KR20080105389A

KR20080105389A - 스캐닝이 가능한 백라이트를 이용한 풀해상도의2차원/3차원 영상 디스플레이 장치 및 제어 방법

Info

Publication number: KR20080105389A
Application number: KR1020070052919A
Authority: KR
Inventors: 차경훈; 세르게이 세스닥; 김대식; 구재필; 황선덕
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-05-30
Filing date: 2007-05-30
Publication date: 2008-12-04
Also published as: CN101315474A; CN101315474B; US8218096B2; US20080297671A1; KR101406795B1

Abstract

본 발명은 스캐닝이 가능한 백라이트를 이용한 풀해상도의 2차원/3차원 영상 디스플레이 장치 및 제어 방법에 관한 것으로, 스캐닝이 가능한 것으로 편광된 빛을 조사하는 백라이트, 백라이트에서 조사되는 빛을 위상이 유지된 빛과 위상이 지연된 빛으로 투과시키는 리타더, 리타더로부터의 빛을 방향성 신호로서 투과시키는 렌티큘러 어레이, 입력되는 영상을 표시하고 렌티큘러 어레이를 투과한 빛으로 조사되는 디스플레이 패널을 순서대로 포함하고, 백라이트는 독립적으로 구비되어 서로 평행하게 배열되는 도광판, 도광판에 구비되어 빛을 조사하는 광원 및 도광판의 각각의 정면에 구비되는 편광 필터를 포함하며, 백라이트의 스캐닝 주기를 입력 프레임의 입력 주기에 동기화함으로써 하나의 백라이트로 조명 기능과 스캐닝 기능을 동시에 수행하여 효율적으로 2차원 영상과 3차원 영상을 디스플레이하면서 크로스토크를 감소시킨다.

백라이트, 3차원 영상 디스플레이, 스캐닝 패널, LCD

Description

스캐닝이 가능한 백라이트를 이용한 풀해상도의 2차원/3차원 영상 디스플레이 장치 및 제어 방법{Apparatus and control for 2D/3D display with full resolution using scannable backlight}

도 1은 종래의 LCD 디스플레이 시스템 구조를 도시한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 스캐닝이 가능한 백라이트를 이용한 2차원/3차원 영상의 디스플레이 장치를 도시한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스캐닝이 가능한 백라이트의 구조을 도시한다.

도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따라 백라이트의 도광판에 구비된 광원의 한 형태를 도시한다.

도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따라 백라이트의 도광판에 구비된 광원의 다른 형태를 도시한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트의 도광판에 편광 필터가 구비되어 있는 정면도를 도시한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트의 스캐닝 방식의 일례를 도시한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트의 스캐닝 방식의 다른 일례를 도시한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라, 리타더(retarder)의 지연주기가 0, 반주기일 때의 스위칭되는 시역을 도시한다.

도 9는 본 발명원 발명의 일 실시예에 따라, 리타더의 지연주기가 4분의 1주기, 4분의 3주기일 때의 스위칭되는 시역을 도시한다.

도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 백라이트의 작동을 영상의 입력 주기에 동기화시키는 방법의 흐름도를 도시한다.

본 발명은 스캐닝이 가능한 백라이트를 이용한 풀해상도의 2차원/3차원 영상 디스플레이 장치 및 제어 방법에 관한 것이다. 더 상세하게는, 백라이트의 점등 형태만으로 2차원/3차원 디스플레이 모드를 선택할 수 있으며, 기존 기술보다 더 적은 부품으로 3차원 디스플레이가 가능하도록 하는 스캐닝 패널과 점등장치를 겸비한 백라이트를 이용한 디스플레이 장치 및 제어 방법에 관한 것이다.

고해상도 TV의 개발로 인하여 점점 실감형 TV가 요구되므로, 시대는 입체로 TV를 시청할 수 있는 제품을 요청하고 있다. 뿐만 아니라 의료 영상, 게임, 광고, 교육, 군사 등 여러 분야에서 입체 효과를 이용하여 더욱 큰 효과를 기대하고 있다.

도 1은 종래의 LCD 디스플레이 시스템 구조를 도시한다.

2차원/3차원 디스플레이가 가능한 LCD 디스플레이 시스템(100)의 종래 기술은 도 1과 같이 LCD 패널(102), 렌티큘러 어레이(lenticular array)(104), 마이크로리타더(micro-retarder)(106), P/S 패널(panel)(108) 및 백라이트(110)으로 구성되어 있다. 이는 빛의 편광성을 시간차로 이용하여 풀해상도를 구현하여 3차원 영상을 2시점으로 디스플레이하는 장치이다.

이 종래 기술에서 LCD 패널(102)은 영상을 디스플레이하는 디스플레이 성분들로 이뤄지는 디스플레이 패널, 디스플레이 패널의 영상 갱신 속도에 따라 비등방성 소자의 출력 위상을 스위칭하는 편광스위치 및 편광 스위치의 출력 신호의 위상 중 일정한 위상의 신호만을 출력시키는 이차 편광자를 포함한다. 렌티큘러 어레이(104)는 디스플레이 패널로부터의 신호를 시청자의 양 눈에 대한 방향성 신호로서 출력하고, 마이크로리타더(106)는 렌티큘러 어레이(104)와 나란하게 정렬되어 백라이트 출력을 위상 유지된 신호와 위상 지연된 신호를 교번하여 출력한다.

P/S 패널(108)은 입력 영상의 P편광 및 S편광 성분의 빛이 주기적으로 번갈아 투과되도록 하고 한 방향으로 스캐닝한다. 이는 양안 시차를 이용한 3차원 디스플레이가 가능하도록, 좌측, 우측 영상을 교대로 디스플레이가 가능하도록 하기 위함이다.

백라이트(110)는 1개의 도광판을 사용하여 LCD 디스플레이 패널(102)의 영상을 비춰주는 기능을 수행한다.

PDP(plasma display panel), FED(field emission display) 등과는 달리 LCD에 의한 표시는 그 자체가 비점등성(수광소자)이기 때문에 빛이 없는 곳에서는 사 용이 불가능한다. 이러한 단점을 보완하여 백라이트는 어두운 곳에서의 사용이 가능하게 할 목적으로 디스플레이면을 균일하게 조명한다.

기존의 LCD 디스플레이의 백라이트(110)와 P/S 패널(108)은 LCD 패널(102)에 표시되는 좌측 영상과 우측 영상의 영상 신호 주기에 맞추어 편광 방향을 바꾸어 주는 역할을 한다.

따라서 기존의 3차원 디스플레이 장치는 스캐닝하면서 디스플레이 패널에 빛을 조사하고 편광성을 제공하기 위해서는 백라이트와 P/S 패널 두 가지 구성요소가 필요하다. 따라서 부품수의 증가로 상품화가 어렵고 휘도가 저하되므로, 이를 보완하기 위해 전력이 더 필요하고 제품 단가가 높아지는 문제점이 있었다.

기존의 오토스테레오스코픽(auto-stereoscopic) 디스플레이를 통해, 크로스토크의 심각한 증가 없이 안경 없이 볼 수 있는 풀해상도의 스테레오스코픽 영상들을 제공할 수 있었다. 그러나 기존의 시스템은 시간적으로 좌측, 우측 영상을 분할하여 풀해상도의 3차원 영상을 보여줄 수 있으나 부품수가 많아서 상품화에 접근하기가 어렵다. 특히 다른 기술에 대비하여 휘도와 관련된 성능 저하가 눈에 띠어 이를 보완하기 위해서는 상당 전력을 필요로 하며, 제품 단가가 높아지는 단점이 있다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 2차원/3차원 디스플레이가 가능한 장치를 구현하는데 있어서, 부품 수를 낮추어 제품 단가를 낮추고 휘도 저하를 막을 수 있는 디스플레이 장치 및 제어 방법을 제시하는데 있다.

또한 부가적인 부품이 없어 부품 수를 낮추면서도 크로스토크 등의 부작용을 개선하며 풀해상도의 영상을 디스플레이할 수 있도록 하는 스캐닝이 가능한 백라이트를 이용한 2차원/3차원 영상 디스플레이 장치 및 제어 방법를 제시하는데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위해서, 스캐닝이 가능한 백라이트를 이용한 풀해상도의 2차원/3차원 영상 디스플레이 장치는, 스캐닝이 가능한 것으로 편광된 빛을 조사하는 백라이트, 백라이트에서 조사되는 빛을 위상이 유지된 빛과 위상이 지연된 빛으로 투과시키는 리타더, 리타더로부터의 빛을 방향성 신호로서 투과시키는 렌티큘러 어레이, 입력되는 영상을 표시하고 상기 렌티큘러 어레이를 투과한 빛으로 조사되는 디스플레이 패널을 순서대로 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서 백라이트는 독립적으로 구비되어 서로 평행하게 배열되는 복수 개의 도광판, 각각의 도광판에 구비되어 빛을 조사하는 광원 및 도광판의 각각의 정면에 구비되는 편광 필터를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에서, 편광 필터는 소정의 편광 방향을 가지는 제 1 필터와, 제 1필터와 편광 방향의 차가 90°인 제 2 필터가 각각의 도광판의 정면에 교대로 배열된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 성능 개선을 위해 일 실시예에서, 도광판은 각각의 도광판 사이에 서로 빛이 침투되지 않도록 빛을 반사시키는 필터를 구비하며, 같은 목적을 위해 코팅 처리하는 방법도 있다. 또 다른 성능 개선을 위해 본 발명의 구현예의 백라이트와 리타더 사이에 편광 방향을 유지할 수 있는 확산판을 배치할 수 있다.

본 발명의 디스플레이 장치는 광원을 입력 신호의 주기에 맞추어 점등 또는 소등하는 제어부를 포함한다.

본 발명의 목적을 달성하기 위해, 제어부는 백라이트의 홀수 번째 광원은 디스플레이 패널에 홀수 번째 프레임이 입력되는 주기에서만 점등하고, 백라이트의 짝수 번째 광원은 디스플레이 패널에 짝수 번째 프레임이 입력되는 주기에서만 점등하며, 홀수 또는 짝수 번째 프레임의 입력이 반복되는 동안, 홀수 또는 짝수 번째 광원이 번갈아 점등하는 것을 반복하도록 제어한다.

또한 본 발명의 바람직한 실시예의 디스플레이 장치가 포함하는 제어부는 3차원 영상의 디스플레이를 위해, 프레임이 디스플레이 패널의 상단에 입력되어 하단 방향으로 이동함에 따라, 프레임을 조사하는 광원이 상단에서 하단 방향으로 순차적으로 점등하고, 프레임이 디스플레이 패널 하단으로 이동함에 따라, 프레임이 이동하여 표시가 완료된 디스플레이 패널을 조사하도록 점등된 광원은 소등하는 것을 반복하도록 제어한다.

또한 본 발명의 다른 실시예의 디스플레이 장치의 제어부는 프레임이 디스플레이 패널의 상단에 입력되어 하단 방향으로 이동함에 따라, 프레임을 비추는 광원이 상단에서 하단 방향으로 순차적으로 점등하며, 현재 점등된 광원이 소등되어야 다음 차례의 광원이 점등하는 것을 반복하도록 제어한다.

본 발명의 디스플레이 장치는 2차원 영상 디스플레이를 위해, 3차원 영상 디스플레이할 때 홀수 번째 프레임 및 짝수 번째 프레임이 번갈아 입력되는 대신, 두 입력 주기 동안 동일 영상이 입력된다.

본 발명의 일 실시예의 렌티큘러 어레이는 렌티큘러 렌즈의 피치(pitch)가 디스플레이 패널의 두 픽셀을 덮는 너비인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예의 리타더는 위상 지연이 없는 제 1 어레이 라인과 반주기의 위상 지연이 있는 제 2 어레이 라인이 반복되며, 어레이 라인이 디스플레이 패널의 한 픽셀에 해당하는 너비를 가진다. 또한 다른 실시예로써, 4분의 1주기의 위상 지연이 있는 제 1 어레이 라인과 4분의 3주기의 위상 지연이 있는 제 2 어레이 라인이 반복되는 리타더를 채용한다.

본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위해, 스캐닝이 가능한 백라이트를 이용한 풀해상도의 2차원/3차원 영상 디스플레이 장치의 제어 방법에 있어서, 백라이트의 홀수 번째 광원은 디스플레이 패널에 홀수 번째 프레임이 입력되는 주기에서만 점등하는 단계, 백라이트의 짝수 번째 광원은 디스플레이 패널에 짝수 번째 프레임이 입력되는 주기에서만 점등하는 단계 및 홀수 또는 짝수 번째 프레임의 입력이 반복되는 동안, 홀수 또는 짝수 번째 광원이 번갈아 점등하는 것을 반복하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트의 점등 단계는 3차원 영상 디스플레이를 위해, 프레임이 상기 디스플레이 패널의 상단에 입력되어 하단 방향으로 이동함에 따라, 프레임을 조사하는 광원이 상단에서 하단 방향으로 순차적으로 점등하는 단계, 프레임이 디스플레이 패널 하단으로 이동함에 따라, 영상이 이동하여 표시가 완료된 디스플레이 패널을 조사하도록 점등된 광원은 소등하는 단계 및 프레임이 연이어 디스플레이 패널에 입력되어 하단 방향으로 이동함에 따라, 이러한 점 등 단계 및 소등 단계를 반복하는 단계를 포함한다.

다른 실시예에서의 백라이트의 점등 단계는 3차원 영상 디스플레이를 위해, 프레임이 디스플레이 패널의 상단에 입력되어 하단 방향으로 이동함에 따라, 프레임을 비추는 광원이 상단에서 하단 방향으로 순차적으로 점등하는 단계, 현재 점등된 광원이 소등되어야 다음 차례의 광원이 점등하는 단계 및 이를 반복하는 단계를 포함한다.

본 발명의 디스플레이 장치를 이용하여 2차원 영상 디스플레이를 위해, 3차원 영상을 디스플레이할 때 홀수 프레임 및 짝수 프레임을 입력하는 대신, 동일 영상을 입력한다.

본 발명은, 본 발명의 일 실시예에 따른 2차원/3차원 영상 디스플레이를 위한 스캐닝이 가능한 디스플레이 장치의 제어 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체를 포함한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스캐닝이 가능한 백라이트를 이용한 풀해상도의 2차원/3차원 영상 디스플레이 장치(200)을 도시한다. 디스플레이 장치(200)은 백라이트(202), 확산판(204), 리타더(206), 렌티큘러 어레이(208) 및 디스플레이 패널(210)를 포함한다.

백라이트(202)는 디스플레이 패널(210)을 비출 광을 제공하며 편광 방향을 가지는 빛을 조사하고 스캐닝 기능을 수행한다. 즉, 기존의 백라이트와 P/S 패널의 기능을 같이 수행할 수 있도록 LED 또는 그 외의 점광원, 선광원 및 면광원 중 어 느 하나를 사용하여 빛을 점등하는 동시에, P/S 패널의 기능인 스캐닝 기능을 동시에 수행한다. 또한 3차원 영상의 디스플레이를 위해 디스플레이 패널(210)에 표시되는 좌측, 우측 영상의 신호 주기에 맞추어 P 편광과 S 편광의 편광방향을 바꾸어 주는 역할도 수행한다.

리타더(206)는 백라이트(202)와 렌티큘러 어레이(208)와 나란하게 정렬되어 백라이트(202)으로부터 방출되는 소정의 편광 방향을 가지는 빛을 위상이 유지된 신호와 위상이 지연된 빛으로서 투과시켜 렌티큘러 어레이(208)로 방출한다. 리타더(206)의 어레이 라인은 디스플레이 패널(210)의 한 픽셀에 해당하는 너비를 가진다. 본 발명의 일 실시예에서, 리타더(206)는 위상 지연이 없는 제 1 어레이 라인과 반주기의 위상 지연이 있는 제 2 어레이 라인이 반복된다. 또한, 4분의 1 주기의 위상 지연이 있는 제 1 어레이 라인과 4분의 3 주기의 위상 지연이 있는 제 2 어레이 라인이 교번되는 실시예도 가능하다.

렌티큘러 어레이(208)는 리타더(206)로부터의 빛를 시청자의 양 눈에 대한 방향성 빛으로서 투과시켜 디스플레이 패널(210)로 방출한다. 렌티큘러 어레이(208)의 렌티큘러 렌즈는 리타더의 어레이 라인과 나란하게 배열되어 있으며, 일 실시예에서 렌티큘러 렌즈의 피치는 디스플레이 패널(210)의 두 픽셀을 덮는 너비를 가진다.

백라이트(202)로부터 조사된 빛은 리타더(206), 렌티큘러 어레이(208)를 위상을 유지한 채 차례로 투과하여 디스플레이 패널(210)에 도달함으로써, 디스플레이 패널(210)은 영상을 디스플레이한다. 이 빛을 통해 디스플레이 패널(210)에 표시되는 영상이 조사되어 시청자가 영상을 볼 수 있다. 일반적으로 디스플레이 패널(210)는 LCD를 사용하며, 디스플레이 패널(210)에 입력되는 영상은 일정 주기, 예를 들면 60Hz의 주기로 디스플레이 패널(210)에 표시된다.

본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치에서 백라이트(202)는 기존의 백라이트와 P/S 패널을 하나의 장치로 구현한다. 기존의 시스템이 풀해상도의 3차원 영상을 보여줄 수는 있으나 부품수가 많은 관계로 상품화에 접근하기가 어려웠다는 점에서, 본 발명은 2가지의 부품을 1개로 줄여 제품 단가를 낮출 수 있으므로, 효율적이고 경제적이다. 또한 기존의 시스템이 2가지 부품을 통해 빛을 투과하므로 휘도의 손실과 함께 성능이 저하되는 문제점이 있었으나, 본 발명의 실시예에 따르면 P/S 패널의 전기적인 부가장치를 줄이므로 휘도가 저하되지 않으며 기존의 스캐닝 방식을 구현할 수 있으므로 크로스토크를 감소시키는 효과를 낳는다.

한편 백라이트의 광원에 의해 발생되는 빛이 불균일할 수 있다. 이는 영상을 고르게 조명하지 못하므로, 보다 고른 영상을 디스플레이 하기 위해 본 발명의 일 실시예는 백라이트에 확산판(204)을 장착한다. 다만 확산판을 투과하는 빛은 편광 방향을 유지하고 있어야 하므로, 편광 방향을 유지할 수 있는 확산판이어야 한다. 이에 따라 백라이트의 광원에서 발생한 불균일한 빛을 고르게 확산시킴으로써 균일성이 좋은 영상을 제공할 수 있다.

이하 도 3 내지 도 7을 통해, 본 발명의 디스플레이 장치의 기술적 과제를 달성하기 위한 백라이트(202)의 구조 및 구동 형태를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스캐닝이 가능한 백라이트의 구조 를 도시한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트(202)는 복수 개의 도광판(302-1, 302-2, ... , 302-(2n-1), 302-2n), 편광 필터(304-1, 304-2, ... , 304-(2n-1), 304-2n) , 광원(306-1, 306-2, ... , 306-(2n-1), 306-2n) 및 제어부(310)을 포함한다. 또한 부가적으로 빛이 반사할 수 있는 필터(308-1, 308-2, ... , 308-(2n-2), 308-(2n-1))을 포함한다. 여기서 n은 양의 정수이다.

도광판(302-1, 302-2, ... , 302-(2n-1), 302-2n)은 광원의 빛이 디스플레이 패널의 전면적에 걸쳐 균일하게 조사되도록 하기 위해 빛의 경로가 전면으로 향하도록 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 도광판은 하나의 몸체로 형성된 것이 형태가 아니라, 복수 개의 도광판이 독립적으로 구비되어 서로 평행하게 배열, 즉 복수 개의 도광판이 한 방향으로 쌓여 있는 형태를 이루게 된다.

편광 필터(304-1, 304-2, ... , 304-(2n-1), 304-2n)는 광원(306-1, 306-2, ... , 306-(2n-1), 306-2n)의 빛이 도광판(302-1, 302-2, ... , 302-(2n-1), 302-2n)을 통해 백라이트 정면으로 투과될 때, 소정의 편광 방향을 유지하도록 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 각각의 도광판(302-1, 302-2, ... , 302-(2n-1), 302-2n)마다 편광 필터(304-1, 304-2, ... , 304-(2n-1), 304-2n)가 구비되며, 소정의 편광 방향을 가지는 제 1필터와 제 1 필터와 편광 방향의 차가 90°인 제 2 필터가 각각의 도광판의 정면에 교대로 배열된다. 즉, 한 도광판(302-1, 302-3, ... , 302-(2n-3), 302-(2n-1))에 0°방향의 편광 필터(P편광)가 구비되면, 그 상하의 도광판(302-2, 302-4, ... , 302-(2n-2), 302-2n)의 편광 필터(S편광)는 90°방향을 갖는다. 마찬가지로, 45°와 135° (또는 -45°) 방향의 편광 필 터도 가능하다.

광원(306-1, 306-2, ... , 306-(2n-1), 306-2n)은 디스플레이 패널(208)에 표시되는 영상을 조사하도록 백라이트(202)에 빛을 제공한다. 본 발명에 따른 백라이트의 광원(306-1, 306-2, ... , 306-(2n-1), 306-2n)은 점광원, 선광원 및 면광원 중 어느 하나일 수 있다. 하나의 도광판(302-1, 302-2, ... , 302-(2n-1), 302-2n)에 한 단위의 광원(306-1, 306-2, ... , 306-(2n-1), 306-2n)이 구비된다.

광원의 형태에 따라 백라이트는 직시형, 에지형 등으로 구분될 수 있다. 직시형은 디스플레이 패널에 직접 조사하며, 에지형은 광원이 도광판의 옆에 구비되어 빛이 도광판을 거치면서 앞면을 향하도록 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 백라이트은 직시형 또는 에지형일 수 있다.

백라이트의 한 세그먼트가 하나의 독립된 도광판(302-1, 302-2, ... , 302-(2n-1), 302-2n)과 각각의 도광판마다 갖고 있는 한 단위의 광원(306-1, 306-2, ... , 306-(2n-1), 306-2n)을 포함할 때, 각각의 광원은 독립적인 작동이 가능하므로, 각각의 세그먼트는 다른 세그먼트와 독립적으로 점등 및 소등이 가능하다. 결과적으로 본 발명의 특징인 백라이트(202)의 스캐닝이 가능하게 된다.

도 3과 같이 백라이트가 2n개의 세그먼트, 즉 2n개의 도광판으로 구성된다. 2n개의 도광판이 있으므로 광원도 2n개의 단위로 존재하게 된다. 분리된 세그먼트가 많을수록 하나의 도광판이 영상의 더 세부적인 부분을 비추게 되므로 세그먼트의 수는 많을수록 성능이 향상된다. 즉 n이 클수록 본 발명의 기술적 과제를 달성하는데 유리하다. 이론적으로는 영상의 한 픽셀에 해당하는 라인에 하나의 도광판 이 할당되는 것이 가장 바람직하다.

각각의 도광판이 밀접하게 결합되어 있으므로, 도광판의 광원에 의한 빛이 인접 도광판에 투과할 수 있다. 이는 백라이트의 휘도가 감소하고 크로스토크가 발생하는 문제점 등을 야기할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예는 각각의 도광판 사이에 빛이 반사할 수 있는 필터(308-1. 308-2, ... , 308-(2n-1))나 빛이 투과되지 않도록 코팅 처리할 수 있다.

제어부(310)는 본 발명의 실시예를 구현할 수 있도록 백라이트의 광원(306-1, 306-2, ... , 306-(2n-1), 306-2n)의 점등 및 소등을 제어한다.

도 4a와 4b는 본 발명의 일 실시예에 따라 백라이트의 도광판에 구비되는 광원의 여러 형태를 도시한다.

본 발명의 광원(306-1, 306-2, ... , 306-(2n-1), 306-2n)은 도 4a와 같이 홀수 번째 도광판(302-1, 302-3, ... , 302-(2n-3), 302-(2n-1))의 일 측면에는 홀수 번째 광원(306-1, 306-3, ... , 306-(2n-3), 306-(2n-1))이 구비되고, 짝수 번째 도광판(302-2, 302-4, ... , 302-(2n-2), 302-2n)의 다른 측면에는 짝수 번째 광원(306-2, 306-4, ... , 306-(2n-2), 306-2n)이 구비된다. 또한, 도 4b와 같이 모든 광원(306-1', 306-2', ... ,306-(2n-1)', 306-2n')이 도광판(302-1, 302-2, ... , 302-(2n-1), 302-2n)의 한 방향에 구비될 수 있다. 광원의 위치에 따라 도광판의 밝기의 세기 및 밝기의 균일성이 결정될 수 있다. 일반적으로 도 4a와 같이 위치하는 경우가 균일성 면에서 뛰어날 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트의 도광판에 편광 필터가 구비 되는 정면도를 도시한다.

하나의 세그먼트를 구성하는 하나의 도광판마다 그 정면에 구비되는 편광 필터(304-1, 304-2, ... , 304-(2n-1), 304-2n)를 볼 수 있다.

편광 필터는 입력 영상의 성질에 따라 다른 편광 방향을 부여하여야 한다. 본 발명은 입력 영상으로써 좌측 영상과 우측 영상이 홀수 번째 프레임과 짝수 번째 프레임으로 번갈아 입력되므로, 좌측 영상에 빛을 조사하는 경우와 우측 영상에 빛을 조사하는 경우의 편광 방향을 달리 한다. 따라서 두 가지 형태가 필요하므로, 0°와 90°의 편광 방향을 가지는 편광 필터 혹은 45°와 135° (또는 -45°)의 편광 방향을 가지는 편광 필터를 사용한다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 홀수 번째 프레임은 백라이트의 홀수 번째 세그먼트가 비추고 홀수 번째 세그먼트는 동일한 편광 방향을 가져야 한다 마찬가지로 짝수 번째 프레임은 백라이트의 짝수 번째 세그먼트가 비추고 짝수 번재 세그먼트는 동일한 편광 방향을 가져야 한다. 따라서 백라이트의 홀수 번째 도광판들(302-1, 302-3, ... ,302-(2n-3) ,302-(2n-1))은 동일한 편광 방향의 편광필터(304-1, 304-3, ... ,304-(2n-3) ,304-(2n-1))를 포함하며, 마찬가지로 짝수 번째 도광판들(302-2, 302-4, ... , 302-(2n-1), 302-2n)은 홀수 번째 도광판들(302-1, 302-3, ... ,302-(2n-3) ,302-(2n-1))의 편광 필터(304-1, 304-3, ... ,304-(2n-3) ,304-(2n-1))와는 90° 방향의 편광 방향을 가지는 편광 필터(304-2, 304-4, ... ,304-(2n-2) ,304-2n)를 포함하여야 한다.

결과적으로 도 5와 같이 백라이트의 세그먼트의 상하 순서에 따라, 도광판에 구비되는 편광 필터의 편광 방향이 번갈아 90°씩 바뀌게 된다. 이에 따라, 홀수, 짝수 번째 프레임 주기별로 백라이트는 서로 90° 방향의 편광 방향의 빛을 조사하게 된다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트의 스캐닝 방식을 도시한다.

디스플레이 패널에 입력되는 프레임은 패널의 상단에서 하단 방향으로 스캐닝되어 내려온다. 다음 프레임의 하단 부분이 이전 영상의 상단 부분에 닿은 채 연이어 입력되면서, 다음 프레임도 마찬가지로 상단에서 하단 방향으로 스캐닝되고, 이 과정을 반복하게 된다. 3차원 영상은 좌측, 우측 영상이 하나의 영상을 구성하게 되므로, 좌측 영상과 우측 영상이 홀수 번째 프레임과 짝수 번째 프레임으로 번갈아 연이어 입력된다.

백라이트(202)가 디스플레이 패널에 입력되는 영상을 밝혀야 하므로, 영상의 입력 주기에 백라이트 광원(306-1, 306-2, ... ,306-(2n-1), 306-2n)의 점등 및 소등 주기를 동기화시켜야 한다. 본 발명의 일 실시예는 홀수 번째 프레임이 입력될 때 백라이트의 홀수 번째 광원(306-1, 306-3, ... , 306-(2n-3), 306-(2n-1))이 작동하고, 마찬가지로 짝수 번째 프레임의 입력 주기에는 백라이트의 짝수 번째 광원(306-2, 306-4, ... , 306-(2n-2), 306-2n)이 작동한다.

본 발명에서 구현 가능한 실시예 중 백라이트의 두 가지 스캐닝 방식이 있다. 도 6은 백라이트의 복수의 광원이 동시에 점등되는 방식이며, 도 7은 백라이트의 하나의 광원만이 점등되는 방식이다.

도 6에서 빗금 친 부분이 광원이 점등되어 있어 빛을 조사하고 있는 상태이며, 어두운 부분이 광원이 소등되어 있는 상태이다.

도 6 (a)은 디스플레이 패널에 홀수 번째 프레임만이 표시되어 있는 시점에, 백라이트의 홀수 번째 광원(306-1, 306-3, ... , 306-(2n-3) , 306-(2n-1))이 모두 점등되어 있는 상태를 도시한다.

도 6 (b)은 디스플레이 패널에 홀수 번째 프레임에 이어 짝수 번째 프레임이 연이어 표시되어, 점등되어 있는 백라이트의 홀수 번째 광원(306-(2m+1), 306-(2m+3), ... , 306-(2n-3) , 306-(2n-1))과 짝수 번째 광원(306-2, 306-4, ... , 306-(2m-2), 306-2m)이 혼재되어 있는 상태를 도시한다. 여기서 m은 n보다 작은 양의 정수를 나타난다.

도 6 (c)은 디스플레이 패널에 홀수 번째 프레임은 표시가 완료되고 짝수 번째 프레임만이 표시되는 시점에 백라이트의 짝수 번째 광원(306-2, 306-4, ... ,306-(2n-2), 306-2n)이 모두 점등되어 있는 상태를 도시한다.

도 6 (a)과 같이 홀수 번째 프레임이 입력될 때, 백라이트(202)의 P 편광에 해당하는 홀수 번째 광원(306-1, 306-3, ... ,306-(2n-3), 306-(2n-1))이 점등한다. 입력 영상이 상단에서 하단 방향으로 스캐닝되어 오는 주기에 맞추어, 백라이트(202)의 광원(306- 1, 3 ... , 306-(2n-3), 306-(2n-1))도 마찬가지로 상단에서 하단 방향으로 밀려 내려오면서 점등된다. 따라서 해당 영상이 표시되는 패널 위치에 대응되는 광원은 점등되어 있는 상태로 유지된다. 이 경우, 홀수 번째의 광원(306-1, 306-3, ... ,306-(2n-3), 306-(2n-1))이 스캐닝 될 때에는 결과적으로 짝수 번째의 광원(306-2, 306-4, ... ,306-(2n-2), 306-2n)이 시청자의 위치에서 빛을 투과하지 않는 모드로 동작하게 된다.

또한, 도 6 (b)과 같이 현재 영상이 내려오는 도중에 입력 영상의 하단이 디스플레이 패널의 하단에 닿으면, 이 때부터는 디스플레이 패널의 현재 영상의 상단의 윗 부분은 더 이상 현재 영상을 표시하지 않는다. 따라서 입력 영상의 이동이 완료된 부분에 대응되는 백라이트의 홀수 번째 광원(306-1, 306-3, ... , 306-(2n-3), 306-(2n-1))은 점등되어 있던 상태에서 소등 상태로 변환된다.

입력 영상의 홀수 번째 프레임과 짝수 번째 프레임은 연이어서 입력되므로, 홀수 번째 프레임의 이동이 완료된 부분에는 짝수 번째 프레임이 표시된다. 따라서 백라이트의 짝수 번째 광원(306-2, 306-4, ... ,306-(2n-2), 306-2n)이 상단에서 하단 방향으로 차례로 점등하게 되고, 짝수 번째 프레임이 표시되어 있는 부분에 대응되는 백라이트의 광원(306-2, 306-4, ... , 306-(2m-2), 306-2m)은 점등되어 있는 상태로 유지된다.

결과적으로 도 6 (b)와 같이, 아래 부분은 홀수 번째 프레임을 비추고 있으므로 P 편광 방향을 가지는 백라이트의 홀수 번째 광원(306-(2m+1), 306-(2m+3), ... ,306-(2n-3), 306-(2n-1))만이 점등되어 있고, 짝수 번째 광원(306-(2m+2), 306-(2m+4), ... ,306-(2n-2), 306-2n)는 소등된다. 반면에 윗 부분은 짝수 번째 프레임을 비추고 있으므로 S 편광 방향을 가지는 백라이트의 짝수 번째 광원(306-2, 306-4, ... ,306-(2m-2), 306-2m)이 점등되어 있고 홀수 번째 광원(306-1, 306-3, ... ,306-(2m-3), 306-(2m-1))은 소등되어 있는 상태이다. 따라 서 백라이트의 아래 부분은 짝수 번째 광원(306-(2m+2), (2m+4), ... ,306-(2n-2), 306-2n)이 빛을 조사하지 않는 모드로 동작하고 있으며, 백라이트의 윗 부분은 홀수 번째 광원(306-1, 3, ... , 306-(2m-3), 306-(2m-1))이 빛을 조사하지 않는 모드이다.

도 6 (c)과 같이, 홀수 번째 프레임이 아래 부분으로 이동이 완료되어 짝수 번째 프레임만이 디스플레이 패널에 표시되어 있는 순간에는, 백라이트의 짝수 번째 광원(306-2, 306-4, ... ,306-(2n-2), 306-2n)만이 점등된 상태가 된다. 백라이트의 홀수 번째 광원(306-1, 306-3, ... ,306-(2n-3), 306-(2n-1))은 모두 소등되어 있고, S 편광 방향을 가지는 편광 필터(304-2, 304-4, ... , 304-(2n-2), ,304-2n)가 구비되는 도광판(302-2, 302-4, ... , 302-(2n-2), ,302-2n)에 위치하는 광원(306-2, 306-4, ... , 306-(2n-2), ,306-2n)만이 점등되어 있으므로, 짝수 번째 프레임 주기에서는 S 편광 방향의 빛이 투과된다. 이때 역시 홀수 번째 광원(306-1, 306-3, ... ,306-(2n-3), 306-(2n-1))는 조사하지 않는 모드이다.

도 7은 기본적으로 홀수 번째 프레임에서는 백라이트의 홀수 번째 광원(306-1, 306-3, ... , 306-(2n-3) , 306-(2n-1))이, 짝수 번째 프레임에서는 백라이트의 짝수 번째 광원(306-2, 306-4, ... , 306-(2n-2) , 306-2n)이 점등되고, 이 과정이 반복된다는 개념은 동일하다. 설명의 편의상 도면에서는 P편광 방향의 홀수 번째 광원(306-1, 306-3, ... , 306-(2n-3), 306-(2n-1),)만의 작동 과정을 도시한다. 홀수 번째 도광판(302-1, 302-3, ... , 302-(2n-3), 302-(2-1))의 밝은 부분이 해당 광원이 점등된 상태, 계단 무늬로 빗금 친 부분이 소등된 상태를 나타낸다.

도 7의 경우는, 도 6과 같이 입력 영상이 표시되는 주기에 맞추어 점등되는 광원들이 동시에 점등 상태를 유지하는 대신에, 백라이트의 광원이 하나씩 점등되었다가 소등되는 것을 반복하게 된다. 즉, 현재 점등된 광원 306-1이 소등되어야 다음 차례의 광원 306-3이 점등되며, 점등된 광원 306-3이 소등되어야 광원 306-5가 소등된다. 즉 점등된 광원 306-(2m-1)이 소등되어야 광원 206-(2m+1)이 점등되는 과정이 반복된다. 본 발명에서는 백라이트의 광원이 상단에서 하단 방향으로 작동하므로, 위 광원이 점등되었다가 소등되어야 그 아래의 다음 차례의 광원이 점등된다.

이 방법에 의하면 시역이 충분하게 분리되지 않아 한 순간에만 보여야 할 영상이 다음 순간에도 보이는 현상인 크로스토크가 발생할 가능성이 낮아진다. 그러나 디스플레이 패널이 백라이트의 하나의 광원에 의해서만 빛을 제공받으므로 휘도가 상대적으로 낮다. 따라서 백라이트의 광원의 세기를 증가시켜야 한다.

이상에서 도 6 및 도 7을 통해 설명한 백라이트의 스캐닝 기법을 구현하기 위해서, 본 발명의 바람직한 실시예는 홀수 번째 프레임과 짝수 번째 프레임이 연이어져 번갈아 입력되는 주기가 반복되는 과정에 따라, 백라이트의 각각의 도광판(302-1, 302-2, ... ,302-(2n-1), 302-2n)에 구비된 광원(306-1, 306-2, ... ,306-(2n-1), 306-2n)의 점등 및 소등 주기를 동기화한다.

일 실시예에서 60 Hz의 주기로 영상이 입력되므로, 좌측 영상과 우측 영상 이 각각 60 Hz로 입력되는 주기에 맞추어, 백라이트의 홀수 번째, 짝수 번째 광원 역시 60 Hz의 주기에 동기화되어 일정한 속도로 점등 및 소등된다.

도 8 및 도 9는 본 발명을 이용한 디스플레이 장치의 일 실시예로서, 리타더의 지연주기에 따라 3차원 영상의 디스플레이 과정을 설명한다.

도 8는 도 2에서 도시된 본 발명에서 제안한 디스플레이 장치(200)의 평면도를 도시한다. 특히, 디스플레이 장치(200)의 리타더(800)의 지연주기가 0 또는 반주기일 때의 스위칭(switching)되는 시역(802)을 도시한다.

도 8의 (a)와 (b)는 각각 3차원 영상의 디스플레이를 위해 홀수 번째 프레임과 짝수 번째 프레임이 입력될 때의 경우를 나누어 보이고 있고, 각각의 구성요소는 동일하다. 즉, 디스플레이 장치(200)는 백라이트(202), 리타더(800), 렌티큘러 어레이(208) 및 디스플레이 패널(210)로 구성된다. 설명의 편의상, P 편광 방향은 가로 방향의 화살표로, S 편광 방향은 세로 방향의 화살표로 표시한다.

시역(802)은 시청자가 LCD를 통해 투과되어 나온 빛으로 인해 영상을 볼 수 있는 시각 영역을 나타낸다.

디스플레이 패널은 액정층(806)과 편광필터(804, 808)를 포함하며, 편광필터(804, 808)은 디스플레이 패널(210)까지 도달한 편광 방향을 가지는 빛 중에 소정의 편광 방향을 가지는 빛만을 투과시켜 시청자가 보는 영상의 시역이 분리되게 한다.

일 실시예에서, 도 8 (a)와 같이 3차원 영상의 좌측 영상은 홀수 번째 프레임으로 입력되며, 도 8 (b)와 같이 우측 영상은 짝수 번째 프레임으로 입력된다.

도 8 (a)에서 홀수 번째 프레임이 입력된 경우에는, 본 발명의 디스플레이 장치(200)의 제어 방법에 의해 백라이트(202)의 점등 및 소등 주기가 동기화 되어, P편광 방향의 빛만을 투과시키도록 백라이트(202)의 홀수 번째 광원만이 작동된다. 따라서 백라이트(202)를 투과한 P 편광 성분의 빛은 리타더(800)에 의해 위상이 변환된다. 여기서 λ는 리타더(800)의 한 주기를 나타낸다. 리타더(800)의 홀수 번째 열은 위상을 변환시키지 않고, 짝수 번째 열은 반주기(λ/2)만큼 지연한다. 백라이트(202)에서 진행된 P 편광 방향의 빛은 리타더(800)를 투과하면서 홀수 번째 열은 P 편광 방향의 위상을 유지하고, 짝수 번째 열은 S 편광 방향의 위상을 가지게 된다.

디스플레이 패널(210)의 편광필름(804, 808)이 P편광 방향만을 투과시키도록 P 편광 방향을 가진다면, 결과적으로 디스플레이 패널(208)을 투과하는 빛은 P 편광 방향의 빛이므로, 짝수 번째 열의 빛은 투과하지 못하고, 시역(802)에서 시청자에게 영상의 홀수 번째 열만이 보이게 된다.

마찬가지로 도 8 (b)에서 짝수 번째 프레임이 입력된 경우, 본 발명의 백라이트(202)의 짝수 번째 광원만이 작동되도록 동기화된다. 따라서 백라이트(202)로부터 조사된 빛은 S 편광 방향의 빛이며, 리타더(800)를 통하여 홀수 번째 열에서는 S 편광 방향의 빛이, 또한 짝수 번째 열에서는 P 편광 방향의 빛이 투과된다. 일 실시예에 따른 디스플레이 패널(208)은 편광 필름(804, 808)에 의해 P 편광 방향의 빛만을 투과시키므로 결과적으로 홀수 번째 열은 투과되지 못하고, 짝수 번째 열만이 투과된다. 따라서 시역(802)에서 시청자에게 도달하는 신호는 시역의 짝수 번째 열에 맺힌다.

도 8 (a) 및 (b)와 같이 홀수 번째 프레임과 짝수 번째 프레임이 번갈아 반복되어 입력되면서, 좌측 영상과 우측 영상이 번갈아 입력된다. 시역(802)에서는 홀수 번째 열에 좌측 영상이, 짝수 번째 열에 우측 영상이 맺히게 되므로, 시역(802)이 스위칭되고 시청자는 좌측 영상과 우측 영상을 번갈아 보게 된다. 그러나 인간의 시각 인지력의 한계로 인해 두 영상이 교대로 표시되더라도 하나의 영상으로 인식하게 되며, 좌측 영상과 우측 영상의 양안 시차로 인해 3차원 영상으로 인식하게 된다. 따라서 본 발명의 실시예에 의해 시청자는 풀해상도의 3차원 영상을 볼 수 있게 된다. 또한 시역(802)이 스위칭되며 분리되므로 크로스토크가 감소하게 된다.

도 9는 도 8과 마찬가지로 본 발명을 이용한 3차원 영상 디스플레이 장치(200)의 평면도로써, 디스플레이 장치(200)의 구동 과정에서, 리타더(900)의 위상의 지연주기(λ)가 4분의 1주기(λ/4), 4분의 3주기(3λ/4)일 때의 스위칭되는 시역(902)을 도시한다.

도 9 (a), (b)의 구성요소는 리타더(900)를 제외하고는 도 8의 (a), (b)와 일치한다. 마찬가지로 홀수 번째 프레임에는 좌측 영상이 입력되고, 짝수 번째 프레임은 우측 영상이 입력된다.

지연주기가 λ/4 및 3λ/4인 리타더(900)는 반주기의 위상의 리타더(800)와는 달리 원편광 방향의 위상을 가지는 빛을 투과시킨다. 구체적인 편광 방향은 다를지라도 반주기 편광의 리타더(800)와 마찬가지로 디스플레이 패널(208)에서 특정 편광 방향만을 투과시키는 역할은 동일하다. 따라서 도 8와 같이, 도 9 (a)의 좌측 영상은 최종적으로 시역(902)의 홀수 번째 열에만 맺히고, 도 9 (b)의 우측 영상은 시역의 짝수 번째 열에만 맺히면서 시역(902)이 스위칭된다. 마찬가지로 좌측 영상과 우측 영상이 홀수 번째 열과 짝수 번째 열에 번갈아 스위칭되면서 시청자의 눈에는 하나의 영상으로 보이면서 풀해상도를 가지는 3차원 영상을 제공하게 된다. 마찬가지로 영상이 투과되는 영역이 분리되어 시역 분리되며 스위칭됨으로써 크로스토크의 부작용이 감소된다.

도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 백라이트를 영상의 입력 주기에 동기화시키는 방법의 흐름도를 도시한다.

단계 1002에서, 홀수 번째 프레임의 영상 신호가 디스플레이 패널에 입력되기 시작하면, 백라이트의 첫 번째 홀수 번째 세그먼트의 광원을 점등한다.

단계 1004에서, 입력된 프레임이 위에서 아래 방향으로 이동함에 따라, 프레임의 이동 속도에 맞추어 백라이트의 홀수 번째 세그먼트의 광원을 순차적으로 위에서 아래 방향으로 점등한다.

단계 1006에서, 홀수 번째 프레임이 이동하여 표시가 완료된 부분에 해당하는 백라이트의 홀수 번째 세그먼트의 광원은, 점등시킬 때와 마찬가지로, 순차적으로 소등한다.

단계 1008에서, 홀수 번째 프레임에 이어 짝수 번째 프레임의 입력이 시작되면, 백라이트의 첫 번째 짝수 번째 세그먼트의 광원을 점등한다.

단계 1010에서, 홀수 번째 세그먼트의 광원와 동일한 방식으로 짝수 번째 세 그먼트의 광원을 순차적으로 점등하였다가 이동이 완료된 프레임 부분에 대응하는 광원은 소등한다.

단계 1012에서, 다음 프레임의 입력이 이어지는지 판단하여, 단계 1010의 짝수 번째 프레임에 이어 다음 홀수 번째 프레임의 입력이 이어지면 단계 1002로 되돌아가 위 단계 1002, ... ,1010을 반복한다. 다음 프레임의 입력이 더 이상 없으면, 백라이트의 점등 및 소등도 완료한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 입력되는 프레임에 따라 2차원 영상의 디스플레이가 가능하다. 즉 홀수 번째 프레임 및 짝수 번째 프레임에 좌측, 우측 영상을 입력함으로써 3차원 영상의 디스플레이를 수행하는 대신, 동일 영상을 입력함으로써 2차원 영상을 풀해상도로 나타낼 수 있다.

또한 본 발명의 다른 실시예는, 백라이트를 스캐닝하는 대신에 모든 광원을 점등하거나 소등해놓은 상태를 유지하면 마찬가지로 2차원 영상의 디스플레이가 가능하다.

본 발명은 많은 다른 형태의 실시예가 가능하지만, 여기서 도면에 도시되고 상세히 설명된 예들은 본 발명의 최적화된 실시예들이며, 상기 상세한 설명은 발명의 원리의 예시로써 간주되고자 함이지, 본 발명의 넓은 측면을 도시된 실시예들도 한정하려는 것이 아니라는 것을 명심하여야 한다. 본 발명에 관해 상기 전술한 예시 구성들은 이 기술 분야에서 숙련된 이들에게 알려진 많은 방법으로 구현될 수 있다. 그리하여 본 발명은 여기서 설명된 예시 실시예에만 한정되지 않는다.

본 발명은 특정 바람직한 버전을 참고로 그것에 대해 매우 상세하게 설명되 었다. 그러나 다른 버전들도 가능하다. 그리하여 첨부된 청구항들의 의도의 범위는 여기서 포함된 바람직한 버전의 상세한 설명에 제한되어서는 안 된다.

본 발명은, 2차원/3차원 영상 디스플레이가 가능한 장치를 구현하는데 있어서, 부품 수를 낮추어 제품 단가를 낮추고 크로스토크 등의 부작용을 줄이면서 풀해상도의 영상을 디스플레이할 수 있도록 하는 스캐닝이 가능한 백라이트를 이용한 2차원/3차원 영상 디스플레이 장치 및 제어 방법를 제시하는데 있다.

스캐닝이 가능한 백라이트를 구현하기 위해, 백라이트는 복수 개의 도광판 및 광원을 포함한다. 서로 독립적으로 구비된 복수 개의 도광판을 평행하게 배열하여, 각각의 도광판에 구비된 광원은 다른 도광판 및 광원과는 독립적으로 점등 및 소등될 수 있게 한다. 따라서 하나의 백라이트로 조명 기능과 스캐닝 기능을 동시에 수행하여, 부품수를 줄여 제품의 생산 단가를 낮출 수 있어 효율적이고 경제적 효과를 가지며, 휘도가 저하되는 부작용을 줄이는 효과를 보인다.

또한, 백라이트가 디스플레이 패널에 입력되는 영상의 입력 주기에 맞추어 스캐닝하며 디스플레이를 비출 수 있도록 동기화시키도록 제어하므로 3차원 영상의 디스플레이가 가능하며 크로스토크를 줄이는 효과가 있다.

디스플레이 장치의 구조적 변화 없이 2차원 영상을 디스플레이할 수 있는 효과를 가진다.

따라서 본 발명은 다양한 형태로 2차원 LCD 디스플레이 장치, 2차원 PDP 디스플레이 장치, 평판 디스플레이 장치, 3차원 입체 게임 영상 장치, 방송용 3차 원 TV, 입체광고용 디스플레이, 군사용 장치, 시뮬레이션 훈련용, 의료용 3차원 디스플레이 등과 같은 산업 상의 이용 분야에 적용할 수 있다.

Claims

스캐닝이 가능한 것으로 편광된 빛을 조사하는 백라이트;

상기 백라이트에서 조사되는 빛을 위상이 유지된 빛과 위상이 지연된 빛으로 투과시키는 리타더;

상기 리타더로부터의 빛을 방향성 빛으로서 투과시키는 렌티큘러 어레이; 및

입력되는 영상을 표시하고 상기 렌티큘러 어레이를 투과한 빛으로 조사되는 디스플레이 패널을 순서대로 포함하는 것을 특징으로 하는 스캐닝이 가능한 백라이트를 이용한 2차원/3차원 영상 디스플레이 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 백라이트는,

독립적으로 구비되어 서로 평행하게 배열되는 복수 개의 도광판;

상기 각각의 도광판마다 구비되어 빛을 조사하는 광원; 및

상기 각각의 도광판의 정면에 구비되는 편광 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 스캐닝이 가능한 백라이트를 이용한 2차원/3차원 영상 디스플레이 장치.
제 2항에 있어서, 상기 편광 필터는

소정의 편광 방향을 가지는 제 1 필터와, 제 1 필터와 편광 방향의 차가 90°인 제 2필터가 상기 각각의 도광판의 정면에 교대로 배열된 것을 특징으로 하 는 스캐닝이 가능한 백라이트를 이용한 2차원/3차원 영상 디스플레이 장치.
제 2항에 있어서,

상기 각각의 도광판 사이에 서로 빛이 침투되지 않도록 빛을 반사시키는 필터가 구비되는 것을 특징으로 하는 스캐닝이 가능한 백라이트를 이용한 2차원/3차원 영상 디스플레이 장치.
제 2항에 있어서,

상기 각각의 도광판 사이에 서로 빛이 침투되지 않도록 코팅 처리되는 것을 특징으로 하는 스캐닝이 가능한 백라이트를 이용한 2차원/3차원 영상 디스플레이 장치.
제 1항에 있어서,

상기 백라이트와 상기 리타더 사이에 배치된 확산판을 포함하는 것을 특징으로 하는 스캐닝이 가능한 백라이트를 이용한 2차원/3차원 영상 디스플레이 장치.
제 2항에 있어서,

상기 광원을 입력 신호의 주기에 맞추어 점등 또는 소등하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스캐닝이 가능한 백라이트를 이용한 2차원/3차원 영상 디스플레이 장치.
제 7항에 있어서,

상기 제어부는 상기 백라이트의 홀수 번째 광원은 상기 디스플레이 패널에 홀수 번째 프레임이 입력되는 주기에서만 점등하고, 상기 백라이트의 짝수 번째 광원은 상기 디스플레이 패널에 짝수 번째 프레임이 입력되는 주기에서만 점등하며, 상기 홀수 또는 짝수 번째 프레임의 입력이 반복되는 동안, 상기 홀수 또는 짝수 번째 광원이 번갈아 점등하는 것을 반복하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 스캐닝이 가능한 백라이트를 이용한 2차원/3차원 영상 디스플레이 장치.
제 8 항에 있어서,

상기 제어부는 3차원 디스플레이를 위해, 상기 프레임이 상기 디스플레이 패널의 상단에 입력되어 하단 방향으로 이동함에 따라, 상기 프레임을 조사하는 상기 광원이 상단에서 하단 방향으로 순차적으로 점등하고, 상기 프레임이 상기 디스플레이 패널 하단으로 이동함에 따라, 상기 프레임이 이동하여 표시가 완료된 상기 디스플레이 패널을 조사하도록 점등된 광원은 소등하는 것을 반복하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 스캐닝이 가능한 백라이트를 이용한 2차원/3차원 영상 디스플레이 장치.
제 8 항에 있어서,

상기 제어부는 3차원 디스플레이를 위해, 상기 프레임이 상기 디스플레이 패널의 상단에 입력되어 하단 방향으로 이동함에 따라, 상기 프레임을 비추는 상기 광원이 상단에서 하단 방향으로 순차적으로 점등하며, 현재 점등된 광원이 소등되어야 다음 차례의 광원이 점등하는 것을 반복하도록 제어하는 것 특징으로 하는 스캐닝이 가능한 백라이트를 이용한 2차원/3차원 영상 디스플레이 장치.
제 8 항에 있어서,

2차원 영상 디스플레이를 위해, 상기 홀수 번째 프레임 및 짝수 번째 프레임이 동일 영상인 것을 특징으로 하는 스캐닝이 가능한 백라이트를 이용한 2차원/3차원 영상 디스플레이 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 렌티큘러 어레이는 렌티큘러 렌즈의 피치가 디스플레이 패널의 두 픽셀을 덮는 너비인 것을 특징으로 하는 스캐닝이 가능한 백라이트를 이용한 2차원/3차원 영상 디스플레이 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 리타더는 위상 지연이 없는 제 1 어레이 라인과 반주기의 위상 지연이 있는 제 2 어레이 라인이 반복되며, 상기 각각의 어레이 라인이 상기 디스플레이 패널의 한 픽셀에 해당하는 너비를 가지는 것을 특징으로 하는 스캐닝이 가능한 백라이트를 이용한 2차원/3차원 영상 디스플레이 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 리타더는 4분의 1주기의 위상 지연이 있는 제 1어레이 라인과 4분의 3주기의 위상 지연이 있는 제 2 어레이 라인이 반복되며, 상기 각각의 어레이 라인은 상기 디스플레이 패널의 한 픽셀에 해당하는 너비를 가지는 것을 특징으로 하는 스캐닝이 가능한 백라이트를 이용한 2차원/3차원 영상 디스플레이 장치.
디스플레이 패널을 조사하기 위한 것으로 복수 개의 도광판과 상기 복수 개의 도광판마다 구비된 광원을 가지는 백라이트를 포함하는 디스플레이 장치의 제어 방법에 있어서,

상기 백라이트의 홀수 번째 광원은 상기 디스플레이 패널에 홀수 번째 프레임이 입력되는 주기에서만 점등하는 단계;

상기 백라이트의 짝수 번째 광원은 상기 디스플레이 패널에 짝수 번째 프레임이 입력되는 주기에서만 점등하는 단계; 및

상기 홀수 또는 짝수 번째 프레임의 입력이 반복되는 동안, 상기 홀수 또는 짝수 번째 광원이 번갈아 점등하는 것을 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스캐닝이 가능한 백라이트를 이용한 2차원/3차원 영상 디스플레이 장치의 제어 방법.
제 15 항에 있어서,

상기 점등 단계는 3차원 영상 디스플레이를 위해, 상기 프레임이 상기 디스플레이 패널의 상단에 입력되어 하단 방향으로 이동함에 따라, 상기 프레임을 조사하는 상기 광원이 상단에서 하단 방향으로 순차적으로 점등하는 단계;

상기 프레임이 상기 디스플레이 패널 하단으로 이동함에 따라, 상기 프레임이 이동하여 표시가 완료된 상기 디스플레이 패널을 조사하도록 점등된 광원을 소등하는 단계; 및

상기 프레임이 연이어 디스플레이 패널에 입력되어 하단 방향으로 이동함에 따라, 상기 점등 단계 및 상기 소등 단계를 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스캐닝이 가능한 백라이트를 이용한 2차원/3차원 영상 디스플레이 장치의 제어 방법.
제 15 항에 있어서,

상기 점등 단계는 3차원 영상 디스플레이를 위해, 상기 프레임이 상기 디스플레이 패널의 상단에 입력되어 하단 방향으로 이동함에 따라, 상기 프레임을 비추는 상기 광원이 상단에서 하단 방향으로 순차적으로 점등하는 단계;

현재 점등된 광원이 소등되어야 다음 차례의 광원이 점등하는 단계; 및

상기 단계를 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스캐닝이 가능한 백라이트를 이용한 2차원/3차원 영상 디스플레이 장치의 제어 방법.
제 15 항에 있어서,

2차원 영상 디스플레이를 위해, 상기 홀수 프레임 및 짝수 프레임이 동일 영상인 것을 특징으로 하는 스캐닝이 가능한 백라이트를 이용한 2차원/3차원 영상 디스플레이 장치의 제어 방법.
제 15 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항의 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.