KR101931085B1

KR101931085B1 - 입체 영상 표시 장치

Info

Publication number: KR101931085B1
Application number: KR1020120096984A
Authority: KR
Inventors: 고로 하마기시; 유승준; 전상민
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2012-09-03
Filing date: 2012-09-03
Publication date: 2018-12-21
Anticipated expiration: 2032-09-03
Also published as: US9734793B2; KR20140030604A; US20140063083A1

Abstract

입체 영상 표시 장치는 표시 패널, 광 변환 부재, 위치 검출부 및 표시 패널 구동부를 포함한다. 표시 패널은 복수의 서브 픽셀들을 포함하고, 제1 방향을 따라 두 개의 서브픽셀을 주기로 우안 영상과 좌안 영상을 교대로 표시한다. 광 변환 부재는 제1 방향을 따라 하나의 서브 픽셀의 영상을 하나의 시점으로 이동시키고 4개의 시점수를 갖는다. 위치 검출부는 관찰자의 위치를 검출한다. 표시 패널 구동부는 관찰자의 위치에 따라 서브 픽셀들의 우안 영상 및 좌안 영상을 변경한다.

Description

입체 영상 표시 장치 {THREE DIMENSIONAL IMAGE DISPLAY APPARATUS}

본 발명은 입체 영상 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 관찰자의 위치가 이동하더라도 입체 영상을 표시할 수 있는 입체 영상 표시 장치에 관한 것이다.

일반적으로 표시 장치는 2차원 영상을 표시한다. 최근 게임, 영화 등과 같은 분야에서 3차원 영상에 대한 수요가 증가함에 따라, 상기 표시 장치를 이용하여 3차원 영상을 표시한다.

일반적으로, 사람의 두 눈을 통한 양안시차(binocular parallax)의 원리를 이용하여 입체 영상을 표시할 수 있다. 예를 들어, 사람의 두 눈은 일정 정도 떨어져 존재하기 때문에 각각의 눈으로 다른 각도에서 관찰한 영상은 뇌에 입력된다.

상기 양안시차를 이용하는 방식으로는, 안경 방식(stereoscopic)과 무안경 방식(autostereoscopic)이 있다. 상기 안경 방식은 애너그러프(anaglyph) 방식 및 셔터 안경(Shutter Glass) 방식 등이 있다. 상기 무안경 방식은 렌티큘러(lenticular) 방식, 배리어 방식, 액정 렌즈 방식 및 액정 배리어 방식 등이 있다.

상기 무안경 방식의 3차원 표시 장치에서 관찰자의 위치에 따라 광 변환 부재를 이동시키거나 표시 영상을 변화시켜 관찰자의 위치가 이동하더라도 입체 영상을 표시할 수 있는 표시 장치가 개발되고 있다.

상기 광 변환 부재를 이동시키는 방식에서는 광 변환 부재를 이동시키기 위한 별도의 구동부를 필요로 하므로 구동이 복잡해지고 비용이 증가하며 하드웨어의 부담이 커진다.

상기 표시 영상을 변화시키는 방식에서는 관찰자의 이동에 따라 표시 영상이 변할 때, 표시 영상의 변화 순간이 관찰자의 눈에 시인되어 표시 품질이 저감될 수 있다. 또한, 관찰자의 위치를 정밀하게 트래킹하지 않을 경우, 크로스 토크가 발생하는 문제점이 있다.

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 표시 영상의 변화를 이용하여 관찰자의 위치가 이동하더라도 입체 영상을 표시 할 수 있는 입체 영상 표시 장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는 표시 패널, 광 변환 부재, 위치 검출부 및 표시 패널 구동부를 포함한다. 상기 표시 패널은 복수의 서브 픽셀들을 포함하고, 제1 방향을 따라 두 개의 서브픽셀을 주기로 우안 영상과 좌안 영상을 교대로 표시한다. 상기 광 변환 부재는 상기 제1 방향을 따라 하나의 서브 픽셀의 영상을 하나의 시점으로 이동시키고 4개의 시점수를 갖는다. 상기 위치 검출부는 관찰자의 위치를 검출한다. 상기 표시 패널 구동부는 상기 관찰자의 위치에 따라 상기 서브 픽셀들의 우안 영상 및 좌안 영상을 변경한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 적시 거리는 상기 광 변환 부재에 의해 각 시점에 집광되는 영상의 폭이 양안 거리의 절반이 되는 거리로 정의될 수 있다. 상기 적시 거리에서, 상기 표시 패널 구동부는 상기 관찰자의 위치가 상기 양안 거리의 절반만큼 이동할 때, 상기 서브 픽셀들의 상기 우안 영상 및 상기 좌안 영상을 변경할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 서브 픽셀 및 상기 제1 서브 픽셀과 이웃한 제2 서브 픽셀은 우안 영상을 표시할 수 있다. 상기 제2 서브 픽셀과 이웃한 제3 서브 픽셀 및 상기 제3 서브 픽셀과 이웃한 제4 서브 픽셀은 좌안 영상을 표시할 수 있다. 상기 적시 거리에서, 상기 관찰자가 이동함에 따라 상기 표시 패널의 상기 제1 서브 픽셀의 휘도가 상기 제3 서브 픽셀의 휘도보다 작아질 때, 상기 제1 서브 픽셀은 좌안 영상을 표시하고, 상기 제3 서브 픽셀은 우안 영상을 표시할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광 변환 부재는 투과 영역 및 차단 영역을 갖는 배리어 모듈 또는 복수의 렌티큘러 렌즈를 갖는 렌티큘러 렌즈 모듈일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 배리어 모듈은 복수의 단위 배리어를 포함할 수 있다. 상기 단위 배리어는 4개의 서브 픽셀에 대응할 수 있다. 상기 단위 배리어의 상기 투과 영역과 상기 차단 영역의 상기 제1 방향의 폭의 비율은 1:3일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 단위 배리어의 상기 차단 영역은 각 프레임마다 상기 단위 배리어의 폭의 절반만큼 이동할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 배리어 모듈의 상기 투과 영역 및 상기 차단 영역은 스트라이프 형상을 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 적시 거리는 상기 광 변환 부재에 의해 각 시점에 집광되는 영상의 폭이 양안 거리의 절반이 되는 거리로 정의될 수 있다. 상기 관찰자의 시청 거리가 상기 적시 거리 보다 클 때, 상기 관찰자의 우안 및 좌안 중 어느 하나를 기준 위치로 시청 영상을 복수의 시점 영역으로 분할할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 관찰자의 시청 거리가 상기 적시 거리 보다 클 때, 상기 시점 영역의 폭(k)은

일 수 있다. h는 상기 관찰자의 상기 시청 거리이고, d는 상기 적시 거리이며, E는 상기 관찰자의 양안 거리이다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 기준 위치가 상기 관찰자의 상기 우안일 때, 우안 시청 영상 내에서 상기 하나의 상기 시점 영역에 대응하는 폭으로 정의되는 제1 영역 내에서는, 상기 제1 영역으로부터 가장 가까운 제1 시점 영역 경계에 접하는 두 개의 시점 영역에 대응하는 두 개의 서브 픽셀에 우안 영상을 표시할 수 있다. 상기 제1 시점 영역 경계에 접하는 두 개의 시점 영역에 대응하지 않는 두 개의 서브 픽셀에 좌안 영상을 표시할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 적시 거리는 상기 광 변환 부재에 의해 각 시점에 집광되는 영상의 폭이 양안 거리의 절반이 되는 거리로 정의될 수 있다. 상기 관찰자의 시청 거리가 상기 적시 거리 보다 작을 때, 상기 관찰자의 우안 및 좌안 중 어느 하나를 기준 위치로 시청 영상을 복수의 시점 영역으로 분할할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 관찰자의 시청 거리가 상기 적시 거리 보다 작을 때, 상기 시점 영역의 폭(k)은

일 수 있다. m은 상기 관찰자의 상기 시청 거리이고, d는 상기 적시 거리이며, E는 상기 관찰자의 양안 거리이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 다른 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는 표시 패널, 광 변환 부재, 위치 검출부 및 표시 패널 구동부를 포함한다. 상기 표시 패널은 복수의 서브 픽셀들을 포함하고, 제1 방향을 따라 두 개의 우안 영상 및 하나의 좌안 영상 또는 두 개의 좌안 영상 및 하나의 우안 영상을 교대로 표시한다. 상기 광 변환 부재는 상기 제1 방향을 따라 하나의 서브 픽셀의 영상을 하나의 시점으로 이동시키고 3개의 시점수를 갖는다. 상기 위치 검출부는 관찰자의 위치를 검출한다. 상기 표시 패널 구동부는 상기 관찰자의 위치에 따라 상기 서브 픽셀들의 우안 영상 및 좌안 영상을 변경한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 적시 거리는 상기 광 변환 부재에 의해 각 시점에 집광되는 영상의 폭이 양안 거리의 2/3가 되는 거리로 정의될 수 있다. 상기 적시 거리에서, 상기 표시 패널 구동부는 상기 관찰자의 위치가 상기 양안 거리의 1/3만큼 이동할 때, 상기 서브 픽셀들의 상기 우안 영상 및 상기 좌안 영상을 변경할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 적시 거리는 상기 광 변환 부재에 의해 각 시점에 집광되는 영상의 폭이 양안 거리의 2/3가 되는 거리로 정의될 수 있다. 상기 관찰자의 양안 거리 사이에는 3개의 적시 시점 영역이 형성될 수 있다. 상기 적시 시점 영역의 중심 및 상기 적시 시점 영역의 각 경계의 중점에 시점의 스위칭 경계가 형성될 수 있다. 상기 적시 거리에서, 상기 관찰자의 우안이 제1 적시 시점 영역의 중심에 가까운 경우, 상기 제1 적시 시점 영역에 대응하는 하나의 서브 픽셀에 우안 영상을 표시할 수 있다. 상기 관찰자의 우안이 상기 제1 및 제2 적시 시점 영역의 경계에 가까운 경우, 상기 제1 및 제2 적시 시점 영역에 대응하는 두 개의 서브 픽셀에 우안 영상을 표시할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 배리어 모듈은 복수의 단위 배리어를 포함할 수 있다. 상기 단위 배리어는 3개의 서브 픽셀에 대응할 수 있다. 상기 단위 배리어의 상기 투과 영역과 상기 차단 영역의 상기 제1 방향의 폭의 비율은 1:2일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 배리어 모듈의 상기 투과 영역 및 상기 차단 영역은 매트릭스 형상을 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 제2 픽셀 행에 대응하는 상기 투과 영역은 제1 픽셀 행에 대응하는 상기 투과 영역에 비해 상기 제1 방향으로 서브 픽셀의 폭만큼 쉬프트될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 제2 픽셀 행에 대응하는 상기 투과 영역은 제1 픽셀 행에 대응하는 상기 투과 영역에 비해 상기 제1 방향으로 서브 픽셀의 폭의 1.5배만큼 쉬프트될 수 있다. 제3 픽셀 행에 대응하는 상기 투과 영역은 상기 제1 픽셀 행에 대응하는 상기 투과 영역에 비해 상기 제1 방향으로 서브 픽셀의 폭만큼 쉬프트될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 적시 거리는 상기 광 변환 부재에 의해 각 시점에 집광되는 영상의 폭이 양안 거리의 2/3가 되는 거리로 정의될 수 있다. 상기 관찰자의 시청 거리가 상기 적시 거리 보다 클 때, 상기 관찰자의 우안 및 좌안 중 어느 하나를 기준 위치로 시청 영상을 복수의 시점 영역으로 분할할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 기준 위치가 상기 관찰자의 상기 우안일 때, 우안 시청 영상 내에서 상기 하나의 상기 시점 영역에 대응하는 폭으로 정의되는 제1 영역 내에서는, 상기 제1 영역이 제1 시점 영역의 중심과 제1 및 제2 시점 영역 간의 경계 중 상기 제1 시점 영역의 중심에 가까울 경우, 상기 제1 시점 영역에 대응하는 하나의 서브 픽셀에 우안 영상을 표시하고, 상기 제1 시점 영역에 대응하지 않는 두 개의 서브 픽셀에 좌안 영상을 표시할 수 있다. 상기 제1 영역이 상기 제1 시점 영역의 중심과 상기 제1 및 제2 시점 영역 간의 경계 중 상기 제1 및 제2 시점 영역 간의 경계에 가까울 경우, 상기 제1 및 제2 시점 영역에 대응하는 두 개의 서브 픽셀에 우안 영상을 표시하고, 상기 제1 및 제2 시점 영역에 대응하지 않는 하나의 서브 픽셀에 좌안 영상을 표시할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 적시 거리는 상기 광 변환 부재에 의해 각 시점에 집광되는 영상의 폭이 양안 거리의 2/3가 되는 거리로 정의될 수 있다. 상기 관찰자의 시청 거리가 상기 적시 거리 보다 작을 때, 상기 관찰자의 우안 및 좌안 중 어느 하나를 기준 위치로 시청 영상을 복수의 시점 영역으로 분할할 수 있다.

이와 같은 입체 영상 표시 장치에 따르면, 표시 패널 구동부는 관찰자의 위치에 따라 표시 패널의 영상을 변화시켜 관찰자의 위치가 이동하더라도 입체 영상을 표시할 수 있다. 또한, 표시 패널의 영상이 변화되더라도 관찰자의 눈에 잘 인식되지 않으며, 크로스 토크를 방지할 수 있어, 입체 영상의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2a는 관찰자가 적시 거리에 있을 때, 도 1의 표시 패널 및 광 변환 부재를 이용하여 3차원 영상을 표시하는 방법을 나타내는 개념도이다.
도 2b는 적시 거리에서 상기 관찰자의 위치가 이동할 때, 도 1의 표시 패널 및 광 변환 부재를 이용하여 3차원 영상을 표시하는 방법을 나타내는 개념도이다.
도 3은 적시 거리에서 상기 관찰자의 위치가 이동할 때, 도 1의 표시 패널의 서브 픽셀들에 대응하는 시점 영상의 휘도를 나타내는 그래프이다.
도 4는 도 1의 표시 패널의 픽셀 구조를 나타내는 평면도이다.
도 5는 도 1의 광 변환 부재의 형상을 나타내는 평면도이다.
도 6은 일 시점에서 도 1의 광 변환 부재를 통해 도 1의 표시 패널이 관찰자에게 시인되는 형상을 나타내는 평면도이다.
도 7은 도 1의 표시 패널 구동부를 나타내는 블록도이다.
도 8은 관찰자가 적시 거리보다 멀리 있을 때, 도 1의 표시 패널 및 광 변환 부재를 이용하여 3차원 영상을 표시하는 방법을 나타내는 개념도이다.
도 9는 관찰자가 적시 거리보다 멀리 있을 때, 도 1의 표시 패널의 서브 픽셀을 렌더링하는 방법을 나타내는 개념도이다.
도 10은 관찰자가 적시 거리보다 가까이 있을 때, 도 1의 표시 패널 및 광 변환 부재를 이용하여 3차원 영상을 표시하는 방법을 나타내는 개념도이다.
도 11은 관찰자가 적시 거리보다 가까이 있을 때, 도 1의 표시 패널의 서브 픽셀을 렌더링하는 방법을 나타내는 개념도이다.
도 12a 및 도 12b는 프레임 마다 도 1의 광 변환 부재의 투과 영역을 쉬프트하는 방법을 나타내는 개념도이다.
도 13a는 관찰자가 적시 거리에 있을 때, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 패널 및 광 변환 부재를 이용하여 3차원 영상을 표시하는 방법을 나타내는 개념도이다.
도 13b는 적시 거리에서 상기 관찰자의 위치가 이동할 때, 도 13a의 표시 패널 및 광 변환 부재를 이용하여 3차원 영상을 표시하는 방법을 나타내는 개념도이다.
도 14는 적시 거리에서 상기 관찰자의 위치가 이동할 때, 도 13a의 표시 패널의 서브 픽셀들에 대응하는 시점 영상의 휘도를 나타내는 그래프이다.
도 15는 도 13a의 표시 패널의 픽셀 구조를 나타내는 평면도이다.
도 16은 도 13a의 광 변환 부재의 형상을 나타내는 평면도이다.
도 17은 일 시점에서 도 13a의 광 변환 부재를 통해 도 13a의 표시 패널이 관찰자에게 시인되는 형상을 나타내는 평면도이다.
도 18a 및 도 18b는 프레임 마다 도 13a의 광 변환 부재의 투과 영역을 쉬프트하는 방법을 나타내는 개념도이다.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 패널의 픽셀 구조를 나타내는 평면도이다.
도 20은 도 19의 표시 패널에 대응하는 광 변환 부재의 형상을 나타내는 평면도이다.
도 21은 일 시점에서 도 20의 광 변환 부재를 통해 도 19의 표시 패널이 관찰자에게 시인되는 형상을 나타내는 평면도이다.

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

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치를 나타내는 블록도이다.

도 1을 참조하면, 상기 표시 장치는 표시 패널(100), 광 변환 부재(200), 표시 패널 구동부(300) 및 위치 검출부(400)를 포함한다.

상기 표시 패널(100)은 영상을 표시한다. 상기 표시 패널(100)은 제1 기판, 상기 제1 기판과 마주보는 제2 기판 및 상기 제1 및 제2 기판들 사이에 배치되는 액정층을 포함할 수 있다.

상기 표시 패널(100)은 복수의 픽셀들을 포함한다. 상기 픽셀은 복수의 서브 픽셀들을 포함한다. 상기 픽셀은 적색 서브 픽셀, 녹색 서브 픽셀 및 청색 서브 픽셀을 포함할 수 있다.

상기 표시 패널(100)은 복수의 게이트 라인들(GL), 복수의 데이터 라인들(DL)을 포함하고, 상기 서브 픽셀들은 상기 게이트 라인들(GL)과 상기 데이터 라인들(DL) 각각에 연결된다. 상기 게이트 라인들(GL)은 제1 방향(D1)으로 연장되고, 상기 데이터 라인들(DL)은 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장된다.

각 서브 픽셀들은 스위칭 소자, 상기 스위칭 소자에 전기적으로 연결된 액정 캐패시터를 포함한다. 상기 각 서브 픽셀들은 스토리지 캐패시터를 더 포함할 수 있다. 상기 서브 픽셀들은 매트릭스 형태로 배치된다. 상기 스위칭 소자는 박막 트랜지스터일 수 있다.

상기 제1 기판 상에 상기 게이트 라인들(GL), 상기 데이터 라인들(DL), 픽셀 전극들, 스토리지 전극들이 배치되고, 상기 제2 기판 상에 공통 전극이 배치될 수 있다.

상기 광 변환 부재(200)는 상기 표시 패널(100) 상에 배치된다. 상기 광 변환 부재(200)는 상기 표시 패널(100)의 영상을 3차원 영상으로 변환한다. 예를 들어, 상기 광 변환 부재(200)는 상기 표시 패널(100)의 상기 서브 픽셀에 표시된 영상을 각각의 시점으로 전달할 수 있다.

상기 표시 패널(100)의 픽셀 구조 및 상기 광 변환 부재(200)의 형상에 대해서는 도 4 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.

예를 들어, 상기 광 변환 부재(200)는 투과 영역 및 차단 영역을 갖는 배리어 모듈일 수 있다. 상기 배리어 모듈은 상기 표시 패널(100)의 서브 픽셀에 표시된 영상을 선택적으로 차단하여 각 시점으로 전달할 수 있다.

예를 들어, 상기 광 변환 부재(200)는 복수의 렌티큘러 렌즈들을 포함할 수 있다. 상기 렌티큘러 렌즈들은 상기 표시 패널(100)의 서브 픽셀에 표시된 영상을 각 시점으로 굴절시킬 수 있다.

예를 들어, 상기 광 변환 부재(200)는 2차원 모드 및 3차원 모드의 전환이 가능한 스위쳐블 배리어 모듈일 수 있다. 예를 들어, 상기 광 변환 부재(200)는 액정 배리어 모듈일 수 있다. 상기 스위쳐블 배리어 모듈은 구동 신호에 따라 턴 온 및 턴 오프된다. 예를 들어, 상기 스위쳐블 배리어 모듈은 2차원 모드에서 턴 오프되어, 상기 표시 장치는 2차원 영상을 표시한다. 상기 스위쳐블 배리어 모듈은 3차원 모드에서 턴 온되어, 상기 표시 장치는 3차원 영상을 표시한다.

상기 스위쳐블 배리어 모듈은 제1 배리어 기판, 상기 제1 배리어 기판과 마주보는 제2 배리어 기판 및 상기 제1 및 제2 배리어 기판들 사이에 배치되는 액정층을 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 광 변환 부재(200)는 2차원 모드 및 3차원 모드의 전환이 가능한 스위쳐블 렌즈 모듈일 수 있다. 예를 들어, 상기 광 변환 부재(200)는 액정 렌즈 모듈일 수 있다. 상기 스위쳐블 렌즈 모듈은 구동 신호에 따라 턴 온 및 턴 오프된다. 예를 들어, 상기 스위쳐블 렌즈 모듈은 2차원 모드에서 턴 오프되어, 상기 표시 장치는 2차원 영상을 표시한다. 상기 스위쳐블 렌즈 모듈은 3차원 모드에서 턴 온되어, 상기 표시 장치는 3차원 영상을 표시한다.

상기 스위쳐블 렌즈 모듈은 제1 렌즈 기판, 상기 제1 렌즈 기판과 마주보는 제2 렌즈 기판 및 상기 제1 및 제2 렌즈 기판들 사이에 배치되는 액정층을 포함할 수 있다.

이와는 달리, 상기 광 변환 부재(200)는 광의 경로를 변경하는 복수의 프리즘을 포함할 수 있다. 이와는 달리, 상기 광 변환 부재(200)는 광의 경로를 변경하는 홀로그래픽 소자를 포함할 수 있다.

상기 표시 패널 구동부(300)는 상기 표시 패널(100)과 연결되어 상기 표시 패널(100)을 구동한다. 상기 표시 패널 구동부(300)는 타이밍 제어부(320), 게이트 구동부(340), 데이터 구동부(360) 및 감마 전압 생성부(380)를 포함한다.

상기 타이밍 제어부(320)는 외부의 장치로부터 입력 영상 데이터(RGB) 및 입력 제어 신호(CONT)를 수신한다. 상기 타이밍 제어부(320)는 위치 검출부(400)로부터 위치 신호(PS)를 수신한다. 상기 입력 영상 데이터는 적색 영상 데이터(R), 녹색 영상 데이터(G) 및 청색 영상 데이터(B)를 포함할 수 있다. 상기 입력 제어 신호는 마스터 클럭 신호, 데이터 인에이블 신호, 수직 동기 신호 및 수평 동기 신호 등을 포함할 수 있다.

상기 타이밍 제어부(320)는 상기 입력 영상 데이터(RGB), 상기 입력 제어 신호(CONT) 및 상기 위치 신호(PS)를 근거로 제1 제어 신호(CONT1), 제2 제어 신호(CONT2) 및 데이터 신호(DATA)를 생성한다.

상기 타이밍 제어부(320)는 상기 입력 제어 신호(CONT)를 근거로 상기 게이트 구동부(340)의 구동 타이밍을 제어하기 위한 상기 제1 제어 신호(CONT1)를 생성하여 상기 게이트 구동부(340)에 출력한다. 상기 제1 제어 신호(CONT1)는 수직 개시 신호 및 게이트 클럭 신호 등을 포함할 수 있다.

상기 타이밍 제어부(320)는 상기 입력 제어 신호(CONT)를 근거로 상기 데이터 구동부(360)의 구동 타이밍을 제어하기 위한 상기 제2 제어 신호(CONT2)를 생성하여 상기 데이터 구동부(360)에 출력한다. 상기 제2 제어 신호(CONT2)는 수평 개시 신호 및 로드 신호 등을 포함할 수 있다.

상기 타이밍 제어부(320)는 상기 입력 영상 데이터(RGB) 및 상기 위치 신호(PS)를 근거로 상기 데이터 신호(DATA)를 생성하여 상기 데이터 구동부(360)에 출력한다.

상기 게이트 구동부(340)는 상기 타이밍 제어부(320)로부터 상기 제1 제어 신호(CONT1)를 수신한다. 상기 게이트 구동부(340)는 상기 제1 제어 신호(CONT1)에 응답하여 상기 게이트 라인들(GL)을 구동하기 위한 게이트 신호들을 생성한다. 상기 게이트 구동부(340)는 상기 게이트 신호들을 상기 게이트 라인들(GL)에 순차적으로 출력한다.

상기 감마전압 생성부(380)는 감마 기준 전압(VGREF)을 생성한다. 상기 감마전압 생성부(380)는 상기 감마 기준 전압(VGREF)을 상기 데이터 구동부(360)에 제공한다. 상기 감마 기준 전압(VGREF)은 각각의 데이터 신호(DATA)에 대응하는 값을 갖는다.

예를 들어, 상기 감마전압 생성부(380)는 복수의 저항들이 직렬로 연결되어, 전원전압 및 접지전압을 상기 감마 기준 전압들(VGREF)로 전압 분배하여 출력하는 저항 스트링 회로를 포함할 수 있다. 상기 감마전압 생성부(380)는 상기 데이터 구동부(360) 내에 배치될 수 있다.

상기 데이터 구동부(360)는 상기 타이밍 제어부(320)로부터 상기 제2 제어 신호(CONT2) 및 상기 데이터 신호(DATA)를 수신한다. 상기 데이터 구동부(360)는 감마전압 생성부(380)로부터 감마 기준 전압(VGREF)을 수신한다.

상기 데이터 구동부(360)는 상기 데이터 신호(DATA)를 상기 감마 기준 전압(VGREF)을 이용하여 아날로그 형태의 데이터 전압들로 변환한다. 상기 데이터 구동부(360)는 상기 데이터 전압들을 상기 데이터 라인들(DL)에 순차적으로 출력한다.

도시하지 않았으나, 상기 표시 패널 구동부(300)는 상기 타이밍 제어부(320)의 전단에서 상기 입력 영상 데이터(RGB)의 프레임 레이트를 변환하는 프레임 레이트 변환부를 더 포함할 수 있다.

상기 표시 패널 구동부(300)의 구성에 대해서는 도 7을 참조하여 상세히 설명한다.

상기 위치 검출부(400)는 관찰자의 위치를 검출하여 위치 신호(PS)를 상기 타이밍 제어부(320)에 제공한다. 예를 들어, 상기 위치 검출부(400)는 상기 관찰자의 양안의 위치를 검출할 수 있다. 예를 들어, 상기 위치 검출부(400)는 상기 위치 검출부(400)로부터 상기 관찰자의 양안까지의 거리를 측정할 수 있다. 이와는 달리, 상기 위치 검출부(400)는 상기 관찰자의 우안 및 좌안 중 어느 하나를 검출할 수 있다.

예를 들어, 상기 위치 검출부(400)는 카메라일 수 있다. 상기 위치 검출부(400)는 적외선 센서일 수 있다. 상기 위치 검출부(400)는 상기 표시 패널(100)의 베젤에 배치될 수 있다.

도 2a는 관찰자가 적시 거리에 있을 때, 도 1의 표시 패널 및 광 변환 부재를 이용하여 3차원 영상을 표시하는 방법을 나타내는 개념도이다. 도 2b는 적시 거리에서 상기 관찰자의 위치가 이동할 때, 도 1의 표시 패널 및 광 변환 부재를 이용하여 3차원 영상을 표시하는 방법을 나타내는 개념도이다. 도 3은 적시 거리에서 상기 관찰자의 위치가 이동할 때, 도 1의 표시 패널의 서브 픽셀들에 대응하는 시점 영상의 휘도를 나타내는 그래프이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 표시 패널(100) 상에 상기 광 변환 부재(200)가 배치된다. 본 실시예에서, 상기 광 변환 부재(200)는 배리어 모듈인 것을 예시하였다. 이와는 달리, 상기 광 변환 부재(200)는 렌티큘러 렌즈 모듈일 수 있다.

상기 표시 패널(100)은 복수의 서브 픽셀들을 포함한다. 상기 표시 패널(100)은 두 개의 서브 픽셀을 주기로 우안 영상(RI)과 좌안 영상(LI)을 교대로 표시한다.

상기 광 변환 부재(200)는 투과 영역 및 차단 영역을 포함한다. 상기 광 변환 부재(200)에 의해 하나의 서브 픽셀의 영상은 하나의 시점으로 이동한다. 본 실시예에서, 상기 광 변환 부재(200)는 4개의 시점수를 가진다.

본 실시예에서, 상기 광 변환 부재(200)는 전혀 이동하지 않을 수 있다. 반면, 상기 광 변환 부재(200)는 수평 이동하거나, 상기 투과 영역이 이동하도록 구현될 수 있다. 프레임 마다 상기 투과 영역이 이동하는 실시예에 대해서는 도 12a 및 도 12b를 참조하여 설명한다.

상기 광 변환 부재(200)에 의해 제1 서브 픽셀의 영상은 제1 시점(

)으로 이동하고, 상기 제1 서브 픽셀과 이웃한 제2 서브 픽셀의 영상은 제2 시점(

)으로 이동하고, 상기 제2 서브 픽셀과 이웃한 제3 서브 픽셀의 영상은 제3 시점(

)으로 이동하고, 상기 제3 서브 픽셀과 이웃한 제4 서브 픽셀의 영상은 제4 시점(

)으로 이동하고, 상기 제4 서브 픽셀과 이웃한 제5 서브 픽셀의 영상은 상기 제1 시점(

)으로 이동하고, 상기 제5 서브 픽셀과 이웃한 제6 서브 픽셀의 영상은 상기 제2 시점(

)으로 이동하고, 상기 제6 서브 픽셀과 이웃한 제7 서브 픽셀의 영상은 상기 제3 시점(

)으로 이동하고, 상기 제7 서브 픽셀과 이웃한 제8 서브 픽셀의 영상은 상기 제4 시점(

)으로 이동한다.

본 실시예에서, 적시 거리(d)는 상기 광 변환 부재(200)에 의해 각 시점에 집광되는 영상의 폭이 양안 거리(E)의 절반이 되는 거리로 정의된다. 본 실시예에서, 상기 적시 거리(d)에서 상기 관찰자의 우안(RE)은 상기 광 변환 부재(200)의 하나의 투과 영역을 통해 최대 2개의 서브 픽셀의 폭에 해당하는 영상을 동시에 시인할 수 있다. 마찬가지로 상기 적시 거리(d)에서 상기 관찰자의 좌안(LE)은 상기 광 변환 부재(200)의 하나의 투과 영역을 통해 최대 2개의 서브 픽셀의 폭에 해당하는 영상을 동시에 시인할 수 있다.

상기 적시 거리(d)에서, 상기 표시 패널 구동부(320)는 상기 관찰자의 위치가 상기 양안 거리(E)의 절반만큼 이동할 때, 상기 서브 픽셀들의 상기 우안 영상(RI) 및 상기 좌안 영상(LI)을 변경할 수 있다.

상기 서브 픽셀의 상기 제1 방향(D1)의 폭은 p이고, 상기 표시 패널(100)과 상기 광 변환 부재(200) 사이의 거리는 g이며, 상기 관찰자의 양안 거리는 E이고, 상기 적시 거리는 d이며, 상기 투과 영역의 상기 제1 방향(D1)의 폭은 s이고, 단위 배리어의 피치는 q일 때, 상기 입체 영상 표시 장치는 아래와 같은 수학식 1 내지 5를 만족한다.

[수학식 1]

[수학식 2]

[수학식 3]

[수학식 4]

[수학식 5]

도 2a에서, 상기 관찰자의 상기 우안(RE)은 상기 광 변환 부재(200)의 투과 영역들을 통해 제1 시점 및 제2 시점에 대응하는 서브 픽셀들에 표시된 영상을 시인한다. 상기 제1 시점 및 제2 시점에 대응하는 서브 픽셀들은 우안 영상(RI)을 표시한다.

상기 관찰자의 상기 좌안(LE)은 상기 광 변환 부재(200)의 투과 영역들을 통해 제3 시점 및 제4 시점에 대응하는 서브 픽셀들에 표시된 영상을 시인한다. 상기 제3 시점 및 제4 시점에 대응하는 서브 픽셀들은 좌안 영상(LI)을 표시한다.

도 2b에서, 상기 관찰자의 상기 우안(RE) 및 상기 좌안(LE)은 상기 제1 방향(D1)으로 상기 양안 거리(E)의 절반 만큼 이동한 경우를 도시한다.

상기 관찰자의 상기 우안(RE)은 상기 광 변환 부재(200)의 투과 영역들을 통해 제2 시점 및 제3 시점에 대응하는 서브 픽셀들에 표시된 영상을 시인한다. 상기 제2 시점 및 제3 시점에 대응하는 서브 픽셀들은 우안 영상(RI)을 표시한다.

상기 관찰자의 상기 좌안(LE)은 상기 광 변환 부재(200)의 투과 영역들을 통해 제4 시점 및 제1 시점에 대응하는 서브 픽셀들에 표시된 영상을 시인한다. 상기 제4 시점 및 제1 시점에 대응하는 서브 픽셀들은 좌안 영상(LI)을 표시한다.

상기 관찰자의 우안 및 좌안이 도 2a의 위치(RE1, LE1)에 있을 때, 상기 표시 패널 구동부(300)는 상기 제1 및 제2 시점에 대응하는 서브 픽셀들이 우안 영상(RI)을 표시하고, 상기 제3 및 제4 시점에 대응하는 서브 픽셀들이 좌안 영상(LI)을 표시하도록 제어한다.

한편, 상기 관찰자의 우안 및 좌안이 도 2b의 위치(RE2, LE2)에 있을 때, 상기 표시 패널 구동부(300)는 상기 제2 및 제3 시점에 대응하는 서브 픽셀들이 우안 영상(RI)을 표시하고, 상기 제4 및 제1 시점에 대응하는 서브 픽셀들이 좌안 영상(LI)을 표시하도록 제어한다.

결과적으로, 상기 관찰자의 우안 및 좌안이 도 2a의 위치(RE1, LE1)에서 도 2b의 위치(RE2, LE2)로 이동할 때, 상기 표시 패널 구동부(300)는 상기 제1 시점에 대응하는 서브 픽셀들의 영상을 우안 영상(RI)에서 좌안 영상(LI)으로 바꾸고, 상기 제3 시점에 대응하는 서브 픽셀들의 영상을 좌안 영상(LI)에서 우안 영상(RI)으로 바꾼다.

본 실시예에서는 상기 관찰자가 상기 표시 패널(100)을 기준으로 수평 방향으로 이동할 때, 상기 표시 패널 구동부(300)의 서브 픽셀 렌더링에 의해 상기 광 변환 부재(200)를 이동하지 않고 상기 표시 패널(100)은 입체 영상을 표시할 수 있다.

도 3은 각 시점에 대응하는 서브 픽셀에 의해 상기 적시 거리(d)에 집광되는 시점 영상의 휘도를 나타낸다. 상기 관찰자의 우안(RE)이 상기 도 2a의 제1 위치(RE1)에 있을 때, 상기 관찰자의 우안(RE)은 상기 제1 시점 및 제2 시점에 대응하는 서브 픽셀들에 표시되는 영상을 강하게 시인한다.

상기 관찰자의 우안(RE)이 상기 도 2a의 제1 위치(RE1)로부터 상기 도 2b의 제2 위치(RE2)로 서서히 이동하게 되면, 상기 제1 시점에 대응하는 서브 픽셀들에 표시되는 영상의 휘도는 감소하고, 상기 제2 시점에 대응하는 서브 픽셀들에 표시되는 영상의 휘도는 증가한다. 또한, 상기 제3 시점에 대응하는 서브 픽셀들에 표시되는 영상의 휘도는 증가한다.

상기 관찰자의 우안(RE)이 상기 제1 및 제2 위치(RE1, RE2) 사이의 스위칭 경계(SB)에 있을 때, 상기 제2 시점에 대응하는 서브 픽셀들에 표시되는 영상의 휘도는 최대로 증가한다. 반면, 상기 제1 시점에 대응하는 서브 픽셀들에 표시되는 영상의 휘도 및 상기 제3 시점에 대응하는 서브 픽셀들에 표시되는 영상의 휘도는 실질적으로 동일하다.

상기 관찰자의 우안(RE)이 상기 제1 및 제2 위치(RE1, RE2) 사이의 스위칭 경계(SB)를 지나서 상기 제2 위치(RE2)로 향하게 되면, 상기 제1 시점에 대응하는 서브 픽셀들에 표시되는 영상의 휘도는 상기 제3 시점에 대응하는 서브 픽셀들에 표시되는 영상의 휘도 보다 작아진다.

상기 표시 패널 구동부(300)는 상기 관찰자의 우안(RE)이 상기 도 2a의 제1 위치(RE1)로부터 상기 도 2b의 제2 위치(RE2)로 이동할 때, 상기 제1 위치(RE1) 및 제2 위치(RE2)의 사이에 배치되는 스위칭 경계(SB)에서 상기 제3 시점에 대응하는 서브 픽셀의 영상을 좌안 영상(LI)에서 우안 영상(RI)으로 바꾼다.

다시 말해, 상기 표시 패널 구동부(300)는 상기 표시 패널(100)의 상기 제1 시점에 대응하는 서브 픽셀의 휘도가 상기 제3 시점에 대응하는 서브 픽셀의 휘도보다 작아질 때, 상기 제1 시점에 대응하는 서브 픽셀은 좌안 영상을 표시하고, 상기 제3 시점에 대응하는 서브 픽셀은 우안 영상을 표시하도록 상기 표시 패널의 서브 픽셀을 렌더링한다.

이와 마찬가지로, 상기 표시 패널 구동부(300)는 상기 관찰자의 좌안(LE)이 상기 도 2a의 제3 위치(LE1)로부터 상기 도 2b의 제4 위치(LE2)로 이동할 때, 상기 제3 위치(LE1) 및 제4 위치(LE2)의 사이에 배치되는 스위칭 경계(SB)에서 상기 제1 시점에 대응하는 서브 픽셀의 영상을 우안 영상(RI)에서 좌안 영상(LI)으로 바꾼다.

상기 표시 영상이 변경되는 상기 제1 위치(RE1) 및 제2 위치(RE2) 사이의 스위칭 경계(SB)에서 상기 제1 및 제3 시점에 대응하는 서브 픽셀들의 휘도는 매우 낮은 값을 갖는다. 따라서, 상기 제1 및 제3 시점에 대응하는 서브 픽셀들의 영상이 좌안 영상(LI)에서 우안 영상(RI)으로 또는 우안 영상(RI)에서 좌안 영상(LI)으로 변경되더라도, 관찰자의 눈에는 잘 시인되지 않는다.

또한, 2개의 서브 픽셀들이 좌안 영상 또는 우안 영상을 표시하므로, 크로스 토크의 우려가 거의 없다. 뿐만 아니라, 상기 위치 검출부(400)의 위치 검출이 정밀하지 않다 하더라도 크로스 토크의 우려가 적다.

도 4는 도 1의 표시 패널(100)의 픽셀 구조를 나타내는 평면도이다. 도 5는 도 1의 광 변환 부재(200)의 형상을 나타내는 평면도이다. 도 6은 일 시점에서 도 1의 광 변환 부재를 통해 도 1의 표시 패널이 관찰자에게 시인되는 형상을 나타내는 평면도이다.

도 1, 도 4 내지 도 6을 참조하면, 상기 표시 패널(100)은 복수의 픽셀들을 포함한다. 상기 복수의 픽셀들은 매트릭스 형태로 배치된다.

각 픽셀들은 복수의 서브 픽셀들을 포함한다. 예를 들어, 각각의 서브 픽셀은 직사각형 형상을 가질 수 있다. 각각의 서브 픽셀은 상기 제1 방향(D1)의 단변을 갖고, 상기 제2 방향(D2)의 장변을 갖는 직사각형 형상을 가질 수 있다.

상기 픽셀들은 적색 서브 픽셀(R), 녹색 서브 픽셀(G) 및 청색 서브 픽셀(B)을 포함할 수 있다.

상기 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀들(R, G, B)은 상기 제1 방향(D1)을 따라 교대로 배치될 수 있다. 상기 적색 서브 픽셀들(R)은 상기 제2 방향(D2)을 따라 일렬로 배치될 수 있다. 상기 녹색 서브 픽셀들(G)은 상기 제2 방향(D2)을 따라 일렬로 배치될 수 있다. 상기 청색 서브 픽셀들(B)은 상기 제2 방향(D2)을 따라 일렬로 배치될 수 있다.

이와는 달리, 상기 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀들(R, G, B)은 상기 제2 방향(D2)을 따라 교대로 배치되며, 상기 제1 방향(D1)을 따라 일렬로 배치될 수 있다.

이와는 달리, 상기 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀들(R, G, B)은 상기 제1 및 제2 방향(D1, D2)을 따라 교대로 배치될 수도 있다.

상기 광 변환 부재(200)는 투과 영역(TA) 및 차단 영역(BA)을 갖는 배리어 모듈일 수 있다. 상기 배리어 모듈은 복수의 단위 배리어를 포함한다. 상기 단위 배리어는 4개의 서브 픽셀에 대응할 수 있다. 상기 단위 배리어의 상기 투과 영역(TA)과 상기 차단 영역(BA)의 상기 제1 방향(D1)의 폭의 비율은 1:3일 수 있다.

일 시점에서 상기 광 변환 부재(200)의 투과 영역(TA)을 통해, 상기 표시 패널(100)의 서브 픽셀들(R, G, B)이 도 6과 같이 상기 관찰자의 눈에 시인된다. 상기 관찰자의 눈에 시인되는 서브 픽셀들은 적색, 녹색, 청색을 고르게 표시한다.

도 7은 도 1의 표시 패널 구동부(300)를 나타내는 블록도이다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 상기 표시 패널 구동부(300)는 타이밍 컨트롤러(320), 게이트 구동부(340), 데이터 구동부(360) 및 감마 전압 생성부(380)를 포함한다.

상기 타이밍 컨트롤러(320)는 서브 픽셀 렌더링부(322) 및 신호 생성부(324)를 포함한다.

상기 서브 픽셀 렌더링부(322)는 외부의 장치로부터 입력 영상 데이터(RGB)를 수신한다. 상기 서브 픽셀 렌더링부(322)는 상기 위치 검출부(400)로부터 상기 위치 신호(PS)를 수신한다. 상기 입력 영상 데이터는 적색 영상 데이터(R), 녹색 영상 데이터(G) 및 청색 영상 데이터(B)를 포함할 수 있다.

상기 서브 픽셀 렌더링부(322)는 상기 입력 영상 데이터(RGB) 및 상기 위치 신호(PS)를 기초로 상기 서브 픽셀의 계조 데이터(DATA)를 생성한다.

상기 적시 거리에서, 상기 서브 픽셀 렌더링부(322)는 상기 관찰자의 위치가 상기 양안 거리(E)의 절반만큼 이동할 때, 상기 서브 픽셀들의 상기 우안 영상(RI) 및 상기 좌안 영상(LI)을 변경할 수 있다.

상기 적시 거리에서, 상기 관찰자가 이동함에 따라 상기 서브 픽셀 렌더링부(322)는 상기 서브 픽셀들의 휘도가 역전될 때, 상기 서브 픽셀들의 상기 우안 영상(RI) 및 상기 좌안 영상(LI)을 변경할 수 있다.

상기 신호 생성부(324)는 외부의 장치로부터 상기 입력 제어 신호(CONT)를 수신한다. 상기 입력 제어 신호(CONT)는 마스터 클럭 신호, 데이터 인에이블 신호, 수직 동기 신호 및 수평 동기 신호를 포함할 수 있다.

상기 신호 생성부(324)는 상기 입력 제어 신호(CONT)를 기초로 상기 게이트 구동부(340)의 동작을 제어하기 위한 제1 제어 신호(CONT1)를 생성하여 상기 게이트 구동부(340)에 출력한다. 상기 제1 제어 신호(CONT1)는 수직 개시 신호 및 게이트 클럭 신호를 포함할 수 있다.

상기 신호 생성부(324)는 상기 입력 제어 신호(CONT)를 기초로 상기 데이터 구동부(360)의 동작을 제어하기 위한 제2 제어 신호(CONT2)를 생성하여 상기 데이터 구동부(360)에 출력한다. 상기 제2 제어 신호(CONT2)는 수평 개시 신호 및 로드 신호를 포함할 수 있다.

상기 타이밍 컨트롤러(320)는 상기 계조 데이터(DATA)를 보정하기 위한 영상 보정부를 더 포함할 수 있다. 상기 영상 보정부는 상기 계조 데이터(DATA)를 보정하기 위해 색 특성 보상(Adaptive Color Correction, ACC) 및 능동 캐패시턴스 보상(Dynamic Capacitance Compensation, DCC) 등을 수행할 수 있다.

상기 게이트 구동부(340)는 상기 신호 생성부(324)로부터 입력 받은 상기 제1 제어 신호(CONT1)에 응답하여 상기 표시 패널(100)의 상기 게이트 라인들을 구동하기 위한 게이트 신호들(GS)을 생성한다. 상기 게이트 구동부(340)는 상기 게이트 신호들(GS)을 상기 게이트 라인들에 순차적으로 출력한다.

상기 데이터 구동부(360)는 상기 신호 생성부(324)로부터 상기 제2 제어 신호(CONT2) 및 상기 계조 데이터(DATA)를 입력 받는다. 상기 데이터 구동부(360)는 상기 감마 전압 생성부(380)로부터 상기 감마 기준 전압(VGREF)을 입력 받는다.

상기 데이터 구동부(360)는 상기 신호 생성부(324)로부터 입력 받은 상기 제2 제어 신호(CONT2)에 응답하여 상기 계조 데이터(DATA)를 감마 기준 전압(VGREF)을 이용하여 아날로그 형태의 데이터 전압(DV)으로 변환한다. 상기 데이터 구동부(360)는 상기 데이터 전압(DV)을 상기 데이터 라인들에 출력한다.

도 8은 관찰자가 적시 거리보다 멀리 있을 때, 도 1의 표시 패널 및 광 변환 부재를 이용하여 3차원 영상을 표시하는 방법을 나타내는 개념도이다. 도 9는 관찰자가 적시 거리보다 멀리 있을 때, 도 1의 표시 패널의 서브 픽셀을 렌더링하는 방법을 나타내는 개념도이다.

도 2a, 도 2b, 도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 관찰자가 상기 적시 거리(d)보다 멀리 있을 때, 상기 관찰자의 양안에 시인되는 우안 시청 영상(R1) 및 좌안 시청 영상(L1)은 상기 적시 거리(d1)에서의 영상과 상이하다.

상기 적시 거리(d)에서 상기 관찰자의 우안(RE)에는 상기 제1 시점 영상의 일부 및 제2 시점 영상의 일부가 시인된다. 예를 들어, 상기 적시 거리(d)보다 먼 시청 거리(h)에 있을 때 상기 관찰자의 우안(RE)에는 상기 제1 시점 영상의 일부, 상기 제2 시점 영상 전체 및 상기 제3 시점 영상의 일부가 시인될 수 있다. 따라서, 상기 관찰자가 상기 시청 거리(h)에 있을 때, 상기 서브 픽셀 렌더링을 조절하지 않으면 상기 관찰자의 우안(RE)은 상기 제3 시점을 통해 좌안 영상을 시인하여 크로스 토크가 발생한다.

상기 관찰자의 시청 거리(h)가 상기 적시 거리(d) 보다 클 때, 상기 관찰자의 우안(RE) 및 좌안(LE) 중 어느 하나를 기준 위치로 설정할 수 있다. 상기 기준 위치를 바탕으로 상기 시청 영상(R1, L1)을 복수의 시점 영역으로 분할한다.

상기 시청 영상(R1, L1)의 폭은 a이고, 상기 시청 거리는 h이며, 상기 적시 거리는 d이고, 상기 표시 패널(100)의 폭이 w이며, 상기 우안 시청 영상(R1) 및 좌안 시청 영상(L1)의 대응하는 변 사이의 거리는 j이고, 상기 시점 영역의 폭은 k이며, 상기 양안 거리는 E일 때, 상기 입체 영상 표시 장치는 아래와 같은 수학식 6 내지 11을 만족한다.

[수학식 6]

[수학식 7]

[수학식 8]

[수학식 9]

[수학식 10]

[수학식 11]

도 9에서, 상기 우안(RE)의 위치를 기준으로 상기 시청 영상(R1, L1)을 복수의 시점 영역(

,

)으로 분할한다.

상기 기준 위치가 상기 관찰자의 상기 우안(RE)일 때, 상기 시청 영상(R1)의 특정 영역 내에서는, 상기 특정 영역으로부터 가장 가까운 시점 영역 경계에 접하는 두 개의 시점 영역에 대응하는 두 개의 서브 픽셀에 우안 영상을 표시하고, 나머지 두 개의 서브 픽셀에는 좌안 영상을 표시한다.

예를 들어, 상기 특정 영역이 상기 제4 시점 및 제1 시점 영역의 경계에 인접하는 K1 영역인 경우, 상기 K1 영역에서는 제4 시점 및 제1 시점에 대응하는 서브 픽셀들에 우안 영상을 표시하고, 제2 시점 및 제3 시점에 대응하는 서브 픽셀들에 좌안 영상을 표시한다.

예를 들어, 상기 특정 영역이 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점의 영역의 경계에 인접하는 K2 영역인 경우, 상기 K2 영역에서는 제1 시점 및 제2 시점에 대응하는 서브 픽셀들에 우안 영상을 표시하고, 제3 시점 및 제4 시점에 대응하는 서브 픽셀들에 좌안 영상을 표시한다.

예를 들어, 상기 특정 영역이 상기 제2 시점 및 제3 시점의 영역의 경계에 인접하는 K3 영역인 경우, 상기 K3 영역에서는 제2 시점 및 제3 시점에 대응하는 서브 픽셀들에 우안 영상을 표시하고, 제4 시점 및 제1 시점에 대응하는 서브 픽셀들에 좌안 영상을 표시한다.

상기 기준 위치는 상기 관찰자의 상기 우안(RE)을 기준으로 설정되므로, 상기 관찰자의 좌안(LE)에는 최적의 영상이 표시되지 않을 수 있다. 따라서, 일부 영역에서는 상기 관찰자에게 2차원 영상이 시인될 수 있다.

본 실시예에서는 상기 우안(RE)의 위치를 기준으로 상기 시청 영상(R1, L1)을 복수의 시점 영역(

,

)으로 분할하는 것을 예시하였으나, 상기 좌안(LE)의 위치를 기준으로 상기 시청 영상(R1, L1)을 복수의 시점 영역(

,

)으로 분할할 수 있다. 이 때, 상기 좌안 영상 및 우안 영상은 K4, K5, K6 영역을 경계로 변경될 수 있다.

도 10은 관찰자가 적시 거리보다 가까이 있을 때, 도 1의 표시 패널 및 광 변환 부재를 이용하여 3차원 영상을 표시하는 방법을 나타내는 개념도이다. 도 11은 관찰자가 적시 거리보다 가까이 있을 때, 도 1의 표시 패널의 서브 픽셀을 렌더링하는 방법을 나타내는 개념도이다.

도 10 및 도 11의 3차원 영상 표시 방법 및 서브 픽셀 렌더링 방법은 상기 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한 상기 관찰자가 적시 거리보다 멀리 있을 때의 경우와 실질적으로 동일하다.

도 2a, 도 2b, 도 10 및 도 11을 참조하면, 상기 관찰자가 상기 적시 거리(d)보다 가까이 있을 때, 상기 관찰자의 양안에 시인되는 우안 시청 영상(R2) 및 좌안 시청 영상(L2)은 상기 적시 거리(d1)에서의 영상과 상이하다.

상기 적시 거리(d)에서 상기 관찰자의 우안(RE)에는 상기 제1 시점 영상의 일부 및 제2 시점 영상의 일부가 시인된다. 예를 들어, 상기 적시 거리(d)보다 가까운 시청 거리(m)에 있을 때 상기 관찰자의 우안(RE)에는 상기 제2 시점 영상의 일부, 상기 제1 시점 영상 전체 및 상기 제4 시점 영상의 일부가 시인될 수 있다. 따라서, 상기 관찰자가 상기 시청 거리(m)에 있을 때, 상기 서브 픽셀 렌더링을 조절하지 않으면 상기 관찰자의 우안(RE)은 상기 제4 시점을 통해 좌안 영상을 시인하여 크로스 토크가 발생한다.

상기 관찰자의 시청 거리(m)가 상기 적시 거리(d) 보다 작을 때, 상기 관찰자의 우안(RE) 및 좌안(LE) 중 어느 하나를 기준 위치로 설정할 수 있다. 상기 기준 위치를 바탕으로 상기 시청 영상(R2, L2)을 복수의 시점 영역으로 분할한다.

상기 시청 영상(R2, L2)의 폭은 a이고, 상기 시청 거리는 m이며, 상기 적시 거리는 d이고, 상기 표시 패널(100)의 폭이 w이며, 상기 우안 시청 영상(R2) 및 좌안 시청 영상(L2)의 대응하는 변 사이의 거리는 j이고, 상기 시점 영역의 폭은 k이며, 상기 양안 거리는 E일 때, 상기 입체 영상 표시 장치는 아래와 같은 수학식 12 내지 17을 만족한다.

[수학식 12]

[수학식 13]

[수학식 14]

[수학식 15]

[수학식 16]

[수학식 17]

도 11에서, 상기 우안(RE)의 위치를 기준으로 상기 시청 영상(R1, L1)을 복수의 시점 영역(

,

)으로 분할한다.

상기 기준 위치가 상기 관찰자의 상기 우안(RE)일 때, 상기 시청 영상(R2)의 특정 영역 내에서는, 상기 특정 영역으로부터 가장 가까운 시점 영역 경계에 접하는 두 개의 시점 영역에 대응하는 두 개의 서브 픽셀에 우안 영상을 표시하고, 나머지 두 개의 서브 픽셀에는 좌안 영상을 표시한다.

본 실시예에서는 상기 우안(RE)의 위치를 기준으로 상기 시청 영상(R2, L2)을 복수의 시점 영역(

,

)으로 분할하는 것을 예시하였으나, 상기 좌안(LE)의 위치를 기준으로 상기 시청 영상(R2, L2)을 복수의 시점 영역(

,

이와 같이, 본 실시예에서는 상기 관찰자가 상기 표시 패널(100)을 기준으로 전후 방향으로 이동할 때, 상기 표시 패널 구동부(300)의 서브 픽셀 렌더링에 의해 상기 표시 패널(100)은 입체 영상을 표시할 수 있다.

도 12a 및 도 12b는 프레임 마다 도 1의 광 변환 부재의 투과 영역을 쉬프트하는 방법을 나타내는 개념도이다.

도 12a가 제1 프레임의 입체 영상 표시 장치를 나타내고, 도 12b는 제2 프레임의 입체 영상 표시 장치를 나타낸다.

상기 광 변환 부재(200)의 투과 영역은 프레임 마다 쉬프트 된다. 상기 표시 패널(100)의 표시 영상은 프레임 마다 우안 영상이 좌안 영상으로, 좌안 영상이 우안 영상으로 변경된다.

도 12a를 참조하면, 상기 광 변환 부재(200)는 제1 내지 제4 부분(B1 내지 B4)을 포함한다. 제1 프레임에서, 상기 관찰자의 우안(RE)은 투과 상태가 되는 제1 부분(B1)을 통해 상기 제1 및 제2 시점에 표시되는 우안 영상(RI)을 시인한다. 상기 관찰자의 좌안(LE)은 투과 상태가 되는 상기 제1 부분(B1)을 통해 상기 제3 및 제4 시점에 표시되는 좌안 영상(LI)을 시인한다.

도 12b를 참조하면, 제2 프레임에서, 상기 관찰자의 우안(RE)은 투과 상태가 되는 제3 부분(B3)을 통해 상기 제3 및 제4 시점에 표시되는 우안 영상(RI)을 시인한다. 상기 관찰자의 좌안(LE)은 투과 상태가 되는 상기 제3 부분(B3)을 통해 상기 제1 및 제2 시점에 표시되는 좌안 영상(LI)을 시인한다.

예를 들어, 상기 광 변환 부재(200)의 상기 투과 영역은 매 프레임마다 상기 단위 배리어의 피치(q)의 절반만큼 이동한다.

본 실시예에 따르면, 표시 패널 구동부(320)는 관찰자의 위치에 따라 표시 패널(100)의 영상을 변화시켜 관찰자의 위치가 이동하더라도 입체 영상을 표시할 수 있다. 또한, 표시 패널(100)의 영상이 변화되더라도 관찰자의 눈에 잘 인식되지 않으며, 크로스 토크를 방지할 수 있어, 입체 영상의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.

도 13a는 관찰자가 적시 거리에 있을 때, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 패널 및 광 변환 부재를 이용하여 3차원 영상을 표시하는 방법을 나타내는 개념도이다. 도 13b는 적시 거리에서 상기 관찰자의 위치가 이동할 때, 도 13a의 표시 패널 및 광 변환 부재를 이용하여 3차원 영상을 표시하는 방법을 나타내는 개념도이다. 도 14는 적시 거리에서 상기 관찰자의 위치가 이동할 때, 도 13a의 표시 패널의 서브 픽셀들에 대응하는 시점 영상의 휘도를 나타내는 그래프이다.

본 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는 표시 패널이 3개의 서브 픽셀을 주기로 반복되고, 광 변환 부재의 시점수가 3인 것을 제외하면, 상기 도 1 내지 도 12b에 따른 입체 영상 표시 장치와 실질적으로 동일하므로, 동일하거나 대응되는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조번호를 이용하고, 중복되는 설명은 생략한다.

도 1, 도 13a, 도 13b 및 도 14를 참조하면, 상기 표시 장치는 표시 패널(100), 광 변환 부재(200A), 표시 패널 구동부(300) 및 위치 검출부(400)를 포함한다.

상기 표시 패널(100) 상에 상기 광 변환 부재(200A)가 배치된다. 본 실시예에서, 상기 광 변환 부재(200A)는 배리어 모듈인 것을 예시하였다. 이와는 달리, 상기 광 변환 부재(200A)는 렌티큘러 렌즈 모듈일 수 있다.

상기 표시 패널(100)은 복수의 서브 픽셀들을 포함한다. 상기 표시 패널(100)은 두 개의 서브 픽셀을 주기로 두 개의 우안 영상(RI, RI) 및 하나의 좌안 영상(LI)을 교대로 표시하거나, 두 개의 좌안 영상(LI, LI) 및 하나의 우안 영상(RI)을 교대로 표시한다.

상기 광 변환 부재(200A)는 투과 영역 및 차단 영역을 포함한다. 상기 광 변환 부재(200A)에 의해 하나의 서브 픽셀의 영상은 하나의 시점으로 이동한다. 본 실시예에서, 상기 광 변환 부재(200A)는 3개의 시점수를 가진다.

본 실시예에서, 상기 광 변환 부재(200A)는 전혀 이동하지 않을 수 있다. 반면, 상기 광 변환 부재(200A)는 수평 이동하거나, 상기 투과 영역이 이동하도록 구현될 수 있다. 프레임 마다 상기 투과 영역이 이동하는 실시예에 대해서는 도 18a 및 도 18b를 참조하여 설명한다.

상기 광 변환 부재(200A)에 의해 제1 서브 픽셀의 영상은 제1 시점(

)으로 이동하고, 상기 제3 서브 픽셀과 이웃한 제4 서브 픽셀의 영상은 제1 시점(

)으로 이동하고, 상기 제4 서브 픽셀과 이웃한 제5 서브 픽셀의 영상은 상기 제2 시점(

)으로 이동하고, 상기 제5 서브 픽셀과 이웃한 제6 서브 픽셀의 영상은 상기 제3 시점(

)으로 이동한다.

본 실시예에서, 적시 거리(d)는 상기 광 변환 부재(200A)에 의해 각 시점에 집광되는 영상의 폭이 양안 거리(E)의 2/3가 되는 거리로 정의된다.

본 실시예에서, 상기 관찰자의 양안 거리(E) 사이에는 3개의 적시 시점 영역이 형성된다. 상기 적시 거리에서, 상기 관찰자의 우안이 적시 시점 영역의 중심에 가까운 경우, 상기 적시 시점 영역에 대응하는 하나의 서브 픽셀에 우안 영상(RI)을 표시한다. 이때, 나머지 2개의 적시 시점 영역에 대응하는 2개의 서브 픽셀에는 좌안 영상(LI)을 표시한다.

상기 관찰자의 우안(E)이 상기 두 개의 적시 시점 영역의 경계에 가까운 경우, 상기 두 개의 적시 시점 영역에 대응하는 두 개의 서브 픽셀에 우안 영상(RI)을 표시한다. 이때, 나머지 하나의 적시 시점 영역에 대응하는 하나의 서브 픽셀에는 좌안 영상(LI)을 표시한다.

상기 적시 거리(d)에서, 상기 표시 패널 구동부(320)는 상기 관찰자의 위치가 상기 양안 거리(E)의 1/3만큼 이동할 때, 상기 서브 픽셀들의 상기 우안 영상(RI) 및 상기 좌안 영상(LI)을 변경할 수 있다.

상기 서브 픽셀의 상기 제1 방향(D1)의 폭은 p이고, 상기 표시 패널(100)과 상기 광 변환 부재(200A) 사이의 거리는 g이며, 상기 관찰자의 양안 거리는 E이고, 상기 적시 거리는 d이며, 상기 투과 영역의 상기 제1 방향(D1)의 폭은 s이고, 단위 배리어의 피치는 q일 때, 상기 입체 영상 표시 장치는 아래와 같은 수학식 18 내지 24를 만족한다.

[수학식 18]

[수학식 19]

[수학식 20]

[수학식 21]

[수학식 22]

[수학식 23]

[수학식 24]

도 13a에서, 상기 관찰자의 상기 우안(RE)은 상기 광 변환 부재(200A)의 투과 영역들을 통해 제1 시점에 대응하는 서브 픽셀들에 표시된 영상을 시인한다. 상기 제1 시점에 대응하는 서브 픽셀들은 우안 영상(RI)을 표시한다.

상기 관찰자의 상기 좌안(LE)은 상기 광 변환 부재(200A)의 투과 영역들을 통해 제2 시점 및 제3 시점에 대응하는 서브 픽셀들에 표시된 영상을 시인한다. 상기 제2 시점 및 제3 시점에 대응하는 서브 픽셀들은 좌안 영상(LI)을 표시한다.

도 13b에서, 상기 관찰자의 상기 우안(RE) 및 상기 좌안(LE)은 상기 제1 방향(D1)으로 상기 양안 거리(E)의 1/3 만큼 이동한 경우를 도시한다.

상기 관찰자의 상기 우안(RE)은 상기 광 변환 부재(200A)의 투과 영역들을 통해 제1 시점 및 제2 시점에 대응하는 서브 픽셀들에 표시된 영상을 시인한다. 상기 제1 시점 및 제2 시점에 대응하는 서브 픽셀들은 우안 영상(RI)을 표시한다.

상기 관찰자의 상기 좌안(LE)은 상기 광 변환 부재(200A)의 투과 영역들을 통해 제3 시점에 대응하는 서브 픽셀들에 표시된 영상을 시인한다. 상기 제3 시점에 대응하는 서브 픽셀들은 좌안 영상(LI)을 표시한다.

상기 관찰자의 우안 및 좌안이 도 13a의 위치(RE1, LE1)에 있을 때, 상기 표시 패널 구동부(300)는 상기 제1 시점에 대응하는 서브 픽셀들이 우안 영상(RI)을 표시하고, 상기 제2 및 제3 시점에 대응하는 서브 픽셀들이 좌안 영상(LI)을 표시하도록 제어한다.

한편, 상기 관찰자의 우안 및 좌안이 도 13b의 위치(RE2, LE2)에 있을 때, 상기 표시 패널 구동부(300)는 상기 제1 및 제2 시점에 대응하는 서브 픽셀들이 우안 영상(RI)을 표시하고, 상기 제3 시점에 대응하는 서브 픽셀들이 좌안 영상(LI)을 표시하도록 제어한다.

결과적으로, 상기 관찰자의 우안 및 좌안이 도 13a의 위치(RE1, LE1)에서 도 13b의 위치(RE2, LE2)로 이동할 때, 상기 표시 패널 구동부(300)는 상기 제2 시점에 대응하는 서브 픽셀들의 영상을 좌안 영상(LI)에서 우안 영상(RI)으로 바꾼다.

본 실시예에서는 상기 관찰자가 상기 표시 패널(100)을 기준으로 수평 방향으로 이동할 때, 상기 표시 패널 구동부(300)의 서브 픽셀 렌더링에 의해 상기 광 변환 부재(200A)를 이동하지 않고 상기 표시 패널(100)은 입체 영상을 표시할 수 있다.

도 14는 각 시점에 대응하는 서브 픽셀에 의해 상기 적시 거리(d)에 집광되는 시점 영상의 휘도를 나타낸다. 상기 관찰자의 우안(RE)이 상기 도 13a의 제1 위치(RE1)에 있을 때, 상기 관찰자의 우안(RE)은 상기 제1 시점에 대응하는 서브 픽셀들에 표시되는 영상을 강하게 시인한다.

상기 관찰자의 우안(RE)이 상기 도 13a의 제1 위치(RE1)로부터 상기 도 13b의 제2 위치(RE2)로 서서히 이동하게 되면, 상기 제1 시점에 대응하는 서브 픽셀들에 표시되는 영상의 휘도는 감소하고, 상기 제2 시점에 대응하는 서브 픽셀들에 표시되는 영상의 휘도는 증가한다.

반면, 상기 관찰자의 좌안(LE)이 상기 도 13a의 제3 위치(LE1)로부터 상기 도 13b의 제4 위치(LE2)로 서서히 이동하게 되면, 상기 제2 시점에 대응하는 서브 픽셀들에 표시되는 영상의 휘도는 감소하고, 상기 제3 시점에 대응하는 서브 픽셀들에 표시되는 영상의 휘도는 증가한다.

상기 관찰자의 우안(RE)이 상기 제1 및 제2 위치(RE1, RE2) 사이의 스위칭 경계(SB)에 있고, 상기 관찰자의 좌안(LE)이 상기 제3 및 제4 위치(LE1, LE2)의 경계에 있을 때, 상기 제2 시점에 대응하는 서브 픽셀들에 표시되는 영상의 휘도는 상기 좌안보다 상기 우안에서 강하게 시인되기 시작한다.

따라서, 상기 표시 패널 구동부(300)는 상기 관찰자의 우안(RE)이 상기 도 2a의 제1 위치(RE1)로부터 상기 도 2b의 제2 위치(RE2)로 이동할 때, 상기 제1 위치(RE1) 및 제2 위치(RE2)의 사이에 배치되는 스위칭 경계(SB)에서 상기 제2 시점에 대응하는 서브 픽셀의 영상을 좌안 영상(LI)에서 우안 영상(RI)으로 바꾼다.

상기 표시 영상이 변경되는 상기 제1 위치(RE1) 및 제2 위치(RE2) 사이의 스위칭 경계(SB)에서 상기 제2 시점에 대응하는 서브 픽셀들의 휘도는 대체로 낮은 값을 갖는다. 따라서, 상기 제2 시점에 대응하는 서브 픽셀들의 영상이 좌안 영상(LI)에서 우안 영상(RI)으로 변경되더라도, 관찰자의 눈에는 잘 시인되지 않는다.

또한, 평균 1.5개의 서브 픽셀들이 좌안 영상 또는 우안 영상을 표시하므로, 크로스 토크의 우려가 거의 없다. 뿐만 아니라, 상기 위치 검출부(400)의 위치 검출이 정밀하지 않다 하더라도 크로스 토크의 우려가 적다.

도 15는 도 13a의 표시 패널의 픽셀 구조를 나타내는 평면도이다. 도 16은 도 13a의 광 변환 부재의 형상을 나타내는 평면도이다. 도 17은 일 시점에서 도 13a의 광 변환 부재를 통해 도 13a의 표시 패널이 관찰자에게 시인되는 형상을 나타내는 평면도이다.

도 1, 도 13a, 도 15 내지 도 17을 참조하면, 상기 표시 패널(100)은 복수의 픽셀들을 포함한다. 상기 복수의 픽셀들은 매트릭스 형태로 배치된다.

상기 광 변환 부재(200A)는 투과 영역(TA) 및 차단 영역(BA)을 갖는 배리어 모듈일 수 있다. 상기 배리어 모듈은 복수의 단위 배리어를 포함한다. 상기 단위 배리어는 3개의 서브 픽셀에 대응할 수 있다. 상기 단위 배리어의 상기 투과 영역(TA)과 상기 차단 영역(BA)의 상기 제1 방향(D1)의 폭의 비율은 1:2일 수 있다.

제2 픽셀 행에 대응하는 상기 투과 영역은 제1 픽셀 행에 대응하는 상기 투과 영역에 비해 상기 제1 방향(D1)으로 서브 픽셀의 폭만큼 쉬프트될 수 있다.

일 시점에서 상기 광 변환 부재(200A)의 투과 영역(TA)을 통해, 상기 표시 패널(100)의 서브 픽셀들(R, G, B)이 도 17과 같이 상기 관찰자의 눈에 시인된다. 상기 관찰자의 눈에 시인되는 서브 픽셀들은 적색, 녹색, 청색을 고르게 표시한다.

본 실시예에서, 관찰자가 적시 거리(d)보다 멀리 있을 때의 3차원 영상 표시 방법 및 서브 픽셀 렌더링 방법은 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한 이전 실시예의 방법과 실질적으로 동일하다. 따라서, 중복되는 설명은 생략한다.

상기 시청 영상(R1, L1)의 폭은 a이고, 상기 시청 거리는 h이며, 상기 적시 거리는 d이고, 상기 표시 패널(100)의 폭이 w이며, 상기 우안 시청 영상(R1) 및 좌안 시청 영상(L1)의 대응하는 변 사이의 거리는 j이고, 상기 시점 영역의 폭은 k이며, 상기 양안 거리는 E일 때, 상기 입체 영상 표시 장치는 아래와 같은 수학식 25 내지 30을 만족한다.

[수학식 25]

[수학식 26]

[수학식 27]

[수학식 28]

[수학식 29]

[수학식 30]

상기 기준 위치가 상기 관찰자의 상기 우안(RE)일 때, 상기 시청 영상(R1)의 특정 영역 내에서는, 상기 특정 영역이 제1 시점 영역의 중심과 제1 및 제2 시점 영역 간의 경계 중 상기 제1 시점 영역의 중심에 가까울 경우, 상기 제1 시점 영역에 대응하는 하나의 서브 픽셀에 우안 영상(RI)을 표시하고, 나머지 두 개의 서브 픽셀에 좌안 영상(LI)을 표시한다.

반면, 상기 특정 영역이 상기 제1 시점 영역의 중심과 상기 제1 및 제2 시점 영역 간의 경계 중 상기 제1 및 제2 시점 영역 간의 경계에 가까울 경우, 상기 제1 및 제2 시점 영역에 대응하는 두 개의 서브 픽셀에 우안 영상(RI)을 표시하고, 나머지 하나의 서브 픽셀에 좌안 영상(LI)을 표시한다.

본 실시예에서, 관찰자가 적시 거리(d)보다 가까이 있을 때의 3차원 영상 표시 방법 및 서브 픽셀 렌더링 방법은 도 10 및 도 11을 참조하여 설명한 이전 실시예의 방법과 실질적으로 동일하다. 따라서, 중복되는 설명은 생략한다.

상기 시청 거리는 m이며, 상기 적시 거리는 d이고, 상기 양안 거리는 E일 때, 상기 입체 영상 표시 장치는 아래와 같은 수학식 31 내지 32를 만족한다.

[수학식 31]

[수학식 32]

도 18a 및 도 18b는 프레임 마다 도 1의 광 변환 부재의 투과 영역을 쉬프트하는 방법을 나타내는 개념도이다.

도 18a가 제1 프레임의 입체 영상 표시 장치를 나타내고, 도 18b는 제2 프레임의 입체 영상 표시 장치를 나타낸다.

상기 광 변환 부재(200A)의 투과 영역은 프레임 마다 쉬프트 된다. 상기 표시 패널(100)의 표시 영상은 프레임 마다 우안 영상이 좌안 영상으로, 좌안 영상이 우안 영상으로 변경된다.

도 18a를 참조하면, 상기 광 변환 부재(200A)는 제1 내지 제6 부분(B1 내지 B6)을 포함한다. 제1 프레임에서, 상기 관찰자의 우안(RE)은 투과 상태가 되는 제1 내지 제2 부분(B1, B2)을 통해 상기 제2 및 제3 시점에 표시되는 우안 영상(RI)을 시인한다. 상기 관찰자의 좌안(LE)은 투과 상태가 되는 상기 제1 내지 제2 부분(B1, B2)을 통해 상기 제1 시점에 표시되는 좌안 영상(LI)을 시인한다.

도 18b를 참조하면, 제2 프레임에서, 상기 관찰자의 우안(RE)은 투과 상태가 되는 제4 내지 제5 부분(B4, B5)을 통해 상기 제1 시점에 표시되는 우안 영상(RI)을 시인한다. 상기 관찰자의 좌안(LE)은 투과 상태가 되는 상기 제4 내지 제5 부분(B4, B5)을 통해 상기 제2 및 제3 시점에 표시되는 좌안 영상(LI)을 시인한다.

예를 들어, 상기 광 변환 부재(200A)의 상기 투과 영역은 매 프레임마다 상기 단위 배리어의 피치(q)의 절반만큼 이동한다.

도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 패널의 픽셀 구조를 나타내는 평면도이다. 도 20은 도 19의 표시 패널에 대응하는 광 변환 부재의 형상을 나타내는 평면도이다. 도 21은 일 시점에서 도 20의 광 변환 부재를 통해 도 19의 표시 패널이 관찰자에게 시인되는 형상을 나타내는 평면도이다.

본 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는 광 변환 부재의 형상을 제외하면, 상기 도 13a 내지 도 18b에 따른 입체 영상 표시 장치와 실질적으로 동일하므로, 동일하거나 대응되는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조번호를 이용하고, 중복되는 설명은 생략한다.

도 1, 도 19 내지 도 21을 참조하면, 상기 표시 패널(100)은 복수의 픽셀들을 포함한다. 상기 복수의 픽셀들은 매트릭스 형태로 배치된다.

상기 광 변환 부재(200B)는 투과 영역(TA) 및 차단 영역(BA)을 갖는 배리어 모듈일 수 있다. 상기 배리어 모듈은 복수의 단위 배리어를 포함한다. 상기 단위 배리어는 3개의 서브 픽셀에 대응할 수 있다. 상기 단위 배리어의 상기 투과 영역(TA)과 상기 차단 영역(BA)의 상기 제1 방향(D1)의 폭의 비율은 1:2일 수 있다.

제3 픽셀 행에 대응하는 상기 투과 영역은 제1 픽셀 행에 대응하는 상기 투과 영역에 비해 상기 제1 방향(D1)으로 서브 픽셀의 폭만큼 쉬프트될 수 있다.

제2 픽셀 행에 대응하는 상기 투과 영역은 상기 제1 픽셀 행에 대응하는 2개의 투과 영역의 중심에 배치될 수 있다. 즉, 제2 픽셀 행에 대응하는 상기 투과 영역은 상기 제1 픽셀 행에 대응하는 상기 투과 영역에 비해 상기 제1 방향(D1)으로 서브 픽셀의 폭의 1.5배만큼 쉬프트 될 수 있다.

일 시점에서 상기 광 변환 부재(200B)의 투과 영역(TA)을 통해, 상기 표시 패널(100)의 서브 픽셀들(R, G, B)이 도 17과 같이 상기 관찰자의 눈에 시인된다. 상기 관찰자의 눈에 시인되는 서브 픽셀들은 적색, 녹색, 청색을 고르게 표시한다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 입체 영상 표시 장치에 따르면, 관찰자의 위치가 수평으로 및 전후로 이동하더라도 입체 영상을 표시할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 표시 패널 200, 200A, 200B: 광 변환 부재
300: 표시 패널 구동부 320: 타이밍 컨트롤러
322: 서브 픽셀 렌더링부 324: 신호 생성부
340: 게이트 구동부 360: 데이터 구동부
380: 감마 전압 생성부 400: 위치 검출부

Claims

복수의 서브 픽셀들을 포함하고, 제1 방향을 따라 두 개의 서브픽셀을 주기로 우안 영상과 좌안 영상을 교대로 표시하는 표시 패널;
상기 제1 방향을 따라 하나의 서브 픽셀의 영상을 하나의 시점으로 이동시키고 4개의 시점수를 갖는 광 변환 부재;
관찰자의 위치를 검출하는 위치 검출부; 및
상기 관찰자의 위치에 따라 상기 서브 픽셀들의 우안 영상 및 좌안 영상을 변경하는 표시 패널 구동부를 포함하고,
적시 거리는 상기 광 변환 부재에 의해 각 시점에 집광되는 영상의 폭이 양안 거리의 절반이 되는 거리로 정의되고,
상기 관찰자의 시청 거리가 상기 적시 거리 보다 클 때, 상기 관찰자의 우안 및 좌안 중 어느 하나를 기준 위치로 시청 영상을 복수의 시점 영역으로 분할하며,
상기 관찰자의 시청 거리가 상기 적시 거리 보다 클 때, 상기 시점 영역의 폭(k)은
이고,
h는 상기 관찰자의 상기 시청 거리이고, d는 상기 적시 거리이며, E는 상기 관찰자의 양안 거리인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 적시 거리에서, 상기 표시 패널 구동부는 상기 관찰자의 위치가 상기 양안 거리의 절반만큼 이동할 때, 상기 서브 픽셀들의 상기 우안 영상 및 상기 좌안 영상을 변경하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
제2항에 있어서, 제1 서브 픽셀 및 상기 제1 서브 픽셀과 이웃한 제2 서브 픽셀은 우안 영상을 표시하고,
상기 제2 서브 픽셀과 이웃한 제3 서브 픽셀 및 상기 제3 서브 픽셀과 이웃한 제4 서브 픽셀은 좌안 영상을 표시하며,
상기 적시 거리에서, 상기 관찰자가 이동함에 따라 상기 표시 패널의 상기 제1 서브 픽셀의 휘도가 상기 제3 서브 픽셀의 휘도보다 작아질 때, 상기 제1 서브 픽셀은 좌안 영상을 표시하고, 상기 제3 서브 픽셀은 우안 영상을 표시하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 광 변환 부재는 투과 영역 및 차단 영역을 갖는 배리어 모듈 또는 복수의 렌티큘러 렌즈를 갖는 렌티큘러 렌즈 모듈인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
제4항에 있어서, 상기 배리어 모듈은 복수의 단위 배리어를 포함하고,
상기 단위 배리어는 4개의 서브 픽셀에 대응하며,
상기 단위 배리어의 상기 투과 영역과 상기 차단 영역의 상기 제1 방향의 폭의 비율은 1:3인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
제5항에 있어서, 상기 단위 배리어의 상기 차단 영역은 각 프레임마다 상기 단위 배리어의 폭의 절반만큼 이동하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
제4항에 있어서, 상기 배리어 모듈의 상기 투과 영역 및 상기 차단 영역은 스트라이프 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
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제1항에 있어서, 상기 기준 위치가 상기 관찰자의 상기 우안일 때, 우안 시청 영상 내에서 상기 하나의 상기 시점 영역에 대응하는 폭으로 정의되는 제1 영역 내에서는, 상기 제1 영역으로부터 가장 가까운 제1 시점 영역 경계에 접하는 두 개의 시점 영역에 대응하는 두 개의 서브 픽셀에 우안 영상을 표시하고,
상기 제1 시점 영역 경계에 접하는 두 개의 시점 영역에 대응하지 않는 두 개의 서브 픽셀에 좌안 영상을 표시하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
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복수의 서브 픽셀들을 포함하고, 제1 방향을 따라 두 개의 서브픽셀을 주기로 우안 영상과 좌안 영상을 교대로 표시하는 표시 패널;
상기 제1 방향을 따라 하나의 서브 픽셀의 영상을 하나의 시점으로 이동시키고 4개의 시점수를 갖는 광 변환 부재;
관찰자의 위치를 검출하는 위치 검출부; 및
상기 관찰자의 위치에 따라 상기 서브 픽셀들의 우안 영상 및 좌안 영상을 변경하는 표시 패널 구동부를 포함하고,
적시 거리는 상기 광 변환 부재에 의해 각 시점에 집광되는 영상의 폭이 양안 거리의 절반이 되는 거리로 정의되고,
상기 관찰자의 시청 거리가 상기 적시 거리 보다 작을 때, 상기 관찰자의 우안 및 좌안 중 어느 하나를 기준 위치로 시청 영상을 복수의 시점 영역으로 분할하며,
상기 관찰자의 시청 거리가 상기 적시 거리 보다 작을 때, 상기 시점 영역의 폭(k)은
이고,
m은 상기 관찰자의 상기 시청 거리이고, d는 상기 적시 거리이며, E는 상기 관찰자의 양안 거리인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
제12항에 있어서, 상기 기준 위치가 상기 관찰자의 상기 우안일 때, 우안 시청 영상 내에서 상기 하나의 상기 시점 영역에 대응하는 폭으로 정의되는 제1 영역 내에서는, 상기 제1 영역으로부터 가장 가까운 제1 시점 영역 경계에 접하는 두 개의 시점 영역에 대응하는 두 개의 서브 픽셀에 우안 영상을 표시하고,
상기 제1 시점 영역 경계에 접하는 두 개의 시점 영역에 대응하지 않는 두 개의 서브 픽셀에 좌안 영상을 표시하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
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