KR20100139017A - 프레넬 렌즈 요소를 갖는 무안경 입체 디스플레이 - Google Patents

프레넬 렌즈 요소를 갖는 무안경 입체 디스플레이 Download PDF

Info

Publication number
KR20100139017A
KR20100139017A KR1020107022787A KR20107022787A KR20100139017A KR 20100139017 A KR20100139017 A KR 20100139017A KR 1020107022787 A KR1020107022787 A KR 1020107022787A KR 20107022787 A KR20107022787 A KR 20107022787A KR 20100139017 A KR20100139017 A KR 20100139017A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light source
double
fresnel lens
display device
prism film
Prior art date
Application number
KR1020107022787A
Other languages
English (en)
Inventor
존 씨 넬슨
로버트 엘 브로트
Original Assignee
쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 filed Critical 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Publication of KR20100139017A publication Critical patent/KR20100139017A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/26—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
    • G02B30/27—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving lenticular arrays
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/02—Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • G02B3/08—Simple or compound lenses with non-spherical faces with discontinuous faces, e.g. Fresnel lens
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0053—Prismatic sheet or layer; Brightness enhancement element, sheet or layer
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/302—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
    • H04N13/305—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using lenticular lenses, e.g. arrangements of cylindrical lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/302—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
    • H04N13/32—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using arrays of controllable light sources; using moving apertures or moving light sources
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133526—Lenses, e.g. microlenses or Fresnel lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133615—Edge-illuminating devices, i.e. illuminating from the side

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
  • Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)

Abstract

무안경 입체 디스플레이가 설명된다. 무안경 입체 디스플레이 장치는 대향하는 제1 및 제2 광 입력 표면과 대향하는 제1 및 제2 광 입력 표면들 사이에 연장된 광 투과 표면과 광을 제1 광 입력 면 내로 제공하도록 위치된 우안 광원과 광을 제2 광 입력 면 내로 제공하도록 위치된 좌안 광원을 갖는 백라이트를 포함하고, 좌안 광원 및 우안 광원은 좌안 광원과 우안 광원 사이에서 적어도 90 헤르츠의 레이트로 변조되도록 구성된다. 양면형 프리즘 필름이 광 투과 표면에 인접한다. 양면형 프리즘 필름은 제1 주 표면 상의 복수의 선형 프리즘 특징부 및 제2 주 표면 상의 복수의 렌즈형 특징부를 갖는다. 제1 주 표면은 제2 주 표면에 대향한다. 양면형 프리즘 필름은 광 투과 표면과 프레넬 렌즈 요소 사이에 배치된다. 액정 디스플레이 패널이 양면형 프리즘 필름을 통해 투과된 광을 수용하도록 위치된다.

Description

프레넬 렌즈 요소를 갖는 무안경 입체 디스플레이{AUTOSTEREOSCOPIC DISPLAY WITH FRESNEL LENS ELEMENT}
본 발명은 프레넬 렌즈 요소를 포함하는 무안경 입체 디스플레이에 관한 것이다.
입체 디스플레이(stereoscopic display)는 보통 개개의 좌안 및 우안 시점(viewpoint)으로부터 시차(parallax)를 갖는 이미지를 관찰자에게 제공한다. 관찰자의 양안에 시차 이미지를 제공하는 2가지의 방법이 존재한다. 하나의 방법에서, 관찰자는 좌/우 이미지 디스플레이의 교번과 동기화하여 광을 시청자의 눈으로 투과시키거나 차단하는 한 쌍의 셔터(shutter) 또는 3D 안경을 이용한다. 유사하게, 다른 방법에서는, 우안과 좌안의 시점이 관찰자의 각각의 눈에 교대로 디스플레이 및 안내되지만, 3D 안경은 이용하지 않는다. 이러한 두 번째 방법은 무안경 입체(autostereoscopic)로 지칭되며, 별도의 안경이 필요하지 않기 때문에 입체 3D 시청에 바람직하다.
액정 디스플레이(LCD)는 디스플레이의 임의의 지점 또는 픽셀에서의 이미지가 그 픽셀이 전형적으로 1/60초 또는 그보다 빠른 그 다음 이미지 리프레시 시간에 업데이트될 때까지 안정되어 있게 되는 샘플/홀드 디스플레이(sample and hold display) 장치이다. 그러한 샘플/홀드 시스템에서, 상이한 이미지들을 디스플레이하는 것, 구체적으로는 무안경 입체 디스플레이를 위한 교번하는 좌 및 우 이미지들을 디스플레이하는 것은, 예를 들어 좌안 이미지 광원이 우안에 대한 데이터의 디스플레이 동안에 켜지지 않도록 그리고 그 반대의 경우도 성립하도록 광원들의 주의 깊은 타이밍 시퀀싱(timing sequencing)을 필요로 한다.
좌 및 우 광원들이 이미지 디스플레이와 동기화하여 켜지거나 꺼지는 것을 보장하는 것은 고품질의 무안경 입체 이미지를 달성하는 데 중요하다. 이들 디스플레이의 크기가 증가함에 따라, 디스플레이의 에지 부분은 감소된 품질의 무안경 입체 이미지를 보여준다. 이들 대형 디스플레이가 디스플레이의 폭에 걸쳐 균일한 품질의 무안경 입체 이미지를 제공하지 못하는 데, 이는 시청자의 위치에서 디스플레이의 에지와 디스플레이의 중심 사이의 각이 너무 크기 때문이다. 따라서, 디스플레이의 폭에 걸쳐 무안경 입체 이미지의 품질의 균일성의 개선이 요구된다.
본 발명은 프레넬 렌즈 요소를 포함하는 무안경 입체 디스플레이에 관한 것이다. 프레넬 렌즈 요소는 양면형 프리즘 필름(double-sided prism film)과 시청자 사이에 배치되어 광이 시청자를 향하여 수렴되도록 한다.
제1 실시 형태에서, 무안경 입체 디스플레이 장치는 대향하는 제1 및 제2 광 입력 표면과 대향하는 제1 및 제2 광 입력 표면들 사이에 연장된 광 투과 표면과 광을 제1 광 입력 면 내로 제공하도록 위치된 우안 광원과 광을 제2 광 입력 면 내로 제공하도록 위치된 좌안 광원을 갖는 백라이트를 포함하고, 좌안 광원 및 우안 광원은 좌안 광원과 우안 광원 사이에서 적어도 90 헤르츠의 레이트(rate)로 변조되도록 구성된다. 양면형 프리즘 필름이 광 투과 표면에 인접한다. 양면형 프리즘 필름은 제1 주 표면 상의 복수의 선형 프리즘 특징부 및 제2 주 표면 상의 복수의 렌즈형 특징부를 갖는다. 제1 주 표면은 제2 주 표면에 대향한다. 양면형 프리즘 필름은 광 투과 표면과 프레넬 렌즈 사이에 배치된다. 액정 디스플레이 패널이 양면형 프리즘 필름을 통해 투과된 광을 수용하도록 위치된다.
다른 실시 형태에서, 무안경 입체 디스플레이 장치는 백라이트, 양면형 프리즘 필름, 프레넬 렌즈, 액정 디스플레이 패널, 및 동기 구동 요소(synchronization driving element)를 포함한다. 백라이트는 대향하는 제1 및 제2 광 입력 표면과 대향하는 제1 및 제2 광 입력 표면들 사이에 연장된 광 투과 표면과 광을 제1 광 입력 면 내로 제공하도록 위치된 우안 광원과 광을 제2 광 입력 면 내로 제공하도록 위치된 좌안 광원을 포함한다. 좌안 광원 및 우안 광원은 좌안 광원과 우안 광원 사이에서 적어도 90 헤르츠의 레이트로 변조되도록 구성된다. 양면형 프리즘 필름은 광 투과 표면에 인접하고, 양면형 프리즘 필름은 제1 주 표면 상의 복수의 선형 프리즘 특징부 및 제2 주 표면 상의 복수의 렌즈형 특징부를 갖고, 제1 주 표면은 제2 주 표면과 대향한다. 양면형 프리즘 필름은 광 투과 표면과 프레넬 렌즈 사이에 배치된다. 액정 디스플레이 패널이 양면형 프리즘 필름을 통해 투과된 광을 수용하도록 위치된다. 동기 구동 요소는 우안 이미지 고상(solid state) 광원 및 좌안 이미지 고상 광원의 활성화 및 비활성화를 액정 디스플레이 패널 상에 디스플레이되는 이미지 프레임과 동기화시킨다.
추가 실시 형태에서, 무안경 입체 디스플레이 장치는 백라이트, 양면형 프리즘 필름, 프레넬 렌즈, 액정 디스플레이 패널, 및 동기 구동 요소를 포함한다. 백라이트는 대향하는 제1 및 제2 광 입력 표면과 대향하는 제1 및 제2 광 입력 표면들 사이에 연장된 광 투과 표면과 광을 제1 광 입력 면 내로 제공하도록 위치된 우안 광원과 광을 제2 광 입력 면 내로 제공하도록 위치된 좌안 광원을 포함한다. 좌안 광원 및 우안 광원은 좌안 광원과 우안 광원 사이에서 적어도 90 헤르츠의 레이트로 변조되도록 구성된다. 양면형 프리즘 필름은 광 투과 표면에 인접하고, 양면형 프리즘 필름은 제1 주 표면 상의 복수의 선형 프리즘 특징부 및 제2 주 표면 상의 복수의 렌즈형 특징부를 갖고, 제1 주 표면은 제2 주 표면과 대향한다. 액정 디스플레이 패널이 양면형 프리즘 필름을 통해 투과된 광을 수용하도록 위치된다. 선형 수렴 프레넬 렌즈 요소는 양면형 프리즘 필름과 액정 디스플레이 패널 사이에 배치된다. 프레넬 렌즈 요소는 양면형 프리즘 필름에 대면하는 패싯 면(facet side)을 갖는다. 패싯 면은 렌즈형 특징부에 평행하게 연장된 복수의 선형 패싯을 포함한다. 선형 수렴 프레넬 렌즈는 양면형 프리즘 필름을 통해 투과된 광을 무안경 입체 디스플레이 장치의 시청자를 향하여 수렴시킨다. 동기 구동 요소는 우안 이미지 고상 광원 및 좌안 이미지 고상 광원의 활성화 및 비활성화를 액정 디스플레이 패널 상에 디스플레이되는 이미지 프레임과 동기화시킨다.
본 발명은 첨부 도면과 관련하여 본 발명의 다양한 실시 형태에 대한 하기의 상세한 설명을 고려하여 더욱 완전하게 이해될 수 있다.
도 1은 예시적인 디스플레이 장치의 개략 측면도.
도 2a 및 도 2b는 동작 중인 도 1의 예시적인 디스플레이 장치의 개략 측면도.
도 3은 프레넬 렌즈 요소를 포함하는 도 1의 예시적인 디스플레이 장치의 개략 측면도.
도 4는 양면형 프리즘 필름 및 프레넬 렌즈의 일부의 단면도.
도 5는 무안경 입체 디스플레이 시청 거리에 대한 프레넬 렌즈 요소의 효과를 설명하는 모노그램.
도면은 반드시 축척대로 도시된 것은 아니다. 도면에 사용된 동일한 도면 부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 그러나, 주어진 도면에서 구성요소를 지칭하기 위한 도면 부호의 사용은 동일한 도면 부호로 표시된 다른 도면의 구성요소를 제한하고자 하는 것이 아님을 이해할 것이다.
하기 설명에서, 본 명세서의 일부를 형성하며, 몇몇 특정 실시 형태가 예로서 도시되어 있는 첨부 도면을 참조한다. 다른 실시 형태가 고려되며 본 발명의 범주 또는 사상으로부터 벗어남이 없이 이루어질 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 하기 상세한 설명은 제한하는 의미로 취해져서는 안 된다.
본 명세서에 사용된 모든 과학적 및 기술적 용어는 달리 명시되지 않는 한 당업계에서 통상적으로 사용되는 의미를 갖는다. 본 명세서에 제공된 정의는 본 명세서에 빈번하게 사용되는 소정 용어들의 이해를 용이하게 하기 위한 것이며 본 발명의 범주를 제한하고자 하는 것은 아니다.
달리 지시되지 않는 한, 명세서 및 청구의 범위에서 사용되는, 특징부 크기, 양 및 물리적 특성을 표현하는 모든 수치는 모든 경우 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 반대로 지시되지 않는 한, 전술한 명세서 및 첨부된 청구의 범위에 기술된 수치적 파라미터는 근사치이며, 이 근사치는 본 명세서에 개시된 교시 내용을 이용하는 당업자가 얻고자 하는 원하는 특성에 따라 달라질 수 있다.
종점(endpoint)에 의한 수치 범위의 언급은 그 범위 내에 포함되는 모든 수(예를 들어, 1 내지 5는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4 및 5를 포함함)와 그 범위 내의 임의의 범위를 포함한다.
본 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태("a", "an" 및 "the")는 그 내용이 명백하게 다르게 지시하지 않는 한 복수의 지시 대상을 갖는 실시 형태를 포함한다. 본 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 바와 같이, "또는"이라는 용어는 일반적으로 그 내용이 명백하게 다르게 지시하지 않는 한 "및/또는"을 포함하는 의미로 이용된다.
"무안경 입체"라는 용어는 사용자 또는 시청자 쪽에서 특수한 헤드기어(headgear) 또는 안경을 사용하지 않고서 볼 수 있는 3차원 이미지를 디스플레이하는 것을 지칭한다. 이들 방법은 이미지가 평판형 장치에 의해 생성되더라도 시청자의 깊이 지각(depth perception)을 생성한다. '입체 3D'라는 용어는 무안경 입체 장치의 분야를 포함하지만, 평판 디스플레이로부터 입체 3D를 보는 데 특수 헤드기어, 예를 들어, 셔터 안경(shutter glasses) 또는 편광 안경(polarized glasses)을 필요로 하는 입체 3D 디스플레이 경우를 또한 포함한다.
액정 디스플레이는 임의의 특정 지점에서의 이미지가 그 지점 또는 픽셀이 전형적으로 1/60초 또는 그보다 빠른 시간 내의 그 다음 이미지 리프레시 시간에 업데이트될 때까지 안정되어 있게 되는 샘플/홀드 디스플레이 장치이다. 그러한 샘플/홀드 시스템에서, 디스플레이의 순차적인 리프레시 기간 동안에 상이한 이미지들, 구체적으로는 3D 디스플레이를 위한 교번하는 좌 및 우 이미지들을 디스플레이하는 것은, 예를 들어 좌안 광원이 우안에 대한 데이터의 디스플레이 동안에 켜지지 않도록 그리고 그 반대의 경우도 성립하도록 백라이트 광원들의 주의깊은 시퀀싱을 필요로 한다.
본 발명은 프레넬 요소를 포함하는 무안경 입체 디스플레이에 관한 것이다. 프레넬 요소는 양면형 프리즘 필름과 시청자 사이에 배치되어 광이 시청자를 향하여 수렴되도록 한다. 수렴 선형 프레넬 렌즈는 LCD 패널과 방향성 백라이트 (예를 들어, 도광체 및 2-면 프리즘/렌즈형 필름) 조명 시스템 사이에 배치되어 광 분포를 전체 디스플레이 표면으로부터 시청자 위치로 수렴시킨다. 프레넬 렌즈가 없는 방향성 조명 시스템은 시청자 위치에서 디스플레이의 중심과 에지 사이의 각이 작은 소형 디스플레이에 대해 잘 작동한다. 그러나, 더 대형인 디스플레이에서, 디스플레이 중심만이 우수한 시간 순차적인 무안경 입체 이미지를 생성하는데, 이는 디스플레이 에지로부터의 좌안 및 우안 이미지가 시청자에게 수렴되지 않기 때문이다. 프레넬 렌즈 요소를 부가함으로써, 매우 큰 수렴 각이 가능하고 더 대형의 3D 디스플레이를 가능하게 한다. 본 발명은 이로 한정되지 않으며, 본 발명의 다양한 태양에 대한 이해는 이하에 제공된 예들의 논의를 통해 얻을 수 있다.
도 1은 예시적인 입체 디스플레이 장치(10)의 개략 측면도이다. 디스플레이 장치는 10 밀리초 미만, 또는 5 밀리초 미만, 또는 3 밀리초 미만의 프레임 응답 시간을 갖는 액정 디스플레이 패널(20)과, 액정 디스플레이 패널(20)에 광을 제공하도록 위치된 백라이트(30)를 포함한다.
백라이트(30)는 광 투과 표면(35) 및 대향하는 광 입력 표면(31, 33)을 포함한다. 우안 이미지 고상 광원(32)이 광을 제1 광 입력 표면(31)에 주입하고 좌안 이미지 고상 광원(34)이 광을 제2 광 입력 표면(31)에 주입한다. 우안 이미지 고상 광원(32) 및 좌안 이미지 고상 광원(34)은 우안 이미지 고상 광원(32)과 좌안 이미지 고상 광원(34) 사이에서 적어도 90 헤르츠의 레이트로 변조될 수 있다. 양면형 프리즘 필름(40)이 액정 디스플레이 패널(20)과 백라이트(30) 사이에 배치된다.
액정 디스플레이 패널(20) 및/또는 백라이트(30)는 임의의 유용한 형상 또는 구성을 가질 수 있다. 많은 실시 형태에서, 액정 디스플레이 패널(20)과 백라이트(30)는 정사각형 또는 직사각형 형상을 갖는다. 그러나, 몇몇 실시 형태에서, 액정 디스플레이 패널(20) 및/또는 백라이트(30)는 4개 초과의 변을 갖거나 곡선 형상이다. 도 1이 셔터 글라스 또는 하나 초과의 도광체를 필요로 하는 것들을 포함하는 임의의 입체 3D 백라이트 및 관련 액정 디스플레이 패널에 관한 것이지만, 본 발명은 무안경 입체 디스플레이에 특히 유용하다. 다른 실시 형태에서, 디스플레이는 OLED 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 등이다.
동기 구동 요소(동기 구동 요소)(50)가 백라이트(30) 광원(32, 34) 및 액정 디스플레이 패널(20)에 전기적으로 접속된다. 동기 구동 요소(50)는, 플리커-프리 스틸 이미지 시퀀스(flicker-free still 이미지 sequence), 비디오 스트림(video stream) 또는 렌더링된 컴퓨터 그래픽(rendered computer graphic)을 생성하기 위해 이미지 프레임이 액정 디스플레이 패널(20)에 초당 90 프레임 또는 그 이상의 레이트로 제공될 때, 우안 이미지 고상 광원(32) 및 좌안 이미지 고상 광원(34)의 활성화 및 비활성화(즉, 변조)를 동기화시킨다. 이미지(예컨대, 비디오 또는 컴퓨터 렌더링된 그래픽) 소스(60)가 동기 구동 요소(50)에 접속되어 이미지 프레임(예컨대, 우안 이미지 및 좌안 이미지)을 액정 디스플레이 패널(20)에 제공한다.
액정 디스플레이 패널(20)은 10 밀리초 미만 또는 5 밀리초 미만의 프레임 응답 시간을 갖는 임의의 투과형 액정 디스플레이 패널일 수 있다. 10 밀리초 미만, 또는 5 밀리초 미만, 또는 3 밀리초 미만의 프레임 응답 시간을 갖는 구매가능한 투과형 액정 디스플레이 패널은, 예를 들어 도시바 마쯔시타 디스플레이(Toshiba Matsushita 디스플레이, TMD)의 광학 보상 휨(optically compensated bend, OCB) 모드 패널 LTA090A220F(일본 소재의 도시바 마쯔시타 디스플레이 테크놀로지 컴퍼니 리미티드(Toshiba Matsushita 디스플레이 Technology Co., Ltd.))이다.
백라이트(30)는 적어도 90 헤르츠, 또는 100 헤르츠, 또는 110 헤르츠, 또는 120 헤르츠, 또는 120 헤르츠 초과의 레이트로 우안 이미지 고상 광원(32)과 좌안 이미지 고상 광원(34) 사이에서 변조될 수 있는 임의의 유용한 백라이트일 수 있다. 예시된 백라이트(30)는 우안 이미지 고상 광원(32)에 인접한 제1 광 입력 표면(31) 및 좌안 이미지 고상 광원(34)에 인접한 대향하는 제2 광 입력 표면(33)과, 광 출력 표면(35)을 포함한다. 고상 광원은 적어도 90 헤르츠의 레이트로 변조될 수 있는 임의의 유용한 고상 광원일 수 있다. 많은 실시 형태에서, 고상 광원은, 예를 들어 니치아(Nichia) NSSW020B(일본 소재의 니치아 케미칼 인더스트리즈 리미티드(Nichia Chemical Industries, Ltd.))와 같은 복수의 발광 다이오드이다. 다른 실시 형태에서, 고상 광원은 복수의 레이저 다이오드 또는 유기 발광 다이오드(즉, OLED)이다. 고상 광원은 백색, 적색, 청색 및/또는 녹색과 같은 임의의 수의 가시광 파장을 방출할 수 있다. 백라이트는 양 단부에 광원을 갖는 광학적으로 투명한 재료의 단일 층이거나, 각각의 층에 대해 원하는 방향으로 우선적으로 광을 추출하는 층마다의 광원을 갖는 광학적으로 투명한 재료의 2개(또는 그 이상의) 층일 수 있다.
양면형 프리즘 필름(40)은 제1 면 상의 렌즈형 구조체(렌즈형 structure) 및 대향하는 면 상의 프리즘형 구조체(prismatic structure)를 갖는 임의의 유용한 프리즘 필름일 수 있다. 양면형 프리즘 필름(40)은 시청자가 디스플레이되는 이미지에서 깊이를 지각하도록 적절한 각도로 백라이트로부터 액정 디스플레이 패널(20)로 광을 투과시킨다. 유용한 양면형 프리즘 필름이, 본 발명과 상충되지 않은 범위로 본 명세서에 포함된 미국 특허 출원 공개 제2005/0052750호 및 제2005/0276071호에 설명되어 있다. 이들 양면형 프리즘 필름은 약 60도의 개방각(open angle)을 가지며 시청자의 양 눈 사이의 거리(즉, 약 6도)와 대략 동일한 이미지 간격을 제공한다.
이미지 소스(60)는, 예를 들어 비디오 소스 또는 컴퓨터-렌더링된 그래픽 소스와 같은 이미지 프레임들(예를 들어, 제1 이미지 뷰 및 좌측 이미지 뷰)을 제공할 수 있는 임의의 유용한 이미지 소스일 수 있다. 많은 실시 형태에서, 비디오 소스는 50 내지 60 헤르츠 또는 그 이상의 이미지 프레임을 제공할 수 있다. 많은 실시 형태에서, 컴퓨터 렌더링된 그래픽 소스는 100 내지 120 헤르츠 또는 그 이상의 이미지 프레임을 제공할 수 있다.
컴퓨터 렌더링된 그래픽 소스는 게임 컨텐츠, 의료 영상 컨텐츠, CAD(computer aided design) 컨텐츠 등을 제공할 수 있다. 컴퓨터 렌더링된 그래픽 소스는, 예를 들어 엔비디아(Nvidia) FX5200 그래픽 카드, 엔비디아 지포스(GeForce) 9750 GTX 그래픽 카드, 또는 랩톱 컴퓨터(laptop computer)와 같은 모바일 솔루션(mobile solution)의 경우에는 엔비디아 지포스 GO 7900 GS 그래픽 카드와 같은 그래픽 처리 장치를 포함할 수 있다. 컴퓨터 렌더링된 그래픽 소스는 또한, 예를 들어 오픈지엘(OpenGL), 다이렉트엑스(DirectX), 또는 엔비디아 독점(proprietary) 3D 스테레오 드라이버(stereo driver)와 같은 적절한 스테레오 드라이버 소프트웨어를 포함할 수 있다.
비디오 소스는 비디오 컨텐츠를 제공할 수 있다. 비디오 소스는, 예를 들어 엔비디아 쿼드로(Quadro) FX1400 그래픽 카드와 같은 그래픽 처리 장치를 포함할 수 있다. 비디오 소스는 또한, 예를 들어 오픈지엘, 다이렉트엑스, 또는 엔비디아 독점 3D 스테레오 드라이버와 같은 적절한 스테레오 드라이버 소프트웨어를 포함할 수 있다.
동기 구동 요소(50)는 플리커-프리 비디오 또는 렌더링된 컴퓨터 그래픽을 생성하기 위해 액정 디스플레이 패널(20)에 초당 90 프레임 또는 그 이상의 레이트로 제공되는 이미지 프레임과 우안 이미지 고상 광원(32) 및 좌안 이미지 고상 광원(34)의 동기 활성화 및 비활성화(즉, 변조)를 제공하는 임의의 유용한 구동 요소를 포함할 수 있다. 동기 구동 요소(50)는 커스텀(custom) 고상 광원 구동 회로에 결합되는, 예를 들어 웨스타(Westar) VP-7 비디오 어댑터(미국 미주리주 세인트 찰스 소재의 웨스타 디스플레이 테크놀로지즈, 인크.(Westar 디스플레이 Technologies, Inc.))와 같은 비디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 동작 중인 예시적인 입체 디스플레이 장치(10)의 개략 측면도이다. 도 2A에서, 좌안 이미지 고상 광원(34)이 조명되고 우안 이미지 고상 광원(32)이 조명되지 않는다. 이러한 상태에서, 좌안 이미지 고상 광원(34)으로부터 방출된 광은 백라이트(30)를 통해, 양면형 프리즘 시트(40)를 통해 그리고 액정 패널(20)을 투과하여, 시청자 또는 관찰자의 좌안(1a)을 향해 지향되는 제1 이미지 뷰(즉, 좌안 이미지)를 제공한다.
도 2b에서, 우안 이미지 고상 광원(32)이 조명되고 좌안 이미지 고상 광원(34)이 조명되지 않는다. 이러한 상태에서, 우안 이미지 고상 광원(32)으로부터 방출된 광은 백라이트(30)를 통해, 양면형 프리즘 시트(40)를 통해 그리고 액정 패널(20)을 투과하여, 시청자 또는 관찰자의 우안(1b)을 향해 지향되는 제2 이미지 뷰(즉, 우안 이미지)를 제공한다.
시청자에게 초당 적어도 45개 좌안 이미지 및 적어도 45개 우안 이미지를 제공하면(우안 이미지와 좌안 이미지 사이에 교번시키며, 이미지들은 가능하게는 이전 이미지 쌍의 반복임) 시청자에게 플리커-프리 3D 이미지를 제공하게 된다. 그에 따라, 광원(32,34)의 스위칭과 동기화하여 디스플레이될 때, 컴퓨터 렌더링된 이미지 또는 스틸 이미지 카메라 또는 비디오 이미지 카메라로부터 획득된 이미지로부터 상이한 좌 및 우 시점 이미지 쌍을 디스플레이하는 것은 시청자가 2개의 상이한 이미지를 시각적으로 융합시켜 평판 디스플레이로부터 깊이를 지각할 수 있게 한다. 이러한 시각적 플리커-프리 동작의 한계는 전술한 바와 같이 액정 디스플레이 패널 상에 디스플레이되는 신규 이미지가 안정될 때까지 백라이트가 켜져서는 안 된다는 것이며, 그렇지 않을 경우 크로스토크 및 저급한 입체 이미지가 지각될 것이다.
도 3은 프레넬 렌즈 요소(50)를 포함하는 도 1의 예시적인 디스플레이 장치(10)의 개략 측면도이다. 디스플레이 장치는, 전술된 바와 같이, 액정 디스플레이 패널(20)과, 액정 디스플레이 패널(20)에 광을 제공하도록 위치된 백라이트(30)를 포함한다. 백라이트(30)는 광 투과 표면(35) 및 대향하는 광 입력 표면(31, 33)을 포함하고, 우안 이미지 고상 광원(32)이 광을 제1 광 입력 표면(31)에 주입하고 좌안 이미지 고상 광원(34)이 광을 제2 광 입력 표면(31)에 주입한다. 우안 이미지 고상 광원(32) 및 좌안 이미지 고상 광원(34)은 우안 이미지 고상 광원(32)과 좌안 이미지 고상 광원(34) 사이에서 적어도 90 헤르츠의 레이트로 변조될 수 있다. 양면형 프리즘 필름(40)이, 전술된 바와 같이, 액정 디스플레이 패널(20)과 백라이트(30) 사이에 배치된다.
프레넬 렌즈 요소(50)는 양면형 프리즘 필름(40)에 인접하게 배치된다. 양면형 프리즘 필름(40)은 프레넬 렌즈 요소(50)와 백라이트(30)의 광 투과 표면(35) 사이에 배치된다.
많은 실시 형태에서, 프레넬 렌즈 요소(50)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 액정 디스플레이 패널(20)과 양면형 프리즘 필름(40) 사이에 배치된다. 다른 실시 형태에서, 프레넬 렌즈 요소(50)는 액정 디스플레이 패널(20)에 의해 투과된 광을 수용하도록 배치된다. 이들 실시 형태에서, 액정 디스플레이 패널(20)은, 도 3에서 가상선으로 도시된 바와 같이, 양면형 프리즘 필름(40)과 프레넬 렌즈 요소(50) 사이에 배치된다. 프레넬 렌즈 요소(50)는 양면형 프리즘 필름(40)으로부터 투과된 광을 디스플레이(10)의 시청자를 향하여 수렴시킨다.
프레넬 렌즈 요소(50)는 평탄 면(52) 및 패싯 면(즉, 홈 형성 면)(54)을 포함한다. 많은 실시 형태에서, 프레넬 렌즈 요소(50)의 패싯 면(54)은 양면형 프리즘 필름(40)을 향하여 지향되고, 평탄 면(52)은 액정 디스플레이 패널(20) 또는 디스플레이(10)의 시청자를 향하여 지향된다. 프레넬 렌즈 요소(50)는 프레넬 렌즈 요소(50)가 디스플레이(10)의 시청자를 향하여 광을 수렴시키기 때문에 수렴 프레넬 렌즈 요소(50)로서 설명된다.
많은 실시 형태에서, 프레넬 렌즈 요소(50)는 디스플레이(10)의 폭을 따라 선형으로 연장된 복수의 평행한 선형 패싯을 포함하는 선형 프레넬 렌즈 요소(50)이다.
많은 실시 형태에서, 프레넬 렌즈 요소(50)는 선형 수렴 프레넬 렌즈 요소(50)이다. 많은 실시 형태에서, 프레넬 렌즈 요소(50)는, 디스플레이(10)의 폭을 따라 선형으로 연장되고 양면형 프리즘 필름(40)의 선형 프리즘 특징부 및 선형 렌즈형 특징부에 평행한 복수의 평행한 선형 패싯을 포함하는 선형 프레넬 렌즈 요소(50)이다. 일부 실시 형태에서, 프레넬 렌즈 요소(50)는, 디스플레이(10)의 폭을 따라 선형으로 연장되고 양면형 프리즘 필름(40)의 선형 렌즈형 특징부에 평행하고 양면형 프리즘 필름(40)의 복수의 선형 렌즈형 특징부와 정합된 복수의 평행한 선형 패싯을 포함하는 선형 프레넬 렌즈 요소(50)이다.
많은 실시 형태에서, 프레넬 렌즈 요소(50)는 프레넬 렌즈 요소(50)를 따른 위치의 함수로서 가변하는 초점 거리를 갖는다. 따라서, 일부 실시 형태에서, 프레넬 렌즈 요소(50)의 에지를 따른 위치가 프레넬 렌즈 요소(50)의 중심에 더 가까운 위치보다 더 짧은 초점 거리를 가질 수 있다.
도 4는 양면형 프리즘 필름(40) 및 프레넬 렌즈 요소(50)의 일부의 단면도이다. 프레넬 렌즈 요소(50)는, 전술된 바와 같이, 평탄 면(52) 및 홈 형성 패싯 면(54)을 포함한다. 양면형 프리즘 필름(40)은 제1 주 표면 상의 복수의 평행한 선형 프리즘 특징부(44) 및 제2 주 표면에 대향하는 제2 주 표면 상의 복수의 평행한 선형 렌즈형 특징부(42)를 포함한다.
복수의 평행한 선형 프리즘 특징부(44)는 피치 PP 값을 갖고, 복수의 평행한 선형 렌즈형 특징부(42)는 피치 PL 값을 갖는다. 피치 PL 값은 렌즈 골(valley)(43)들 사이의 선형 거리로서 정의된다. 피치 PP 값은 프리즘 골(46)들 사이의 선형 거리로서 정의된다. 많은 실시 형태에서, 피치 PP 값은 피치 PL 값보다 더 크다. 많은 실시 형태에서, 피치의 이러한 차이는, 예를 들어 0.001 내지 0.2%, 또는 0.01 내지 0.1%의 범위와 같이 매우 작다. 양면형 프리즘 필름(40)에 대한 피치의 이러한 차이는 본 명세서에서 "상이한 피치의" 양면형 프리즘 필름(40)이라 명명된다. 많은 실시 형태에서, 렌즈형 특징부(42)는 양면형 프리즘 필름(40)의 중심 구역에서 프리즘 특징부(44)와 겉보기에 정렬되고, 대향하는 특징부(42, 44)는 필름의 중심으로부터의 거리가 증가함에 따라 더 오정렬된다. 이러한 상이한 피치의 양면형 프리즘 필름(40)은 필름이 양면형 프리즘 필름(40)의 중심으로부터의 거리의 함수로서 광의 "토-인(toe-in)"을 점진적으로 증가시키는 것을 허용한다. 많은 이들 실시 형태에서, 최대 광 "토-인"은 상이한 양면형 프리즘 필름(40)의 에지에서 10도이다.
도 5는 무안경 입체 시청 거리에 대한 프레넬 렌즈 요소의 효과를 설명하는 모노그램이다. 모노그램은 본 명세서에 설명된 무안경 입체 디스플레이 장치에 프레넬 렌즈 요소를 부가하는 것이 프레넬 렌즈 요소 없이 가능한 것보다 더 큰 디스플레이의 3D 시청을 허용한다는 것을 설명한다. 디스플레이의 종횡비는 16:10으로 설정되었다.
실선에는 "상이한 피치"라고 라벨이 부여되어 있고 이는 도 4에서 설명된 상이한 피치의 양면형 프리즘 필름을 갖는 도 1에 도시된 바와 같은 무안경 입체 디스플레이를 가리킨다. 이러한 상이한 피치의 양면형 프리즘 필름에 대한 최대 광 토-인 각은 10 도였다. 도시된 바와 같이, 1000 ㎜의 시청 거리는 약 450 ㎜의 디스플레이 대각선을 허용한다.
점선에는 "프레넬"이라고 라벨이 부여되어 있고 이는 도 4에서 설명된 상이한 피치의 양면형 프리즘 필름이 없는 도 1에 도시된 바와 같은 무안경 입체 디스플레이를 가리킨다. 프레넬 렌즈 요소의 최대 광 각은 25 도였다. 패싯 면 홈 피치를 0.088 ㎜로 설정하였고, 평탄 면 콘쥬게이트(conjugate)를 1x109 ㎜로 설정하였고, 패싯 면 콘쥬게이트를 500 ㎜로 설정하였고, 절반 폭(half width)을 200 ㎜로 설정하였고, 드래프트 각(draft angle)을 4 도로 설정하였다. 도시된 바와 같이, 1000 ㎜의 시청 거리는 약 1000 ㎜의 디스플레이 대각선을 허용한다.
일점 쇄선에는 "상이한 피치 + 프레넬"이라고 라벨이 부여되어 있고 이는 도 4에서 설명된 상이한 피치의 양면형 프리즘 필름을 갖는 도 1에 도시된 바와 같은 무안경 입체 디스플레이를 가리킨다. 이러한 상이한 피치의 양면형 프리즘 필름에 대한 최대 광 토-인 각은 10 도였다. 프레넬 렌즈 요소의 최대 광 각은 25 도였다. 패싯 면 홈 피치를 0.088 ㎜로 설정하였고, 평탄 면 콘쥬게이트를 1x109 ㎜로 설정하였고, 패싯 면 콘쥬게이트를 500 ㎜로 설정하였고, 절반 폭을 200 ㎜로 설정하였고, 드래프트 각을 4 도로 설정하였다. 도시된 바와 같이, 1000 ㎜의 시청 거리는 약 1600 ㎜의 디스플레이 대각선을 허용한다.
모노그램은 본 명세서에 설명된 무안경 입체 디스플레이 장치에 프레넬 렌즈 요소 및 상이한 피치의 양면형 프리즘 필름을 부가하는 것이 프레넬 렌즈 요소 또는 상이한 피치의 양면형 프리즘 필름과 함께 또는 그가 없이 가능한 것보다 더 큰 디스플레이의 3D 시청을 허용한다는 것을 설명한다.
따라서, 프레넬 렌즈 요소가 구비된 무안경 입체 디스플레이의 실시 형태가 개시되어 있다. 당업자라면 본 발명이 개시된 것 이외의 실시 형태들로 실시될 수 있다는 것을 알 것이다. 개시된 실시 형태들은 제한이 아니라 예시를 위해 제시된 것이며, 본 발명은 이어지는 특허청구범위에 의해서만 제한된다.

Claims (20)

  1. 대향하는 제1 및 제2 광 입력 표면과 대향하는 제1 및 제2 광 입력 표면들 사이에 연장된 광 투과 표면과 광을 제1 광 입력 면 내로 제공하도록 위치된 우안 광원과 광을 제2 광 입력 면 내로 제공하도록 위치된 좌안 광원을 갖고, 좌안 광원 및 우안 광원은 좌안 광원과 우안 광원 사이에서 적어도 90 헤르츠의 레이트(rate)로 변조되도록 구성된 백라이트;
    광 투과 표면에 인접하고, 제1 주 표면 상의 복수의 선형 프리즘 특징부 및 제2 주 표면 상의 복수의 렌즈형 특징부를 갖고, 제1 주 표면은 제2 주 표면과 대향하는 양면형 프리즘 필름;
    광 투과 표면과의 사이에 양면형 프리즘 필름이 배치된 프레넬 렌즈 요소; 및
    양면형 프리즘 필름을 통해 투과된 광을 수용하도록 위치된 액정 디스플레이 패널을 포함하는 무안경 입체 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서, 프레넬 렌즈 요소는 선형 수렴 프레넬 렌즈인 무안경 입체 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서, 프레넬 렌즈 요소는 양면형 프리즘 필름에 대면하는 패싯 면(facet side)을 갖는 무안경 입체 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서, 프레넬 렌즈 요소는 렌즈형 특징부에 평행하게 연장된 선형 패싯을 갖는 선형 프레넬 렌즈인 무안경 입체 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서, 프레넬 렌즈 요소는 프레넬을 따른 위치의 함수로서 가변하는 초점 거리를 갖는 무안경 입체 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서, 복수의 선형 프리즘 특징부는 복수의 렌즈형 특징부 주기 값보다 큰 주기 값을 갖는 무안경 입체 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서, 적어도 선택된 선형 프리즘 특징부는 대향하는 렌즈형 특징부와 정합하지 않는 무안경 입체 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서, 프레넬 렌즈 요소는 액정 디스플레이 패널과 양면형 프리즘 필름 사이에 배치되는 무안경 입체 디스플레이 장치.
  9. 제1항에 있어서, 액정 디스플레이 패널은 프레넬 렌즈 요소와 양면형 프리즘 필름 사이에 배치되는 무안경 입체 디스플레이 장치.
  10. 대향하는 제1 및 제2 광 입력 표면과 대향하는 제1 및 제2 광 입력 표면들 사이에 연장된 광 투과 표면과 광을 제1 광 입력 면 내로 제공하도록 위치된 우안 광원과 광을 제2 광 입력 면 내로 제공하도록 위치된 좌안 광원을 갖고, 좌안 광원 및 우안 광원은 좌안 광원과 우안 광원 사이에서 적어도 90 헤르츠의 레이트로 변조되도록 구성된 백라이트;
    광 투과 표면에 인접하고, 제1 주 표면 상의 복수의 선형 프리즘 특징부 및 제2 주 표면 상의 복수의 렌즈형 특징부를 갖고, 제1 주 표면은 제2 주 표면과 대향하는 양면형 프리즘 필름;
    광 투과 표면과의 사이에 양면형 프리즘 필름이 배치된 프레넬 렌즈 요소;
    양면형 프리즘 필름을 통해 투과된 광을 수용하도록 위치된 액정 디스플레이 패널; 및
    우안 이미지 고상 광원 및 좌안 이미지 고상 광원의 활성화 및 비활성화를 액정 디스플레이 패널 상에 디스플레이되는 이미지 프레임과 동기화시키는 동기 구동 요소를 포함하는 무안경 입체 디스플레이 장치.
  11. 제10항에 있어서, 프레넬 렌즈 요소는 선형 수렴 프레넬 렌즈인 무안경 입체 디스플레이 장치.
  12. 제11항에 있어서, 프레넬 렌즈 요소는 양면형 프리즘 필름에 대면하는 패싯 면을 갖는 무안경 입체 디스플레이 장치.
  13. 제12항에 있어서, 프레넬 렌즈 요소는 렌즈형 특징부에 평행하게 연장된 선형 패싯을 포함하는 무안경 입체 디스플레이 장치.
  14. 제13항에 있어서, 적어도 선택된 선형 패싯은 대향하는 렌즈형 특징부와 정합되는 무안경 입체 디스플레이 장치.
  15. 제10항에 있어서, 복수의 선형 프리즘 특징부는 복수의 렌즈형 특징부 주기 값보다 큰 주기 값을 갖는 무안경 입체 디스플레이 장치.
  16. 제10항에 있어서, 적어도 선택된 선형 프리즘 특징부는 대향하는 렌즈형 특징부와 정합하지 않는 무안경 입체 디스플레이 장치.
  17. 제10항에 있어서, 프레넬 렌즈 요소는 액정 디스플레이 패널과 양면형 프리즘 필름 사이에 배치된 무안경 입체 디스플레이 장치.
  18. 제10항에 있어서, 프레넬 렌즈 요소는 프레넬을 따른 위치의 함수로서 가변하는 초점 거리를 갖는 무안경 입체 디스플레이 장치.
  19. 무안경 입체 디스플레이 장치로서,
    대향하는 제1 및 제2 광 입력 표면과 대향하는 제1 및 제2 광 입력 표면들 사이에 연장된 광 투과 표면과 광을 제1 광 입력 면 내로 제공하도록 위치된 우안 광원과 광을 제2 광 입력 면 내로 제공하도록 위치된 좌안 광원을 갖고, 좌안 광원 및 우안 광원은 좌안 광원과 우안 광원 사이에서 적어도 90 헤르츠의 레이트로 변조되도록 구성된 백라이트;
    광 투과 표면에 인접하고, 제1 주 표면 상의 복수의 선형 프리즘 특징부 및 제2 주 표면 상의 복수의 렌즈형 특징부를 갖고, 제1 주 표면은 제2 주 표면과 대향하는 양면형 프리즘 필름;
    양면형 프리즘 필름을 통해 투과된 광을 수용하도록 위치된 액정 디스플레이 패널;
    양면형 프리즘 필름과 액정 디스플레이 패널 사이에 배치되고, 양면형 프리즘 필름에 대면하는 패싯 면 - 패싯 면은 렌즈형 특징부에 평행하게 연장된 복수의 선형 패싯을 포함함 - 을 갖고, 양면형 프리즘 필름을 통해 투과된 광을 무안경 입체 디스플레이 장치의 시청자를 향하여 수렴시키는 선형 수렴 프레넬 렌즈 요소; 및
    우안 이미지 고상 광원 및 좌안 이미지 고상 광원의 활성화 및 비활성화를 액정 디스플레이 패널 상에 디스플레이되는 이미지 프레임과 동기화시키는 동기 구동 요소를 포함하는 무안경 입체 디스플레이 장치.
  20. 제19항에 있어서, 복수의 선형 프리즘 특징부는 복수의 렌즈형 특징부 주기 값보다 큰 주기 값을 갖는 무안경 입체 디스플레이 장치.
KR1020107022787A 2008-03-19 2009-03-09 프레넬 렌즈 요소를 갖는 무안경 입체 디스플레이 KR20100139017A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/051,509 2008-03-19
US12/051,509 US7750982B2 (en) 2008-03-19 2008-03-19 Autostereoscopic display with fresnel lens element and double sided prism film adjacent a backlight having a light transmission surface with left and right eye light sources at opposing ends modulated at a rate of at least 90 hz

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20100139017A true KR20100139017A (ko) 2010-12-31

Family

ID=41088507

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107022787A KR20100139017A (ko) 2008-03-19 2009-03-09 프레넬 렌즈 요소를 갖는 무안경 입체 디스플레이

Country Status (7)

Country Link
US (2) US7750982B2 (ko)
EP (1) EP2260346A1 (ko)
JP (1) JP2011519052A (ko)
KR (1) KR20100139017A (ko)
CN (1) CN101978306B (ko)
TW (1) TW200946961A (ko)
WO (1) WO2009117267A1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130057307A (ko) * 2011-11-23 2013-05-31 엘지디스플레이 주식회사 빔편향판을 통한 입체 영상 표시장치
WO2013085129A1 (ko) * 2011-12-06 2013-06-13 제일모직 주식회사 무안경식 3차원 디스플레이용 백라이트
US9165529B2 (en) 2012-02-08 2015-10-20 Samsung Display Co., Ltd. Stereoscopic image display apparatus and a stereoscopic image display system having the same
US10036884B2 (en) 2012-12-18 2018-07-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Display including electrowetting prism array

Families Citing this family (113)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090219253A1 (en) * 2008-02-29 2009-09-03 Microsoft Corporation Interactive Surface Computer with Switchable Diffuser
JP2009300815A (ja) * 2008-06-16 2009-12-24 Seiko Epson Corp 表示装置
US8363100B2 (en) * 2008-11-19 2013-01-29 Honeywell International Inc. Three dimensional display systems and methods for producing three dimensional images
TW201025249A (en) * 2008-12-16 2010-07-01 Chunghwa Picture Tubes Ltd Depth-fused 3D display, driving method thereof and driving circuit thereof
US8704822B2 (en) 2008-12-17 2014-04-22 Microsoft Corporation Volumetric display system enabling user interaction
TWI386035B (zh) * 2009-12-03 2013-02-11 Pegatron Corp 立體顯示裝置及立體顯示方法
US8659830B2 (en) * 2009-12-21 2014-02-25 3M Innovative Properties Company Optical films enabling autostereoscopy
TWI418895B (zh) * 2010-03-10 2013-12-11 Coretronic Corp 背光模組及立體顯示裝置
JP5134647B2 (ja) * 2010-03-31 2013-01-30 株式会社東芝 表示装置
WO2012016092A2 (en) 2010-07-28 2012-02-02 Unipixel Displays, Inc. Two and three-dimensional image display with optical emission frequency control
US9143668B2 (en) 2010-10-29 2015-09-22 Apple Inc. Camera lens structures and display structures for electronic devices
CN102466905B (zh) * 2010-11-09 2015-06-03 Tcl集团股份有限公司 一种立体显示器
US20140041205A1 (en) 2010-11-19 2014-02-13 Reald Inc. Method of manufacturing directional backlight apparatus and directional structured optical film
US8651726B2 (en) 2010-11-19 2014-02-18 Reald Inc. Efficient polarized directional backlight
KR101775068B1 (ko) 2010-11-19 2017-09-06 리얼디 스파크, 엘엘씨 방향성 평판 조명기
US9250448B2 (en) 2010-11-19 2016-02-02 Reald Inc. Segmented directional backlight and related methods of backlight illumination
TWI412842B (zh) * 2010-11-26 2013-10-21 Coretronic Corp 背光模組及顯示裝置
US8502816B2 (en) 2010-12-02 2013-08-06 Microsoft Corporation Tabletop display providing multiple views to users
US9244284B2 (en) * 2011-03-15 2016-01-26 3M Innovative Properties Company Microreplicated film for autostereoscopic displays
TWI404893B (zh) * 2011-05-13 2013-08-11 南臺科技大學 無導光板之led發光構造
JP2013003321A (ja) * 2011-06-15 2013-01-07 Dainippon Printing Co Ltd レンズシート、面光源装置、透過型表示装置
US9237337B2 (en) 2011-08-24 2016-01-12 Reald Inc. Autostereoscopic display with a passive cycloidal diffractive waveplate
US9436015B2 (en) 2012-12-21 2016-09-06 Reald Inc. Superlens component for directional display
KR101933455B1 (ko) * 2011-11-23 2019-01-02 삼성전자주식회사 입체영상 디스플레이 장치
JP5591783B2 (ja) 2011-11-25 2014-09-17 パナソニック株式会社 画像表示装置
WO2013080488A1 (ja) 2011-11-28 2013-06-06 パナソニック株式会社 表示装置
JP5942150B2 (ja) * 2011-12-19 2016-06-29 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 画像表示装置
CN103364978B (zh) * 2012-03-28 2016-04-20 瀚宇彩晶股份有限公司 驱动芯片的驱动方法以及立体显示装置的显示方法
JP5919510B2 (ja) * 2012-04-05 2016-05-18 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 画像表示装置
US9188731B2 (en) 2012-05-18 2015-11-17 Reald Inc. Directional backlight
JP6189423B2 (ja) * 2012-05-18 2017-08-30 リアルディー スパーク エルエルシー 指向性光源用制御システム
KR102099590B1 (ko) 2012-05-18 2020-04-10 리얼디 스파크, 엘엘씨 지향성 백라이트의 광원 제어
US9678267B2 (en) 2012-05-18 2017-06-13 Reald Spark, Llc Wide angle imaging directional backlights
US9235057B2 (en) 2012-05-18 2016-01-12 Reald Inc. Polarization recovery in a directional display device
WO2013173786A1 (en) 2012-05-18 2013-11-21 Reald Inc. Directional backlight
US9350980B2 (en) 2012-05-18 2016-05-24 Reald Inc. Crosstalk suppression in a directional backlight
US9594261B2 (en) 2012-05-18 2017-03-14 Reald Spark, Llc Directionally illuminated waveguide arrangement
WO2014018269A1 (en) 2012-07-23 2014-01-30 Reald Inc. Observer tracking autostereoscopic display
US9225972B2 (en) 2012-08-10 2015-12-29 Pixtronix, Inc. Three dimensional (3D) image generation using electromechanical display elements
EP2904446A4 (en) 2012-10-02 2016-06-15 Reald Inc SCALING WAVEGATE SELF-STEREOSCOPIC DISPLAY APPARATUS HAVING REFLECTIVE DIRECTIONAL ELEMENT
US9291320B2 (en) 2013-01-30 2016-03-22 Cree, Inc. Consolidated troffer
US9366396B2 (en) 2013-01-30 2016-06-14 Cree, Inc. Optical waveguide and lamp including same
US9519095B2 (en) 2013-01-30 2016-12-13 Cree, Inc. Optical waveguides
US9869432B2 (en) 2013-01-30 2018-01-16 Cree, Inc. Luminaires using waveguide bodies and optical elements
US9442243B2 (en) 2013-01-30 2016-09-13 Cree, Inc. Waveguide bodies including redirection features and methods of producing same
US9625638B2 (en) 2013-03-15 2017-04-18 Cree, Inc. Optical waveguide body
US9690029B2 (en) 2013-01-30 2017-06-27 Cree, Inc. Optical waveguides and luminaires incorporating same
BR112015020160B1 (pt) 2013-02-22 2022-01-18 Reald Spark, Llc Retroiluminação direcional
US9920901B2 (en) 2013-03-15 2018-03-20 Cree, Inc. LED lensing arrangement
US10502899B2 (en) * 2013-03-15 2019-12-10 Ideal Industries Lighting Llc Outdoor and/or enclosed structure LED luminaire
US10400984B2 (en) 2013-03-15 2019-09-03 Cree, Inc. LED light fixture and unitary optic member therefor
US10436970B2 (en) 2013-03-15 2019-10-08 Ideal Industries Lighting Llc Shaped optical waveguide bodies
US9798072B2 (en) 2013-03-15 2017-10-24 Cree, Inc. Optical element and method of forming an optical element
US10379278B2 (en) * 2013-03-15 2019-08-13 Ideal Industries Lighting Llc Outdoor and/or enclosed structure LED luminaire outdoor and/or enclosed structure LED luminaire having outward illumination
US9366799B2 (en) 2013-03-15 2016-06-14 Cree, Inc. Optical waveguide bodies and luminaires utilizing same
US10209429B2 (en) 2013-03-15 2019-02-19 Cree, Inc. Luminaire with selectable luminous intensity pattern
US9784902B2 (en) * 2013-03-25 2017-10-10 3M Innovative Properties Company Dual-sided film with split light spreading structures
US9261641B2 (en) 2013-03-25 2016-02-16 3M Innovative Properties Company Dual-sided film with compound prisms
US20140354525A1 (en) * 2013-06-03 2014-12-04 Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. Oled backlight module
CN105474633B (zh) 2013-06-17 2019-07-09 瑞尔D斯帕克有限责任公司 控制定向背光的光源
CN103809356B (zh) * 2013-08-02 2019-12-10 杨毅 屏幕
CN103792775B (zh) * 2013-08-02 2017-11-21 杨毅 投影显示系统
CN103809360A (zh) * 2013-08-02 2014-05-21 吴震 投影显示系统
CN104090456B (zh) * 2013-08-02 2017-11-07 杨毅 屏幕
US10108258B2 (en) * 2013-09-06 2018-10-23 Intel Corporation Multiple viewpoint image capture of a display user
CN106068533B (zh) 2013-10-14 2019-01-11 瑞尔D斯帕克有限责任公司 定向显示器的控制
EP3058422B1 (en) 2013-10-14 2019-04-24 RealD Spark, LLC Light input for directional backlight
US9967546B2 (en) 2013-10-29 2018-05-08 Vefxi Corporation Method and apparatus for converting 2D-images and videos to 3D for consumer, commercial and professional applications
US20150116458A1 (en) 2013-10-30 2015-04-30 Barkatech Consulting, LLC Method and apparatus for generating enhanced 3d-effects for real-time and offline appplications
US9551825B2 (en) 2013-11-15 2017-01-24 Reald Spark, Llc Directional backlights with light emitting element packages
US20150185957A1 (en) * 2013-12-30 2015-07-02 Hannstar Display Corporation Touch naked eyes stereoscopic display
US9464778B2 (en) 2014-01-21 2016-10-11 Cree, Inc. Lighting device utilizing a double fresnel lens
CN103838034A (zh) * 2014-02-07 2014-06-04 京东方科技集团股份有限公司 背光模组以及双视显示装置
KR102192207B1 (ko) 2014-04-29 2020-12-18 삼성디스플레이 주식회사 영상 표시 장치
US10158847B2 (en) 2014-06-19 2018-12-18 Vefxi Corporation Real—time stereo 3D and autostereoscopic 3D video and image editing
WO2015200814A1 (en) * 2014-06-26 2015-12-30 Reald Inc. Directional privacy display
US9835792B2 (en) 2014-10-08 2017-12-05 Reald Spark, Llc Directional backlight
TWI667498B (zh) 2014-10-23 2019-08-01 美商康寧公司 光擴散部件及製造光擴散部件的方法
US10356383B2 (en) 2014-12-24 2019-07-16 Reald Spark, Llc Adjustment of perceived roundness in stereoscopic image of a head
RU2596062C1 (ru) 2015-03-20 2016-08-27 Автономная Некоммерческая Образовательная Организация Высшего Профессионального Образования "Сколковский Институт Науки И Технологий" Способ коррекции изображения глаз с использованием машинного обучения и способ машинного обучения
WO2016168345A1 (en) 2015-04-13 2016-10-20 Reald Inc. Wide angle imaging directional backlights
US10228505B2 (en) 2015-05-27 2019-03-12 Reald Spark, Llc Wide angle imaging directional backlights
TWI677733B (zh) * 2015-06-01 2019-11-21 凌暉科技股份有限公司 雙面顯示器
CN105068354A (zh) * 2015-08-11 2015-11-18 重庆卓美华视光电有限公司 裸眼3d显示装置
US10475418B2 (en) 2015-10-26 2019-11-12 Reald Spark, Llc Intelligent privacy system, apparatus, and method thereof
WO2017083526A1 (en) 2015-11-10 2017-05-18 Reald Inc. Distortion matching polarization conversion systems and methods thereof
US10330843B2 (en) 2015-11-13 2019-06-25 Reald Spark, Llc Wide angle imaging directional backlights
CN108431670B (zh) 2015-11-13 2022-03-11 瑞尔D斯帕克有限责任公司 用于成像定向背光源的表面特征结构
CN106707529B (zh) * 2015-11-13 2019-07-09 台达电子工业股份有限公司 显示装置
WO2017120247A1 (en) 2016-01-05 2017-07-13 Reald Spark, Llc Gaze correction of multi-view images
TWI614533B (zh) * 2016-02-01 2018-02-11 群睿股份有限公司 立體顯示裝置
TWI591385B (zh) 2016-03-31 2017-07-11 台達電子工業股份有限公司 立體顯示裝置
TWI584632B (zh) 2016-04-15 2017-05-21 台達電子工業股份有限公司 立體顯示裝置與立體顯示方法
US10416377B2 (en) 2016-05-06 2019-09-17 Cree, Inc. Luminaire with controllable light emission
US11719882B2 (en) 2016-05-06 2023-08-08 Ideal Industries Lighting Llc Waveguide-based light sources with dynamic beam shaping
CN109416431B (zh) 2016-05-19 2022-02-08 瑞尔D斯帕克有限责任公司 广角成像定向背光源
CN109923463B (zh) * 2016-11-09 2021-04-06 夏普株式会社 显示装置以及头戴式显示器
CN110178072B (zh) 2017-01-04 2022-03-11 瑞尔D斯帕克有限责任公司 用于成像定向背光源的光学叠堆
US10416468B2 (en) 2017-03-28 2019-09-17 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Light field generator devices with series output couplers
WO2018183507A1 (en) 2017-03-28 2018-10-04 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Saw optical modulators with sense transducers
EP3607387A4 (en) 2017-04-03 2020-11-25 RealD Spark, LLC SEGMENTED DIRECTIONAL IMAGING BACKLIGHT
US10126575B1 (en) 2017-05-08 2018-11-13 Reald Spark, Llc Optical stack for privacy display
CN116841075A (zh) 2017-05-08 2023-10-03 瑞尔D斯帕克有限责任公司 用于定向显示器的光学叠堆
US10303030B2 (en) 2017-05-08 2019-05-28 Reald Spark, Llc Reflective optical stack for privacy display
EP3665553B1 (en) 2017-08-08 2023-12-13 RealD Spark, LLC Adjusting a digital representation of a head region
TW201921060A (zh) 2017-09-15 2019-06-01 美商瑞爾Ｄ斯帕克有限責任公司 用於可切換定向顯示器的光學堆疊結構
US10976578B2 (en) 2018-01-25 2021-04-13 Reald Spark, Llc Reflective optical stack for privacy display
CN110320706A (zh) * 2018-03-29 2019-10-11 夏普株式会社 显示装置以及头戴式显示器
CN114063314A (zh) * 2020-08-03 2022-02-18 深圳光峰科技股份有限公司 菲涅尔组合光学器件和立体显示装置
CN116194812A (zh) 2020-09-16 2023-05-30 瑞尔D斯帕克有限责任公司 车辆外部照明装置
JP2022102698A (ja) * 2020-12-25 2022-07-07 武漢天馬微電子有限公司 立体画像表示装置
CN113917700B (zh) * 2021-09-13 2022-11-29 北京邮电大学 一种三维光场显示系统
US11966049B2 (en) 2022-08-02 2024-04-23 Reald Spark, Llc Pupil tracking near-eye display

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3959580A (en) 1973-08-20 1976-05-25 Martin Marietta Corporation Directly viewable stereoscopic projection system
US4871233A (en) 1987-05-12 1989-10-03 Sheiman David M Thin plate prism and stereoscopic system
DE3921061A1 (de) 1989-06-23 1991-01-03 Hertz Inst Heinrich Wiedergabeeinrichtung fuer dreidimensionale wahrnehmung von bildern
US5289311A (en) * 1992-08-14 1994-02-22 Rca Thomson Licensing Corp. Optical element such as a rear projection screen for an image display device and method of producing same
EP0764869B1 (en) 1992-12-17 2001-11-07 Sharp Kabushiki Kaisha Autostereoscopic display apparatus
GB2320156A (en) 1996-12-07 1998-06-10 Sharp Kk Directional display and method of making a mask for a directional display
JP2000069504A (ja) 1998-08-25 2000-03-03 Terumo Corp 立体画像表示装置
JP3585781B2 (ja) 1999-08-31 2004-11-04 株式会社東芝 立体表示装置
TW536646B (en) 1999-12-24 2003-06-11 Ind Tech Res Inst Back-lighted auto-stereoscopic display
CN100376924C (zh) * 2002-09-19 2008-03-26 三菱电机株式会社 显示装置和具有该显示装置的电子设备
JP2005049811A (ja) 2003-07-15 2005-02-24 Olympus Corp 立体表示装置及び立体視観察装置
US7150531B2 (en) 2003-08-26 2006-12-19 The Regents Of The University Of California Autostereoscopic projection viewer
US7224529B2 (en) 2003-09-09 2007-05-29 3M Innovative Properties Company Microreplicated article
DE10359403B4 (de) 2003-12-18 2005-12-15 Seereal Technologies Gmbh Autostereoskopisches Multi-User-Display
JP4027898B2 (ja) 2004-01-29 2007-12-26 株式会社有沢製作所 偏光透過スクリーン、及び当該偏光透過スクリーンを用いた立体画像表示装置
JP2005215325A (ja) 2004-01-29 2005-08-11 Arisawa Mfg Co Ltd 立体画像表示装置
JP4349963B2 (ja) 2004-04-05 2009-10-21 株式会社有沢製作所 立体画像表示装置
US20050276701A1 (en) * 2004-05-28 2005-12-15 Bowers Joanne M Hydraulic motors
KR100674759B1 (ko) 2004-12-22 2007-01-25 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 표시 장치
KR100619067B1 (ko) 2005-01-31 2006-08-31 삼성전자주식회사 입체 투사장치
DE112007001975B4 (de) * 2006-09-01 2014-01-02 Seereal Technologies S.A. Richtungsgesteuerte Beleuchtungseinheit für ein autostereoskopisches Display
US7530721B2 (en) 2007-04-18 2009-05-12 Skc Haas Display Films Co., Ltd. Double-sided turning film

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130057307A (ko) * 2011-11-23 2013-05-31 엘지디스플레이 주식회사 빔편향판을 통한 입체 영상 표시장치
WO2013085129A1 (ko) * 2011-12-06 2013-06-13 제일모직 주식회사 무안경식 3차원 디스플레이용 백라이트
KR101385041B1 (ko) * 2011-12-06 2014-04-15 제일모직주식회사 무안경식 3차원 디스플레이용 백라이트
US9165529B2 (en) 2012-02-08 2015-10-20 Samsung Display Co., Ltd. Stereoscopic image display apparatus and a stereoscopic image display system having the same
US10036884B2 (en) 2012-12-18 2018-07-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Display including electrowetting prism array

Also Published As

Publication number Publication date
US20090237576A1 (en) 2009-09-24
CN101978306B (zh) 2013-06-05
WO2009117267A1 (en) 2009-09-24
US7750982B2 (en) 2010-07-06
JP2011519052A (ja) 2011-06-30
EP2260346A1 (en) 2010-12-15
CN101978306A (zh) 2011-02-16
TW200946961A (en) 2009-11-16
US20100232015A1 (en) 2010-09-16
US7847869B2 (en) 2010-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7847869B2 (en) Autostereoscopic display with fresnel lens element and double sided prism adjacent a backlight having a transmission surface with opposed first and second light sources alternately modulated at 90 Hz
US20220365361A1 (en) Directional backlight
US8035771B2 (en) Stereoscopic 3D liquid crystal display apparatus with structured light guide surface
JP5390533B2 (ja) マルチビューディスプレイ内の知覚される画像クロストークを低減する方法
KR101486604B1 (ko) 무안경 입체 액정 디스플레이 장치
US9194997B2 (en) Backlight unit and 2D and 3D image display system
KR101468248B1 (ko) 블랙 데이터 삽입을 이용하는 입체 3ｄ 액정 디스플레이 장치
US7528893B2 (en) Backlight for liquid crystal display
TWI621897B (zh) 具有階化光導光萃取特徵之立體三維液晶顯示器
KR20100087313A (ko) 입체 3ｄ 디스플레이를 위한 신장된 필름
KR20110017918A (ko) 무안경 입체 방식을 가능하게 하는 필름
KR20110031461A (ko) 픽셀화된 조명 기구를 갖는 무안경 입체 디스플레이

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid