KR20100112902A

KR20100112902A - 2d/3d switchable image display device

Info

Publication number: KR20100112902A
Application number: KR1020090031428A
Authority: KR
Inventors: 정규동; 김운배; 최민석
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2009-04-10
Filing date: 2009-04-10
Publication date: 2010-10-20

Abstract

PURPOSE: A 2D/3D switchable image display device of focus variable form lenticular lens is provided to receive the location information of 2D image mode and 3D image mode. CONSTITUTION: A plurality of pixel cells of the two-dimensional array where an image panel(100) displays the image is included. An image panel equips a plurality of image pixels. The lens unit is arranged in the front side of the image panel. The driving unit varies the curvature of a plurality of liquid lenses. A controller(500) controls the driving unit.

Description

2D / 3D switchable image display device}

본 발명은 2D/3D 전환가능한 영상 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초점 가변형 렌티큘라 렌즈 어레이 타입의 2D/3D 전환가능한 영상 표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a 2D / 3D switchable image display apparatus, and more particularly, to a 2D / 3D switchable image display apparatus of a variable focus lenticular lens array type.

기술이 발전함에 따라 더욱 실감있는 영상을 표시하는 영상 표시 장치가 요청되고 있다. 이에 따라, 영상을 표시하는 화소를 증가시킨 고해상도 영상 표시 장치에 개발에서 나아가, 입체로 영상을 보여줄 수 있는 3D 영상 표시 장치가 개발되고 있다. 2차원 평면영상으로부터 3차원의 깊이감과 입체감을 느낄 수 있도록 하는 3차원 입체영상 구현기술은 디스플레이(display) 등의 직접적인 관련분야를 비롯해서 가전이나 통신산업은 물론 우주항공, 예술산업, 자동차 사업분야 등에 광범위하게 영향을 미치고 있으며, 그 기술적 파급효과는 현재 각광받고 있는 HDTV(High Definition Television) 이상이 될 것으로 기대되고 있다.As the technology develops, a video display device for displaying a more realistic image is required. Accordingly, in addition to development of a high resolution image display device having an increased pixel for displaying an image, a 3D image display device capable of displaying an image in three dimensions has been developed. 3D stereoscopic image realization technology that allows you to feel 3D depth and stereoscopic feeling from 2D planar image, as well as direct related fields such as display, home appliances and telecommunications industry, as well as aerospace, art industry and automobile business It has a wide range of influences, and its technical ripple effect is expected to be more than the current high definition television (HDTV).

인간이 깊이감과 입체감을 느끼는 요인으로 가장 중요하게는 두 눈 사이 간격에 의한 양안시차를 들 수 있지만,이외에도 심리적, 기억적 요인에도 깊은 관계 가 있고, 이에 따라 3차원 입체영상 구현기술 역시 어떤 원리로 관찰자에게 3차원 영상을 제공할 수 있는지를 기준으로 통상 부피 표현방식(volumetric type), 3차원 표현방식(holographic type) 및 입체감 표현방식(stereoscopic type)으로 구분된다.The most important factor for human sense of depth and three-dimensionality is binocular disparity due to the distance between the two eyes, but there is also a strong relationship between psychological and memory factors. Based on whether the viewer can provide a three-dimensional image, it is generally classified into a volumetric (volumetric type), three-dimensional (holographic type) and stereoscopic representation (stereoscopic type).

부피 표현방식은 심리적인 요인과 흡입효과에 의해 깊이방향에 대한 원근감이 느껴지도록 하는 방법으로서, 투시도법, 중첩, 음영과 명암, 움직임 등을 계산에 의해 표시하는 3차원 컴퓨터그래픽 또는 관찰자에게 시야각이 넓은 대화면을 제공하여 그 공간 내로 빨려 들어가는 것 같은 착시현상을 불러일으키는 이른바 아이맥스 영화 등에 응용되고 있다.Volume expression is a way to feel the perspective of the depth direction due to psychological factors and inhalation effects. The viewing angle is calculated by the 3D computer graphic or the observer who displays the perspective view, superposition, shadow, contrast and movement by calculation. It is applied to so-called IMAX movies, which provide a large large screen and cause optical illusions to be sucked into the space.

3차원 표현방식은 레이저광 재생 홀로그래피 내지 백색광 재생 홀로그래피로 대표될 수 있다.The three-dimensional representation may be represented by laser light reproduction holography to white light reproduction holography.

입체감 표현방식은 양안(兩眼)의 생리적 요인을 이용하는 입체감을 느끼는 방식으로, 구체적으로 약 65㎜정도 떨어져 존재하는 인간의 좌우안(左右眼)에 시차정보가 포함된 평면의 연관화상이 보여질 경우에 뇌가 이들을 융합하는 과정에서 표시면 전후의 공간정보를 생성해 입체감을 느끼는 능력, 즉 스테레오그라피(stereography)를 이용한 것이다. 이러한 입체감 표현방식은 다안상 표시방식이라 불리며, 실질적인 입체감 생성위치에 따라 관찰자 측의 특수안경을 이용하는 안경방식 또는 표시면 측의 패럴랙스 베리어(parallax barrier)나 렌티큘러(lenticular) 또는 인테그럴(integral) 등의 렌즈 어레이(lens array)를 이용하는 무안경 방식으로 구분될 수 있다.The three-dimensional expression expression method is to sense a three-dimensional feeling using physiological factors of both eyes. Specifically, a planar image including parallax information is shown in the left and right eyes of a human being approximately 65 mm apart. In this case, the brain generates spatial information before and after the display surface in the process of fusing them, and uses stereography, that is, the ability to feel a three-dimensional effect. Such a three-dimensional expression method is called a multi-eye display method, and the spectacle method using special glasses on the observer's side or the parallax barrier, lenticular or integral on the display side depending on the actual three-dimensional display position. It can be divided into an autostereoscopic method using a lens array of the back.

통상적인 렌티큘라 방식의 입체 표시 장치는, 통상 반원통 형상의 렌티큘러 렌즈가 평면상에 규칙적으로 배열된 형태를 레플리카 방식으로 쉬트형태로 찍어낸 렌티큘라 렌즈 어레이를 TV등의 디스플레이에 붙힌 형태로 3차원 전용으로 사용되어, 시점이 고정되어 있다. 이러한 고정시점 렌티큘라 방식의 입체 표시 장치는 장시간 사용 시 구토나 멀미, 현기증등을 유발하여 장시간 사용이 불가능하고, 2차원 영상 표시로의 전환을 위해서는 영상 표시 장치로부터 렌티큘라 렌즈 어레이를 제거해야하는 번거로움이 있으므로, 그 활용범위가 매우 축소된다. 또한 고정시점 렌티큘라 방식의 입체 표시 장치는 반원통형의 렌티큘라 렌즈가 레플리케이션등으로 고정되어 시청자의 위치가 바뀌거나 거리가 변화될 때 시청자의 위치에 최적화된 입체영상을 제공할 수 없다.In the conventional lenticular display device, a lenticular lens array in which a semi-cylindrical lenticular lens is regularly arranged on a plane and taken out in a sheet form in a replica manner is attached to a display such as a TV. Used only for dimensions, the viewpoint is fixed. Such fixed-point lenticular stereoscopic display devices can not be used for a long time because they cause vomiting, motion sickness, dizziness, etc. when used for a long time. Because of the inconvenience, its use is greatly reduced. In addition, the fixed-view lenticular stereoscopic display device cannot provide a stereoscopic image optimized for the viewer's position when the viewer's position is changed or the distance is changed because the semi-cylindrical lenticular lens is fixed by replication or the like.

이에 본 발명의 실시예들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 2차원 평면영상을 표시하는 2D 모드와 3차원 입체영상을 표시하는 3D 모드의 용이한 전환이 가능하고, 시청자의 위치에 따른 최적화된 입체영상을 낮은 전압으로 구동함으로써 소비전력이 개선된 렌티큘러 렌즈 어레이 방식의 2D/3D 전환가능한 영상 표시 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, embodiments of the present invention have been made to solve the above problems, it is possible to easily switch between the 2D mode for displaying a two-dimensional plane image and the 3D mode for displaying a three-dimensional stereoscopic image, the position of the viewer Accordingly, an object of the present invention is to provide a 2D / 3D switchable image display device of a lenticular lens array method having improved power consumption by driving an optimized stereoscopic image at a low voltage.

본 발명의 일 실시예에 따른 2D/3D 전환가능한 영상 표시 장치는, 화상을 표시하는 2차원 배열의 복수의 화소셀을 구비한 화상 패널과; 화상 패널의 전면에 배 치되는 것으로, 전기적 신호에 의해 곡률이 가변하는 반원통 형상의 복수의 액체 렌즈가 배열된 렌즈부와, 복수의 액체 렌즈의 곡률을 가변시키기는 구동부를 구비한 가변초점 렌티큘러 렌즈 어레이와; 구동부를 제어하는 제어부;를 포함하며, 제어부는, 2D 영상을 표시할 때에는 복수의 액체 렌즈가 0의 곡률을 가지며, 3D 영상을 표시할 때에는 복수의 액체 렌즈가 상기 화상 패널에서 표시되는 화상을 좌시역과 우시역을 분리시키는 소정의 곡률을 갖도록 구동부를 제어한다.According to an embodiment of the present invention, a 2D / 3D switchable image display apparatus includes: an image panel including a plurality of pixel cells in a two-dimensional array for displaying an image; The variable focus lenticular is disposed on the front of the image panel and includes a lens unit in which a plurality of semi-cylindrical liquid lenses whose curvature is varied by electrical signals are arranged, and a driving unit for varying the curvature of the plurality of liquid lenses. A lens array; And a control unit for controlling the driving unit, wherein the control unit includes a plurality of liquid lenses having a zero curvature when displaying a 2D image, and when the 3D image is displayed, a plurality of liquid lenses left the image displayed on the image panel. The driving unit is controlled to have a predetermined curvature separating the inverse from the right side.

상기 렌즈부는, 투명 기판과; 투명 기판 위에 마련되어, 장홈 형상의 복수의 렌즈 챔버를 구획하는 프레임과; 복수의 렌즈 챔버에 채워진 광학 유체와; 프레임을 덮으며, 복수의 렌즈 챔버 내에 채워진 광학 유체의 부피에 따라 복수의 렌즈 챔버 상에 가변되는 곡률을 갖는 투명막;을 포함할 수 있다.The lens unit, a transparent substrate; A frame provided on the transparent substrate and partitioning the plurality of lens chambers having a long groove shape; An optical fluid filled in the plurality of lens chambers; And a transparent film covering the frame and having a curvature that is varied on the plurality of lens chambers according to volumes of optical fluids filled in the plurality of lens chambers.

구동부는, 복수의 렌즈 챔버와 연결되며 광학 유체가 채워진 액츄에이터 챔버; 및 액츄에이터 챔버의 부피를 제어하는 액츄에이터;를 포함할 수 있다.The driving unit includes: an actuator chamber connected to the plurality of lens chambers and filled with the optical fluid; And an actuator for controlling the volume of the actuator chamber.

상기 액츄에이터 챔버와 액츄에이터는 상기 복수의 렌즈 챔버에 독립적으로 마련될 수 있다.The actuator chamber and the actuator may be provided independently of the plurality of lens chambers.

관찰자의 위치를 감지하는 관찰자 위치 감지부가 더 마련되며, 제어부는 상기 관찰자 위치 감지부에서 감지된 관찰자의 위치에 따라 복수의 액체 렌즈의 곡률을 제어할 수 있다.An observer position sensing unit for sensing the position of the observer is further provided, and the controller may control the curvature of the plurality of liquid lenses according to the position of the observer detected by the observer position detecting unit.

제어부는, 관찰자 위치 감지부에서 감지된 관찰자의 위치에 따라 복수의 액체 렌즈의 적어도 일부가 서로 다른 곡률을 갖도록 차등 제어할 수 있다.The controller may differentially control at least some of the liquid lenses to have different curvatures according to the position of the observer detected by the observer position detecting unit.

본 발명의 실시예들에 따르면, 용이하게 2D 영상 모드와 3D 영상 모드를 전환시킬 수 있으며, 카메라나 센서와 같은 시청자 위치 감지부를 더 구비하는 경우 관찰자의 위치 정보를 수신하여 가변초점 렌티귤러 렌즈 어레이를 제어함으로써 관찰자의 위치 변화에 대응하여 최적화된 시역분리를 가능하게 한다.According to the embodiments of the present invention, the 2D image mode and the 3D image mode can be easily switched, and when a viewer position sensor such as a camera or a sensor is further provided, the variable focus lenticular lens array receives the position information of the observer. By controlling the, it enables an optimized viewing separation in response to the change in the position of the observer.

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. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the examples exemplified below are not intended to limit the scope of the present invention, but are provided to fully explain the present invention to those skilled in the art. In the drawings, like reference numerals refer to like elements, and the size of each element in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 2D/3D 전환가능한 영상 표시 장치의 구성을 개략적으로 도시한다. 도 2는 도 1의 A영역의 가변 초점 렌티큘러 렌즈 어레이(verifocal lenticular lens array)를 확대 도시하며, 도 3은 도 2의 가변 초점 렌티큘러 렌즈 어레이의 내부 구성을 도시한다.FIG. 1 schematically illustrates a configuration of a 2D / 3D switchable video display device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged view of a variable focus lenticular lens array of region A of FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram illustrating an internal configuration of the variable focus lenticular lens array of FIG. 2.

도 1을 참조하면, 본 실시예의 2D/3D 전환가능한 영상 표시 장치는 화상을 표시하는 화상 패널(100)과, 화상 패널의 전면에 배치되는 가변초점 렌티큘러 렌즈 어레이(200)와, 가변초점 렌티큘러 렌즈 어레이(200)를 제어하는 제어부(500)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the 2D / 3D switchable image display apparatus of the present embodiment includes an image panel 100 displaying an image, a variable focus lenticular lens array 200 disposed in front of the image panel, and a variable focus lenticular lens. The controller 500 controls the array 200.

화상 패널(100)은 2차원 배열의 복수의 화소셀(도 3의 110)을 구비하여 화상 을 표시하는 것으로, 예를 들어 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emitting Diode) 등을 들 수 있다.The image panel 100 includes a plurality of pixel cells (110 of FIG. 3) in a two-dimensional array to display an image. For example, the liquid crystal display (LCD), plasma display panel (PDP), and organic light (OLED) are displayed. Emitting Diode) etc. can be mentioned.

가변초점 렌티큘러 렌즈 어레이(200)는 화상 패널(100)의 전면, 즉 화상 표시면(100a)에 배치되는 것으로, 전기적 신호에 의해 곡률이 가변하는 반원통 형상의 복수의 액체 렌즈(270)가 배열된 렌즈부와, 복수의 액체 렌즈(270)의 곡률을 가변시키기는 구동부를 구비한다.The variable focus lenticular lens array 200 is disposed on the front surface of the image panel 100, that is, the image display surface 100a, and includes a plurality of semi-cylindrical liquid lenses 270 having a curvature variable by an electrical signal. And a driving unit for varying the curvature of the plurality of liquid lenses 270.

도 2 및 도 3는 이러한 가변초점 렌티큘러 렌즈 어레이(200)의 일례를 도시한다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 가변초점 렌티큘러 렌즈 어레이(200)는, 투명 기판(210)과, 투명 기판(210) 위에 마련된 프레임(230)과, 광학 유체(optical liquid)(280)와, 프레임(230)을 덮는 투명막(260)과, 액츄에이터(actuator)(290)를 포함한다.2 and 3 show an example of such a variable focus lenticular lens array 200. 2 and 3, the variable focus lenticular lens array 200 may include a transparent substrate 210, a frame 230 provided on the transparent substrate 210, an optical liquid 280, The transparent film 260 covering the frame 230 and an actuator 290 are included.

투명 기판(210)은 글래스와 같은 투명 재질로 이루어져, 빛을 투과시킨다.The transparent substrate 210 is made of a transparent material such as glass and transmits light.

프레임(230)은 장홈 형상의 복수의 렌즈 챔버(lens chamber)(250)를 구획하는 제1 격벽(231)과, 액츄에이터(290)의 하부에 위치하는 복수의 액츄에이터 챔버(actuator chamber)(240)를 구획하는 제2 격벽(235)을 구비한다. 복수의 렌즈 챔버(250)의 장홈 형상의 길이 방향은, 관찰자의 양안을 잇는 선에 수직한 방향과 같으며, 통상적으로 수직한 방향이 된다. 각 렌즈 챔버(250)는 화상 패널(100)의 복수의 화소(110)들의 창(window)가 된다. 각 렌즈 챔버(250) 마다 좌안용 화상을 보여주는 화소들과 우안용 화상을 보여주는 화소들이 동시에 배열되어, 액체 렌즈(270)의 곡률에 의해 좌안용 화상은 좌시역으로 우안용 화상은 우시역으로 향할 수 있도록 한다. The frame 230 may include a first partition 231 partitioning a plurality of lens grooves 250 having a long groove shape, and a plurality of actuator chambers 240 disposed under the actuator 290. The second partition 235 which partitions is provided. The longitudinal direction of the long groove shape of the plurality of lens chambers 250 is the same as the direction perpendicular to the line connecting the two eyes of the observer, and is usually the vertical direction. Each lens chamber 250 becomes a window of the plurality of pixels 110 of the image panel 100. Pixels showing the left eye image and pixels showing the right eye image are simultaneously arranged in each lens chamber 250 so that the left eye image is directed to the left eye and the right eye image is directed to the right eye due to the curvature of the liquid lens 270. To help.

제1 격벽(231)과 제2 격벽(235) 사이에는 통로(245)가 마련되어 광학 유체(280)가 유출입될 수 있다. 복수의 액츄에이터 챔버(240)는 복수의 렌즈 챔버(250)와 일대일 대응되게 마련되어, 복수의 액체 렌즈(270)가 개별적으로 곡률이 제어될 수 있도록 할 수 있다. A passage 245 may be provided between the first partition 231 and the second partition 235 to allow the optical fluid 280 to flow in and out. The plurality of actuator chambers 240 may be provided in one-to-one correspondence with the plurality of lens chambers 250, so that the plurality of liquid lenses 270 may be individually curvature controlled.

복수의 렌즈 챔버(250)와, 복수의 렌즈 챔버(250) 위에 덮어진 투명막(260)과, 그 사이에 채워진 광학 유체(280)는 렌즈부를 이룬다.The plurality of lens chambers 250, the transparent film 260 overlying the plurality of lens chambers 250, and the optical fluid 280 filled therebetween form a lens unit.

액츄에이터 챔버(240)와, 액츄에이터 챔버(240) 위에 덮어진 투명막(260)과, 그 사이에 채워진 광학 유체(280)와, 투명막(260)에 마련된 액츄에이터(290)는 구동부를 이룬다. The actuator chamber 240, the transparent film 260 overlying the actuator chamber 240, the optical fluid 280 filled therebetween, and the actuator 290 provided in the transparent film 260 form a driving unit.

광학 유체(280)는 소정의 굴절률을 갖는 액체로서 액체 렌즈(270)의 내부를 채우며, 액츄에이터(290)의 구동에 따라 액체 렌즈(270)의 부피를 변화시킨다. The optical fluid 280 fills the inside of the liquid lens 270 as a liquid having a predetermined refractive index, and changes the volume of the liquid lens 270 according to the driving of the actuator 290.

투명막(260)은 변형이 쉽고, 투명한 재질로 이루어진다. 투명막(260)은 프레임(230)을 덮고 있으며, 제1 및 제2 격벽(231,235)와 맞닿는 부분은 제1 및 제2 격벽(231,235)과, 접합되어 있다. 렌즈 챔버(250)로의 광학 유체(280)의 유출입은 투명막(260)의 변형을 가져오며, 이에 따라 액체 렌즈(270)의 곡률이 변화된다. The transparent film 260 is easily deformed and made of a transparent material. The transparent film 260 covers the frame 230, and portions of the transparent film 260 that contact the first and second partitions 231 and 235 are joined to the first and second partitions 231 and 235. Outflow and inflow of the optical fluid 280 into the lens chamber 250 results in deformation of the transparent film 260, thereby changing the curvature of the liquid lens 270.

액츄에이터(290)는 액츄에이터 챔버(240)의 상부에 마련될 수 있다. 액츄에이터(290)로는 전기적 신호에 의해 구동될 압전 구동형, 정전 구동형, 전자기력 구동형 등이 채용될 수 있다. 가령, 압전 구동형의 경우, 액츄에이터(290)는 두 전극층 사이에 압전층이 개재된 적층막 구조로 제조될 수 있다. 이 경우, 액츄에이 터(290)에 구동 전원이 인가되면 압전 형상에 의해 적층막이 변형되어, 액츄에이터(290) 하부의 투명막(260)을 변형시킬 수 있으며, 이 결과 액츄에이터 챔버(240)의 부피가 변화된다. 전술한 바와 같이 복수의 액츄에이터 챔버(240)는 복수의 렌즈 챔버(250)와 일대일 대응되게 마련되어 있으므로, 액체 렌즈(270) 각각은 서로 다른 액츄에이터(290)에 의해 독립적으로 제어될 수 있다.The actuator 290 may be provided above the actuator chamber 240. As the actuator 290, a piezoelectric drive type, an electrostatic drive type, an electromagnetic force drive type or the like to be driven by an electrical signal may be employed. For example, in the case of a piezoelectric drive type, the actuator 290 may be manufactured in a laminated film structure in which a piezoelectric layer is interposed between two electrode layers. In this case, when the driving power is applied to the actuator 290, the laminated film is deformed by the piezoelectric shape, thereby deforming the transparent film 260 under the actuator 290, and as a result, the volume of the actuator chamber 240 Is changed. As described above, since the plurality of actuator chambers 240 are provided in one-to-one correspondence with the plurality of lens chambers 250, each of the liquid lenses 270 may be independently controlled by different actuators 290.

다음으로, 본 실시예에 따른 2D/3D 전환가능한 영상 표시 장치의 동작을 설명하기로 한다.Next, operation of the 2D / 3D switchable video display device according to the present embodiment will be described.

도 4a 및 도 4b는 본 실시예의 2D/3D 전환가능한 영상 표시 장치의 횡단면도로서, 본 실시예의 2D/3D 전환가능한 영상 표시 장치의 2D 영상을 표시하는 동작을 보여준다.4A and 4B are cross-sectional views of the 2D / 3D switchable video display device of the present embodiment, and show an operation of displaying a 2D image of the 2D / 3D switchable video display device of the present embodiment.

도 4a 및 도 4b에 도시되는 바와 같이 투명막(260)이 평평하도록, 즉 액체 렌즈(270)의 곡률이 0이 되도록 액츄에이터(290)를 제어하는 경우, 가변초점 렌티큘러 렌즈 어레이(200)는 평판 유리와 같은 역할만을 수행하므로, 2D/3D 전환가능한 영상 표시 장치에서 보여주는 화상은 단순한 2D 화상이 된다. 즉, 본 실시예의 2D/3D 전환가능한 영상 표시 장치가 2D 영상 모드에 있는 경우, 액체 렌즈(270)는 0의 곡률을 갖는다.When the actuator 290 is controlled such that the transparent film 260 is flat, that is, the curvature of the liquid lens 270 is zero, as shown in FIGS. 4A and 4B, the variable focus lenticular lens array 200 is a flat plate. Since only serves as glass, the image shown in the 2D / 3D switchable image display device becomes a simple 2D image. That is, when the 2D / 3D switchable image display device of the present embodiment is in the 2D image mode, the liquid lens 270 has a curvature of zero.

도 5a 및 도 5b는 본 실시예의 2D/3D 전환가능한 영상 표시 장치의 횡단면도로서, 본 실시예의 2D/3D 전환가능한 영상 표시 장치의 3D 영상을 표시하는 동작을 보여한다.5A and 5B are cross-sectional views of the 2D / 3D switchable video display device of the present embodiment, and show an operation of displaying a 3D image of the 2D / 3D switchable video display device of the present embodiment.

본 실시예의 2D/3D 전환가능한 영상 표시 장치가 3D 영상 모드에 있는 경우, 도 5b에 도시되는 바와 같이, 액츄에이터(290)를 제어하여 액츄에이터 챔버(240)의 부피를 축소시켜, 광학 유체(280)를 렌즈 챔버(250) 쪽으로 이동시킨다. 이 결과, 액체 렌즈(270)는 부풀어 올라 양의 곡률을 가지게 되며, 가변초점 렌티큘러 렌즈 어레이(200)는 화상 패널(100)에 표시된 화상을 좌시역과 우시역으로 분리하는 렌티큘러 렌즈 어레이의 기능을 수행한다. 즉, 복수의 화소(110)는 액체 렌즈(270) 각각마다 횡방향으로 배열되어 있으며, 화소(110) 각각에서 방출된 광은 서로 다른 위치에서 액체 렌즈(270)에 입사되어 액체 렌즈(270)의 곡률에 의해 좌시역과 우시역으로 향하게 된다. 이러한 렌티큘러 렌즈 어레이의 기능 자체는 당해 기술분야에 잘 알려져 있으므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.When the 2D / 3D switchable image display device of the present embodiment is in the 3D image mode, as shown in FIG. 5B, the actuator 290 is controlled to reduce the volume of the actuator chamber 240, thereby reducing the optical fluid 280. To the lens chamber 250. As a result, the liquid lens 270 swells to have a positive curvature, and the variable focus lenticular lens array 200 performs a function of a lenticular lens array that separates an image displayed on the image panel 100 into a left view and a right view. do. That is, the plurality of pixels 110 are arranged in the transverse direction for each of the liquid lenses 270, and the light emitted from each of the pixels 110 is incident on the liquid lens 270 at different positions, and thus the liquid lens 270 is disposed. The curvature of is directed to the left and right views. Since the function of such a lenticular lens array itself is well known in the art, a detailed description thereof will be omitted.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 2D/3D 전환가능한 영상 표시 장치의 구성도이다. 6 is a block diagram of a 2D / 3D switchable video display device according to another embodiment of the present invention.

본 실시예의 2D/3D 전환가능한 영상 표시 장치는 화상을 표시하는 화상 패널(100)과, 화상 패널의 전면에 배치되는 가변초점 렌티큘러 렌즈 어레이(200)와, 관찰자의 위치를 감지하는 관찰자 위치 감지부(300)와, 가변초점 렌티큘러 렌즈 어레이(200)를 제어하는 제어부(510)를 포함한다. The 2D / 3D switchable image display apparatus of the present embodiment includes an image panel 100 for displaying an image, a variable focus lenticular lens array 200 disposed in front of the image panel, and an observer position detecting unit for detecting a position of an observer. And a controller 510 for controlling the variable focus lenticular lens array 200.

본 실시예의 2D/3D 전환가능한 영상 표시 장치는 전술한 실시예의 2D/3D 전환가능한 영상 표시 장치와 비교하여 관찰자의 위치를 감지하는 관찰자 위치 감지부(300)를 더 구비한다는 점에 차이가 있다. 이와 같이 관찰자 위치 감지부(300)를 더 구비함으로써, 관찰자의 위치를 추가적으로 고려하여 액체 렌즈(270)의 곡률을 제어할 수 있다. 화상 패널(100) 및 가변초점 렌티큘러 렌즈 어레이(200)는 전술한 실시예에서와 실질적으로 동일하다.The difference between the 2D / 3D switchable image display device of the present embodiment is that the 2D / 3D switchable image display device further includes an observer position detector 300 that detects the position of the observer. As such, the observer position detecting unit 300 may be further provided to control the curvature of the liquid lens 270 in consideration of the position of the observer. The image panel 100 and the variable focus lenticular lens array 200 are substantially the same as in the above-described embodiment.

관찰자 위치 감지부(300)는 카메라나 그밖에 관찰자의 위치를 감지할 수 있는 각종 센서가 채용될 수 있다. 관찰자 위치 감지부(300)는 관찰자의 위치를 실시간으로 감지하여 제어부(501)에 위치 정보를 보낸다. 제어부(501)는 감지된 관찰자의 위치 정보를 가변초점 렌티큘러 렌즈 어레이(200)에 피드백하여 각 액정 렌즈(270)가 최적화된 곡률을 갖도록 제어할 수 있다.The observer position detecting unit 300 may employ a camera or other sensors capable of detecting the position of the observer. The observer position detector 300 detects the observer's position in real time and sends the position information to the controller 501. The controller 501 may feed back the detected position information of the observer to the variable focus lenticular lens array 200 to control each liquid crystal lens 270 to have an optimized curvature.

도 7은 관찰자가 횡으로 이동할 때의 본 실시예의 2D/3D 전환가능한 영상 표시 장치의 동작을 설명한다.Fig. 7 illustrates the operation of the 2D / 3D switchable video display device of the present embodiment when the viewer moves laterally.

본 실시예의 2D/3D 전환가능한 영상 표시 장치가 3D 영상 모드에 있는 경우, 가변초점 렌티큘러 렌즈 어레이(200)에 의해 화상 패널(100)의 화소들(110)에서 표시된 화상은 좌시역과 우시역으로 향하게 된다. 렌티큘러 렌즈 어레이에 의한 시역 분리는 좌우시역이 교대로 반복하여 이루어지게 된다. 정상 위치에 있는 관찰자(O)의 경우, 좌안(E_L)은 좌시역에 위치하며 우안(E_R)은 우시역에 위치한다. 만일 정상 위치에 있는 관찰자가 수평방향(D)으로 이동하는 경우, 관찰자의 좌안(E_L)은 우시역에 위치하고 우안(E_R)은 좌시역에 위치하여 좌우시역이 뒤집혀져 좌우반전에 의한 크로스토크가 발생하게 된다. 이 경우, 관찰자 위치 감지부(300)는 관찰자의 위치변화를 감지하고, 감지된 관찰자의 위치 변화 정보에 기초하여 제어부(도 6의 510) 는 복수의 액정 렌즈(270) 중 적어도 일부를 최적화된 곡률로 차동구동한다. 이와 같이 액정 렌즈(270)가 차동구동되면, 각 액정 렌즈(270)에서 굴절되는 광경로가 달라지게 되어, 가변초점 렌티큘러 렌즈 어레이(200)에 의한 좌우시역이 최적화된 위치(sweet spot)으로 이동하게 되고, 이에 따라 관찰자(O)는 좌우반전에 의한 크로스토크없이 3D 영상을 시청할 수 있게 된다. When the 2D / 3D switchable image display device of the present embodiment is in the 3D image mode, the image displayed by the pixels 110 of the image panel 100 by the variable focus lenticular lens array 200 is directed to the left view region and the right view region. do. Viewing separation by the lenticular lens array is performed by alternating the left and right viewing zones alternately. For the observer O in the normal position, the left eye E _L is located at the left eye station and the right eye E _R is located at the right eye station. If the observer in the normal position moves in the horizontal direction (D), the left eye (E _L ) of the observer is located at the right eye station and the right eye (E _R ) is located at the left eye station. Torque is generated. In this case, the observer position detecting unit 300 detects a change in the position of the observer, and the controller 510 of FIG. 6 optimizes at least some of the plurality of liquid crystal lenses 270 based on the detected position change information of the observer. Differential drive with curvature. As described above, when the liquid crystal lens 270 is differentially driven, the optical paths refracted by each liquid crystal lens 270 are changed, and the left and right views by the variable focus lenticular lens array 200 are moved to a sweet spot. As a result, the observer O can watch a 3D image without crosstalk caused by left and right inversion.

도 8 및 도 9는 관찰자가 종으로 이동할 때의 본 실시예의 2D/3D 전환가능한 영상 표시 장치의 동작을 설명한다.8 and 9 illustrate the operation of the 2D / 3D switchable video display device of the present embodiment when the viewer moves to the bell.

도 8은 관찰자가 L1의 위치에 있는 경우로서, 가변초점 렌티큘러 렌즈 어레이(200)는 L1 위치의 관찰자에 최적화되게 액정 렌즈(270)의 곡률이 제어되어 있다. 그런데, 관찰자가 L2 위치로 이동하게 되며, 가변초점 렌티큘러 렌즈 어레이(200)의해 좌우시역으로 향하는 광은 부적절해 진다. 이 경우, 관찰자 위치 감지부(300)는 관찰자의 위치변화를 감지하고, 감지된 관찰자의 위치 변화 정보에 기초하여 제어부(510)는 가변초점 렌티큘러 렌즈 어레이(200)의 각 액정 렌즈(270)를 최적화된 곡률로 구동한다. 이와 같이 액정 렌즈(270)가 구동되면, 각 액정 렌즈(270)에서 굴절되는 광경로가 달라지게 되어, 가변초점 렌티큘러 렌즈 어레이(200)에 의한 좌우시역이 최적화된 위치(sweet spot)으로 이동하게 되고, 이에 따라 관찰자(O)는 올바른 3D 영상을 시청할 수 있게 된다.8 illustrates a case where the observer is at the position L1, and the curvature of the liquid crystal lens 270 is controlled so that the variable focus lenticular lens array 200 is optimized for the observer at the position L1. However, the observer moves to the L2 position, and the light directed to the left and right viewing areas by the variable focus lenticular lens array 200 becomes inappropriate. In this case, the observer position detecting unit 300 detects the position change of the observer, and the controller 510 controls each liquid crystal lens 270 of the variable focus lenticular lens array 200 based on the detected position change information of the observer. Drive with optimized curvature. As described above, when the liquid crystal lens 270 is driven, the optical paths refracted by each liquid crystal lens 270 are changed, so that the left and right views by the variable focus lenticular lens array 200 are moved to a sweet spot. Accordingly, the observer O can watch the correct 3D image.

전술한 실시예들에서는 액츄에이터 챔버(240)와 렌즈 챔버(250)가 일대일 대응되는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 액츄에이터 챔버(240)가 두 개 이상의 렌즈 챔버(250)가 대응되도록 구성될 수 도 있을 것이다. 다만 이 경우, 동일 액츄에이터 챔버(240)에 연결되는 렌즈 챔버(250) 쪽의 액정 렌즈(270)는 동시에 구동될 것이다.In the above-described embodiments, the case in which the actuator chamber 240 and the lens chamber 250 correspond to one-to-one is described as an example, but is not limited thereto. For example, the actuator chamber 240 may be configured such that two or more lens chambers 250 correspond. In this case, however, the liquid crystal lens 270 of the lens chamber 250 that is connected to the same actuator chamber 240 may be simultaneously driven.

이러한 본 발명인 2D/3D 전환가능한 영상 표시 장치는 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.The present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings for the purpose of understanding the 2D / 3D switchable image display device, but this is merely exemplary, and those skilled in the art will be various modifications and equivalents therefrom. It will be appreciated that other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the appended claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 2D/3D 전환가능한 영상 표시 장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a 2D / 3D switchable video display device according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 A영역의 가변 초점 렌티큘러 렌즈 어레이의 확대 사시도이다.FIG. 2 is an enlarged perspective view of a variable focus lenticular lens array of region A of FIG. 1.

도 3은 도 2의 가변 초점 렌티큘러 렌즈 어레이의 일부 절단 사시 단면도이다.3 is a partial cutaway perspective cross-sectional view of the variable focus lenticular lens array of FIG. 2.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 2D/3D 전환가능한 영상 표시 장치의 2D 영상을 표시하는 동작을 보여준다.4A and 4B illustrate an operation of displaying a 2D image of a 2D / 3D switchable image display device according to an embodiment of the present invention.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 2D/3D 전환가능한 영상 표시 장치의 3D 영상을 표시하는 동작을 보여준다.5A and 5B illustrate an operation of displaying a 3D image of a 2D / 3D switchable image display device according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 2D/3D 전환가능한 영상 표시 장치의 구성도이다.6 is a block diagram of a 2D / 3D switchable video display device according to another embodiment of the present invention.

도 7은 관찰자가 횡으로 이동할 때의 도 6의 2D/3D 전환가능한 영상 표시 장치의 동작을 보여준다.FIG. 7 illustrates the operation of the 2D / 3D switchable image display device of FIG. 6 when the viewer moves laterally.

도 8 및 도 9는 관찰자가 종으로 이동할 때의 도 6의 2D/3D 전환가능한 영상 표시 장치의 동작을 보여준다.8 and 9 illustrate the operation of the 2D / 3D switchable image display device of FIG. 6 when the observer moves to the bell.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100...화상 패널 110a...화상 표시면100 ... Image panel 110a ... Image display surface

110...화소 200...가변 초점 렌티큘러 렌즈 어레이110 pixels 200 variable focus lenticular lens array

210...투명 기판 230...프레임210 ... transparent board 230 ... frame

240...액츄에이터 챔버 250...렌즈 챔버240 ... actuator chamber 250 ... lens chamber

260...투명막 270...액체 렌즈260 ... transparent film 270 ... liquid lens

280...광학 유체 290...액츄에이터280 ... optical fluid 290 ... actuator

300...관찰자 위치 감지부 500, 510...제어부300 ... observer position detector 500, 510 ... controller

O...관찰자O ... the observer

Claims

An image panel having a plurality of pixel cells in a two-dimensional array for displaying an image;

A variable focus disposed on the front of the image panel, the lens unit including a plurality of semi-cylindrical liquid lenses having a curvature variable by an electrical signal, and a driving unit for varying curvatures of the plurality of liquid lenses; Lenticular lens arrays; And

And a controller for controlling the driving unit.

The control unit may include a plurality of liquid lenses having a curvature of 0 when displaying a 2D image, and a plurality of liquid lenses separating a left-view region from a right-view region when displaying the 3D image. And a 2D / 3D switchable image display device which controls the driving unit to have a curvature of.

According to claim 1,

The lens unit,

Transparent substrates;

A frame provided on the transparent substrate to define a plurality of lens chambers having a long groove shape;

An optical fluid filled in the plurality of lens chambers; And

And a transparent film covering the frame and having a curvature that is varied on the plurality of lens chambers according to volumes of optical fluids filled in the plurality of lens chambers.

The method of claim 2,

The driving unit includes:

An actuator chamber connected to the plurality of lens chambers and filled with the optical fluid; And

2D / 3D switchable image display device including an actuator for controlling the volume of the actuator chamber.

The method of claim 3,

And the actuator chamber and the actuator are respectively provided in the plurality of lens chambers.

The method according to any one of claims 1 to 4,

Further comprising an observer position detection unit for detecting the position of the observer,

The control unit, 2D / 3D switchable image display device for controlling the curvature of the plurality of liquid lenses in accordance with the position of the observer detected by the observer position sensor.

6. The method of claim 5,

And the controller is configured to differentially control at least some of the plurality of liquid lenses to have different curvatures according to the position of the observer detected by the observer position detecting unit.