KR101308475B1 - 입체 영상 표시 장치 및 이의 구동 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 장치에 구비된 자이로 센서(Gyro Sensor)를 통해 장치의 움직임을 센싱하여 시청 위치를 제어하는 입체 영상 표시 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 입체 영상 표시 장치는 본 발명의 입체 영상 표시 장치는, 이차원 영상을 출사하는 영상 패널;과, 상기 영상 패널 상에 형성되며, 일 스위처블 영역에 상당하여 n(n=2이상의 자연수)개의 제 1 전극을 구비하여, 전압 인가에 따라 상기 이차원 영상을 삼차원 영상으로 출사하는 입체 전환 셀;과, 자이로 센서가 장착된 시스템;과, 상기 n개의 제 1 전극에 각각 독립적으로 인가되는 전압원을 구비하는 전압 생성부; 및 상기 자이로 센서로부터 상기 시스템의 움직임의 정보를 받아, 상기 전압 생성부에 전달하는 입체 전환 셀 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

입체 영상 표시 장치 및 이의 구동 방법{Stereoscopic Image Display Device and Method for Driving the Same}

본 발명은 입체 영상 표시 장치에 관한 것으로, 특히, 장치에 구비된 자이로 센서(Gyro Sensor)를 통해 장치의 움직임을 센싱하여 시청 위치를 제어하는 입체 영상 표시 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.

오늘날 초고속 정보 통신망을 근간으로 구축될 정보의 고속화를 위해 실현될 서비스들은 현재의 전화와 같이 단순히「듣고 말하는」서비스로부터 문자, 음성, 영상을 고속 처리하는 디지털 단말을 중심으로 한「보고 듣는」멀티 미디어형 서비스로 발전하고, 궁극적으로는「시·공간을 초월하여 실감 있고 입체적으로 보고 느끼고 즐기는」초공간형 실감 3차원 입체 정보통신 서비스로 발전할 것으로 예상된다.

일반적으로 3차원을 표현하는 입체화상은 두 눈을 통한 스테레오 시각의 원리에 의하여 이루어지게 되는데 두 눈의 시차 즉, 두 눈이 약 65mm 정도 떨어져서 존재하기 때문에, 두 눈의 위치의 차이로 왼쪽과 오른쪽 눈은 서로 약간 다른 영상을 보게 된다. 이와 같이, 두 눈의 위치 차이에 의한 영상의 차이점을 양안 시차(binocular disparity)라고 한다. 그리고, 3차원 입체 표시 장치는 이러한 양안 시차를 이용하여 왼쪽 눈은 왼쪽 눈에 대한 영상만 보게 하고 오른쪽 눈은 오른쪽 눈 영상만을 볼 수 있게 한다.

즉, 좌/우의 눈은 각각 서로 다른 2차원 화상을 보게 되고, 이 두 화상이 망막을 통해 뇌로 전달되면 뇌는 이를 정확히 서로 융합하여 본래 3차원 영상의 깊이감과 실제감을 재생하는 것이다. 이러한 능력을 통상 스테레오그라피(stereography)라 하며, 이를 표시 장치로 응용한 장치를 입체 표시 장치라 한다.

한편, 입체 표시 장치는 3D(3-dimension)을 구현하는 구성요소에 따라 구분될 수 있으며, 일 예로, 액정층을 이용하여 렌즈와 같은 광경로차를 갖게 하여 구동하는 방식을 액정 전계 렌즈 방식이라 한다.

일반적으로 액정 표시 장치는 마주보는 2개의 전극과 그 사이에 형성되는 액정층으로 구성되는데, 2개의 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장으로 액정층의 액정분자를 구동한다. 액정 분자는 분극 성질과 광학적 이방성(optical anisotropy)을 갖는다. 여기서, 분극 성질은 액정분자가 전기장 내에 놓일 경우 액정 분자내의 전하가 액정 분자의 양쪽으로 몰려서 전기장에 따라 분자 배열 방향이 변환되는 것을 말하며, 광학적 이방성은 액정분자의 가늘고 긴 구조와 앞서 말한 분자배열 방향에 기인하여 입사광의 입사 방향이나 편광 상태에 따라 출사광의 경로나 편광 상태를 달리 변화시키는 것을 말한다.

이에 따라 액정층은 2개의 전극에 인가되는 전압에 의하여 투과율의 차이를 나타내게 되고 그 차이를 화소별로 달리하여 영상을 표시할 수 있다.

최근에 이러한 액정분자의 특성을 이용하여 액정층이 렌즈 역할을 하게 하는 액정 전계 렌즈(electrically driven liquid crystal lens)가 제안되었다.

즉, 렌즈는 렌즈를 구성하는 물질과 공기와의 굴절율 차이를 이용하여 입사광의 경로를 위치별로 제어하는 것인데, 액정층에 전극의 위치별로 서로 다른 전압을 인가하여 전기장을 조성하여 액정층이 구동되도록 하면, 액정층에 입사하는 입사광은 위치별로 서로 다른 위상 변화를 느끼게 되고, 그 결과 액정층은 실제 렌즈와 같이 입사광의 경로를 제어할 수 있게 된다. 따라서, 액정층에 전압 인가시 광경로차를 발생하는 액정 전계 렌즈를 얻을 수 있다.

그런데 이러한 액정 전계 렌즈는 고정된 위치에 렌즈가 형성되는 것으로, 장치의 회전 등에 의해 액정 전계 렌즈가 시청자로부터 거리가 변하여 정시청 위치에서 벗어나게 되면, 시청자가 입체를 시인할 수 없는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 장치에 구비된 자이로 센서(Gyro Sensor)를 통해 장치의 움직임을 센싱하여 시청 위치를 제어하는 입체 영상 표시 장치 및 이의 구동 방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적은 달성하기 위한 본 발명의 입체 영상 표시 장치는, 이차원 영상을 출사하는 영상 패널;과, 상기 영상 패널 상에 형성되며, 일 스위처블 영역에 상당하여 n(n=2이상의 자연수)개의 제 1 전극을 구비하여, 전압 인가에 따라 상기 이차원 영상을 삼차원 영상으로 출사하는 입체 전환 셀;과, 자이로 센서가 장착된 시스템;과, 상기 n개의 제 1 전극에 각각 독립적으로 인가되는 전압원을 구비하는 전압 생성부; 및 상기 자이로 센서로부터 상기 시스템의 움직임의 정보를 받아, 상기 전압 생성부에 전달하는 입체 전환 셀 제어부를 포함하여 이루어지는 것에 그 특징이 있다.

여기서, 상기 입체 전환 셀 제어부에, 상기 n개의 제 1 전극에 대한 전압 인가 순서를 쉬프트하는 쉬프트 수단을 더 포함하여 이루어진다.

상기 쉬프트 수단은, 상기 시스템의 움직임 정보를 받아, 시청 위치를 제어한다. 이 때, 상기 자이로 센서로부터 상기 시스템의 움직임 정보를 받아, 상기 시스템과 시청자의 정위치로부터 이격 정도에 따라 상기 n개의 제 1 전극들에 인가하는 전압들의 쉬프트 정도를 조절한다. 또한, 상기 쉬프트 수단은, 상기 시청자가 고정된 상태에서, 상기 시청 위치를 제어한다.

상기 일 스위처블 영역은 하나의 배리어와 그 주변의 슬릿을 포함한다.

혹은 상기 일 스위처블 영역은 일 렌즈의 광경로차를 갖는 영역이다.

상기 입체 전환 셀은, 상기 n개의 제 1 전극들을 포함하는 제 1 기판;과, 제 2 전극을 포함하는 제 2 기판; 및 상기 제 1, 제 2 기판 사이의 액정층을 포함하여 이루어진다.

그리고, 상기 전압원은 n 개의 출력 단자를 갖고, 상기 제 1 기판 가장자리에 형성된 n개의 신호 배선을 통해, 각각 서로 다른 n개의 제 1 전극과 접속된다.

상기 전압원은 상기 n개의 출력 단자에 서로 다른 제 1, 제 2 전압을 나누어 인가한다.

혹은 상기 전압원은 일 스위처블 영역의 에지부터 중심까지 상기 n 개의 출력 단자에, 서로 다른 제 1 내지 제 m 전압(m은 2이상 n 미만의 자연수)을 인가한다.

한편, 상기 입체 전환 셀 및 상기 영상 패널은 상기 시스템에, 기구물에 의해 체결된다.

또한 상술한 입체 영상 표시 장치의 구동 방법에 있어서, 상기 자이로 센서를 통해 상기 시스템의 움직임을 판단하는 단계;와, 상기 시스템의 움직임의 발생시 시청자의 정위치로부터 상기 시스템의 이격 정도를 판단하는 단계;와, 상기 시청자의 정위치로부터 상기 시스템의 이격 정도에 따라 상기 전압 생성부에서 쉬프트된 전압을 상기 n 개의 제 1 전극에 인가하는 단계를 포함하여 이루어진다.

상기와 같은 본 발명의 입체 영상 표시 장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 입체 전환 셀의 구비된 전극에 독립적으로 신호를 인가할 수 있게 하여, 장치의 회전이나 틀어짐이 발생하는 게임 등의 어플리케이션에도 시청자에게 입체 표시가 가능하다.

둘째, 자이로 센서를 구비하여, 자이로 센서로부터 움직임 센싱 신호를 받아, 변경된 시청 위치로 입체 영상이 재생될 수 있도록 하여 장치가 회전되는 환경에서 시청자의 눈이 고정된 상태에서도 회전된 위치로 시청이 가능하다. 즉, 장치가 움직일 때 시청자의 눈으로부터 입체 영상 시청 위치가 벗어나는 점을 방지할 수 있다.

셋째, 복수개의 제 1 전극들에 독립적인 신호를 인가함으로써 시청 위치를 제어하는 것으로, 입체 전환 셀로써, 액정 배리어 셀 뿐만 아니라 액정 전계 렌즈에서도 이용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 입체 영상 표시 장치를 나타낸 개략도
도 2는 도 1의 입체 전환 셀의 단면도
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 입체 영상 표시 장치가 정위치시와, 회전시 전압 인가 방법을 나타낸 도면
도 4는 입체 영상 표시 장치에 자이로 센서를 구비시 장치 회전에 따른 시청자 위치 변화를 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 입체 영상 표시 장치에 있어서, 자이로 센서로 장치 움직임을 센싱하여 시청 위치를 제어한 예를 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 입체 영상 표시 장치를 개략적으로 나타낸 구성도
도 7은 도 6의 자이로 센서와 입체 전환 셀간 구동 관계를 나타낸 블럭도
도 8은 본 발명의 입체 영상 표시 장치의 입체 전환 셀을 나타낸 블럭도
도 9는 본 발명의 입체 전환 셀의 정위치시와 장치 회전시 전압 인가를 나타낸 평면도
도 10a은 본 발명의 다른 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치에 있어서, 입체 전환 셀의 정위치시와 장치 회전시 전압 인가를 나타낸 단면도
도 10b는 도 10a의 시청 위치 변화를 나타낸 단면도

도 1은 본 발명의 입체 영상 표시 장치를 나타낸 개략도이다.

도 1과 같이, 본 발명의 입체 영상 표시 장치(1000)는, 크게 입체 전환 셀(132)과, 영상 패널(134)을 포함하여 이루어진다.

여기서, 입체 전환 셀(132)은 일종의 배리어 기능을 갖는 셀로, 각각 M과 Q의 폭 비를 갖는 배리어 및 슬릿이 나누어 배치되며, 이는 전압 인가에 따라 나누어진다. 또한, 시청자와 상기 입체 전환 셀(132)은 D의 시청 거리로 이격되어 있다.

그리고, 영상 패널(134)은 2차원 영상이 출사되는 것으로, 그 예로 액정 패널, 플라즈마 표시 패널, 유기 발광 표시 패널, 전기 영동 표시 패널 등 평판 표시 패널로 구현될 수 있는 것이다.

여기서, a는 좌안과 우안 하나에 대응되는 상기 영상 패널(134)의 폭을 의미하며, 일 서브 픽셀 또는 일 픽셀의 피치를 의미할 수 있다.

한편 상기 입체 전환 셀(132)은 구비된 전극들에 독립적으로 신호 인가가 가능하여, 전압 인가시 형성되는 배리어 및 슬릿이 초기 위치와는 다른 위치에 형성될 수 있는 것이다. 즉, 장치가 게임 등의 어플리케이션과 같이 장치 자체가 회전하거나 움직이는 경우, 시청자와 장치의 대응 위치가 변할 수 있다. 이 경우, 시청자는 고정된 상태에서, 장치 내에서 입체 전환 셀간 장치의 움직임에 연동하여 변동된 위치의 전극들에 시청자로부터 장치가 벗어난 정도를 보상하여 전압을 인가하여, 시청자는 장치 움직임에 관계없이 안정적으로 입체 영상 시인이 가능하게 된다.

한편, 여기서, 장치란, 상술한 입체 전환 셀, 영상 패널과 이들이 기구적으로 장착되는 기구물 및 입체 전환 셀 및 영상 패널 등을 제어하는 시스템을 포함하여 이루어진 입체 영상 표시 장치를 의미한다.

도 2는 도 1의 입체 전환 셀의 단면도이다.

도 2와 같이, 도 1의 입체 전환 셀은, 서로 대향된 제 1 및 제 2 기판(133, 131)과, 상기 제 1 기판(133) 상에 형성된 복수개의 제 1 전극(130)과, 상기 제 2 기판(131) 전면에 형성된 제 2 전극(136) 및 상기 제 1 기판(133)과 상기 제 2 기판(131) 사이의 액정층(135)을 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 제 2 기판(131)의 배면측에는 편광판(138)과 같은 광학 필름이 더 형성된다. 이는 상기 입체 전환 셀(132)이 블랙 영역(139a)과 화이트 영역(139b)으로 구분될 때 액정 배열에 완전히 차광되지 않은 상기 블랙 영역(139a)을 차광하기 위함이다.

상기 제 1 전극(130) 및 제 2 전극(136)은 모두 투명 전극이다.

그리고, 상기 제 1 전극(130)과 제 2 전극(136)에 전압을 인가하는 전압원(미도시)이 구비된다.

이 때, 상기 제 1 전극(130)은 복수개 형성된 것으로, 각각 전압원을 통해 복수개의 각 제 1 전극(130)에 독립적으로 신호가 인가된다.

도시된 도 2에서는, 블랙 영역(139a)과 화이트 영역(139b) 구분되어 있는 것으로, 각각 블랙 영역(139a)에는 제 1 전극들(130)에 고전압인 제 1 전압(V1)이 인가되며, 화이트 영역(139b)에는 접지 또는 상전압(V2)이 인가된다. 그리고, 상기 제 2 전극(136)에 인가되는 전압은 상기 화이트 영역(139b)에 인가되는 접지 또는 상전압(V2)과 같다.

여기서, 상기 입체 전환 셀(132)은 전압 인가 여부에 따라 스위칭되는 셀로, 전압 오프시에는 하부에 영상 패널(134)로부터 2차원 영상이 그대로 출사되며, 전압 인가시에는 도 2와 같이, 액정층(135)의 액정 배열이 블랙 영역(139a)과 화이트 영역(139b)에 따라 나누어 나타난다. 이 중 블랙 영역(139a)이 배리어 기능을 하는 것으로, 블랙 영역(139a)에 의해 영상 패널(134)로부터 좌안과 우안의 영상이 나뉘어 시청자에게 전달된다.

그리고, 상기 입체 전환 셀(132)은 노멀리 화이트 모드(Normally White Mode)로 상하의 전극간 수직 전계가 형성될 때 블랙 영역(139a)이 정의되는 것이다.

이하에서는 장치의 움직임에 따라 제 1 전극들(130)에 전압을 인가하는 방법에 대해 살펴본다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 입체 영상 표시 장치가 정위치시와, 회전시 전압 인가 방법을 나타낸 도면이다.

도 3a는 본 발명의 입체 영상 표시 장치가 정위치시를 나타낸 것으로, 각각 블랙 영역(139a)과 화이트 영역(139b)에 대응하여 제 1 전극들(130)에 서로 다른 제 1 전압(V1)과 제 2 전압(V2)을 인가하고 있다.

만일, 도 3b와 같이, 입체 영상 표시 장치가 회전 또는 움직임이 발생하면, 시청자로부터 입체 영상 표시 장치가 정위치로부터 벗어난다. 즉, 시청자는 고정되어 있고, 입체 전환 셀(132)을 포함한 입체 영상 표시 장치가 시청자의 정위치에서 벗어나는 것이다. 이 경우는, 다시 시청자에 대향하여 바뀌어진 입체 전환 셀(132) 내의 제 1 전극(130)들에, 정위치에서 벗어나는 정도만큼 전압 인가 순서를 쉬프트시켜 인가하여, 시청자는 입체 영상 표시 장치가 회전 또는 움직이더라도 고개나 눈동자를 움직이지 않고, 정면에서 입체 표시를 시감하는 것이다.

이 경우, 시청자는 고정되어 있지만, 입체 전환 셀(132)의 입장에서는 제 1 전극들(130)에 전압 인가 순서를 바꾸어 시청 위치가 변경된 것이다.

도 4는 입체 영상 표시 장치에 자이로 센서를 구비시 장치 회전에 따른 시청자 위치 변화를 나타낸 도면이다.

도 4와 같이, 입체 영상 표시 장치에서 자이로 센서의 움직임 센싱과 무관하게 입체 전환 셀이 동작할 경우에는, 상기 입체 전환 셀에 형성된 블랙 영역과 화이트 영역이 고정되어 있어, 시청자가 입체 표시를 시인하기 위하여는 입체 영상 표시 장치의 움직임을 따라 이동하여야 한다. 즉, 입체 영상 표시 장치가 회전하면, 시청자의 눈 또는 고개가 그 움직임을 따라 이동하여야 하는 문제가 있다. 예를 들어, 어플리케이션으로 입체 영상 표시 장치를 게임이나 3D 체험 등이 수행될 경우,

자이로 센서란 동체의 움직임을 감지하는 것으로, 관성계에 작용하는 각속도를 측정하여 동체의 움직임 정도를 판단하는 것으로, 평면적인 움직임이 아닌 X, Y, Z축의 입체 움직임을 판단할 수 있다.

도 5는 본 발명의 입체 영상 표시 장치에 있어서, 자이로 센서로 장치 움직임을 센싱하여 시청 위치를 제어한 예를 나타낸 도면이다.

도 5와 같이, 본 발명의 입체 영상 표시 장치는, 자이로 센서(800)에서 센싱하는 입체 영상 표시 장치의 움직임 정보에 연동하여 제 1 전극들(도 2의 130 참조)에 인가하는 전압을 인가하는 것이다. 이에 따라, 시청자가 움직이지 않더라도, 시청자로부터 입체 영상 표시 장치의 이격 정도에 따라 쉬프트된 전압을 전압을 상기 입체 전환 셀의 제 1 전극들(130)에 인가함으로써, 입체 전환 셀의 시청 위치를 변경시켜 입체 시인이 가능한 것이다.

여기서, 상기 자이로 센서(800)는 기구물을 포함한 시스템(700)에 장착되어 있다.

그리고, 상기 시스템(700)에, 서로 적층된 입체 전환 셀(134) 및 영상 패널(132)이 상기 기구물에 의해 체결되어 있다. 이 경우, 시청자는 상기 입체 전환 셀(134) 측을 시청한다.

도 6은 본 발명의 입체 영상 표시 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이며, 도 7은 도 6의 자이로 센서와 입체 전환 셀간 구동 관계를 나타낸 블럭도이고, 도 8은 본 발명의 입체 영상 표시 장치의 입체 전환 셀을 나타낸 블럭도이다.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 입체 영상 표시 장치(1000)는, 이차원 영상을 출사하는 영상 패널(134)과, 상기 영상 패널(134) 상에 형성되며, 일 스위처블 영역에 상당하여 n(n=2이상의 자연수)개의 제 1 전극(도 2의 130 참조)을 구비하여, 전압 인가에 따라 상기 이차원 영상을 삼차원 영상으로 출사하는 입체 전환 셀(132)과, 자이로 센서(800)가 장착된 시스템(700)과, 상기 n개의 제 1 전극(130)에 각각 독립적으로 인가되는 전압원을 구비하는 전압 생성부(162) 및 상기 자이로 센서(800)로부터 상기 시스템(700)의 움직임의 정보를 받아, 상기 전압 생성부(162)에 전달하는 입체 전환 셀 제어부(250)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 입체 전환 셀 제어부(250)에, 상기 n개의 제 1 전극(130)에 대한 전압 인가 순서를 쉬프트하는 쉬프트 수단(255)을 더 포함하여, 상기 제 1 전극(130)에 인가하는 전압들을 쉬프트한다.

즉, 상기 쉬프트 수단(255)은, 상기 시스템(700)의 움직임 정보를 받아, 시청 위치를 제어한다. 이 때, 상기 자이로 센서(800)로부터 상기 시스템(700)의 움직임 정보를 받아, 상기 시스템(700)과 시청자의 정위치로부터 이격 정도에 따라 상기 n개의 제 1 전극들(130)에 인가하는 전압들의 쉬프트 정도를 조절한다. 또한, 상기 쉬프트 수단(255)은, 시청자가 고정된 위치에서, 전압 인가 순서를 제어하여 상기 시청 위치를 제어한다.

여기서, 상기 일 스위처블 영역이란, 하나의 블랙 영역(배리어)와 그 주변의 화이트 영역(슬릿)을 포함한다.

여기서, 도 6에서 설명하지 않은 도면 부호 540은 입체 전환 셀(132)의 패드 영역(152)과 연결된 FPC(Flexible Printed Cable)이며, 상기 FPC(540) 상에는 전압 생성부(162)가 형성될 수 있다. 경우에 따라, 상기 전압 생성부(162)는 상기 쉬프트 수단(255)과 함께 입체 전환 셀 제어부(250)에 함께 형성될 수 있다.

그리고, 도면 부호 531, 532, 533은 각각 상기 FPC(540)와 입체 전환 셀 제어부(250)간을 연결하는 연결부, 상기 입체 전환 셀 제어부(250)와 시스템 CPU(900)를 연결하는 연결부, 상기 시스템 CPU(900)와 자이로 센서(800)을 연결하는 연결부이며, 이들 연결부는 연결 배선 또는 커넥터의 형태로 형성된다.

한편, 도시되어 있지는 않으나, 상기 영상 패널(134) 역시 영상 패널 PCB(미도시)를 갖고, 상기 시스템(700)과의 연동과 제어를 위해 상기 PCB는 상기 시스템 CPU(900)와 접속된다.

그리고, 도 8에서 설명되지 않은 도면 부호 액티브 영역(151)은 실질적으로 입체 영상 시인을 위해 블랙 영역 및 화이트 영역이 형성되는 부위로, 도 2에서 설명한 바와 같이, 제 1 전극들(130)이 평행하게 이격되어 일 방향으로 길게 형성되어 있다.

도 9는 본 발명의 입체 전환 셀을 나타낸 평면도이다.

도 9와 같이, 본 발명의 입체 전환 셀에 있어서, 제 1 전극들(130)은 패드 영역(152)까지 연장되어 형성되어, 패드 영역(152)에 상기 제 1 전극들(130)과 교차하여 형성된 n개의 금속 배선(100)과 하나씩 독립적으로 접속되어 있다. 그리고, 상기 n개의 금속 배선(100)은 상기 FPC(540)를 통해 상기 전압 생성부(162)의 n개의 출력 단자와 각각 접속된다.

이 때, 시청자와 입체 전환 표시 장치가 정위치시라면, 일 스위처블 영역에 대해 각각 블랙 영역에는 고전압의 제 1 전압(V1)을 화이트 영역의 접지 또는 제 1 전압보다 낮은 상전압의 제 2 전압(V2)을 나누어 인가한다.

만일, 시청자로부터 입체 전환 표시 장치가 회전 또는 움직임에 의해 정위치로부터 벗어나면, 그 벗어난 정도를 자이로 센서에 의해 센싱하여, 벗어난 정도에 따라 상기 제 1 전압과 제 2 전압의 인가 순서를 쉬프트시켜 인가시켜, 입체 전환 셀의 시청 위치 변경으로 시청자가 고정되더라도, 입체 시인이 가능한 것이다.

한편, 상술한 본 발명의 입체 영상 표시 장치에서는 배리어를 이용한 액정 배리어 셀에 대해 설명하였으나, 반드시 이에 한정하지는 않고, 액정 전계 렌즈형에 있어서도 동일하게 적용 가능하다 할 것이다.

이하에서는 액정 전계 렌즈형 입체 전환 셀에 대해 설명한다.

도 10a은 본 발명의 다른 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 입체 전환 셀을 나타낸 단면도와, 도 10b는 도 10a의 시청 위치 변화를 나타낸 단면도이다.

도 10a와 같이, 액정 전계 렌즈형 입체 전환 셀은, 보다 미세한 렌즈의 프로파일 구현을 위해, 상기 일 스위처블 영역(S)에 형성되는 제 1 전극(120) 수를 늘려 형성할 수 있을 것이다. 도시된 도면에서는 상기 제 1 전극(120)을 이층 구조로 형성한 것으로, 하부 제 1 전극들(120b)은 제 1 기판(122) 상에 형성하였고, 상부 제 1 전극들(120a)은 상기 제 1 전극들(120b)을 덮는 절연막(119) 상에 형성하였다.

반드시 액정 전계 렌즈형 입체 전환 셀의 제 1 전극(120)이 이층 구조를 갖는 것은 아니라, 단일층으로도 구현될 수 있고, 경우에 따라 3층 이상의 복수층으로 형성될 수도 있다. 구현하고자 하는 렌즈의 프로파일을 고려하여, 상기 제 1 전극(120)들간 이격 간격과 제 1 전극(120)의 폭 및 일 스위처블 영역에서 그 수를 설정한다.

그리고, 설명하지 않은 도면 부호 114는 제 2 기판, 116은 제 2 전극, 115은 액정층이며, 102는 액정 전계 렌즈형의 입체 전환 셀이다.

이 경우, 상기 일 스위처블 영역은, 전압 인가시 일 렌즈의 광경로차를 갖는 영역이다.

이 때, 상기 전압 생성부(162)에서는 일 스위처블 영역의 에지부터 중심까지 상기 n 개의 출력 단자에, 서로 다른 제 1 내지 제 m 전압(m은 2이상 n 미만의 자연수)을 인가한다. 여기서, 상기 일 스위처블 영역의 중심으로부터 양 에지까지는 대칭적으로 전압 신호를 인가한다.

도 10b와 같이, 시청자로부터 입체 영상 표시 장치가 정위치에서 벗어나게 되면, 상기 입체 영상 표시 장치 내의 입체 전환 셀(102)은 상기 제 1 전극들(120)에 인가하는 전압 순서를 바꾸어, 시청자에게 입체 영상이 시인될 정도로 시청 위치가 변경되도록 한다. 따라서, 입체 전환 셀 (102) 입장에서는 쉬프트되어 액정 전계 렌즈가 정의된다.

즉, 본 발명의 입체 영상 표시 장치가 움직일 때, 상기 제 1 전극들(120)에 전압 인가를 쉬프트하여, 시청자의 눈으로부터 입체 영상 시청 위치가 벗어나는 점을 방지할 수 있다.

한편, 상술한 입체 영상 표시 장치의 구동 방법은 다음과 같다.

도 2 및 도 6~9를 참조하면, 먼저 상기 자이로 센서(800)를 통해 상기 시스템(700)의 움직임을 판단한다.

이어, 상기 시스템(700)의 움직임의 발생시 시청자의 정위치로부터 상기 시스템(700)의 이격 정도를 판단한다.

이어, 상기 시청자의 정위치로부터 상기 시스템(700)의 이격 정도에 따라 상기 전압 생성부(162)에서 쉬프트된 전압을 상기 n 개의 제 1 전극(130)에 인가하여 시청자에게 입체 영상이 시인되게 한다.

한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

100: 신호 배선 120, 130: n개의 제 1 전극
102, 132: 입체 전환 셀 134: 영상 패널
116, 136: 제 2 전극 115, 135: 액정층
122, 133: 제 1 기판 114, 131: 제 2 기판
151: 패드 영역 152: 액티브 영역
162: 전압 생성부 163: 쉬프트 수단
250: 입체 전환 셀 제어부 531, 532, 533; 연결부
540: FPC 700: 시스템
800: 자이로 센서 900: 시스템 CPU

Claims (13)

1. 이차원 영상을 출사하는 영상 패널;
   상기 영상 패널 상에 형성되며, 일 스위처블 영역에 상당하여 n(n=2이상의 자연수)개의 제 1 전극을 구비하여, 전압 인가에 따라 상기 이차원 영상을 삼차원 영상으로 출사하는 입체 전환 셀;
   자이로 센서가 장착된 시스템;
   상기 n개의 제 1 전극에 각각 독립적으로 인가되는 전압원을 구비하는 전압 생성부; 및
   상기 자이로 센서로부터 상기 시스템 움직임의 정보를 받아, 상기 전압 생성부에 전달하는 입체 전환 셀 제어부를 포함하며,
   상기 입체 전환 셀 제어부에, 상기 n개의 제 1 전극에 대한 전압 인가 순서를 쉬프트하는 쉬프트 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 쉬프트 수단은, 상기 시스템의 움직임 정보를 받아, 시청 위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 자이로 센서로부터 상기 시스템의 움직임 정보를 받아, 상기 시스템과 시청자의 정위치로부터 이격 정도에 따라 상기 n개의 제 1 전극들에 인가하는 전압들의 쉬프트 정도를 조절하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
5. 제 3항에 있어서,
   상기 쉬프트 수단은, 시청자가 고정된 상태에서, 상기 시청 위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 일 스위처블 영역은 하나의 배리어와 그 주변의 슬릿을 포함한 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 일 스위처블 영역은 일 렌즈의 광경로차를 갖는 영역인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 입체 전환 셀은,
   상기 n개의 제 1 전극들을 포함하는 제 1 기판;
   제 2 전극을 포함하는 제 2 기판; 및
   상기 제 1, 제 2 기판 사이의 액정층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 전압원은 n 개의 출력 단자를 갖고,
   상기 제 1 기판 가장자리에 형성된 n개의 신호 배선을 통해, 각각 서로 다른 n개의 제 1 전극과 접속된 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 전압원은 상기 n개의 출력 단자에 서로 다른 제 1, 제 2 전압을 나누어 인가하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
11. 제 9항에 있어서,
    상기 전압원은 일 스위처블 영역의 에지부터 중심까지 상기 n 개의 출력 단자에, 서로 다른 제 1 내지 제 m 전압(m은 2이상 n 미만의 자연수)을 인가하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
12. 제 1항에 있어서,
    상기 입체 전환 셀 및 상기 영상 패널은 상기 시스템에, 기구물에 의해 체결되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
13. 제 1 항, 제 3 항 내지 제 12항 중 어느 한 항의 입체 영상 표시 장치의 구동 방법에 있어서,
    상기 자이로 센서를 통해 상기 시스템의 움직임을 판단하는 단계;
    상기 시스템의 움직임의 발생시 시청자의 정위치로부터 상기 시스템의 이격 정도를 판단하는 단계;
    시청자의 정위치로부터 상기 시스템의 이격 정도에 따라 상기 전압 생성부에서 쉬프트된 전압을 상기 n 개의 제 1 전극에 인가하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.

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