KR20080105873A

KR20080105873A - 백라이트 유닛 및 이를 채용한 2ｄ/3ｄ 겸용 영상표시장치및 2ｄ/3ｄ 겸용 영상표시장치의 구동방법

Info

Publication number: KR20080105873A
Application number: KR1020070054003A
Authority: KR
Inventors: 차경훈; 김대식
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-06-01
Filing date: 2007-06-01
Publication date: 2008-12-04
Also published as: KR101406794B1

Abstract

백라이트 유닛 및 이를 채용한 2D/3D 겸용 영상표시장치 및 2D/3D 겸용 영상표시장치의 구동방법이 개시되어 있다. 개시된 백라이트 유닛은, 광출사면이 스트라이프 형상의 복수의 세그먼트 영역으로 분할되어 시분할 구동되는 백라이트 유닛으로서, 복수의 세그먼트 영역에 대응되는 광출사면을 가진 스트라이프 형상의 복수의 도광 세그먼트를 구비한 도광판과; 적어도 6개의 서로 다른 파장대역을 갖는 단색광을 방출하는 것으로, 조합하여 제1컬러를 표시할 수 있는 적어도 3개의 단색광원을 갖는 제1광원과, 조합하여 제2컬러를 표시할 수 있는 적어도 3개의 단색광원을 갖는 제2광원을 구비한 광원부;를 포함하며, 복수의 세그먼트 영역 각각에서 적어도 6개의 서로 다른 파장대역을 갖는 단색광이 순차적으로 출사되는 것을 특징으로 한다.

Description

백라이트 유닛 및 이를 채용한 2Ｄ/3Ｄ 겸용 영상표시장치 및 2Ｄ/3Ｄ 겸용 영상표시장치의 구동방법{Backlight unit, 2D-3D switchable image display apparatus employing the same, and method of the 2D-3D switchable image display apparatus}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 이를 채용한 2D/3D 겸용 영상표시장치를 개략적으로 도시한다.

도 2는 도 1의 2D/3D 겸용 영상표시장치의 백라이트 유닛의 분리 사시도이다.

도 3은 도 2의 백라이트 유닛의 개략적인 광학적 구성을 개략적으로 보여준다.

도 4는 도 2의 백라이트 유닛에 있어서, 각 단색광원의 파장대역을 보여주는 그래프이다.

도 5는 도 1의 2D/3D 겸용 영상표시장치에 채용될 수 있는 백라이트 유닛의 다른 예를 개략적으로 보여준다.

도 6과 도 7은 도 1의 2D/3D 겸용 영상표시장치에 채용될 수 있는 백라이트 유닛의 또 다른 예를 개략적으로 보여준다.

도 8a 및 도 8b는 도 1의 2D/3D 겸용 영상표시장치에 있어서, 3D 영상의 각 단색필드가 스캐닝되는 순서를 보여준다.

도 9a 및 도 9b는 도 1의 2D/3D 겸용 영상표시장치에 있어서, 스캐닝되는 3D 영상에 동기되는 백라이트 유닛의 구동방법을 보여준다.

도 10은 도 1의 2D/3D 겸용 영상표시장치에 있어서, 화상패널에 2D 영상이 스캐닝되는 경우의 백라이트 유닛의 구동 동작을 보여준다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10...2D/3D 겸용 영상표시장치 11...화상패널

12...광원부 13,23,33...도광판

14...도광 세그먼트 15...광차단막

17...반사판 19,29,39...백라이트 유닛

50...안경 R1,R2,G1,G2,B1,B2...단색광원

S₁,S₂,S₃,S₄,S₅,S₆,…,S_N _-1,S_N...광출사면

본 발명은 백라이트 유닛 및 이를 채용한 2D/3D 겸용 영상표시장치 및 2D/3D 겸용 영상표시장치의 구동방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 서로 다른 파장대의 단색광들로 형성된 좌우 영상을 좌안경과 우안경 각각에서 분리하여 3D를 구현하는 백라이트 유닛 및 이를 채용한 2D/3D 겸용 영상표시장치 및 영상표시장치의 구동방법에 관한 것이다.

기술이 발전함에 따라 더욱 실감있는 영상을 표시하는 영상표시장치가 요청되고 있다. 이에 따라, 영상을 표시하는 화소를 증가시킨 고해상도 영상표시장치에 개발에서 나아가, 입체로 영상을 보여줄 수 있는 3D 영상표시장치가 개발되고 있다. 이러한 3D 영상표시장치는 TV에 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 의료영상, 게임, 광고, 교육, 군사등 여러 분야에 적용됨으로써, 입체 효과에 의한 더욱 큰 효과가 기대될 수 있다.

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. 이에 착안해 눈에 보이는 실제 영상과 동일한 영상을 두 눈에 입력할 수만 있다면 입체감은 쉽게 표현된다. 이를 위해 특성이 동일한 2대의 카메라를 양안 간격만큼 벌려 놓고 촬영한 후 왼쪽 카메라로 찍은 좌영상은 왼쪽 눈에만 보이게 하고, 오른쪽 카메라로 찍은 우영상은 오른쪽 눈에만 비춰준다.

3D 영상표시장치에는 안경을 이용한 영상표시장치과 무안경 방식의 영상표시장치가 있다. 안경을 이용한 영상표시장치에는 편광 안경식 방식과 셔터 안경식 방식이 있고, 안경을 사용하지 않고 좌우 영상을 분리하여 입체 영상을 얻는 무안경 방식의 영상표시장치에는 패럴렉스 배리어(parallax barrier) 방식, 렌티큘러(lenticular) 방식, 집적 영상(Integral imaging) 방식, 홀로그래피(holography) 방식 등이 있다. 안경을 이용한 영상표시장치에 있어서, 편광 안경식 방식은 좌우 영상이 서로 다른 편광의 광으로 형성될 수 있도록 하기 위해 순차적으로 편광을 변환시키는 장치가 필요하며, 셔터 안경식 방식은 좌우 영상에 따라 교대로 볼 수 있도록 하는 장치가 안경에 설치되어야 하므로, 그 구조가 복잡하고 비용이 증가되는 등의 문제점이 있다.

본 발명은, 상술한 종래의 3D 영상표시장치의 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 색순차 구동방식의 영상표시장치의 구성을 크게 변화시키지 않고, 3D 영상을 디스플레이할 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 채용한 2D/3D 겸용 영상표시장치 및 2D/3D 겸용 영상표시장치의 구동방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은, 광출사면이 스트라이프 형상의 복수의 세그먼트 영역으로 분할되어 시분할 구동되는 백라이트 유닛으로서, 상기 복수의 세그먼트 영역에 대응되는 광출사면을 가진 스트라이프 형상의 복수의 도광 세그먼트를 구비한 도광판과; 적어도 6개의 서로 다른 파장대역을 갖는 단색광을 방출하는 것으로, 조합하여 제1컬러를 표시할 수 있는 적어도 3개의 단색광원을 갖는 제1광원과, 조합하여 제2컬러를 표시할 수 있는 적어도 3개의 단색광원을 갖는 제2광원을 구비한 광원부;를 포함하며, 상기 복수의 세그먼트 영역 각각에서 적어도 6개의 서로 다른 파장대역을 갖는 단색광이 순차적으로 출사되는 것을 특징으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 2D/3D 겸용 영상표시장치 은, 화상이 형성되는 화상패널과; 상기 화상패널에 광을 공급하는 것으로, 상기의 백라이트 유닛;을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 2D/3D 겸용 영상표시장치를 구동하는 방법은, 영상의 한 프레임을 상기 적어도 6개의 서로 다른 파장대역을 갖는 단색광에 대응되는 단색필드로 분해하여, 상기 분해된 단색필드를 상기 화상패널에 스캐닝하고, 상기 스캐닝되는 단색필드의 동기신호에 맞추어, 대응되는 단색광원을 상기 복수의 세그먼트 영역별로 순차적으로 구동하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 아래에 예시되는 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니며, 본 발명을 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 충분히 설명하기 위해 제공되는 것이다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 이를 채용한 2D/3D 겸용 영상표시장치를 도시한다. 도 1은 본 실시예에 따른 2D/3D 겸용 영상표시장치의 광학적 구성을 개략적으로 도시하며, 도 2와 도 3은 본 실시예의 2D/3D 겸용 영상표시장치에 채용된 백라이트 유닛의 일 예를 보여준다. 또한, 도 4는 각 단색광원의 파장대역을 보여주는 그래프이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 2D/3D 겸용 영상표시장치는, 화상이 형 성되는 화상패널(11)과, 상기 화상패널(11)에 광을 공급하는 백라이트 유닛(19)을 구비한 화상표시장치(10)와, 상기 화상표시장치(10)에서 표시되는 3D 영상을 보기위해 사용자가 착용하는 안경(20)을 포함한다.

상기 화상패널(11)은 입력되는 영상신호에 따라 2D 영상이나 3D 영상이 표시되는 화상소자이다. 본 실시예의 화상패널(11)은 자체로서는 발광하지 않아, 광을 공급하는 백라이트 유닛(11)을 별도로 요구되는 수광형 화상소자이다. 또한 화상패널(11)은 그 자체에 컬러필터를 구비하고 있지 않고, 백라이트 유닛(11)에서 순차적으로 단색광을 공급함으로써, 컬러를 구현한다. 화상패널(11)은 2D영상을 구현하는 통상의 화상소자를 그대로 채용할 수 있다. 이러한 화상패널(11)로서, 예를 들어 통상의 액정패널이 채용될 수 있다.

상기 백라이트 유닛(19)은 상기 화상패널(11)의 배면에 위치하여 면조명하는 것으로, 상기 화상패널(11)에 스캐닝되는 영상에 동기되어, 스캐닝 방향으로 시분할 구동된다. 도 2와 도 3을 참조하면, 본 실시예의 백라이트 유닛(19)은, 측면 발광형 타입(edge emitting type)으로, 도광판(13)과, 도광판(13)의 양 측면에 배치되는 광원부(12)를 포함하고 있다.

광원부(12)는 적어도 6개의 서로 다른 파장대역을 갖는 단색광을 방출하는 것으로, 조합하여 제1컬러(RGB1)를 표시할 수 있는 3개의 단색광원(R1,G1,B1)을 갖는 제1광원(12L)과, 조합하여 제2컬러(RGB2)를 표시할 수 있는 3개의 단색광원(R2,G2,B2)을 갖는 제2광원(12R)을 구비한다. 이러한 단색광원(R1,G1,B1,R2,G2,B2)으로는, 예를 들어 LED와 같은 발광소자나, 소형램프를 채용 할 수 있다. 상기 제1광원(12L)은 후술하는 바와 같이 좌영상용 광원이며, 상기 제2광원(12R)은 우영상용 광원이다.

상기 제1광원(12L)은 제1적색광을 방출하는 제1적색광원(R1)과, 제1녹색광을 방출하는 제1녹색광원(G1)과, 제1청색광을 방출하는 제1청색광원(B1)을 구비하며, 상기 제2광원(12R)은 제2적색광을 방출하는 제2적색광원(R2)과, 제2녹색광을 방출하는 제2녹색광원(G2)과, 제2청색광을 방출하는 제2청색광원(B2)을 구비한다. 상기 제1적색광원(R1), 제1녹색광원(G1), 제1청색광원(B1), 제2적색광원(R2), 제2녹색광원(G2), 제2청색광원(B2) 각각은 도 4에 도시된 바와 같이 서로 다른 파장대역을 갖는다. 즉, 제1 및 제2적색광원(R1,R2)는 서로 다른 파장의 적색광을 방출하며, 제1 및 제2녹색광원(G1,G2)은 서로 다른 파장의 녹색광을 방출하며, 제1 및 제2청색광원(B1,B2)은 서로 다른 파장의 녹색광을 방출한다. 이는 후술하는 바와 같이 파장대역에 따라 좌우 영상이 분리될 수 있도록 하기 위함이다. 상기 제1 및 제2적색광(R1,R2) 각각의 파장대역은, 예를 들어, 600 내지 650 nm, 650 내지 700 nm일 수 있으며, 상기 제1 및 제2녹색광(R1,R2) 각각의 파장대역은, 예를 들어, 500 내지 550 nm, 550내지 600 nm일 수 있으며, 상기 제1 및 제2청색광(B1,B2) 각각의 파장대역은, 예를 들어, 400 내지 450 nm, 450 내지 500 nm일 수 있다. 제1광원(12L)이나 제2광원(12R)은 모두 적녹청의 3색 광원을 구비하므로, 각 단색광원의 조합으로 컬러를 표현할 수 있다.

본 실시예의 제1광원(12L)은 제1적색광원(R1), 제1녹색광원(G1), 제1청색광원(B1)을 가지고 있으나, 또 다른 색상의 단색광원을 더 포함할 수 있으며, 다만 추가되는 단색광원의 파장대역은 제2광원(12R)에 속하는 단색광원들의 파장대역과 다르면 된다. 마찬가지로 제2광원(12R) 역시 제2적색광원(R2), 제2녹색광원(G2), 제2청색광원(B2) 이외의 다른 단색광원을 더 포함할 수 있으며, 다만 추가되는 단색광원의 파장대역은 제1광원(12L)에 속하는 단색광원들의 파장대역과 다르면 된다. 나아가, 컬러를 표현할 수 있다면, 광원부(12)의 단색광원들이 반드시 적녹청의 3색 광원에 한정되는 것은 아니다.

상기 도광판(13)은 광원부(12)에서 조명되는 광을 면광원으로 바꾸어 화상패널(11)에 조명하는 것이다. 상기 도광판(13)은 그 광출사면이 상기 화상패널(11)의 배면과 마주보도록 배치된다. 상기 도광판(13)의 광출사면은 스트라이프 형상의 N개의 세그먼트 영역(S₁,S₂,S₃,S₄,S₅,S₆,…,S_N _-1,S_N)으로 분할되어, 순차적으로 조명되도록 되어 있다. 이를 위해 도광판(13)은, 상기 N개의 세그먼트 영역(S₁,S₂,S₃,S₄,S₅,S₆,…,S_N _-1,S_N)에 대응되는 광출사면을 가지는 N개의 도광 세그먼트(14)가 나란히 배열된 구성을 가진다. 이때, 도광판(13)의 광출사면의 분할은, 스트라이프 형상을 갖는 세그먼트 영역(S₁,S₂,S₃,S₄,S₅,S₆,…,S_N _-1,S_N)의 길이 방향이 화상패널(11)에서 화상이 스캐닝되는 방향에 수직한 방향이 되도록 한다. 상기 백라이트 유닛(19)에서 순차적으로 조명되는 방향은, 화상패널(11)에서 화상이 스캐닝되는 방향과 일치하도록 한다(도 9a 및 도 9b 참조). 한편, N은 백라이트 유닛(19)의 시분할 구동을 위한 광출사면의 분할 개수로서, 당해 분야의 통상의 지식을 가진 기술자는 적절한 분할 개수를 선택할 수 있을 것이다.

상기 N개의 도광 세그먼트(14)들 사이의 경계면에는 광차단막(15)이 형성되는 것이 바람직하다. 이는 인접한 도광 세그먼트(14)들 사이로 빛이 새어 화질이 저하되는 것을 방지하기 위함이다. 이러한 광차단막(15)은 광반사가 용이한 반사코팅막인 것이 바람직하나, 광을 흡수하는 블랙코팅막 등도 가능하다.

상기 광원부(12)의 제1광원(12L) 및 제2광원(12R)은, 도면에 도시된 바와 같이 N개의 도광 세그먼트(14)의 양 단부에 각각 배치되어, 각 도광 세그먼트(14) 별로 독립적으로 구동될 수 있도록 구성된다. 각 도광 세그먼트(14)마다 제1광원(12L)에 속하는 제1적색광원(R1), 제1녹색광원(G1), 제1청색광원(B1)과, 제2광원(12R)에 속하는 제2적색광원(R2), 제2녹색광원(G2), 제2청색광원(B2)이 모두 배치되어 있다. 본 실시예에서는 제1광원(12L) 및 제2광원(12R)가, 인접한 도광 세그먼트(14)별로 서로 엇갈리게 배치되어 있다. 이와 같이 배치함에 따라, 후술하는 바와 같이, 좌영상을 위한 조명을 할 때에는 제1광원(12L)이 도광판(13)의 양 측면에서 서로 엇갈리면서 조명하게 되고, 우영상을 위한 조명을 조명할 때에는 제2광원(12R)이 도광판(13)의 양 측면에서 서로 엇갈리면서 조명하게 되어, 보다 균일한 면조명을 할 수 있게 한다. 그러나, 본 발명의 광원 배치는 이에 한정되지 않으며, 가령 제1광원(12L)은 도광판(13)의 일측에 배치되고, 제2광원(12R)은 도광원(13)의 타측에 배치될 수도 있다.

본 실시예의 백라이트 유닛(19)은 광원부(12)가 도광판(13)의 양단에 배치된 구성을 가지나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.

도 5는 본 발명의 2D/3D 겸용 영상표시장치에 채용될 수 있는 백라이트 유닛 의 다른 예를 개략적으로 보여준다. 도 5에 도시되는 바와 같이, 백라이트 유닛(29)은, 도광판(23)의 일 측면에만 광원부(12)가 배치된 구성도 가능하다. 이 경우도, 각 도광 세그먼트(24)별로 제1 및 제2광원이 모두 배치되어, 각 세그먼트 영역(S₁,S₂,S₃,S₄,S₅,S₆,…,S_N _-1,S_N)에서 제1 및 제2컬러(RGB1,2)를 표현할 수 있는 단색광들을 모두를 출사할 수 있어야 한다.

또 다른 예로, 도 6과 도 7에 도시되는 바와 같이 직하방식(direct type)의 백라이트 유닛(39)도 가능하다. 이 경우, 백라이트 유닛(39)은 복수의 도광 세그먼트(34)를 가지는 도광판(33)과, 도광 세그먼트(34) 각각의 배면에 배치되는 광원부(32)와, 상기 광원부(32)에서 출사된 광이 각 도광 세그먼트(34)에 효율적으로 입사될 수 있도록 하는 반사판(37)을 포함할 수 있다. 광원부(32)는 예를 들어, 냉음극형광램프(CCFL) 외부전극형광램프(EEFL) 등의 선광원이 채용될 수 있다. 나아가, 본 발명의 백라이트 유닛은 별도의 도광판이 필요하지 않는 스트라이프 형태의 면광원 자체를 채용할 수도 있을 것이다.

안경(50)은, 좌안경(51)과 우안경(52)의 광학적 특성이 서로 다르게 구성되어 있다. 가령, 좌안경(51)은 제1광원(12L)에서 방출된 단색광은 통과시키고 제2광원(12R)에서 방출된 단색광은 차단시키는 필터가 코팅되어 있으며, 우안경(52)은 제1광원(12L)에서 방출된 단색광은 차단시키고 제2광원(12R)에서 방출된 단색광은 투과시키는 필터가 코팅될 수 있다. 이에 의하여 좌안경(51)을 통과한 단색광들은 조합되어 제1컬러(RGB1)의 화상을 이루고, 우안경(52)을 통과한 단색광들은 조합되 어 제2컬러(RGB2)의 화상을 이룬다. 사용자가 3D 영상을 보기 위해서는, 후술하는 바와 같이 화상패널(11)에 좌우 영상용 영상신호가 교대로 입력되어, 좌우 영상이 화상패널(11)에 시분할적으로 표시되고, 사용자는 착용한 안경(50)을 통해 좌우 영상을 분리하게 보게 된다.

다음으로 도 8a 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 2D/3D 겸용 영상표시장치의 구동방법에 대해 설명하기로 한다.

먼저 3D 영상을 표시하기 위한 구동방법을 설명하기로 한다.

본 발명의 2D/3D 겸용 영상표시장치는 3D 영상을 미도시된 신호처리부에서 좌우 영상별로 각 적색필드, 녹색필드, 청색필드로 분리하여, 순차적으로 화상패널에 표시한다. 즉, 한 프레임의 영상은 좌영상인 R1,G1,B1필드와, 우영상인 R2,G2,B2필드로 분리된다. 상기 좌우 영상은 서로 다른 방향에서 촬영하여 양안시차를 발생시키는 영상이다. 좌영상의 R1,G1,B1필드는 제1적색광, 제1녹색광, 제1청색광에 각각 대응되는 영상이며, 우영상의 R2,G2,B2필드는 제2적색광, 제2녹색광, 제2청색광에 각각 대응되는 영상이다. 통상 60Hz의 프레임율을 갖는 영상에 대해, 상기 R1,R2,G1,G2,B1,B2필드는 각각 1/360초씩 순차적으로 화상패널에 표시된다.

도 8a는 3D 영상의 각 단색필드가 스캐닝되는 순서의 일 예를 보여준다. 도면을 참조하면, 좌영상과 우영상은 각 단색별로 서로 교대로 표시된다. 즉, 좌영상의 R1필드, 우영상의 R2필드, 좌영상의 G1필드, 우영상의 G2필드, 좌영상의 B1필드, 우영상의 B2필드 순으로 화상패널에 영상이 표시된다. 그러나, 본 발명의 단색필드의 표시 순서는 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 8b에 도시되는 바 와 같이, 좌영상의 R1,G1,B1필드가 순차적으로 표시된 다음에, 우영상의 R2,G2,B2필드가 순차적으로 표시될 수도 있다. 이와 같이 단색 필드의 표시 순서가 바뀌게 되면, 후술하는 백라이드 유닛의 해당되는 단색광원의 구동순서가 바뀌게 된다.

도 9a 및 도 9b는 상기 화상패널에 스캐닝되는 각 단색필드에 동기되는 백라이트 유닛의 구동방법을 보여준다. 도면을 참조하면, 3D 영상의 좌영상이 화상패널에 표시되는 동안에는 제1광원이 구동되고, 3D 영상의 우영상이 화상패널에 표시되는 동안에는 제2광원이 구동된다. 나아가, 각 단색필드의 영상은 화상패널에 각 화소정보가 라인별로 기입되어 라인에 수직한 방향으로 스캐닝되어 형성되는바, 백라이트 유닛은, 각 세그먼트 영역(S₁,S₂,S₃,S₄,S₅,S₆,…,S_N _-1,S_N)이 순차적으로 상기 단색필드에 대응되는 단색광을 방출할 수 있도록 구동된다. 예를 들어, 좌영상의 R1필드가 화상패널에 스캐닝되는 동안에, 제1광원(12L)은, 좌영상의 R1필드가 화상패널에 스캐닝되는 위치에 대응되는 각 세그먼트 영역(S₁,S₂,S₃,S₄,S₅,S₆,…,S_N _-1,S_N)이 순차적으로 제1적색광을 방출할 수 있도록 제1적색광원(R1)을 스캐닝 방향에 맞추어 구동한다. 다음으로, 우영상의 R2필드가 화상패널에 스캐닝되는 동안에, 제2광원(12R)은, 좌영상의 R2필드가 화상패널에 스캐닝되는 위치에 대응되는 각 세그먼트 영역(S₁,S₂,S₃,S₄,S₅,S₆,…,S_N _-1,S_N)이 순차적으로 제2적색광을 방출할 수 있도록 제2적색광원(R2)을 스캐닝 방향에 맞추어 구동한다. 이와 비슷하게 좌영상의 G1필드, 우영상의 G2필드, 좌영상의 B1필드, 우영상의 B2필드가 순차적으로 화상패널에 스캐닝되고, 이에 대응하는 백라이트 유닛의 각 단색광원들이 순차적으로 구동된 다. 한편, 본 실시예의 백라이트 유닛은 각 도광 세그먼트에서 방출되는 단색광이 이웃하는 도광 세그먼트로 침범하지 않도록 설계되어 있으므로, 일 단색필드의 영상이 어느 일부분에 스캐닝될 때에, 다른 단색필드의 영상이 다른 부분에 스캐닝될 수 있다. 이 경우, 서로 다른 도광 세그먼트에 대응되는 서로 다른 단색광원이 동시에 점등될 수도 있다.

한편, 제1 및 제2광원(12L,12R)은 연이어지는 각 도광 세그먼트(13)의 양 단부에 서로 엇갈리도록 배치되므로, 각 단색광은 도광판(13)의 양 측면에 서로 엇갈리면서 입사되어, 도광판(13)의 광출사면에서 보았을 때, 보다 균일하게 조명될 수 있다.

다음으로 2D 영상을 보여주는 과정을 설명하기로 한다.

본 발명의 2D/3D 겸용 영상표시장치는 좌우 영상이 분리되지 않은 2D 영상을 미도시된 신호처리부에서 적색필드, 녹색필드, 청색필드로 분리하여, 순차적으로 화상패널에 표시한다. 통상 60Hz의 프레임율을 갖는 영상에 대해, 각 단색필드는 각각 1/180초씩 순차적으로 화상패널에 표시된다.

도 10은 도 1의 2D/3D 겸용 영상표시장치에 있어서, 화상패널에 2D 영상이 스캐닝되는 경우의 백라이트 유닛의 구동 동작을 보여준다. 도면을 참조하면, 2D 영상이 화상패널에 표시되는 동안에는 제1 및 제2광원이 동시에 구동된다. 예를 들어, 적색필드가 화상패널에 스캐닝되는 동안, 적색필드가 화상패널에 스캐닝되는 위치에 대응되는 각 세그먼트 영역(S₁,S₂,S₃,S₄,S₅,S₆,…,S_N _-1,S_N)이 제1 및 제2적색광 을 동시에 방출할 수 있도록 제1 및 제2적색광원(R1,R2)을 스캐닝 방향에 맞추어 동시에 구동한다. 다음으로 녹색필드와 청색필드가 순차적으로 표시됨으로써, 한 프레임의 2D 영상이 표시될 수 있다. 본 발명의 2D/3D 겸용 영상표시장치는, 사용자가 2D 영상을 시청하기 위해 안경을 착용할 필요는 없다. 이와 같이 2D 영상을 표시하는 방식은 종래의 영상표시장치에서 영상을 표시하는 방식과 실질적으로 동일하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 이를 채용한 2D/3D 겸용 영상표시장치 및 2D/3D 겸용 영상표시장치의 구동방법은, 종래의 시분할 구동되는 2D 영상표시장치의 광학적 구성을 크게 변경시키지 않고, 단지, 종래의 백라이트 유닛을 대신하여 본 발명의 백라이트 유닛을 채용하고, 좌영상과 우영상으로 영상처리하는 영상신호처리부를 변경함으로써, 용이하게 3D 영상을 구현할 수 있다. 나아가, 좌우 영상을 분리하지 않도록 영상신호를 처리하고, 안경을 착용하지 않은 상태로 보면, 2D 영상을 볼 수 있다. 이러한 본 발명의 2D/3D 겸용 영상표시장치는, 3차원 입체 게임 영상 장치, 방송용 3D TV, 입체광고용 디스플레이, 군사용 3차원 디스플레이, 시뮬레이션 훈련용 3차원 디스플레이, 또는 의료용 3차원 디스플레이 등 다양한 산업상의 이용분야에 적용할 수 있다. ,

이러한 본 발명인 백라이트 유닛 및 이를 채용한 2D/3D 겸용 영상표시장치 및 2D/3D 겸용 영상표시장치의 구동방법은 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims

광출사면이 스트라이프 형상의 복수의 세그먼트 영역으로 분할되어 시분할 구동되는 백라이트 유닛에 있어서,

상기 복수의 세그먼트 영역에 대응되는 광출사면을 가진 스트라이프 형상의 복수의 도광 세그먼트를 구비한 도광판과;

적어도 6개의 서로 다른 파장대역을 갖는 단색광을 방출하는 것으로, 조합하여 제1컬러를 표시할 수 있는 적어도 3개의 단색광원을 갖는 제1광원과, 조합하여 제2컬러를 표시할 수 있는 적어도 3개의 단색광원을 갖는 제2광원을 구비한 광원부;를 포함하며,

상기 복수의 세그먼트 영역 각각에서 적어도 6개의 서로 다른 파장대역을 갖는 단색광이 순차적으로 출사되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
상기 제1항에 있어서,

상기 제1광원은 제1적색광원과, 제1녹색광원과, 제1청색광원을 포함하며,

상기 제2광원은 제2적색광원과, 제2녹색광원과, 제2청색광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
상기 제1항에 있어서,

상기 제1광원과 제2광원은, 상기 복수의 도광 세그먼트의 각각의 양 단부에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
상기 제3항에 있어서,

상기 제1광원과 제2광원은, 인접한 도광 세그먼트별로 서로 엇갈리게 배치되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
상기 제1항에 있어서,

상기 제1광원과 제2광원은, 상기 복수의 도광 세그먼트의 각각의 일 단부에 함께 배치되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
상기 제1항에 있어서,

상기 제1광원과 제2광원은, 상기 복수의 도광 세그먼트 각각의 광출사면을 마주보는 상기 복수의 도광 세그먼트 각각의 배면 쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
상기 제1항에 있어서,

상기 복수의 도광 세그먼트들 사이의 경계면에는 광차단막이 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
화상이 형성되는 화상패널과;

상기 화상패널에 광을 공급하는 것으로, 상기 제1 내지 제7항 중 어느 하나의 백라이트 유닛;을 구비하는 것을 특징으로 하는 2D/3D 겸용 영상표시장치.
제8항에 있어서,

상기 제1광원에서 방출된 단색광들은 투과시키고, 상기 제2광원에서 방출된 단색광들은 차단하는 좌안경과, 상기 제1광원에서 방출된 단색광들은 차단하고, 상기 2광원에서 방출된 단색광들은 투과시키는 우안경을 구비한 안경;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2D/3D 겸용 영상표시장치.
제8항의 2D/3D 겸용 영상표시장치를 구동하는 방법에 있어서,

영상의 각 프레임을 상기 적어도 6개의 서로 다른 파장대역을 갖는 단색광에 대응되는 단색필드로 분해하여, 상기 분해된 단색필드를 상기 화상패널에 스캐닝하고,

상기 스캐닝되는 단색필드의 동기신호에 맞추어, 대응되는 단색광원을 상기 복수의 세그먼트 영역별로 순차적으로 구동하는 것을 특징으로 하는 2D/3D 겸용 영상표시장치의 구동방법.
제10항에 있어서,

상기 화상패널이 3D 영상을 표시하는 경우에는,

좌영상의 각 프레임을 상기 제1광원의 단색광원에 대응되는 적어도 3개의 좌 영상 단색필드로 분해하고,

우영상의 각 프레임을 상기 제2광원의 단색광원에 대응되는 적어도 3개의 우영상 단색필드로 분해하고,

상기 적어도 3개의 좌영상 단색필드와 상기 적어도 3개의 우영상 단색필드를 순차적으로 또는 교차하여 상기 화상패널에 스캐닝하고,

상기 스캐닝되는 적어도 3개의 좌영상 단색필드의 각 동기신호에 맞추어, 대응되는 제1광원의 단색광원을 구동하고 상기 스캐닝되는 적어도 3개의 우영상 단색필드의 각 동기신호에 맞추어, 대응되는 제2광원의 단색광원을 구동하는 것을 특징으로 하는 2D/3D 겸용 영상표시장치의 구동방법.
제10항에 있어서,

상기 화상패널이 2D 영상을 표시하는 경우에는,

상기 화상패널에 스캐닝되는 2D 영상의 각 단색필드의 동기신호에 맞추어, 상기 2D 영상의 각 단색필드에 대응되는 상기 제1광원의 단색광원 및 제2광원의 단색광원을 동시에 구동하는 것을 특징으로 하는 2D/3D 겸용 영상표시장치의 구동방법.