KR100757416B1 - 입체 영상 디스플레이 패널 접합 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 입체 영상 디스플레이 패널 접합 장치에 관한 것으로서, 본 발명에서는 다수 개의 차단 슬릿을 구비하는 배리어 패널과 좌우 영상을 디스플레이하는 영상 패널을 접합하는 입체 영상 디스플레이 패널 접합 장치로서, 배리어 패널을 이송하는 이송 장치와, 배리어 패널 하부에 장착되는 배리어 패널용 면광원와, 배리어 패널에 전원을 공급하고 영상신호를 인가하기 위한 배리어 패널용 연결단자와, 영상패널에 전원을 공급하고 영상신호를 인가하기 위한 영상패널용 연결단자와, 적어도 2대 이상의 카메라와, 상기 영상패널 상부에 점착제를 도포하기 위한 점착제 도포 장치 및 상기 점착제를 경화시키는 점착제 경화 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 패널 접합 장치가 제시된다.

배리어 패널; 입체 영상 디스플레이 패널

Description

입체 영상 디스플레이 패널 접합 장치{JOINING APPARATUS FOR STEREOSCOPIC DISPLAY PANEL}

도 1은 종래 패러랙스 배리어 방식의 액정 패널의 구조도.

도 2는 본 발명에 따른 일 실시예의 입체 영상 디스플레이 장치의 구성도.

도 3 내지 도 8은 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 입체 영상 디스플레이 패널 접합 장치를 이용하여 영상 패널과 배리어 패널을 접합시키는 공정도.

도 9 내지 도 10은 본 발명에 따른 일 실시예의 x-y 이송장치의 평면도와 동작 설명도이다.

도 11은 하부스테이지에 장착되는 팔레트를 도시한 평면도.

도 12는 배리어 패널, 카메라, 석션부를 보여주는 평면도.

***** 도면 상의 주요 기호에 대한 간략한 설명 *****

11: 배리어 패널 13: 영상 패널

16: 배리어 패널용 연결단자 17: 영상패널용 연결단자

22: 수직 이동바 25: 상하 무브먼트

26: 석션부 30: 카메라

50: 점착제 도포장치 60: 점착제 고정장치

141: 배리어 패널용 면광원 142: 영상패널용 면광원

150: 제 1 하부스테이지 161: 제 2 하부스테이지

162: 제 3 하부스테이지

본 발명은 입체 영상 디스플레이 패널 접합 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 영상 패널 상부에 패러랙스 배리어 패널을 정밀하게 접합하는 입체 영상 디스플레이 패널 접합 장치에 관한 것이다.

사람이 입체감을 느끼는 요인은 생리적인 요인과 경험적인 요인이 있는데, 3차원 영상표시 기술에서는 일반적으로 근거리에서 입체감을 인식하는 가장 큰 요인인 양안 시차(binocular parallax)를 이용하여 물체의 입체감을 느끼게 된다.

입체 영상을 보는 방식으로서는 크게 안경을 착용하는 방식과 안경을 착용하지 않는 무안경 방식이 있다.

안경을 착용하는 방식은 양안에 각각 청색과 적색의 색안경을 쓰는 애너그리프(anaglyph) 방식과, 각각 편광 방향이 다른 편광안경을 쓰는 편광방식, 그리고 시간 분할된 화면을 주기적으로 반복시키고 이 주기에 동기시킨 전자셔터가 설치된 안경을 쓰는 시분할방식이 있다. 그러나, 안경을 착용하는 방식은 안경을 써야 하 는 불편함과 안경을 쓴 상태로 화상 이외의 다른 사물을 관찰하는데 지장을 받는 등의 문제점이 있다. 따라서, 근래에는 안경을 착용하지 않는 방식에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

안경을 착용하지 않는 무안경 방식으로서 알려진 대표적인 것으로는 원통형의 렌즈 어레이를 수직으로 배열한 렌티큘러(lenticular) 렌즈판을 영상패널 전방에 설치하는 렌티큘러 방식과, 패러랙스 배리어(parallax barrier) 방식이 있다.

패러랙스 배리어 방식에 대해 도 1을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. 패러랙스 배리어 방식은 도 1에 도시된 바와 같이, 격자패턴(11-1)과 투명슬릿(11-2)이 반복 배열되어 형성된 배리어 패널(11)이 영상패널(13)의 일측 전면에 배치된다. 영상패널(13)은 우안에 의해 보여지는 우안 대응 픽셀(13-1)과 좌안에 의해 보여지는 좌안 대응 픽셀(13-2)로 구성된다.

관찰자(10)는 배리어 패널(11)의 투명슬릿(11-2)를 통해 영상패널(13)로 디스플레이되는 화상을 보게 되는데, 관찰자(10)의 좌안과 우안은 동일한 투명슬릿(11-2)를 통하더라도 각각 영상패널(13)의 다른 영역을 보게 된다. 패러랙스 배리어 방식은 이러한 원리를 이용한 것으로, 좌안과 우안이 투명슬릿(11-2)을 통해서 각각 인접 영역의 픽셀에 디스플레이되는 영상을 보게 되어 입체감을 느끼도록 하는 것이다.

전술한 바와 같이 패러랙스 배리어 방식을 이용한 입체 영상 패널을 제작하기 위해서는 영상 패널과 배리어 패널이 정확하게 얼라이먼트될 필요가 있다. 특히 휴대용 기기(휴대폰, MP3, PMP 등)에 입체 영상을 제공하기 위해서는 QVGA급(320 * 240) 이상의 영상이 필요한 데, 이러한 고해상도 디스플레이 장치에 사용하기 위해서는 10um 이하의 오차 범위 내에서 영상패널과 배리어 패널을 접합시킬 필요가 있으며, 이러한 접합 장치가 필요하게 되었다.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의한 것으로서, 고해상도 디스플레이 장치에서도 영상패널과 배리어 패널을 오차 없이 정렬시킬 수 있는 입체 영상 디스플레이 패널 접합 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 다수 개의 차단 슬릿을 구비하는 배리어 패널과 좌우 영상을 디스플레이하는 영상 패널을 접합하는 입체 영상 디스플레이 패널 접합 장치로서, 배리어 패널을 이송하는 이송 장치와, 배리어 패널 하부에 장착되는 배리어 패널용 면광원와, 배리어 패널에 전원을 공급하고 영상신호를 인가하기 위한 배리어 패널용 연결단자와, 영상패널에 전원을 공급하고 영상신호를 인가하기 위한 영상패널용 연결단자와, 적어도 2대 이상의 카메라와, 상기 영상패널 상부에 점착제를 도포하기 위한 점착제 도포 장치 및 상기 점착제를 경화시키는 점착제 경화 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 패널 접합 장치가 제시된다.

이하에서는, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 장점, 특징 및 바람직한 실시례에 대해 상세히 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명에 따른 일 실시예의 입체 영상 디스플레이 장치의 구성도이다. 본 발명에 따른 입체 영상 디스플레이 패널 접합 장치는 배리어 패널(11)을 이송하는 이송 장치, 배리어 패널(11) 하부에 장착되는 배리어 패널용 면광원(141), 영상패널(13) 하부에 장착되는 영상패널용 면광원(142), 배리어 패널용 연결단자(16), 영상패널용 연결단자(17), 배리어 패널(1) 및 영상패널(13)을 지지하는 하부 스테이지(160), 적어도 2대 이상의 카메라(30), 점착제 도포 장치(30, 도 8에 도시), 및 점착제 경화 장치(60)를 구비한다.

이송장치는 배리어 패널(11)을 x축, y축 및 z축 방향으로 이동시키는 장치로서, 배리어 패널(11)을 z축 방향으로 이동시키는 z축 무브먼트(22)와 배리어 패널(11)을 x축 및 y축 방향으로 이동시키는 x-y 이동장치(도 9, 도 10 참조)로 구성된다.

도 2에 도시된 예에서는 좌우측에 카메라(30)가 장착되고, 가운데 부분에는 z축 무브먼트(22)가 장착되는 홀더(25)를 구비하고, 홀더(25)가 x-y 이동장치에 의해서 x축 및 y축 방향으로 이동되는 구조를 제시하였다. z축 무브먼트(22)의 하부에는 석션부(26)가 구비되어 배리어 패널(11)을 석션할 수 있게 되었다.

점착제 도포장치(50)는 액정 패널(13) 상부에 점착제를 도포하는 장치이며, 점착제 경화 장치(60)는 액정 패널(13) 상부에 도포된 점착제를 일차적으로 경화시 키는 장치이다. 일명 백라이트 유닛(BLU, Back Light Unit)으로 명명되는 면광원이 부착된 영상패널(13)을 사용할 경우에는 하부 스테이지(160)에는 영상패널용 면광원(142)이 구비될 필요가 없음은 물론이다. 배리어 패널(11) 및 영상패널(13)의 하부에 구비되는 면광원(141, 142)은 배리어 패널(11) 및 영상패널(13)에 광을 조사하는 조명 장치이며, 배리어 패널용 연결단자(16) 및 영상패널용 연결단자(17)는 각각 배리어 패널(11) 및 영상패널(13)에 전원 및 영상신호를 전달하는 단자이다. 하부 스테이지(160)는 배리어 패널(11), 영상패널(13), 배리어 패널용 백라이트 유닛(141), 액정패널용 백라이트 유닛(142) 등을 지지하는 하부 지지대이다.

이하 도 2 내지 도 8에 도시된 도면을 이용하여 영상 패널과 배리어 패널의 접합 단계를 설명하기로 한다. 도 2 내지 도 8에 도시된 접합 단계는 영상 패널과 배리어 패널의 양측 귀퉁이에 양자를 접합하기 위한 가이드 마크(guide mark)를 각각 구비하는 입체 영상 디스플레이 패널을 접합하는데 보다 용이하게 사용될 수 있다.

단계 1: 도 2에 도시한 바와 같이 영상 패널(13)의 상부에는 점착체 도포장치(50)를 이용하여 점착체를 도포하고, 배리어 패널(11)은 하부 지그(미도시)를 조절하여 x, y 변위 및 θ값을 조정하여 편평도를 맞춘다. 편평도의 조절 방법은 네 개의 모서리를 레이저를 이용하여 상대 거리를 파악하는 방법 또는 배리어 패널에 전원 및 배리어 영상을 인가한 후 카메라를 이용하여 확대된 영상을 보면서 하부 지그를 조절함으로써 가능하다. 카메라를 이용할 경우 배리어 패널(11)에 전원 및 영상신호를 인가하여 슬릿이 표시되도록 한 상태에서 x, y 변위 및 편평도를 조절하는 것이 바람직하다.

단계 2: 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 z축 무브먼트(22)를 하강시켜 석션부(26)를 이용하여 배리어 패널(11)을 석션한 후, z축 무브먼트(22)를 다시 상승시킨다. 배리어 패널(11)을 흡착한 상태에서 z축 무브먼트(22)를 상승시킬 때 배리어 패널용 연결단자(16)는 자동으로 개방되도록 하여 전원 및 영상신호가 인가되지 않도록 하고, 배리어 패널이 상승되는 데 방해가 되지 않도록 한다.

단계 3: x-y 이동장치를 이용하여 석션된 배리어 패널(11)을 x축 및 y축 방향으로 이동시켜 영상 패널(13) 상부에 위치되도록 한다(도 5). 다음으로 카메라를 배리어 패널쪽으로 하강시켜 근접시킨다(도 6). 이때 영상 패널(13)은 전원 및 영상 신호를 인가하여 영상 패널(13) 하부의 지그(미도시)를 이용하여 x, y 변위 및 θ값을 미세 조절한다. 배리어 패널(11)는 전원이 OFF되어 있으므로 투명 상태를 유지하게 되므로 미리 형성된 가이드 마크만이 카메라(30)를 통해서 볼 수 있게 된다. 따라서 배리어 패널(11) 상부에 형성된 가이드 마크를 이용하여 영상 패널의 접합 위치를 정한다. 이때 사용된 배리어 패널(11)은 TN(Twisted Nematic) 액정으로서 전원이 차단될 경우 투명한 상태를 유지하는 것을 사용한다. 영상 패널(13)은 영상 패널용 접속단자(17)로부터 전원 및 영상을 공급함으로써 영상을 표시하도록 하고 카메라(30)는 영상패널(13)로부터 입력되는 영상을 이용하여 정확한 접합 위치를 정하거나, 영상 패널(13)에도 가이드 마크를 구비하도록 하고 이를 배리어 패널(11)에 구비된 가이드 마크와 일치되도록 이송장치를 이용하여 영상 패널 의 x, y 변위 및 θ값을 미세 조절한다. 이때 이송장치로는 x, y 방향으로만 얼라인시키고 z축 무브먼트(22) 하단부에 구비된 석션부(26)를 회전시켜 θ값을 일치시키는 것이 바람직하다.

단계 4: z축 무브먼트(22)를 하강시켜 영상 패널(13) 상부에 도포된 점착제에 배리어 패널(11)을 위치시킨 상태에서 점착제 고정장치(60)를 이용하여 배리어 패널(11)과 영상 패널(13)을 1차 고정시킨다(도 7 및 도 8). 도 8에서는 영상 패널(13) 상부에 UV 경화용 점착제(도면에는 미도시)를 사용하고, 점착제 고정장치(60)로서 UV 광원을 스폿 경화기 라이트 가이드를 이용하여 부분 조사하는 것을 도시한 실시예이다.

단계 5: 1차 고정된 영상 패널과 배리어 패널을 이송하여, 재차 UV 광선을 조사하여 영상 패널(13)과 배리어 패널(11)을 단단히 고정시킨다. 이렇게 고정된 영상 패널과 배리어 패널을 하우징에 삽입함으로써 배리어 패널이 부착된 입체 영상 디스플레이 패널이 완성된다. 1차 고정된 영상 패널과 배리어 패널을 이송 시에는 영상 패널용 연결단자(17)는 자동으로 개방되도록 하여 전원 및 영상신호가 인가되지 않도록 하고, 부착된 영상 패널과 배리어 패널이 상승되는 데 방해가 되지 않도록 한다.

도 9 내지 도 10은 본 발명에 따른 일 실시예의 x-y 이송장치의 평면도와 동작 설명도이다. x-y 이동장치는 카메라 및 z축 무브먼트가 장착되는 홀더(25)를 x축 방향으로 이동시키는 x축 이동바(33)와 y축 방향으로 이동시키는 y축 이동 바(35)가 구비된다. 도 10에 도시된 바와 같이 x-y 이송장치는 x축 이동바(33)와, x축 이동바(33)를 x축으로 이동시키는 x축 이동부(33-1), x축 이동바(33)를 y축 방향으로 미세 이동시키는 y축 미세 이동부(35-1) 및 x축 이동바(33)를 y축 방향으로 빠르게 이동시키는 y축 이동부(35-2)로 구성된다.

x-y 이동장치는 배리어 패널을 x축, y축 방향으로 이동시키는 구조로 구비되는데 영상 패널의 사이즈에 따라 차이는 있으나 x축 방향으로는 배리어 패널을 대략 30cm ~ 40cm 정도 빠르게 이동시킨 후, 접합 시에는 배리어 패널과 영상 패널의 위치를 수 mm를 1/1000mm 정도로 정밀하게 조절하여야 하므로 빠른 이동과 정밀한 미세 이동이 모두 가능한 구조를 가져야 한다. 배리어 패널을 y축 방향으로 빠르게 이동시킬 때에는 y축 이동부(35-2)에 구비되는 볼스크류 방식 또는 리니어 모터(linear Motor) 등의 구동부를 이용하여 y축 미세 이동부(35-1)을 이동시키게 되며, 이때 x축 이동부(33-1)와 x축 이동바(33)는 움직임 없이 정지 상태를 유지하게 되므로 결국 홀더(25)가 이동되게 된다. 배리어 패널을 y축 방향으로 미세하게 이동시킬 때에는 y축 미세 이동부(35-1)에 구비되는 볼스크류 방식 또는 리니어 모터(linear Motor) 등의 구동부를 이용하여 x축 이동부(33-1)을 이동시키게 되며, 이때 x축 이동바(33)는 고정이 되므로 결국 홀더(25)가 이동되게 된다. 이러한 y축 이동 방식을 적용하기 위해서는 y축 미세 이동부(35-1)에 구비되는 볼스크류 또는 리니어 모터(linear Motor)를 y축 이동부(35-2)에 구비되는 볼스크류 또는 리니어 모터(linear Motor)보다 훨씬 정교한 단위(즉 정밀하게 움직이는 단위)로 움직이는 것을 사용하여야 한다. y축 미세 이동부(35-1)에 사용되는 볼스크류 또는 리 니어 모터(linear Motor)의 속력가 y축 이동부(35-2)에 사용되는 볼스크류 또는 리니어 모터(linear Motor)의 속력보다 훨씬 작게 구성하여야 한다.

도 10 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이 y축 이동부(35-2)를 이용하여 x축 방향으로 빠르게 이동시켜 배리어 패널을 영상패널 상부 부근에 위치시킨 후, 도 10 (c)에 도시한 바와 같이 y축 미세 이동부(35-1)를 이용하여 배리어 패널을 영상패널과 접합되는 정확한 위치에 미세하게 이동시킬 수 있게 된다.

도 11은 하부스테이지에 장착되는 팔레트를 도시한 평면도로서, 배리어 패널 및 영상 패널의 사이즈에 따라 (a)에 도시한 바와 같이 사이즈가 큰 팔레트를 사용하거나 (b)에 도시한 바와 같이 사이즈가 작은 팔레트를 사용할 수 팔레트 교환식을 사용할 수 있음을 보여준다.

도 12는 배리어 패널, 카메라, 석션부를 보여주는 평면도이다. 도 12에서는 네 개의 카메라가 배리어 패널의 네 귀퉁이를 관찰할 수 있도록 설치되며, 석션 헤드(26)는 θ의 조절을 위하여 회전이 가능하도록 구성하였다. 석션부(26)를 회전 가능하도록 구성하는 것도 당업자에게는 통상의 지식에 속하는 것이므로 자세한 구조는 생략하도록 한다. 도 12에 도시된 바와 같이 석션부(26)를 회전 가능한 구조로 만들 경우 배리어 패널의 하부 지그의 구조를 비교적 단순하게 가져갈 수 있는 잇점이 있다.

도 13은 배리어 패널용 접속 단자의 일 실시예이다. 하부 스테이지(160) 상에는 배리어 패널용 면광원(141)과 배리어 패널(11)이 장착되며, 배리어 패널(11) 에는 플렉서블 케이블(17)이 연결된다. 배리어 패널(11)에 전원 및 영상을 인가하고자 할 경우에는 배리어 패널용 접속 단자(16)를 닫아 플렉서블 케이블(17)에 전원 및 영상을 전달한다(도 13(a)). 배리어 패널(11)을 이송하고자 할 경우에는 도 13(b)에 도시된 바와 같이 에어 실린더(18)가 작동되어 배리어 패널용 접속 단자(16)가 개방되게 하였다. 에어 실린터(18) 대신에 전동모터 등의 다른 구동 장치를 이용할 수 있음은 물론이다. 배리어 패널용 접속 단자(16)와 동일 또는 유사한 장치를 이용하여 영상패널용 접속 단자도 용이하게 개폐할 수 있음은 물론이다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라의 구성도이다. 카메라(30)를 z축 방향으로 용이하게 이동시키기 위하여 모터(38)와 LM 가이드(37)를 사용하는 구성을 제시하였다. 모터(38)가 회전함으로써 LM가이드(37)가 z축 방향으로 이동하게 되고, LM 가이드(37)에 부착된 카메라(30)가 이동하는 구성을 제시하였다.

본 발명에 의한 입체 영상 디스플레이 패널 접합 장치에서는 좌우 카메라에서 인식할 수 있는 영상을 합성과는 무관한 별도의 영상으로 사용함으로써 영상 패널과 배리어 패널의 접합 시 보다 용이하게 접합할 수 있게 되었다.

또한, 본 발명에 따른 입체 영상 디스플레이 패널 접합 방법에 의하면 영상 패널 상부에 배리어 패널을 위치시킨 후, 배리어 패널의 전원을 차단하여 투명하게 만든 상태에서 하부에 놓여지는 영상 패널의 얼라이먼트를 조절하는 방법을 채택함으로써 보다 편리하게 배리어 패널과 영상 패널의 접합이 가능하게 되었다.

본 발명의 바람직한 실시례가 특정 용어들을 사용하여 기술되어 왔지만, 그러한 기술은 오로지 설명을 하기 위한 것이며, 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것으로 이해되어져야 한다.

Claims (7)

1. 다수 개의 차단 슬릿을 구비하는 배리어 패널과 좌우 영상을 디스플레이하는 영상 패널을 접합하는 입체 영상 디스플레이 패널 접합 장치로서,

   배리어 패널을 이송하는 이송 장치;

   배리어 패널 하부에 장착되는 배리어 패널용 면광원;

   배리어 패널에 전원을 공급하고 영상신호를 인가하기 위한 배리어 패널용 연결단자;

   영상패널에 전원을 공급하고 영상신호를 인가하기 위한 영상패널용 연결단자;

   적어도 2대 이상의 카메라;

   상기 영상패널 상부에 점착제를 도포하기 위한 점착제 도포 장치; 및

   상기 점착제를 경화시키는 점착제 경화 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 패널 접합 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 이송장치는 배리어 패널을 흡착하여 z축 방향으로 상승 또는 하강시키는 z축 무브먼트; 및

   배리어 패널을 x, y 방향으로 이송하는 x-y 이송장치를 구비하는 것을 특징 으로 하는 입체 영상 디스플레이 패널 접합 장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 z축 무브먼트는 하부에 장착되는 석션부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 패널 접합 장치.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 x-y 이송장치는

   상기 카메라 및 z축 무브먼트가 거취되는 x축 이동바;

   상기 x축 이동바를 x축으로 이동시키는 x축 이동부;

   상기 x축 이동바를 y축 방향으로 미세 이동시키는 y축 미세 이동부; 및

   상기 x축 이동바(33)를 y축 방향으로 빠르게 이동시키는 y축 이동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 패널 접합 장치.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 석션부는 회전이 가능한 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 패널 접합 장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 배리어 패널용 연결단자 및 상기 영상패널용 연결단자는 에어 실린더 또는 전동모터에 의해서 개폐되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 패널 접합 장치.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 카메라는 LM 가이드에 의하여 z축 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 패널 접합 장치.

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