KR20110015157A - 2차원 및 3차원 영상 표시 전환이 가능한 디스플레이 장치 - Google Patents

2차원 및 3차원 영상 표시 전환이 가능한 디스플레이 장치 Download PDF

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KR20110015157A
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Abstract

본 발명에 관한 2차원 및 3차원 영상 표시 전환이 가능한 디스플레이 장치는, 영상광을 방출하는 복수 개의 픽셀들을 구비하는 표시부와, 표시부의 전방에 배치되어 픽셀들의 영상광을 굴절시키는 제1 광학 시트와, 제1 광학 시트의 전방에 배치되어 제1 광학 시트를 통과한 영상광을 굴절시키는 제2 광학 시트를 구비하고, 제1 광학 시트와 제2 광학 시트는 상대적인 위치가 변동 가능하게 배치되어, 제2 광학 시트를 통과한 영상광이 서로 다른 각도로 진행하도록 굴절시키는 제1 위치와 제2 광학 시트를 통과한 영상광이 서로 평행하게 진행하도록 굴절시키는 제2 위치의 어느 하나의 위치로 변동된다.

Description

2차원 및 3차원 영상 표시 전환이 가능한 디스플레이 장치{Display apparatus switching 2D/3D image displaying mode}
본 발명은 2차원 및 3차원 영상 표시 전환이 가능한 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광학 시트들을 이용한 단순한 구성으로 이루어져 2차원 영상과 3차원 영상을 편리하게 선택하여 표시할 수 있는 디스플레이 장치를 제공한다.
3차원 영상 디스플레이 장치는 풍부한 실재감을 갖는 차원 입체 영상을 표시하는 장치이며, 최근 의학, 교육, 게임 등 여러 분야에 응용되고 있다. 3차원 영상 디스플레이 장치는 관람자의 우측 눈과 좌측 눈에 보이는 영상을 다르게 표시하므로 양쪽 눈의 시차를 이용하여 관람자가 영상의 입체감을 인식하게 한다.
현재까지 3차원 영상을 표시하기 위한 여러 가지 기술이 개발되었는데, 단순한 구성으로 구현 가능하면서도 밝은 화면을 얻을 수 있는 렌티큘러 시트 방식이 많이 이용되고 있다. 렌티큘러 시트(lenticular sheet)는 투명한 반원통형의 렌즈가 매트릭스 형태로 배열된 광투과 시트이다.
렌티큘러 시트의 반원통형의 렌즈를 통과하는 빛은 렌즈의 광학적인 효과 로 인해 좌측 눈과 우측 눈을 위한 영상으로 분리된다. 표시 장치가 두 대의 카메라를 사용하여 좌우측에서 촬영한 두 개의 화상을 한 화면에 규칙적으로 번갈아가며 표시하면, 표시 장치의 전방에 배치된 렌티큘러 시트에 의해 좌우 화상이 서로 다른 방향으로 표시되어 시청자는 입체감을 느낄 수 있다.
그런데 이러한 렌티큘러 시트를 이용한 종래의 3차원 디스플레이 장치는 3차원 영상만을 표시할 수 있으므로, 3차원 영상과 2차원 영상을 선택적으로 전환하여 표시할 수 있는 디스플레이 장치의 개발이 요구되어 왔다.
본 발명의 목적은 2차원 및 3차원 영상을 선택적으로 표시할 수 있는 디스플레이 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 광학시트들을 구비하여 단순한 구성으로 이루어져 2차원 및 3차원 영상 표시를 전환할 수 있는 디스플레이 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명은 상대적인 위치가 제1 위치와 제2 위치의 어느 하나의 위치로 변동되며, 영상광을 굴절시키는 제1 광학 시트와 제2 광학 시트를 구비하는, 2차원 및 3차원 영상 표시 전환이 가능한 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명에 관한 2차원 및 3차원 영상 표시 전환이 가능한 디스플레이 장치는, 영상광을 방출하는 복수 개의 픽셀들을 구비하는 표시부와, 표시부의 전방에 배치되어 픽셀들의 영상광을 굴절시키는 제1 광학 시트와, 제1 광학 시트의 전방에 배치되어 제1 광학 시트를 통과한 영상광을 굴절시키는 제2 광학 시트를 구비하고, 제1 광학 시트와 제2 광학 시트는 상대적인 위치가 변동 가능하게 배치되어, 제2 광학 시트를 통과한 영상광이 서로 다른 각도로 진행하도록 굴절시키는 제1 위치와 제2 광학 시트를 통과한 영상광이 서로 평행하게 진행하도록 굴절시키는 제2 위치의 어느 하나의 위치로 변동된다.
본 발명에 있어서, 제1 광학 시트는 길게 연장되며 연이어 배치된 복수 개의 볼록 형상 렌즈들을 구비할 수 있고, 제2 광학 시트는 제1 광학 시트의 볼록 형 상 렌즈들에 대응하여 길게 연장되며 연이어 배치된 복수 개의 오목 형상 렌즈들을 구비할 수 있으며, 제1 광학 시트와 제2 광학 시트는 볼록 형상 렌즈들과 오목 형상 렌즈들이 서로를 향하도록 배치될 수 있다.
본 발명에 있어서, 볼록 형상 렌즈들과 오목 형상 렌즈들은 반원 모양의 단면을 가질 수 있다.
본 발명에 있어서, 제2 광학시트는 픽셀들에 수직한 방향을 따라 이동할 수 있다.
본 발명에 있어서, 디스플레이 장치는 제1 광학 시트에 대한 제2 광학 시트의 상대적인 위치를 변동시키도록 제2 광학 시트를 이동시키는 액추에이터를 더 구비할 수 있다.
본 발명에 있어서, 표시부와 제1 광학 시트는 지지 프레임에 의해 지지될 수 있고, 제2 광학 시트는 이동 프레임에 의해 지지될 수 있으며, 액추에이터는 지지 프레임에 설치된 모터와 표면에 나사면을 가지며 모터에 의해 회전하는 구동축을 구비할 수 있고, 구동축이 제2 광학 시트에 나사 결합되어, 모터가 회전함에 따라 제2 광학 시트가 제1 위치나 제2 위치로 이동할 수 있다.
본 발명에 있어서, 표시부와 제1 광학 시트는 지지 프레임에 의해 지지될 수 있고, 지지 프레임에는 위치 변동 가능하도록 이동 프레임이 결합할 수 있으며, 제2 광학 시트는 이동 프레임에 의해 지지될 수 있으며, 액추에이터는 지지 프레임과 이동 프레임의 어느 하나에 배치되는 전자석과 전자석에 대응하도록 지지 프레임과 이동 프레임의 다른 하나에 배치되며 전자석의 자력에 이끌리는 부착부를 구 비할 수 있다.
본 발명에 있어서, 제1 광학시트와 표시부는 픽셀들에 수직한 방향을 따라 이동할 수 있다.
본 발명에 있어서, 제1 광학 시트와 제2 광학 시트는 길게 연장되며 연이어 배치된 복수 개의 볼록 형상 렌즈들을 구비할 수 있고, 제1 광학 시트와 제2 광학 시트는 볼록 형상 렌즈들이 서로를 향하도록 배치될 수 있다.
본 발명에 있어서, 제2 광학시트는 제1 광학 시트에 평행한 방향을 따라 이동할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 2차원 및 3차원 영상 표시 전환이 가능한 디스플레이 장치는, 표시부에서 방출된 영상광을 굴절시키는 제1 광학 시트와 제2 광학 시트의 상대적인 위치가 변동되는 단순한 구성으로 이루어져 3차원 영상이나 2차원 영상을 선택하여 표시할 수 있다.
이하, 첨부 도면의 실시예들을 통하여, 본 발명에 관한 2차원 및 3차원 영상 표시 전환이 가능한 디스플레이 장치의 구성과 작용을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 2차원 및 3차원 영상 표시 전환이 가능한 디스플레이 장치의 구성 요소들을 나타낸 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 디스플레이 장치의 단면도이다.
도 1 및 도 2에 나타난 실시예에 관한 2차원 및 3차원 영상 표시 전환이 가능한 디스플레이 장치는 표시부(10)와, 표시부(10)의 표면에 배치되는 제1 광학 시트(20)와 제2 광학 시트(30)를 구비한다.
표시부(10)는 영상광을 방출하는 복수 개의 픽셀들(11)을 구비한다. 표시부(10)에는 액정 표시 장치(LCD; liquid crystal display)나 플라즈마 디스플레이 패널(PDP; plasma display panel)이나 전계 발광(EL; electroluminescence) 표시장치나 전계 방출(FE; filed emission) 표시 장치 등이 이용될 수 있으며, 반드시 이러한 장치들에 한정되는 것은 아니므로 다양한 형태의 표시 장치들이 사용될 수 있다. 표시부(10)의 픽셀들(11)은 영상을 표시하기 위해 영상광을 방출하는 영역이다.
표시부(10)의 전방에는 픽셀들(11)에서 방출되는 영상광을 굴절시키는 제1 광학 시트(20)가 배치된다. 제1 광학 시트(20)의 전방에는 제1 광학 시트(20)를 통과한 영상광을 굴절시키는 제2 광학 시트(30)가 배치된다.
제1 광학 시트(20)와 제2 광학 시트(30)는 유리나 플라스틱 등과 같이 투명한 소재로 이루어질 수 있다.
제1 광학 시트(20)는 세로 방향으로 길게 연장되며 인접하며 연이어 배치되는 복수 개의 볼록 형상 렌즈들(21)을 구비할 수 있다. 제2 광학 시트(30)는 제1 광학 시트(20)의 볼록 형상 렌즈들(21)에 대응하여 세로 방향으로 길게 연장되며 연이어 배치된 복수 개의 오목 형상 렌즈들(31)을 구비할 수 있다. 볼록 형상 렌즈들(21)과 오목 형상 렌즈들(31)은 서로 대응하는 크기와 형상을 갖는데, 구체적으로 반원 모양의 단면을 갖는다.
이러한 구성을 갖는 제1 광학 시트(20)와 제2 광학 시트(30)는 렌티큘러 렌즈(lenticular lens)라고 부른다. 렌티큘러 렌즈는 다른 시야각에서 보았을 때 다른 이미지를 표시하도록 설계된 렌즈들의 배열이며, 3차원 영상을 구현하기 위해 사용되는 주요 구성 요소이다.
렌티큘러 렌즈의 한 개의 단위 렌즈의 폭은 표시부(10)의 픽셀들(11)의 크기에 의해 결정된다. 도면에 도시된 픽셀들(11)의 크기와 렌즈들(21, 31)의 폭은 표현상의 편의를 위해 축척을 무시하고 나타낸 것이므로, 본 발명은 이러한 픽셀들(11)과 렌즈들(21, 31)의 크기와 폭에 의해 제한되지 않으며 다양한 형태의 크기와 폭을 갖도록 픽셀들(11)과 렌즈들(21, 31)이 변형될 수 있다.
또한 3차원 영상의 구현을 위해 픽셀들(11)에서 방출된 영상광이 제1 광학 시트(20)와 제2 광학 시트(30)의 광학적 효과로 인해 좌측 및 우측의 영상으로 분리되어야 한다. 이러한 영상광의 광학적 분리 작용을 구현할 수 있도록 픽셀들(11)과 제1 광학 시트(20) 및 제2 광학 시트(30)의 렌즈들(21, 31)의 배치 위치가 고려되어야 한다. 도면에 나타난 픽셀들(11)과 렌즈들(21, 31)의 상대적인 배치 위치와 렌즈들(21, 31)의 단위 개수에 대해 배치되는 픽셀들(11)의 개수도 설명을 위해 예시적으로 선택된 것이므로, 본 발명은 이러한 구성 요소들의 배치에 의해 한정되지 않는다.
제1 광학 시트(20)와 제2 광학 시트(30)는 볼록 형상 렌즈들(21)과 오목 형상 렌즈들(31)이 서로를 향하도록 배치된다. 또한 3차원 영상과 2차원 영상을 선택적으로 표시하기 위해, 제1 광학 시트(20)와 제2 광학 시트(30)는 상대적인 위치 가 변동 가능하도록 배치된다. 제2 광학 시트(30)가 고정되고 제1 광학 시트(20)와 표시부(10)가 이동하거나 제1 광학 시트(20)가 고정되고 제2 광학 시트(30)가 이동할 수 있는데, 도시된 실시예에서는 제2 광학 시트(30)가 이동하도록 설계되었다.
디스플레이 장치는, 제1 광학 시트(20)에 대한 제2 광학 시트(30)의 상대적인 위치를 변동시키도록 제2 광학 시트(30)를 이동시키는 액추에이터(40)를 더 구비할 수 있다. 액추에이터(40)는 모터(42)와, 모터(42)에 연결되어 회전하며 표면에 나사면을 갖는 구동축(41)을 구비한다.
표시부(10)와 제1 광학 시트(20)는 지지 프레임(15)에 의해 지지된다. 제2 광학 시트(30)는 이동 프레임(35)에 의해 지지된다. 이동 프레임(35)은 지지 프레임(15)에 대하여 이동 가능하도록 지지 프레임(15)에 결합한다. 이동 프레임(35)이 이동하면 제2 광학 시트(30)가 제1 광학 시트(20)에 대해 상대적으로 이동할 수 있다.
지지 프레임(15)에 형성된 삽입홈(16)에 모터(42)가 삽입되고, 모터(42)에 연결된 구동축(41)은 이동 프레임(35)에 형성된 나사홈(36)에 나사 결합한다. 따라서 지지 프레임(15)에 대해 고정된 모터(42)가 회전하면 구동축(41)이 회전하여, 이동 프레임(35)이 지지 프레임(15)에 대하여 상대적인 운동을 할 수 있다.
도 3은 도 2의 디스플레이 장치에서 3차원 영상이 표시될 때의 작동 상태를 나타내는 일부 단면도이고, 도 4는 도 2의 디스플레이 장치에서 2차원 영상이 표시될 때의 작동 상태를 나타내는 일부 단면도이다.
제1 광학 시트(20)와 제2 광학 시트(30)는 상대적인 위치가 변동 가능하게 배치된다. 구체적으로, 제2 광학 시트(30)는 표시부(10)의 픽셀들(11)에 수직한 방향을 따라 이동할 수 있으므로, 제1 광학 시트(20)에 대하여 제1 위치나 제2 위치의 어느 하나의 위치로 변동될 수 있다.
도 3은 제2 광학 시트(30)가 제1 광학 시트(20)로부터 이격된 제1 위치에 있는 상태를 도시한다. 제1 위치에서는 제1 광학 시트(20)의 볼록 형상 렌즈(21)와 제2 광학 시트(30)의 오목 형상 렌즈(31)를 통과한 영상광(Ra, Rb)이 서로 다른 각도로 진행하도록 굴절된다.
예를 들어, 픽셀들(11)로부터 방출된 일부의 영상광(Ra)은 우측 눈에 보이고, 다른 일부의 영상광(Rb)은 좌측 눈에 보인다. 따라서 두 대의 카메라를 사용해 좌우측에서 촬영된 서로 다른 시점의 화상을 표시부(10)가 규칙적으로 번갈아 가면서 표시하면, 제1 광학 시트(20)와 제2 광학 시트(30)를 통과하여 서로 다른 각도로 분리하여 진행하는 영상광(Ra, Rb)에 의해 표현되는 영상을 통해 입체감을 느낄 수 있다.
도 4는 제2 광학 시트(30)가 제1 광학 시트(20)에 접하는 제2 위치에 있는 상태를 도시한다. 제2 위치에서는 제2 광학 시트(30)를 통과한 영상광(Rc, Rd)이 서로 평행하게 진행하도록 굴절된다. 제2 위치에서는 표시부(10)가 한 대의 카메라로 촬영된 하나의 시점의 화상을 표시하므로, 사용자는 2차원의 화상을 감상할 수 있다.
도 5는 도 1의 디스플레이 장치의 구성 요소들이 제어되는 원리를 설명한 개념적인 블록도이다.
표시부(10)와 제1 광학 시트(20)와 제2 광학 시트(30)는 도 1 내지 도 4에 도시된 각각의 구성 요소와 동일하다. 표시부(10)는 제어부(50)의 표시 제어부(51)에 의해 제어됨으로써, 화상을 표시할 수 있다. 제1 광학 시트(20)와 제2 광학 시트(30)의 상대적인 위치가 3차원 영상의 표시를 위한 제1 위치인지 또는 2차원 영상의 표시를 위한 제2 위치에 해당하는지에 따라, 표시 제어부(51)가 표시부(10)를 제어하여 3차원 영상이나 2차원 영상을 선택하여 표시할 수 있다.
제어부(50)의 구동 제어부(52)는 제2 광학 시트(30)의 위치를 변동시키는 액추에이터(40)를 구동하는 기능을 수행한다. 구동 제어부(52)는 3차원 영상을 표시할 때와 2차원 영상을 표시할 때에 적합하도록 제어 신호를 발생함으로써 액추에이터(40)가 제2 광학 시트(30)를 제1 위치나 제2 위치의 어느 하나의 위치로 이동시킨다.
상술한 바와 같은 디스플레이 장치에 의하면, 단순한 구성에 의해 2차원 및 3차원 영상을 선택적으로 전환하여 표시할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 관한 2차원 및 3차원 영상 표시 전환이 가능한 디스플레이 장치의 단면도이다.
도 6에 나타난 실시예에 관한 2차원 및 3차원 영상 표시 전환이 가능한 디스플레이 장치는, 영상광을 방출하는 픽셀들(111)을 구비하는 표시부(110)와, 표시부(110)의 표면에 배치되는 제1 광학 시트(120)와 제2 광학 시트(130)를 구비한다.
도 1에 나타난 실시예와 같이 제1 광학 시트(120)는 세로 방향으로 연장되는 볼록 형상 렌즈들(121)을 구비하고, 제2 광학 시트(130)는 이에 대응하는 오목 형상 렌즈들(131)을 구비한다.
제1 광학 시트(120)와 제2 광학 시트(130)는 상대적인 위치가 변동 가능하도록 배치된다. 디스플레이 장치는, 제1 광학 시트(120)에 대한 제2 광학 시트(130)의 상대적인 위치를 변동시키도록 제2 광학 시트(130)를 이동시키는 액추에이터(140)를 더 구비한다.
액추에이터(140)는 이동 프레임(135)의 가장자리에 결합하는 전자석(141)과, 지지 프레임(115)에 결합하는 부착부(142)를 구비한다. 전자석(141)은 외부로부터 인가되는 제어 신호에 의해 작동되어 부착부(142)을 향해 자기력을 발생시키거나, 발생된 자기력을 해제하는 작용을 한다. 도면에 도시된 부착부(142)는 영구자석으로 이루어지지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 부착부(142)는 전자석(141)에 의해 발생한 자기력에 의해 이끌리는 금속을 포함할 수 있다.
또한 본 발명은 도면에 도시된 부착부(142)와 전자석(141)의 설치 위치에 의해 한정되는 것은 아니므로, 이를 변형하여 부착부(142)가 이동 프레임(135)에 결합하고 전자석(141)이 지지 프레임(115)에 결합할 수도 있다.
지지 프레임(115)과 이동 프레임(135)의 사이에는 스프링이나 가스 실린더와 같은 탄성부재(139)가 배치된다. 탄성부재(139)는 지지 프레임(115)에 대하여 이동 프레임(135)을 탄성적으로 지지한다. 따라서 전자석(141)에 의해 발생한 자기력이 해제되면, 탄성부재(139)의 탄성력에 의해 이동 프레임(135)이 지지 프레임(115)으로부터 이격될 수 있다.
상술한 구성을 갖는 액추에이터(140)의 작용으로 인해, 제2 광학 시 트(130)는 제1 광학 시트(120)와 제2 광학 시트(130)를 통과한 영상광이 서로 다른 각도로 굴절되도록 제1 광학 시트(120)로부터 이격되는 제1 위치와, 영상광이 서로 평행한 방향으로 굴절되도록 제1 광학 시트(120)에 접하는 제2 위치의 사이에서 선택적으로 이동할 수 있다. 따라서 이러한 간단한 구성을 통해 3차원 영상과 2차원 영상을 선택적으로 편리하게 표시할 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 2차원 및 3차원 영상 표시 전환이 가능한 디스플레이 장치의 작동 상태를 나타내는 일부 측면 단면도이고, 도 8은 도 7의 디스플레이 장치의 다른 작동 상태를 나타내는 일부 측면 단면도이다.
도 7 및 도 8에 나타난 실시예에 관한 2차원 및 3차원 영상 표시 전환이 가능한 디스플레이 장치는 영상광을 방출하는 픽셀들(211)을 구비하는 표시부(210)와, 표시부(210)의 표면에 배치되는 제1 광학 시트(220)와 제2 광학 시트(230)를 구비한다.
제1 광학 시트(220)와 제2 광학 시트(230)는 유리나 플라스틱 등과 같이 투명한 소재로 이루어지며, 도 1 내지 도 4에 나타난 실시예의 광학 시트들과 유사하게 세로 방향으로 길게 연장하며 인접하는 복수 개의 렌즈들을 구비한다.
제1 광학 시트(220)는 세로 방향으로 길게 연장되며 인접하며 연이어 배치되는 복수 개의 볼록 형상 렌즈들(221)을 구비할 수 있다. 제2 광학 시트(230)는 제1 광학 시트(220)의 볼록 형상 렌즈들(221)에 대응하여 세로 방향으로 길게 연장되며 연이어 배치된 복수 개의 오목 형상 렌즈들(231)을 구비할 수 있다. 볼록 형상 렌즈들(221)과 오목 형상 렌즈들(231)은 서로 대응하는 크기와 형상을 갖는다.
상술한 실시예들과 달리 볼록 형상 렌즈들(221)과 오목 형상 렌즈들(231)은 이등변 삼각형 모양의 단면을 갖는다. 본 발명은 렌즈들의 이와 같은 단면 형상에 의해 제한되지 않으며, 3차원 영상과 2차원 영상을 선택적으로 표시하기에 적합한 다른 형상으로 변형될 수 있다. 예를 들어, 볼록 형상 렌즈들(221)과 오목 형상 렌즈들(231)은 사다리꼴과 같은 다각형의 단면을 가질 수 있다.
제1 광학 시트(220)와 제2 광학 시트(230)는 볼록 형상 렌즈들(221)과 오목 형상 렌즈들(231)이 서로를 향하도록 배치된다. 3차원 영상과 2차원 영상을 선택적으로 표시하기 위해, 제1 광학 시트(220)와 제2 광학 시트(230)는 상대적인 위치가 변동 가능하도록 배치된다. 제2 광학 시트(230)는 표시부(210)의 픽셀들(211)에 수직한 방향을 따라 이동하여 제1 광학 시트(220)에 대하여 제1 위치나 제2 위치의 어느 하나의 위치로 변동될 수 있다.
도 7은 제2 광학 시트(230)가 제1 광학 시트(220)로부터 이격된 제1 위치에 있는 상태를 도시한다. 제1 위치에서는 제1 광학 시트(220)의 볼록 형상 렌즈(221)와 제2 광학 시트(230)의 오목 형상 렌즈(231)를 통과한 영상광(Ra, Rb)이 서로 다른 각도로 진행하도록 굴절된다.
따라서 표시부(210)가 서로 다른 시점의 화상을 규칙적으로 번갈아 가면서 표시하면, 제1 광학 시트(220)와 제2 광학 시트(230)를 통과하여 서로 다른 각도로 분리하여 진행하는 영상광(Ra, Rb)에 의해 표현되는 영상을 통해 사용자가 입체감을 느낄 수 있다.
도 8은 제2 광학 시트(230)가 제1 광학 시트(220)에 접하는 제2 위치에 있 는 상태를 도시한다. 제2 위치에서는 제2 광학 시트(230)를 통과한 영상광(Rc, Rd)이 서로 평행하게 진행하도록 굴절된다. 제2 위치에서는 표시부(210)가 한 대의 카메라로 촬영된 하나의 시점의 화상을 표시하므로, 사용자는 2차원의 화상을 감상할 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 2차원 및 3차원 영상 표시 전환이 가능한 디스플레이 장치의 작동 상태를 나타내는 일부 측면 단면도이고, 도 10은 도 9의 디스플레이 장치의 다른 작동 상태를 나타내는 일부 측면 단면도이다.
도 9 및 도 10에 나타난 실시예에 관한 2차원 및 3차원 영상 표시 전환이 가능한 디스플레이 장치는 영상광을 방출하는 픽셀들(311)을 구비하는 표시부(310)와, 표시부(310)의 표면에 배치되는 제1 광학 시트(320)와 제2 광학 시트(330)를 구비한다.
제1 광학 시트(320)와 제2 광학 시트(330)는 유리나 플라스틱 등과 같이 투명한 소재로 이루어지며, 도 1 내지 도 4에 나타난 실시예의 광학 시트들과 유사하게 세로 방향으로 길게 연장하며 인접하는 복수 개의 렌즈들을 구비한다.
제1 광학 시트(320)는 세로 방향으로 길게 연장되며 인접하며 연이어 배치되는 복수 개의 볼록 형상 렌즈들(321)을 구비할 수 있다.
제2 광학 시트(330)는 상술한 실시예들과 달리 제1 광학 시트(320)의 볼록 형상 렌즈들(321)에 대응하여 세로 방향으로 길게 연장되며 연이어 배치된 복수 개의 볼록 형상 렌즈들(331)을 구비할 수 있다. 볼록 형상 렌즈들(321)과 볼록 형상 렌즈들(331)은 서로 동일한 크기와 형상을 갖는데, 구체적으로 반원 모양의 단면을 갖는다. 제1 광학 시트(320)와 제2 광학 시트(330)는 볼록 형상 렌즈들(321, 331)이 서로 마주보도록 배치된다.
본 발명은 렌즈들의 이와 같은 단면 형상에 의해 제한되지 않으며, 3차원 영상과 2차원 영상을 선택적으로 표시하기에 적합한 다른 형상으로 변형될 수 있다. 예를 들어, 볼록 형상 렌즈들(321, 331)은 삼각형이나 사다리꼴과 같은 다각형의 단면을 가질 수 있다.
제1 광학 시트(320)와 제2 광학 시트(330)는 볼록 형상 렌즈들(321, 331)이 서로를 향하도록 배치된다. 3차원 영상과 2차원 영상을 선택적으로 표시하기 위해, 제1 광학 시트(320)와 제2 광학 시트(330)는 상대적인 위치가 변동 가능하도록 배치된다. 제2 광학 시트(330)는 제1 광학 시트(320)에 평행한 방향을 따라 이동하여 제1 위치나 제2 위치의 어느 하나의 위치로 변동될 수 있다.
도 9는 제2 광학 시트(330)가 제1 광학 시트(320)에 대해 광축이 일치하는 제1 위치에 있는 상태를 도시한다. 제1 위치에서는 제1 광학 시트(320)의 볼록 형상 렌즈(321)와 제2 광학 시트(330)의 오목 형상 렌즈(331)를 통과한 영상광(Ra, Rb)이 서로 다른 각도로 진행하도록 굴절된다.
따라서 표시부(310)가 서로 다른 시점의 화상을 규칙적으로 번갈아 가면서 표시하면, 제1 광학 시트(320)와 제2 광학 시트(330)를 통과하여 서로 다른 각도로 분리하여 진행하는 영상광(Ra, Rb)에 의해 표현되는 영상을 통해 사용자가 입체감을 느낄 수 있다.
도 10은 제2 광학 시트(330)가 제1 광학 시트(320)에 대해 광축이 어긋나 는 제2 위치에 있는 상태를 도시한다. 제2 위치에서는 제2 광학 시트(330)를 통과한 영상광(Rc, Rd)이 서로 평행하게 진행하도록 굴절된다. 제2 위치에서는 표시부(310)가 한 대의 카메라로 촬영된 하나의 시점의 화상을 표시하므로, 사용자는 2차원의 화상을 감상할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 2차원 및 3차원 영상 표시 전환이 가능한 디스플레이 장치의 구성 요소들을 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 디스플레이 장치의 단면도이다.
도 3은 도 2의 디스플레이 장치에서 3차원 영상이 표시될 때의 작동 상태를 나타내는 일부 단면도이다.
도 4는 도 2의 디스플레이 장치에서 2차원 영상이 표시될 때의 작동 상태를 나타내는 일부 단면도이다.
도 5는 도 1의 디스플레이 장치의 구성 요소들이 제어되는 원리를 설명한 개념적인 블록도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 관한 2차원 및 3차원 영상 표시 전환이 가능한 디스플레이 장치의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 2차원 및 3차원 영상 표시 전환이 가능한 디스플레이 장치의 작동 상태를 나타내는 일부 측면 단면도이다.
도 8은 도 7의 디스플레이 장치의 다른 작동 상태를 나타내는 일부 측면 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 2차원 및 3차원 영상 표시 전환이 가능한 디스플레이 장치의 작동 상태를 나타내는 일부 측면 단면도이다.
도 10은 도 9의 디스플레이 장치의 다른 작동 상태를 나타내는 일부 측면 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
16: 삽입홈 141: 전자석
36: 나사홈 142: 부착부
41: 구동축 35, 135: 이동 프레임
42: 모터 40, 140: 액추에이터
50: 제어부 10, 110, 210, 310: 표시부
51: 표시 제어부 11, 111, 211, 311: 픽셀들
52: 구동 제어부 20, 120, 220, 320: 제1 광학 시트
21, 31: 렌즈들 30, 130, 230, 330: 제2 광학 시트
15, 115: 지지 프레임 31, 131, 231, 331: 오목 형상 렌즈
139: 탄성부재 21, 121, 221, 321, 331: 볼록 형상 렌즈
Ra, Rb, Rc, Rd: 영상광

Claims (11)

  1. 영상광을 방출하는 복수 개의 픽셀들을 구비하는 표시부;
    상기 표시부의 전방에 배치되어, 상기 픽셀들의 영상광을 굴절시키는 제1 광학 시트; 및
    상기 제1 광학 시트의 전방에 배치되어, 상기 제1 광학 시트를 통과한 영상광을 굴절시키는 제2 광학 시트;를 구비하고,
    상기 제1 광학 시트와 상기 제2 광학 시트는 상대적인 위치가 변동 가능하게 배치되어, 상기 제2 광학 시트를 통과한 영상광이 서로 다른 각도로 진행하도록 굴절시키는 제1 위치와 상기 제2 광학 시트를 통과한 영상광이 서로 평행하게 진행하도록 굴절시키는 제2 위치의 어느 하나의 위치로 변동되는, 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광학 시트는 길게 연장되며 연이어 배치된 복수 개의 볼록 형상 렌즈들을 구비하고, 상기 제2 광학 시트는 상기 제1 광학 시트의 상기 볼록 형상 렌즈들에 대응하여 길게 연장되며 연이어 배치된 복수 개의 오목 형상 렌즈들을 구비하며, 상기 제1 광학 시트와 상기 제2 광학 시트는 상기 볼록 형상 렌즈들과 상기 오목 형상 렌즈들이 서로를 향하도록 배치되는, 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 볼록 형상 렌즈들과 상기 오목 형상 렌즈들은 반원 모양의 단면을 갖는, 디스플레이 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제2 광학시트는 상기 픽셀들에 수직한 방향을 따라 이동하는, 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 광학 시트에 대한 상기 제2 광학 시트의 상대적인 위치를 변동시키도록, 상기 제2 광학 시트를 이동시키는 액추에이터를 더 구비하는, 디스플레이 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 표시부와 상기 제1 광학 시트는 지지 프레임에 의해 지지되고, 상기 제2 광학 시트는 이동 프레임에 의해 지지되며, 상기 액추에이터는 상기 지지 프레임에 설치된 모터와 표면에 나사면을 가지며 상기 모터에 의해 회전하는 구동축을 구비하고, 상기 구동축이 상기 제2 광학 시트에 나사 결합되어, 상기 모터가 회전함에 따라 상기 제2 광학 시트가 상기 제1 위치나 상기 제2 위치로 이동하는, 디스플레이 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 표시부와 상기 제1 광학 시트는 지지 프레임에 의해 지지되고, 상기 지지 프레임에는 위치 변동 가능하도록 이동 프레임이 결합하며, 상기 제2 광학 시트는 상기 이동 프레임에 의해 지지되며, 상기 액추에이터는 상기 지지 프레임과 상기 이동 프레임의 어느 하나에 배치되는 전자석과 상기 전자석에 대응하도록 상기 지지 프레임과 상기 이동 프레임의 다른 하나에 배치되며 상기 전자석의 자력에 이끌리는 부착부를 구비하는, 디스플레이 장치.
  8. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제1 광학시트와 상기 표시부는 상기 픽셀들에 수직한 방향을 따라 이동하는, 디스플레이 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광학 시트와 상기 제2 광학 시트는 길게 연장되며 연이어 배치된 복수 개의 볼록 형상 렌즈들을 구비하고, 상기 제1 광학 시트와 상기 제2 광학 시트는 상기 볼록 형상 렌즈들이 서로를 향하도록 배치되는, 디스플레이 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2 광학시트는 상기 제1 광학 시트에 평행한 방향을 따라 이동하는, 디스플레이 장치.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 볼록 형상 렌즈들은 반원 모양의 단면을 갖는, 디스플레이 장치.
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