KR20130077021A - 집적 부유형 디스플레이 모듈 - Google Patents

집적 부유형 디스플레이 모듈 Download PDF

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Abstract

집적 부유형 디스플레이 모듈 및 이를 포함한 집적 부유형 시스템에 관한 것으로, 집적 부유형 디스플레이 모듈은 복수의 요소 영상을 표시하는 표시 소자, 복수의 요소 렌즈를 포함하며, 상기 표시 소자에 표시되는 복수의 요소 영상을 결상하여 해당하는 3차원 영상을 재생하는 렌즈 어레이, 상기 3차원 영상을 볼 수 있는 시야창의 위치에 상기 시야창과 동일한 크기로 형성되는 부유 렌즈를 포함할 수 있다.

Description

집적 부유형 디스플레이 모듈 및 이를 포함하는 집적 부유형 시스템{INTEGRATED FLOATING DISPLAY MODULE AND INTEGRATED FLOATING SYSTEM INCLUDING THE SAME}
본원은 집적 부유형 디스플레이 모듈 및 이를 포함하는 집적 부유형 시스템에 관한 것이다.
현재 디스플레이 산업은PDP(Plasma Display Panel), LCD(Liquid Crystal Display), FED(Field Emission Display), OLED(Organic Light Emitting Diode) 등 2차원 평판 디스플레이를 중심으로 발전하고 있다. 그러나, 최근 인터넷과 이동통신을 비롯한 정보통신 분야의 폭발적인 성장은 개개인에게 전달되는 정보의 양과 질을 대폭 향상시키고 있으며, 정보의 가장 효과적인 전달 및 표현 방법으로서 3차원 디스플레이 기술이 주목받고 있다.
현재 국내외의 산업계, 학계에서 개발 중인 3차원 디스플레이 기술은 크게 양안 시차 방식, 체적 표시 방식, 전자 홀로그램 방식으로 대별할 수 있다.
양안 시차 방식은 현재 상용화가 이루어진 방식으로서, 방식으로서 기존의 2차원 디스플레이에 쉽게 접목될 수 있는 장점이 있는 반면, 3차원 영상을 볼 수 있는 시점이 제한되고 눈에 피로를 줄 수 있기 때문에 장시간 시청이 불가능한 점 등 여러 단점이 있다.
체적 표시 방식이나 전자 홀로그램 방식은 보다 완전한 형태의 3차원 영상의 재생이 원리적으로는 가능하지만, 방대한 계산량이 필요하고 영상의 크기 또한 매우 제한적이기 때문에 동영상을 상용화하기 까지는 아직 요원하다.
따라서, 3차원 영상을 재생하는데 필요한 계산량은 감소시키면서 시야 범위를 확장시킬 수 있는 3차원 디스플레이 기술이 요구되고 있다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 시야 범위의 확장성을 갖는 집적 부유형 디스플레이 패널 및 이를 포함한 집적 부유형 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제1 측면에 따른 집적 부유형 디스플레이 모듈은, 복수의 요소 영상을 표시하는 표시 소자,
복수의 요소 렌즈를 포함하며, 상기 표시 소자에 표시되는 복수의 요소 영상을 결상하여 해당하는 3차원 영상을 재생하는 렌즈 어레이, 상기 3차원 영상을 볼 수 있는 시야창의 위치에 상기 시야창과 동일한 크기로 형성되는 부유 렌즈를 포함할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 복수의 요소 영상 중 하나의 요소 영상의 크기(s)는 수학식
Figure pat00001
에 의해 결정될 수 있으며, d는 상기 렌즈 어레이와 상기 부유 렌즈 사이의 거리이고, g는 상기 표시 소자와 상기 렌즈 어레이 사이의 거리이고,
Figure pat00002
는 상기 복수의 요소 렌즈 중 하나의 요소 렌즈의 크기이다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 시야창의 크기(Wi)는 수학식
Figure pat00003
에 의해 결정되며,
Figure pat00004
는 상기 요소 렌즈의 크기이고, d는 상기 렌즈 어레이와 상기 부유 렌즈 사이의 거리이고, fi는 상기 요소 렌즈의 초점 거리이고, g는 상기 표시 소자와 상기 렌즈 어레이 사이의 거리이다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 3차원 영상의 크기는 상기 표시 소자의 크기, 상기 시야창의 크기, 상기 부유 렌즈의 크기와 같을 수 있다.
한편, 본원의 제2 측면에 따른 집적 부유형 시스템은, 배열 관계에 따라 확장성을 갖는 복수의 집적 부유형 디스플레이 모듈을 포함하되, 상기 복수의 부유형 디스플레이 모듈 각각은, 복수의 요소 영상을 표시하는 표시 소자, 복수의 요소 렌즈를 포함하며, 상기 표시 소자에 표시되는 복수의 요소 영상을 결상하여 해당하는 3차원 영상을 재생하는 렌즈 어레이, 상기 3차원 영상을 볼 수 있는 시야창의 위치에 상기 시야창과 동일한 크기로 형성되는 부유 렌즈를 포함할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 복수의 집적 부유형 디스플레이 모듈은 1차원 또는 2차원으로 배열되거나, 곡선형으로 배치될 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 3차원 영상이 재생되는 시야창의 위치에 시야창과 동일한 크기를 갖는 부유 렌즈를 위치시킴으로써, 집적 부유형 디스플레이 모듈에서 재생되는 3차원 영상의 크기가 표시 소자, 부유 렌즈의 크기와 일치하며 깊이감을 갖는 3차원 영상을 재생할 수 있다.
또한, 상기한 집적 부유형 디스플레이 모듈을 1차원 또는 2차원으로 복수개 배열함으로써, 3차원 영상의 연속성이 유지되면서 시야 범위의 확장성이 높은 3차원 영상을 재생할 수 있다.
더하여, 상기한 집적 부유형 디스플레이 모듈을 곡선형으로 배치함으로써, 곡면형 3차원 영상을 재생할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본원의 실시예에 따른 집적 부유형 디스플레이 모듈의 구성도이다.
도 3은 도 2의 집적 부유형 디스플레이 모듈이 1차원으로 배열된 집적 부유형 시스템을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2의 집적 부유형 디스플레이 모듈이 곡선형으로 배치된 집적 부유형 시스템을 나타내는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본원 명세서 전체에서, 마쿠시(Markush) 형식의 표현에 포함된 “이들의 조합”의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
도 1 및 도 2는 본원의 실시예에 따른 집적 부유형 디스플레이 모듈의 구성도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 집적 부유형 디스플레이 모듈(100)은 볼록 렌즈나 오목 거울을 이용하여 실제 공간에 있는 물체나 실상을 관찰자에게 가까운 위치에 결상하도록 하는 것이다.
보다 구체적으로, 집적 부유형 디스플레이 모듈(100)은 복수의 요소 영상(Elemental Image)(11)을 표시하는 표시 소자(10), 복수의 요소 렌즈(Elemental Lens)(21)를 포함하며, 표시 소자(10)에 표시되는 복수의 요소 영상(11)을 결상하여 해당하는 3차원 영상으로 재생하는 렌즈 어레이(20), 복수의 요소 영상(11)과 복수의 요소 렌즈(21)에 의해 결상되는 3차원 영상을 볼 수 있는 시야창(viewing window)(30)의 위치에 상기 시야창(30)과 동일한 크기로 형성되는 부유 렌즈(Floating Lens)(40), 표시 소자(10)와 렌즈 어레이(20) 사이에 수직으로 위치되어 있다.
표시 소자(10)는 입력되는 영상을 표시하는 소자로서, 표시 소자(10)에는 복수의 요소 영상(11)이 표시되고, s는 하나의 요소 영상(11)의 면적을 의미한다.
본원에서 기초 영상(11)의 면적(s)은 하기 수학식 1을 만족하도록 설계된다.
Figure pat00005
여기서, d는 렌즈 어레이(20)와 부유 렌즈(40) 사이의 거리이고, g는 표시 소자(10)와 렌즈 어레이(20) 사이의 거리이고,
Figure pat00006
는 하나의 요소 렌즈(21)의 크기이다.
렌즈 어레이(20)는 표시 소자(10)와 거리(d)를 두고 위치해 있으며, 복수의 요소렌즈(21)를 포함한다.
렌즈 어레이(20)의 복수의 요소 렌즈(21)는 표시 소자(10)에 표시되는 복수의 요소 영상(11)을 결상하여 물체 공간에 3차원 영상을 재생한다.
본원의 실시예에서는 3차원 영상이 결상되는 크기가 3차원 영상을 볼 수 있는 시야창(30)의 크기와 같도록 설계한다.
따라서, 시야창(30)의 크기(Wi)는 하기 수학식 2에 의해 결정된다.
Figure pat00007
여기서,
Figure pat00008
는 요소 렌즈(11)의 크기이고, d는 렌즈 어레이(20)와 부유 렌즈(40) 사이의 거리이고, fi는 요소 렌즈(11)의 초점 거리이고, g는 표시 소자(10)와 렌즈 어레이(20) 사이의 거리이다.
상기와 같이 시야창(30)은 렌즈 어레이(20)와 거리(d)를 두고 수학식 2에 따른 크기(Wi)로 위치한다.
부유 렌즈(40)는 시야창(30)의 위치에 시야창(30)의 크기와 동일한 크기를 갖도록 설치된다.
그러면, 본원의 실시예에 따른 표시 소자(10)의 크기, 시야창(30)의 크기 및 부유 렌즈(40)의 크기는 모두 동일하게 된다. 이로 인해, 본원의 집적 부유형 디스플레이 모듈에 의해 형성되는 집적된 3차원 영상은 확장이 가능하며, 대화면 3차원 디스플레이가 가능한 집적 부유형 시스템으로 구성할 수 있다.
도 3은 도 2의 집적 부유형 디스플레이 모듈이 1차원으로 배열된 집적 부유형 시스템을 나타내는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 집적 부유형 시스템은 복수의 집적 부유형 디스플레이 모듈(100)을 포함하며 복수의 집적 부유형 디스플레이 모듈(100)을 1차원 또는 2차원으로 배열할 수 있다. 도 3에서는 집적 부유형 디스플레이 모듈(100)이 1차원으로 배열된 경우를 도시하였으나, 본원의 집적 부유형 시스템은 이에 한정되지 않고 2차원으로도 배열 가능하다.
그러면, 1차원 또는 2차원으로 배열된 복수의 집적 부유형 디스플레이 모듈(100)은 연속적인 형태를 가지면서도 깊이감이 보다 자유로운 3차원 영상을 재생할 수 있으며, 대화면 3차원 집적 부유형 시스템으로 확장 가능하다.
도 4는 도 2의 집적 부유형 디스플레이 모듈이 곡선형으로 배치된 집적 부유형 시스템을 나타내는 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 집적 부유형 시스템은 복수의 집적 부유형 디스플레이 모듈(100)의 부유 렌즈(40)의 끝단이 상호 연결되고 표시 소자(10)의 끝단이 상호 분리되게 곡선형으로 복수의 집적 부유형 디스플레이 모듈(100)을 배열할 수 있다.
그러면, 곡선형으로 배열된 복수의 집적 부유형 디스플레이 모듈(100)은 곡면형 3차원 영상을 재생할 수 있다.
본원에서 시야창의 크기(Wi)는 하기 수학식 3에 의해서도 계산될 수 있다.
Figure pat00009
여기서, m은 요소 렌즈의 개수이고, s는 요소 영상의 크기이다.
상기 수학식 3에 상기 수학식 1 및 2를 대입하여 정리하면, 하기 수학식 4와 같다.
Figure pat00010
여기서, m은 요소 렌즈의 개수이고, d는 렌즈 어레이(20)와 부유 렌즈(40) 사이의 거리이고, g는 표시 소자(10)와 렌즈 어레이(20) 사이의 거리이고, fi는 요소 렌즈(11)의 초점 거리이다. 상기 수학식 4에 의해서 부유 렌즈(40)의 위치는 결정될 수 있다.
이와 같이, 본원의 실시예에서는 3차원 영상이 재생되는 시야창(30)의 위치에 시야창(30)과 동일한 크기를 갖는 부유 렌즈(40)를 위치시킴으로써, 집적 부유형 디스플레이 모듈(100)에서 재생되는 3차원 영상의 크기가 표시 소자(10), 부유 렌즈(40)의 크기와 일치한다. 이로 인해, 깊이감을 갖는 3차원 영상을 재생할 수 있다.
또한, 본원의 집적 부유형 시스템은 상기한 특징을 갖는 집적 부유형 디스플레이 모듈(100)을 1차원 또는 2차원으로 복수개 배열함으로써, 3차원 영상의 연속성이 유지되면서 시야 범위의 확장성이 높은 3차원 영상을 재생할 수 있다.
또한, 본원의 집적 부유형 시스템은 상기한 특징을 갖는 집적 부유형 디스플레이 모듈(100)을 곡선형으로 배치함으로써, 곡면형 3차원 영상을 재생할 수 있다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 표시 소자
11: 요소 영상
20: 렌즈 어레이
21: 요소 렌즈
30: 시야창
40: 부유 렌즈
100: 집적 부유형 디스플레이 모듈

Claims (6)

  1. 복수의 요소 영상을 표시하는 표시 소자,
    복수의 요소 렌즈를 포함하며, 상기 표시 소자에 표시되는 복수의 기초 영상을 결상하여 해당하는 3차원 영상을 재생하는 렌즈 어레이, 및
    상기 3차원 영상을 볼 수 있는 시야창의 위치에 상기 시야창과 동일한 크기로 형성되는 부유 렌즈를 포함하는 집적 부유형 디스플레이 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 요소 영상 중 하나의 요소 영상의 크기(s)는 하기 수학식에 의해 결정되는 집적 부유형 디스플레이 모듈
    Figure pat00011

    여기서, d는 상기 렌즈 어레이와 상기 부유 렌즈 사이의 거리이고, g는 상기 표시 소자와 상기 렌즈 어레이 사이의 거리이고,
    Figure pat00012
    는 상기 복수의 요소 렌즈 중 하나의 요소 렌즈의 크기임.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 시야창의 크기(Wi)는 하기 수학식에 의해 결정되는 집적 부유형 디스플레이 모듈
    Figure pat00013

    (여기서,
    Figure pat00014
    는 상기 요소 렌즈의 크기이고, d는 상기 렌즈 어레이와 상기 부유 렌즈 사이의 거리이고, fi는 상기 요소 렌즈의 초점 거리이고, g는 상기 표시 소자와 상기 렌즈 어레이 사이의 거리임).
  4. 제3항에 있어서,
    상기 3차원 영상의 크기는 상기 표시 소자의 크기, 상기 시야창의 크기, 상기 부유 렌즈의 크기와 같은 집적 부유형 디스플레이 모듈.
  5. 배열 관계에 따라 확장성을 갖는 복수의 집적 부유형 디스플레이 모듈을 포함하되,
    상기 복수의 부유형 디스플레이 모듈 각각은,
    복수의 요소 영상을 표시하는 표시 소자,
    복수의 요소 렌즈를 포함하며, 상기 표시 소자에 표시되는 복수의 요소 영상을 결상하여 해당하는 3차원 영상을 재생하는 렌즈 어레이, 및
    상기 3차원 영상을 볼 수 있는 시야창의 위치에 상기 시야창과 동일한 크기로 형성되는 부유 렌즈를 포함하는 집적 부유형 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 집적 부유형 디스플레이 모듈은 1차원 또는 2차원으로 배열되거나, 곡선형으로 배치되는 집적 부유형 시스템.
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