표시 장치에 의해 표시되는 제1 필드 영상을 나타낸 것이다.
도 2a는 종래에 짝수 칼럼 영상이 표시되는 입체 영상 표시 장치를 도시한 것이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 입체 영상 표시 장치에 의해 표시되는 제2 필드 영상을 나타낸 것이다.
도 3은 액정 디스플레이 패널에서 시간에 따라 영상 신호가 스캐닝되는 것을 보여준 도면이다.
도 4는 종래의 입체 영상 표시 장치의 베리어 구조를 도시한 것이다.
도 5a는 종래 입체 영상 표시 장치의 디스플레이 패널과 베리어의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5b는 종래 입체 영상 표시 장치의 디스플레이 패널과 베리어의 동작을 비교하여 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 입체 영상 표시 장치를 개략적으로 나타 낸 것이다.
도 7은 도 6에 도시된 입체 영상 표시 장치의 디스플레이 패널과 스위칭 베리어의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 내지 도 8d는 도 6에 도시된 입체 영상 표시 장치의 디스플레이 패널의 스캐닝에 동기되어 스위칭 베리어가 스위칭되는 것을 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 입체 영상 표시 장치에 구비된 스위칭 베리어의 전극 구조를 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 디스플레이 패널과 스위칭 베리어의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 11a 내지 도 11d는 도 10에 도시된 입체 영상 표시 장치의 디스플레이 패널의 스캐닝에 동기되어 스위칭 베리어가 스위칭되는 것을 도시한 것이다.
도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 입체 영상 표시 장치에 구비된 스위칭 베리어의 전극 구조를 나타낸 것이다.
도 13은 본 발명의 제2실시예에 따른 입체 영상 표시 장치에 구비된 스위칭 베리어의 전극 구조의 다른 예를 나타낸 것이다.
<도면 중 주요 부분에 대한 설명>
100...광원, 105,205...디스플레이 패널
110,210...스위칭 베리어, 120,220...디스플레이 패널 컨트롤러
125,225...스위칭 베리어 컨트롤러, 105-1,205-1...제1필드 영상
105-2,205-2...제2필드 영상, 110a,210a...홀수 칼럼셀
110b,210b...짝수 칼럼셀, 112,113...전극
114-1,114-2,...114-n...공통전극
본 발명은 입체 영상 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 해상도 저하 없이 입체 영상을 표시하고, 좌우 영상의 크로스토크를 줄인 입체 영상 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 입체 영상은 사람의 두 눈을 통한 스테레오 시각의 원리에 의해 이루어지는데, 두 눈이 약 65mm 정도 떨어져서 존재하기 때문에 나타나는 양안시차(binocular parallax)가 입체감의 가장 중요한 요인이라고 할 수 있다. 3차원 영상 디스플레이에는 안경을 이용한 디스플레이와 무안경 방식의 디스플레이가 있으며, 무안경 방식의 디스플레이는 안경을 사용하지 않고 좌우 영상을 분리하여 3차원 영상을 얻는 것이다. 무안경 방식에는 예를 들어 패럴렉스 베리어 방식(parallax barrier)과 렌티큘러(lenticular) 방식이 있다.
패럴랙스 베리어 방식이나 렌티큘라 방식 디스플레이 패널 앞 또는 뒤에 특수한 광학판, 예를 들어 베리어나 렌티큘라 렌즈 등을 위치시켜 서로 다른 시점의 영상들을 공간적으로 적절히 분리시킨다는 점에서 그 기본적인 원리는 유사하다. 이 때 서로 다른 시점의 영상들이 분리되면서 특정한 시역을 형성하게 되는데, 관찰자의 두 눈이 해당 시역 안에 위치할 때 입체 영상을 제대로 관찰할 수 있다.
패럴렉스 베리어 방식은 좌우 양안이 각각 보아야 할 영상을 교대로 세로 무늬 모양으로 인쇄하거나 또는 사진으로 인화하여 이것을 극히 가느다란 세로 격자열 즉, 베리어를 이용하여 보는 것이다. 이렇게 함으로써, 좌안에 들어올 세로 무늬 영상과 우안에 들어올 세로 무늬 영상이 베리어에 의해 배분되어 좌안과 우안으로 각각 다른 시점(view point)의 영상이 보임으로써 입체 영상으로 보이는 것이다.
베리어 방식에 의하면, 도 1a에 도시된 바와 같이 관찰자의 좌안(LE)과 우안(RE)에 대응하는 좌안 영상 정보(Ln) 및 우안 영상 정보(Rn)를 가진 액정 패널(3) 앞에 세로 격자 모양의 슬릿(5)과 마스크(7)가 교대로 배열된 베리어(10)를 배치한다. 상기 베리어(10)의 슬릿(5)을 통해 영상이 분리된다. 상기 액정 패널(3)에는 좌안에 입력될 영상정보(Ln)와 우안에 입력될 영상정보(Rn)가 스크린의 수평 방향을 따라 교대로 배열되어 있다.
좌안 영상 정보(Ln)를 가진 화소 칼럼과 우안 영상 정보(Rn)를 가진 화소 칼럼이 한 세트로 되고, 상기 슬릿(5)을 중심으로 좌우의 화소 칼럼이 각각 다른 시점의 영상으로 분리되어 입체 영상을 구현할 수 있는 것이다. 예를 들어, 도 1b에 도시된 바와 같이 좌안 영상 정보 중 홀수 칼럼의 좌안 영상 정보(L1,L3,L5,L7,L9)와, 우안 영상 정보 중 홀수 칼럼의 우안 영상 정보(R1,R3,R5,R7,F9)가 한 세트로 구성되어 액정 패널(3)에 입력된다. 여기서, 홀수 칼럼의 우안 영상과 홀수 칼럼의 좌안 영상으로 이루어진 영상을 제1 필드 영상이라고 한다.
이러한 방식에 의하면, 상기 슬릿(5)을 통해서 영상이 형성되는 한편 상기 마스크(7)를 통해서는 영상이 차단되기 때문에, 홀수 칼럼의 우안 영상은 우안으로, 홀수 칼럼의 좌안 영상은 좌안으로 각각 분리되어 맺힌다.
이와 같이 전체 영상 중 홀수 칼럼의 영상만을 디스플레이 하므로, 디스플레이 전체적으로 해상도가 떨어지고, 3차원 영상의 밝기가 저하된다. 따라서, 해상도를 높이기 위해 시퀀셜 베리어 방식을 이용한다.
시역 분리 수단으로 이용되는 베리어는 보통 투명 필름이나 유리판 위에 주기적으로 반복되는 줄무늬 패턴을 인쇄해 제작하지만, 전기적인 방법으로 베리어를 구현하는 방법도 있다. 예를 들어, 베리어로서 액정 베리어를 구비한다. 액정 베리어 방식에서는 베리어의 형태를 능동적으로 조절하여 슬릿과 마스크의 위치를 전기적으로 스위칭한다.
도 2a는 액정 베리어를 스위칭하여 도 1a와 비교할 때 슬릿(5)과 마스크(7)의 위치를 쉬프트시킨 것을 보여준다. 이때, 도 2b에 도시된 바와 같이 짝수 칼럼의 좌안 영상 정보(L2,L4,L6,L8,L10)와 짝수 칼럼의 우안 영상 정보(R2,R4,R6,R8,R10)가 액정 패널(3)에 입력된다. 이 경우에는 짝수 칼럼의 우안 영상은 우안으로, 짝수 칼럼의 좌안 영상은 좌안으로 분리되어 맺힌다. 여기서, 짝수 칼럼의 우안 영상과 짝수 칼럼의 좌안 영상으로 이루어진 영상을 제2 필드 영상이라고 한다.
상기와 같이 시간 순차적으로 홀수 칼럼의 제1 필드 영상과 짝수 칼럼의 제2 필드 영상을 표시함으로써 입체 영상의 해상도를 높일 수 있다.
그런데, 액정 패널은 m×n 개의 액정 화소들이 매트릭스 타입으로 배열되고, 전기적으로 m 개의 데이터 라인들과 n개의 게이트 라인들이 교차되어 구성되며, 데이터 라인들과 게이트 라인들의 교차부에 TFT가 형성되어 구성된다. 그리고, 영상 신호는 패널의 세로 방향으로 스캐닝된다. 도 3은 시간에 따른 영상 신호의 스캐닝을 보여준 것으로, 제1시간(T1)에는 액정 패널에 제1 필드 영상 신호와 제2 필드 영상 신호가 같이 전송되고, 제2시간(T2)에는 제1 필드 영상 신호가 전송되고, 제3시간(T3)에는 제2 필드 영상 신호와 제1 필드 영상 신호가 같이 전송되고, 제4시간(T4)에는 제2 필드 영상 신호가 전송된다.
한 프레임의 주기(T)의 전반 1/2주기(제1기간;Tf) 동안 제1 필드 영상이 디스플레이되는데, 영상 신호가 스캐닝됨에 따라 제1 필드 영상과 제2 필드 영상이 병존하는 경우가 생긴다. 또한, 한 프레임의 주기(T)의 후반 1/2주기(제2기간;Tb) 동안 제2 필드 영상이 디스플레이되는데, 이때 제1 필드 영상과 제2 필드 영상이 병존하는 경우가 생긴다. 하지만, 종래 액정 베리어(10)는 도 4에 도시된 바와 같이 홀수 칼럼셀(10a)과 짝수 칼럼셀(10b)이 액정 베리어의 가로 방향으로 교대로 배열되어 구성된다. 그리고, 홀수 칼럼셀(10a)의 투과율을 조절하기 위한 제1전극(20)과, 짝수 칼럼셀(10b)의 투과율을 조절하기 위한 제2전극(22)과, 상기 홀수 칼럼셀(10a)과 짝수 컬럼셀(10b)에 공통으로 연결되는 공통 전극(24)이 구비되어 칼럼셀 단위로 투과율을 조절하도록 되어 있다. 따라서, 디스플레이 패널에서 스캐닝에 따라 제1 필드 영상 신호와 제2 필드 영상 신호가 병존하는 경우에도 제1 필드 영상을 위한 제1 베리어 상태와 제2 필드 영상을 위한 제2 베리어 상태 중 어느 하나로만 제어된다.
즉, 도 5a에 도시된 바와 같이 액정 패널은 예를 들어 제1 필드 영상을 위한 패널 영역(3a)과 제2 필드 영상을 위한 패널 영역(3b)을 포함하는데 반해, 베리어는 전 영역이 예를 들어 제12필드 영상을 위한 베리어(10')로 구동된다. 도 5b를 참조하면, 제2 필드 영상을 위한 패널 영역(3b)의 영상은 제2 필드 영상을 위한 베리어(10')를 통해 좌안 영상과 우안 영상으로 분리되어 입체 영상을 형성한다. 이에 반해, 제1 필드 영상을 위한 패널 영역(3a)의 영상은 제2 필드 영상을 위한 베리어(10')를 통과하면서 좌안 영상은 우안에, 우안 영상은 좌안에 맺히게 되어 크로스토크가 발생한다. 우안 영상과 좌안 영상 사이에 크로스토크가 발생되면 화면 전체의 밝기가 줄고 화질이 저하되는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 디스플레이 패널의 스캐닝에 동기를 맞추어 좌안 영상과 우안 영상의 분리를 위한 슬릿과 마스크의 쉬프트를 제어함으로써 좌안 영상과 우안 영상의 크로스토크를 감소시킨 입체 영상 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 광원; 상기 광원으로부터의 입사광의 투과율을 조절하여 영상을 형성하는 디스플레이 패널; 영상 신호에 따라 상기 디스플레이 패널의 변조를 제어하고 디스플레이 패널을 스캐닝하는 디스플레이 패널 컨트롤러; 전기적 제어에 의해 광 투과율을 조절하여 상기 디스플레이 패널로부터 입사된 영상 빔을 시역 분리하기 위한 것으로, 홀수 칼럼셀과 짝수 칼럼셀이 가로 방향으로 교대로 배열되고 상기 홀수 칼럼셀과 짝수 칼럼셀이 각각 광을 투과시키는 슬릿 또는 광을 차단하는 마스크로 교대로 스위칭되는 스위칭 베리어; 상기 디스플레이 패널의 스캐닝에 동기되어 상기 슬릿과 마스크의 베리어 모드가 변환되도록 제어하는 스위칭 베리어 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 장치를 제공한다.
상기 디스플레이 패널이 그 세로 방향으로 스캐닝될 수 있다.
상기 스위칭 베리어가 상기 홀수 칼럼셀에 연결된 제1전극과, 상기 짝수 칼럼셀에 연결된 제2전극과, 상기 스위칭 베리어의 세로 방향으로 구획된 복수의 영역 n에 각각 연결된 공통 전극을 포함한다.
상기 복수의 영역 n은 디스플레이 패널의 세로 방향 해상도의 반과 같거나 작은 것을 특징으로 한다.
상기 디스플레이 패널이 그 가로 방향으로 스캐닝되는 것을 특징으로 한다.
상기 스위칭 베리어가 상기 홀수 칼럼셀에 연결된 제1전극과, 상기 짝수 칼럼셀에 연결된 제2전극과, 상기 스위칭 베리어의 가로 방향으로 구획된 복수의 영역 m으로부터 상기 스위칭 베리어 컨트롤러에 각각 연결되어 각각 독립적으로 전압이 인가되는 공통 전극을 포함한다.
상기 복수의 영역 m은 디스플레이 패널의 가로 방향 해상도의 반과 같거나 작은 것을 특징으로 한다.
상기 스위칭 베리어가 상기 홀수 칼럼셀과 상기 짝수 칼럼셀 각각으로부터 상기 스위칭 베리어 컨트롤러에 연결되어 각각 독립적으로 전압이 인가되는 전극들 과, 상기 스위칭 베리어의 전체 영역으로부터 상기 스위칭 베리어 컨트롤러에 연결된 공통 전극을 포함하고, 상기 각 전극에 독립적으로 전압을 인가함으로써 슬릿과 마스크의 모드 변환이 스위칭 베리어의 가로 방향으로 이루어진다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 입체 영상 표시 장치는 도 6에 도시된 바와 같이 광원(100)과, 영상을 형성하는 디스플레이 패널(105)과, 상기 디스플레이 패널(105)로부터 입사된 영상 빔의 시역을 분리하기 위한 스위칭 베리어(110)를 포함한다.
상기 디스플레이 패널(105)로는 예를 들어 액정 디스플레이 소자가 구비될 수 있다. 액정 디스플레이 소자는 액정 화소가 2차원적으로 배열되어 인가되는 전압에 따라 광 투과율이 변함으로써 영상을 형성한다. 또한, 영상 신호에 따라 디스플레이 패널(105)을 제어하는 디스플레이 패널 컨트롤러(120)가 구비된다. 상기 디스플레이 패널 컨트롤러(120)는 상기 디스플레이 패널(105)에 영상 신호를 전송하는데 있어서 디스플레이 패널(105)의 세로 방향 또는 가로 방향으로 영상 신호를 스캐닝한다.
상기 스위칭 베리어(110)는 홀수 칼럼셀(110a)과 짝수 칼럼셀(110b)이 스위칭 베리어(110)의 가로 방향을 따라 교대로 배열되어 구성된다. 그리고, 상기 홀수 칼럼셀(110a)과 짝수 칼럼셀(110b) 중 하나가 광을 투과시키는 슬릿으로 되고, 나머지가 광을 차단하는 마스크로 되며, 슬릿과 마스크는 전기적 제어에 의해 스위칭될 수 있다. 상기 스위칭 베리어(110)는 공간 광 변조기로 구성될 수 있다. 한편, 상기 스위칭 베리어(110)의 스위칭은 스위칭 베리어 컨트롤러(125)에 의해 제어된다. 상기 스위칭 베리어 컨트롤러(125)는 상기 디스플레이 패널(105)의 스캐닝에 동기하여 상기 스위칭 베리어(110)를 스위칭한다.
도 7은 디스플레이 패널(105)이 그 세로 방향으로 스캐닝될 때, 스위칭 베리어(110)가 스위칭 베리어(110)의 세로 방향으로 스위칭되는 것을 보여준다. 예를 들어, 상기 디스플레이 패널(105)은 그 세로 방향으로 스캐닝됨에 따라 디스플레이 패널(105)의 상부 영역에는 제1 필드 영상(105-1)이 형성되고, 하부 영역에는 제2 필드 영상(105-2)이 형성될 수 있다. 제1 필드 영상(105-1)은 예를 들어 홀수 칼럼의 좌안 영상과 홀수 칼럼의 우안 영상으로 구성되고, 제2 필드 영상(105-2)은 짝수 칼럼의 좌안 영상과 홀수 칼럼의 우안 영상으로 구성될 수 있다.
이때, 상기 스위칭 베리어(110)는 상기 제1 필드 영상(105-1)에 대응되는 제1 모드 베리어(110-1)와, 제2 필드 영상(105-2)에 대응되는 제2 모드 베리어(110-2)를 가진다. 제1모드 베리어(110-1)는 홀수 칼럼셀(110a)이 광을 투과시키는 슬릿이 되고, 짝수 칼럼셀(110b)이 광을 차단하는 마스크가 된다. 제2모드 베리어(110-2)는 홀수 칼럼셀(110a)이 광을 차단하는 마스크가 되고, 짝수 칼럼셀(110b)이 광을 투과시키는 슬릿이 된다.
도 8a 내지 도 8d는 각각 t=t1,t=t2,t=t3,t=t4 시점에서 디스플레이 패널(105)의 스캐닝에 동기되어 스위칭 베리어(110)가 스위칭되는 것을 보여준다. t=t1 시점에서는 디스플레이 패널(105)의 상부 영역에 제1 필드 영상(105-1)이 형성되고, 이에 대응되게 스위칭 베리어(110)의 상부 영역이 제1 모드 베리어(110-1) 로 된다. 이와 동시에 디스플레이 패널(105)의 하부 영역에 제2 필드 영상(105-2)이 형성되고, 이에 대응되게 스위칭 베리어(110)의 하부 영역이 제2 모드 베리어(110-2)로 된다. 도 8d에 도시된 바와 같이 t=t4 시점에서 디스플레이 패널(105)의 전체 영역에 제1 필드 영상이 형성되고, 스위칭 베리어(110)의 전체 영역이 제1모드 베리어(110-1)가 된다.
도 9는 디스플레이 패널(105)이 그 세로 방향으로 스캐닝되는 경우 스위칭 베리어(110)의 전극 구조를 도시한 것이다. 상기 스위칭 베리어(110)는 홀수 칼럼셀(110a)에 연결된 제1전극(112)과, 짝수 칼럼셀(110b)에 연결된 제2전극(113)을 포함한다. 그리고, 스위칭 베리어(110)의 세로 방향으로 구획된 복수 개의 공통 전극이 상기 스위칭 베리어 컨트롤러(125)에 연결되어 있다. 상기 복수 개의 공통 전극에는 각각 독립적으로 전압이 인가된다.
예를 들어, 상기 복수 개의 공통 전극으로 제1 내지 제n 공통 전극(114-1)(114-2)(114-3)...(114-n)이 구비되고, 각 공통 전극에는 제1전압과 제2전압이 선택적으로 공급될 수 있다. 상기 공통 전극에 제1전압이 공급될 때 제1모드 베리어(110-1)가 구현되고, 공통 전극에 제2전압이 공급될 때 제2모드 베리어(110-2)가 구현된다. 구체적으로, 상기 제1 공통 전극(114-1)에 제1전압이 인가되고, 나머지 공통 전극(114-2)...(114-n)에 제2전압이 인가될 때 제1공통 전극(114-1)에 대응되는 스위칭 베리어의 영역이 제1모드 베리어(110-1)가 되고, 나머지 공통 전극에 대응되는 스위칭 베리어의 영역이 제2모드 베리어(110-2)가 된다.
상기 공통 전극의 개수 n은 디스플레이 패널의 세로 방향의 해상도의 절반과 같거나 적게 구성될 수 있다. 이상적으로는, 공통 전극은 홀수 칼럼셀과 짝수 칼럼셀에 교대로 전압을 제공하므로 수직 방향의 해상도(화소 라인의 개수에 대응됨)의 절반의 개수로 구성된다.
디스플레이 패널이 스크롤 방향에 따라 부분적으로 스캐닝하기 때문에 공통 전극의 개수는 가장 이상적인 경우에 하나의 라인 즉, 화소의 2배와 같으면 되므로 수직 방향의 해상도(화소 개수)의 절반 개수이거나 이보다 적으면 된다.
상기 스위칭 베리어 컨트롤러(125)에서 디스플레이 패널의 스캐닝에 동기하여 상기 복수 개의 공통 전극을 독립적으로 제어함으로써 디스플레이 패널에서 형성되는 좌안 영상과 우안 영상에 메칭되도록 베리어 모드를 구현한다. 그럼으로써 좌안 영상과 우안 영상 사이에 발생될 수 있는 크로스토크를 줄일 수 있다.
한편, 상기 스위칭 베리어 컨트롤러(125)에서 상기 스위칭 베리어(110)의 홀수 컬럼셀과 짝수 칼럼셀이 모두 슬릿으로 작용하도록 제어함으로써 2차원 영상을 구현할 수 있다.
다음, 도 10은 디스플레이 패널의 가로 방향으로 스캐닝되는 다른 실시예를 도시한 것이다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 입체 영상 디스플레이 장치는 영상을 형성하는 것으로 그 가로 방향으로 스캐닝되는 디스플레이 패널(205)과, 상기 디스플레이 패널(205)의 스캐닝에 동기되어 베리어 모드를 스위칭하는 스위칭 베리어(210)를 포함한다. 상기 디스플레이 패널(205)은 디스플레이 패널 컨트롤러(220)에 의해 화소 별로 광 투과율이 조절되어 영상을 형성한다. 그리고, 스위칭 베리어 컨트롤러(225)가 상기 디스플레이 패널 컨트롤러(220)에 동기되어 상기 스위칭 베 리어(225)가 스위칭되도록 제어한다.
상기 디스플레이 패널(205)은 스캐닝됨에 따라 제1 필드 영상(205-1)과 제2 필드 영상(205-2)이 형성될 수 있고, 상기 스위칭 베리어(210)에서는 제1 필드 영상(205-1)에 대응되는 제1모드 베리어(210-1)와, 제2 필드 영상(205-2)에 대응되는 제2모드 베리어(210-2)가 형성될 수 있다.
상기 디스플레이 패널(205)이 그 가로 방향으로 스캐닝됨에 따라 상기 스위칭 베리어(210)에서도 가로 방향으로 스위칭 동작이 이루어진다. 도 11a 내지 도 11d는 각각 t=t1,t=t2,t=t3,t=t4 시점에서 디스플레이 패널(205)의 스캐닝에 동기되어 스위칭 베리어(210)가 스위칭되는 것을 보여준다. t=t1 시점에서는 디스플레이 패널(205)의 좌측 영역에 제1 필드 영상(205-1)이 형성되고, 이에 대응되게 스위칭 베리어(210)의 좌측 영역에 제1 모드 베리어(110-1)가 형성된다. 이때, 홀수칼럼셀(210a)이 슬릿으로 작용하고, 짝수 칼럼셀(210b)이 마스크로 작용한다. 이와 동시에 디스플레이 패널(205)의 우측 영역에 제2 필드 영상(205-2)이 형성되고, 이에 대응되게 스위칭 베리어(210)의 우측 영역에 제2 모드 베리어(110-2)가 형성된다. 이때, 홀수 칼럼셀(210a)이 마스크로 작용하고, 짝수 칼럼셀(210b)이 슬릿으로 작용한다.
한편, 도 11d에 도시된 바와 같이 t=t4 시점에서 디스플레이 패널(205)의 전체 영역에 제1 필드 영상이 형성되고, 스위칭 베리어(210)의 전체 영역이 제1모드 베리어(210-1)가 된다.
도 12는 디스플레이 패널(205)이 그 가로 방향으로 스캐닝되는 경우 스위칭 베리어(210)의 전극 구조를 도시한 것이다. 상기 스위칭 베리어(210)는 홀수 칼럼셀(110a)에 연결된 제1전극(212)과, 짝수 칼럼셀(210b)에 연결된 제2전극(213)을 포함한다. 그리고, 스위칭 베리어(210)의 가로 방향으로 구획된 복수 개의 공통 전극이 상기 스위칭 베리어 컨트롤러(225)에 연결되어 있다. 상기 복수 개의 공통 전극에는 각각 독립적으로 전압이 인가된다.
예를 들어, 상기 복수 개의 공통 전극으로 제1 내지 제m 공통 전극(214-1)(214-2)(214-3)...(214-m)이 구비되고, 각 공통 전극에는 제1전압과 제2전압이 선택적으로 공급될 수 있다. 상기 공통 전극에 제1전압이 공급될 때 제1모드 베리어(210-1)가 구현되고, 공통 전극에 제2전압이 공급될 때 제2모드 베리어(210-2)가 구현된다. 구체적으로, 상기 제1 공통 전극(214-1)에 제1전압이 인가되고, 나머지 공통 전극(214-2)...(214-n)에 제2전압이 인가될 때 제1공통 전극(214-1)에 대응되는 스위칭 베리어의 영역이 제1모드 베리어(210-1)가 되고, 나머지 공통 전극에 대응되는 스위칭 베리어의 영역이 제2모드 베리어(210-2)가 된다.
상기 공통 전극의 개수 m은 디스플레이 패널의 가로 방향의 해상도의 절반과 같거나 적게 구성될 수 있다. 이상적으로는, 공통 전극은 홀수 칼럼셀과 짝수 칼럼셀에 교대로 전압을 제공하므로 수직 방향의 해상도(화소 라인의 개수에 대응됨)의 절반의 개수로 구성된다.
다음, 도 13은 디스플레이 패널의 가로 방향으로 스캐닝되는 경우 스위칭 베리어(210)의 전극 구조의 다른 예를 도시한 것이다. 여기서, 상기 스위칭 베리어(210)는 상기 홀수 칼럼셀(210a)과 짝수 칼럼셀(210b) 각각으로부터 상기 스위칭 베리어 컨트롤러(225)에 결합되는 제1 내지 제k 전극(228-1)(228-2)(228-3)...(228-k)와, 상기 스위칭 베리어(210)의 전체 영역으로부터 스위칭 베리어 컨트롤러(225)로 연결되는 공통 전극(230)을 포함한다. 상기 제1 내지 제k 전극(228-1)(228-2)(228-3)...(228-k) 각각이 상기 스위칭 베리어 컨트롤러(225)에 결합되어 각 전극에 독립적으로 전압이 인가된다. 이와 같이 스위칭 베리어의 각 칼럼셀에 독립적으로 전압을 인가함으로써 스위칭 베리어의 가로 방향을 따라 홀수 칼럼셀을 슬릿으로 만들고, 짝수 칼럼셀을 마스크로 만들거나 또는 홀수 칼럼셀을 마스크로 만들고 짝수 칼럼셀을 슬릿으로 만들 수 있다.
예를 들어, 도 11a에 도시된 예에 따라 디스플레이 패널의 좌측 영역에는 제1 필드 영상이 형성되고, 우측 영역에는 제2 필드 영상이 형성될 때, 스위칭 베리어의 좌측 영역에서는 홀수 칼럼셀에 제1전압을 인가하는 한편, 짝수 칼럼셀에 제2전압을 인가하여 제1 모드 베리어를 구현한다. 이와 동시에, 스위칭 베리어의 우측 영역에서는 홀수 칼럼셀에 제2전압을 인가하는 한편, 짝수 칼럼셀에 제1전압을 인가하여 제2 모드 베리어를 구현한다.
상술한 바와 같이 상기 스위칭 베리어 컨트롤러(225)에서 디스플레이 패널의 스캐닝에 동기하여 상기 복수 개의 공통 전극을 독립적으로 제어함으로써 디스플레이 패널에서 형성되는 좌안 영상과 우안 영상에 메칭되도록 베리어 모드를 구현한다. 그럼으로써 좌안 영상과 우안 영상 사이에 발생될 수 있는 크로스토크를 줄일 수 있다.
한편, 상기 스위칭 베리어 컨트롤러(225)에서 상기 스위칭 베리어(210)의 홀 수 컬럼셀과 짝수 칼럼셀에 모두 동일한 전압을 인가하여 홀수 칼럼셀과 짝수 칼럼셀 모두 슬릿으로 작용하도록 제어함으로써 2차원 영상을 구현할 수 있다.
상기 제1 실시예에 따른 입체 영상 장치는 예를 들어 가로 방향이 긴 랜드스케입 디스플레이(landscape display)에 적용될 수 있으며, 제2 실시예에 따른 입체 영상 장치는 예를 들어 세로 방향이 긴 폴트레이트 디스플레이(portrait display)에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 입체 영상 표시 장치는 가로 방향과 세로 방향으로의 디스플레이 전환이 가능한 컴퓨터 모니터나 핸드폰 디스플레이 등에 유용하게 적용될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 입체 영상 표시 장치는 디스플레이 패널의 스캐닝에 동기를 맞추어 베리어의 슬릿과 마스크를 스위칭하도록 되어 있어 디스플레이의 스캐닝에 따른 좌우 영상의 크로스토크를 줄일 수 있고, 광 손실을 막아 영상을 더욱 밝게 하고 화질을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명은 디스플레이 패널의 스캐닝 방향에 따라 스위칭 베리어의 스위칭 방향을 메칭시킴으로써 가로 방향으로 긴 디스플레이나 세로 방향으로 긴 디스플레이에 모두 적용 가능하다. 따라서, 랜드스케입 타입이나 포트레이트 타입에 모두 적용 가능하고, 그럼으로써 응용 범위를 넓힐 수 있다.
상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기 술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.

Claims (10)

  1. 광원;
    상기 광원으로부터의 입사광의 투과율을 조절하여 영상을 형성하는 디스플레이 패널;
    영상 신호에 따라 상기 디스플레이 패널의 변조를 제어하고 상기 디스플레이 패널을 스캐닝하는 디스플레이 패널 컨트롤러;
    전기적 제어에 의해 광 투과율을 조절하여 상기 디스플레이 패널로부터 입사된 영상 빔을 시역 분리하기 위한 것으로, 홀수 칼럼셀과 짝수 칼럼셀이 가로 방향으로 교대로 배열되고 상기 홀수 칼럼셀과 짝수 칼럼셀이 각각 광을 투과시키는 슬릿 또는 광을 차단하는 마스크로 교대로 스위칭되는 스위칭 베리어;
    상기 디스플레이 패널의 스캐닝에 동기되어 상기 슬릿과 마스크의 베리어 모드가 변환되도록 제어하는 스위칭 베리어 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널이 그 세로 방향으로 스캐닝되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 스위칭 베리어가 상기 홀수 칼럼셀에 연결된 제1전극과, 상기 짝수 칼럼셀에 연결된 제2전극과, 상기 스위칭 베리어의 세로 방향으로 구획된 복수의 영역 n에 각각 연결된 공통 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 복수의 영역 n은 디스플레이 패널의 세로 방향 해상도의 반과 같거나 적은 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널이 그 가로 방향으로 스캐닝되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 스위칭 베리어가 상기 홀수 칼럼셀에 연결된 제1전극과, 상기 짝수 칼럼셀에 연결된 제2전극과, 상기 스위칭 베리어의 가로 방향으로 구획된 복수의 영역 m으로부터 상기 스위칭 베리어 컨트롤러에 각각 연결되어 각각 독립적으로 전압이 인가되는 공통 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 복수의 영역 m은 디스플레이 패널의 가로 방향 해상도의 반과 같거나 적은 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 스위칭 베리어가 상기 홀수 칼럼셀과 상기 짝수 칼럼셀 각각으로부터 상기 스위칭 베리어 컨트롤러에 연결되어 각각 독립적으로 전압이 인가되는 전극들과, 상기 스위칭 베리어의 전체 영역으로부터 상기 스위칭 베리어 컨트롤러에 연결된 공통 전극을 포함하고, 상기 각 전극에 독립적으로 전압을 인가함으로써 슬릿과 마스크의 모드 변환이 스위칭 베리어의 가로 방향으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 장치.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은 액정 디스플레이 소자인 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 장치.
  10. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스위칭 베리어는 공간 광 변조기로 이루어진 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 장치.
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