KR20110060314A - 입체 영상 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 입체 영상 시스템에서 사용되는 액정 셔터의 응답 및 작동 속도를 개선하는 데 관한 것이다. 본 발명에 의한 입체 영상 시스템은 좌안 영상 및 우안 영상을 표시하는 영상 표시장치와; 상기 영상 표시장치에서 수직으로 입사하는 빛의 진행 방향을 일정 경사각을 갖도록 변경하는 광학수단을 구비한 액정 셔터와; 상기 좌안 영상은 좌안경창으로 상기 우안 영상은 우안경창으로 통과시키는 입체 안경을 포함한다. 따라서, 광 입사각을 변화 시키는 것만으로 손쉽게 광투과율의 변화를 빠르게 이룩하여, 입체 영상의 크로스토크를 개선하였다.

Description

입체 영상 시스템{3-DIMENSIONAL IMAGE SYSTEM}
본 발명은 입체 영상 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 입체 영상 시스템에서 사용되는 액정 셔터의 응답 및 작동 속도를 개선하는 데 관한 것이다.
3차원 입체 영상 기술은 차세대 정보 통신 서비스로서, 수요 및 기술 개발 경쟁이 치열한 첨단의 고도화 기술에서 정보통신, 방송, 의료, 교육 훈련, 군사, 게임, 애니메이션, 가상현실, CAD, 산업 기술 등 그 응용 분야가 매우 다양하며 여러 분야에서 공통적으로 요구되는 차세대 실감 3차원 입체 멀티미디어 정보 통신의 핵심 기반 기술이라고 할 수 있다.
일반적으로 사람이 지각하는 입체감은 관찰하고자 하는 물체의 위치에 따른 수정체의 두께 변화 정도, 양쪽 눈과 대상물과의 각도 차이, 그리고 좌우 눈에 보이는 대상물의 위치 및 형태의 차이, 대상물의 운동에 따라 생기는 시차, 그 밖에 각종 심리 및 기억에 의한 효과 등이 복합적으로 작용해 생긴다. 그 중에서도 사람의 두 눈이 가로 방향으로 약 6~7㎝ 가량 떨어져 위치함으로써 나타나게 되는 양안 시차(binocular disparity)는 입체감의 가장 중요한 요인이라고 할 수 있다. 즉 양안시차에 의해 대상물에 대해 각도 차이를 갖고 바라보게 되고, 이 차이로 인해 각각의 눈에 들어오는 이미지가 서로 다른 상을 갖게 되며 이 두 영상이 망막을 통해 뇌로 전달되면 뇌는 이 두 개의 정보를 정확히 서로 융합하여 본래의 3차원 입체 영상을 느낄 수 있는 것이다.
이러한 3 차원 입체 영상을 구현할 수 있는 방식으로는 여러 가지가 있으며, 특히, 좌안 영상과 우안 영상을 교대로 보여주는 방식인, 액정 패널을 이용한 셔터(shutter) 방식이 각광을 받고 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 액정 셔터 패널을 구비한 디스플레이 장치를 이용한 3D 영상 시스템을 나타내는 도면이다. 액정 셔터를 사용한 3차원 입체 영상 시스템은 2D 및 3D 영상을 표시하기 위한 영상 표시부(10)와, 3D 영상을 표시할 경우에 작동하여 좌안 영상과 우안 영상을 선택적으로 표시하기 위한 액정 셔터(20), 그리고 좌안 영상은 좌안으로 우안 영상은 우안으로만 보내주는 3D 안경(30)으로 구성된다.
영상 표시부(10)는, 2D 영상 또는 프레임 기간을 단위로 교대로 표시되는 좌안 영상 및 우안 영상을 포함한 3D 영상을 구현한다. 영상 표시부(10)는 브라운관 혹은 CRT(Cathode Ray Tube), 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display) 혹은 플라즈마 디스플레이(PDP: Plasma Display) 중 어느 하나일 수 있다.
액정 셔터(2)는 상기 영상 표시부(10)가 3D 영상을 구현할 때, 상기 좌안 영상이 표시되는 기간 내에서 좌안 영상을 제1 편광성을 갖도록 작동하고, 상기 우안 영상이 표시되는 기간 내에서 제2 편광성을 갖도록 작동한다. 도 2는 종래 기술에 의한 액정 셔터의 구조를 상세하게 나타낸 단면도이다. 예를 들어, 액정 셔터(20)는 투명한 제1 기판(11) 및 제2 기판(31)이 합착되고, 그 사이에 액정층(51)이 개재된 구조를 갖는다. 제1 기판(11)과 제2 기판(31)의 내측면에는 액정층(51)을 구동하기 위한 제1 투명전극(13)과 제2 투명전극(33)이 형성되어 있다. 초기 상태에서 액정층(51)은 제1 방향으로 편광된 빛을 편광 상태를 그대로 유지한 상태로 투과할 수 있도록 배향되어 있다. 그리고, 제1 투명전극(13)과 제2 투명전극(33) 사이에 전압이 인가되면 액정층(51)의 배열 상태가 바뀌어 액정층(51)을 통과하는 제1 방향으로 편광된 빛은 직교하는 제2 방향으로 편광 상태가 바뀐다.
마지막으로, 도 3에 도시한 것과 같은, 3D 영상을 정상적으로 시청하기 위해 사용자가 착용하는 것으로, 제1 방향으로(Pol1) 편광된 빛을 투과하는 좌안경창(71)과, 제2 방향으로(Pol2) 편광된 빛을 투과하는 우안경창(73)을 포함하는 편광 안경(30)을 포함한다. 도 3은 도 1에 의한 3D 영상 시스템의 편광 안경의 일례를 나타낸 도면이다.
액정 셔터 패널을 구비한 디스플레이 장치를 이용한 3D 영상 시스템의 작동 원리를 살펴보면 다음과 같다. 도 4는 액정 셔터(20)를 구비한 디스플레이 장치의 작동 원리를 나타내는 그래프이다. 여기서, 좌안 영상(Limage)과 우안 영상(Rimage)이 1/60초의 주기를 갖고 교대로 표시하는 상태와 이에 동기하여 액정 셔터에 전압이 OFF->ON, ON->OFF 상태로 교번하는 것을 나타낸다.
영상 표시부(10)에서 1/60초 동안 제1 편광 방향을 갖는 좌안 영상(Limage)을 표시한다. 이 때, 액정 셔터(20)의 제1 전극(13)과 제2 전극(33)에는 아무런 전압이 가해지지 않은 상태를 유지한다. 그러면, 액정 셔터(20)를 통과한 좌안 영상은 원래의 편광 방향인 제1 방향으로 편광된 상태를 유지한다. 제1 방향의 편광성을 갖는 좌안 영상(Limage)은 시청자가 착용한 편광 안경(30)의 좌안경창(71)을 통과하고, 우안경창(73)은 통과하지 못한다. 따라서, 사용자는 좌안 영상만을 인식하는 상태가 된다.
다음 1/60초 동안 영상 표시부(10)에서 제1 편광 방향을 갖는 우안 영상(Rimage)을 표시한다. 이 때, 액정 셔터(20)의 제1 전극(13)과 제2 전극(33) 사이에는 액정 작동 전압이 인가된다. 그러면, 액정셀(51)의 배열 방향이 바뀌고, 액정셀(51)은 우안 영상(Rimage)의 편광 방향을 90도 회전시킨다. 그 결과, 액정 셔터(20)를 통과한 우안 영상(Rimage)은 제2 방향으로 편광방향이 바뀐다. 제2 방향으로 편광된 우안 영상(Rimage)은 시청자가 착용한 편광 안경(30)의 좌안경창(71)은 통과를 못 하고, 우안경창(73)을 통과한다. 따라서, 사용자는 우안 영상만을 인식하는 상태가 된다.
이와 같이, 앞의 1/60초 동안 좌안 영상(Limage)을 인식하고, 뒤의 1/60초 동안 우안 영상(Rimage)을 인식하여, 1/30초 동안 하나의 3D 영상을 완전히 인식할 수 있다. 이 과정을 계속 반복하여, 3D 영상을 감상할 수 있게 된다. 도 4에서는 좌안 영상(Limage) 혹은 우안 영상(Rimage)이 교대로 표시되는 지속 시간이 1/60초를 갖는 상태에서 1/30의 주기를 갖는 3D 영상을 재생하는 경우를 도시한 것이다. 영상 표시부(10)에서 좌안영상-우안영상을 교대로 표시하는 주기에 맞추어 액정 셔터(20)를 구동하면, 구동 신호에 맞추어 액정셀(51)을 통과하는 3D 영상을 정상적 으로 감상할 수 있다.
더욱 선명한 3D 영상을 구현하기 위해, 30Hz 이상의 주파수가 빠른 3D 영상을 감상하기 위해서는 좌안 영상과 우안 영상의 빠른 스위칭 신호에 맞추어 액정셀을 통과할 수 있어야 한다. 30Hz 이상 60Hz의 3D 영상을 구현하기 위해서는 좌안 영상과 우안 영상을 각각 1/120초 동안 표시하여야 한다. 도 5는 60Hz의 3D 영상 표시 시스템의 구동 상태를 나타내는 그래프이다. 여기서, 60Hz의 3D 영상을 구현하기 위해 좌안 영상과 우안 영상을 각각 1/120초 동안 표시하는 3D 영상 표시 시스템에서 액정 셔터(20)가 Voff와 Von 사이를 스위칭 할 때, 좌안 영상과 우안 영상의 액정셀 투과율의 변화를 나타낸다. 점선은 액정 셔터(20)의 Voff와 Von 사이의 스위칭 상태를 나타내는 그래프이고, 실선은 액정 셀(51)을 통과하는 빛의 투과율의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 5를 참조하면, 액정 셔터(20)가 OFF 상태에서 ON 상태가 될 때, 좌안 영상(Limage)에서 우안 영상(Rimage)으로 바뀌는 전환 시간 T1은 1ms이하의 빠른 시간 내에 변환이 이루어진다. 그러나, 액정 셔터(20)가 ON 상태에서 OFF 상태로 될 때, 우안 영상(Rimage)에서 좌안 영상(Limage)으로 바뀌는 전환 시간 T2은 1.6~2.0ms 정도의 상당히 큰 값을 갖는다. 즉, 우안 영상에서 좌안 영상으로 바뀌는 시간이 좌안 영상에서 우안 영상으로 바뀌는데 걸리는 시간보다 지연되기 때문에, 3차원 영상을 구성하는 좌안 영상과 우안 영상 사이에 크로스 토크가 발생하는 문제점이 있다.
이 스위칭 시간 T1과 T2의 차이는 약 1ms 정도로서 작은 크기이다. 도 4에 서 도시한 30Hz의 3D 영상에서는 1ms의 시간 크기가 별로 영향을 주지 않지만, 도 5에서 도시한 60Hz의 3D 영상에서는 상당한 영향을 준다. 특히, 도 6에서 처럼 120Hz의 3D 영상을 구현할 때는, 1ms의 시간 차이는 영상 스위칭에 30% 이상의 영향을 주는 것을 알 수 있다. 도 6은 120Hz의 3D 영상 표시 시스템의 구동 상태를 나타내는 그래프이다.
T1 시간은 액정이 초기 배향 상태로 복원되는 시간이고, T2 시간은 액정이 초기 액정 배향 상태에서 전압인가에 의해 액정이 재배향되는 시간 으로서, 액정 물질에 따라 결정되는 것으로, 사용하는 액정의 종류가 어는 것인가에 따라 이미 결정되어 있다. 그러므로, 실질적으로 T2 시간을 T1 시간과 거의 동일한 수준으로 줄인다는 것은 한계가 있다.
본 발명의 목적은 3D 영상 표시 시스템에서 좌안 영상과 우안 영상 사이의 크로스 토크를 줄여 양호한 3D 영상을 표시하는 3D 영상 표시 시스템을 제공하는데 있다. 본 발명의 다른 목적은 3D 영상을 구현하는 구성 요소인 액정 셔터를 통과하는 광투과율을 균일하게 유지하도록 하는 3D 영상 시스템을 제공하는데 있다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 입체 영상 시스템은 좌안 영상 및 우안 영상을 표시하는 영상 표시장치와; 상기 영상 표시장치에서 수직으로 입사하는 빛의 진행 방향을 일정 경사각을 갖도록 변경하는 광학수단을 구비한 액정 셔터와; 상기 좌안 영상은 좌안경창으로 상기 우안 영상은 우안경창으로 통과시키는 입체 안경을 포함한다.
상기 영상 표시장치는 상기 좌안 영상 및 상기 우안 영상을 제1 방향으로 편광시키고; 상기 액정 셔터는 OFF 상태에서는 상기 좌안 및 우안 영상의 편광 상태를 그대로 통과시키고, ON 상태에서는 상기 좌안 및 우안 영상의 편광 상태를 제2 방향으로 바꾸어 주며; 상기 입체 안경은 제1 방향의 편광축을 갖는 좌안경창과, 제2 방향의 편광축을 갖는 우안경창을 포함한다.
또한, 상기 영상 표시장치는 상기 좌안 영상 및 상기 우안 영상을 제1 방향으로 편광시키고; 상기 입체 안경은 제1 방향의 편광축을 갖는 좌안경창과 우안경창을 더 포함하며, 상기 좌안경창 및 상기 우안경창은 상기 광학필름을 포함하는 상기 액정 셔터를 합착하고; 상기 영상 표시장치에서 좌안 영상을 표시할 때는 상기 좌안경창의 액정 셔터는 OFF 상태이고 상기 우안경창의 액정 셔터는 ON 상태이며; 상기 영상 표시장치에서 우안 영상을 표시할 때는 상기 좌안경창의 액정 셔터는 ON 상태아고, 상기 우안경창의 액정 셔터는 OFF 상태인 것을 특징으로 한다.
상기 광학 수단은 다수개의 직삼각형 산 패턴을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 직삼각형 산 패턴은 작은 예각이 15°~25°의 범위 중 선택된 어느 한 각도 인 것을 특징으로 한다.
상기 직삼각형 산 패턴의 피치는 30~70㎛의 범위 중 선택된 어느 한 값인 것을 특징으로 한다.
상기 액정 셔터는 제1 투명기판과; 상기 제1 투명기판과 마주보며 합착한 제2 투명기판과; 상기 제1 투명기판 및 상기 제2 투명기판의 합착 내측면 각각에 형성된 제1 투명전극 및 제2 투명전극과; 상기 제1 투명전극 및 상기 제2 투명전극 사이에 개제된 액정층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 입체 영상 시스템은, 좌안 영상과 우안 영상을 각각 좌안경창과 우안경창에 선택적으로 통과시키는 액정 셔터에 있어, 액정 셔터의 광투과율 변화를 빠르게 변화시킴으로써 3D 영상의 크로스 토크를 저감시키는 효과가 있다. 본 발명에 의한 입체 영상 시스템은 액정의 ON-OFF 상태를 변화할 때 발생하는 투과율 변화의 차이를 동일한 범위 내에서 이루어지도록 하여, 3D 영상의 크로스 토크를 저감시켰다. 본 발명에 의한 입체 영상 시스템은, 액정 셔터의 액정 특성을 변화시키는 어려운 방법이 아닌 입사각을 변화시키는 용이한 방법을 사용함으로써, 구현이 쉽고 제조가 간단하며 비용이 저렴하다는 효과가 있다.
이하, 도 7 내지 도 22를 참조하여, 본 발명에 의한 액정 셔터를 사용한 3차원 입체 영상 시스템에 설명한다. 도 7은 본 발명에 의한 3차원 입체 영상 시스템의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 의한 액정 셔터를 사용한 3차원 입체 영상 시스템은 영상 표시부(100), 상기 영상 표시부(100)에서 표시하는 3D 영상을 관람하는 사용자가 착용할 3D 안경(300), 상기 영상 표시부(100)와 상기 3D 안경(300) 사이에 위치하는 액정 셔터(200), 그리고 상기 영상 표시부(100)에서 출사하여, 상기 액정 셔터(200)로 입사하는 빛의 입사 각도를 수직에 대하여 일정 각도 경사지도록 바꾸어주는 광학수단(241)을 구비한다. 상기 광학수단(241)은 상기 영상 표시부(100)에서 출사하여, 수직으로 입사하는 빛의 진행 방향을 수직에 대해 약 10~20도 경사진 각으로 진행 방향을 바꾸어, 10~20도의 입사각을 갖고 상기 액정 셔터(200)로 입사하도록 한다.
본 발명에 의한 영상 표시부(100)는, 2D 영상 또는 프레임 기간을 단위로 교대로 표시되는 좌안 영상 및 우안 영상을 포함한 3D 영상을 구현한다. 영상 표시부(100)는 브라운관 혹은 CRT(Cathode Ray Tube), 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이(PDP: Plasma Display) 혹은 유기전계발광다이오드 표시장치(OLED: Organic Light Emitting diode Display) 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명에 의한 액정 셔터(200)는 도 8과 같은 구조를 갖는다. 도 8은 본 발명에 의한 액정 셔터(200)의 구조를 나타내는 단면도이다.
본 발명에 의한 액정 셔터(200)는 투명한 제1 기판(211) 및 제2 기판(231)이 합착되고, 그 사이에 액정층(251)이 개재된 구조를 갖는다. 제1 기판(211)과 제2 기판(231)의 내측면에는 액정층(251)을 구동하기 위한 제1 투명전극(213)과 제2 투명전극(233)이 형성되어 있다. 초기 상태에서 액정층(251)은 제1 방향으로 편광된 빛의 편광 상태를 유지한 상태로 투과할 수 있다. 그리고, 제1 투명전극(213)과 제2 투명전극(233) 사이에 전압이 인가되면 액정층(251)의 배열 상태가 바뀌어 제1 방향으로 편광된 빛의 편광 상태를 직교하는 제2 방향으로 변경시킨다. 이를 위해 상기 액정층(251)은 트위스트디 네마틱(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, 또는 ECB(Electrically Controlled Birefringence)인 액정이 바람직하다. 또한, 제1기판(211) 앞에는 광학수단(241)을 더 포함한다.
상기 광학수단(241)의 목적은 액정층(251)의 표면에 수직 방향으로 입사하는 빛을 굴절시켜 액정층(251)로 10~20도의 입사각을 갖도록 해주는 광학 필름일 수 있다. 액정층(251)로 수직으로 입사하는 빛을 굴절 시키는 이유에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
도 9는 TN 모드 액정이 Von 상태에서 Voff 상태로 변화할 때 액정층으로 입사하는 광의 입사광에 따른 투과율의 변화를 나타내는 그래프이다. 도 9에서, 점선은 액정층 표면에 대해 수직으로 입사하는 빛이 액정층을 투과하는 투과율의 변 화를 나타내는 그래프이고, 실선은 액정층 표면에 대해 10내지 20도 사이의 경사각을 갖고 입사한 빛이 액정층을 투과하는 투과율의 변화를 나타내는 그래프이다. 점선 그래프에서 알 수 있듯이, TN 모드 액정이 Von 상태에서 Voff 상태로 변화할 때, 액정층 표면에 수직으로 입사한 빛의 투과율이 최소 값에서 최대 값으로 바뀌는데 필요한 시간이 상당히 큰 값(약 1.6~2.0ms)을 갖는 것을 알 수 있다. 반면에, 실선 그래프에서 알 수 있듯이, TN 모드 액정이 Von 상태에서 Voff 상태로 변화할 때, 액정층의 표면에 10내지 20도의 경사각으로 입사하는 빛의 투과율이 최소 값에서 최대 값으로 바뀌는데 필요한 시간은 훨씬 줄어든 값(약 1.1ms)을 갖는 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에의한 액정 셔터(200)는 액정층(251) 앞단에 수직으로 입사하는 빛의 입사각을 10도내지 20도 정도로 경사각을 갖도록 변화시켜주는 광학 수단(241)을 포함한다.
이와 같은 광학수단(241)의 예로는, 경사진 프리즘이 다수 형성되어 있는 이미지 디렉션 필름(Image Direction Film)일 수 있다. 도 10은 광학수단의 일 예를 나타내는 광학 필름의 구조른 나타내는 확대도면이다. 도 10에 도시한 광학 필름은, 작은 예각(α)이 20°, 큰 예각(β)이 70°인 직각 삼각형 모양의 프리즘 패턴(290)이 피치 약 50㎛로 반복된 표면을 갖는다.
이와 같은 프리즘이 수직 입사광에 끼치는 영향을 살펴본다. 도 11은 직각 삼각형 모양의 프리즘에 입사한 빛의 거동을 나타내는 확대도이다. 도 11을 참조하면, 이 직각 삼각형 모양의 프리즘 패턴(290)을 향해 수직으로 입사하는 광은 각 도 α보다 작은 각도로 굴절되어 진행한다. 즉, 수직 입사광이 경사 입사각을 갖도록 변경된다. 예를 들어, α가 20°라면, 수직 입사광은 필름의 재질에 따라 다르겠지만, 입사각 θ는 약 10°~20° 사이의 값을 갖도록 그 진행방향이 바뀐다. 여기서, 프리즘 패턴(290)은 상기 한정 값에 고정된 것이 아니다. 입사각 θ는 약 10~20° 사이의 값을 갖도록 하기 위해, 작은 예각(α)은 15°~25°의 범위에서, 그리고 큰 예각(β)이 65°~75°의 범위에서 선택할 수 있다. 또한, 프리즘 패턴(290)의 피치도 30~70㎛의 범위 중 적절하게 선택할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 특징을 이용한 구체적인 실시 예들을 통해 본 발명에 의한 3D 영상 시스템을 더 상세히 설명한다. 도 12는 본 발명의 실시 예 1에 의한 3D 영상 시스템을 나타내는 도면이다.
이 시스템에서는, 2D 영상 또는 프레임 기간을 단위로 교대로 표시되는 좌안 영상 및 우안 영상을 포함한 3D 영상을 구현하는 영상 표시부(100)를 구비한다. 상기 영상 표시부(100)는 브라운관 혹은 CRT(Cathode Ray Tube), 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display) 혹은 플라즈마 디스플레이(PDP: Plasma Display) 중 어느 하나일 수 있다. 바람직하게는, 도면으로 표시하지 않았으나, 영상 표시부(100)의 표면에는 편광필름이 장착되어 있어, 좌안 영상 및 우안 영상을 포함하는 모든 영상을 제1 방향으로 편광시켜 표시한다.
그리고, 상기 영상 표시부(100)가 3D 영상을 구현할 때, 상기 좌안 영상이 표시되는 기간 내에서 좌안 영상을 제1 방향의 편광성을 유지하도록 작동하고, 상 기 우안 영상이 표시되는 기간 내에서 제1 방향의 편광 상태를 제2 방향으로 편광성을 변경시키도록 작동하는 액정 셔터(200)를 구비한다. 그리고, 액정 셔터(200)의 표면에는 입사하는 빛의 입사 각도를 수직에 대하여 일정 각도 경사지도록 바꾸어주는 광학필름(241)을 구비한다. 따라서, 앞에서 설명하였듯이, 본 실시 예 1에서도 도 8과 같은 구조의 액정 셔터(200)를 구비한다. 또한, 영상 표시부(100)와, 광학필름(241)을 포함하는 액정 셔터(200)는 광학 필름(241)이 사이에 개재되는 방식으로 서로 합착된 구조를 갖는 것이 바람직하다.
마지막으로, 3D 영상을 정상적으로 시청하기 위해 사용자가 착용하는 것으로, 도 13에 도시한 것과 같은, 제1 방향으로(Pol1) 편광된 빛을 투과하는 좌안경창(371)과, 제2 방향으로(Pol2) 편광된빛을 투과하는 우안경창(373)을 포함하는 3D 안경(300)을 포함한다. 도 13은 본 발명의 실시 예 1에 의한 3D 안경을 나타내는 도면이다.
이와 같은 구조에서 3D 영상을 표현하는 작동원리를 살펴본다. 예를 들어, 1/120초(혹은 1/240초) 동안 영상 표시부(100)에서 제1 방향으로 편광된 좌안 영상을 표시한다. 좌안 영상은 광학 필름(241)을 통해 약 10~20의 입사각을 갖고 액정 셔터(200)로 입사한다. 이 때, 액정 셔터(200)는 OFF 상태로 되어 있다. 따라서, 좌안 영상은 액정 셔터(200)의 액정 초기 배향 상태에 따라 제1 편광 상태를 유지한다. 제1 편광축을 갖는 좌안 영상은 편광 안경(300)의 제1 편광축을 갖는 좌안경창(371)을 통해서만 사용자에게 인식된다.
다음 1/120초(혹은 1/240초) 동안, 영상 표시부(100)에서는 제1 방향으로 편 광된 우안 영상을 표시한다. 우안 영상은 광학 필름(241)을 통해 약 10~20도의 입사각을 갖고 액정 셔텨(200)로 입사한다. 이 때, 액정 셔터(200)는 OFF 상태에서 ON 상태로 전환된다. 그러므로, 제1 방향으로 편광된 우안 영상은 재 배열된 액정층(251)을 통과하면서 편광 방향이 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 바뀐다. 따라서, 제2 편광축으로 바뀐 우안 영상은 편광 안격(300)의 제2 편광축을 갖는 우안경창(373)을 통해서만 사용자에게 인식된다. 이 때 액정 셔터(200)를 구성하는 TN 모드 액정층(251)의 광 투과도는 1ms 이하의 아주 빠른 속도로 변화한다.
그 다음 1/120초(혹은, 1/240초) 동안, 영상 표시부(100)에서는 다시 제1 방향으로 편광된 좌안 영상을 표시한다. 좌안 영상은 광학 필름(241)을 통해 10~20도의 입사각을 갖고 액정 셔터(200)로 입사한다. 이 때, 액정 셔터(200)는 ON 상태에서 OFF 상태로 전환된다. 따라서, 제1 편광축을 갖는 좌안 영상은 편광 안경(300)의 제1 편광축을 갖는 좌안경창(371)을 통해서만 사용자에게 인식된다. 이 때, 액정 셔터(200)로 입사하는 우안 영상은 10~20도의 입사각을 갖기 때문에 액정 셔터(200)를 구성하는 TN 모드 액정층(251)의 광 투과도 변화는 도 9의 실선과 같다. 즉, 광 투과도 변화는 약 1.1ms 이내에서 이루어진다. 다시 말해, 액정층(251)의 원래 성질은 바뀌지 않았으나, 입사광을 10내지 20도의 경사각도를 갖게 함으로써, 액정 셔터(200)의 액정층(251)의 투과율 변화를 빠르게 해주어, 빠른 속도로 액정 셔터(200)가 반응하는 것과 같은 결과를 갖는다.
이와 같이, 액정 셔터(200)가 OFF 상태에서 ON 상태로 전환될 때는, 액정 셔터(200)를 구성하는 TN 모드 액정층(251)의 반응 속도인 1ms 이하의 반응 속도에 따라 전환된다. 또한, 액정 셔터(200)가 ON 상태에서 OFF 상태로 전환될 때는, 액정 셔터(200)로 입사하는 광의 입사각이 10~20도이므로, 액정 셔터(200)를 구성하는 액정의 반응 속도가 1.5~2.0ms 정도로 느리더라도, 실제로 액정층(251)을 통과하는 광 투과율의 변화가 1.1ms 정도로 빠르게 바뀌어, 반응 속도가 향상되는 결과를 얻는다.
본 발명에 의한 다른 실시 예를 살펴본다. 도 14는 본 발명의 실시 예 2에 의한 3D 영상 시스템을 나타내는 도면이다.
이전 실시 예 1에서는 광학 필름(241)을 포함하는 액정 셔터(200)가 영상 표시부(100)의 전면에 합착된 경우를 설명하였다. 실시 예 2에서는, 광학 필름(241)을 포함하는 액정 셔터(200)가 편광 안경과 합착된 경우를 설명한다. 따라서, 실시 예 2에 의한 3D 영상 시스템은 영상 표시부(100)와 셔터 안경(500)을 포함한다.
상기 영상 표시부(100)는 브라운관 혹은 CRT(Cathode Ray Tube), 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display) 혹은 플라즈마 디스플레이(PDP: Plasma Display) 중 어느 하나일 수 있다. 도면에 표시하지 않았으나, 영상 표시부(100)의 표면에는 제1 편광축을 갖는 편광필름을 포함하여, 영상 표시부(100)에서는 제1 방향으로 편광된 영상을 표시하는 것이 바람직하다.
광학 필름(241)을 포함하는 셔터 안경(500)의 구조는 도 15 및 도 16과 같다. 도 15는 실시 예 2에 의한 셔터 안경(500)의 구조를 나타내는 도면이다. 셔터 안경(500)은 편광 안경(300) 앞에 액정 셔터 창(580)이 결합된 형태를 갖는다. 도 13에서 설명한 것과 같은 편광 안경(300) 전면에 도 8에서 설명한 것과 같은 구조를 갖는 액정 셔터 창(580)이 배치된다.
도 16은 도 15의 절취선 A-A'로 자른, 실시 예 2에 의한 셔터 안경(500)의 구조를 나타내는 단면도이다. 셔터 안경(500)의 단면 구조를 살펴보면 다음과 같다. 액정 셔터 창(580)은 제1 투명기판(511)과 제2 투명기판(531)이 사이에 액정층(551)을 사이에 두고 합착된 구조를 갖는다. 상기 액정층(551)은 TN 모드, VA 모드, 혹은 ECB 모드 액정인 것이 바람직하다. 제1 투명기판(511)과 제2 투명기판(531)의 내측면에는 각각 제1 투명전극(513)과 제2 투명전극(523)이 형성되어 있어 TN 액정층(551)을 구동한다. 겉면인 제1 투명기판(511)의 표면에는 광학필름(541)이 부착되어 있다. 그리고, 제2 투명기판(523)의 배면은 편광 안경(300)의 좌안경창(371) 및 우안경창(373)과 부착된다. 편광 안경(300)은 제1 방향으로(Pol1) 편광된 빛을 투과하는 좌안경창(371)과, 제2 방향으로(Pol2) 편광된빛을 투과하는 우안경창(373)을 포함한다.
이와 같은 구조에서 3D 영상을 표현하는 작동원리를 살펴본다. 예를 들어, 1/120초(혹은 1/240초) 동안 영상 표시부(100)에서 제1 방향으로 편광된 좌안 영상을 표시한다. 좌안 영상은 셔터 안경(500)으로 입사한다. 셔터 안경(500)의 액정 셔터 창(580)으로 입사한 좌안 영상은 광학 필름(541)을 통해 약 10~20°의 입사각을 갖고 액정층(551)로 입사한다. 이 때, 셔터 안경(500)의 액정 셔터 창(580)은 전압이 인가되지 않은 초기(OFF) 상태이다. 따라서, 좌안 영상은 액정층(551)의 액정 초기 배향 상태에 따라 제1 편광축 상태를 유지한다. 제1 편광축을 갖는 좌 안 영상은 셔터 안경(500)의 제1 편광축을 갖는 좌안경창(371)을 통해 사용자에게 인식된다. 반면에, 제1 편광축을 갖는 좌안 영상은 제2 편광축을 갖는 우안경창 (373)을 통과하지 못하여 우안을 통해서는 좌안 영상이 사용자에게 인식되지 않는다. 즉, 좌안 영상은 좌안경창(371)을 통해서만 사용자에게 인식된다.
다음 1/120초(혹은 1/240초) 동안, 영상 표시부(100)에서는 제1 방향으로 편광된 우안 영상을 표시한다. 우안 영상은 셔터 안경(500)으로 입사한다. 셔터 안경(500)의 액정 셔터 창(580)으로 입사한 우안 영상은 광학 필름(541)을 통해 약 10~20도의 입사각을 갖고 액정층(551)로 입사한다. 이 때, 셔터 안경(500)은 OFF 상태에서 ON 상태로 바뀐다. 따라서, 셔터 안경(500)의 액정층(551)은 인가된 전압에 의해 트위스트디(Twisted) 된다. 그러면, 우안 영상은 액정층(551)을 통과하면서, 편광상태가 90도 변경된다. 즉, 우안 영상은 액정 셔터 창(580)의 액정층(551)을 통해 제2 편광상태로 변경된다. 제2 편광축을 갖는 우안 영상은 셔터 안경(500)의 제2 편광축을 갖는 우안경창(373)을 통해 사용자에게 인식된다. 이 때 셔터 안경(500)을 구성하는 TN 모드 액정층(551)의 광 투과도는 1ms 이하의 아주 빠른 속도로 변화한다. 한편, 셔터 안경(500)을 통과허여 제2 편광상태로 변경된 우안 영상은, 제1 편광 방향을 갖는 좌안경창(371)을 통과하지 못하여 좌안을 통해서는 우안 영상이 사용자에게 인식되지 않는다. 즉, 우안 영상은 우안경창 (373)을 통해서만 사용자에게 인식된다.
또 다음 1/120초(혹은 1/240초) 동안, 다시 제1 방향으로 편광된 좌안 영상을 표시한다. 이 때, 셔터 안경(500)의 액정 셔터 창(580)은 ON 상태에서 OFF 상 태로 전환된다. 이 때, 셔터 안경(500)으로 입사하는 좌안 영상은 광학필름(541)에 의해 10~20도의 입사각을 갖기 때문에 셔터 안경(500)의 TN 모드 액정층(551)의 광 투과도 변화는 도 9의 실선과 같다. 즉, 광 투과도 변화는 약 1.1ms 이내에서 이루어진다. 다시 말해, 액정층(551)의 원래 성질은 바뀌지 않았으나, 입사광을 10내지 20도의 경사각도를 갖게 함으로써, 액정 셔터 창(580)의 액정층(551)의 투과율 변화를 빠르게 해주어, 빠른 속도로 액정 셔터 창(580)이 반응하는 결과를 갖는다.
실시 예 2에서 셔터 안경(500)을 구성하는 액정 셔터 창(580)을 하나의 창으로 구성하였으나, 편의에 따라서는 좌안경창(371)과 우안경창(373)에 각각 별도로 구성할 수도 있다.
본 발명에 의한 또 다른 실시 예를 살펴본다. 도 17은 본 발명의 실시 예 3에 의한 3D 영상 시스템을 나타내는 도면이다.
실시 예 3에서도 실시 예 2와 같이, 광학 필름(541)을 포함하는 액정 셔터(200)가 편광 안경과 합착된 경우를 설명한다. 따라서, 실시 예 3에 의한 3D 영상 시스템은 전술한 실시 예 2와 마찬가지로 영상 표시부(100)와 셔터 안경(900)을 포함한다. 단, 실시 예 2와 차이가 있다면, 셔터 안경(900)의 구조가 다르다.
상기 영상 표시부(100)는 브라운관 혹은 CRT(Cathode Ray Tube), 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display) 혹은 플라즈마 디스플레이(PDP: Plasma Display) 중 어느 하나일 수 있다. 도면에 표시하지 않았으나, 영상 표시부(100)의 표면에 는 제1 편광축을 갖는 편광필름을 포함하여, 영상 표시부(100)에서는 제1 방향으로 편광된 영상을 표시하는 것이 바람직하다.
광학 필름을 포함하는 셔터 안경(900)의 구조는 도 18 및 도 19와 같다. 도 18은 실시 예 3의 셔터 안경의 구조를 나타내는 도면이다. 도 19는 도 18의 절취선 B-B'으로 자른, 실시 예 3의 셔터 안경의 구조를 나타내는 단면도이다. 실시 예 3에 의한 셔터 안경(900)은 편광안경(400)과 액정 셔터 창(680)을 부착한 구조를 갖는다. 예를 들어, 편광안경(400)은 좌안측과 우안측 모두 제1 편광 방향을(Pol1) 갖는 편광판(401)을 구비한다. 그리고, 액정 셔터 창(680)은 좌안측과 우안측 각각에 개별적으로 구동하는 좌안 셔터 창(671)과 우안 셔터 창(673)을 구비하여 편광안경(400)에 부착한 구조를 갖는다.
도 19를 참조하여 실시 예 3에 의한 셔터 안경(900)의 구조를 살펴보면, 좌안 셔터 창(671)과 우안 셔터 창(673)은, 도 8에 도시한 액정 셔터와 동일한 구조를 갖는다. 예를 들어, 좌안 셔터 창(671)은 제1 투명기판(511L)과 제2 투명기판(531L)이 사이에 액정층(551L)을 사이에 두고 합착된 구조를 갖는다. 상기 액정층(551L)은 TN 모드, VA 모드 혹은 ECB 모드 액정인 것이 바람직하다. 제1 투명기판(511L)과 제2 투명기판(531L)의 내측면에는 각각 제1 투명전극(513L)과 제2 투명전극(533L)이 형성되어 있어 액정층(551L)을 구동한다. 또한, 우안 셔터 창(673)은 제1 투명기판(511R)과 제2 투명기판(531R)이 사이에 액정층(551R)을 사이에 두고 합착된 구조를 갖는다. 상기 액정층(551R)은 TN 모드, VA 모드 혹은 ECB 모드 액정인 것이 바람직하다. 제1 투명기판(511R)과 제2 투명기판(531R)의 내측면에는 각각 제1 투명전극(513R)과 제2 투명전극(533R)이 형성되어 있어 액정층(551R)을 구동한다.
이와 같은 구조를 갖는 좌안 셔터 창(671)과 우안 셔터 창(673)을, 좌안 및 우안측 모두에 제1 편광 방향을(Pol1) 갖는 편광판(401)으로 이루어진 편광안경 (400)의 좌안 및 우안에 각각 부착한다.
이와 같은 구조에서 3D 영상을 표현하는 작동원리를 살펴본다. 도 20은 실시 예 3에 의한 3D 영상 시스템의 셔터 안경(900)의 작동을 나타내는 도면이다. 예를 들어, 1/120초(혹은 1/240초) 동안 영상 표시부(100)에서 제1 방향으로 편광된 좌안 영상을 표시한다. 좌안 영상은 셔터 안경(900)으로 입사한다. 셔터 안경(900)의 좌안 셔터 창(671)으로 입사한 좌안 영상은 광학 필름(541L)을 통해 약 10~20°의 입사각을 갖고 액정층(551L)으로 입사한다. 이 때, 셔터 안경(900)의 좌안 셔터 창(671)은 전압이 인가되지 않은 초기(OFF) 상태이다. 따라서, 좌안 영상은 액정층(551L)의 액정 초기 배향 상태에 따라 제1 편광축 상태를 유지한다. 제1 편광축을 갖는 좌안 영상은 셔터 안경(900)의 제1 편광축을 갖는 편광판(401)을 통해 사용자의 좌안으로 인식된다. 한편, 셔터 안경(900)의 우안 셔터 창(673)으로 입사한 좌안 영상은 광학 필름(541R)을 통해 약 10~20°의 입사각을 갖고 액정층(551R)로 입사한다. 이 때, 셔터 안경(900)의 우안 셔터 창(673)은 전압이 인가된(ON) 상태이다. 따라서, 우안 셔터 창(673)의 액정층(551R)은 트위스티드(twisted) 된다. 결국, 우안 셔터 창(673)을 통해 입사한 좌안 영상은 편광방향이 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 바뀐다. 그러므로, 우안 셔터 창(673)을 통과 하여 제2 편광축으로 변경된 좌안 영상은 셔터 안경(900)의 제1 편광축을 갖는 편광판(401)을 통과하지 못해 사용자에게 인식되지 않는다. 즉, 좌안 영상이 표시되는 시간 동안에, 셔터 안경(900)의 좌안 셔터 창(671)은 개방된(OPEN) 상태를 유지하고, 우안 셔터 창(673)은 닫힌(CLOSED) 상태를 유지함으로써, 좌안 영상은 좌안 셔터 창(671)만을 통해 사용자의 좌안으로 입력된다.
다음, 영상 표시장치(100)가 제1 방향으로 편광된 우안 영상을 1/120초(혹은 1/240초) 동안 표시한다. 우안 영상은 셔터 안경(900)으로 입사한다. 셔터 안경(900)의 좌안 셔터 창(671)으로 입사한 우안 영상은 광학 필름(541L)을 통해 약 10~20°의 입사각을 갖고 액정층(551L)로 입사한다. 이 때, 셔터 안경(900)의 좌안 셔터 창(671)은 전압이 인가되지 않은 초기(OFF) 상태에서 전압이 인가되는(ON) 상태로 바뀐다. 따라서, 좌안 셔터 창(671)의 액정층(551L)은 트위스티드(twisted) 된다. 결국, 좌안 셔터 창(671)을 통해 입사한 우안 영상은 편광방향이 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 바뀐다. 그러므로 제2 편광축으로 바뀐 우안영상은 제1 편광축을 갖는 편광판(401)을 통과하지 못한다. 이 때의 투과율 변화는 1ms 이내에서 이루어진다. 한편, 셔터 안경(900)의 우안 셔터 창(673)으로 입사한 우안 영상은 광학 필름(541R)을 통해 약 10~20°의 입사각을 갖고 액정층(551R)으로 입사한다. 이 때, 셔터 안경(900)의 우안 셔터 창(673)은 전압이 인가된(ON) 상태에서 초기(OFF) 상태로 바뀐다. 따라서, 우안 셔터 창(673)의 액정층(551R)은 초기 상태로 복귀한다. 따라서, 우안 셔터 창(673)은 제1 방향으로 편광된 우안 영상을 그대로 통과시키고, 우안 영상은 편광판(401)을 통과하여 사용자에게 인식된다. 이 때, 우안 셔터 창(673)으로 입사하는 우안 영상은 약 10~20°의 입사각을 갖고 액정층(551R)로 입사하므로 광투과율의 변화가 1.1ms 이내에서 이루어진다. 결국, 우안 영상이 표시되는 시간 동안에, 셔터 안경(900)의 좌안 셔터 창(671)은 닫힌(CLOSE) 상태를 유지하고, 우안 셔터 창(673)은 개방된(OPEN) 상태를 유지함으로써, 우안 영상은 우안 셔터 창(673)만을 통해 사용자의 우안으로 입력된다. 그리고, 우안 및 좌안 모두 약 1.1ms 이내의 거의 동일한 변환 시간 내에서 OPEN-CLOSE가 이루어진다.
그 다음, 1/120초(혹은 1/240초) 동안 영상 표시부(100)에서 제1 방향으로 편광된 좌안 영상을 다시 표시한다. 이 때, 좌안 셔터 창(671)은 ON 상태에서 OFF 상태로 변하여, 좌안 영상을 통과시키게 된다. 이 때, 좌안 셔터 창(671)으로 입사하는 좌안 영상은 약 10~20°의 입사각을 갖고 액정층(551L)로 입사하므로 광투과율의 변화가 1.1ms 이내에서 이루어진다. 한편, 우안 셔터 창(673)은 ON 상태에서 OFF 상태로 변하여, 좌안 영상의 편광축을 변경시켜 편광판(401)을 통과시키지 않도록 한다. 그리고, 이 변환은 1ms 이내에서 이루어진다. 결국, 좌안 영상이 표시되는 시간 동안에, 셔터 안경(900)의 좌안 셔터 창(671)은 개방된(OPEN) 상태를 유지하고, 우안 셔터 창(673)은 닫힌(CLOSED) 상태를 유지함으로써, 좌안 영상은 좌안 셔터 창(671)만을 통해 사용자의 좌안으로 입력된다. 우안 및 좌안 모두 약 1.1ms 이내의 거의 동일한 변환 시간 내에서 OPEN-CLOSE가 이루어진다.
지금까지 실시 예 1 내지 3에서는 별도의 광학필름(241, 541, 541L, 541R)을 추가로 장착하는 구조에 대하여 설명하였다. 그러나, 제조자의 편의에 따라서, 광학 필름(241, 541, 541L, 541R)을 사용하지 않고, 액정 셔터(200) 혹은 셔터 안경(300, 500, 900)을 구성하는 제1 투명기판(211, 511, 511L, 511R)을 광학 필름(241, 541, 541L, 541R)과 같은 성질을 갖는 광학 기판으로 형성할 수도 있다. 도 21은 본 발명의 실시 예 4에 의한 것으로, 도 8에 도시한 액정 셔터(200)에서 광학필름(241)을 별도로 사용하지 않고, 액정 셔터(200)를 구성하는 제1 투명기판(211)을 광학 기판(243)으로 대체한 예를 나타내는 도면이다. 이 때, 주의할 것은, 영상 표시부(100)에서 출사한 빛이 액정 셀(251)로 입사하기 전에, 수직 입사각도를 바꾸어야 하므로, 도 21에서 광학기판은 액정층(251) 전방에 위치하는 제1 투명기판(243)인 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명의 실시 예 5로서, 광학필름(241) 혹은 광학기판(243)이 포함하는 직각 삼각형 모양의 프리즘 패턴을 다르게 구성할 수도 있다. 도 22는 직각 삼각형 모양을 갖는 다른 구성의 프리즘 패턴(291)에 대한 예를 나타내는 도면이다. 실시 예 5에서는 배면을 향해 있던 직각 삼각형의 빗변이 전면을 향하도록 배치를 바꾸었다.
지금까지 설명한 본 발명의 상세한 실시 예들에서는 편광된 좌안 영상 및 우안 영상을 편광 성질을 바꾸어주는 액정 셔터와 편광 안경을 이용하여 좌안 영상은 좌안으로만 우안 영상은 우안으로만 인식되도록 하였다. 여기서는, 제1 편광 방향 을 수평 방향으로 제2 편광 방향을 수직 방향으로만 설명하였으나, 이에만 국한하지 않는다. 즉, 제1 편광 방향을 0도 ~ 360도 범위 내에서 임의의 선택된 한 방향을 가질 수 있고, 제2 편광 방향은 제1 편광 방향에 대해 수직이 되도록 구성한다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
도 1은 종래 기술에 의한 액정 셔터 패널을 구비한 디스플레이 장치를 이용한 3D 영상 시스템을 나타내는 도면.
도 2는 도 1에 의한 3D 영상 시스템의 액정 셔터의 구조를 나타낸 단면도.
도 3은 도 1에 의한 3D 영상 시스템의 편광 안경을 나타낸 도면.
도 4는 액정 셔터 패널을 구비한 디스플레이 장치의 작동 원리를 나타내는 그래프.
도 5는 60Hz의 3D 영상 표시 시스템의 구동 상태를 나타내는 그래프.
도 6은 120Hz의 3D 영상 표시 시스템의 구동 상태를 나타내는 그래프.
도 7은 본 발명에 의한 3차원 입체 영상 시스템의 구조를 나타내는 개략도.
도 8은 본 발명에 의한 액정 셔터(200)의 구조를 나타내는 단면도.
도 9는 TN 모드 액정이 Von 상태에서 Voff 상태로 변화할 때 액정층으로 입사하는 광의 입사광에 따른 투과율의 변화를 나타내는 그래프.
도 10은 광학수단의 일예를 나타내는 광학 필름의 구조른 나타내는 확대도면.
도 11은 직각 삼각형 모양의 프리즘에 입사한 빛의 거동을 나타내는 확대도.
도 12는 본 발명의 실시 예 1에 의한 3D 영상 시스템을 나타내는 도면.
도 13은 본 발명의 실시 예 1에 의한 3D 안경을 나타내는 도면.
도 14는 본 발명의 실시 예 2에 의한 3D 영상 시스템을 나타내는 도면.
도 15는 실시 예 2에 의한 셔터 안경의 구조를 나타내는 도면.
도 16은 실시 예 2에 의한 셔터 안경의 구조를 나타내는 단면도.
도 17은 본 발명의 실시 예 3에 의한 3D 영상 시스템을 나타내는 도면.
도 18은 실시 예 3의 셔터 안경의 구조를 나타내는 도면.
도 19는 실시 예 3의 셔터 안경의 구조를 나타내는 단면도
도 20은 실시 예 3에 의한 3D 영상 시스템의 셔터 안경의 작동을 나타내는 도면.
도 21은 본 발명의 실시 예 4를 나타내는 도면.
도 22는 직각 삼각형 모양을 갖는 다른 구성의 프리즘 패턴에 대한 예를 나타내는 도면.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
10, 100: 영상 표시부 20, 200: 액정 셔터
30, 300: 3D 안경 11, 211: 제1 기판
13, 213:제1 전극 51, 251: 액정 층
33, 233: 제2 전극 31, 231: 제2 기판
71, 371: 좌안경창 73, 373: 우안경창
290, 291: 프리즘 패턴
400: 편광안경 401: 편광판
580, 680: 액정 셔터 창 671: 좌안 셔터 창
673:우안 셔터 창 500, 900: 셔터 안경
241: 광학필름 243: 광학기판

Claims (10)

  1. 좌안 영상 및 우안 영상을 표시하는 영상 표시장치와;
    상기 영상 표시장치에서 수직으로 입사하는 빛의 진행 방향을 일정 경사각을 갖도록 변경하는 광학수단을 구비한 액정 셔터와;
    상기 좌안 영상은 좌안경창으로 상기 우안 영상은 우안경창으로 통과시키는 입체 안경을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 표시장치는 상기 좌안 영상 및 상기 우안 영상을 제1 방향으로 편광시키고;
    상기 액정 셔터는 OFF 상태에서는 상기 좌안 및 우안 영상의 편광 상태를 그대로 통과시키고, ON 상태에서는 상기 좌안 및 우안 영상의 편광 상태를 제2 방향으로 바꾸어 주며;
    상기 입체 안경은 제1 방향의 편광축을 갖는 좌안경창과, 제2 방향의 편광축을 갖는 우안경창을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 영상 표시장치의 표면에 상기 광학수단을 구비한 액정 셔터를 합착 시킨 것을 특징으로 하는 입체 영상 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 광학수단을 구비한 액정 셔터는 상기 입체안경의 상기 좌안경창과 상기 우안경창에 각각 합착시킨 것을 특징으로 하는 입체 영상 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 표시장치는 상기 좌안 영상 및 상기 우안 영상을 제1 방향으로 편광시키고;
    상기 입체 안경은 제1 방향의 편광축을 갖는 좌안경창과 우안경창을 더 포함하며, 상기 좌안경창 및 상기 우안경창은 상기 광학필름을 포함하는 상기 액정 셔터를 합착하고;
    상기 영상 표시장치에서 좌안 영상을 표시할 때는 상기 좌안경창의 액정 셔터는 OFF 상태이고 상기 우안경창의 액정 셔터는 ON 상태이며;
    상기 영상 표시장치에서 우안 영상을 표시할 때는 상기 좌안경창의 액정 셔터는 ON 상태아고, 상기 우안경창의 액정 셔터는 OFF 상태인 것을 특징으로 하는 입체 영상 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 수단은 다수개의 직삼각형 산 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 입체 영상 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 직삼각형 산 패턴은 작은 예각이 15°~25°의 범위 중 선택된 어느 한 각도 인 것을 특징으로 하는 입체 영상 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 직삼각형 산 패턴의 피치는 30~70㎛의 범위 중 선택된 어느 한 값인 것을 특징으로 하는 입체 영상 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정 셔터는 제1 투명기판과;
    상기 제1 투명기판과 마주보며 합착한 제2 투명기판과;
    상기 제1 투명기판 및 상기 제2 투명기판의 합착 내측면 각각에 형성된 제1 투명전극 및 제2 투명전극과;
    상기 제1 투명전극 및 상기 제2 투명전극 사이에 개제된 액정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 투명기판은 상기 영상 표시 장치을 향해 배치되고;
    상기 광학 수단은 상기 제1 투명기판의 표면을 가공하여 형성된 것을 특징으로 하는 입체 영상 시스템.
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