WO2024071545A1 - Display having non-uniform pixel density, manufacturing method therefor, and head-mounted display device comprising display - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a display with non-uniform pixel density, a manufacturing method thereof, and a head-mounted display device including the same. More specifically, it relates to a near-eye display capable of experiencing ultra-realistic virtual reality, which provides a high-resolution screen higher than human visual resolution.
- the present invention relates to a display having a non-uniform pixel density capable of reducing image capacity without reducing visually perceived resolution while providing a wide viewing angle, a method of manufacturing the same, and a head-mounted display device including the same.
- HMD head-mounted display
- Republic of Korea Patent Publication No. 10-2021-0130672 discloses a head-mounted display device that includes a panel that displays an image and a lens that refracts light generated from the panel and provides it to the eye.
- the pixels that generate light are all arranged uniformly, so pixels that match the resolution that can be implemented must be arranged throughout the panel. Additionally, when displaying a high-resolution image, the high-resolution image must be transmitted across the entire panel, but as the resolution increases, the image capacity increases, which increases the image processing or communication load.
- pixels must be uniformly arranged across the entire panel that displays the image to enable high-resolution image transmission.
- pixels must be arranged uniformly to enable high-resolution display across the entire display, but considering the actual user's viewing angle, pixels are arranged at high density even in areas where high-resolution display is not necessary.
- problems such as increased panel manufacturing costs.
- the technical problem of the present invention was conceived in this regard, and the purpose of the present invention is to provide a near-eye display that allows users to experience ultra-realistic virtual reality.
- the goal is to provide a display with non-uniform pixel density that can reduce image capacity without reduction and reduce manufacturing costs.
- Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing the display.
- Another object of the present invention is to provide a head mounted display device including the display.
- a display according to an embodiment for realizing the object of the present invention described above includes a panel unit and a driving unit.
- the panel portion is composed of a high-definition area with a relatively high pixel density, and a low-definition area with a lower pixel density than the high-definition area.
- the driving unit drives the panel unit.
- the separation distance between unit pixels formed in the high-definition area is smaller than the separation distance between unit pixels formed in the low-definition area.
- the low-definition area is divided into a first area having a pixel density lower than that of the high-definition area, and a second area having a lower pixel density than the first area, and is formed in the first area.
- the separation distance between unit pixels may be smaller than the separation distance between unit pixels formed in the second area.
- the driver may independently drive unit pixels of the high-definition area, the first area, and the second area.
- the driver may include first sub-drivers that independently drive each of the unit pixels in the high-definition area, second sub-drivers that independently drive each of the unit pixels in the first area, and It may include third sub-drivers that independently drive each unit pixel of the second area.
- the pixel density between unit pixels formed in the high-definition area is the same, and the pixel density between unit pixels formed in the low-definition area is an exponential function according to the distance from the center point of the high-definition area. It can be reduced in form.
- the high-definition area may be set in consideration of the movement range of the eye and the differential viewing range of the eye when the eye is directed to the center point of the high-definition area.
- the high-definition area may be set to an angle obtained by adding the maximum motion angle of the eye from the center point to the maximum discriminatory viewing angle of the eye.
- the panel portion may have a spherical, flat, or polygonal shape.
- the unit pixels may be arranged to be spaced apart from each other along a circumferential surface formed by the panel unit.
- it further includes a tracking unit that tracks the position of the eye, and the driving unit can drive the panel unit based on the position of the eye tracked by the tracking unit and the maximum discrimination viewing angle of the eye.
- the driver may drive only some of the unit pixels in an area outside the maximum discrimination viewing angle of the eye.
- the driving unit drives all unit pixels included in the maximum discrimination viewing angle of the eye, and drives unit pixels not included in the maximum discrimination viewing angle of the eye to have the same pixel density as an adjacent image quality area. You can.
- unit pixels may not be formed in a non-formation area, which is an area that deviates from the eye's viewing angle, based on the eye's viewing angle distribution.
- the high-definition area and the low-definition area may have an overall irregular elliptical shape.
- the area occupied by each unit pixel formed in the high-definition area may be equal to the area occupied by each unit pixel formed in the low-definition area.
- the unit pixel may include an organic light emitting diode (OLED) device or a Micro-LED device.
- OLED organic light emitting diode
- Micro-LED Micro-LED
- a display manufacturing method includes forming a panel portion by mounting unit pixels on a base substrate to have the same spacing; A step of stretching the base substrate differently for each high-definition region and the low-definition region and arranging unit pixels to have different separation distances for each region, wherein the amount of extension of the base substrate in the low-definition region is the amount of expansion of the base substrate in the high-definition region. It may be greater than the elongation amount of the substrate.
- the amount of stretching of the base substrate may be greater in the order of the second area of the low-quality area, the first area of the low-quality area, and the high-quality area.
- a head mounted display device includes the display and a mounting portion in which the display is mounted as a pair and forms a glasses frame.
- the user when the display is mounted on the user's face, the user secures the required viewing angle by moving the head without moving the eyeball, so that the image quality can be varied while tracking the movement state of the eyeball in real time.
- the function of the head mounted display device can be effectively implemented by simply designing the high-definition area and low-definition area into preset areas by considering the eye movement range and eye discrimination viewing angle without driving it.
- the driving method can be simplified by implementing .
- the position of the eye is additionally tracked and the image quality of the corresponding area is adjusted only within the range of the maximum discrimination viewing angle according to the eye position (for example, if it is a high-definition area, It is possible to provide a more focused display to the user by driving the display (at high definition), but outside the viewing angle range, at the video quality of the adjacent area (for example, if it is a high-definition area, then at the low-definition quality of the adjacent area).
- the panel part manufacturing process can be compared to the process of arranging pixels to have different arrangements from the initial state. It can be simplified, and through this, process efficiency and productivity can be improved.
- Figure 1 is a perspective view showing a head mounted display device according to an embodiment of the present invention.
- Figure 2 is a graph schematically showing the distribution of optic nerve density in the eye.
- FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the display of FIG. 1 considering the visual field of the eye.
- FIG. 4 is a schematic diagram showing a high-definition area and a low-definition area according to pixel density in the display of FIG. 3.
- FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of the pixel portion formation state of the panel portion along line II′ of FIG. 4 , spread out in a straight line for convenience of explanation.
- FIG. 6 is a graph for explaining another example of the pixel portion formation state of the panel portion of FIG. 4.
- FIG. 7 is a distribution diagram for explaining another example of the pixel portion formation state of the panel portion of FIG. 4.
- Figure 8 is a schematic diagram showing a display according to another embodiment of the present invention, taking into account the visual field of the eye.
- Figure 9 is a schematic diagram showing a display according to another embodiment of the present invention, taking into account the visual field of the eye.
- first area 220 second area
- driving unit 511 first sub driving unit
- base substrate 620 pixel portion
- first unit pixel 622 second unit pixel
- Figure 1 is a perspective view showing a head mounted display device according to an embodiment of the present invention.
- the head mounted display device 1 includes a display 10 and a mounting unit 50.
- the mounting unit 50 is a frame on which the display 10 is mounted. As shown, it is manufactured in the same shape as glasses or goggles, and the display 10 is mounted as a pair on the user's eye area.
- the mounting portion 50 is worn by the user to experience virtual reality (VR) or augmented reality (AR), and the display 10 can be used while worn like glasses or goggles. You experience the video displayed through the screen.
- VR virtual reality
- AR augmented reality
- the display 10 displays necessary images, and a pair may be produced identically, but the actual displayed images may be different depending on the image being implemented.
- a user experiences a displayed image while wearing such a head mounted display device 1, and at this time, the user's eyeballs may be directed to a desired position in the displayed image.
- the user may move the head to observe the image at a required position, and accordingly, the actual movement range of the eyeball itself may be relatively narrow.
- Figure 2 is a graph schematically showing the distribution of optic nerve density in the eye.
- cone cells are concentrated and distributed around the fovea, and as they deviate outward from the fovea, rod cells are distributed in a form that increases rapidly and then gradually decreases, and a blind spot exists in the ganglion area. do.
- the eye discerns substantially all colors within a range of approximately 30 degrees centered on the fovea. Considering this, it is sufficient for the resolution of the display to be high in the adjacent area centered on the fovea, and the resolution of the display in the outer area is sufficient. The resolution may be set relatively low.
- the display 10 in this embodiment is divided into a high-definition area that displays high resolution and a low-definition area that displays low resolution.
- the division of the high-definition area and the low-definition area is divided into It is necessary to consider the structure of
- FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the display of FIG. 1 considering the visual field of the eye.
- FIG. 4 is a schematic diagram showing a high-definition area and a low-definition area according to pixel density in the display of FIG. 3.
- the display 10 in this embodiment includes a hemispherical panel portion 600 having a semicircular cross-section as shown. Furthermore, the display 10 further includes a tracking unit 400 and a driving unit 500.
- the display 10 includes a high-definition area 100 in a predetermined area centered on a central point P, and a low-definition area 200 formed outside the high-definition area 100,
- the low-quality area 200 may be divided into a first area 21 and a second area 22.
- the fovea of the eye 20 is theoretically 45° in one direction from the central point P. It can be moved up to a range of . That is, the maximum eye movement angle A, which is the range in which the eye 20 can move, is approximately 45 degrees in one direction from the center point P.
- the center point P may be defined as the exact center point of the spherical display 10.
- the eye 20 when the eye 20 gazes at a specific position, it has a maximum discriminative viewing angle (C), that is, a clear viewing angle range (F), in a range of approximately 5 degrees centered on the gaze position, and the viewing angle (C) It is possible to identify the display displayed in the range of .
- C maximum discriminative viewing angle
- F clear viewing angle range
- the eye 20 adds 45°, which is the maximum range that can move in one direction from the center point (P), and 2.5°, which is the range of the maximum discrimination viewing angle (C) (the viewing angle in the inner direction overlaps).
- the actual display is observed in one area, the area corresponding to the range (B) of 47.5 degrees.
- a user wearing the display 10 having a hemispherical shape may move the eyeball 20 in all directions only up to a position (B) within a range of up to 47.5° from the center point (P).
- the range of 47.5° is illustrated in FIG. 3 as an angle formed in one direction along the circumference in a semicircle, but since the display 10 has a hemispherical shape, the range is 47.5° in all directions from the center point P. It is obvious that it is defined as a range formed along the circumference of .
- a range formed along a circumference of 47.5° in all directions from the center point P is defined as the high-definition area 100 of the display 10.
- the outside of the high-definition area 100, where the optic nerve is concentrated as described above and the displayed display is substantially observed by the eye is defined as the low-definition area 200 of the display 10, as shown in FIG. 4. .
- this low-definition area 200 even if the user moves the eyeball 20 in any direction while wearing the display 10, it is difficult to distinguish the display displayed through the eyeball 20. It is difficult, and as a result, the user does not feel any inconvenience even if the display is displayed at a relatively low image quality.
- the low-quality area 200 may be divided into a first area 210 and a second area 220 as shown in FIG. 4 . That is, the first area 210 is an area formed adjacent to the high-definition area 100, and the second area 220 is an area formed outside the first area 210.
- the first area 210 may be defined as, for example, an area deviating from 47.5°, which is the maximum angle from the center point P of the high-definition area 100, by a range of 12.5°, and Area 2 210 is the outside of the first area 210 and can be defined as an area ranging from 60° to 90° from the center point P.
- the ranges of the first region 210 and the second region 220 illustrated above are set illustratively in consideration of the density distribution of the optic nerve described with reference to FIG. 2, and the ranges may vary in various ways. .
- a high-definition area 100 is formed along the circumference in any direction from the center point P up to a range of 47.5 degrees, and from 47.5 degrees.
- a first area 210 of the low-quality area is formed up to 60°, and a second area 22 of the low-quality area is formed from 60° to 90°.
- the display 10 has different pixel densities depending on each region. That is, the high-definition area 100 is formed to have the highest pixel density, the first area is formed to have a lower pixel density than the high-definition area 100, and the second area is formed to have a lower pixel density than the first area. It is formed to have a lower pixel density.
- the degree of difference in pixel density in each area can be designed in various ways.
- the high-definition area 100 and the low-definition area 200 are divided, and the low-definition area 200 is divided into the first and second areas 210 and 220.
- the high-definition area is 1. It contains 2 areas and the low-quality area does not necessarily have to be divided into 2 areas.
- the high-definition area 100 can also be divided into two or more areas with different pixel densities.
- the low-quality area 200 may consist of only an area with one pixel density, or may be further subdivided into three or more areas with three or more different pixel densities.
- the tracking unit 400 is provided at a predetermined position on the display 10 and tracks the position of the eyeball 20.
- information on the position of the eyeball 20 is provided to the driving part 500, and the driving part 500 provides the positioning information of the eyeball 20.
- the display 10 can be driven by considering .
- the eye 20 when the eye 20 is directed to a specific position, the eye 20 is displayed in a range of 5 degrees, which is the maximum discriminative viewing angle (C), that is, the clear viewing angle (F), centered on the gaze position. It mainly identifies the display. Accordingly, the display displayed outside the range of the clear viewing angle (F) is only a peripheral display and does not need to be displayed at the same resolution as the display displayed within the range of the clear viewing angle (F).
- C maximum discriminative viewing angle
- F the clear viewing angle
- the driving unit 500 displays the image quality of the corresponding area only in the range of the clear viewing angle (F), and the clear viewing angle (F) In the range beyond F), the display can be displayed with the image quality of the adjacent area.
- the display that can be displayed in the high-definition area 100 is within the clear viewing angle (F) range based on the position of the eye 20.
- a display of maximum image quality is displayed, but in an area outside the clear viewing angle (F) range, the maximum image quality that can be displayed in the adjacent area, the first image quality 210, is displayed even if the corresponding area belongs to the high definition area 100.
- a high-quality display can be displayed.
- the clear viewing angle (F) By driving only some of the formed pixels in areas outside the range, power consumption in display can be further reduced and display driving efficiency can be improved.
- the driving unit 500 can drive the display 10 based on the position information of the eyeball 20 tracked by the tracking unit 400.
- the display 10 may be driven without considering the location information of the tracking unit 400, and this driving mode may be selected in consideration of the user's selection or the display usage environment.
- FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of the pixel portion formation state of the panel portion along line II′ of FIG. 4 , spread out in a straight line for convenience of explanation.
- FIGS. 3 and 4 the panel unit 600 of the display 10 is described as having a hemispherical shape. However, for convenience of explanation of the arrangement of pixel units formed in the panel unit 600, FIG. As shown in Figure 5, the panel portion 600 is shown unfolded in a planar shape.
- the panel unit 600 includes a base substrate 610 on which pixels, that is, pixels, are arranged, and a pixel unit 620 formed in a predetermined arrangement on the base substrate 610. .
- the pixels may be composed of a color filter and a liquid crystal layer, and a separate backlight to provide light must also be provided, but for convenience of explanation, It is explained schematically only in the form in which pixels are arranged.
- the panel unit 600 is composed of OLED or Micro-LED
- the pixel is composed of an OLED device or Micro-LED device that emits light, and components other than the above devices are not shown for convenience of explanation. do.
- the pixel unit 620 in this embodiment includes a Micro-LED element.
- the panel unit 600 will be described by way of example as consisting of a Micro-LED, but other TFT-LCD It is clear that the pixel portion can be formed in the same arrangement method in the case of a panel or OLED panel.
- the pixel unit 620 includes first unit pixels 621 arranged in the high-definition area 100, second unit pixels 622 arranged in the first area 210 of the low-definition area 200, and third unit pixels 623 arranged in the second area 220 of the low-quality area 200.
- each unit pixel constituting the pixel unit 620 is individually connected to the sub-drivers, and the driving is individually controlled by the driving of each sub-driver.
- the driver 500 also includes first sub-drivers 511 that are individually connected to the first unit pixels 621 and individually drive the first unit pixels 621, and the second Second sub-drivers 512 are individually connected to the unit pixels 622 to individually drive the second unit pixels 622, and are individually connected to the third unit pixels 623 to drive the second unit pixels 622. It includes third sub-drivers 513 that individually drive the third unit pixels 623.
- the driver 500 includes first signal lines 521 that transmit driving signals between the first unit pixels 621 and each of the first sub-drivers 511, and the second unit. Second signal lines 522 transmitting driving signals between the pixels 622 and each of the second sub-drivers 512, and the third unit pixels 623 and the third sub-drivers. (513) It includes third signal lines 523 that transmit driving signals between them.
- the driving of each unit pixel included in the panel unit 600 is individually controlled by each sub-driver, so each of the unit pixels that require driving is selectively selected. Since it is driven only by , the efficiency of display driving is improved. In particular, as described above, when the display 10 is driven based on the results of tracking the eye 20 by the tracking unit 400, effective driving can be implemented, thereby further improving the driving efficiency of the display. .
- each of the first unit pixels 621, each of the second unit pixels 622, and each of the third unit pixels 623 independently receive signals through sub-drivers and operate independently. It is sufficient to operate, and as shown, the sub-drivers may not necessarily be divided into first to third sub-drivers 511, 512, and 513 and arranged by region. That is, it is driven through one integrated driver, but each unit pixel 621, 622, and 623 may be configured to independently receive driving signals and operate independently.
- the high-definition area 100 is designed to have the highest pixel density, the first area 210 has the lowest pixel density, and finally, the second area 220 has the lowest pixel density.
- the separation distance d1 between adjacent first unit pixels 621 formed in the high-definition area 100 is formed in the first area 210. It is smaller than the separation distance d2 between adjacent second unit pixels 622.
- the separation distance d2 between the adjacent second unit pixels 622 formed in the first area 210 is equal to the distance d2 between the adjacent third unit pixels 622 formed in the second area 220. (623) is smaller than the separation distance (d3) between them.
- each of the separation distances (d1, d2, d3) may vary depending on the design.
- the separation distances d1, d2, and d3 may be different from each other, but the area occupied by each of the first unit pixels 621 formed in the high-definition area 100 is in the first area 210.
- the area occupied by each of the second unit pixels 622 may be the same as the area occupied by each of the third unit pixels 623 formed in the second area 220 .
- each of the first to third unit pixels 621, 622, and 623 is a unit pixel with the same area and size. Only the relative arrangement relationship is different as described above, and each of them is the same. It may be composed of unit pixels in the form of
- the pixel densities in the areas can be formed differently. You can. Therefore, it can be produced with the resolution in the high-definition area and low-definition area already set to a preset range, thereby eliminating the complicated driving method of varying the resolution through actual driving, and improving the driving efficiency of the display. You can.
- the panel unit 600 when manufacturing the panel unit 600, it can be manufactured by mounting individual unit pixels in the high-definition area 200 and the low-definition area 200 to have a preset separation distance.
- a so-called kirigami structure can be applied. That is, if the base substrate 610 is a flexible or stretchable substrate that can be extended or stretched, in the initial state, all unit pixels are mounted to have the same spacing regardless of area, and then The base substrate 610 may be stretched differently for each region to form unit pixels with different spacing distances for each region.
- the base substrate is stretched differently for each region into the high-definition region 100 and the low-definition region 200, and the unit pixels are rearranged to have different spacing distances for each region.
- the stretching amount of the base substrate 610 for the low-definition region 200 is set to be larger than the stretching amount for the high-definition region 100, thereby performing greater stretching for the low-definition region. do.
- the second area 220 when expanding the base substrate 610, the second area 220 is stretched the most to create space between unit pixels.
- the separation distance between unit pixels is formed as the largest, the first area 210 is expanded to the next greatest extent to form the separation distance between unit pixels, and the high-definition area 100 is expanded to the minimum, or the initial state is maintained as is. By maintaining this, the separation distance between unit pixels can be formed as narrow as possible.
- FIG. 6 is a graph for explaining another example of the pixel portion formation state of the panel portion of FIG. 4.
- the arrangement of the pixel units 620 arranged in the panel unit 600 can be configured as a continuous arrangement that decreases with an exponential function, especially in the low-quality area 201.
- unit pixels are arranged to have the maximum pixel density that can be implemented.
- the displayed display deviates from the user's field of view, and in particular, the further away the low-quality region 201 is from the center point P, the further away it becomes from the user's field of view.
- the unit pixels of the low-quality area 201 may be arranged in an exponential form as shown in FIG. 6 in which the pixel density decreases as the distance from the center point P increases.
- the low-quality area 201 is not divided into a first area and a second area as in the previous example, and as the distance from the center point P increases, the pixel density increases in the form of an exponential function. Arranged to decrease, it is sufficient.
- FIG. 7 is a distribution diagram for explaining another example of the pixel portion formation state of the panel portion of FIG. 4.
- the high-definition area 100 described above is formed around the center point P, and the low-definition area 202 is It is formed outside the high-definition area 100.
- the low-definition area 202 may be formed to have an overall irregular oval shape and be long in both directions. That is, considering that the viewing angle of the eye 20 is longer in the left and right directions than in the up and down directions, the pixel portions of the panel unit are distributed only in the low image quality area 202, which is formed in an irregular oval shape. can do.
- pixel portions are not formed unnecessarily in the vertical direction where the viewing angle of the eye 20 is not formed, making it possible to facilitate manufacturing and reduce manufacturing costs.
- Figure 8 is a schematic diagram showing a display according to another embodiment of the present invention, taking into account the visual field of the eye.
- the display 20 according to this embodiment is substantially the same as the display 10 described with reference to FIGS. 1 to 7 except that the panel portion 601 is formed in the horizontal direction, and therefore has the same configuration.
- the same reference numbers are used for elements and duplicate descriptions are omitted.
- the panel portion 601 is formed in a planar shape to extend in the horizontal direction.
- the mounting portion of the head mounted display device on which the display 20 is mounted must also be designed so that a flat display is mounted.
- the range dividing the high-definition region and the low-definition region must be somewhat changed depending on the shape of the panel portion.
- the maximum eye movement angle (A') which is the maximum range in which the eyeball 20 can move, is at the point where the center line (X') extending from the center of the eyeball 20 intersects the panel portion 601 (S). ') is defined as.
- the maximum discriminative viewing angle (C') of the eye 20 is also defined as the point (T') where a line extending in consideration of the clear viewing angle range (F) intersects the panel portion 601.
- the high-definition area is set as a range (B') that extends from the center point (P) along the plane of the panel unit 601, passes through the intersection point (S'), and reaches the intersection point (T'). do.
- the point where the panel portion 601 meets a line extending from the viewing angle of the eyeball 20 is used as the reference point. You can set a high-definition area.
- Figure 9 is a schematic diagram showing a display according to another embodiment of the present invention, taking into account the visual field of the eye.
- the display 30 it is substantially the same as the display 10 described with reference to FIGS. 1 to 7 except that the panel portion 602 is formed in a polygonal shape, so it is the same
- the same reference numbers are used for components and overlapping descriptions are omitted.
- the panel portion 602 is formed in a multi-faceted shape. That is, it is a structure in which planar unit panels are continuously connected to form a predetermined angle, and may have an overall curvature similar to a hemispherical shape, but each unit panel is characterized by extending in a plane.
- the mounting portion of the head-mounted display device on which the display 30 is mounted must also be designed to accommodate the multi-faceted display.
- the range dividing the high-definition region and the low-definition region must be somewhat changed depending on the shape of the panel portion. This is substantially the same as what was described with reference to FIG. 8.
- the maximum eye movement angle (A") which is the maximum range in which the eyeball 20 can move, is the point where the center line (X") extending from the center of the eyeball 20 intersects the panel portion 602 (S ") is defined as.
- the maximum discriminative viewing angle (C") of the eye 20 is also defined as the point (T") where a line extending in consideration of the clear viewing angle range (F) intersects the panel portion 602.
- the high-definition area extends from the center point (P) along the polygonal plane of the panel portion 602, passes through the intersection point (S"), and has a range (B") from the intersection point (T"). is set to .
- the point where the panel portion 602 meets a line extending from the viewing angle of the eye 20 is used as the reference point. You can set a high-definition area.
- the low-definition area in the outer direction of the high-definition area is defined by considering the angle of the range to which the low-definition area illustrated in FIG. 4 belongs, and similarly extending the line forming the angle to intersect the panel portion. You can.
- a display can be manufactured by defining a high-definition area and a low-definition area for panel parts of various shapes, and presetting the pixel density based on this.
- the user when the display is mounted on the user's face, the user secures the necessary viewing angle by moving the head without moving the eyeball, thereby improving image quality while tracking the movement state of the eyeball in real time.
- the function of the head-mounted display device can be effectively implemented by simply designing the high-definition area and the low-definition area into preset areas by considering the eye movement range and eye discrimination viewing angle, rather than driving them differently.
- the driving method can be simplified by implementing .
- the position of the eye is additionally tracked and the image quality of the corresponding area is adjusted only within the range of the maximum discrimination viewing angle according to the eye position (for example, if it is a high-definition area, It is possible to provide a more focused display to the user by driving the display (at high definition), but outside the viewing angle range, at the video quality of the adjacent area (for example, if it is a high-definition area, then at the low-definition quality of the adjacent area).
- the panel part manufacturing process can be compared to the process of arranging pixels to have different arrangements from the initial state. It can be simplified, and through this, process efficiency and productivity can be improved.
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Abstract
The present invention relates to a display having a non-uniform pixel density, a manufacturing method therefor, and a head-mounted display device comprising the display, wherein the display comprises a panel unit and a drive unit. The panel unit comprises a high-definition area, having a relatively high pixel density, and a low-definition area, having a pixel density lower than the pixel density of the high-definition area. The driving unit drives the panel unit. The distance between unit pixels arranged in the high-definition area is shorter than the distance between unit pixels arranged in the low-definition area.
Description
본 발명은 비균일 화소밀도를 갖는 디스플레이, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 헤드 마운트 디스플레이 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 초실감 가상현실을 경험할 수 있는 근안 디스플레이로서, 인간의 시각 분해능 이상의 고해상도 화면을 넓은 시야각으로 제공하면서도 시각으로 인지되는 해상도의 저감없이 이미지 용량을 저감할 수 있는 비균일 화소밀도를 갖는 디스플레이, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 헤드 마운트 디스플레이 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a display with non-uniform pixel density, a manufacturing method thereof, and a head-mounted display device including the same. More specifically, it relates to a near-eye display capable of experiencing ultra-realistic virtual reality, which provides a high-resolution screen higher than human visual resolution. The present invention relates to a display having a non-uniform pixel density capable of reducing image capacity without reducing visually perceived resolution while providing a wide viewing angle, a method of manufacturing the same, and a head-mounted display device including the same.
최근 가상현실 관련 기술이 상용화됨에 따라, 이러한 가상현실 콘텐츠를 즐길 수 있는 헤드 마운트 디스플레이(head mount display, HMD) 관련 기술도 다양하게 개발되고 있다. As virtual reality-related technology has recently been commercialized, a variety of head-mounted display (HMD)-related technologies that allow users to enjoy virtual reality content are also being developed.
예를 들어, 대한민국 공개특허 제10-2021-0130672호에서는 헤드 마운트 디스플레이 장치로서, 화상을 구현하는 패널과, 패널에서 발생하는 광을 굴절시키며 안구로 제공하는 렌즈를 포함하는 구성을 개시하고 있다. For example, Republic of Korea Patent Publication No. 10-2021-0130672 discloses a head-mounted display device that includes a panel that displays an image and a lens that refracts light generated from the panel and provides it to the eye.
그러나, 상기 화상을 구현하는 패널에서는 광을 발생시키는 픽셀의 배열은 모두 균일하게 배열되는 것으로, 구현할 수 있는 해상도에 부합하는 픽셀을 패널 전체에 배열하여야 한다. 또한, 고해상도의 영상을 디스플레이하는 경우, 패널 전체에 고해상도의 영상을 송출해야 하는데, 해상도가 높을수록 이미지 용량이 증가하여 영상의 처리나 통신 부하가 증가하는 문제가 있다. However, in the panel that implements the image, the pixels that generate light are all arranged uniformly, so pixels that match the resolution that can be implemented must be arranged throughout the panel. Additionally, when displaying a high-resolution image, the high-resolution image must be transmitted across the entire panel, but as the resolution increases, the image capacity increases, which increases the image processing or communication load.
이에, 대한민국 등록특허 제10-2256706호에서는 헤드 마운트 디스플레이에 포비티드 랜더링을 적용하여, 특정 위치를 기준으로 주변부에는 해상도가 낮은 왜곡된 이미지를 송출하여, 상대적으로 영상의 처리나 통신 부하를 감소시키는 기술이 개발되고 있다. Accordingly, in Republic of Korea Patent No. 10-2256706, foveated rendering is applied to a head-mounted display, and a distorted image with low resolution is transmitted to the peripheral area based on a specific location, thereby relatively reducing the image processing or communication load. Technology is being developed.
다만, 이러한 포비티드 랜더링 기술에 있어서도, 전체적으로 영상을 디스플레이하는 패널 전체에는 고해상도의 영상 송출이 가능하도록 픽셀을 균일하게 배열하여야 하는 것은 동일하다. However, even in this foveated rendering technology, pixels must be uniformly arranged across the entire panel that displays the image to enable high-resolution image transmission.
이상과 같이, 현재 개발되고 있는 헤드 마운트 디스플레이에서는, 디스플레이 전체에 고해상도 디스플레이가 가능하도록 픽셀을 균일하게 배열하여야 하는데, 실제 사용자의 시야각을 고려할 때 고해상도 디스플레이를 구현할 필요가 없는 영역까지 픽셀을 고밀도로 배열하여야 하며, 이에 따른 패널 제조 단가가 증가하는 등의 문제가 있다. As above, in the head-mounted display currently being developed, pixels must be arranged uniformly to enable high-resolution display across the entire display, but considering the actual user's viewing angle, pixels are arranged at high density even in areas where high-resolution display is not necessary. However, there are problems such as increased panel manufacturing costs.
관련 선행기술문헌으로는 대한민국 공개특허 제10-2021-0130672호 및 대한민국 등록특허 제10-2256706호가 있다. Related prior art documents include Republic of Korea Patent Publication No. 10-2021-0130672 and Republic of Korea Registered Patent No. 10-2256706.
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 초실감 가상현실을 경험할 수 있는 근안 디스플레이로서, 인간의 시각 분해능 이상의 고해상도 화면을 넓은 시야각으로 제공하면서도 시각으로 인지되는 해상도의 저감없이 이미지 용량을 저감할 수 있으며, 제조 비용을 절감할 수 있는 비균일 화소밀도를 갖는 디스플레이를 제공하는 것이다. Accordingly, the technical problem of the present invention was conceived in this regard, and the purpose of the present invention is to provide a near-eye display that allows users to experience ultra-realistic virtual reality. The goal is to provide a display with non-uniform pixel density that can reduce image capacity without reduction and reduce manufacturing costs.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 디스플레이의 제조방법을 제공하는 것이다. Additionally, another object of the present invention is to provide a method of manufacturing the display.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상기 디스플레이를 포함하는 헤드 마운트 디스플레이 장치를 제공하는 것이다. Additionally, another object of the present invention is to provide a head mounted display device including the display.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 의한 디스플레이는 패널부 및 구동부를 포함한다. 상기 패널부는 상대적으로 높은 화소밀도를 가지는 고화질 영역, 및 상기 고화질 영역보다 낮은 화소밀도를 가지는 저화질 영역으로 구성된다. 상기 구동부는 상기 패널부를 구동한다. 상기 고화질 영역에 형성되는 단위 픽셀들 사이의 이격 거리는, 상기 저화질 영역에 형성되는 단위 픽셀들 사이의 이격 거리보다 작다. A display according to an embodiment for realizing the object of the present invention described above includes a panel unit and a driving unit. The panel portion is composed of a high-definition area with a relatively high pixel density, and a low-definition area with a lower pixel density than the high-definition area. The driving unit drives the panel unit. The separation distance between unit pixels formed in the high-definition area is smaller than the separation distance between unit pixels formed in the low-definition area.
일 실시예에서, 상기 저화질 영역은, 상기 고화질 영역의 화소밀도보다는 낮은 화소밀도를 가지는 제1 영역, 및 상기 제1 영역보다 낮은 화소밀도를 가지는 제2 영역으로 구분되며, 상기 제1 영역에 형성되는 단위 픽셀들 사이의 이격 거리는, 상기 제2 영역에 형성되는 단위 픽셀들 사이의 이격 거리보다 작을 수 있다. In one embodiment, the low-definition area is divided into a first area having a pixel density lower than that of the high-definition area, and a second area having a lower pixel density than the first area, and is formed in the first area. The separation distance between unit pixels may be smaller than the separation distance between unit pixels formed in the second area.
일 실시예에서, 상기 구동부는, 상기 고화질 영역, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역의 단위 픽셀들을 독립적으로 구동할 수 있다. In one embodiment, the driver may independently drive unit pixels of the high-definition area, the first area, and the second area.
일 실시예에서, 상기 구동부는, 상기 고화질 영역의 단위 픽셀들 각각을 독립적으로 구동하는 제1 서브 구동부들, 상기 제1 영역의 단위 픽셀들 각각을 독립적으로 구동하는 제2 서브 구동부들, 및 상기 제2 영역의 단위 픽셀들 각각을 독립적으로 구동하는 제3 서브 구동부들을 포함할 수 있다. In one embodiment, the driver may include first sub-drivers that independently drive each of the unit pixels in the high-definition area, second sub-drivers that independently drive each of the unit pixels in the first area, and It may include third sub-drivers that independently drive each unit pixel of the second area.
일 실시예에서, 상기 고화질 영역에 형성되는 단위 픽셀들 사이의 화소밀도는 서로 동일하고, 상기 저화질 영역에 형성되는 단위 픽셀들 사이의 화소밀도는, 상기 고화질 영역의 중심점으로부터의 거리에 따라 지수함수 형태로 감소할 수 있다. In one embodiment, the pixel density between unit pixels formed in the high-definition area is the same, and the pixel density between unit pixels formed in the low-definition area is an exponential function according to the distance from the center point of the high-definition area. It can be reduced in form.
일 실시예에서, 상기 고화질 영역은, 안구가 상기 고화질 영역의 중심점을 향하는 경우, 상기 안구의 운동 범위와 상기 안구의 변별 시야 범위를 고려하여 설정될 수 있다. In one embodiment, the high-definition area may be set in consideration of the movement range of the eye and the differential viewing range of the eye when the eye is directed to the center point of the high-definition area.
일 실시예에서, 상기 고화질 영역은, 상기 중심점으로부터 상기 안구의 최대 운동각에 상기 안구의 최대변별시야각을 합산한 각도로 설정될 수 있다. In one embodiment, the high-definition area may be set to an angle obtained by adding the maximum motion angle of the eye from the center point to the maximum discriminatory viewing angle of the eye.
일 실시예에서, 상기 패널부는, 구면형, 평면형 또는 다면형 형상을 가질 수 있다. In one embodiment, the panel portion may have a spherical, flat, or polygonal shape.
일 실시예에서, 상기 패널부가 반구형 형상인 경우, 상기 단위 픽셀들은 상기 패널부가 형성하는 원주면을 따라 서로 이격되도록 배열될 수 있다. In one embodiment, when the panel unit has a hemispherical shape, the unit pixels may be arranged to be spaced apart from each other along a circumferential surface formed by the panel unit.
일 실시예에서, 상기 안구의 위치를 추적하는 추적부를 더 포함하며, 상기 구동부는, 상기 추적부에서 추적된 안구의 위치와 상기 안구의 최대변별 시야각을 바탕으로 상기 패널부를 구동할 수 있다. In one embodiment, it further includes a tracking unit that tracks the position of the eye, and the driving unit can drive the panel unit based on the position of the eye tracked by the tracking unit and the maximum discrimination viewing angle of the eye.
일 실시예에서, 상기 구동부는, 상기 안구의 최대변별 시야각의 범위를 벗어나는 영역에서는 단위 픽셀들 중 일부만 구동시킬 수 있다. In one embodiment, the driver may drive only some of the unit pixels in an area outside the maximum discrimination viewing angle of the eye.
일 실시예에서, 상기 구동부는, 상기 안구의 최대 변별 시야각에 포함되는 단위 픽셀들은 모두 구동하고, 상기 안구의 최대 변별 시야각에 포함되지 않는 단위 픽셀들은 인접 화질 영역과 동일한 화소밀도를 가지도록 구동할 수 있다. In one embodiment, the driving unit drives all unit pixels included in the maximum discrimination viewing angle of the eye, and drives unit pixels not included in the maximum discrimination viewing angle of the eye to have the same pixel density as an adjacent image quality area. You can.
일 실시예에서, 상기 패널부에서, 안구의 시야각 분포를 바탕으로, 안구의 시야각으로부터 벗어나는 영역인 비형성 영역에는 단위 픽셀들이 형성되지 않을 수 있다. In one embodiment, in the panel unit, unit pixels may not be formed in a non-formation area, which is an area that deviates from the eye's viewing angle, based on the eye's viewing angle distribution.
일 실시예에서, 상기 고화질 영역 및 상기 저화질 영역은 전체적으로 비정형 타원 형상을 가질 수 있다. In one embodiment, the high-definition area and the low-definition area may have an overall irregular elliptical shape.
일 실시예에서, 상기 고화질 영역에 형성되는 단위 픽셀들 각각이 차지하는 면적은, 상기 저화질 영역에 형성되는 단위 픽셀들 각각이 차지하는 면적과 동일할 수 있다. In one embodiment, the area occupied by each unit pixel formed in the high-definition area may be equal to the area occupied by each unit pixel formed in the low-definition area.
일 실시예에서, 상기 단위 픽셀은, OLED(Organic light emitting diode) 소자 또는 Micro-LED 소자를 포함할 수 있다. In one embodiment, the unit pixel may include an organic light emitting diode (OLED) device or a Micro-LED device.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 의한 디스플레이 제조방법은, 베이스 기판 상에 동일한 이격 간격을 가지도록 단위 픽셀들을 실장하여 패널부를 형성하는 단계; 상기 베이스 기판을 고화질 영역 및 저화질 영역별로 서로 다르게 신장하여 각 영역별로 서로 다른 이격 거리를 가지도록 단위 픽셀을 배열시키는 단계를 포함하며, 상기 저화질 영역에서 상기 베이스 기판의 신장량이 상기 고화질 영역에서 상기 베이스 기판의 신장량보다 클 수 있다. A display manufacturing method according to an embodiment for realizing another object of the present invention described above includes forming a panel portion by mounting unit pixels on a base substrate to have the same spacing; A step of stretching the base substrate differently for each high-definition region and the low-definition region and arranging unit pixels to have different separation distances for each region, wherein the amount of extension of the base substrate in the low-definition region is the amount of expansion of the base substrate in the high-definition region. It may be greater than the elongation amount of the substrate.
일 실시예에서, 상기 베이스 기판을 신장하는 경우, 상기 베이스 기판의 신장량은 상기 저화질 영역의 제2 영역, 상기 저화질 영역의 제1 영역 및 상기 고화질 영역의 순서로 클 수 있다. In one embodiment, when the base substrate is stretched, the amount of stretching of the base substrate may be greater in the order of the second area of the low-quality area, the first area of the low-quality area, and the high-quality area.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 의한 헤드 마운트 디스플레이 장치는 상기 디스플레이, 및 상기 디스플레이가 한 쌍으로 장착되며, 안경 프레임을 형성하는 장착부를 포함한다. A head mounted display device according to an embodiment for realizing another object of the present invention described above includes the display and a mounting portion in which the display is mounted as a pair and forms a glasses frame.
본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이가 사용자의 안면에 장착된 경우 사용자는 안구를 이동시키지 않고 머리를 이동하는 것으로 필요한 시야각을 확보하므로, 안구의 이동상태를 실시간으로 추적하면서 화질을 서로 다르도록 구동시키지 않고, 단순히 안구의 운동범위 및 안구의 변별 시야각을 고려하여 고화질 영역 및 저화질 영역을 기 설정된 영역으로 설계하는 것으로도, 헤드 마운트 디스플레이 장치의 기능을 효과적으로 구현할 수 있다. According to embodiments of the present invention, when the display is mounted on the user's face, the user secures the required viewing angle by moving the head without moving the eyeball, so that the image quality can be varied while tracking the movement state of the eyeball in real time. The function of the head mounted display device can be effectively implemented by simply designing the high-definition area and low-definition area into preset areas by considering the eye movement range and eye discrimination viewing angle without driving it.
이는, 종래 고화질 영역과 저화질 영역으로 구분되는 디스플레이에서, 실제 화소의 밀도는 동일하게 형성되면서 구동방법을 가변시키며 서로 다른 해상도를 구현한 것과 달리, 고화질 영역과 저화질 영역의 화소밀도를 초기부터 서로 다르게 설계하는 것으로, 종래 기술과 대비하여 복잡한 구동방법을 단순화하여 설계 및 제작의 편의성이 향상되고, 제작비용을 절감할 수 있다. This is different from the conventional display that is divided into a high-definition area and a low-definition area, where the actual pixel density is formed to be the same and the driving method is varied to implement different resolutions. By designing it, the convenience of design and manufacturing can be improved and manufacturing costs can be reduced by simplifying the complex driving method compared to the conventional technology.
즉, 고화질 영역과 제1 및 제2 영역들로 구분되는 저화질 영역에 형성되는 단위 픽셀들의 이격 거리를 서로 다르게 설정하고, 각 단위 픽셀들을 독립적으로 서브 구동부를 통해 구동시킴으로써, 상시 고화질, 상시 저화질 영역을 구현하는 것으로 구동방법을 단순화할 수 있다. That is, by setting the separation distances of unit pixels formed in the high-definition area and the low-definition area divided into the first and second areas to be different from each other and driving each unit pixel independently through the sub-driver, the always high-definition and always low-definition areas The driving method can be simplified by implementing .
나아가, 안구의 시야각 분포상, 시야각으로부터 벗어나는 영역에는 단위 픽셀들을 형성하지 않음으로써, 이러한 제작 및 설계의 편의성이나 제작 비용의 절감을 도모할 수 있다. Furthermore, by not forming unit pixels in areas that deviate from the viewing angle due to the distribution of the viewing angle of the eye, convenience in manufacturing and design and reduction in manufacturing costs can be achieved.
물론, 기 설정된 고화질 영역 및 저화질 영역의 화소밀도를 유지한 상태에서, 안구의 위치를 추가로 추적하여 안구 위치에 따른 최대변별 시야각의 범위 이내에서만 해당 영역의 화질로(예를 들어, 고화질 영역이면 그대로 고화질로) 구동하되, 상기 시야각 범위 이외에서는 인접 영역의 화질로(예를 들어, 고화질 영역이면 인접 영역인 저화질로) 구동함으로써, 사용자에게 보다 집중적인 디스플레이를 제공할 수도 있다. Of course, while maintaining the pixel density of the preset high-definition area and low-definition area, the position of the eye is additionally tracked and the image quality of the corresponding area is adjusted only within the range of the maximum discrimination viewing angle according to the eye position (for example, if it is a high-definition area, It is possible to provide a more focused display to the user by driving the display (at high definition), but outside the viewing angle range, at the video quality of the adjacent area (for example, if it is a high-definition area, then at the low-definition quality of the adjacent area).
나아가, 신장 가능한 베이스 기판을 통해 상기와 같이 영역별로 서로 다른 이격 거리를 가지는 픽셀들을 배열시킬 수 있으므로, 초기 상태부터 서로 다른 배열을 가지도록 픽셀을 배열하는 공정과 대비하여, 패널부의 제조 공정을 보다 단순화할 수 있으며, 이를 통해 공정효율 및 생산성을 향상시킬 수 있다. Furthermore, since pixels having different spacing distances can be arranged in each region as described above through the stretchable base substrate, the panel part manufacturing process can be compared to the process of arranging pixels to have different arrangements from the initial state. It can be simplified, and through this, process efficiency and productivity can be improved.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 헤드 마운트 디스플레이 장치를 도시한 사시도이다. Figure 1 is a perspective view showing a head mounted display device according to an embodiment of the present invention.
도 2는 안구의 시신경 밀도 분포를 모식화하여 도시한 그래프이다. Figure 2 is a graph schematically showing the distribution of optic nerve density in the eye.
도 3은 도 1의 디스플레이를 안구의 시야 범위를 고려하여 도시한 모식도이다. FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the display of FIG. 1 considering the visual field of the eye.
도 4는 도 3의 디스플레이에서 화소 밀도에 따른 고화질 영역 및 저화질 영역을 도시한 모식도이다. FIG. 4 is a schematic diagram showing a high-definition area and a low-definition area according to pixel density in the display of FIG. 3.
도 5는 도 4의 I-I' 선을 따른 패널부의 픽셀부 형성 상태의 일 예를 설명의 편의를 위해 직선으로 펼쳐 도시한 모식도이다. FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of the pixel portion formation state of the panel portion along line II′ of FIG. 4 , spread out in a straight line for convenience of explanation.
도 6은 도 4의 패널부의 픽셀부 형성 상태의 다른 예를 설명하기 위한 그래프이다. FIG. 6 is a graph for explaining another example of the pixel portion formation state of the panel portion of FIG. 4.
도 7은 도 4의 패널부의 픽셀부 형성 상태의 또 다른 예를 설명하기 위한 분포도이다. FIG. 7 is a distribution diagram for explaining another example of the pixel portion formation state of the panel portion of FIG. 4.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 디스플레이를 안구의 시야 범위를 고려하여 도시한 모식도이다. Figure 8 is a schematic diagram showing a display according to another embodiment of the present invention, taking into account the visual field of the eye.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 디스플레이를 안구의 시야 범위를 고려하여 도시한 모식도이다. Figure 9 is a schematic diagram showing a display according to another embodiment of the present invention, taking into account the visual field of the eye.
<부호의 설명><Explanation of symbols>
1 : 헤드 마운트 디스플레이 장치1: Head mounted display device
10, 20, 30 : 디스플레이 20 : 안구10, 20, 30: Display 20: Eyeball
100 : 고화질 영역 200, 201 : 저화질 영역100: High-definition area 200, 201: Low-definition area
210 : 제1 영역 220 : 제2 영역210: first area 220: second area
300 : 비형성 영역 400 : 추적부 300: unformed area 400: tracking part
500 : 구동부 511 : 제1 서브 구동부500: driving unit 511: first sub driving unit
512 : 제2 서브 구동부 513 : 제3 서브 구동부512: second sub-drive unit 513: third sub-drive unit
521 : 제1 신호라인 522 : 제2 신호라인521: 1st signal line 522: 2nd signal line
523 : 제3 신호라인 600, 601, 602 : 패널부 523: Third signal line 600, 601, 602: Panel section
610 : 베이스 기판 620 : 픽셀부 610: base substrate 620: pixel portion
621 : 제1 단위 픽셀 622 : 제2 단위 픽셀 621: first unit pixel 622: second unit pixel
623 : 제3 단위 픽셀 623: Third unit pixel
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. Since the present invention can be subject to various changes and can have various forms, embodiments will be described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosed form, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention. While describing each drawing, similar reference numerals are used for similar components. Terms such as first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. The terms used in this application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In this application, terms such as “comprise” or “consist of” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless explicitly defined in the present application, should not be interpreted in an ideal or excessively formal sense. No.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the attached drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 헤드 마운트 디스플레이 장치를 도시한 사시도이다. Figure 1 is a perspective view showing a head mounted display device according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 헤드 마운트 디스플레이 장치(1)는 디스플레이(10) 및 장착부(50)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the head mounted display device 1 according to this embodiment includes a display 10 and a mounting unit 50.
상기 장착부(50)는 상기 디스플레이(10)가 장착되는 프레임인 것으로, 도시된 바와 같이 안경이나 고글과 같은 형상으로 제작되어, 사용자의 안구 부분에는 상기 디스플레이(10)가 한 쌍으로 장착된다. The mounting unit 50 is a frame on which the display 10 is mounted. As shown, it is manufactured in the same shape as glasses or goggles, and the display 10 is mounted as a pair on the user's eye area.
또한, 상기 장착부(50)는 사용자가 가상현실(virtual reality, VR) 또는 증강현실(augmented reality, AR)을 경험하기 위해 착용하는 것으로, 안경이나 고글과 같이 착용한 상태에서 상기 디스플레이(10)를 통해 표시되는 영상을 체험하게 된다. In addition, the mounting portion 50 is worn by the user to experience virtual reality (VR) or augmented reality (AR), and the display 10 can be used while worn like glasses or goggles. You experience the video displayed through the screen.
상기 디스플레이(10)는 필요한 영상을 표시하는 것으로, 한 쌍이 동일하게 제작될 수 있으나, 구현되는 영상에 따라 실제 표시되는 영상은 서로 다를 수 있다. The display 10 displays necessary images, and a pair may be produced identically, but the actual displayed images may be different depending on the image being implemented.
일반적으로, 사용자는 이러한 헤드 마운트 디스플레이 장치(1)를 착용한 상태에서, 표시되는 영상을 체험하게 되는데, 이 때, 사용자의 안구는 표시되는 영상에서 필요한 위치를 향할 수 있다. 다만, 헤드 마운트 디스플레이 장치(1)의 특성상, 사용자는 필요한 위치의 영상을 관찰하기 위해 머리를 움직일 수도 있으며, 이에 따라 안구 자체의 실질적인 이동 범위는 상대적으로 좁을 수 있다. In general, a user experiences a displayed image while wearing such a head mounted display device 1, and at this time, the user's eyeballs may be directed to a desired position in the displayed image. However, due to the characteristics of the head mounted display device 1, the user may move the head to observe the image at a required position, and accordingly, the actual movement range of the eyeball itself may be relatively narrow.
상기 디스플레이(10)에 대한 구체적인 설명은 도면을 참조하여 후술한다. A detailed description of the display 10 will be described later with reference to the drawings.
도 2는 안구의 시신경 밀도 분포를 모식화하여 도시한 그래프이다. Figure 2 is a graph schematically showing the distribution of optic nerve density in the eye.
도 2를 참조하면, 일반적으로 안구는 중심와를 중심으로 원추세포가 집중되어 분포하며, 중심와로부터 외측으로 벗어나면서 간상세포는 급격하게 증가하였다가 점차 감소하는 형태로 분포하고, 신경절 부분에서는 맹점이 존재한다. Referring to Figure 2, in general, in the eye, cone cells are concentrated and distributed around the fovea, and as they deviate outward from the fovea, rod cells are distributed in a form that increases rapidly and then gradually decreases, and a blind spot exists in the ganglion area. do.
따라서, 안구는 상기 중심와를 중심으로 대략 30도 범위에서 실질적으로 모든 색상을 식별하는 것으로, 이를 고려할 때, 디스플레이의 해상도는 상기 중심와를 중심으로 한 인접 영역에서 높으면 충분하고, 외곽 영역에서의 디스플레이의 해상도는 상대적으로 낮게 설정되어도 무방하다. Therefore, the eye discerns substantially all colors within a range of approximately 30 degrees centered on the fovea. Considering this, it is sufficient for the resolution of the display to be high in the adjacent area centered on the fovea, and the resolution of the display in the outer area is sufficient. The resolution may be set relatively low.
즉, 본 실시예에서의 상기 디스플레이(10)는, 후술되는 바와 같이, 고 해상도를 표시하는 고화질 영역과, 저 해상도를 표시하는 저화질 영역으로 구분되는데, 이러한 고화질 영역과 저화질 영역의 구획은 상기 안구의 구조를 고려하는 것이 필요하다. That is, as will be described later, the display 10 in this embodiment is divided into a high-definition area that displays high resolution and a low-definition area that displays low resolution. The division of the high-definition area and the low-definition area is divided into It is necessary to consider the structure of
도 3은 도 1의 디스플레이를 안구의 시야 범위를 고려하여 도시한 모식도이다. 도 4는 도 3의 디스플레이에서 화소 밀도에 따른 고화질 영역 및 저화질 영역을 도시한 모식도이다. FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the display of FIG. 1 considering the visual field of the eye. FIG. 4 is a schematic diagram showing a high-definition area and a low-definition area according to pixel density in the display of FIG. 3.
도 3 및 도 4를 참조하면, 우선, 본 실시예에서의 상기 디스플레이(10)는 도시된 바와 같이 반원형의 단면을 가지는 반구형 패널부(600)를 포함한다. 나아가, 상기 디스플레이(10)는 추적부(400) 및 구동부(500)를 더 포함한다. Referring to FIGS. 3 and 4, first, the display 10 in this embodiment includes a hemispherical panel portion 600 having a semicircular cross-section as shown. Furthermore, the display 10 further includes a tracking unit 400 and a driving unit 500.
상기 디스플레이(10)는 단면도로 도시된 바와 같이, 중심점(P)을 중심으로 소정 영역의 고화질 영역(100), 상기 고화질 영역(100)의 외측으로 형성되는 저화질 영역(200)을 포함하며, 상기 저화질 영역(200)은 제1 영역(21)과 제2 영역(22)으로 구분될 수 있다. As shown in a cross-sectional view, the display 10 includes a high-definition area 100 in a predetermined area centered on a central point P, and a low-definition area 200 formed outside the high-definition area 100, The low-quality area 200 may be divided into a first area 21 and a second area 22.
이와 같이 상기 디스플레이(10)를 다양한 영역으로 구분하기 위해, 우선, 상기 디스플레이(10)를 착용한 사용자의 안구(20)의 위치를 고려할 필요가 있다. In order to divide the display 10 into various areas, it is necessary to first consider the position of the eyeballs 20 of the user wearing the display 10.
상기 디스플레이(10)가 구형 디스플레이이고, 상기 디스플레이(10)의 내측 중앙에 안구(20)가 위치하는 경우, 안구(20)의 상기 중심와는 이론적으로 상기 중심점(P)으로부터 일 측 방향으로 45˚의 범위까지 이동될 수 있다. 즉, 이러한 안구(20)의 이동할 수 있는 범위인 최대 안구 운동각(A)은 상기 중심점(P)으로부터 일 측 방향으로 대략 45˚의 범위이다. 이 경우, 상기 중심점(P)은 상기 구형 디스플레이(10)의 정중앙의 점(point)으로 정의될 수 있다. When the display 10 is a spherical display and the eye 20 is located in the inner center of the display 10, the fovea of the eye 20 is theoretically 45° in one direction from the central point P. It can be moved up to a range of . That is, the maximum eye movement angle A, which is the range in which the eye 20 can move, is approximately 45 degrees in one direction from the center point P. In this case, the center point P may be defined as the exact center point of the spherical display 10.
한편, 상기 안구(20)는, 특정 위치를 주시하는 경우, 주시하는 위치를 중심으로 대략 5˚의 범위만큼 최대 변별 시야각(C), 즉 선명 시야각 범위(F)를 가지며, 해당 시야각(C)의 범위에서 표시되는 디스플레이에 대한 식별이 가능하게 된다. On the other hand, when the eye 20 gazes at a specific position, it has a maximum discriminative viewing angle (C), that is, a clear viewing angle range (F), in a range of approximately 5 degrees centered on the gaze position, and the viewing angle (C) It is possible to identify the display displayed in the range of .
따라서, 상기 안구(20)는 상기 중심점(P)으로부터 일 측 방향으로 이동 가능한 최대 범위인 45˚에 상기 최대 변별 시야각(C)의 범위인 2.5˚(내측 방향으로의 시야각은 중첩됨)를 합산한 영역인 47.5˚의 범위(B)에 해당되는 영역에서 실질적으로 표시되는 디스플레이를 관찰하게 된다. Therefore, the eye 20 adds 45°, which is the maximum range that can move in one direction from the center point (P), and 2.5°, which is the range of the maximum discrimination viewing angle (C) (the viewing angle in the inner direction overlaps). The actual display is observed in one area, the area corresponding to the range (B) of 47.5 degrees.
즉, 반구형 형상의 상기 디스플레이(10)를 착용한 사용자는, 상기 안구(20)가 모든 방향으로 이동이 가능하다 하더라도, 상기 중심점(P)으로부터 최대 47.5˚의 범위에 해당되는 위치(B)까지만 표시되는 디스플레이를 주로 관찰하게 된다. 이 때, 상기 47.5˚의 범위는 도 3에서는 반원형에서 원주를 따른 일 방향으로 형성되는 각으로 예시하였으나, 상기 디스플레이(10)가 반구형 형상을 가지므로 상기 중심점(P)으로부터 모든 방향으로 47.5˚만큼의 원주를 따라 형성되는 범위로 정의됨은 자명하다. In other words, a user wearing the display 10 having a hemispherical shape may move the eyeball 20 in all directions only up to a position (B) within a range of up to 47.5° from the center point (P). You mainly observe the display. At this time, the range of 47.5° is illustrated in FIG. 3 as an angle formed in one direction along the circumference in a semicircle, but since the display 10 has a hemispherical shape, the range is 47.5° in all directions from the center point P. It is obvious that it is defined as a range formed along the circumference of .
이에 본 실시예에서는, 도 4에서와 같이, 상기 중심점(P)으로부터 모든 방향으로 47.5˚만큼의 원주를 따라 형성되는 범위를 상기 디스플레이(10)의 고화질 영역(100)으로 정의한다. Accordingly, in this embodiment, as shown in FIG. 4, a range formed along a circumference of 47.5° in all directions from the center point P is defined as the high-definition area 100 of the display 10.
한편, 상기와 같이 시신경이 집중되어, 표시되는 디스플레이가 실질적으로 안구에 의해 관찰되는 고화질 영역(100)의 외부에 대하여는, 도 4에서와 같이 상기 디스플레이(10)의 저화질 영역(200)으로 정의한다. Meanwhile, the outside of the high-definition area 100, where the optic nerve is concentrated as described above and the displayed display is substantially observed by the eye, is defined as the low-definition area 200 of the display 10, as shown in FIG. 4. .
즉, 이러한 상기 저화질 영역(200)에서는, 사용자가 상기 디스플레이(10)를 착용한 상태에서 안구(20)를 임의의 방향으로 이동시키더라도, 상기 안구(20)를 통해 표시되는 디스플레이를 변별하는 것이 어렵고, 이에 따라 상대적으로 낮은 화질로 디스플레이를 표시하더라도 사용자는 불편함을 느끼지 않는다. That is, in this low-definition area 200, even if the user moves the eyeball 20 in any direction while wearing the display 10, it is difficult to distinguish the display displayed through the eyeball 20. It is difficult, and as a result, the user does not feel any inconvenience even if the display is displayed at a relatively low image quality.
이러한 상기 저화질 영역(200)은, 도 4에서와 같이 제1 영역(210) 및 제2 영역(220)으로 구분될 수 있다. 즉, 상기 제1 영역(210)은 상기 고화질 영역(100)에 인접하여 형성되는 영역이며, 상기 제2 영역(220)은 상기 제1 영역(210)보다 외곽에 형성되는 영역이다. The low-quality area 200 may be divided into a first area 210 and a second area 220 as shown in FIG. 4 . That is, the first area 210 is an area formed adjacent to the high-definition area 100, and the second area 220 is an area formed outside the first area 210.
이 때, 상기 제1 영역(210)은, 예를 들어, 상기 고화질 영역(100)의 상기 중심점(P)으로부터의 최대각인 47.5˚로부터 12.5˚의 범위만큼 벗어난 영역으로 정의될 수 있고, 상기 제2 영역(210)은 상기 제1 영역(210)의 외곽으로서, 상기 중심점(P)으로부터 60˚의 범위로부터 90˚의 범위까지에 해당되는 영역으로 정의될 수 있다. At this time, the first area 210 may be defined as, for example, an area deviating from 47.5°, which is the maximum angle from the center point P of the high-definition area 100, by a range of 12.5°, and Area 2 210 is the outside of the first area 210 and can be defined as an area ranging from 60° to 90° from the center point P.
다만, 상기 예시한 제1 영역(210) 및 제2 영역(220)의 범위는 도 2를 참조하여 설명한 시신경의 밀도 분포를 고려하여 예시적으로 설정된 것으로, 해당 범위는 다양하게 가변될 수는 있다. However, the ranges of the first region 210 and the second region 220 illustrated above are set illustratively in consideration of the density distribution of the optic nerve described with reference to FIG. 2, and the ranges may vary in various ways. .
이상과 같이, 본 실시예에서의 상기 디스플레이(10)는, 반구형 형상을 가지는 경우, 중심점(P)으로부터 임의의 방향으로 원주를 따라 47.5˚범위까지는 고화질 영역(100)을 형성하고, 47.5˚로부터 60˚범위까지는 저화질 영역 중 제1 영역(210)을 형성하며, 60˚로부터 90˚범위까지는 저화질 영역 중 제2 영역(22)을 형성한다. As described above, when the display 10 in this embodiment has a hemispherical shape, a high-definition area 100 is formed along the circumference in any direction from the center point P up to a range of 47.5 degrees, and from 47.5 degrees. A first area 210 of the low-quality area is formed up to 60°, and a second area 22 of the low-quality area is formed from 60° to 90°.
이 때, 상기 디스플레이(10)는 상기 각 영역에 따라 서로 다른 화소밀도를 가진다. 즉, 상기 고화질 영역(100)은 가장 높은 화소밀도를 가지도록 형성되고, 상기 제1 영역은 상기 고화질 영역(100)보다 낮은 화소밀도를 가지도록 형성되며, 상기 제2 영역은 상기 제1 영역보다 더 낮은 화소밀도를 가지도록 형성된다. 물론, 상기 각 영역에서의 화소밀도의 차이의 정도는 다양하게 설계될 수 있다. At this time, the display 10 has different pixel densities depending on each region. That is, the high-definition area 100 is formed to have the highest pixel density, the first area is formed to have a lower pixel density than the high-definition area 100, and the second area is formed to have a lower pixel density than the first area. It is formed to have a lower pixel density. Of course, the degree of difference in pixel density in each area can be designed in various ways.
이러한 상기 디스플레이(10)의 각 영역에 따른 화소밀도의 차이를 구현하는 구조에 대하여는 후술한다. The structure that implements the difference in pixel density for each area of the display 10 will be described later.
한편, 상기에서는 고화질 영역(100)과 저화질 영역(200)이 구분되고, 저화질 영역(200)이 제1 및 제2 영역들(210, 220)로 구분되는 것을 예시하여 설명하였으나, 고화질 영역이 1개의 영역을 포함하고 저화질 영역이 반드시 2개의 영역으로 구분되어야 하는 것은 아니다. Meanwhile, in the above description, the high-definition area 100 and the low-definition area 200 are divided, and the low-definition area 200 is divided into the first and second areas 210 and 220. However, the high-definition area is 1. It contains 2 areas and the low-quality area does not necessarily have to be divided into 2 areas.
즉, 상기 고화질 영역(100)도 2개 이상의 서로 다른 화소밀도 차이를 가지는 영역들로 구분될 수 있다. 또한, 상기 저화질 영역(200)도 1개의 화소밀도를 가지는 영역으로만 구성되거나, 나아가 3개 이상의 서로 다른 화소밀도를 가지는 3개 이상의 영역들로 세분될 수도 있다. That is, the high-definition area 100 can also be divided into two or more areas with different pixel densities. Additionally, the low-quality area 200 may consist of only an area with one pixel density, or may be further subdivided into three or more areas with three or more different pixel densities.
상기 추적부(400)는 상기 디스플레이(10)의 소정의 위치에 구비되어, 상기 안구(20)의 위치를 추적한다. 이렇게 상기 추적부(400)를 통해 안구의 위치가 추적되면, 상기 안구(20)의 위치에 대한 정보를 상기 구동부(500)로 제공하고, 상기 구동부(500)에서는 상기 안구(20)의 위치 정보를 고려하여 상기 디스플레이(10)를 구동할 수 있다. The tracking unit 400 is provided at a predetermined position on the display 10 and tracks the position of the eyeball 20. When the position of the eyeball is tracked through the tracking unit 400, information on the position of the eyeball 20 is provided to the driving part 500, and the driving part 500 provides the positioning information of the eyeball 20. The display 10 can be driven by considering .
앞서 설명한 바와 같이, 상기 안구(20)가 특정 위치를 향하는 경우, 상기 안구(20)는 주시하는 위치를 중심으로 최대 변별 시야각(C), 즉 선명 시야각(F)인 5˚의 범위에서 표시되는 디스플레이를 주로 식별하게 된다. 따라서, 해당 선명 시야각(F)의 범위 외곽 범위에서는 표시되는 디스플레이는 주변 디스플레이에 불과하여 상기 선명 시야각(F)의 범위에서 표시되는 디스플레이와 동일한 해상도로 표시될 필요는 없다. As described above, when the eye 20 is directed to a specific position, the eye 20 is displayed in a range of 5 degrees, which is the maximum discriminative viewing angle (C), that is, the clear viewing angle (F), centered on the gaze position. It mainly identifies the display. Accordingly, the display displayed outside the range of the clear viewing angle (F) is only a peripheral display and does not need to be displayed at the same resolution as the display displayed within the range of the clear viewing angle (F).
따라서, 상기 추적부(400)를 통해 상기 안구(20)의 위치 정보가 제공되면, 상기 구동부(500)에서는, 상기 선명 시야각(F)의 범위에서만 해당 영역의 화질을 표시하고, 상기 선명 시야각(F)을 벗어나는 범위에서는 인접한 영역의 화질로 디스플레이를 표시할 수 있다. Therefore, when the location information of the eye 20 is provided through the tracking unit 400, the driving unit 500 displays the image quality of the corresponding area only in the range of the clear viewing angle (F), and the clear viewing angle (F) In the range beyond F), the display can be displayed with the image quality of the adjacent area.
예를 들어, 상기 안구(20)의 위치가 고화질 영역(100)에 속한다면, 상기 안구(20)의 위치를 기준으로 상기 선명 시야각(F) 범위에서는 상기 고화질 영역(100)에서 표시할 수 있는 최대 화질의 디스플레이를 표시하지만, 상기 선명 시야각(F) 범위를 벗어나는 영역에서는, 가사 해당 영역이 상기 고화질 영역(100)에 속하는 경우라도, 인접한 영역인 제1 화질(210)에서 표시할 수 있는 최대 화질의 디스플레이를 표시할 수 있다. For example, if the position of the eye 20 belongs to the high-definition area 100, the display that can be displayed in the high-definition area 100 is within the clear viewing angle (F) range based on the position of the eye 20. A display of maximum image quality is displayed, but in an area outside the clear viewing angle (F) range, the maximum image quality that can be displayed in the adjacent area, the first image quality 210, is displayed even if the corresponding area belongs to the high definition area 100. A high-quality display can be displayed.
그리하여, 상기 안구(20)의 위치를 고려하여 디스플레이의 해상도를 제어함으로써, 디스플레이의 표시에 있어 전력 소모를 최소화하면서도 사용자에게 충분한 정보를 제공할 수 있다. Therefore, by controlling the resolution of the display in consideration of the position of the eye 20, sufficient information can be provided to the user while minimizing power consumption in display.
특히, 본 실시예의 경우, 상기 디스플레이(10) 자체가 영역에 따라 고화질 및 저화질 영역으로 구분되는 상태에서, 즉 후술하겠으나, 화소의 밀도를 서로 다르게 형성한 상태에서, 추가로 상기 선명 시야각(F)의 범위를 벗어나는 영역에서는 형성된 화소들 중 일부만 구동시킴으로써, 디스플레이의 표시에 있어 전력 소모는 더욱 절감되면서, 디스플레이 구동의 효율성을 향상시킬 수 있다. In particular, in the case of this embodiment, in a state where the display 10 itself is divided into high-definition and low-definition regions depending on the region, that is, in a state in which pixel densities are formed differently, as will be described later, the clear viewing angle (F) By driving only some of the formed pixels in areas outside the range, power consumption in display can be further reduced and display driving efficiency can be improved.
상기 구동부(500)는 이상에서 설명한 바와 같이, 상기 추적부(400)로부터 추적되는 상기 안구(20)의 위치 정보를 바탕으로 상기 디스플레이(10)를 구동시킬 수 있다. As described above, the driving unit 500 can drive the display 10 based on the position information of the eyeball 20 tracked by the tracking unit 400.
이와 달리, 상기 추적부(400)의 위치정보를 고려하지 않고, 상기 디스플레이(10)를 구동시킬 수도 있으며, 이러한 구동 모드는 사용자의 선택이나 디스플레이의 사용 환경 등을 고려하여 선택될 수 있다. Alternatively, the display 10 may be driven without considering the location information of the tracking unit 400, and this driving mode may be selected in consideration of the user's selection or the display usage environment.
이러한 구동부(500)를 이용한 상기 디스플레이(10)의 구동에 대하여는 후술한다. Driving of the display 10 using the driving unit 500 will be described later.
도 5는 도 4의 I-I' 선을 따른 패널부의 픽셀부 형성 상태의 일 예를 설명의 편의를 위해 직선으로 펼쳐 도시한 모식도이다. FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of the pixel portion formation state of the panel portion along line II′ of FIG. 4 , spread out in a straight line for convenience of explanation.
즉, 도 3 및 도 4에서는 상기 디스플레이(10)의 패널부(600)가 반구형 형상을 가지는 것으로 설명하였으나, 상기 패널부(600)에 형성되는 픽셀부들의 배열에 대한 설명의 편의를 위해, 도 5에서와 같이 상기 패널부(600)를 평면 형상으로 펼친 상태로 도시하였다. That is, in FIGS. 3 and 4, the panel unit 600 of the display 10 is described as having a hemispherical shape. However, for convenience of explanation of the arrangement of pixel units formed in the panel unit 600, FIG. As shown in Figure 5, the panel portion 600 is shown unfolded in a planar shape.
도 5를 참조하면, 상기 패널부(600)는 픽셀, 즉 화소들이 배열되는 베이스 기판(610)과 상기 베이스 기판(610) 상에 소정의 배열을 가지면서 형성되는 픽셀부(620)를 포함한다. Referring to FIG. 5, the panel unit 600 includes a base substrate 610 on which pixels, that is, pixels, are arranged, and a pixel unit 620 formed in a predetermined arrangement on the base substrate 610. .
한편, 실제 패널부(600)를 구성하기 위해서는, TFT-LCD 패널의 경우 상기 픽셀은 컬러필터와 액정층으로 구성될 수 있으며, 이에 광을 제공하기 위한 별도의 백라이트도 구비되어야 하나, 설명의 편의상 픽셀이 배열되는 형태로만 도식화하여 설명한다. 나아가, 상기 패널부(600)가 OLED 또는 Micro-LED로 구성되는 경우, 상기 픽셀은 광을 발광하는 OLED 소자 또는 Micro-LED 소자로 구성되는 것으로, 상기 소자 외의 구성에 대하여는 설명의 편의상 도시를 생략한다. Meanwhile, in order to construct the actual panel unit 600, in the case of a TFT-LCD panel, the pixels may be composed of a color filter and a liquid crystal layer, and a separate backlight to provide light must also be provided, but for convenience of explanation, It is explained schematically only in the form in which pixels are arranged. Furthermore, when the panel unit 600 is composed of OLED or Micro-LED, the pixel is composed of an OLED device or Micro-LED device that emits light, and components other than the above devices are not shown for convenience of explanation. do.
바람직하게는, 본 실시예에서의 상기 픽셀부(620)는 Micro-LED 소자를 포함하는 것으로, 이하에서는 상기 패널부(600)가 Micro-LED로 구성되는 것을 예시하여 설명하지만, 기타 TFT-LCD 패널이나 OLED 패널의 경우도 동일한 배열 방식으로 픽셀부를 형성할 수 있음은 자명하다. Preferably, the pixel unit 620 in this embodiment includes a Micro-LED element. Hereinafter, the panel unit 600 will be described by way of example as consisting of a Micro-LED, but other TFT-LCD It is clear that the pixel portion can be formed in the same arrangement method in the case of a panel or OLED panel.
상기 픽셀부(620)는 상기 고화질 영역(100)에 배열되는 제1 단위 픽셀들(621), 상기 저화질 영역(200) 중 제1 영역(210)에 배열되는 제2 단위 픽셀들(622), 및 상기 저화질 영역(200) 중 제2 영역(220)에 배열되는 제3 단위 픽셀들(623)을 포함한다. The pixel unit 620 includes first unit pixels 621 arranged in the high-definition area 100, second unit pixels 622 arranged in the first area 210 of the low-definition area 200, and third unit pixels 623 arranged in the second area 220 of the low-quality area 200.
또한, 상기 픽셀부(620)를 구성하는 각각의 단위 픽셀들은, 서브 구동부들과 개별적으로 연결되어, 서브 구동부들 각각의 구동에 의해 개별적으로 구동이 제어된다. In addition, each unit pixel constituting the pixel unit 620 is individually connected to the sub-drivers, and the driving is individually controlled by the driving of each sub-driver.
이를 위해, 상기 구동부(500)도, 상기 제1 단위 픽셀들(621)과 개별적으로 연결되어 상기 제1 단위 픽셀들(621)을 개별적으로 구동시키는 제1 서브 구동부들(511), 상기 제2 단위 픽셀들(622)과 개별적으로 연결되어 상기 제2 단위 픽셀들(622)을 개별적으로 구동시키는 제2 서브 구동부들(512), 및 상기 제3 단위 픽셀들(623)과 개별적으로 연결되어 상기 제3 단위 픽셀들(623)을 개별적으로 구동시키는 제3 서브 구동부들(513)을 포함한다. To this end, the driver 500 also includes first sub-drivers 511 that are individually connected to the first unit pixels 621 and individually drive the first unit pixels 621, and the second Second sub-drivers 512 are individually connected to the unit pixels 622 to individually drive the second unit pixels 622, and are individually connected to the third unit pixels 623 to drive the second unit pixels 622. It includes third sub-drivers 513 that individually drive the third unit pixels 623.
나아가, 상기 구동부(500)는, 상기 제1 단위 픽셀들(621)과 상기 제1 서브 구동부들(511) 각각의 사이에서 구동신호를 전달하는 제1 신호라인들(521), 상기 제2 단위 픽셀들(622)과 상기 제2 서브 구동부들(512) 각각의 사이에서 구동신호를 전달하는 제2 신호라인들(522), 및 상기 제3 단위 픽셀들(623)과 상기 제3 서브 구동부들(513) 각각의 사이에서 구동신호를 전달하는 제3 신호라인들(523)을 포함한다. Furthermore, the driver 500 includes first signal lines 521 that transmit driving signals between the first unit pixels 621 and each of the first sub-drivers 511, and the second unit. Second signal lines 522 transmitting driving signals between the pixels 622 and each of the second sub-drivers 512, and the third unit pixels 623 and the third sub-drivers. (513) It includes third signal lines 523 that transmit driving signals between them.
이상과 같이, 상기 구동부(500)의 경우, 상기 패널부(600)에 포함되는 각각의 단위 픽셀들은 각각의 서브 구동부들에 의해 개별적으로 그 구동이 제어되므로, 구동이 필요한 단위 픽셀들 각각이 선택적으로만 구동되므로 디스플레이 구동의 효율성이 향상된다. 특히, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 추적부(400)의 안구(20) 추적의 결과를 바탕으로 디스플레이(10)를 구동하는 경우, 효과적인 구동을 구현할 수 있어 디스플레이의 구동의 효율성을 더욱 향상시킬 수 있다. As described above, in the case of the driver 500, the driving of each unit pixel included in the panel unit 600 is individually controlled by each sub-driver, so each of the unit pixels that require driving is selectively selected. Since it is driven only by , the efficiency of display driving is improved. In particular, as described above, when the display 10 is driven based on the results of tracking the eye 20 by the tracking unit 400, effective driving can be implemented, thereby further improving the driving efficiency of the display. .
이와 달리, 상기 제1 단위 픽셀들(621) 각각, 상기 제2 단위 픽셀들(622) 각각, 및 상기 제3 단위 픽셀들(623) 각각이, 서브 구동부들을 통해 독립적으로 신호를 인가받아 독립적으로 동작하면 충분하고, 도시된 바와 같이, 반드시 서브 구동부들도 제1 내지 제3 서브 구동부들(511, 512, 513)로 구분되어 영역별로 나뉘어 배치되지 않을 수 있다. 즉, 하나의 통합 구동부를 통해 구동되되, 각각의 단위픽셀들(621, 622, 623)이 독립적으로 구동신호를 인가받아 독립적으로 동작되도록 구성될 수도 있다. In contrast, each of the first unit pixels 621, each of the second unit pixels 622, and each of the third unit pixels 623 independently receive signals through sub-drivers and operate independently. It is sufficient to operate, and as shown, the sub-drivers may not necessarily be divided into first to third sub-drivers 511, 512, and 513 and arranged by region. That is, it is driven through one integrated driver, but each unit pixel 621, 622, and 623 may be configured to independently receive driving signals and operate independently.
본 실시예의 경우, 상기 고화질 영역(100)의 화소밀도가 가장 높고, 상기 제1 영역(210)의 화소밀도가 그 다음, 마지막으로 상기 제2 영역(220)의 화소밀도가 가장 낮게 설계된다. In this embodiment, the high-definition area 100 is designed to have the highest pixel density, the first area 210 has the lowest pixel density, and finally, the second area 220 has the lowest pixel density.
이를 위해, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 고화질 영역(100)에 형성되는 서로 인접하는 제1 단위 픽셀들(621) 사이의 이격거리(d1)가, 상기 제1 영역(210)에 형성되는 서로 인접하는 제2 단위 픽셀들(622) 사이의 이격거리(d2)보다 작다. 또한, 상기 제1 영역(210)에 형성되는 서로 인접하는 제2 단위 픽셀들(622) 사이의 이격거리(d2)가, 상기 제2 영역(220)에 형성되는 서로 인접하는 제3 단위 픽셀들(623) 사이의 이격거리(d3)보다 작다. To this end, as shown in FIG. 5, the separation distance d1 between adjacent first unit pixels 621 formed in the high-definition area 100 is formed in the first area 210. It is smaller than the separation distance d2 between adjacent second unit pixels 622. In addition, the separation distance d2 between the adjacent second unit pixels 622 formed in the first area 210 is equal to the distance d2 between the adjacent third unit pixels 622 formed in the second area 220. (623) is smaller than the separation distance (d3) between them.
이 때, 도 5를 통해서는 일 방향으로 배열되는 단위 픽셀들 사이의 거리에 대하여만 비교하여 도시하였으나, 도면에 수직인 방향으로 배열되는 단위 픽셀들 사이의 거리 역시 동일하게 형성될 수 있음은 자명하다. At this time, in Figure 5, only the distance between unit pixels arranged in one direction is shown for comparison, but it is obvious that the distance between unit pixels arranged in a direction perpendicular to the drawing can also be formed to be the same. do.
이 경우 상기 각각의 이격거리들(d1, d2, d3)의 세부적인 수치나 그 차이는 설계 사항으로 다양하게 가변될 수 있다. In this case, the detailed value or difference of each of the separation distances (d1, d2, d3) may vary depending on the design.
한편, 상기 이격거리들(d1, d2, d3)은 서로 다를 수 있으나, 상기 고화질 영역(100)에 형성되는 제1 단위 픽셀들(621) 각각이 차지하는 면적은, 상기 제1 영역(210)에 형성되는 제2 단위 픽셀들(622) 각각이 차지하는 면적은 물론 상기 제2 영역(220)에 형성되는 제3 단위 픽셀들(623) 각각이 차지하는 면적과 모두 동일하게 형성될 수 있다. Meanwhile, the separation distances d1, d2, and d3 may be different from each other, but the area occupied by each of the first unit pixels 621 formed in the high-definition area 100 is in the first area 210. The area occupied by each of the second unit pixels 622 may be the same as the area occupied by each of the third unit pixels 623 formed in the second area 220 .
즉, 상기 제1 내지 제3 단위 픽셀들(621, 622, 623) 각각은 모두 동일한 면적과 크기를 가지는 단위 픽셀인 것으로, 상대적으로 배열되는 배열 관계만 앞서 설명한 바와 같이 다를 뿐, 각각은 모두 동일한 형태의 단위 픽셀들로 구성될 수 있다. That is, each of the first to third unit pixels 621, 622, and 623 is a unit pixel with the same area and size. Only the relative arrangement relationship is different as described above, and each of them is the same. It may be composed of unit pixels in the form of
이상과 같이, 고화질 영역(100), 제1 영역(210) 및 제2 영역(220)에 형성되는 단위 픽셀들 사이의 이격거리를 서로 다르게 함으로써, 상기 영역들에서의 화소밀도를 서로 다르게 형성할 수 있다. 그리하여, 고화질 영역 및 저화질 영역에서의 해상도를 이미 기 설정된 범위로 설정한 상태로 제작할 수 있으며, 이에 따라 실제 구동을 통해 해상도를 가변시키는 복잡한 구동방식을 배제할 수 있으며, 디스플레이의 구동 효율을 향상시킬 수 있다. As described above, by varying the separation distance between unit pixels formed in the high-definition area 100, the first area 210, and the second area 220, the pixel densities in the areas can be formed differently. You can. Therefore, it can be produced with the resolution in the high-definition area and low-definition area already set to a preset range, thereby eliminating the complicated driving method of varying the resolution through actual driving, and improving the driving efficiency of the display. You can.
특히, 앞서 설명한 바와 같이, 실제 사용자의 안구(20)의 움직이는 범위를 고려하여 상기 디스플레이의 화질 영역을 구분함으로써, 이상과 같이 기 설정된 범위로 단위 픽셀들을 배열하더라도, 사용자는 해상도의 차이로 인한 불편함을 느낄 수 없다. In particular, as described above, by dividing the image quality area of the display in consideration of the actual range of movement of the user's eyeball 20, even if the unit pixels are arranged in the preset range as described above, the user avoids inconvenience due to the difference in resolution. I can't feel it.
한편, 상기 패널부(600)를 제조하는 경우, 상기 고화질 영역(200)과 상기 저화질 영역(200)에 기 설정된 이격 거리를 가지도록 각각의 단위 픽셀들을 실장하는 형태로 제조할 수 있다. Meanwhile, when manufacturing the panel unit 600, it can be manufactured by mounting individual unit pixels in the high-definition area 200 and the low-definition area 200 to have a preset separation distance.
이를 위해, 고화질 영역과, 제1 및 제2 영역을 포함하는 저화질 영역을 구분하여 설정하고, 해당 영역에 서로 다른 이격 거리를 가지도록 단위 픽셀들을 실장하는 공정을 적용할 수 있다. To this end, a process of setting a high-definition area and a low-definition area including the first and second areas separately and mounting unit pixels to have different separation distances in the corresponding areas can be applied.
이와 달리, 상기 패널부(600)를 제조함에 있어, 소위, 기리가미(kirigami) 구조를 적용할 수 있다. 즉, 상기 베이스 기판(610)이 연장 또는 신장이 가능한 유연(flexible)기판 또는 신장(stretchable)기판인 경우, 초기 상태에서는 영역과 무관하게 단위 픽셀들을 모두 동일한 이격 간격을 가지도록 실장한 후, 상기 베이스 기판(610)을 각 영역별로 서로 다르게 신장하여 각 영역별로 서로 다른 이격거리를 가지도록 단위 픽셀들 형성할 수 있다. Alternatively, when manufacturing the panel portion 600, a so-called kirigami structure can be applied. That is, if the base substrate 610 is a flexible or stretchable substrate that can be extended or stretched, in the initial state, all unit pixels are mounted to have the same spacing regardless of area, and then The base substrate 610 may be stretched differently for each region to form unit pixels with different spacing distances for each region.
이 후, 상기 베이스 기판을 상기 고화질 영역(100) 및 저화질 영역(200)을 영역별로 서로 다르게 신장하여 각 영역별로 서로 다른 이격 거리를 가지도록 상기 단위 픽셀들을 재배열시킨다. Thereafter, the base substrate is stretched differently for each region into the high-definition region 100 and the low-definition region 200, and the unit pixels are rearranged to have different spacing distances for each region.
즉, 상기 저화질 영역(200)에 대한 상기 베이스 기판(610)의 신장량을 상기 고화질 영역(100)에 대한 상기 베이스 기판(610)의 신장량보다 크게 설정하여, 상기 저화질 영역에 대한 보다 큰 신장을 수행한다. That is, the stretching amount of the base substrate 610 for the low-definition region 200 is set to be larger than the stretching amount for the high-definition region 100, thereby performing greater stretching for the low-definition region. do.
특히, 상기 저화질 영역(200)이 2개의 영역들(210, 220)로 구분되는 경우, 상기 베이스 기판(610)을 신장함에 있어, 상기 제2 영역(220)을 가장 많이 신장시켜 단위 픽셀들 사이의 이격 거리를 가장 크게 형성하고, 상기 제1 영역(210)을 다음으로 많이 신장시켜 단위 픽셀들 사이의 이격 거리를 형성하고, 상기 고화질 영역(100)을 최소로 신장시키거나 또는 초기 상태를 그대로 유지하여 단위 픽셀들 사이의 이격 거리를 가장 좁게 형성할 수 있다. In particular, when the low-quality area 200 is divided into two areas 210 and 220, when expanding the base substrate 610, the second area 220 is stretched the most to create space between unit pixels. The separation distance between unit pixels is formed as the largest, the first area 210 is expanded to the next greatest extent to form the separation distance between unit pixels, and the high-definition area 100 is expanded to the minimum, or the initial state is maintained as is. By maintaining this, the separation distance between unit pixels can be formed as narrow as possible.
도 6은 도 4의 패널부의 픽셀부 형성 상태의 다른 예를 설명하기 위한 그래프이다. FIG. 6 is a graph for explaining another example of the pixel portion formation state of the panel portion of FIG. 4.
도 6을 참조하면, 상기 패널부(600)에 배열되는 픽셀부(620)의 배열을 특히 저화질 영역(201)에서 지수함수로 감소하는 형태의 연속적인 배열을 구성할 수 있다. Referring to FIG. 6, the arrangement of the pixel units 620 arranged in the panel unit 600 can be configured as a continuous arrangement that decreases with an exponential function, especially in the low-quality area 201.
즉, 상기 고화질 영역(100)에서는, 사용자의 안구(20)의 다양한 위치 변화를 통해 어느 위치에서도 고화질의 해상도로 디스플레이가 표시되어야 하므로, 구현할 수 있는 최대 화소밀도를 가지도록 단위 픽셀들을 배열한다. That is, in the high-definition area 100, since the display must be displayed with high-quality resolution at any location through various changes in the position of the user's eyeball 20, unit pixels are arranged to have the maximum pixel density that can be implemented.
그러나, 상기 저화질 영역(201)에서는, 표시되는 디스플레이가 사용자의 시야에서 벗어나며, 특히 상기 중심점(P)으로부터 멀어지는 저화질 영역(201)일수록 사용자의 시야에서는 더욱 멀어지게 된다. However, in the low-definition area 201, the displayed display deviates from the user's field of view, and in particular, the further away the low-quality region 201 is from the center point P, the further away it becomes from the user's field of view.
따라서, 도 6에 도시된 바와 같은 지수함수 형태로 상기 중심점(P)으로부터의 거리가 증가할수록 화소밀도가 감소하는 형태로, 상기 저화질 영역(201)의 단위 픽셀들을 배열할 수 있다. Accordingly, the unit pixels of the low-quality area 201 may be arranged in an exponential form as shown in FIG. 6 in which the pixel density decreases as the distance from the center point P increases.
이 경우, 상기 저화질 영역(201)은 앞선 예에서와 같이, 제1 영역과 제2 영역으로 일괄적으로 구획되는 것이 아니며, 상기 중심점(P)으로부터의 거리가 증가할수록 지수함수 형태로 화소밀도가 감소하도록 배열되면 충분하다. In this case, the low-quality area 201 is not divided into a first area and a second area as in the previous example, and as the distance from the center point P increases, the pixel density increases in the form of an exponential function. Arranged to decrease, it is sufficient.
도 7은 도 4의 패널부의 픽셀부 형성 상태의 또 다른 예를 설명하기 위한 분포도이다. FIG. 7 is a distribution diagram for explaining another example of the pixel portion formation state of the panel portion of FIG. 4.
도 7에 도시된 바와 같이, 사용자의 안구(20)를 통해 식별되는 시야각분포를 확인해 보건대, 앞서 설명한 상기 고화질 영역(100)이 상기 중심점(P)을 중심으로 형성되며, 저화질 영역(202)은 상기 고화질 영역(100)의 외곽에 형성된다. As shown in FIG. 7, checking the viewing angle distribution identified through the user's eye 20, the high-definition area 100 described above is formed around the center point P, and the low-definition area 202 is It is formed outside the high-definition area 100.
다만, 상기 저화질 영역(202)은 상기 고화질 영역(100)과 달리 전체적으로 비정형 타원형 형상으로 양 방향으로 길게 형성될 수 있다. 즉, 안구(20)의 시야각이 상하방향보다는 좌우방향으로 길게 형성되는 것을 고려하여, 상기 패널부의 픽셀부들도, 특히 상기 저화질 영역(202)에서는 비정형 타원형 형상으로 형성되는 저화질 영역(202)에만 분포할 수 있다. However, unlike the high-definition area 100, the low-definition area 202 may be formed to have an overall irregular oval shape and be long in both directions. That is, considering that the viewing angle of the eye 20 is longer in the left and right directions than in the up and down directions, the pixel portions of the panel unit are distributed only in the low image quality area 202, which is formed in an irregular oval shape. can do.
이를 통해, 안구(20)의 시야각이 형성되지 않는 상하방향으로 불필요하게 픽셀부가 형성되지 않음으로서, 제작의 용이성과 제작 비용의 절감이 가능하다. Through this, pixel portions are not formed unnecessarily in the vertical direction where the viewing angle of the eye 20 is not formed, making it possible to facilitate manufacturing and reduce manufacturing costs.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 디스플레이를 안구의 시야 범위를 고려하여 도시한 모식도이다. Figure 8 is a schematic diagram showing a display according to another embodiment of the present invention, taking into account the visual field of the eye.
본 실시예에 의한 상기 디스플레이(20)의 경우, 패널부(601)가 수평 방향으로 형성되는 것을 제외하고는 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 상기 디스플레이(10)와 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 생략한다. The display 20 according to this embodiment is substantially the same as the display 10 described with reference to FIGS. 1 to 7 except that the panel portion 601 is formed in the horizontal direction, and therefore has the same configuration. The same reference numbers are used for elements and duplicate descriptions are omitted.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 의한 상기 디스플레이(20)에서는, 상기 패널부(601)가 수평 방향으로 연장되도록 평면 형상으로 형성된다. Referring to FIG. 8, in the display 20 according to this embodiment, the panel portion 601 is formed in a planar shape to extend in the horizontal direction.
이 경우, 상기 디스플레이(20)가 장착되는 헤드 마운트 디스플레이 장치의 장착부 역시, 평면 형상의 디스플레이가 장착되도록 설계되어야 한다. In this case, the mounting portion of the head mounted display device on which the display 20 is mounted must also be designed so that a flat display is mounted.
이상과 같이, 상기 패널부(601)가 평면 형상으로 연장되는 경우, 상기 고화질 영역 및 저화질 영역을 구분하는 범위가 패널부의 형상에 의해 다소 변경되어야 한다. As described above, when the panel portion 601 extends in a planar shape, the range dividing the high-definition region and the low-definition region must be somewhat changed depending on the shape of the panel portion.
즉, 안구(20)의 이동할 수 있는 최대 범위인 최대 안구 운동각(A')이 상기 안구(20)의 중심으로부터 연장되는 중심선(X')이 상기 패널부(601)와 교차하는 점(S')까지로 정의된다. That is, the maximum eye movement angle (A'), which is the maximum range in which the eyeball 20 can move, is at the point where the center line (X') extending from the center of the eyeball 20 intersects the panel portion 601 (S). ') is defined as.
또한, 상기 안구(20)의 최대 변별 시야각(C') 역시, 상기 선명 시야각 범위(F)를 고려하여 연장되는 선이 상기 패널부(601)와 교차하는 점(T')까지로 정의된다. In addition, the maximum discriminative viewing angle (C') of the eye 20 is also defined as the point (T') where a line extending in consideration of the clear viewing angle range (F) intersects the panel portion 601.
이에 따라, 상기 고화질 영역은, 상기 중심점(P)으로부터 상기 패널부(601)의 평면을 따라 연장되어 상기 교차점(S')을 통과하여 상기 교차점(T')까지의 범위(B')로 설정된다. Accordingly, the high-definition area is set as a range (B') that extends from the center point (P) along the plane of the panel unit 601, passes through the intersection point (S'), and reaches the intersection point (T'). do.
이상과 같이, 상기 패널부(601)의 형상이 안구(20)가 가지는 구형 형상이 아닌 경우, 상기 안구(20)가 가지는 시야각으로부터 연장되는 선과 상기 패널부(601)가 만나는 점을 기준으로 상기 고화질 영역을 설정할 수 있다. As described above, when the shape of the panel portion 601 is not the spherical shape that the eyeball 20 has, the point where the panel portion 601 meets a line extending from the viewing angle of the eyeball 20 is used as the reference point. You can set a high-definition area.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 디스플레이를 안구의 시야 범위를 고려하여 도시한 모식도이다. Figure 9 is a schematic diagram showing a display according to another embodiment of the present invention, taking into account the visual field of the eye.
본 실시예에 의한 상기 디스플레이(30)의 경우, 패널부(602)가 다면형 형상으로 형성되는 것을 제외하고는 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 상기 디스플레이(10)와 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 생략한다. In the case of the display 30 according to this embodiment, it is substantially the same as the display 10 described with reference to FIGS. 1 to 7 except that the panel portion 602 is formed in a polygonal shape, so it is the same The same reference numbers are used for components and overlapping descriptions are omitted.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 의한 상기 디스플레이(30)에서는, 상기 패널부(602)가 다면형 형상으로 형성된다. 즉, 평면 형상의 단위 패널들이 소정의 각을 형성하며 연속적으로 연결되는 구조로, 전체적으로는 반구형 형상과 유사한 곡률을 가질 수 있으나 각 단위 패널들은 평면으로 연장되는 것을 특징으로 한다. Referring to FIG. 9, in the display 30 according to this embodiment, the panel portion 602 is formed in a multi-faceted shape. That is, it is a structure in which planar unit panels are continuously connected to form a predetermined angle, and may have an overall curvature similar to a hemispherical shape, but each unit panel is characterized by extending in a plane.
이 경우, 상기 디스플레이(30)가 장착되는 헤드 마운트 디스플레이 장치의 장착부 역시, 상기 다면형 형상의 디스플레이가 장착되도록 설계되어야 한다. In this case, the mounting portion of the head-mounted display device on which the display 30 is mounted must also be designed to accommodate the multi-faceted display.
이상과 같이, 상기 패널부(602)가 다면형 형상으로 연장되는 경우, 상기 고화질 영역 및 저화질 영역을 구분하는 범위가 패널부의 형상에 의해 다소 변경되어야 한다. 이는, 도 8을 참조하여 설명한 바와 실질적으로 동일하다. As described above, when the panel portion 602 extends in a polygonal shape, the range dividing the high-definition region and the low-definition region must be somewhat changed depending on the shape of the panel portion. This is substantially the same as what was described with reference to FIG. 8.
즉, 안구(20)의 이동할 수 있는 최대 범위인 최대 안구 운동각(A")이 상기 안구(20)의 중심으로부터 연장되는 중심선(X")이 상기 패널부(602)와 교차하는 점(S")까지로 정의된다. That is, the maximum eye movement angle (A"), which is the maximum range in which the eyeball 20 can move, is the point where the center line (X") extending from the center of the eyeball 20 intersects the panel portion 602 (S ") is defined as.
또한, 상기 안구(20)의 최대 변별 시야각(C") 역시, 상기 선명 시야각 범위(F)를 고려하여 연장되는 선이 상기 패널부(602)와 교차하는 점(T")까지로 정의된다. In addition, the maximum discriminative viewing angle (C") of the eye 20 is also defined as the point (T") where a line extending in consideration of the clear viewing angle range (F) intersects the panel portion 602.
이에 따라, 상기 고화질 영역은, 상기 중심점(P)으로부터 상기 패널부(602)의 다면형 평면을 따라 연장되어 상기 교차점(S")을 통과하여 상기 교차점(T")까지의 범위(B")로 설정된다. Accordingly, the high-definition area extends from the center point (P) along the polygonal plane of the panel portion 602, passes through the intersection point (S"), and has a range (B") from the intersection point (T"). is set to .
이상과 같이, 상기 패널부(602)의 형상이 안구(20)가 가지는 구형 형상이 아닌 경우, 상기 안구(20)가 가지는 시야각으로부터 연장되는 선과 상기 패널부(602)가 만나는 점을 기준으로 상기 고화질 영역을 설정할 수 있다. As described above, when the shape of the panel portion 602 is not the spherical shape that the eye 20 has, the point where the panel portion 602 meets a line extending from the viewing angle of the eye 20 is used as the reference point. You can set a high-definition area.
즉, 상기 도 8 및 도 9의 실시예를 통해 예시한 바와 같이, 상기 패널부의 형상이 반구형 형상이 아닌 형상을 가지는 경우, 동일한 방식으로 안구(20)로부터 연장되는 선과 패널부가 교차하는 점을 고려하여 고화질 영역을 정의할 수 있다. That is, as exemplified through the embodiments of FIGS. 8 and 9, when the panel portion has a shape other than a hemisphere, the point where the panel portion intersects with a line extending from the eyeball 20 in the same manner is taken into consideration. Thus, a high-definition area can be defined.
나아가, 상기 고화질 영역의 외곽 방향으로 상기 저화질 영역은 도 4에서 예시한 저화질 영역이 속하는 범위의 각을 고려하여, 마찬가지로 상기 각을 형성하는 선을 연장하여 패널부와 교차하는 점을 고려하여 정의될 수 있다. Furthermore, the low-definition area in the outer direction of the high-definition area is defined by considering the angle of the range to which the low-definition area illustrated in FIG. 4 belongs, and similarly extending the line forming the angle to intersect the panel portion. You can.
그리하여, 다양한 형상의 패널부에 대하여 고화질 영역과 저화질 영역을 정의하고, 이를 바탕으로 화소밀도를 기 설정하여 디스플레이를 제작할 수 있다. Thus, a display can be manufactured by defining a high-definition area and a low-definition area for panel parts of various shapes, and presetting the pixel density based on this.
상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이가 사용자의 안면에 장착된 경우 사용자는 안구를 이동시키지 않고 머리를 이동하는 것으로 필요한 시야각을 확보하므로, 안구의 이동상태를 실시간으로 추적하면서 화질을 서로 다르도록 구동시키지 않고, 단순히 안구의 운동범위 및 안구의 변별 시야각을 고려하여 고화질 영역 및 저화질 영역을 기 설정된 영역으로 설계하는 것으로도, 헤드 마운트 디스플레이 장치의 기능을 효과적으로 구현할 수 있다. According to the above-described embodiments of the present invention, when the display is mounted on the user's face, the user secures the necessary viewing angle by moving the head without moving the eyeball, thereby improving image quality while tracking the movement state of the eyeball in real time. The function of the head-mounted display device can be effectively implemented by simply designing the high-definition area and the low-definition area into preset areas by considering the eye movement range and eye discrimination viewing angle, rather than driving them differently.
이는, 종래 고화질 영역과 저화질 영역으로 구분되는 디스플레이에서, 실제 화소의 밀도는 동일하게 형성되면서 구동방법을 가변시키며 서로 다른 해상도를 구현한 것과 달리, 고화질 영역과 저화질 영역의 화소밀도를 초기부터 서로 다르게 설계하는 것으로, 종래 기술과 대비하여 복잡한 구동방법을 단순화하여 설계 및 제작의 편의성이 향상되고, 제작비용을 절감할 수 있다. This is different from the conventional display that is divided into a high-definition area and a low-definition area, where the actual pixel density is formed to be the same and the driving method is varied to implement different resolutions. By designing it, the convenience of design and manufacturing can be improved and manufacturing costs can be reduced by simplifying the complex driving method compared to the conventional technology.
즉, 고화질 영역과 제1 및 제2 영역들로 구분되는 저화질 영역에 형성되는 단위 픽셀들의 이격 거리를 서로 다르게 설정하고, 각 단위 픽셀들을 독립적으로 서브 구동부를 통해 구동시킴으로써, 상시 고화질, 상시 저화질 영역을 구현하는 것으로 구동방법을 단순화할 수 있다. That is, by setting the separation distances of unit pixels formed in the high-definition area and the low-definition area divided into the first and second areas to be different from each other and driving each unit pixel independently through the sub-driver, the always high-definition and always low-definition areas The driving method can be simplified by implementing .
나아가, 안구의 시야각 분포상, 시야각으로부터 벗어나는 영역에는 단위 픽셀들을 형성하지 않음으로써, 이러한 제작 및 설계의 편의성이나 제작 비용의 절감을 도모할 수 있다. Furthermore, by not forming unit pixels in areas that deviate from the viewing angle due to the distribution of the viewing angle of the eye, convenience in manufacturing and design and reduction in manufacturing costs can be achieved.
물론, 기 설정된 고화질 영역 및 저화질 영역의 화소밀도를 유지한 상태에서, 안구의 위치를 추가로 추적하여 안구 위치에 따른 최대변별 시야각의 범위 이내에서만 해당 영역의 화질로(예를 들어, 고화질 영역이면 그대로 고화질로) 구동하되, 상기 시야각 범위 이외에서는 인접 영역의 화질로(예를 들어, 고화질 영역이면 인접 영역인 저화질로) 구동함으로써, 사용자에게 보다 집중적인 디스플레이를 제공할 수도 있다. Of course, while maintaining the pixel density of the preset high-definition area and low-definition area, the position of the eye is additionally tracked and the image quality of the corresponding area is adjusted only within the range of the maximum discrimination viewing angle according to the eye position (for example, if it is a high-definition area, It is possible to provide a more focused display to the user by driving the display (at high definition), but outside the viewing angle range, at the video quality of the adjacent area (for example, if it is a high-definition area, then at the low-definition quality of the adjacent area).
나아가, 신장 가능한 베이스 기판을 통해 상기와 같이 영역별로 서로 다른 이격 거리를 가지는 픽셀들을 배열시킬 수 있으므로, 초기 상태부터 서로 다른 배열을 가지도록 픽셀을 배열하는 공정과 대비하여, 패널부의 제조 공정을 보다 단순화할 수 있으며, 이를 통해 공정효율 및 생산성을 향상시킬 수 있다. Furthermore, since pixels having different spacing distances can be arranged in each region as described above through the stretchable base substrate, the panel part manufacturing process can be compared to the process of arranging pixels to have different arrangements from the initial state. It can be simplified, and through this, process efficiency and productivity can be improved.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, those skilled in the art can make various modifications and changes to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the following patent claims. You will understand that it is possible.
Claims (19)
- 상대적으로 높은 화소밀도를 가지는 고화질 영역, 및 상기 고화질 영역보다 낮은 화소밀도를 가지는 저화질 영역으로 구성되는 패널부; 및A panel unit comprising a high-definition area having a relatively high pixel density and a low-definition area having a lower pixel density than the high-definition area; and상기 패널부를 구동하는 구동부를 포함하며, It includes a driving unit that drives the panel unit,상기 고화질 영역에 형성되는 단위 픽셀들 사이의 이격 거리는, 상기 저화질 영역에 형성되는 단위 픽셀들 사이의 이격 거리보다 작은 것을 특징으 하는 디스플레이. A display wherein the separation distance between unit pixels formed in the high-definition area is smaller than the separation distance between unit pixels formed in the low-definition area.
- 제1항에 있어서, 상기 저화질 영역은, The method of claim 1, wherein the low image quality area is:상기 고화질 영역의 화소밀도보다는 낮은 화소밀도를 가지는 제1 영역, 및 상기 제1 영역보다 낮은 화소밀도를 가지는 제2 영역으로 구분되며, It is divided into a first area having a pixel density lower than the pixel density of the high-definition area, and a second area having a lower pixel density than the first area,상기 제1 영역에 형성되는 단위 픽셀들 사이의 이격 거리는, 상기 제2 영역에 형성되는 단위 픽셀들 사이의 이격 거리보다 작은 것을 특징으로 하는 디스플레이. A display wherein the separation distance between unit pixels formed in the first area is smaller than the separation distance between unit pixels formed in the second area.
- 제2항에 있어서, 상기 구동부는, The method of claim 2, wherein the driving unit,상기 고화질 영역, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역의 단위 픽셀들을 독립적으로 구동하는 것을 특징으로 하는 디스플레이. A display characterized in that unit pixels of the high-definition area, the first area, and the second area are driven independently.
- 제3항에 있어서, 상기 구동부는, The method of claim 3, wherein the driving unit,상기 고화질 영역의 단위 픽셀들 각각을 독립적으로 구동하는 제1 서브 구동부들; first sub-drivers that independently drive each unit pixel of the high-definition area;상기 제1 영역의 단위 픽셀들 각각을 독립적으로 구동하는 제2 서브 구동부들; 및second sub-drivers that independently drive each unit pixel of the first area; and상기 제2 영역의 단위 픽셀들 각각을 독립적으로 구동하는 제3 서브 구동부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이. A display comprising third sub-drivers that independently drive each unit pixel of the second area.
- 제1항에 있어서, According to paragraph 1,상기 고화질 영역에 형성되는 단위 픽셀들 사이의 화소밀도는 서로 동일하고, The pixel density between unit pixels formed in the high-definition area is the same,상기 저화질 영역에 형성되는 단위 픽셀들 사이의 화소밀도는, 상기 고화질 영역의 중심점으로부터의 거리에 따라 지수함수 형태로 감소하는 것을 특징으로 하는 디스플레이. A display wherein the pixel density between unit pixels formed in the low-definition area decreases exponentially according to the distance from the center point of the high-definition area.
- 제1항에 있어서, 상기 고화질 영역은, The method of claim 1, wherein the high-definition area is:안구가 상기 고화질 영역의 중심점을 향하는 경우, 상기 안구의 운동 범위와 상기 안구의 변별 시야 범위를 고려하여 설정되는 것을 특징으로 하는 디스플레이. When the eye is directed to the center point of the high-definition area, the display is set in consideration of the movement range of the eye and the differential field of view of the eye.
- 제6항에 있어서, 상기 고화질 영역은, The method of claim 6, wherein the high-definition area is:상기 중심점으로부터 상기 안구의 최대 운동각에 상기 안구의 최대변별시야각을 합산한 각도로 설정되는 것을 특징으로 하는 디스플레이. A display characterized in that the angle is set to the sum of the maximum motion angle of the eye from the center point and the maximum discriminative viewing angle of the eye.
- 제1항에 있어서, 상기 패널부는, The method of claim 1, wherein the panel unit,구면형, 평면형 또는 다면형 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 디스플레이. A display characterized by having a spherical, planar or multi-faceted shape.
- 제1항에 있어서, According to paragraph 1,상기 패널부가 반구형 형상인 경우, If the panel part has a hemispherical shape,상기 단위 픽셀들은 상기 패널부가 형성하는 원주면을 따라 서로 이격되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 디스플레이. A display wherein the unit pixels are arranged to be spaced apart from each other along a circumferential surface formed by the panel unit.
- 제1항에 있어서, According to paragraph 1,상기 안구의 위치를 추적하는 추적부를 더 포함하며, It further includes a tracking unit that tracks the position of the eye,상기 구동부는, 상기 추적부에서 추적된 안구의 위치와 상기 안구의 최대변별 시야각을 바탕으로 상기 패널부를 구동하는 것을 특징으로 하는 디스플레이. The display, wherein the driving unit drives the panel unit based on the position of the eye tracked by the tracking unit and the maximum discrimination viewing angle of the eye.
- 제10항에 있어서, 상기 구동부는, The method of claim 10, wherein the driving unit,상기 안구의 최대변별 시야각의 범위를 벗어나는 영역에서는 단위 픽셀들 중 일부만 구동시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이. A display characterized in that only some of the unit pixels are driven in an area outside the maximum discrimination viewing angle of the eye.
- 제10항에 있어서, 상기 구동부는, The method of claim 10, wherein the driving unit,상기 안구의 최대 변별 시야각에 포함되는 단위 픽셀들은 모두 구동하고, 상기 안구의 최대 변별 시야각에 포함되지 않는 단위 픽셀들은 인접 화질 영역과 동일한 화소밀도를 가지도록 구동하는 것을 특징으로 하는 디스플레이. A display characterized in that all unit pixels included in the maximum discrimination viewing angle of the eye are driven, and unit pixels not included in the maximum discrimination viewing angle of the eye are driven to have the same pixel density as an adjacent image quality area.
- 제1항에 있어서, 상기 패널부에서, The method of claim 1, wherein in the panel portion,안구의 시야각 분포를 바탕으로, 안구의 시야각으로부터 벗어나는 영역인 비형성 영역에는 단위 픽셀들이 형성되지 않는 것을 특징으로 하는 디스플레이. A display characterized in that unit pixels are not formed in the non-formation area, which is an area that deviates from the eye's viewing angle, based on the eye's viewing angle distribution.
- 제13항에 있어서, According to clause 13,상기 고화질 영역 및 상기 저화질 영역은 전체적으로 비정형 타원 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 디스플레이. A display characterized in that the high-definition area and the low-definition area have an overall irregular elliptical shape.
- 제1항에 있어서, According to paragraph 1,상기 고화질 영역에 형성되는 단위 픽셀들 각각이 차지하는 면적은, 상기 저화질 영역에 형성되는 단위 픽셀들 각각이 차지하는 면적과 동일한 것을 특징으로 하는 디스플레이. A display, wherein an area occupied by each unit pixel formed in the high-definition area is the same as an area occupied by each unit pixel formed in the low-definition area.
- 제1항에 있어서, 상기 단위 픽셀은, The method of claim 1, wherein the unit pixel is:OLED(Organic light emitting diode) 소자 또는 Micro-LED 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이. A display comprising an organic light emitting diode (OLED) element or a Micro-LED element.
- 베이스 기판 상에 동일한 이격 간격을 가지도록 단위 픽셀들을 실장하여 패널부를 형성하는 단계; 및Forming a panel unit by mounting unit pixels at equal intervals on a base substrate; and상기 베이스 기판을 고화질 영역 및 저화질 영역별로 서로 다르게 신장하여 각 영역별로 서로 다른 이격 거리를 가지도록 단위 픽셀을 배열시키는 단계를 포함하며, It includes the step of stretching the base substrate differently for each high-definition area and low-definition area and arranging unit pixels to have different separation distances for each area,상기 저화질 영역에서 상기 베이스 기판의 신장량이 상기 고화질 영역에서 상기 베이스 기판의 신장량보다 큰 것을 특징으로 하는 디스플레이 제조방법. A display manufacturing method, wherein an amount of extension of the base substrate in the low-definition area is greater than an amount of extension of the base substrate in the high-definition area.
- 제17항에 있어서, 상기 베이스 기판을 신장하는 경우, The method of claim 17, wherein when extending the base substrate,상기 베이스 기판의 신장량은 상기 저화질 영역의 제2 영역, 상기 저화질 영역의 제1 영역 및 상기 고화질 영역의 순서로 큰 것을 특징으로 하는 디스플레이 제조방법. A display manufacturing method, wherein the amount of extension of the base substrate is greater in the order of the second area of the low-quality area, the first area of the low-quality area, and the high-quality area.
- 제1항의 디스플레이; 및The display of claim 1; and상기 디스플레이가 한 쌍으로 장착되며, 안경 프레임을 형성하는 장착부를 포함하는 헤드 마운트 디스플레이 장치. A head-mounted display device in which the displays are mounted as a pair and includes a mounting portion that forms a glasses frame.
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