영상표시장치 및 이의 구동방법 document_id A220623029474

본 발명은 영상표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2차원 또는 3차원영상을 선택적으로 구현할 수 있는 영상표시장치에서, 3차원 구동시에 고정되는 최적시청거리를 가변할 수 있는 영상표시장치 및 이의 구동방법에 관한 것이다. 일반적으로 영상을 표시하는 영상표시장치는, 영상이 실제로 표시되는 표시패널과 이를 구동하는 구동부를 포함하고, 표시패널에는 2차원 매트릭스 형태의 다수의 화소가 형성되어 있다. 이러한 영상표시장치는 표시하고자 하는 하나의 영상을 각 화소단위로 세분하여 표시패널을 통해 하나의 화면을 표시한다. 상기의 영상표시장치는 표시패널의 구현소자의 종류에 따라, 각각 상이한 시야각 특성을 갖는다. 특히 액정표시장치의 경우, 표시패널에 구비되는 액정층을 통과한 빛을 이용하여 영상을 표시하는데, 시야각에 따라 액정층을 통과한 빛의 경로가 달라지므로 특정 시야각 이상에서는 원하는 영상과는 다른 영상이 표시되기도 한다. 최근에는 표시패널과 사용자 사이에 특정되는 위치별로 장벽(Barrier)을 구성하여 시야각에 따라 장벽 사이로 보이는 화소를 달리하는 방식으로, 시야각에 따라 영상을 표시하는 화소가 달라지고 시야각에 따라 서로 다른 시역(Viewing zone)을 형성하는 장벽 방식 영상표시장치가 제안되었다. 이러한 장벽 방식 영상표시장치는, 서로 다른 시역에 기여하는 화소는 서로 다르며, 이들 화소로 서로 다른 영상신호를 표시하도록 함으로서, 서로 다른 시역에서는 서로 다른 영상이 표시되도록 할 수 있다. 이러한 영상표시장치의 특성을 3차원(3-Dimension) 영상구현에 적용한 3차원 영상표시장치가 제안되었는데, 이는 두 눈의 스테레오(Stereo) 시각원리에 의한다. 두 눈의 시차, 다시 말하면 약 65mm 떨어져 존재하는 두 눈 사이의 간격에 의한 양안시차(Binocular parallax)는 바라보는 객체의 입체감을 느끼게 하는 중요한 요인으로, 좌우 눈이 각각 연관된 평면영상을 볼 경우에 뇌는 이들 서로 다른 두 영상을 융합하여 3차원 영상 본래의 깊이감과 실재감을 재현할 수 있다. 이러한 3차원 표시는 크게 스테레오스코픽(Stereoscopic) 방식, 부피표현(Volumetric)방식, 홀로그래픽(Holographic)방식으로 구분되고, 스테레오스코픽 방식은 다시 안경식과 무안경식으로 구분된다. 무안경식 스테레오스코픽 방식 3차원 표시방법 중, 좌/우안용 스테레오영상(stereo image)을 분리 표시하여 관찰자로 하여금 3차원의 입체감을 느끼게 하는 렌티큘러 방식이 각광받고 있다. 이러한 렌티큘러 방식 3차원 영상표시장치의 3차원 영상 구현원리를 간략하게 살펴보면, 좌/우안용 스테레오영상을 동시에 표시하는 표시패널과 사용자 사이에, 다수의 반원통 형상의 렌티큘러 렌즈를 배치하여 관찰자가 입체감을 느끼게 하는 방식인바, 이를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 1은 일반적인 렌티큘러 방식 영상표시장치의 동작을 설명하기 위한 도면으로서, 렌티큘러 방식 영상표시장치(10)는 좌우영상을 동시에 표시하는 표시패널(20)과 렌티큘러 어레이(30)로 이루어진다. 표시패널(20)에는 좌안용 영상을 표시하는 좌안 화소(L)와 우안용 영상을 표시하는 우안 화소(R)가 번갈아 정의되어 있고, 렌티큘러 어레이(30)는 표시패널(20)과 사용자(40)사이에 배치된다. 렌티큘러 어레이(30)에는 도 2에 도시한 바와 같이, 좌/우안 화소(L,R)로부터 나오는 빛을 각각 선택적으로 굴절시키는 반원통 형상의 렌티큘러 렌즈(32) 다수가 사용자(40)에 대해 세로방향을 향하는 스트라이프 형태로 반복 배열되어 있다. 이에 따라 표시패널(20)의 좌안 화소(L)에 표시되는 좌안 영상(IL)은 렌티 큘러 어레이(30)의 렌티큘러 렌즈(32)를 거쳐 사용자(40)의 좌안에 도달되고, 표시패널(20)의 우안 화소(R)에 표시되는 우안 영상(IR)은 렌티큘러 어레이(30)의 렌티큘러 렌즈(52)를 거쳐 사용자(40)의 우안에 도달하는데, 이때 좌/우안 영상(IL, IR)에는 각각 인간이 감지 가능한 시차를 고려한 별개의 영상이 담겨 있고, 사용자(40)는 이 두 가지 영상을 결합하여 3차원 입체영상을 인식하게 된다. 이러한 경우 상기 3차원 영상표시장치는 좌우안의 간격(E), 렌즈의 피치(PLENS) 및 렌즈의 초점거리(f)에 의하여 최적시청거리(D)가 결정된다. 이를 수식으로 나타내면 다음과 같다. 수식 1 D = f(1 + 2E/PLENS ) 이러한 렌티큘러 방식 3차원 영상표시장치는 영상을 시청하기 위한 최적시청거리(D)가 극히 한정되는 문제점이 있다. 즉, 사용자가 최적시청거리(D)를 벗어나게 되면 정상적인 3차원 영상을 시청할 수 없다.