KR20160062312A - 입체 영상 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 입체 영상 표시 장치는 행렬 형태로 배열되어 있는 복수의 화소를 포함하는 표시판; 및 복수의 상기 화소를 대응되는 복수의 시점으로 분할하는 시점 분할부를 포함하는 입체 영상 표시 장치로서, 상기 시점 분할부는 경사각에 따라 기울어진 렌티큘러 렌즈 형태의 복수의 시점 분할 유닛; 및 포트레이트 모드 또는 랜드스케이프 모드에 대응하도록 복수의 상기 시점 분할 유닛의 경사각을 변경시키는 경사각 변경부를 포함하고, 포트레이트 모드 및 랜드스케이프 모드에서 동일한 최적 관찰 거리가 계산되도록 상기 시점 분할부 및 상기 표시판이 구성된다.

Description

입체 영상 표시 장치{THREE DIMENSIONAL IMAGE DISPLAY DEVICE}

본 발명은 입체 영상 표시 장치에 관한 것으로서, 더 구체적으로 무안경 방식의 입체 영상 표시 장치에 관한 것이다.

최근에 표시 장치 기술의 발전에 따라서 3차원(3 dimensional, 3D)의 입체 영상 표시 장치가 관심을 끌고 있으며, 다양한 3차원 영상 표시 방법이 연구되고 있다.

일반적으로, 3차원 영상 표시 기술에서는 근거리에서 입체감을 인식하는 가장 큰 요인인 양안 시차(binocular parallax)를 이용하여 물체의 입체감을 표현한다. 즉, 왼쪽 눈(좌안)과 오른쪽 눈(우안)에는 각각 서로 다른 2차원 영상이 비춰지고, 좌안에 비춰지는 영상(이하, "좌안 영상(left eye image) "이라 함)과 우안에 비춰지는 영상(이하, "우안 영상(right eye image) "이라 함)이 뇌로 전달되면, 좌안 영상과 우안 영상은 뇌에서 융합되어 깊이감(depth perception)을 갖는 3차원 영상으로 인식된다.

입체 영상 표시 장치는 양안시차를 이용하는 것으로, 셔터 글래스(shutter glasses), 편광 안경(polarized glasses) 등의 안경을 이용하는 안경식(stereoscopic) 입체 영상 표시 장치와 안경을 이용하지 않고 표시 장치에 렌티큘러 렌즈(lenticular lens), 패럴랙스 배리어(parallax barrier) 등의 광학계를 배치하는 무안경식(autostereoscopic) 입체 영상 표시 장치가 있다.

무안경식 방식은 렌티큘러 렌즈 또는 복수의 개구부를 가지는 패럴랙스 배리어 등을 이용하여 입체 영상을 여러 시점(view point)으로 분리하여 표시함으로써 입체 영상을 구현한다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 포트레이트 모드와 랜드스케이프 모드에 있어서 화질의 열화를 최소화하면서 동일한 최적 관찰 거리를 제공하는 입체 영상 표시 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는 행렬 형태로 배열되어 있는 복수의 화소를 포함하는 표시판; 및 복수의 상기 화소를 대응되는 복수의 시점으로 분할하는 시점 분할부를 포함하는 입체 영상 표시 장치로서, 상기 시점 분할부는 경사각에 따라 기울어진 렌티큘러 렌즈 형태의 복수의 시점 분할 유닛; 및 포트레이트 모드 또는 랜드스케이프 모드에 대응하도록 복수의 상기 시점 분할 유닛의 경사각을 변경시키는 경사각 변경부를 포함하고, 포트레이트 모드 및 랜드스케이프 모드에서 동일한 최적 관찰 거리가 계산되도록 상기 시점 분할부 및 상기 표시판이 구성된다.

상기 경사각 변경부는 상판(upper substrate); 하판(lower substrate); 상기 상판에 포트레이트 모드 및 랜드스케이프 모드 중 한 모드의 경사각과 대응되도록 배치된 복수의 제1 전극; 및 상기 하판에 상기 한 모드가 아닌 다른 모드의 경사각과 대응되도록 배치된 복수의 제2 전극을 포함하고, 상기 시점 분할 유닛은 복수의 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 적어도 하나에 인가된 전압에 따라 렌티큘러 렌즈 형태로 액정 배열의 방향이 변경되는 액정 층으로 구성되고, 상기 액정 층은 상기 상판 및 상기 하판 사이에 개재될 수 있다.

포트레이트 모드에서의 경사각은 상기 화소의 행 방향의 제1 피치와 상기 화소의 열 방향의 제2 피치 간의 비에 제1 계수를 곱한 값에 따라 정의되고, 랜드스케이프 모드에서의 경사각은 상기 비에 제2 계수를 곱한 값에 따라 정의되며, 상기 렌티큘러 렌즈의 행 방향의 제1 렌즈 피치 및 상기 렌티큘러 렌즈의 열 방향의 제2 렌즈 피치 간의 비는: 상기 제1 계수를 결정하는 두 변수 및 상기 제1 피치에 기초한 값; 및 상기 제2 계수를 결정하는 두 변수 및 상기 제2 피치에 기초한 값 간의 비에 따를 수 있다.

상기 화소의 행 방향의 피치를 Hp라 하고, 상기 화소의 열 방향의 피치를 Vp라 하고, Hp<Vp이고, b, m, n, a가 자연수 일 때, 포트레이트 모드에서 상기 경사각을 A1이라 하고, 랜드스케이프 모드에서 상기 경사각을 A2라 할 때, A1 및 A2는 다음 식으로 정의되고,

,

, 상기 렌티큘러 렌즈의 행 방향의 렌즈 피치를 Lp라 하고, 상기 렌티큘러 렌즈의 열 방향의 렌즈 피치를 Ll라 할 때, Lp 및 Ll은 다음 식의 비율을 만족하도록 정의되고,

, 이때 Lp=Ll을 만족하도록 b, m, n, a의 값이 결정됨으로써, 포트레이트 모드 및 랜드스케이프 모드에서의 복수의 상기 시점 분할 유닛의 경사각이 결정될 수 있다.

인간 평균 양안 거리를 E라 하고, 최적 관찰 거리를 d라 하고, 상기 시점 분할부와 상기 표시판 사이의 거리를 g라 할 때, 다음 식

,

,

,

을 만족하도록 g 값이 결정될 수 있다.

b, m, n, a이 다음 식

을 만족시킬 수 있다.

m, a는 다음 식

을 만족시킬 수 있다.

포트레이트 모드에서의 경사각은 상기 화소의 행 방향의 제1 피치와 상기 화소의 열 방향의 제2 피치 간의 비에 제1 계수를 곱한 값에 따라 정의되고, 랜드스케이프 모드에서의 경사각은 상기 비에 제2 계수를 곱한 값에 따라 정의되며, 상기 렌티큘러 렌즈의 행 방향의 제1 렌즈 피치 및 상기 렌티큘러 렌즈의 열 방향의 제2 렌즈 피치 간의 비는: 상기 제1 계수를 결정하는 두 변수 및 상기 제1 피치에 기초한 값; 및 상기 제2 계수를 결정하는 두 변수, 자유 화소의 개수 및 상기 제2 피치에 기초한 값 간의 비에 따를 수 있다.

상기 화소의 행 방향의 피치를 Hp라 하고, 상기 화소의 열 방향의 피치를 Vp라 하고, Hp<Vp이고, b, m, n, a가 자연수 일 때, 포트레이트 모드에서 상기 경사각을 A1이라 하고, 랜드스케이프 모드에서 상기 경사각을 A2라 할 때, A1 및 A2는 다음 식

,

으로 정의되고, 자유 화소의 개수를 c라고 하고, 상기 렌티큘러 렌즈의 행 방향의 렌즈 피치를 Lp라 하고, 상기 렌티큘러 렌즈의 열 방향의 렌즈 피치를 Ll라 할 때, Lp 및 Ll은 다음 식

의 비율을 만족하도록 정의되고, 이때 Lp=Ll을 만족하도록 b, m, n, a의 값이 결정됨으로써, 포트레이트 모드 및 랜드스케이프 모드에서의 복수의 상기 시점 분할 유닛의 경사각이 결정될 수 있다.

인간 평균 양안 거리를 E라 하고, 최적 관찰 거리를 d라 하고, 상기 시점 분할부와 상기 표시판 사이의 거리를 g라 할 때, 다음 식

,

,

,

을 만족하도록 g 값이 결정될 수 있다.

b, m, n, a이 다음 식

을 만족시킬 수 있다.

m, a는 다음 식

을 만족시킬 수 있다.

랜드스케이프 모드 및 포트레이트 모드 중 하나의 모드에서만 적어도 하나의 상기 화소를 자유 화소(free dot)로 사용할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 포트레이트 모드와 랜드스케이프 모드에 있어서 화질의 열화를 최소화하면서 동일한 최적 관찰 거리를 제공하는 입체 영상 표시 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2는 입체 영상 표시 장치의 개략적인 측면 사시도이다.
도 3은 시점 분할 유닛이 렌티큘러 렌즈일 때 시점 분할부에 의한 시점을 도시한 도면이다.
도 4는 포트레이트 모드와 랜드스케이프 모드를 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 시점 분할부를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따라 설계(design)된 입체 영상 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 시점 분할 유닛의 디포커스를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 랜드스케이프 모드에서 최적 관철 거리를 줄이도록 시점 분할부를 설계하는 한 실시예를 나타낸 도면이다.
도 9는 랜드스케이프 모드에서 최적 관찰 거리를 늘리도록 시점 분할부를 설계하는 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 10은 랜드스케이프 모드에서 시점 분할부 설계에 따른 크로스토크를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 11의 설계에 있어서 최적 관찰 거리의 설계의 한 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 표시판에 자유 화소를 채용하는 경우 시점 분할부 설계의 한 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 시점 분할 유닛의 경사각에 따른 렌즈 피치의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 도 13b의 실시예에서 크로스토크를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 랜드스케이프 모드와 동일한 렌즈 피치를 형성할 수 있는 포트레이트 모드에서의 m, b 값의 조합을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 포트레이트 모드에 있어서 자유 화소를 채용하는 경우 시점 분할부의 설계의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위한 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하기 위해 사용하는 것으로, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 뿐, 상기 구성요소들을 한정하기 위해 사용되지 않는다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 개략적인 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는 표시판(300), 표시판 구동부(350), 시점 분할부(800) 및 시점 분할부 구동부(850)를 포함한다.

표시판(300)은 영상을 표시하며, 플라즈마 표시 장치(plasma display panel, PDP), 액정 표시 장치(liquid crystal display), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting display) 등의 다양한 표시 장치 중 하나를 포함할 수 있다.

도 2는 입체 영상 표시 장치의 개략적인 측면 사시도이다.

도 2를 참조하면, 표시판(300)은 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선과 이에 연결되어 있는 복수의 화소(PX)를 포함한다. 복수의 화소(PX)는 대략 행렬의 형태로 배열될 수 있다. 도 2에서 행 방향은 x축 방향으로 표시하고, 열 방향은 y축 방향으로 표시한다. 각 화소(PX)는 신호선에 연결되어 있는 박막 트랜지스터 등의 스위칭 소자(도시하지 않음)와 이에 연결된 화소 전극(도시하지 않음)을 포함할 수 있다. 신호선은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선과 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터선을 포함할 수 있다.

화소(PX)가 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시(공간 분할)하거나 복수 개의 화소(PX)가 시간에 따라 번갈아 기본색을 표시(시간 분할)함으로써 이들 기본색의 공간적 또는 시간적 합으로 원하는 색상이 표시될 수 있다. 기본색들은 삼원색, 사원색 등 다양한 조합일 수 있으나, 본 실시예에서는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 등 삼원색을 예로 들어 설명한다. 서로 다른 기본색을 표시하는 한 세트의 화소(PX)는 함께 하나의 도트를 이룰 수 있다. 하나의 도트는 입체 영상의 표시 단위일 수 있다. 한 화소 열의 화소(PX)들은 동일한 기본색을 나타낼 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니고, x축 또는 y축을 기준으로 소정의 각도를 가지는 대각 방향으로 나열된 화소(PX)들이 동일한 기본색을 나타낼 수도 있다.

표시판 구동부(350)는 표시판(300)에 게이트 신호, 데이터 신호 등의 각종 구동 신호를 전달하여 표시판(300)을 구동한다.

도 2를 참조하면, 시점 분할부(800)는 표시판(300)의 화소(PX)가 표시하는 영상의 빛을 분할하여 각 화소(PX)에 대응하는 시점(view point)(VW1, VW2,...)으로 보낸다.

입체 영상 표시 장치로부터 최적의 입체 영상을 관찰할 수 있는 지점까지의 거리를 최적 관찰 거리(optimal viewing distance, OVD)라 한다. 최적 관찰 거리(OVD)에 위치한 x축 상에서 각 화소(PX)가 표시하는 영상이 시점 분할부(800)를 통해 도달하는 지점을 시점(view point)이라 할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따르면 표시판(300)의 각 화소(PX)는 어느 한 시점(VW1, VW2,...)에 대응하고, 각 화소(PX)의 화소 영상은 시점 분할부(800)를 통해 대응하는 시점(VW1, VW2,...)에 도달한다.

관찰자는 양 눈으로 다른 시점의 서로 다른 영상을 관찰하고, 이를 통해 깊이감, 즉 입체감을 느낄 수 있다.

도 2에는 최적 관찰 거리(OVD)에 위치하는 유한 개의 시점(VW1, VW2,...)들이 도시되어 있다. 예를 들어 제1 화소(PX1)가 표시하는 영상이 관찰되는 시점이 제1 시점(VW1)이면, 복수의 제1 화소(PX1) 각각이 표시하는 영상은 시점 분할부(800)를 통해 제1 시점(VW1)에 도달할 수 있다.

도 1 및 도 2는 시점 분할부(800)가 표시판(300)과 관찰자 사이에 위치하는 것으로 도시하고 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

시점 분할부 구동부(850)는 시점 분할부(800)에 연결되어 시점 분할부(800)를 구동하기 위한 구동 신호를 생성한다.

또한 시점 분할부 구동부(850)는 전압이 인가되는 전극 및 해당 전극에 인가되는 전압의 크기에 따라 시점 분할부(800)를 구성하는 복수의 시점 분할 유닛(810)의 경사각을 변경시킬 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 4의 실시예에서 설명한다.

도 3은 시점 분할 유닛이 렌티큘러 렌즈일 때 시점 분할부에 의한 시점을 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 표시판(300)이 표시하는 영상은 시점 분할부(800)를 통해 일정 시야각을 가지는 단위 시야 영역(unit view area)(RP)의 어느 한 시점(VW1-VWn)(n은 자연수)에 도달할 수 있다. 즉, 시점(VW1-VWn)은 어느 한 단위 시야 영역(RP) 안에 존재하며, 한 단위 시야 영역(RP) 안에서 빛이 도달하는 위치에 따라 복수의 화소(PX) 각각의 대응 시점이 할당될 수 있다.

단위 시야 영역(RP)은 최적 관찰 거리(OVD) 상에서 주기적으로 반복될 수 있고, 각 단위 시야 영역(RP) 안에서 시점(VW1-VWn)의 순서는 일정할 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 시점 분할부(800)는 복수의 시점 분할 유닛(810)을 포함하며, 복수의 시점 분할 유닛(810)은 한 방향으로 배열된 복수의 렌티큘러 렌즈일 수 있다. 각 렌티큘러 렌즈는 한 방향으로 길게 뻗을 수 있다. 각 렌티큘러 렌즈에 대응하며 이웃하는 화소 행의 색배열은 서로 다를 수 있다. 즉, 각 렌티큘러 렌즈에 대응하며 이웃하는 화소행의 첫 번째 화소(PX)가 나타내는 기본색은 서로 다를 수 있다. 이를 위해 각 렌티큘러 렌즈의 연장 방향은 열 방향인 y축 방향과 예각을 이루며 기울어질 수도 있고, y축 방향에 대체로 나란할 수도 있다.

도 4는 포트레이트 모드와 랜드스케이프 모드를 설명하기 위한 예시도이다.

포트레이트 모드(portrait mode)는 화소(PX)의 행 방향의 피치(Hp)가 열 방향의 피치(Vp)보다 작게 형성되는 경우를 의미한다.

랜드스케이프 모드(landscape mode)는 화소(PX)의 행 방향의 피치가 열 방향의 피치보다 크게 형성되는 경우를 의미한다.

관찰자는 관찰하고자 하는 영상 또는 화면의 종류에 따라 입체 영상 표시 장치를 회전시킴으로써 랜드스케이프 모드와 포트레이트 모드를 선택할 수 있다. 각 모드의 선택에 따라 화소에 인가되는 데이터 및 표시판(300)의 해상도는 달라질 수 있다.

랜드스케이프 모드는 가로 모드라고 하고, 포트레이트 모드를 세로 모드라고 하기도 한다.

본 발명에서는 기본적으로 포트레이트 모드를 기준으로 하여 화소(PX)의 행 방향의 피치(Hp) 및 열 방향의 피치(Vp)를 설명한다. 따라서 화소(PX)의 행 방향의 피치(Hp)는 열 방향의 피치(Vp)보다 작게 형성된다.

이때, 아래 수학식 1의 관계를 만족하도록 행 방향의 피치(Hp) 및 열 방향의 피치(Vp)가 형성될 수 있다.

[수학식 1]

Hp=Vp/3

다만, 실시예에 따라 랜드스케이프 모드를 기준으로 하여 화소(PX)의 행 방향의 피치가 열 방향의 피치보다 큰 것으로 설명할 수도 있다. 즉, Hp=3*Vp로 표현될 수도 있다.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 시점 분할부를 도시한 도면이다.

도 5a 및 도 5b를 참조하면 본 발명의 한 실시예에 따른 시점 분할부(800)는 복수의 제1 전극(910), 복수의 제2 전극(920), 액정 층(930), 상판(upper substrate, 940), 및 하판(lower substrate, 950)을 포함한다.

상판(940)에 복수의 제1 전극(910)이 하판(950)에 대향하는 방향으로 배치될 수 있다.

복수의 제1 전극(910)은 서로 평행하게 특정 방향으로 배열될 수 있다. 여기서 특정 방향이란 포트레이트 모드 및 랜드스케이프 모드 중 한 모드의 경사각과 대응되는 방향일 수 있다.

하판(950)에 복수의 제2 전극(920)이 상판(940)에 대향하는 방향으로 배치될 수 있다.

복수의 제2 전극(920)은 서로 평행하게 특정 방향으로 배열될 수 있다. 여기서 특정 방향이란 제1 전극(910)이 대응되는 위의 한 모드가 아닌 다른 모드의 경사각과 대응되는 방향일 수 있다.

복수의 제1 전극(910)은 랜드스케이프 모드의 경사각과 대응되는 방향으로 배열되고, 복수의 제2 전극(920)은 포트레이트 모드의 경사각과 대응되는 방향으로 배열될 수 있다.

이렇게 배치된 상판(940), 하판(950), 복수의 제1 전극(910), 및 복수의 제2 전극(920)을 경사각 변경부라고 할 수 있다.

시점 분할 유닛(810)은 액정 층(930)으로 구성될 수 있다.

경사각 변경부의 전극에 인가되는 전압에 따라, 액정 층(930)을 구성하는 액정 배열의 방향이 변경될 수 있다. 액정 배열의 방향이 변경됨으로써 액정 층(930)의 각 부분을 통과하는 입사광에 위상 지연(retardation)이 발생할 수 있고, 이러한 위상 지연을 규칙적으로 발생시킴으로써, 액정 층(930)은 렌티큘러 렌즈 형태의 시점 분할 유닛(810)을 구성할 수 있다.

포트레이트 모드에서 시점 분할부 구동부(850)는 복수의 제2 전극(920)에 구동 전압을 인가하고, 복수의 제1 전극(910)에는 일정한 공통 전압(common voltage)을 인가할 수 있다.

또는 복수의 제2 전극(920)을 교번하는 두 그룹으로 나누어 한 그룹은 구동 전압을 인가하고, 다른 그룹은 공통 전압을 인가할 수도 있다.

또는, 복수의 제1 전극(910)와 관계 없이, 판형의 공통 전극(미도시)을 상판(940) 또는 하판(950)에 배치할 수도 있다.

랜드스케이프 모드에서 시점 분할부 구동부(850)는 복수의 제1 전극(910)에 구동 전압을 인가하고, 복수의 제2 전극(920)에는 일정한 공통 전압(common voltage)을 인가할 수 있다.

또는 복수의 제1 전극(910)을 교번하는 두 그룹으로 나누어 한 그룹은 구동 전압을 인가하고, 다른 그룹은 공통 전압을 인가할 수도 있다.

또는, 복수의 제2 전극(920)와 관계 없이, 판형의 공통 전극(미도시)을 상판(940) 또는 하판(950)에 배치할 수도 있다.

이와 같이 경사각 변경부는 다양한 전극 배치 및 전압 구동으로 시점 분할 유닛(810)의 경사각을 변경시킬 수 있다. 당업자라면 종래의 LCD 기술을 채용하여 시점 분할부(800)를 달리 구성할 수 있을 것이다.

다른 실시예로서, 복수의 제1 전극(910)은 포트레이트 모드의 경사각과 대응되는 방향으로 배열되고, 복수의 제2 전극(920)은 랜드스케이프 모드의 경사각과 대응되는 방향으로 배열될 수 있다.

도 6은 본 발명의 한 실시예에 따라 설계된 입체 영상 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 6a는 포트레이트 모드에서 시점 분할부(800)와 표시판(300)의 대응 관계를 설명하기 위한 도면이다.

포트레이트 모드에서 렌즈의 경사각(A1)은 다음 수학식 2와 같이 정의된다.

[수학식 2]

b는 경사각(A1)을 계산할 때, 화소의 행 방향의 피치(Hp)의 개수를 의미한다.

m은 경사각(A1)을 계산할 때, 화소의 열 방향의 피치(Vp)의 개수를 의미한다.

이때, b, m은 자연수이다.

도 6a의 실시예에서 b=9, m=4이다.

따라서, 경사각(A1)은 tan-1((9*Hp)/(4*Vp))이다.

진한 색으로 표현된 화소는 우안(right eye)용 화상 데이터가 기입된 화소이고, 연한 색으로 표현된 화소는 좌안(left eye)용 화상 데이터가 기입된 화소이다. 이하 도면에서 별도의 언급이 없으면 이를 기초로 설명한다.

우안용 화소를 지나고 있는 대각선인 실선은 시점 분할부(800)를 통해서 사용자의 우안에 보이는 표시판(300)의 부분을 의미한다.

좌안용 화소를 지나고 있는 대각선인 점선은 시점 분할부(800)를 통해서 사용자의 좌안에 보이는 표시판(300)의 부분을 의미한다.

양 실선 사이에 표시된 6Hp의 길이 간격은 표시판(300)에 대응되는 시점 분할 유닛(810)의 주기를 의미한다. 이하에서 시점 분할 유닛(810)은 렌티큘러 렌즈를 기준으로 설명한다. 따라서 시점 분할 유닛(810)의 주기는 렌티큘러 렌즈의 렌즈 피치를 의미한다.

즉, 도 6a의 실시예에서 렌즈 피치는 표시판 상에서 6Hp에 대응되는 길이를 갖는다. 실제 렌즈 피치는 표시판(300)과 시점 분할부(800) 간의 거리가 결정됨으로써 정해질 수 있으며, 다양한 인자(렌즈의 구성, 표시판의 구성)가 개입될 수 있다.

이하에서는 별도의 언급이 없으면 렌즈 피치는 표시판(300) 상에서 대응되는 렌즈의 피치를 의미하는 것으로 한다.

도 6a의 실시예에서 표시판(300) 상에서의 렌즈 피치(Lp)는 다음 수학식 3으로 나타낼 수 있다.

[수학식 3]

수학식 2에서 인수 (b+m-1)은 아래에서 설명할 근접 화소 세트를 구성하는 화소의 개수이다. 근접 화소 세트를 구성하는 화소의 개수에 2를 곱한 것은 좌안에서 관찰되는 것과 우안에서 관찰되는 근접화소 세트를 모두 반영한 개수라는 의미이다.

인수 Hp/m은 렌즈를 디포커스(defocus)함으로써 사용자에게 관찰되는 하나의 화소의 폭을 단위로 하여 표현한 것이다. 디포커스에 대해서는 아래에서 설명한다.

따라서, 도 6a의 포트레이트 모드에서 렌즈 피치(Lp)는 2*(9+4-1)*Hp/4=6Hp이다.

근접 화소 세트(proximity dots, PD)란 렌즈를 통해서 동시에 관찰되는 서로 근접하는 화소들을 의미한다.

도 6a의 실시예에서는 화소 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 22, 23, 24가 하나의 우안용 근접 화소 세트를 구성한다. 이때 근접 화소 세트를 구성하는 화소의 개수는 12이다.

근접 화소 세트의 수는 b+m-1으로 근사하여 표현할 수 있다.

디포커스(defocus)란 표시판(300)에 렌티큘러 렌즈의 초점을 정확히 맞추지 않음으로써, 표시판(300) 상의 선(line)이 아니라 면(plane)이 사용자에게 관찰되게 하는 것이다.

선으로 관찰 될 경우, 표시판(300)의 화소 부분과 블랙 매트릭스(black matrix) 부분을 번갈아 지나갈 수 있어, 줄무늬 현상인 모아레(moire)현상이 발생할 수 있다.

또한 관찰되는 부분이 적으므로 사용자 눈에 보이는 밝기 또한 낮을 수 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서 렌티큘러 렌즈를 일정 부분 디포커스시킬 수 있는데, 본 발명에서는 그 적정량(Da)을 포트레이트 모드의 경우 다음 수학식 4로 정의한다.

[수학식 4]

Da=Hp/m

수학식 4로 디포커스의 적정량을 정한 이유는 도 7에서 설명한다.

상술한 수학식 4에 따르면 도 6a에서 디포커스 적정량은 Hp/4이다.

도 6b는 랜드스케이프 모드에서 시점 분할부(800)와 표시판(300)의 대응 관계를 설명하기 위한 도면이다.

경사각 변경부를 통해서, 액정 층(930)은 랜드스케이프 모드에 대응되는 경사각을 갖는 렌티큘러 렌즈 형태를 형성한다.

랜드스케이프 모드에서 렌즈의 경사각(A2)은 다음 수학식 5와 같이 정의된다.

[수학식 5]

a는 경사각(A2)을 계산할 때, 화소의 열 방향의 피치(Hp)의 개수를 의미한다.

n은 경사각(A2)을 계산할 때, 화소의 행 방향의 피치(Vp)의 개수를 의미한다.

이때, a, n은 자연수이다.

도 6b의 실시예에서 a=12, n=1이다.

따라서, 경사각(A1)은 tan-1(Vp/(12*Hp))이다.

도 6b의 랜드스케이프 모드에서 렌즈 피치(Ll)에 대응되는 길이는 2Vp이다. 이는 다음 수학식 6으로 구할 수 있다.

[수학식 6]

수학식 1을 참고하면, 도 6a의 경우와 렌즈 피치가 동일함을 알 수 있다.

도 6b에서 화소 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24가 근접 화소 세트를 구성하므로 근접 화소 세트를 구성하는 화소의 개수는 12이다. 도 6b의 근접 화소 세트를 구성하는 화소의 개수는 도 6a의 경우와 마찬가지로 a+n-1로 근사하여 표현할 수 있다.

따라서 도 6a의 실시예와 도 6b의 실시예의 근접 화소 세트를 구성하는 화소의 개수는 동일하다.

양 모드에서 근접 화소 세트를 구성하는 화소의 개수가 동일하다는 것은 다음 수학식 a+n-1=b+m-1로 표현할 수 있다.

도 6b의 디포커스 량은 도 6a의 경우와 유사하게 Da=Vp/a로 구할 수 있고, 따라서 Da=Vp/12이다.

수학식 1을 참고하면, 도 6a의 실시예와 도 6b의 실시예의 디포커스 적정량이 동일함을 알 수 있다.

양 모드에서 디포커스 적정량(Da)이 동일하다는 것은 Hp/m=Vp/a로 표현할 수 있다.

결론적으로, 도 6a의 실시예와 도 6b의 실시예는 경사각은 서로 다르지만, 근접 화소 세트를 구성하는 화소의 개수, 렌즈 피치, 디포커스 적정량이 서로 동일함을 알 수 있다.

포트레이트 모드와 랜드스케이프 모드에 있어서 렌즈 피치가 동일하다는 것은 같은 최적 관찰 거리(OVD)를 구현할 수 있다는 장점이 있다.

또한 포트레이트 모드와 랜드스케이프 모드에 있어서 근접 화소 세트를 구성하는 화소의 개수가 동일하다는 것은 헤드 트래킹(head tracking)에 있어서 제어 단위가 같으므로, 같은 설계가 가능한 장점이 있다.

헤드 트래킹의 제어 단위(control unit)는 최적 관찰 거리(OVD)에서 관찰자의 이동에 대응하여 화상이 표시되는 화소를 바꾸기 위해 검출해야 할 단위를 의미한다. 이때, 제어 단위는 최적 관찰 거리(OVD)에서 하나의 도트에 대응하는 폭이 될 수 있다.

예를 들어, 도 11을 참조하면 사용자의 눈에 관찰되는 화소의 폭은 E/9이므로, 이때 헤드 트래킹의 제어 단위는 E/9이다.

제어 단위가 클수록 화소에 표시되는 화상을 변경시켜야 하는 부담이 적어지로 입체 영상 표시 장치에 있어서 바람직할 수 있다.

도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 시점 분할 유닛의 디포커스를 설명하기 위한 도면이다.

도 6의 실시예에서도 설명한 바와 같이, 디포커스를 시키는 한가지 이유는 사용자가 관찰할 수 있는 표시판(300)의 영역을 넓혀 밝기를 증가시키기 위함이다.

다만, 지나치게 디포커스시키는 경우에는 크로스토크(crosstalk)의 문제가 발생할 수 있으므로 적정량만큼 디포커스시키는 것이 중요하다.

크로스토크(crosstalk)는 좌안용 영상이 우측 눈에 보이거나 우안용 영상이 좌측 눈에 보이는 현상이다.

도 7에서는 포트레이트 모드의 경우의 디포커스를 설명하고 있다.

도 7의 실시예에서 m=3이고, Hp/3을 디포커스 적정량으로 정했을 때, 하나의 근접 화소 세트에 있어서 한 화소 분량이 렌즈를 통해 관찰될 수 있음이 도시되어 있다.

도 8은 랜드스케이프 모드에서 최적 관철 거리를 줄이도록 시점 분할부를 설계하는 한 실시예를 나타낸 도면이다.

도 8에서는 랜드스케이프 모드에서 행 방향의 화소의 피치를 Hp로 하고 있다.

일반적으로, 랜드스케이프 모드의 최적 관찰 거리(OVD)는 포트레이트 모드의 최적 관찰 거리보다 짧게된다.

이는 표시판(300)의 화소의 피치(pitch) 때문이다. 화소의 피치가 클수록 화소로부터 렌즈에 입사하는 빛의 각도가 커지기 때문이다.

다시 말해 렌즈 피치가 클수록 최적 관찰 거리는 짧아진다고 할 수 있다.

도 8a의 실시예에서 경사각은 tan-1(Hp/(6*Vp))이고, 렌즈 피치는 2Hp에 대응한다. 크로스토크는 발생하지 않고 있다.

도 8b의 실시예는 도 8a에서 자유 화소(free dot)를 일부 도입한 경우를 나타낸다.

자유 화소는 우안 영상이나 좌안 영상 어디에도 속하지 않는 여분의 화소를 의미한다. 다만 우안의 관찰 영역에 접해있을수록 우안용 자유 화소라고 할 수 있고, 반대로 좌안의 관찰 영역에 접해있을수록 좌안용 자유 화소라고 할 수 있다. 자유 화소는 오프(off) 상태일 수 있고, 일정한 데이터 값을 가질 수도 있다.

도 8b에서 자유 화소는 7, 8, 9와 16, 17, 18이다.

자유 화소를 도입함으로써 도 8b에서 렌즈 피치는 3Hp가 된다. 따라서 최적 관찰 거리를 짧게 할 수 있다.

단, 도면과 같이 화소 7, 8, 9, 16, 17, 18을 가로지르는 실선 및 점선이 존재하지 않으므로, 사용자의 눈에 관찰되지 않고, 화질 열화의 원인이 된다.

도 9는 랜드스케이프 모드에서 최적 관찰 거리를 늘리도록 시점 분할부를 설계하는 다른 실시예를 나타낸 도면이다.

도 9에서는 랜드스케이프 모드에서 행 방향의 화소의 피치를 Hp로 하고 있다.

도 9a를 참고하면 경사각은 tan-1(Hp/(9*Vp))이고, 렌즈 피치는 2Hp에 대응하고 있다.

최적 관찰 거리를 늘리려면, 도 8b의 자유 화소를 도입하는 경우와 반대로 설계하여야 한다.

따라서 도 9b에서는, 렌즈의 경사각을 유지하면서, 우안 화상과 좌안 화상을 표시하는 화소의 수를 절감하는 설계를 도시한다.

따라서 렌즈 피치가 1.3Hp까지 줄어들었다.

하지만, 우안에 관찰되는 영역(대각선인 실선)에 좌안용 화상 데이터가 표시되는 화소 4, 5, 6이 걸쳐지게 되어 크로스토크가 발생한다.

따라서 기본적으로는 최적 관찰 거리를 늘리는 것은 문제점이 많다.

따라서, 랜드스케이프 모드와 포트레이트 모드의 최적 관찰 거리(OVD)를 일치시키고자 한다면, 최적 관찰 거리가 짧은 랜드스케이프 모드를 기준으로 하고, 그 기준에 포트레이트 모드의 최적 관찰 거리를 일치시키는 것이 용이하다.

도 10은 랜드스케이프 모드에서 시점 분할부 설계에 따른 크로스토크를 설명하기 위한 도면이다.

도 10에서는 랜드스케이프 모드에서 행 방향의 화소의 피치를 Hp로 하고 있다.

도 10a 및 도 10b의 입체 영상 표시 장치는 설계 상태가 동일하며, 다만 사용자의 이동에 따라 관찰 상태가 달라진다.

경사각은 tan-1(Hp/(9*Vp))이고, 근접 화소 세트의 수는 b+m-1=1+9-1=9이다.

렌즈 피치는 상술한 수학식 3에 따라 2*(1+9-1)*Hp/9=2Hp이다.

또한 모아레 현상이 없기 위한 디포커스의 적정량은 Hp/9이다.

도 10a는 크로스토크가 최소가 될 때의 관찰 상태를 도시한 도면이다.

도 10a에서 실선인 대각선으로 둘러싸인 우안용 관찰영역은 디포커스되어 사용자의 우안에 관찰되는 영역이다.

우안용 관찰 영역에 좌안용 화상을 표시하는 화소가 포함되면 그 부분은 크로스토크가 발생하게 된다.

하나의 근접 화소 세트 영역을 지나는 우안용 관찰 영역(1010)은 우안영 화소 10 내지 18과 좌안용 화소 1 및 9를 지난다.

우안용 관찰 영역(1010)에서 크로스토크 부분을 구하기 위해서, 한 화소를 가로로 18칸, 세로로 2칸으로 구획해서 계산한다. 이는 m=9, b=1인 것과 비례한다.

이렇게 구획된 36칸은 아래에서 넓이를 계산하는 단위로 사용된다.

평행사변형 형태의 우안용 관찰 영역(1010)의 넓이는 2*18=36이다.

좌안용 화소 1, 9를 지나는 크로스토크 영역은 1이다.

따라서 크로스토크 율(rate)은 100*1/36=2.8%이다.

도 10b는 크로스토크가 최대가 될 때의 관찰 상태를 도시한 도면이다.

도 10b의 실시예에서도 평행사변형 형태의 우안용 관찰 영역(1010)의 넓이는 36이다.

화소 1에서 크로스토크가 발생하며, 크로스토크가 발생하는 영역의 넓이는 2*2/2=2이다.

따라서 크로스토크 율은 100*2/36=5.6%이다.

도 10a 와 도 10b를 고려했을 때, 사용자의 관찰 시점이 달라지더라도 매우 적은 크로스토크가 발생한다는 것을 알 수 있다.

도 11은 도 10의 설계에 있어서 최적 관찰 거리의 설계의 한 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

인간 평균 양안 거리는 63mm로 계산될 수 있다. 다만, 이는 사용자로 가정할 인간의 연령 등에 따라 기준이 달라질 수 있으므로 변경될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 인간 평균 양안 거리를 E라고 한다.

최적 관찰 거리(OVD)를 d라고 한다.

시점 분할부(800)와 표시판(300) 사이의 거리를 g라고 한다.

이때, 다음 수학식 7, 8, 9, 및 10을 만족하도록 g값이 정해질 수 있다. 다만, g값이 변수로 한정되는 것은 아니며, 다른 인자, 즉 Hp, Vp, E, d, b, m, n, a, Lp, 및 Ll가 모두 설계 변경 대상으로 고려될 수 있음은 당업자는 이해할 수 있을 것이다.

[수학식 7]

[수학식 8]

[수학식 9]

[수학식 10]

상술한 수학식 7 및 8은 포트레이트 모드에서 만족되어야할 조건이고, 수학식 9 및 10은 랜드스케이프 모드에서 만족되어야할 조건이다.

도 11의 실시예에서는 포트레이트 모드를 기준으로 설명하고, 랜드스케이프 모드에서는 설명을 생략하나, 당업자라면 본 명세서 내용을 바탕으로 랜드스케이프 모드에서도 동일한 원리가 적용될 수 있음을 이해할 것이다.

도 11에서 b=1, m=9인 경우의 입체 영상 표시 장치를 가정한다.

근접 화소 세트의 정의에서 상술했다시피, 근접 화소 세트란 렌즈를 통해서 동시에 관찰되는 서로 근접하는 화소들의 개수를 의미한다.

도 11의 사용자의 우안에 관찰되는 서로 근접하는 화소는 화소 1 내지 9로써 9개이고, b+m-1=1+9-1=9로 계산될 수 있다.

따라서 각 9개의 화소는 사용자의 우안 상에서 E/(b+m-1)=E/9의 폭으로 관찰된다. 디포커스 내용에서 설명했다시피, E/9의 폭으로 관찰되는 화소의 개수는 m값인 9개이다.

이상의 설명으로 도 11을 참고하면 수학식 7로 표현되는 비례식이 당업자에게 이해될 것이다.

포트레이트 모드에서 표시판 상의 렌즈 피치는 수학식 3에서 설명한 바와 같이 다음 식

을 만족한다. 주의할 점은 지금까지 Lp값은 표시판 상에 대응되는 렌즈 피치의 값을 의미했으나, 여기서 Lp 값은 실제 렌즈 피치 값을 의미한다. 따라서 수학식 3이 그대로 성립하는 것이 아니라, 아래 수학식 11을 만족하게 된다.

[수학식 11]

k는 임의의 상수이다.

이상의 설명으로 도 11을 참고하면 수학식 8로 표현되는 비례식이 당업자에게 이해될 것이다.

도 11의 실시예에서 최적 관찰 거리는 d=E*g/Hp를 만족하게 된다.

도 12는 표시판에 자유 화소를 채용하는 경우 시점 분할부 설계의 한 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

도 12a는 랜드스케이프 모드에서 자유 화소가 없는 상태의 설계를 도시한다.

도 12b는 도 12a의 설계에 자유 화소를 도입한 설계를 도시한다.

우안용 자유 화소는 화소 11, 21이고, 좌안용 자유 화소는 화소 10, 22이다.

결과적으로 렌즈 피치는 2Hp에서 22Hp/9로 확대되고, 최적 관찰 거리는 0.81배로 축소된다.

또한 자유 화소를 삽입함에 따라 크로스토크가 항상 0의 상태로 유지 가능해진다.

더불어, 근접 화소 세트에 여유가 생기므로 헤드 트래킹의 검출에 지연이 발생하더라도 문제가 완화되는 효과가 있다.

도 13은 시점 분할 유닛의 경사각에 따른 렌즈 피치의 변화를 설명하기 위한 도면이다.

도 13의 실시예에서는 포트레이트 모드에서의 설계를 설명한다.

전술한 바와 같이 포트레이트 모드와 랜드스케이프 모드에서는 수평 방향의 화소의 피치가 서로 다르기 때문에, 포트레이트 모드에서의 최적 관찰 거리는 랜드스케이프 모드의 최적 관찰 거리보다 길어진다.

따라서, 포트레이트 모드에서의 최적 관찰 거리를 줄임으로써 랜드스케이프 모드와 같은 최적 관찰 거리를 달성하는 것이 도 13의 실시예의 목표이다.

자유 화소를 도입함으로써 최적 관찰 거리를 짧게 설계하는 것이 가능하지만, 화질이 열화되기 때문에 자유 화소는 가능한한 적은 것이 바람직하다.

도 13a와 도 13b는 서로 경사각이 다르다.

도 13a에서의 경사각은 tan-1((5*Hp)/(4*Vp))이고, 도 13b에서의 경사각은 tan-1((7*Hp)/(4*Vp))이다.

상술한 수학식 3을 이용해서 렌즈 피치를 계산하면, 도 13a에서 표시판 상에서 대응되는 렌즈 피치는 2*(5+4-1)*Hp/4=4Hp이다.

또한 도 13b에서 표시판 상에서 대응되는 렌즈 피치는 2*(4+7-1)*Hp/4=5Hp이다.

결론적으로, 자유 화소를 도입하지 않고서도 시점 분할 유닛(810)의 경사각에 따라서 렌즈 피치를 변화시킬 수 있음을 알 수 있다.

도 14는 도 13b의 실시예에서 크로스토크를 설명하기 위한 도면이다.

계산 방법은 도 10의 실시예의 방법과 같으며 이하에선 결과만 비교한다.

도 14a는 크로스토크가 최소가 될 때의 관찰 상태를 도시한 도면이다.

도 14a에서 크로스토크 율은 0.9%이다.

도 14b는 크로스토크가 최대가 될 때의 관찰 상태를 도시한 도면이다.

도 14b에서 크로스토크 율은 1.8%이다.

따라서 도 10의 실시예와 비교했을 때 더 낮은 크로스토크 율을 보여준다.

도 15는 랜드스케이프 모드와 동일한 렌즈 피치를 형성할 수 있는 포트레이트 모드에서의 m, b 값의 조합을 설명하기 위한 도면이다.

상술한 바와 같이 최적 관찰 거리는 렌즈 피치에 비례한다. 렌즈 피치가 커지면 최적 관찰 거리가 짧아지고, 렌즈 피치가 작아지면 최적 관찰 거리는 길어진다.

도 10의 랜드스케이프 모드의 설계의 렌즈 피치는 수학식 1을 고려했을 때 6Hp에 해당한다.

도 15에서는 포트레이트 모드에서 렌즈 피치를 6Hp에 맞춤으로써 포트레이트 모드와 랜드스케이프 모드 양쪽에서 같은 최적 관찰 거리를 구현하고자 한다.

따라서 도 15a의 표에서는 렌즈 피치(Lp)를 6Hp로 맞추는 m과 b 값의 조합을 도시한다.

도 15b에서는 (m, b) 값에 따른 경사각을 도시한다.

m과 b 값을 정할 때 이하의 내용을 고려할 수 있다.

렌즈의 경사각을 고려하면 m은 큰 값이 좋지만 도 15b에서 도시된 바와 같이 큰 차이는 없다.

헤드 트래킹에 있어서의 제어 단위의 크기(control unit of HT)는 클수록 좋다. 따라서 이때 m은 작은 것이 바람직하다.

디포커스 적정량을 고려하면 m은 큰 것이 바람직하다. 즉, 필요로 하는 디포커스 량이 작고, 모아레 현상을 방지하기 쉽다.

이상의 내용을 종합적으로 고려하면, m은 4나 5가 되는 것이 바람직하다.

따라서 m=4, b=9로 하여 설계된 영상 표시 장치의 실시예가 도 6에서 도시되어 있다.

도 16은 포트레이트 모드에 있어서 자유 화소를 채용하는 경우, 시점 분할부의 설계의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

도 16의 실시예는 도 6의 실시예와 비교했을 때, 랜드스케이프 모드는 동일하고, 포트레이트 모드에서만 자유 화소를 도입한 경우이다.

도 16a를 참고하면 우안용 자유 화소는 화소 8 및 21이고, 좌안용 자유 화소는 화소 9 및 20이다.

도 6a의 실시예와 비교하면 도 16a는 포트레이트 모드에서 렌즈의 경사각을 작게 할 수 있다.

렌즈의 경사각이 작아지면, 사용자의 머리가 상하 방향으로 이동할 때 시점의 변동이 드물게 발생하는 이점이 있다.

도 16a와 도 16b에서 근접 화소 세트의 수는 각각 4+7-1+2=12, 1+12-1=12로 동일하다. 이때 자유 화소의 개수를 c라고 하면, b+m-1+c=a+n-1로 표현할 수 있다.

렌즈 피치 또한 6Hp로 서로 동일하고, 디포커스량도 Hp/4로 서로 동일하다.

렌즈 피치가 동일하므로 포트레이트 모드와 랜드스케이프 모드에서 최적 관찰 거리 또한 동일하게 계산될 수 있다.

도 16a의 경우는 아니지만, 만약 랜드스케이프 모드에만 자유 화소(c개)를 도입하는 경우, 양 모드에서 근접 화소 세트의 수가 같다는 것은 다음 수학식 12로 표현할 수 있다.

[수학식 12]

a+n-1+c=b+m-1

이때 a+n-1+c는 수학식 6, 9, 및 10의 근접 화소 세트의 인수인 a+n-1을 대체할 수 있다.

지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

300: 표시판
350: 표시판 구동부
800: 시점 분할부
810: 시점 분할 유닛
850: 시점 분할부 구동부
910: 제1 전극
920: 제2 전극
930: 액정 층
940: 상판
950: 하판

Claims (13)

1. 행렬 형태로 배열되어 있는 복수의 화소를 포함하는 표시판; 및
   복수의 상기 화소를 대응되는 복수의 시점으로 분할하는 시점 분할부를 포함하는 입체 영상 표시 장치로서,
   상기 시점 분할부는
   경사각에 따라 기울어진 렌티큘러 렌즈 형태의 복수의 시점 분할 유닛; 및
   포트레이트 모드 또는 랜드스케이프 모드에 대응하도록 복수의 상기 시점 분할 유닛의 경사각을 변경시키는 경사각 변경부를 포함하고,
   포트레이트 모드 및 랜드스케이프 모드에서 동일한 최적 관찰 거리가 계산되도록 상기 시점 분할부 및 상기 표시판이 구성되는
   입체 영상 표시 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 경사각 변경부는
   상판;
   하판;
   상기 상판에 포트레이트 모드 및 랜드스케이프 모드 중 한 모드의 경사각과 대응되도록 배치된 복수의 제1 전극; 및
   상기 하판에 상기 한 모드가 아닌 다른 모드의 경사각과 대응되도록 배치된 복수의 제2 전극을 포함하고,
   상기 시점 분할 유닛은 복수의 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 적어도 하나에 인가된 전압에 따라 렌티큘러 렌즈 형태로 액정 배열의 방향이 변경되는 액정 층으로 구성되고,
   상기 액정 층은 상기 상판 및 상기 하판 사이에 개재되는
   입체 영상 표시 장치.
3. 제1 항에 있어서,
   포트레이트 모드에서의 경사각은 상기 화소의 행 방향의 제1 피치와 상기 화소의 열 방향의 제2 피치 간의 비에 제1 계수를 곱한 값에 따라 정의되고,
   랜드스케이프 모드에서의 경사각은 상기 비에 제2 계수를 곱한 값에 따라 정의되며,
   상기 렌티큘러 렌즈의 행 방향의 제1 렌즈 피치 및 상기 렌티큘러 렌즈의 열 방향의 제2 렌즈 피치 간의 비는:
   상기 제1 계수를 결정하는 두 변수 및 상기 제1 피치에 기초한 값; 및
   상기 제2 계수를 결정하는 두 변수 및 상기 제2 피치에 기초한 값 간의 비에 따르는
   입체 영상 표시 장치.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 화소의 행 방향의 피치를 Hp라 하고, 상기 화소의 열 방향의 피치를 Vp라 하고, Hp<Vp이고, b, m, n, a가 자연수 일 때,
   포트레이트 모드에서 상기 경사각을 A1이라 하고, 랜드스케이프 모드에서 상기 경사각을 A2라 할 때, A1 및 A2는 다음 식으로 정의되고,
   

   

   ,
   

   

   ,
   상기 렌티큘러 렌즈의 행 방향의 렌즈 피치를 Lp라 하고, 상기 렌티큘러 렌즈의 열 방향의 렌즈 피치를 Ll라 할 때, Lp 및 Ll은 다음 식의 비율을 만족하도록 정의되고,
   

   

   ,
   이때 Lp=Ll을 만족하도록 b, m, n, a의 값이 결정됨으로써, 포트레이트 모드 및 랜드스케이프 모드에서의 복수의 상기 시점 분할 유닛의 경사각이 결정되는
   입체 영상 표시 장치.
5. 제4 항에 있어서,
   인간 평균 양안 거리를 E라 하고, 최적 관찰 거리를 d라 하고, 상기 시점 분할부와 상기 표시판 사이의 거리를 g라 할 때, 다음 식을 만족하도록 g 값이 결정되는,
   

   

   ,
   

   

   ,
   

   

   ,
   

   

   ,
   입체 영상 표시 장치.
6. 제4 항에 있어서,
   b, m, n, a이 다음 식을 만족시키는,
   

   

   ,
   입체 영상 표시 장치.
7. 제4 항에 있어서,
   m, a는 다음 식을 만족시키는,
   

   

   ,
   입체 영상 표시 장치.
8. 제1 항에 있어서,
   포트레이트 모드에서의 경사각은 상기 화소의 행 방향의 제1 피치와 상기 화소의 열 방향의 제2 피치 간의 비에 제1 계수를 곱한 값에 따라 정의되고,
   랜드스케이프 모드에서의 경사각은 상기 비에 제2 계수를 곱한 값에 따라 정의되며,
   상기 렌티큘러 렌즈의 행 방향의 제1 렌즈 피치 및 상기 렌티큘러 렌즈의 열 방향의 제2 렌즈 피치 간의 비는:
   상기 제1 계수를 결정하는 두 변수 및 상기 제1 피치에 기초한 값; 및
   상기 제2 계수를 결정하는 두 변수, 자유 화소의 개수 및 상기 제2 피치에 기초한 값 간의 비에 따르는,
   입체 영상 표시 장치.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 화소의 행 방향의 피치를 Hp라 하고, 상기 화소의 열 방향의 피치를 Vp라 하고, Hp<Vp이고, b, m, n, a가 자연수 일 때,
   포트레이트 모드에서 상기 경사각을 A1이라 하고, 랜드스케이프 모드에서 상기 경사각을 A2라 할 때, A1 및 A2는 다음 식으로 정의되고,
   

   

   ,
   

   

   ,
   자유 화소의 개수를 c라고 하고, 상기 렌티큘러 렌즈의 행 방향의 렌즈 피치를 Lp라 하고, 상기 렌티큘러 렌즈의 열 방향의 렌즈 피치를 Ll라 할 때, Lp 및 Ll은 다음 식의 비율을 만족하도록 정의되고,
   

   

   ,
   이때 Lp=Ll을 만족하도록 b, m, n, a의 값이 결정됨으로써, 포트레이트 모드 및 랜드스케이프 모드에서의 복수의 상기 시점 분할 유닛의 경사각이 결정되는
   입체 영상 표시 장치.
10. 제9 항에 있어서,
    인간 평균 양안 거리를 E라 하고, 최적 관찰 거리를 d라 하고, 상기 시점 분할부와 상기 표시판 사이의 거리를 g라 할 때, 다음 식을 만족하도록 g 값이 결정되는,
    

    

    ,
    

    

    ,
    

    

    ,
    

    

    ,
    입체 영상 표시 장치.
11. 제9 항에 있어서,
    b, m, n, a이 다음 식을 만족시키는,
    

    

    ,
    입체 영상 표시 장치.
12. 제9 항에 있어서,
    m, a는 다음 식을 만족시키는,
    

    

    ,
    입체 영상 표시 장치.
13. 제1 항에 있어서,
    랜드스케이프 모드 및 포트레이트 모드 중 하나의 모드에서만 적어도 하나의 상기 화소를 자유 화소(free dot)로 사용하는
    입체 영상 표시 장치.

Images