KR20140053740A

KR20140053740A - 표시 장치 및 이의 구동 방법

Info

Publication number: KR20140053740A
Application number: KR1020120120037A
Authority: KR
Inventors: 이승훈; 윤해영; 박태형; 정경호; 김진환
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2012-10-26
Filing date: 2012-10-26
Publication date: 2014-05-08
Also published as: CN103795997B; US20140118412A1; CN103795997A; US9691350B2; EP2725807B1; EP2725807A3; JP6214933B2; JP2014085663A; EP2725807A2

Abstract

표시 장치는 화소부 및 광 제어부를 포함한다. 상기 화소부는 수평방향으로 X개 및 수직방향으로 Y개를 포함하는 단위 매트릭스 형태로 배열되는 복수의 화소들을 포함한다. 상기 광 제어부는 상기 화소부 상에 상기 픽셀들의 수직방향으로부터 θ의 각도로 기울어져 형성된다. 상기 θ는 θ=tan-1(M*X / N*Y) 를 만족하며, 상기 M 과 N 은 서로 다른 자연수이다.
따라서 무아레 현상이 없는 고품질의 이미지가 표시 되고 사용자의 시점 변화에도 사용자는 균일한 화면을 시인할 수 있다.

Description

표시 장치 및 이의 구동 방법{DISPLAY APPARATUS AND METHOD FOR DRIVING THE DISPLAY APPARATUS}

본 발명은 표시 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 삼차원 입체 영상을 표시 하는 표시 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.

안경을 사용하지 않는 무안경 삼차원 입체 영상 표시 장치는 여러 가지 방식이 있다. 2차원적으로 배열된 복수의 화소 전면에 별도의 광선을 분할하는 광 제어 장치 등을 활용하여, 사용자의 시점에 따라 다른 이미지를 인식하게 하는 방식도 이중의 하나이다.

현재 소개된 무안경 삼차원 입체 영상 표시 장치는 사용자에게 인식되는 이미지가 각각 불연속적으로 시인되는 단점이 있다. 사용자에게 인식되는 삼차원 입체 영상은 각 시점마다 다른 영상을 사용자에게 전달하는데, 각 영상의 경계면에 해당하는 부분에서는 이미지가 전달되지 않거나, 블랙 영상이 전달됨으로써, 사용자의 측면에서는 이미지 상에 물결 무늬가 형성되어 있는 것이 시인 된다. 이러한 현상을 무아레(Moire)라 일컫는다.

따라서 상기 무아레를 제거하여 보다 고품질의 삼차원 입체 영상 이미지를 표시하는 방법에 대한 요구가 증대되고 있다.

이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 휘도의 불균형을 제어하는 삼차원 입체 영상 표시 장치를 제공하는 데에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 표시 장치를 구동하는 방법을 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 의한 표시 장치는 화소부 및 광 제어부를 포함한다. 상기 화소부는 수평방향으로 X개 및 수직방향으로 Y개를 포함하는 단위 매트릭스 형태로 배열되는 복수의 화소들을 포함한다. 상기 광 제어부는 상기 화소부 상에 상기 픽셀들의 수직방향으로부터 θ의 각도로 기울어져 형성된다. 상기 θ는 θ=tan-1(M*X / N*Y) 를 만족하며, 상기 M 과 N 은 서로 다른 자연수이다.

일 실시예에 있어서, 상기 M 에서 상기 N을 나눈 값은 0보다 크고, 1/3보다 같거나 작은 것을 특징으로 할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 M과 상기 N은 서로소인 것을 특징으로 할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 M 대 상기 N의 비율은 1:3인 것을 특징으로 할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 X 대 상기 Y의 비율은 9:11인 것을 특징으로 할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 X*M 대 상기 Y*N의 비율은 3:11인 것을 특징으로 할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 화소부의 화소는 수직방향으로 연장된 직사각형 형태로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 화소부의 화소의 상기 직사각형 형태는 수평 대 수직의 비가 1:3인 것을 특징으로 할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 화소부와 상기 광 제어부는 제1 간격만큼 서로 이격 되는 것을 특징으로 할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 광 제어부는 서로 평행하게 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 광 제어부는 바닥부 및 상기 바닥부 상에 형성되는 곡면부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 광 제어부의 곡면부는 상부에 평면부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 광 제어부는 바닥부, 측평면부 및 상부 평면부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 화소부 및 광 제어부 사이에 확산판을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 의한 표시 장치의 구동 방법은 수평방향으로 X개 및 수직방향으로 Y개를 포함하는 단위 매트릭스 형태로 배열되는 복수의 화소들을 포함하는 화소부 및 상기 화소부 상에 상기 픽셀들의 수직방향으로부터 θ의 각도로 기울어져 형성되는 복수의 광 제어부를 포함하는 표시 장치에서, 상기 단위 매트릭스의 메인 행에 해당하는 화소에서 주시점 이미지를 표시하는 단계 및 상기 단위 매트릭스에서 상기 메인 행을 제외한 나머지 서브 행에 해당하는 화소들에서 부시점 이미지를 표시하는 단계를 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 메인 행은 상기 단위 매트릭스에서 첫 번째 행인 것을 특징으로 할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 메인 행에 해당하여 주시점 이미지를 표시하는 화소에 종속되는 상기 서브 행에 해당하여 부시점 이미지를 표시하는 화소들은 상기 θ의 각도로 기울어져 형성되는 가상의 선 상에 위치하는 것을 특징으로 할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 θ는 tan-1(M*X / N*Y)를 만족하는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 M 과 N 은 자연수일 수 있다.

상기한 본 발명에 의하면, 삼차원 입체 영상을 표시하는 표시 장치는 화소부 및 상기 화소부에 대해 일정 기울기를 가지는 광 제어부를 포함한다. 상기 광 제어부에 의해 사용자에게 전달되는 이미지의 화소 주기는 각 시점에 대해 연속적인 변화를 보이므로, 사용자는 시점의 변화에 의해서도 고른 휘도 분포를 가지는 이미지를 시인할 수 있어, 무아레가 없는 이미지를 시인할 수 있다.

또한, 사용자에게 주시점에 대한 이미지뿐 아니라 부시점에 대한 이미지도 동시에 표시 하기 때문에, 사용자는 시점 변화에 따른 이미지의 휘도 변화를 인지할 수 없어 고품질의 화면을 표시할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 평면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 나타내는 평면도이다.
도 4는 도3의 실시예에 따른 표시 장치의 휘도 분포를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 나타내는 평면도이다
도 6은 도 5의 실시예에 따른 표시 장치의 휘도 분포를 나타내는 그래프이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 다른 실시예에 다른 광 제어부를 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 광 경로를 나타내는 사시도이다.
도 9a 및 도 9b는 광 제어부의 각도에 따른 화소 주기를 나타내는 그래프들이다.
도 10a 및 도 10b는 시야각에 따른 휘도의 분포를 나타내는 그래프들이다.
도 11은 각도와 위치에 따른 휘도 균일성을 나타내는 그래프이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 구동하는 방법을 나타내는 흐름도이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 화소부(100) 및 복수개의 광 제어부들(210)을 포함한다. 상기 화소부(100)는 복수의 화소들(110) 및 주변부(120)를 포함한다. 상기 화소부(100)에서 출력되는 이미지들은 상기 광 제어부들(210)을 통하여 사용자에게 표시되며, 이 때에 사용자의 시야에 따라 각각 다른 영상을 공급함으로써, 삼차원 입체 영상을 표시 한다.

상기 광 제어부들(210)은 서로 평행하게 배열되며, 상기 화소부(100)의 수직방향으로부터 일정 각도만큼 기울어지도록 배열된다. 상기 광 제어부들(210)이 상기 화소부(100)의 수직 방향과 동일한 방향으로 배열되는 경우에는 상기 화소부(100)의 배열에서 화소가 차지하지 않는 구간에 사용자들에게 노출됨으로써, 무아레 현상이 적극적으로 시인 된다. 하지만 본 실시예와 같이 상기 광 제어부들(210)이 상기 화소부(100)의 수직 방향으로부터 일정 각도만큼 기울어지는 경우에는 상기 광 제어부들(210)이 상기 화소부(100)의 화소(110)가 차지하지 않는 구간인 블랙 매트릭스 구간들을 위치에 따라 포함하거나, 포함하지 않게 됨으로써 무아레 현상을 방지할 수 있다. 하지만, 이러한 경우에도 상기 화소부(100)에 대한 상기 광 제어부들(210)의 배열이 규칙적으로 배열되는 경우 규칙적으로 반복되는 상기 화소들(110)의 위치에 의해서 부분적인 무아레 현상이 발생할 수 있다.

도 2는 도 1의 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 평면도이다.

도 2를 참조하면, 상기 복수개의 광 제어부들(210)은 상기 화소부(100)의 화소들(110)의 수직 방향(Dy)에서 θ의 각도로 기울어진 방향(Dc)으로 형성된다. 또한, 상기 화소들(110)은 수평 방향으로 X개 및 수직 방향으로 Y개를 포함하는 단위 매트릭스(140) 형태로 배열된다. 상기 복수개의 광 제어부들(210)은 상기 화소부(100)의 화소들(110)의 수직 방향(Dy)에서 θ의 각도로 기울어진 방향(Dc)으로 형성되고, 상기 θ는 θ=tan-1(M*X / N*Y) 를 만족하도록 형성될 수 있다. 상기 M 및 N 은 서로 다른 자연수 일 수 있다. 상기 X 및 Y는 단위 매트릭스를 형성하는 화소의 수평 방향 및 수직 방향의 개수이며, 상기 M 및 N 은 단위 화소 자체의 수평 방향 및 수직 방향의 길이일 수 있다. 따라서, 상기 단위 매트릭스(140)에 따라 상기 단위 매트릭스(140)를 가로지르는 방향으로 상기 θ의 각을 결정할 수 있다.

상기 M 및 N 은 서로소의 관계일 수 있으며, 상기 M을 N으로 나눈 값은 0 보다 크고 1/3보다 같거나 작은 값일 수 있다. 상기 M 및 N 은 단위 화소의 수평방향 및 수직 방향 길이를 대표하는 값일 수 있으며, 상기 M을 N으로 나눈 값은 직사각형으로 표현되는 상기 단위 화소의 수평 대 수직의 비율일 수 있다. 상기 M을 N으로 나눈 값은 0 보다 크고 1/3보다 같거나 작은 값인 이유는 상기 단위 픽셀의 수직방향의 길이가 수평 방향의 길이의 3배를 넘지 않아야 하기 때문이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 나타내는 평면도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(1100)는 화소부(101) 및 상기 화소부 상에 형성되는 광 제어부(211)를 포함한다. 상기 화소부(101)는 복수개의 화소들(111) 및 주변부(121)을 포함한다. 상기 복수개의 화소들(111)은 수평 방향으로 9개, 수직 방향으로 11개로 구성된 단위 매트릭스(141)로 배열된다. 따라서 상기 단위 매트릭스(141) 내에는 총 99개의 화소(111)가 배열될 수 있다. 상기 화소들(111)은 각각 주요 컬러들을 표시하며, 여러 개의 화소들(111)이 중첩되어 하나의 컬러를 표시할 수 있다. 또한, 상기 화소(111)의 수평 방향 및 수직 방향의 비가 1:3 일 수 있다. 상기 광 제어부(211)은 상기 화소(111)의 수직 방향(Dy)으로부터 θ1만큼 기울어진 방향(Dc)으로 배열된다. 상기 θ1은 θ1=tan-1(3/11)을 만족할 수 있다. 따라서, 상기 θ1은 약 15.26도 일 수 있다.

상기 단위 매트릭스(141)에서, 상기 광 제어부(211)의 길이 방향으로 연장되는 가상의 선을 기준으로 인접화는 화소들(111)은 일정 시점을 가지는 사용자에게 동시에 표시될 수 있다. 상기 광 제어부(211)는 상기 화소부(101) 상에 배치되는 화소들(111)에서 표시되는 이미지를 사용자의 한 시점으로 모으는 역할을 한다.

상기 광 제어부(211)을 기준으로 화소의 패치를 살펴보면, 제1 화소 서브 그룹(131a) 및 제2 화소 서브 그룹(131b)을 따라 화소가 배치된다. 상기 제1 화소 서브 그룹(131a) 및 제2 화소 서브 그룹(131b)은 사용자가 인식하는 기준으로의 화소의 배치를 나타낸다. 상기 제1 화소 서브 그룹(131a) 및 제2 화소 서브 그룹(131b)는 하나의 서브그룹으로 형성될 수 있고, 상기 광 제어부(211)와 상기 단위 매트릭스(141)의 배치에 따라 여러 개의 서브그룹으로 분류될 수 있다.

도 3을 다시 참조하면, 상기 단위 매트릭스(141)를 기준으로 상기 광 제어부(211)가 일정 각도만큼 기울어져 있기 때문에, 사용자들에게 인지되는 화면은 상기 단위 매트릭스(141)가 아니라, 상기 광 제어부(211)를 기준으로 시현 된다.

예를 들어, 상기 단위 매트릭스(141) 내에 첫 번째 행에 위치하는 1번째 화소, 12번째 화소, 23번째 화소, 34번째 화소, 45번째 화소, 56번째 화소, 67번째 화소, 78번째 화소, 89번째 화소들을 기준으로 이미지가 표시될 수 있다. 상기 1번째 화소, 12번째 화소, 23번째 화소, 34번째 화소, 45번째 화소, 56번째 화소, 67번째 화소, 78번째 화소, 89번째 화소들은 메인 행에 위치하고 주요 시점들을 표시하는 주시점 화소가 될 수 있다.

또한, 상기 단위 매트릭스(141) 내에 상기 1번째 화소, 12번째 화소, 23번째 화소, 34번째 화소, 45번째 화소, 56번째 화소, 67번째 화소, 78번째 화소, 89번째 화소들을 제외한 나머지 화소들은 상기 메인행을 제외한 서브행에 위치하고, 서브 시점들을 표시하는 부시점 화소가 될 수 있다.

상기 메인 행에 위치하는 화소들, 즉 상기 1번째 화소, 12번째 화소, 23번째 화소, 34번째 화소, 45번째 화소, 56번째 화소, 67번째 화소, 78번째 화소, 89번째 화소들은 주시점을 표시한다. 상기 서브 행에 위치하는 화소들, 즉 상기 1번째 화소, 12번째 화소, 23번째 화소, 34번째 화소, 45번째 화소, 56번째 화소, 67번째 화소, 78번째 화소, 89번째 화소들을 제외한 화소들은 부시점을 표시한다.

도 3을 다시 참조하면, 상기 제1 번째 화소를 기준으로, 제12 시점 방향(D11)및 제12 시점 방향(D12)을 따라 화소들이 이미지를 표현한다. 보다 상세하게는, 상기 제1 번째 화소는 메인행에 포함되어 주시점의 이미지를 출력하고, 나머지 서브행에 포함된 화소들은 부시점의 이미지를 출력한다.

상기 제1 번째 화소가 주시점의 이미지를 출력하고, 상기 제11 시점 방향(D11)을 따라, 제3 번째 화소, 제5 번째 화소, 제7번째 화소, 제9번째 화소, 제11번째 화소에서 부시점을 출력하고, 다시 상기 제12 시점 방향(D12)을 따라 제2번째 화소, 제4번째 화소, 제6번째 화소, 제8번째 화소 및 제10번째 화소에서 부시점을 출력한다. 상기 제2 내지 제11번째 화소들은 상기 제1번째 화소들에 비해서 상기 광 제어부(211)의 연장방향을 기준으로 약간씩 어긋나는 배치를 보인다. 이러한 상기 광 제어부(211)의 배치에 의하여 상기 사용자는 각각의 주시점 사이에 부시점으로 형성되는 이미지를 시인할 수 있고, 삼차원 입체 영상의 불연속적인 시점변화를 연속적으로 시인할 수 있다.

도 4는 도3의 실시예에 따른 표시 장치의 휘도 분포를 나타내는 그래프이다.

도 4를 참조하면, 도 3의 실시예에 따른 표시 장치의 각각의 화소들에 시야각에 따른 휘도 분포가 도시되어 있다. 상기 제1 화소 및 제12 화소는 주시점(mv1)을 나타내는 화소들이며, 상기 제2 내지 제11 화소들은 부시점(sv1)을 나타내는 화소들이다. 상기 주시점(mv1)에 해당하는 제1 화소 및 제12화소는 기준점에 위치하는 휘도 분포를 보이고, 상기 부시점(sv1)에 해당하는 제2 화소 내지 제11화소는 기준점 사이에 위치하는 휘도 분포를 보인다. 상기 부시점(sv1)에 해당하는 제2 화소 내지 제11화소들이 이러한 휘도 분포를 보이는 이유는 상기 광 제어부(211)가 상기 화소들과의 상대적인 배치에서 각각의 화소들에 대해 정확한 비율로 배치되지 않고, 각 화소들에게서 서로 조금씩 어긋나는 분포를 가지기 때문이다. 따라서 상기 부시점(sv1)에 해당하는 제2 화소 내지 제11화소들은 상기 주시점(mv1)에 대항하는 제1 화소 및 제12화소들의 사이에서 발생할 수 있는 시점의 불연속성을 해결하여, 상기 주 시점(mv1)에 해당하는 제1 화소 및 제12 화소들 사이에 위치하는 시야각에서도 연속적인 이미지가 시연될 수 있게 하고, 상기 화소 내 휘도 분포의 불연속성에 의해 발생할 수 있는 무아레 현상을 방지한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 나타내는 평면도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(1200)는 화소부(102) 및 상기 화소부 상에 형성되는 광 제어부(212)를 포함한다. 상기 화소부(102)는 복수개의 화소들(112) 및 주변부(121)를 포함한다. 상기 복수개의 화소들(111)은 수평 방향으로 9개, 수직 방향으로 10개로 구성된 단위 매트릭스(142)로 배열된다. 따라서, 상기 단위 매트릭스(142) 내에는 총 90개의 화소(112)가 배열될 수 있다. 상기 화소들(112)은 각각 주요 컬러들을 표시하며, 여러 개의 화소들(112)이 중첩되어 하나의 컬러를 표시할 수 있다. 또한, 상기 화소(112)의 수평 방향 및 수직 방향의 비가 1:3 일 수 있다. 상기 광 제어부(212)은 상기 화소(112)의 수직 방향(Dy)으로부터 θ2만큼 기울어진 방향(Dc)으로 배열된다. 상기 θ2은 θ1=tan-1(3/10)을 만족할 수 있다. 따라서, 상기 θ2은 약 16.7도 일 수 있다. 도 3의 실시예와 도 5의 실시예가 다른 점은 상기 광 제어부가 기울어지는 각도인 θ1 및 θ2의 값이 다른 것이다. 상기 θ1 및 θ2의 값이 다르기 때문에, 상기 광 제어부(212)에 의해 표현되는 화소들의 분포가 달라 진다.

상기 단위 매트릭스(142)에서, 상기 광 제어부(212)의 길이 방향으로 연장되는 가상의 선을 기준으로 인접화는 화소들(112)은 일정 시점을 가지는 사용자에게 동시에 표시될 수 있다. 상기 광 제어부(212)는 상기 화소부(102) 상에 배치되는 화소들(112)에서 표시되는 이미지를 사용자의 한 시점으로 모으는 역할을 한다.

상기 광 제어부(212)을 기준으로 화소의 패치를 살펴보면, 화소 서브 그룹(132)을 따라 화소가 배치된다. 도 3의 실시예와 다른 점은 상기 광 제어부(212)의 기울어진 각도가 다르기 때문에, 하나의 화소 서브 그룹 내에 모든 화소가 포함될 수 있는 점이 다르다. 상기 화소 서브 그룹(132)은 사용자가 인식하는 기준으로의 화소의 배치를 나타낸다.

도 5를 다시 참조하면, 상기 단위 매트릭스(142)를 기준으로 상기 광 제어부(212)가 일정 각도만큼 기울어져 있기 때문에, 사용자들에게 인지되는 화면은 상기 단위 매트릭스(142)가 아니라, 상기 화소 서브 그룹(132)을 기준으로 시현 된다.

예를 들어, 상기 단위 매트릭스(142) 내에 첫 번째 행에 위치하는 1번째 화소, 11번째 화소, 21번째 화소, 31번째 화소, 41번째 화소, 5번1째 화소, 61번째 화소, 71번째 화소, 81번째 화소들을 기준으로 이미지가 표시될 수 있다. 상기 1번째 화소, 11번째 화소, 21번째 화소, 31번째 화소, 41번째 화소, 51번째 화소, 61번째 화소, 71번째 화소, 81번째 화소들은 메인 행에 위치하고 주요 시점들을 표시하는 주시점 화소가 될 수 있다.

또한, 상기 단위 매트릭스(142) 내에 상기 1번째 화소, 11번째 화소, 21번째 화소, 31번째 화소, 41번째 화소, 51번째 화소, 61번째 화소, 71번째 화소, 81번째 화소들을 제외한 나머지 화소들은 상기 메인행을 제외한 서브행에 위치하고, 서브 시점들을 표시하는 부시점 화소가 될 수 있다.

상기 메인 행에 위치하는 화소들, 즉 상기 1번째 화소, 11번째 화소, 21번째 화소, 31번째 화소, 41번째 화소, 51번째 화소, 61번째 화소, 71번째 화소, 81번째 화소들은 주시점을 표시한다. 상기 서브 행에 위치하는 화소들, 즉 상기 1번째 화소, 11번째 화소, 21번째 화소, 31번째 화소, 41번째 화소, 51번째 화소, 61번째 화소, 71번째 화소, 81번째 화소들을 제외한 화소들은 부시점을 표시한다.

도 5를 다시 참조하면, 상기 제1 번째 화소를 기준으로, 제2 시점 방향(D2)을 따라 화소들이 이미지를 표현한다. 보다 상세하게는, 상기 제1 번째 화소는 메인행에 포함되어 주시점의 이미지를 출력하고, 나머지 서브행에 포함된 화소들은 부시점의 이미지를 출력한다.

상기 제1 번째 화소가 주시점의 이미지를 출력하고, 상기 제2 시점 방향(D2)을 따라, 제2 번째 화소, 제3 번째 화소, 제4번째 화소, 제5번째 화소, 제6번째 화소, 제7번째 화소, 제8번째 화소, 제9번째 화소 및 제10번째 화소에서 부시점을 출력한다. 상기 제2 내지 제10번째 화소들은 상기 제1번째 화소들에 비해서 상기 광 제어부(212)의 연장방향을 기준으로 약간씩 어긋나는 배치를 보인다. 이러한 상기 광 제어부(212)의 배치에 의하여 상기 사용자는 각각의 주시점 사이에 부시점으로 형성되는 이미지를 시인할 수 있고, 삼차원 입체 영상의 불연속적인 시점변화를 연속적으로 시인할 수 있다.

도 6은 도 5의 실시예에 따른 표시 장치의 휘도 분포를 나타내는 그래프이다.

도 6을 참조하면, 도 5의 실시예에 따른 표시 장치의 각각의 화소들에 시야각에 따른 휘도 분포가 도시되어 있다. 상기 제1 화소 및 제11 화소는 주시점(mv2)을 나타내는 화소들이며, 상기 제2 내지 제10 화소들은 부시점(sv1)을 나타내는 화소들이다. 상기 주시점(mv2)에 해당하는 제1 화소 및 제11화소는 기준점에 위치하는 휘도 분포를 보이고, 상기 부시점(sv2)에 해당하는 제2 화소 내지 제10화소는 기준점 사이에 위치하는 휘도 분포를 보인다. 상기 부시점(sv2)에 해당하는 제2 화소 내지 제10화소들이 이러한 휘도 분포를 보이는 이유는 상기 광 제어부(212)가 상기 화소들과의 상대적인 배치에서 각각의 화소들에 대해 정확한 비율로 배치되지 않고, 각 화소들에게서 서로 조금씩 어긋나는 분포를 가지기 때문이다. 따라서, 상기 부시점(sv2)에 해당하는 제2 화소 내지 제1화소들은 상기 주시점(mv2)에 대항하는 제1 화소 및 제11화소들의 사이에서 발생할 수 있는 시점의 불연속성을 해결하여, 상기 주 시점(mv2)에 해당하는 제1 화소 및 제11 화소들 사이에 위치하는 시야각에서도 연속적인 이미지가 시연될 수 있게 하고, 상기 화소 내 휘도 분포의 불연속성에 의해 발생할 수 있는 무아레 현상을 방지한다.

도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 제어부를 나타내는 사시도이다.

도 7a를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 제어부(215)는 바닥부(2155) 및 상기 바닥부(2155) 상에 형성되는 곡면부(2151)를 포함한다. 상기 광 제어부(215)는 상기 바닥부(2155) 및 곡면부(2151)를 연결하는 측면부(2157)를 더 포함할 수 있다. 상기 광 제어부(215)의 곡면부(2151)는 상기 광 제어부(215)의 아래에서 공급되는 이미지들을 사용자의 시점에 맞게 조절하는 역할을 한다. 상기 곡면부(2151)는 렌즈와 같은 구조로 형성되며, 상기 곡면부(2151)의 초점 거리는 상기 광제어부(215)의 바닥부(2155)와 표시 패널 간의 거리, 상기 표시 패널에서 사용자까지의 거리 등을 고려하여 결정될 수 있다.

도 7b 를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 다른 광 제어부(216)는 바닥부(2165) 및 상기 바닥부(2165) 상에 형성되는 곡면부(2161)를 포함한다. 상기 곡면부(2161)는 상부에 평면부(2163)를 더 포함한다. 상기 광 제어부(216)는 상기 바닥부(2165) 및 곡면부(2161)를 연결하는 측면부(2167)를 더 포함할 수 있다. 상기 광 제어부(216)의 곡면부(2161)는 상기 광 제어부(216)의 아래에서 공급되는 이미지들을 사용자의 시점에 맞게 조절하는 역할을 한다. 상기 곡면부(2161)는 상부에 평면부(2163)를 더 포함하는 구조로 형성될 수 있다. 상기 바닥부(2165)에서 상기 평면부(2163)까지의 높이, 상기 곡면부(2161)의 초점 거리 등은 상기 광 제어부(216)의 바닥부(2165)와 표시 패널 간의 거리, 상기 표시 패널에서 사용자까지의 거리 등을 고려하여 결정될 수 있다.

도 7c를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 제어부(217)는 바닥부(2175), 측평면부(2173) 및 상부 평면부(2171)를 포함한다. 상기 광 제어부(217)는 상기 바닥부(2175) 및 측평면부(2173)를 연결하는 측면부(2177)를 더 포함할 수 있다. 상기 광 제어부(217)의 측평면부(2171) 및 상부 평면부(2171)는 상기 광 제어부(217)의 아래에서 공급되는 이미지들을 사용자의 시점에 맞게 조절하는 역할을 한다. 상기 측평면부(2171) 및 상부 평면부(2171)는 상기 광 제어부(217)의 바닥부(2175)와 표시 패널 간의 거리, 상기 표시 패널에서 사용자까지의 거리 등을 고려하여 그 높이와 넓이가 결정될 수 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 광 경로를 나타내는 사시도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 화소부(120) 및 상기 화소부(120) 상에 위치하는 복수의 광 제어부(210)를 포함한다. 상기 화소부(120)는 복수개의 화소들을 포함하고 있으며, 상기 화소들의 수직 방향(Dc)에 대하여 θ도 기울어진 광 제어 방향(Dv)으로 상기 광 제어부(210)들이 배치된다. 상기 화소부(120)의 배치 방향과 상기 광 제어부(210)의 배치 방향은 상기 θ도 만큼 기울어져 배치 된다. 상기 화소부(120)와 상기 광 제어부(210)는 제1 간격(d) 만큼 서로 이격 되어 배치된다. 상기 제1 간격(d)은 상기 표시 장치와 사용자의 시점(410)과의 거리에 따라 변화될 수 있다. 상기 제1 간격(d)은 상기 화소부(120) 및 광 제어부(210) 사이에 별도의 간격 제어장치 등을 이용하여 조절될 수 있다.

또한, 상기 광 제어부(210)들은 상기 화소부(120)의 수직 방향(Dc)에 대하여 θ도 기울어진 광 제어 방향(Dv)으로 모두 배열되어 상기 광 제어부(210)들 간은 서로 평행하도록 배치 된다. 상기 광 제어부(210)는 서로 평행하게 배치되어 상기 사용자의 시점(410)이 움직이는 경우에도 해당하는 시점에 대한 이미지를 인식할 수 있게 된다.

도 9a 및 도 9b는 광 제어부의 각도에 따른 화소 주기를 나타내는 그래프들이다.

도 9a를 참조하면, 종래의 삼차원 입체 이미지 영상의 화소 주기를 나타내는 그래프가 도시 된다. 종래의 삼차원 입체 이미지 영상의 화소 주기는 도 9a에 도시된 바와 같이 각 해당 시점에 대해 주기적으로 분포 된다. 종래의 삼차원 입체 영상의 화소 주기는 주시점의 화소가 반복되는 구조로 이미지를 표시 한다. 다시 말해서, 해당하는 시점에서 사용자가 표시 장치를 바라보면, 해당하는 이미지들을 인지할 수 있지만, 해당하는 시점이 아닌 지점에서 사용자가 표시 장치를 바라보는 경우에는 해당하는 이미지들이 나타나지 않거나, 인접한 시점과 중첩되는 이미지들을 인지하게 된다. 따라서, 사용자는 각 시점에 해당하는 위치에서만 표시 장치에서 생성되는 이미지들을 관찰할 수 있고, 위와 같은 이미지들의 불연속성은 생성되는 이미지 자체에 인접한 이미지들의 간섭 또는 주기에 해당하지 않는 부분에 의해 발생하는 블랙 영상 등의 간섭에 의해 무아레 현상을 포함하는 이미지들을 관찰하게 된다. 따라서 삼차원 입체 영상의 품질이 떨어지게 된다.

도 9b를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치에 의한 삼차원 이미지 영상의 화소 주기를 나타내는 그래프가 도시 된다. 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 주화소뿐 아니라 부화소 시점에 해당하는 이미지가 동시에 표시 된다. 따라서, 각 화소에 의해 생성되는 시점들은 주기적인 분포를 보이더라도, 각 화소에 의해 생성되는 시점이 주시점뿐 아니라 서로 다른 부시점들이 서로 혼합되어 이미지 영상을 표시 하기 때문에, 사용자들이 각 화소에 대한 주시점으로 표시되는 시점에 위치하지 않는 경우더라도, 거의 동일한 휘소의 영상을 관찰할 수 있게 된다. 또한, 각 부시점에 대응하는 이미지들은 인접한 주시점들에 대응하는 이미지들을 모두 고려하여 조절된 이미지들을 표시하기 때문에, 사용자의 시점에서는 이러한 시점간의 변화를 인지하지 못하게 된다. 또한, 각 시점 별로 이미지들의 휘도가 주기적인 분포를 나타내지 않으므로, 이러한 주기적인 시점 분포에 의해 발생하는 무아레 현상 등을 방지할 수 있게 된다.

도 10a 및 도 10b는 시야각에 따른 휘도의 분포를 나타내는 그래프들이다.

도 10a를 참조하면, 종래의 삼차원 입체 영상 표시 장치에서 시야각에 따른 휘도의 분포가 도시되어 있다. 상기 종래의 삼차원 입체 영상 표시 장치에서는 각각의 화소 휘도 분포의 합에 의해 휘도 불균일이 발생하고 있다. 상기 종래의 삼차원 입체 영상 표시 장치에서는 주시점에 대한 입체 영상만이 표시되므로, 각각의 시야각에 따른 입체 영상의 분포가 모두 주기적으로 나타난다. 따라서, 휘도가 높은 지역에서는 더 높게, 휘도가 낮은 지역에서는 더 낮게 휘도가 분포 된다.

이러한 휘도의 분포를 나타내는 지수로써 JNDi(Just Noticeable Difference Index)를 사용할 수 있다. 상기 JNDi는 일반적으로 1 미만인 경우 그 휘도 차이를 인간이 인지할 수 없는 것으로 알려져 있다. 종래의 삼차원 입체 영상 표시 장치에서 JNDi는 약 14.73 의 값을 나타낸다. 따라서 휘도의 불균일 한 변화를 인간이 인지할 수 있는 범위로 파악되며, 사용자는 시점에 따라 화면의 휘도가 변화하는 것을 감지할 수 있다.

도 10b를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치에서 시야각에 따른 휘도의 분포가 도시되어 있다. 상기 표시 장치에서는 각각의 화소 휘도의 분포가 서로 연속적으로 변화할 수 있도록 도 9b에 도시된 바와 같이 화소 주기를 가지고 있다. 따라서, 이러한 각각의 화소들의 휘도의 합인 상기 도 10b의 휘도의 분포는 보다 고르게 분포됨을 알 수 있다. 본 실시예에 따른 표시 장치에서는 주시점뿐 아니라 주시점에 따른 입체 영상을 모두 표시하므로, 각각의 시야각에 따른 입체영상의 분포가 연속적으로 변화한다.

본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치에서는 JNDi가 약 0.43으로 나타난다. 따라서, 상기 JNDi가 1 미만의 값을 가지기 때문에 상기 표시 장치에서 발생되는 휘도 변화들은 일반적인 사용자들은 인지할 수 없다. 따라서 사용자들에게는 시점의 변화에 따라 전체적인 휘도 변화가 없는 것으로 감지 된다.

도 11은 각도와 위치에 따른 휘도 균일성을 나타내는 그래프이다.

도 11을 참조하면, 광 제어부를 포함하는 표시 장치에서 기울기 θ가 변화함에 따라 각도에 따른 휘도 균일성 및 위치에 따른 휘도 균일성의 변화가 나타난다. 상기 기울기 θ는 상기 표시 장치에서 화소부에 대한 상기 광 제어부의 기울기이다. 각도에 따른 휘도 균일성은 시점 균일성(UD1)으로 나타나고, 위치에 따른 휘도 균일성은 위치 균일성(UD2)로 나타난다. 상기 시점 균일성(UD1)은 사용자의 시점의 변화에 따른 균일성으로 사용자가 화면을 보았을 때에, 좌우 방향으로 시점이 변화할 때에 휘도의 균일성을 나타낸다. 상기 위치 균일성(UD2)은 사용자의 위치의 변화에 따른 균일성으로 사용자가 화면을 보았을 때에, 상하 수직 방향으로 시점이 변화할 때에 휘도의 균일성을 나타낸다.

상기 기울기가 약 0 도인 경우에는 광 제어부가 화소의 수직방향으로 분포된 경우에고 이 경우에는 상기 위치 균일성(UD2)는 가장 높은 값을 보이나, 상기 시점 균일성(UD1)이 매우 낮은 값이 된다. 이 경우에는 사용자의 시점에 변화함에 따라 이미지의 휘도 균일성이 가장 취약하여, 수직 방향의 변화에 따른 휘도 균일성이 확보 되더라도 사용자는 무아레 현상을 볼 수 밖에 없다.

제1 구간(R1)에서는 기울기가 약 0 도에서 15도 사이의 분포를 보이는 구간이며, 이 때에는 상기 시점 균일성(UD1)은 대략 높은 균일도를 보이지만, 상기 위치 균일성(UD2)은 여전히 불균일 한 상태를 유지 한다. 상기 기울기가 높아질수록 상기 위치 균일성(UD2)가 점점 증가하는 분포를 보이나, 실질적으로 사용자에게 시인되지 못하는 정도의 균일성을 보이지는 못한다.

제3 구간(R3)에서는 기울기가 약 35도에서 약 45도 사이의 분포를 보이는 구간이며, 이 경우에도 상기 시점 균일성(UD1)은 대략 높은 균일도를 보이지만, 상기 위치 균일성(UD2)이 여전히 불균일 한 상태를 유지 한다. 상기 제1 구간(R1)의 경우와는 반대로 상기 기울기가 증가할수록 상기 위치 균일성(UD2)가 감소하는 경향을 보인다.

상기 기울기가 약 45 도인 경우에는 광 제어부가 화소의 45도 방향으로 기울어져 분포된 경우에고 이 경우에는 기울기가 약 0도 인 경우와 마찬가지로 상기 위치 균일성(UD2)는 가장 높은 값을 보이나, 상기 시점 균일성(UD1)이 매우 낮은 값이 된다.

제2 구간(R2)에서는 기울기가 약 15 도에서 약 35 도 사이의 분포를 보이는 구간이며, 이 경우에는 비교적 높은 시점 균일성(UD1) 및 위치 균일성(UD2)의 분포를 나타낸다. 하지만 상기 제2 구간(R2)에서 시점 균일성 강하 지점(P1, P2, P3)에서는 일시적으로 시점 균일성(UD1)에 매우 떨어지는 부분이 존재하며, 이 경우에는 상기 화소 주기가 일시적으로 공유되어 도 9a 및 도 10a의 실시예의 경우와 마찬가지로, 사용자의 시점에 따른 휘도 분포가 불균일하게 나타난다. 상기 시점 균일성(UD1)이 낮은 경우에는 무아레 현상을 유발하여 사용자에게 시인되는 단점이 있으므로, 상기 시점 균일성(UD1)은 높은 수준을 유지하여야 한다.

최적 지점(BP)은 θ=tan-1(3/11)을 만족하는 약 15.26도의 지점이다. 상기 최적 지점(BP)에서는 상기 시점 균일성(UD1)이 최대의 값을 가지며, 상기 위치 균일성(UD2)도 대략 0.8 이상의 값을 가지는 지점이 된다. 따라서, 시점 균일성과 위치 균일성을 모두 만족할 수 있는 지점이며, 이 지점에서는 사용자는 휘도가 변화하는 것을 인지하지 못하고, 사용자에게 무아레 현상도 시인되지 않는다. 따라서, 삼차원 입체 영상을 시인하기에 최적의 기울기를 가지는 지점이 된다.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 구동하는 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 구동하는 방법은 주시점 이미지를 표시하는 단계(S100) 및 부시점 이미지를 표시하는 단계(S200)를 포함한다. 종래의 표시 장치에서는 해당 화소가 모두 주시점 이미지 만을 표시하였다. 따라서 이미 언급한 바와 같이 시점에 따른 휘도의 불균일이 발생하고, 이로 인한 무아레 현상이 생성된다.

하지만, 본 실시예에 따른 표시 장치를 구동하는 방법에서는 상기 표시 장치가 화소부 및 광 제어부를 포함하고, 상기 화소부는 수평방향으로 X개 및 수직방향으로 Y개를 포함하는 단위 매트릭스 형태로 배열되는 복수의 화소들을 포함한다. 또한, 상기 광 제어부는 상기 화소부 상에 상기 픽셀들의 수직방향으로부터 θ의 각도로 기울어져 형성된다. 상기 θ는 tan-1(M*X / N*Y)를 만족하는 값일 수 있으며, 상기 M 과 N 은 자연수이다. 상기 M 및 N 의 비율은 1:3일 수 있으며, 상기 X 및 Y의 비율은 9:11일 수 있다. 따라서 상기 θ는 tan-1(3/11)을 만족하는 값이 되어 약 15.26의 값을 가질 수 있다.

상기 주시점 이미지를 표시하는 단계(S100)에서는 상기 단위 매트릭스에서 최상위 행에 위치하는 화소를 이용하여 이미지를 표시할 수 있다. 상기 최상위 행은 메인행일 수 있으며, 상기 단위 매트릭스 내에서 상기 메인행을 제외한 행들은 서브행으로 지정될 수 있다. 이 경우 상기 서브행에 위치하는 화소들은 부시점 이미지를 표시하는 단계(S200)에서 부시점 이미지를 표시 한다.

따라서 표시 장치의 각각의 화소들은 주시점만을 주시적으로 표시 하지 않고, 각각의 화소들에서 주시점 및 부시점들을 개별적으로 표시하여 시점의 변화에 대해 화소들의 화소 주기가 균일하게 분포되지 않고 조금씩 변형된 위치를 가지게 된다. 이를 통해 전반적으로는 사용자의 시점 변화에 따라 균일한 휘도의 영상이 시인될 수 있으며, 휘도의 불균일로 인하여 발생될 수 있는 무아레 현상을 방지할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 삼차원 입체 영상을 표시하는 표시 장치는 화소부 및 상기 화소부에 대해 일정 기울기를 가지는 광 제어부를 포함한다. 상기 광 제어부에 의해 사용자에게 전달되는 이미지의 화소 주기는 각 시점에 대해 연속적인 변화를 보이므로, 사용자는 시점의 변화에 의해서도 고른 휘도 분포를 가지는 이미지를 시인할 수 있어, 무아레가 없는 이미지를 시인할 수 있다.

이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 화소부 110 : 화소
140 : 단위 메트릭스 210 : 광 제어부
215, 216, 216 : 광 제어부
2151 : 곡면부 2155 : 바닥부
2161 : 곡면부 2165 : 바닥부
2171 : 상부평면부 2175 : 바닥부

Claims

수평방향으로 X개 및 수직방향으로 Y개를 포함하는 단위 매트릭스 형태로 배열되는 복수의 화소들을 포함하는 화소부;
상기 화소부 상에 상기 픽셀들의 수직방향으로부터 θ의 각도로 기울어져 형성되는 복수의 광 제어부를 포함하고,
상기 θ는 θ=tan-1(M*X / N*Y) 를 만족하는 것을 특징으로 하는 표시 장치(단, M 과 N 은 서로 다른 자연수).
제1항에 있어서,
상기 M 에서 상기 N을 나눈 값은 0보다 크고, 1/3보다 같거나 작은 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제2항에 있어서,
상기 M과 상기 N은 서로소인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 M 대 상기 N의 비율은 1:3인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 X 대 상기 Y의 비율은 9:11인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 X*M 대 상기 Y*N의 비율은 3:11인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 화소부의 화소는 수직방향으로 연장된 직사각형 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제7항에 있어서,
상기 화소부의 화소의 상기 직사각형 형태는 수평 대 수직의 비가 1:3인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 화소부와 상기 광 제어부는 서로 이격 되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 광 제어부는 서로 평행하게 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제10항에 있어서,
상기 광 제어부는 바닥부 및 상기 바닥부 상에 형성되는 곡면부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제11항에 있어서,
상기 광 제어부의 곡면부는 상부에 평면부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제10항에 있어서,
상기 광 제어부는 바닥부, 측평면부 및 상부 평면부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 화소부 및 광 제어부 사이에 확산판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
수평방향으로 X개 및 수직방향으로 Y개를 포함하는 단위 매트릭스 형태로 배열되는 복수의 화소들을 포함하는 화소부; 및 상기 화소부 상에 상기 픽셀들의 수직방향으로부터 θ의 각도로 기울어져 형성되는 복수의 광 제어부를 포함하는 표시 장치에서,
상기 단위 매트릭스의 메인 행에 해당하는 화소에서 주시점 이미지를 표시하는 단계;
상기 단위 매트릭스에서 상기 메인 행을 제외한 나머지 서브 행에 해당하는 화소들에서 부시점 이미지를 표시하는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
제15항에 있어서,
상기 메인 행은 상기 단위 매트릭스에서 첫번째 행인 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
제15항에 있어서,
상기 메인 행에 해당하여 주시점 이미지를 표시하는 화소에 종속되는 상기 서브 행에 해당하여 부시점 이미지를 표시하는 화소들은 상기 θ의 각도로 기울어져 형성되는 가상의 선 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
제15항에 있어서,
상기 θ는 tan-1(M*X / N*Y)를 만족하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법(단, M 과 N 은 자연수).
제18항에 있어서,
상기 M 대 상기 N의 비율은 1:3인 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
제18항에 있어서,
상기 X 대 상기 Y의 비율은 9:11인 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
제18항에 있어서,
상기 X*M 대 상기 Y*N의 비율은 3:11인 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.