KR101275142B1

KR101275142B1 - 2차원/3차원 영상 호환용 고해상도 입체 영상 표시 장치

Info

Publication number: KR101275142B1
Application number: KR1020060074657A
Authority: KR
Inventors: 구재필; 세르게이 세스닥; 김대식
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-08-08
Filing date: 2006-08-08
Publication date: 2013-06-14
Also published as: CN101123735A; US7826136B2; KR20080013304A; US20080037120A1; CN101123735B; EP1887807A1

Abstract

2차원/3차원 영상 호환용 고해상도 입체영상 표시장치가 개시된다. 개시된 입체영상 표시장치는, 영상을 디스플레이 하는 디스플레이 소자들이 화소단위로 배열된 디스플레이 패널; 상기 디스플레이 패널로부터의 신호를 좌안 시역과 우안 시역으로 분리하여 출사시키는 복수개의 렌티큘러 렌즈가 수평 방향으로 배열된 렌티큘러 렌즈 어레이; 및 상기 디스플레이 패널의 수직 주사시간에 동기되어 스위칭되며 투명상태 또는 불투명상태로 변하는 복수개의 셀이 수평 방향으로 배열된 공간 광변조기;를 포함하며, 상기 디스플레이 패널은 좌안용 영상 및 우안용 영상의 짝수열 데이터로 이루어진 짝수필드와 좌안용 영상 및 우안용 영상의 홀수열 데이터로 이루어진 홀수필드를 순차적으로 디스플레이 하는 것을 특징으로 한다.

Description

2차원/3차원 영상 호환용 고해상도 입체 영상 표시 장치{High resolution 2D/3D switchable display apparatus}

도 1은 종래의 입체영상 표시장치를 보이는 도면이다.

도 2는 디스플레이 패널에서 좌우안용 영상을 주사하는 과정을 시간에 따라 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 개략적으로 보이는 도면이다.

도 4는 3차원 영상을 표시하기 위해 디스플레이 패널이 표시하는 그래픽 데이터의 배열이 홀수필드와 짝수필드로 구성되는 것을 나타낸다.

도 5a 및 도 5b 각각은 디스플레이 패널이 홀수필드와 짝수필드의 영상을 표시할 때 3차원 영상이 인지되는 것을 보이는 도면이다.

도 6은 디스플레이 패널이 홀수필드와 짝수필드 영상을 주사하는 과정을 시간에 따라 나타낸 도면이다.

도 7은 2차원 영상을 표시하기 위한 그래픽 데이터의 배열을 보인 도면이다.

도 8a 및 도 8b 각각은 디스플레이 패널이 2차원 영상이 되는 홀수필드와 짝수필드의 영상을 표시하는 것을 보이는 도면이다

도 9는 다시점 방식으로 3차원 영상을 표시하기 위한 그래픽 데이터의 배열 이 제1필드 내지 제4필드로 구성되는 것을 보이는 도면이다.

도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 다른 실시예에 의한 입체영상 표시장치의 구성을 보이는 것으로, 각각 제1필드 내지 제4필드의 영상이 표시될 때 3차원 영상이 인지되는 것을 보이는 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100,300...입체영상 표시장치 120,320...디스플레이 패널

122,322...화소 140,340...렌티큘러 렌즈 어레이

142,342...렌티큘러 렌즈 160,360...광변조기

164,364...셀 170...좌안

180...우안 381~384...제1시점~제4시점

L...좌안용영상 R...우안용영상

F_odd...홀수필드 F_even...짝수필드

I₁~I₄...제1시역영상 ~ 제4시역영상 F₁~F₄...제1필드~제4필드

본 발명은 2차원/3차원 영상 호환용 입체영상 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 해상도의 저하가 없고 크로스토크(cross-talk)가 감소된 2차원/3차원 영상 호환용 고해상도 입체영상 표시장치에 관한 것이다.

입체영상 표시장치는 양안시차(binocular parallax)를 갖는 좌안용 영상과 우안용 영상을 사용자의 좌안과 우안 각각에 분리하여 보여주는 장치이다. 사용자는 입체영상 표시장치에서 제공되는 좌안용 영상과 우안용 영상을 각각 좌안 및 우안을 통해 인지함으로써 입체감 있는 3차원 영상을 시청하게 된다.

종래의 방법에서는 시차 장벽(parallax barrier) 또는 렌티큘라 렌즈(lenticular lens)를 이용하여 스테레오 쌍인 좌 및 우 영상들의 시역을 분리시키는 방법을 이용하였다. 이러한 경우 스테레오 쌍인 두 영상들은 동일한 디스플레이 패널의 서로 다른 칼럼들의 집합 위에 디스플레이된다. 예를 들어, 좌측 영상은 홀수 칼럼들 위에 디스플레이되고, 우측 영상은 짝수 칼럼들 상에 디스플레이 되는 것이다. 좌측 및 우측 영상들 모두가 동일한 패널에 디스플레이되기 때문에, 각 영상의 해상도는 패널 해상도의 1/2 이하가 된다.

영상들의 해상도를 원래 패널의 해상도와 같게 만드는 방법으로 좌 및 우 이영상들을 순차적으로 디스플레이 하는 방법이 있다.

도 1은 이러한 입체영상 표시장치로서 미국특허 제5,969,850호에 개시된 도면이다. 도면을 참조하면, 입체영상 표시장치(20)는 백라이트 유닛(21), 공간 광 변조기(spatial light modulator)(22), 렌티큘러 렌즈 어레이(23) 및 고속응답 액정패널(26)을 포함한다. 공간 광 변조기(22)는 전원의 ON/OFF에 따라 투명한 상태와 불투명한 상태 사이에서 스위칭되는 다수의 셀(cell)(24,25)들로 이루어져 있다. 상기 미국특허에 개시된 입체 영상 표시 장치(20)에서, 액정패널(26)은 좌안용 영상과 우안용 영상을 매우 빠른 시간 주기로 화면 전체에 번갈아 디스플레이 한 다. 공간 광 변조기(22)는 상기 액정패널(26)의 좌우영상 스위칭 시간에 동기하여, 각 셀(24,25)들을 스위칭한다. 예컨대, 액정패널(26)이 좌안용 영상을 디스플레이 하고 있는 동안에는, 상기 공간 광 변조기(22)는 좌안용 셀(24)을 투명한 상태로 스위칭함으로써, 백라이트 유닛(21)에서 방출되는 광이 사용자의 좌안 시역(28)으로만 지향되도록 한다. 또한, 액정패널(26)이 우안용 영상을 디스플레이 하고 있는 동안에는, 공간 광 변조기(22)는 우안용 셀(25)을 ON 하여, 백라이트 유닛(21)에서 방출되는 광이 사용자의 우안 시역(27)으로만 지향되도록 한다. 일반적인 2차원 모드에서는 공간 광 변조기(22)의 모든 셀(24,25)들이 ON 된다.

그러나, 상기 미국특허는 아래와 같은 이유로 좌안용 영상과 우안용 영상 사이에 크로스토크(crosstalk)가 발생하여, 사용자가 정확한 입체 영상을 감상할 수 없다는 문제가 있다.

일반적으로, 대부분의 영상 표시 패널은 한 프레임의 영상을 화면의 위에서부터 아래쪽으로 순차적으로 주사하며, 화면의 아래쪽에서 이전 프레임의 영상이 디스플레이되고 있는 동안, 화면의 위쪽에서는 다음 프레임의 영상이 디스플레이된다. 예컨대, 한 프레임이 완전히 주사되는 시간을 T 라고 할 때, 도 2에 도시된 바와 같이, 시간 0에서는 우안용 영상이 화면 전체에서 디스플레이되고, 시간 T에서는 좌안용 영상이 화면 전체에서 디스플레이 된다. 그러나, 시간 0과 T 사이에서는 우안용 영상이 좌안용 영상으로 연속적으로 변하고 있기 때문에, 화면의 위쪽에는 좌안용 영상이 디스플레이되고 화면의 아래쪽에는 우안용 영상이 디스플레이된다. 그 결과, 좌안용 영상과 우안용 영상이 화면을 공유하는 시간이 존재하게 된다. 따 라서, 상기 미국특허와 같이, 공간 광 변조기(22)의 셀(24,25)들이 단순히 교대로 ON/OFF 되는 경우, 좌안용 영상과 우안용 영상이 완전히 분리되지 않고 사용자의 좌안과 우안에 동시에 감지되어 심한 크로스토크가 발생되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 해상도의 저하가 없고 크로스토크가 없는 2차원/3차원 호환용 고해상도 입체영상 표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 2차원/3차원 영상 호환용 고해상도 입체영상 표시장치는 영상을 디스플레이 하는 디스플레이 소자들이 화소단위로 배열된 디스플레이 패널; 상기 디스플레이 패널로부터의 신호를 좌안 시역과 우안 시역으로 분리하여 출사시키는 복수개의 렌티큘러 렌즈가 수평 방향으로 배열된 렌티큘러 렌즈 어레이; 및 상기 디스플레이 패널의 수직 주사시간에 동기되어 스위칭되며 투명상태 또는 불투명상태로 변하는 복수개의 셀이 수평 방향으로 배열된 공간 광변조기;를 포함하며, 상기 디스플레이 패널은 좌안용 영상 및 우안용 영상의 짝수열 데이터로 이루어진 짝수필드와 좌안용 영상 및 우안용 영상의 홀수열 데이터로 이루어진 홀수필드를 순차적으로 디스플레이 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 2차원/3차원 영상 호환용 고해상도 입체영상 표시장치는 영상을 디스플레이 하는 디스플레이 소자들이 화소단위로 배열 된 디스플레이 패널; 상기 디스플레이 패널로부터의 신호를 제1시역 내지 제N시역(N은 2보다 큰 자연수)으로 분리하여 출사하는 렌티큘러 렌즈 어레이; 및 상기 디스플레이 패널의 수직 주사시간에 동기되어 스위칭되며 투명상태 또는 불투명상태로 변하는 복수개의 셀이 수평 방향으로 배열된 공간 광변조기;를 포함하며, 상기 디스플레이 패널은, 제1시역영상 내지 제N시역영상의 (N×k-(N-1))열 데이터로 이루어진 제1필드, 제1시역영상 내지 제N시역영상의 (N×k-(N-2))열 데이터로 이루어진 제2필드, ..., 제1시역영상 내지 제N시역영상의 (N×k-(N-N))열 데이터로 이루어진 제N필드를 순차적으로 디스플레이 하는 것을 특징으로 한다. 여기서 k는 1,2,3...이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 입체영상 입체영상 표시장치를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 아래에 예시되는 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니며, 본 발명을 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 충분히 설명하기 위해 제공되는 것이다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 입체영상 표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 도면을 참조하면, 입체영상 표시장치(100)는 디스플레이 패널(120)과, 디스플레이 패널(120)에서의 신호를 좌안(170) 시역과 우안(180) 시역으로 분리하여 출사하는 렌티큘러 렌즈 어레이(140)와 디스플레이 패널(120)과 동기되어 스위칭 되는 공간 광변조기(160)를 포함한다. 디스플레이 패널(120)은 복수 개의 화소(122)를 가지며 상기 화소(122) 각각은 영상을 디스플레이 하는 디스플레이 소자로 구성된다. 디스플레이 소자로는 OLED(organic light emitting diode), FED(field emitting diode) 등과 같은 자기 발광형 디스플레이 소자나 LCD(liquid crystal display)와 같은 수광형 디스플레이 소자가 채용될 수 있다. 수광형 디스플레이 소자가 사용되는 경우 디스플레이 패널(120)의 배면에는 도시한 바와 같이 백라이트 유닛(110)이 마련된다. 디스플레이 패널(120)에 자기발광형 디스플레이 소자가 채용되는 경우에는 상기 백라이트 유닛(110)은 필요하지 않다. 화소(122)는 수직 및 수평방향으로 이차원 배열되며, 인접하는 수직 라인의 화소는 각각 좌안용 영상과 우안용 영상을 표시하게 된다. 수직방향 및 수평방향은 각각 시청자의 시각을 기준으로 정의된 것으로, 도면에서 수직방향은 Z방향을, 수평방향은 Y방향을 의미한다. 렌티큘러 렌즈 어레이(140)는 수평방향으로 배열된 복수개의 렌티큘러 렌즈(142)를 포함한다. 각각의 렌티큘러 렌즈(142)는 디스플레이 패널(120)의 두 개의 화소(122)를 커버하도록 배치되며, 각 화소(122)에서의 신호를 좌안시역과 우안시역으로 분리하여 출사한다. 광변조기(160)는 예를 들어 고속응답 액정패널이 채용될 수 있으며, 이 경우 두 개의 기판(162)과 액정물질이 채워진 복수개의 셀(164)을 포함하여 구성된다. 크로스토크를 줄이려면, 상기 기판(162)은 충분히 얇게 형성되는 것이 좋다. 플렉서블하며 투명한 성질을 갖는, 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르설폰(polyeterserphon), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate) 및 레진 계열의 물질로 된 기판이 사용될 수 있다. 한 개의 렌티큘러 렌즈(142)에는 두 개의 셀(164a,164b)이 대응되며, 각 셀(164a,164b)의 피치는 렌티큘러 렌즈(142) 피치의 반 또는 이보다 조금 작게 구성된다. 상기 복수개의 셀(164a 164b)은 디스플레이 패널(120)의 수직 주사시간에 동기되어 스위칭되며 투명상태 또는 불투명상태로 변한다. 즉, 도면과 같이 각 렌티큘러 렌즈(142)에 대해 좌측에 위치하는 셀(164a)들이 투명상태로 되고 우측에 위치하는 셀(164b)들이 불투명 상태로 된 경우, 디스플레이 패널(120)에서의 신호는 실선으로 표시한 경로를 따라 렌티큘러 렌즈(142)의 좌반부를 통해 좌안(170)과 우안(180)에 도달하게 된다. 반대로, 각 렌티큘러 렌즈(142)에 대해 우측에 위치하는 셀(164b)들이 투명상태로 된 경우 디스플레이 패널(120)에서의 신호는 점선으로 표시한 경로를 따라 렌티큘러 렌즈(142)의 우반부를 통해 좌안(170)과 우안(180)에 도달하게 된다.

이하, 도 4 내지 도 8b를 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 입체영상 표시장치(100)가 3차원 영상 및 2차원 영상을 구현하는 동작을 상세히 설명한다.

도 4는 3차원 영상을 표시하기 위해 디스플레이 패널(120)이 표시하는 그래픽 데이터의 배열이 홀수필드(F_odd)와 짝수필드(F_even)로 구성되는 것을 도시한 도면이다. 도 4를 참조하면, 먼저, 3차원 영상을 구현하기 위해 좌안영상(L)과 우안영상(R)이 준비되고, 이들로부터 홀수필드(F_odd)와 짝수필드(F_even)가 구성된다. 홀수필드(F_odd)는 좌안영상(L)의 홀수열 데이터(L₁,L₃...)와 우안영상(R)의 홀수열 데이터(R₁,R₃...)의 조합으로 구성되고, 짝수필드(F_even)는 좌안영상(L)의 짝수열 데이 터(L₂,L₄,...)와 우안영상(R)의 짝수열 데이터(R₂,R₄,...)조합으로 구성된다. 즉, 홀수필드(F_odd)와 짝수필드(F_even)는 각각 좌안영상(L)의 반과 우안영상(R)의 반으로 구성된다.

도 5a 및 도 5b 각각은 디스플레이 패널이 홀수필드(F_odd)와 짝수필드(F_even)의 영상을 표시할 때 3차원 영상이 인지되는 것을 보이는 도면이다. 광변조기(160)의 셀(164a,164b)들은 디스플레이 패널(120)의 수직 주사시간에 동기되어 온(on)/오프(off) 된다. 도면들에서 오프(off) 상태, 즉 불투명상태에 해당하는 셀은 빗금으로 표시되고 있다. 도 5a를 참조하면, 디스플레이 패널(120)이 홀수필드(F_odd)를 표시할 때 렌티큘러 렌즈(142)의 우반부에 대응하는 셀(164a)들이 온 상태가 되어 홀수필드(F_odd) 신호는 렌티큘러 렌즈(142)와 상기 셀(164a)들을 통해 출사된다. 렌티큘러 렌즈(142)는 디스플레이 패널(120)로부터의 상기 홀수필드(F_odd)의 신호를 좌안영상(L)은 좌안(170)에 우안영상(R)은 우안(180)에 도달하도록 분리하여 출사한다. 좌안(170)과 우안(180)에는 각각 좌안영상(L)의 홀수열 데이터(L₁,L₃...)와 우안영상(R)의 홀수열 데이터(R₁,R₃...)가 인지되어 3차원 영상이 인지된다. 도 5b를 참조하면, 디스플레이 패널(120)이 짝수필드(F_even)를 표시할 때 렌티큘러 렌즈(142)의 좌반부에 대응하는 셀(164b)들이 온 상태가 되어 짝수필드(F_even) 신호는 렌티큘러 렌즈(142)와 상기 셀(164b)들을 통해 출사된다. 또한, 렌티큘러 렌 즈(142)는 디스플레이 패널(120)로부터의 상기 짝수필드(F_even) 신호를 좌안영상(L)은 좌안(170)에 우안영상(R)은 우안(180)에 도달하도록 분리하여 출사하므로, 좌안(170)과 우안(180)에는 각각 좌안영상(R)의 짝수열 데이터(L₂,L₄,...)와 우안영상(R)의 짝수열 데이터(R₂,R₄,...)가 인지되어 3차원 영상이 인지된다.

도 6은 디스플레이 패널(120)이 좌안 영상과 우안 영상을 필드별로 스캐닝하는 단계를 보이는 도면이다. 홀수필드(F_odd)와 짝수필드(F_even)는 주기 T를 가지고 순차로 디스플레이 되며, 광변조기(160)의 셀(164a,164b)들은 디스플레이 패널(120)의 수직 주사시간에 동기되어 온(on)/오프(off) 된다. 홀수필드(F_odd) 신호는 렌티큘러 렌즈(142)의 우반부를 통해 패널 해상도의 절반으로 디스플레이 되고, 짝수필드(F_even) 신호 또한 렌티큘러 렌즈(142)의 좌반부를 통해 패널 해상도의 절반으로 디스플레이 된다. 이 때, 주기 T가 인간의 눈의 지속성에 비해 짧아야 두 필드(F_{odd ,}F_even)가 풀 해상도 영상으로서 인지될 수 있다. 인간의 눈의 깜빡임은 대략 120Hz 정도이므로 주기 T는 1/120 초보다 짧아야 한다.

도 7은 2차원 영상을 표시하기 위한 그래픽 데이터의 배열을 보인 도면이다. 이 때는 하나의 이차원 영상(V)으로부터 홀수 열의 영상이 두 번씩 배열되어 구성되는 홀수필드(F_odd)와 짝수열의 영상이 두 번씩 배열된 짝수필드(F_even)가 구성된다. 도 8a 및 도 8b는 각각 디스플레이 패널(120)이 홀수필드(F_odd)와 짝수필드(F_even)를 표시하는 것을 보이는 도면이다. 두 경우 모두 좌안과 우안에는 동일한 영상이 인지되는 이차원 영상이 제공된다.

본 발명의 입체영상표시장치는 시점이 N인 다시점(multiview) 방식의 입체영상표시장치로 확장될 수 있다. 다시점(multiview) 방식, 즉 시점에 따라 다른 영상이 인지되어 3차원 영상이 구현되는 방식을 의미하며 이하에서는 N이 4인 경우를 예시하여 설명할 것이나 이는 임의의 복수로 확장가능하다.

이하, 도 9 및 도 10a 내지 도10d를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 의한 고해상도 2차원/3차원 호환용 입체영상 표시장치의 구성과 동작을 도 3의 실시예와의 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.

도 9는 다시점 방식으로 3차원 영상을 표시하기 위한 그래픽 데이터의 배열이 제1필드 내지 제4필드(F₁~F₄)로 구성되는 것을 보이는 도면이다. 도 9를 참조하면, 먼저, 3차원 영상을 구현하기 위해 제1시역영상 내지 제4시역영상(I₁~I₄)이 준비되고, 이들로부터 제1필드 내지 제4필드(F₁~F₄)가 구성된다. 제1필드(F₁)는 제1시역영상(I₁)의 (4k-3)열 데이터(I_11,I₁₅,I₁₉,...), 제2시역영상(I₂)의 (4k-3)열 데이터(I_21,I₂₅,I₂₉,...), 제3시역영상(I₃)의 (4k-3)열 데이터(I_31,I₃₅,I₃₉,...) 및 제4시역영상(I₄)의 (4k-3)열 데이터(I_41,I₄₅,I₄₉,...)의 조합으로 구성된다. 제2필드(F₂)는 제1시역영상 내지 제4시역역상(I₁~I₄)의 (4k-2)열 데이터의 조합으로 구성되고, 제3필드(F₃)는 제1시역영상 내지 제4시역영상(I₁~I₄)의 (4k-1)열 데이터의 조합으로 구성 되고, 제4필드(F₄)는 제1시역영상 내지 제4시역영상(I₁~I₄)의 (4k)열 데이터의 조합으로 구성된다. 여기서 k는 1,2,3...이다. 즉, 제1필드 내지 제4필드(F₁~F₄)는 각각 제1시역영상 내지 제4시역영상(I₁~I₄)을 1/4씩 조합하여 구성된다.

도 10a 내지 도 10d는 입체영상 표시장치(300)의 구성을 보이는 것으로, 각각은 제1필드 내지 제4필드(F₁~F₄)의 영상이 표시될 때 3차원 영상이 인지되는 것을 보이는 도면이다. 도면들을 참조하면, 입체영상 표시장치(300)는 디스플레이 패널(320)과, 디스플레이 패널(320)에서의 신호를 제1시점 내지 제4시점(381~384)으로 분리하여 출사하는 렌티큘러 렌즈 어레이(340)와 디스플레이 패널(320)과 동기되어 스위칭 되는 공간 광변조기(360)를 포함한다. 디스플레이 패널(320)은 복수개의 화소(322)를 가지며 상기 화소(322) 각각은 영상을 디스플레이 하는 디스플레이 소자로 구성된다. 디스플레이 소자로는 OLED(organic light emitting diode), FED(field emitting diode) 등과 같은 자기 발광형 디스플레이 소자나 LCD(liquid crystal display)와 같은 수광형 디스플레이 소자가 채용될 수 있다. 수광형 디스플레이 소자가 사용되는 경우 디스플레이 패널(320)의 배면에는 도시한 바와 같이 백라이트 유닛(310)이 마련된다. 디스플레이 패널(320)에 자기발광형 디스플레이 소자가 채용되는 경우에는 상기 백라이트 유닛(310)은 필요하지 않다. 디스플레이 패널(320)의 수직 라인의 화소(322)는 수평방향을 따라 제1시역영상 내지 제4시역영상(I₁~I₄)을 교차로 표시한다. 수직방향 및 수평방향은 각각 시청자의 시각을 기 준으로 정의된 것으로, 도면에서 수직방향은 Z방향을, 수평방향은 Y방향을 의미한다. 렌티큘러 렌즈 어레이(340)는 수평방향으로 배열된 복수개의 렌티큘러 렌즈(342)를 포함하여 구성된다.광변조기(360)는 복수개의 셀(364)을 구비하며, 한 개의 렌티큘러 렌즈(342)에는 네 개의 셀(364a~364d)이 대응되며, 각 셀(364a~364d)의 피치는 렌티큘러 렌즈(342) 피치의 1/4 또는 이보다 조금 작게 형성된다. 각 셀(364a~364d)은 디스플레이 패널(320)의 수직 주사시간에 동기되어 스위칭되며 투명상태 또는 불투명상태로 변한다.

도 10a는 디스플레이 패널(320)이 제1필드(F₁)에 해당하는 그래픽 데이터를 표시하는 경우이다. 디스플레이 패널(320)이 제1필드(F₁)를 표시할 때 각 렌티큘러 렌즈(342)와 마주하는 셀들(364a ~364d) 중 맨 우측에 위치하는 셀(364a)들이 온 상태가 되므로 제1필드(F₁) 신호는 렌티큘러 렌즈(342)와 상기 셀(364a)를 통해 출사된다. 렌티큘러 렌즈(342)는 디스플레이 패널(320)로부터의 상기 제1필드(F₁) 신호를 제1시역영상(I_11,I₁₅,I₁₉,...)은 제1시점(381)에 제2시역영상(I_21,I₂₅,I₂₉,...)은 제2시점(382)에 제3시역영상(I_31,I₃₅,I₃₉,...)은 제3시점(383)에 그리고 제4시역영상(I_41,I₄₅,I₄₉,...)은 제4시점(384)에 도달하도록 분리하여 출사한다. 각 시점에는 다른 영상이 도달하므로 3차원 영상이 인지된다. 도 10b는 디스플레이 패널(320)이 제2필드(F₂)에 해당하는 그래픽 데이터를 표시하는 경우이다. 디스플레이 패널(320) 이 제2필드(F₂)를 표시할 때 각 렌티큘러 렌즈(342)와 마주하는 셀들(364a~364d) 중 맨 우측에서 두 번째 위치하는 셀(364b)들이 온 상태가 되며 제1필드(F₂) 신호는 렌티큘러 렌즈(342)와 상기 셀(364b)을 통해 출사된다. 이 경우에도 마찬가지로 제1시점 내지 제4시점(381~384)에는 각각 제1시역영상 내지 제4시역영상(I_1,4k-2~I_4,4k-2)이 도달되어 3차원 영상이 인지된다. 도 10c 및 도 10d는 각각 디스플레이 패널(320)이 제3필드(F₃) 및 제4필드(F₄)에 해당하는 그래픽 데이터를 표시하는 경우이다. 각각의 경우, 각 렌티큘러 렌즈(342)와 마주하는 셀들(364a~364d) 중 맨 우측에서 세 번째에 위치하는 셀(364c) 및 네 번째에 위치하는 셀(364d)들이 온 상태가 되며, 마찬가지로 제1시점 내지 제4시점(381~384)에는 각각 제1시역영상 내지 제4시역영상(I_1,4k-3~I_4,4k-3,I_1,4k~I_4,4k)이 도달되어 3차원 영상이 인지된다. 상기 입체영상 표시장치(300)가 이차원 영상을 표시하는 것은 도 7에서 설명한 것과 실질적으로 동일하므로 설명을 생략한다.

시점이 4인 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명의 입체영상 표시장치는 시점이 N인 경우로 확장될 수 있다. 이 경우 디스플레이 패널로부터의 신호를 2보다 큰 N개의 시역, 즉, 제1시역 내지 제N시역으로 분리하여 출사하는 렌티큘러 렌즈 어레이가 채용되며, 디스플레이 패널은, 제1시역영상 내지 제N시역영상의 (N×k-(N-1))열 데이터로 이루어진 제1필드, 제1시역영상 내지 제N시역영상의 (N×k-(N-2))열 데이터로 이루어진 제2필드, ..., 제1시역영상 내지 제N시역영상의 (N×k-(N-N))열 데이터로 이루어진 제N필드를 순차적으로 디스플레이 하게 된다. 여기서 k는 1,2,3...이다.

본 발명에 따른 2차원/3차원 호환용 고해상도 입체영상 표시장치는 영상신호를 좌안용과 우안용으로 분리 출사하는 렌티큘러 렌즈 어레이와 짝수필드영상과 홀수필드 영상을 교차로 디스플레이 하는 디스플레이 패널을 사용하는 것을 특징으로 하여 해상도의 저하나 크로스토크가 없는 입체영상표시장치를 제공한다. 또한, LCD 패널뿐 아니라 자기발광형 디스플레이 소자 등 다양한 종류의 디스플레이 소자를 채용할 수 있으며, 다시점 입체영상으로 확장이 용이하다. 또한, 단순한 구조를 가지므로 저비용이고 대량생산에 적합하다.

상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위 내에서 정해져야만 할 것이다.

Claims

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영상을 디스플레이 하는 디스플레이 소자들이 화소단위로 배열된 디스플레이 패널;

상기 디스플레이 패널로부터의 신호를 제1시역 내지 제N시역(N은 2보다 큰 자연수)으로 분리하여 출사하는 렌티큘러 렌즈 어레이; 및

상기 디스플레이 패널의 수직 주사시간에 동기되어 스위칭되며 투명상태 또는 불투명상태로 변하는 복수개의 셀이 수평 방향으로 배열된 공간 광변조기;를 포함하며,

상기 디스플레이 패널은, 제1시역영상 내지 제N시역영상의 (N×k-(N-1))열 데이터로 이루어진 제1필드, 제1시역영상 내지 제N시역영상의 (N×k-(N-2))열 데이터로 이루어진 제2필드, ..., 제1시역영상 내지 제N시역영상의 (N×k-(N-N))열 데이터로 이루어진 제N필드를 순차적으로 디스플레이 하는 것을 특징으로 하는 2차원/3차원 영상 호환용 고해상도 입체 영상 표시 장치. 여기서 k는 1,2,3...이다.
제9항에 있어서,

상기 공간 광변조기를 이루는 셀들 사이의 수평방향 피치는 상기 렌티큘러 렌즈 피치의 1/N 이하인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
제9항에 있어서,

상기 렌티큘러 렌즈 각각은 N개의 수직 라인 화소에 대응하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
제9항에 있어서,

상기 공간 광변조기는 액정패널인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
제12항에 있어서,

상기 액정패널의 기판은 플렉서블 기판인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
제13항에 있어서,

상기 플렉서블 기판은 폴리이미드, 폴리에테르설폰, 폴리에테르텔레프탈라이트 및 레진 재질 중 어느 하나로 된 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 디스플레이 소자는 자기발광형 디스플레이 소자인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 디스플레이 소자는 수광형 디스플레이 소자이고,

상기 디스플레이 패널의 배면에 백라이트 유닛이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.