KR20150069588A - 삼차원영상 표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

삼차원영상 표시장치 및 그 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 제n표시구간 동안 제1좌안영상을 표시하고 제(n+1)표시구간 동안 제2좌안영상을 표시하는 좌안화소와, 상기 제n표시구간 동안 제1우안영상을 표시하고 상기 제(n+1)표시구간 동안 제2우안영상을 표시하는 우안화소를 포함하는 표시패널과; 상기 제n표시구간 동안 상기 제1좌안영상 및 상기 제1우안영상을 분리하여 각각 제1시청자의 좌안 및 우안으로 전달하고, 상기 제(n+1)표시구간 동안 상기 제2좌안영상 및 상기 제2우안영상을 분리하여 각각 제2시청자의 좌안 및 우안으로 전달하는 시역생성패널과; 상기 제1 및 제2시청자의 위치정보를 파악하는 위치감지수단과; 상기 위치정보에 따라 상기 표시패널 및 상기 시역생성패널을 제어하는 제어부를 포함하는 삼차원영상 표시장치를 제공한다.

Description

삼차원영상 표시장치 및 그 구동방법 {Three Dimensional Image Display Device}
본 발명은 삼차원영상 표시장치에 관한 것으로, 특히 시공분할로 다수의 시역을 생성함으로써, 해상도 저하가 방지되는 삼차원영상 표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
2차원영상으로부터 삼차원의 깊이감과 입체감을 느낄 수 있도록 하는 삼차원영상의 구현기술은 디스플레이(display) 등의 직접적인 관련분야를 비롯해서 가전이나 통신산업은 물론 우주항공, 예술산업, 자동차 사업분야 등에 광범위하게 영향을 미치고 있으며, 그 기술적 파급효과는 현재 각광받고 있는 HDTV(High Definition Television) 이상이 될 것으로 기대되고 있다.
인간이 깊이감과 입체감을 느끼는 요인으로 가장 중요하게는 두 눈 사이 간격에 의한 양안시차를 들 수 있지만, 이외에도 심리적, 기억적 요인에도 깊은 관계가 있고, 이에 따라 삼차원영상 구현기술 역시 어떤 원리로 관찰자에게 삼차원영상을 제공할 수 있는지를 기준으로 통상 부피표현방식(volumetric type), 삼차원표현방식(holographic type), 입체감표현방식(stereoscopic type)으로 구분된다.
부피표현방식은 심리적인 요인과 흡입효과에 의해 깊이 방향에 대한 원근감이 느껴지도록 하는 방법으로서, 투시도법, 중첩, 음영과 명암, 움직임 등을 계산에 의해 표시하는 삼차원 컴퓨터그래픽 또는 관찰자에게 시야각이 넓은 대화면을 제공하여 그 공간 내로 빨려 들어가는 것 같은 착시현상을 불러일으키는 이른바 아이맥스 영화 등에 응용되고 있다.
그리고, 가장 완전한 입체영상 구현기술이라 알려져 있는 삼차원표현방식은 레이저광 재생 홀로그래피 내지 백색광 재생 홀로그래피로 대표될 수 있다.
또한, 입체감표현방식은 양안의 생리적 요인을 이용하여 입체감을 느끼게 하는 방식으로, 구체적으로 약 65㎜정도 떨어져 존재하는 인간의 좌우안에 시차정보가 포함된 평면의 연관 영상이 보일 경우에 뇌가 이들을 융합하는 과정에서 표시면 전후의 공간정보를 생성해 입체감을 느끼는 능력, 즉 스테레오그라피(stereography)를 이용한 것이다.
이러한 입체감표현방식은 다안상 표시방식이라 불리며, 실질적인 입체감 생성위치에 따라 관찰자 측의 특수안경을 이용하는 안경방식 또는 표시면 측의 패럴랙스 베리어(parallax barrier)나 렌티큘러(lenticular) 또는 인테그럴(integral) 등의 렌즈 어레이(lens array)를 이용하는 무안경 방식으로 구분될 수 있다.
이중에서 패럴랙스 베리어 또는 렌즈 어레이 등의 시역생성패널을 이용한 무안경 방식 삼차원영상 표시장치의 삼차원영상 구현원리를 간략하게 살펴보면, 좌/우안용 스테레오영상을 동시에 표시하는 표시패널과 사용자 사이에, 스트라이프(stripe) 형태의 슬릿(slit)과 베리어(barrier)를 배치하거나 다수의 반원통 형상의 렌티큘러 렌즈를 배치하여 관찰자가 입체감을 느끼게 하는 방식이다.
이러한 무안경 방식의 삼차원영상 표시장치를 도면을 참조하여 설명한다.
도1은 종래의 무안경 방식 삼차원영상 표시장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도1에 도시한 바와 같이, 종래의 무안경 방식의 삼차원영상 표시장치(10)는, 영상을 표시하는 표시패널(미도시)과, 표시패널의 영상을 서로 다른 시역(viewing zone)으로 전달하는 시역생성패널(미도시)를 포함한다.
표시패널은 좌안영상(IL)을 표시하는 좌안화소(미도시)와 우안영상(IR)을 표시하는 우안화소(미도시)를 포함하는데, 이러한 좌안화소 및 우안화소는 교대로 배열된다.
그리고, 시역생성패널은, 표시패널로부터 출사되는 좌안영상(IL) 및 우안영상(IR)을 분리하여 각각 제1 및 제2시역(VZ1, VZ2)으로 전달한다.
이러한 삼차원영상 표시장치(10)에서, 시청자의 좌안 및 우안이 각각 제1 및 제2시역(VZ1, VZ2)에 위치하면, 표시패널의 좌안화소에 의하여 표시되는 좌안영상(IL)은 시역생성패널을 거쳐 시청자의 좌안에 도달되고, 표시패널의 우안화소에 의하여 표시되는 우안영상(IR)은 시역생성패널을 거쳐 시청자의 우안에 도달되는데, 이때 좌안영상(IL) 및 우안영상(IR)에는 각각 인간이 감지 가능한 시차를 고려한 별개의 영상이 담겨 있고, 시청자는 이 두 가지 영상을 결합하여 삼차원영상을 인식하게 된다.
그런데, 이러한 무안경 방식 삼차원영상 표시장치(10)는 삼차원영상을 시청할 수 있는 시청자의 수가 제한되는데, 이를 도면을 참조하여 설명한다.
도 2는 4개의 시역을 생성하는 종래의 무안경 방식 삼차원영상 표시장치를 도시한 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 종래의 무안경 방식 삼차원영상 표시장치(20)는, 영상을 표시하는 표시패널(미도시)과, 표시패널의 영상을 서로 다른 시역(viewing zone)으로 전달하는 시역생성패널(미도시)를 포함하는데, 표시패널은, 제1 및 제2좌안영상(IL1, IL2)을 표시하는 좌안화소(PL)와, 제1 및 제2우안영상(IR1, IR2)을 표시하는 우안화소(PR)를 포함한다.
여기서, 제1좌안영상(IL1)을 표시하는 좌안화소(PL), 제1우안영상(IR1)을 표시하는 우안화소(PR), 제2좌안영상(IL2)을 표시하는 우안화소(PR), 제2우안영상(IR2)을 표시하는 우안화소(PR)는 순차적으로 반복 배열된다.
그리고, 시역생성패널은, 표시패널로부터 출사되는 제1좌안영상(IL1) 및 제1우안영상(IR1)을 분리하여 각각 제1 및 제2시역인 제1시청자(U1)의 좌안 및 우안으로 전달하고, 표시패널로부터 출사되는 제2좌안영상(IL2) 및 제2우안영상(IR2)을 분리하여 각각 제3 및 제4시역인 제2시청자(U2)의 좌안 및 우안으로 전달한다.
이에 따라, 제1시청자(U1)는 제1좌안영상(IL1) 및 제1우안영상(IR1)을 결합하여 제1삼차원영상을 인식할 수 있고, 제2시청자(U2)는 제2좌안영상(IL2) 및 제2우안영상(IR2)을 결합하여 제2삼차원영상을 인식할 수 있다.
이와 같이, 4개의 시역을 생성하는 무안경 방식 삼차원영상 표시장치(20)는 2명의 시청자(U1, U2)가 서로 다른 삼차원영상을 시청할 수 있다.
그러나, 4개의 시역을 생성하는 무안경 방식 삼차원영상 표시장치(20)의 경우에는 3명 이상의 시청자가 삼차원영상을 시청할 수 없으며, 시청자의 수는 2명으로 제한된다.
마찬가지로, 8개의 시역을 생성하는 무안경 방식 삼차원영상 표시장치의 경우에는 4명의 시청자만이 삼차원영상을 시청할 수 있다.
즉, 종래의 무안경 방식 삼차원영상 표시장치의 경우, 삼차원영상을 시청할 수 있는 시청자의 수가 제한된다는 문제가 있다.
또한, 삼차원영상을 시청할 수 있는 시청자의 수를 증가시키기 위하여 생성되는 시역의 수를 증가시킬 경우, 표시패널의 다수의 화소를 시역의 수만큼 구분해야 하므로, 하나의 시역에 대응되는 영상의 해상도가 저하되는 문제가 있다.
본 발명은, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제시된 것으로, 시분할 및 공간분할로 다수의 시역을 생성함으로써, 해상도 저하가 방지되는 삼차원영상 표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은, 액정렌즈를 이용하여 서로 상이한 지점에 위치한 시청자에게 영상을 전달함으로써, 영상의 표시품질이 개선되는 삼차원영상 표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
위와 같은 과제의 해결을 위해, 본 발명은, 제n표시구간 동안 제1좌안영상을 표시하고 제(n+1)표시구간 동안 제2좌안영상을 표시하는 좌안화소와, 상기 제n표시구간 동안 제1우안영상을 표시하고 상기 제(n+1)표시구간 동안 제2우안영상을 표시하는 우안화소를 포함하는 표시패널과; 상기 제n표시구간 동안 상기 제1좌안영상 및 상기 제1우안영상을 분리하여 각각 제1시청자의 좌안 및 우안으로 전달하고, 상기 제(n+1)표시구간 동안 상기 제2좌안영상 및 상기 제2우안영상을 분리하여 각각 제2시청자의 좌안 및 우안으로 전달하는 시역생성패널과; 상기 제1 및 제2시청자의 위치정보를 파악하는 위치감지수단과; 상기 위치정보에 따라 상기 표시패널 및 상기 시역생성패널을 제어하는 제어부를 포함하는 삼차원영상 표시장치를 제공한다.
그리고, 상기 좌안화소는 제(n+2)표시구간 동안 제3좌안영상을 표시하고, 상기 우안화소는 상기 제(n+2)표시구간 동안 제3우안영상을 표시하고, 상기 시역생성패널은 상기 제(n+2)표시구간 동안 상기 제3좌안영상 및 상기 제3우안영상을 분리하여 각각 제3시청자의 좌안 및 우안으로 전달할 수 있다.
또한, 상기 시역생성패널은, 서로 마주보며 이격되는 제1 및 제2기판과; 상기 제1기판의 내면의 상기 좌안화소 및 상기 우안화소 각각에 형성되는 다수의 제1전극과; 상기 제2기판의 내면에 형성되는 제2전극과; 상기 제1 및 제2기판 사이에 형성되는 액정층을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 다수의 제1전극에는 상기 좌안화소 및 상기 우안화소 각각에서의 위치에 따라 제1 및 제2전압 사이에서 점차적으로 변화하는 형태의 화소전압이 인가되고, 상기 제2전극에는 정전압인 공통전압이 인가될 수 있다.
또한, 상기 좌안화소 및 상기 우안화소 각각은 가장자리부, 좌부, 우부 및 중앙부로 구분되고, 상기 화소전압은, 상기 가장자리부에 대응해서는 상기 제1전압을 갖고 상기 중앙부에 대응해서는 상기 제2전압을 갖고 상기 가장자리부와 상기 중앙부 사이에 대응해서는 상기 제1전압으로부터 상기 제2전압으로 점차 증가하는 전압의 형태를 갖거나, 상기 가장자리부에 대응해서는 상기 제1전압을 갖고 상기 좌부에 대응해서는 상기 제2전압을 갖고 상기 가장자리부와 상기 좌부 사이에 대응해서는 상기 제1전압으로부터 상기 제2전압으로 점차 증가하는 전압의 형태를 갖거나, 상기 가장자리부에 대응해서는 상기 제1전압을 갖고 상기 우부에 대응해서는 상기 제2전압을 갖고 상기 가장자리부와 상기 우부 사이에 대응해서는 상기 제1전압으로부터 상기 제2전압으로 점차 증가하는 전압의 형태를 가질 수 있다.
한편, 본 발명은, 위치감지수단이 제1 및 제2시청자의 위치정보를 파악하는 단계와; 제n표시구간 동안, 표시패널의 좌안화소가 제1좌안영상을 표시하고, 상기 표시패널의 우안화소가 제1우안영상을 표시하는 단계와; 제n표시구간 동안, 상기 제1시청자의 상기 위치정보에 따라 시역생성패널이 상기 제1좌안영상 및 상기 제1우안영상을 분리하여 각각 상기 제1시청자의 좌안 및 우안으로 전달하는 단계와; 제(n+1)표시구간 동안, 상기 좌안화소가 제2좌안영상을 표시하고, 상기 우안화소가 제2우안영상을 표시하는 단계와; 제(n+1)표시구간 동안, 상기 제2시청자의 상기 위치정보에 따라 상기 시역생성패널이 상기 제2좌안영상 및 상기 제2우안영상을 분리하여 각각 상기 제2시청자의 좌안 및 우안으로 전달하는 단계를 포함하는 삼차원영상 표시장치의 구동방법을 제공한다.
그리고, 상기 삼차원영상 표시장치의 구동방법은, 상기 위치감지수단이 제3시청자의 위치정보를 파악하는 단계와; 제(n+2)표시구간 동안, 상기 좌안화소가 제3좌안영상을 표시하고, 상기 우안화소가 제3우안영상을 표시하는 단계와; 상기 제(n+2)표시구간 동안, 상기 제3시청자의 위치정보에 따라 상기 시역생성패널이 상기 제3좌안영상 및 상기 제3우안영상을 분리하여 각각 상기 제3시청자의 좌안 및 우안으로 전달하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 시역생성패널은, 서로 마주보며 이격되는 제1 및 제2기판과; 상기 제1기판의 내면의 상기 좌안화소 및 상기 우안화소 각각에 형성되는 다수의 제1전극과; 상기 제2기판의 내면에 형성되는 제2전극과; 상기 제1 및 제2기판 사이에 형성되는 액정층을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 다수의 제1전극에는 상기 좌안화소 및 상기 우안화소 각각에서의 위치에 따라 제1 및 제2전압 사이에서 점차적으로 변화하는 형태의 화소전압이 인가되고, 상기 제2전극에는 정전압인 공통전압이 인가될 수 있다.
또한, 상기 좌안화소 및 상기 우안화소 각각은 가장자리부, 좌부, 우부 및 중앙부로 구분되고, 상기 화소전압은, 상기 가장자리부에 대응해서는 상기 제1전압을 갖고 상기 중앙부에 대응해서는 상기 제2전압을 갖고 상기 가장자리부와 상기 중앙부 사이에 대응해서는 상기 제1전압으로부터 상기 제2전압으로 점차 증가하는 전압의 형태를 갖거나, 상기 가장자리부에 대응해서는 상기 제1전압을 갖고 상기 좌부에 대응해서는 상기 제2전압을 갖고 상기 가장자리부와 상기 좌부 사이에 대응해서는 상기 제1전압으로부터 상기 제2전압으로 점차 증가하는 전압의 형태를 갖거나, 상기 가장자리부에 대응해서는 상기 제1전압을 갖고 상기 우부에 대응해서는 상기 제2전압을 갖고 상기 가장자리부와 상기 우부 사이에 대응해서는 상기 제1전압으로부터 상기 제2전압으로 점차 증가하는 전압의 형태를 가질 수 있다.
본 발명은, 시분할 및 공간분할로 다수의 시역을 생성함으로써, 해상도 저하가 방지되는 효과가 있다.
그리고, 본 발명은, 액정렌즈를 이용하여 서로 상이한 지점에 위치한 시청자에게 영상을 전달함으로써, 영상의 표시품질이 개선되는 효과가 있다.
도1은 종래의 무안경 방식 삼차원영상 표시장치의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 2는 4개의 시역을 생성하는 종래의 무안경 방식 삼차원영상 표시장치를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 삼차원영상 표시장치를 도시한 도면.
도 4a 및 4b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 삼차원영상 표시장치에서 제n 및 제(n+1)표시구간 동안의 삼차원영상의 표시상태를 도시한 도면.
도 5a, 도 5b 및 도 5c는 각각 본 발명의 실시예에 따른 삼차원영상 표시장치의 정방향 초점상태, 좌방향 초점상태, 우방향 초점상태의 시역생성패널의 단면, 화소전압 및 렌즈형상을 도시한 도면.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 삼차원영상 표시장치 및 그 구동방법을 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 삼차원영상 표시장치를 도시한 도면이고, 도 4a 및 4b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 삼차원영상 표시장치에서 제n 및 제(n+1)표시구간 동안의 삼차원영상의 표시상태를 도시한 도면이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 삼차원영상 표시장치(110)는, 표시패널(120), 시역생성패널(130), 위치감지수단(140) 및 제어부(150)를 포함한다.
표시패널(120)은, 제n표시구간(n은 자연수) 동안 제1좌안영상(IL1)을 표시하고 제(n+1)표시구간 동안 제2좌안영상(IL2)을 표시하는 좌안화소(PL)와, 제n표시구간 동안 제1우안영상(IR1)을 표시하고 제(n+1)표시구간 동안 제2우안영상(IR2)을 표시하는 우안화소(PR)를 포함하는데, 좌안화소(PL) 및 우안화소(PR)는 교대로 반복 배열된다.
표시패널(120)은 액정패널(liquid crystal panel) 또는 유기발광다이오드 패널(organic light emitting diode panel)을 포함할 수 있다.
시역생성패널(130)은, 표시패널(120)의 전방에 배치되어, 제n표시구간 동안 표시패널(120)로부터 출사되는 제1좌안영상(IL1) 및 제1우안영상(IR1)을 분리하여 각각 제1 및 제2시역인 제1시청자(U1)의 좌안 및 우안으로 전달하고, 제(n+1)표시구간 동안 표시패널(120)로부터 출사되는 제2좌안영상(IL2) 및 제2우안영상(IR2)을 분리하여 각각 제3 및 제4시역인 제2시청자(U2)의 좌안 및 우안으로 전달한다.
위치감지수단(140)은, 제1 및 제2시청자(U1, U2) 또는 제1 및 제2시청자(U1, U2) 각각의 좌안 및 우안 등 표시패널(120)의 영상이 도달해야 할 위치에 대한 정보를 파악하는 역할을 하는데, 예를 들어 카메라를 위치감지수단(140)으로 사용할 수 있다.
제어부(150)는, 표시패널(120), 시역생성패널(130) 및 위치감지수단(140)을 제어하는데, 위치감지수단(140)이 파악한 위치정보에 따라 제1 및 제2삼차원영상의 종류 및 제1 내지 제4시역의 위치를 결정하고, 결정된 내용에 따라 표시패널(120), 시역생성패널(130) 및 위치감지수단(140)을 구동한다.
구체적으로 제어부(150)는, 제n표시구간 동안, 위치감지수단(140)이 제1시청자(U1)의 좌안 및 우안의 위치정보를 파악하고, 표시패널(120)이 제1좌안영상(IL1) 및 제1우안영상(IR1)을 표시하고, 시역생성패널(130)이 제1좌안영상(IL1) 및 제1우안영상(IR1)을 각각 제1 및 제2시역인 제1시청자(U1)의 좌안 및 우안으로 전달하도록 제어한다.
그리고, 제어부(150)는, 제(n+1)표시구간 동안, 위치감지수단(140)이 제2시청자(U2)의 좌안 및 우안의 위치정보를 파악하고, 표시패널(120)이 제2좌안영상(IL2) 및 제2우안영상(IR2)을 표시하고, 시역생성패널(130)이 제2좌안영상(IL2) 및 제2우안영상(IR2)을 각각 제3 및 제4시역인 제2시청자(U2)의 좌안 및 우안으로 전달하도록 제어한다.
이에 따라, 제n표시구간 동안 제1시청자(U1)는 제1좌안영상(IL1) 및 제1우안영상(IR1)을 결합하여 제1삼차원영상을 인식할 수 있고, 제(n+1)표시구간 동안 제2시청자(U2)는 제2좌안영상(IL2) 및 제2우안영상(IR2)을 결합하여 제2삼차원영상을 인식할 수 있다.
여기서, 제1 및 제2삼차원영상은 서로 상이한 영상일 수 있으며, 제n 및 제(n+1)표시구간 각각은 하나의 프레임(frame)(60Hz 구동인 경우 약 16.7msec)을 분할한 서브 프레임(sub-frame)이거나 다수의 프레임일 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 삼차원영상 표시장치(110)에서는, 위치감지수단(140)이 제1 및 제2시청자(U1, U2)의 위치정보를 검출하고, 표시패널(120)이 제1좌안영상(IL1) 및 제1우안영상(IR1)과 제2좌안영상(IL2) 및 제2우안영상(IR2)을 시분할하여 각각 제n 및 제(n+1)표시구간 동안 표시하고, 시역생성패널(130)이 제1좌안영상(IL1) 및 제1우안영상(IR1)과 제2좌안영상(IL2) 및 제2우안영상(IR2)을 공간분할하여 제1 내지 제4시역인 제1시청자(U1)의 좌안 및 우안, 제2시청자(U2)의 좌안 및 우안으로 전달함으로써, 제1 및 제2시청자(U1, U2)는 각각 제1 및 제2삼차원영상을 시청할 수 있다.
이때, 제n 및 제(n+1)표시구간은 교대로 반복될 수 있는데, 예를 들어, 제1, 제3, 제5, ..., 제(2m+1)표시구간 동안은 표시패널(120)이 제1삼차원영상의 제1좌안영상(IL1) 및 제1우안영상(IR1)을 표시하고, 제2, 제4, 제6, ..., 제(2m)표시구간 동안은 표시패널(120)이 제2삼차원영상의 제2좌안영상(IL2) 및 제2우안영상(IR2)을 표시할 수 있다.
다른 실시예에서는, 위치감지수단이 제1 내지 제3시청자의 위치정보를 검출하고, 표시패널이 제1좌안영상 및 제1우안영상, 제2좌안영상 및 제2우안영상, 제3좌안영상 및 제3우안영상을 시분할하여 각각 제n, 제(n+1) 및 제(n+2)표시구간 동안 표시하고, 시역생성패널이 제1좌안영상 및 제1우안영상, 제2좌안영상 및 제2우안영상, 제3좌안영상 및 제3우안영상을 공간분할하여 제1 내지 제6시역인 제1시청자의 좌안 및 우안, 제2시청자의 좌안 및 우안, 제3시청자의 좌안 및 우안으로 전달함으로써, 제1 내지 제3시청자는 각각 제1 내지 제3삼차원영상을 시청할 수 있다.
이때, 제n, 제(n+1) 및 제(n+2)표시구간은 순차적으로 반복될 수 있는데, 예를 들어, 제1, 제4, 제7, ..., 제(3m+1)표시구간 동안은 표시패널이 제1삼차원영상의 제1좌안영상 및 제1우안영상을 표시하고, 제2, 제5, 제8, ..., 제(3m+2)표시구간 동안은 표시패널이 제2삼차원영상의 제2좌안영상 및 제2우안영상을 표시하고, 제3, 제6, 제9, ..., 제(3m)표시구간 동안은 표시패널이 제3삼차원영상의 제3좌안영상 및 제3우안영상을 표시할 수 있다.
이러한 삼차원영상 표시장치(110)의 시역생성패널(130)은 액정렌즈를 이용하여 형성할 수 있는데, 이를 도면을 참조하여 설명한다.
도 5a, 도 5b 및 도 5c는 각각 본 발명의 실시예에 따른 삼차원영상 표시장치의 정방향 초점상태, 좌방향 초점상태, 우방향 초점상태의 시역생성패널의 단면, 화소전압 및 렌즈형상을 도시한 도면으로서, 도 3, 도 4a 및 도 4b를 함께 참조하여 설명한다.
도 5a, 도 5b 및 도 5c에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 삼차원영상 표시장치(110)의 시역생성패널(130)은, 좌안화소(PL) 및 우안화소(PR)를 포함하고 서로 마주보며 이격되는 제1 및 제2기판(160, 162)과, 제1 및 제2기판(160, 162) 사이에 형성되는 액정층(164)을 포함한다.
제1기판(160) 내면의 좌안화소(PL) 및 우안화소(PR) 각각에는 각각이 바(bar) 형상을 갖는 다수의 제1전극(166)이 형성되고, 제2기판(162) 내면에는 판(plate) 형상을 갖는 제2전극(168)이 전면에 형성된다.
여기서, 다수의 제1전극(166)과 제2전극(168)은 각각 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide) 또는 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide)와 같은 투명도전물질로 이루어질 수 있다.
다수의 제1전극(166)에는 화소전압이 인가되고, 제2전극(168)에는 공통전압이 인가되는데, 화소전압과 공통전압에 의하여 다수의 제1전극(166)과 제2전극(168) 사이에 전기장이 생성되고, 액정층(164)의 액정분자(164a)는 생성된 전기장에 따라 재배열된다.
이때, 좌안화소(PL) 및 우안화소(PR) 내의 위치에 따라 다수의 제1전극(166)에 인가되는 화소전압의 크기를 제어함으로써, 액정층(164)이 좌안영상 및 우안영상을 분리하는 프리즘 역할과 좌안영상 및 우안영상을 상이한 지점으로 전달하는 렌즈의 역할을 하도록 할 수 있다.
예를 들어, 도 5a에 도시한 바와 같이, 정전압인 공통전압을 제2전극(168)에 인가한 상태에서, 좌안화소(PL) 및 우안화소(PR) 각각의 중앙부를 기준으로 대칭적으로 제1 및 제2전압(V1, V2) 사이에서 점차적으로 변화하는 형태의 화소전압을 다수의 제1전극(166)에 인가함으로써, 좌안화소(PL) 및 우안화소(PR) 각각의 액정층(164)이 중앙부를 기준으로 대칭적인 원통형 렌즈(cylindrical lens)와 동일한 광학수단으로 작용하도록 할 수 있다.
구체적으로, 좌안화소(PL) 및 우안화소(PR) 각각의 가장자리부의 다수의 제1전극(166)에는 제1전압(V1)을 인가하고, 좌안화소(PL) 및 우안화소(PR) 각각의 중앙부의 다수의 제1전극(166)에는 제1전압(V1)보다 큰 제2전압(V2)을 인가하고, 좌안화소(PL) 및 우안화소(PR) 각각의 가장자리부와 중앙부 사이의 다수의 제1전극(166)에는 제1전압(V1)으로부터 제2전압(V2)으로 점차 증가하는 전압을 인가함으로써, 액정분자(164a)가 좌안화소(PL) 및 우안화소(PR) 각각의 내부에서 중앙부를 기준으로 대칭적으로 재배열되도록 하여 액정층(164)이 중앙부를 기준으로 대칭적인 원통형 렌즈(cylindrical lens)와 동일한 광학수단으로 작용하도록 할 수 있다.
이 경우, 시역생성패널(130)은, 표시패널(120)의 제1좌안영상(IL1) 및 제1우안영상(IR1)을 분리하여 각각 제1지점에 위치한 제1시청자(U1)의 좌안 및 우안에 전달할 수 있다.
도 5b에 도시한 바와 같이, 정전압인 공통전압을 제2전극(168)에 인가한 상태에서, 좌안화소(PL) 및 우안화소(PR) 각각의 좌부를 기준으로 비대칭적으로 제1 및 제2전압(V1, V2) 사이에서 점차적으로 변화하는 형태의 화소전압을 다수의 제1전극(166)에 인가함으로써, 좌안화소(PL) 및 우안화소(PR) 각각의 액정층(164)이 좌부를 기준으로 비대칭적인 원통형 렌즈(cylindrical lens)와 동일한 광학수단으로 작용하도록 할 수 있다.
구체적으로, 좌안화소(PL) 및 우안화소(PR) 각각의 가장자리부의 다수의 제1전극(166)에는 제1전압(V1)을 인가하고, 좌안화소(PL) 및 우안화소(PR) 각각의 좌부의 다수의 제1전극(166)에는 제1전압(V1)보다 큰 제2전압(V2)을 인가하고, 좌안화소(PL) 및 우안화소(PR) 각각의 가장자리부와 좌부 사이의 다수의 제1전극(166)에는 제1전압(V1)으로부터 제2전압(V2)으로 점차 증가하는 전압을 인가함으로써, 액정분자(164a)가 좌안화소(PL) 및 우안화소(PR) 각각의 내부에서 좌부를 기준으로 비대칭적으로 재배열되도록 하여 액정층(164)이 좌부를 기준으로 비대칭적인 원통형 렌즈(cylindrical lens)와 동일한 광학수단으로 작용하도록 할 수 있다.
이 경우, 시역생성패널(130)은, 표시패널(120)의 제2좌안영상(IL2) 및 제2우안영상(IR2)을 분리하여 각각 제2지점에 위치한 제2시청자(U2)의 좌안 및 우안에 전달할 수 있다.
도 5c에 도시한 바와 같이, 정전압인 공통전압을 제2전극(168)에 인가한 상태에서, 좌안화소(PL) 및 우안화소(PR) 각각의 우부를 기준으로 비대칭적으로 제1 및 제2전압(V1, V2) 사이에서 점차적으로 변화하는 형태의 화소전압을 다수의 제1전극(166)에 인가함으로써, 좌안화소(PL) 및 우안화소(PR) 각각의 액정층(164)이 우부를 기준으로 비대칭적인 원통형 렌즈(cylindrical lens)와 동일한 광학수단으로 작용하도록 할 수 있다.
구체적으로, 좌안화소(PL) 및 우안화소(PR) 각각의 가장자리부의 다수의 제1전극(166)에는 제1전압(V1)을 인가하고, 좌안화소(PL) 및 우안화소(PR) 각각의 우부의 다수의 제1전극(166)에는 제1전압(V1)보다 큰 제2전압(V2)을 인가하고, 좌안화소(PL) 및 우안화소(PR) 각각의 가장자리부와 우부 사이의 다수의 제1전극(166)에는 제1전압(V1)으로부터 제2전압(V2)으로 점차 증가하는 전압을 인가함으로써, 액정분자(164a)가 좌안화소(PL) 및 우안화소(PR) 각각의 내부에서 우부를 기준으로 비대칭적으로 재배열되도록 하여 액정층(164)이 우부를 기준으로 비대칭적인 원통형 렌즈(cylindrical lens)와 동일한 광학수단으로 작용하도록 할 수 있다.
이 경우, 시역생성패널(130)은, 표시패널(120)의 제3좌안영상 및 제3우안영상을 분리하여 각각 제3지점에 위치한 제3시청자의 좌안 및 우안에 전달할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 삼차원영상 표시장치(110)의 시역생성패널(130)은, 표시패널(120)이 표시하는 좌안영상 및 우안영상을 공간분할로 분리하는 프리즘 역할과, 표시패널(120)이 시분할로 표시하는 다수의 삼차원영상을 서로 상이한 지점으로 전달하는 렌즈 역할을 모두 수행한다.
여기서, 시역생성패널(130)은, 일반적인 원통형 렌즈뿐만 아니라 프레넬(Fresnel) 렌즈 등을 구현할 수도 있으며, TN(twist nematic) 모드, ECB(electrically controlled birefringence) 모드 또는 OCB(optically compensated bend) 모드를 가질 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 삼차원영상 표시장치에서는, 표시패널이 다수의 삼차원영상 각각의 좌안영상 및 우안영상을 시분할로 표시하고, 시역생성패널이 다수의 삼차원영상 각각의 좌안영상 및 우안영상을 시분할 및 공간분할로 다수의 지점에 위치하는 다수의 시청자의 좌안 및 우안으로 전달함으로써, 다수의 시청자가 각각 해상도 저하 없이 서로 상이한 다수의 삼차원영상을 시청할 수 있다.
또한, 액정패널을 이용하여 시역생성패널을 형성함으로써, 서로 상이한 지점에 위치하는 다수의 시청자에게 표시품질이 개선된 다수의 삼차원영상을 전달할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110: 삼차원영상 표시장치 120: 표시패널
130: 시역생성패널 140: 위치감지수단
150: 제어부

Claims (10)

  1. 제n표시구간 동안 제1좌안영상을 표시하고 제(n+1)표시구간 동안 제2좌안영상을 표시하는 좌안화소와, 상기 제n표시구간 동안 제1우안영상을 표시하고 상기 제(n+1)표시구간 동안 제2우안영상을 표시하는 우안화소를 포함하는 표시패널과;
    상기 제n표시구간 동안 상기 제1좌안영상 및 상기 제1우안영상을 분리하여 각각 제1시청자의 좌안 및 우안으로 전달하고, 상기 제(n+1)표시구간 동안 상기 제2좌안영상 및 상기 제2우안영상을 분리하여 각각 제2시청자의 좌안 및 우안으로 전달하는 시역생성패널과;
    상기 제1 및 제2시청자의 위치정보를 파악하는 위치감지수단과;
    상기 위치정보에 따라 상기 표시패널 및 상기 시역생성패널을 제어하는 제어부
    를 포함하는 삼차원영상 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 좌안화소는 제(n+2)표시구간 동안 제3좌안영상을 표시하고,
    상기 우안화소는 상기 제(n+2)표시구간 동안 제3우안영상을 표시하고,
    상기 시역생성패널은 상기 제(n+2)표시구간 동안 상기 제3좌안영상 및 상기 제3우안영상을 분리하여 각각 제3시청자의 좌안 및 우안으로 전달하는 삼차원영상 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 시역생성패널은,
    서로 마주보며 이격되는 제1 및 제2기판과;
    상기 제1기판의 내면의 상기 좌안화소 및 상기 우안화소 각각에 형성되는 다수의 제1전극과;
    상기 제2기판의 내면에 형성되는 제2전극과;
    상기 제1 및 제2기판 사이에 형성되는 액정층
    을 포함하는 삼차원영상 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 다수의 제1전극에는 상기 좌안화소 및 상기 우안화소 각각에서의 위치에 따라 제1 및 제2전압 사이에서 점차적으로 변화하는 형태의 화소전압이 인가되고,
    상기 제2전극에는 정전압인 공통전압이 인가되는 삼차원영상 표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 좌안화소 및 상기 우안화소 각각은 가장자리부, 좌부, 우부 및 중앙부로 구분되고,
    상기 화소전압은,
    상기 가장자리부에 대응해서는 상기 제1전압을 갖고 상기 중앙부에 대응해서는 상기 제2전압을 갖고 상기 가장자리부와 상기 중앙부 사이에 대응해서는 상기 제1전압으로부터 상기 제2전압으로 점차 증가하는 전압의 형태를 갖거나,
    상기 가장자리부에 대응해서는 상기 제1전압을 갖고 상기 좌부에 대응해서는 상기 제2전압을 갖고 상기 가장자리부와 상기 좌부 사이에 대응해서는 상기 제1전압으로부터 상기 제2전압으로 점차 증가하는 전압의 형태를 갖거나,
    상기 가장자리부에 대응해서는 상기 제1전압을 갖고 상기 우부에 대응해서는 상기 제2전압을 갖고 상기 가장자리부와 상기 우부 사이에 대응해서는 상기 제1전압으로부터 상기 제2전압으로 점차 증가하는 전압의 형태를 갖는 삼차원영상 표시장치.
  6. 위치감지수단이 제1 및 제2시청자의 위치정보를 파악하는 단계와;
    제n표시구간 동안, 표시패널의 좌안화소가 제1좌안영상을 표시하고, 상기 표시패널의 우안화소가 제1우안영상을 표시하는 단계와;
    제n표시구간 동안, 상기 제1시청자의 상기 위치정보에 따라 시역생성패널이 상기 제1좌안영상 및 상기 제1우안영상을 분리하여 각각 상기 제1시청자의 좌안 및 우안으로 전달하는 단계와;
    제(n+1)표시구간 동안, 상기 좌안화소가 제2좌안영상을 표시하고, 상기 우안화소가 제2우안영상을 표시하는 단계와;
    제(n+1)표시구간 동안, 상기 제2시청자의 상기 위치정보에 따라 상기 시역생성패널이 상기 제2좌안영상 및 상기 제2우안영상을 분리하여 각각 상기 제2시청자의 좌안 및 우안으로 전달하는 단계
    를 포함하는 삼차원영상 표시장치의 구동방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 위치감지수단이 제3시청자의 위치정보를 파악하는 단계와;
    제(n+2)표시구간 동안, 상기 좌안화소가 제3좌안영상을 표시하고, 상기 우안화소가 제3우안영상을 표시하는 단계와;
    상기 제(n+2)표시구간 동안, 상기 제3시청자의 위치정보에 따라 상기 시역생성패널이 상기 제3좌안영상 및 상기 제3우안영상을 분리하여 각각 상기 제3시청자의 좌안 및 우안으로 전달하는 단계
    를 더 포함하는 삼차원영상 표시장치의 구동방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 시역생성패널은,
    서로 마주보며 이격되는 제1 및 제2기판과;
    상기 제1기판의 내면의 상기 좌안화소 및 상기 우안화소 각각에 형성되는 다수의 제1전극과;
    상기 제2기판의 내면에 형성되는 제2전극과;
    상기 제1 및 제2기판 사이에 형성되는 액정층
    을 포함하는 삼차원영상 표시장치의 구동방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 다수의 제1전극에는 상기 좌안화소 및 상기 우안화소 각각에서의 위치에 따라 제1 및 제2전압 사이에서 점차적으로 변화하는 형태의 화소전압이 인가되고,
    상기 제2전극에는 정전압인 공통전압이 인가되는 삼차원영상 표시장치의 구동방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 좌안화소 및 상기 우안화소 각각은 가장자리부, 좌부, 우부 및 중앙부로 구분되고,
    상기 화소전압은,
    상기 가장자리부에 대응해서는 상기 제1전압을 갖고 상기 중앙부에 대응해서는 상기 제2전압을 갖고 상기 가장자리부와 상기 중앙부 사이에 대응해서는 상기 제1전압으로부터 상기 제2전압으로 점차 증가하는 전압의 형태를 갖거나,
    상기 가장자리부에 대응해서는 상기 제1전압을 갖고 상기 좌부에 대응해서는 상기 제2전압을 갖고 상기 가장자리부와 상기 좌부 사이에 대응해서는 상기 제1전압으로부터 상기 제2전압으로 점차 증가하는 전압의 형태를 갖거나,
    상기 가장자리부에 대응해서는 상기 제1전압을 갖고 상기 우부에 대응해서는 상기 제2전압을 갖고 상기 가장자리부와 상기 우부 사이에 대응해서는 상기 제1전압으로부터 상기 제2전압으로 점차 증가하는 전압의 형태를 갖는 삼차원영상 표시장치의 구동방법.
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