CN105430369A - 自动立体三维显示设备 - Google Patents

Abstract

根据本公开的自动立体三维显示设备可以被配置成将观看菱形的宽度设定为眼间距离的a/n倍(其中a和n是满足条件a<n的自然数)，同时观看菱形彼此交叠。此外，可以通过视图数据渲染处理对邻接的视图之间的相同或相似的输入数据进行新映射。因此，可以提供如下效果：去除立体图像中的三维串扰、亮度差和图像翻转或者使其最小，从而提高立体图像的深度。

Description

自动立体三维显示设备

技术领域

本发明涉及一种立体三维(3D)显示设备，更具体地，涉及裸眼立体三维显示设备。

背景技术

三维(3D)显示器可以被简要地定义为“用于人工生成三维屏幕的所有类型的系统”。

这里，系统可以包括可被视为三维图像的软件技术和用于实际实现软件技术所制作的内容的硬件。如上文所述，该系统包括软件区域，因为在3D显示硬件的情况下对于每个立体实现处理分别需要配置有特定软件方案的内容。

此外，虚拟三维显示器(以下称为立体三维显示设备)可以被定义为所有类型的如下系统：在允许人感受三维效果的多种因素中，因为我们的眼睛在水平方向上彼此隔开约65mm，所以使用双眼差异允许用户在平面显示硬件中虚拟地感受深度。换言之，即使是在观看同一物体时，由于双眼差异，我们的眼睛看到略有不同的图像(严格说来，略微划分左空间信息和右空间信息)，并且如果这两个图像通过视网膜被传送到大脑，则大脑以正确方式将两个图像融合在一起以允许我们感受深度。使用该现象，立体三维显示设备通过在二维显示设备上同时显示左和右两个图像并且将它们发送到每个眼睛的设计来实现虚拟深度。

为了在立体三维显示设备中的屏幕上显示两个通道图像，例如，通过改变屏幕上的一个方向(水平或竖直)上的每行来输出每个通道。通过这种方式，当在显示设备上同时输出两个通道图像时，右图像进入右眼并且左图像进入左眼，出于硬件结构的观点，如同裸眼类型的情况中的那样。此外，在佩戴眼镜类型的情况下，通过适于每个类型的特定眼镜，使用分别隐藏右图像不被左眼看到并且隐藏左图像不被右眼看到的方法。

允许人感受立体和深度效果的最重要的因素可能是由于两眼之间的距离引起的双眼差异，但是还与心理因素和记忆因素紧密相关，并且因此，三维实现方法基于提供给观察者的三维图像信息的水平典型地分成体积类型、全息类型和立体类型。

体积类型作为感受因心理因素和吸入作用引起的深度方向上的透视的方法，可以应用于三维计算机图形，其中透视投影、交叠、阴影、亮度、移动等基于它们的计算而被示出；以及所谓的IMAX影院，其中具有宽视角的大尺寸屏幕被提供给观察者以造成光学错觉并且创建被吸入空间的感觉。

被称为最完整的三维实现技术的全息类型可以由激光束再现全息术或者白光再现全息术表示。

此外，立体类型作为使用双眼生理因素感受立体效果的方法，使用如下能力：当在如上文所述彼此隔开约65mm的人的左眼和右眼上看到包括视差信息的平面的关联图像时，即立体成像，在允许大脑组合空间信息以感受立体感觉的处理期间，在显示平面之前和之后生成空间信息。立体类型可以主要分成佩戴眼镜类型和裸眼类型。

被称为裸眼类型的代表性方法可以包括柱状透镜(lenticularlens)模式和视差屏障模式，其中柱状透镜片设置在图像面板的前侧，在柱状透镜片上竖直布置圆柱透镜。

图1是用于说明典型的柱状透镜类型立体三维显示设备的概念的视图，其中示出了后表面距离(S)和观看距离(d)之间的关系。

此外，图2是图示作为示例的柱状透镜类型立体三维显示设备和光分布的视图。

这里，在图2的中心处图示了形成观看区的视图数据、光分布和观看菱形(viewingdiamond)，并且在图2的底部处示意性图示了实际感知的视图。

参照图1和2，典型的柱状透镜类型立体三维显示设备可以包括上基板和下基板、其间填充有液晶的液晶面板10、位于液晶面板10的后表面上以发射光的背光单元(未示出)、以及位于液晶面板10的前表面上以实现立体图像的柱状透镜片20。

柱状透镜片20通过多个柱状透镜25形成，其上表面由平坦基板上的凸透镜形的材料层制成。

柱状透镜片20执行划分左眼图像和右眼图像的任务，并且在距柱状透镜片20的最优三维距离(d)处形成菱形的观看菱形(正常视图区)30，其中与左眼和右眼对应的图像分别正常到达左眼和右眼。

一个观看菱形30的宽度由观看者的眼间距离(e)形成，以感知视差图像作为立体图像正在分别进入观看者的左眼和右眼。

这里，每个观看菱形30由液晶面板10的相应的子像素视图数据，即图像形成。

视图数据表示按眼间距离(e)的基准度量隔开的相机捕获的图像。

在该典型的柱状透镜类型立体三维显示设备中，液晶面板10和柱状透镜片20由机械体(未示出)支承，并且液晶面板10和柱状透镜片20按预定距离(后表面距离S)隔开。

这里，间隙玻璃26被插入到典型的柱状透镜类型立体三维显示设备中以恒定地维持后表面距离(S)。

由于柱状透镜类型立体三维显示设备在基于初始设计的视图映射形成的多视图模式中实现，因此观看者可以在进入预定观看区时观看三维图像。

这里，引用参照图2在最优观看距离(d)处测量的光分布，看到光密度在观看菱形30的中心处最高并且随着接近观看菱形30的末端而逐渐减少。最大光密度和最小光密度之间的差可以被定义为亮度差(LD)(ΔL)，并且典型的柱状透镜类型立体三维显示设备呈现大的亮度差，从而对它们的图像质量具有显著影响。

另一方面，通过在观看菱形30之间的用户的位置移动感知的视图之间的图像差被称为图像翻转(imageflipping)，并且该差被感知在从正常视图移动到倒转视图时最大，反之亦然。因此，最初视图数据和最后视图数据之间的图像差随着视图的数目的增加而增加，从而使图像翻转现象劣化。

发明内容

本公开要解决前述问题，并且本公开的目的在于提供一种自动立体三维显示设备，用于去除立体图像中的三维串扰、亮度差和图像翻转或者使其最小，从而提高立体图像的深度。

在本发明的配置和所述权利要求中将描述本发明的其他目的和特征。

为了实现前述目的，根据本公开的一个实施例的自动立体三维显示设备可以包括图像面板；三维过滤器，被设置在图像面板的前表面上以在观看距离处形成观看菱形；以及间隙玻璃，被配置成维持图像面板和三维过滤器之间的间隙，其中观看菱形的宽度被设定为眼间距离的a/n倍(其中a和n是满足条件a<n的自然数)，同时观看菱形彼此交叠。

这里，图像面板可以被依次分配m(其中m是自然数)个子像素上的第一视图至第m视图以显示多个视图的输入数据。

三维过滤器可以对输入数据的光轴进行划分以形成通过第一视图图像至第k视图图像显示的观看菱形(其中k是满足条件1≤k≤m的自然数)。

三维过滤器可以包括由多个柱状透镜形成的柱状透镜片。

为了将观看菱形的宽度设定为眼间距离的1/n倍，可以将间隙玻璃的厚度增加到n倍或者将柱状透镜的间距减小到1/n倍。

三维过滤器可以输出在第k子像素上显示的第k视图图像作为第k视图。

根据本公开的一个实施例的自动立体三维显示设备还可以包括定时控制器，其被配置成在邻接的视图之间新映射相同或相似的输入数据。

该定时控制器可以将位于左眼和右眼之间的观看菱形的输入数据转换成与左眼和右眼感知的视图图像相同或相似的视图图像。

当观看菱形的宽度是眼间距离的1/n倍，同时具有I(其中I＝2,3,4,…)交叠结构时，基于单眼可以同时感知n+(2I-3)个视图，并且在左眼和右眼之间还存在n+(2I-3)个观看菱形。

从左眼感知的子像素和从右眼感知的子像素可以按一个子像素在空间上隔开。

输入数据的交叠数目可以被设定为等于或小于观看菱形的交叠数目×(眼间距离/观看菱形的宽度)。

全部视图的数目可以被设定为等于或小于(N+1)×观看菱形的交叠数目×(眼间距离/观看菱形的宽度)(其中N是自然数)。

如上文所述，根据本公开的自动立体三维显示设备可以将观看菱形的宽度设定为眼间距离的a/n倍(其中a和n是满足条件a<n的自然数)同时观看菱形彼此交叠以及通过视图数据渲染处理在邻接的视图之间新映射相同或相似的输入数据。

结果，可以提供如下效果：去除立体图像中的三维串扰、亮度差和图像翻转或者使其最小，从而提高立体图像的深度。

附图说明

所包括的附图用于提供对本发明的进一步理解并且被并入说明书且构成其一部分，附图图示了本发明的实施例并且连同描述一起用于说明本发明的原理。

在附图中：

图1是说明典型的柱状透镜类型立体三维显示设备的概念的视图；

图2是图示作为示例的典型的柱状透镜类型立体三维显示设备和光分布的视图；

图3是示意性图示根据本公开的自动立体三维显示设备的构造的框图；

图4是示意性图示根据本公开的自动立体三维显示设备的透视图；

图5是图示作为示例的根据本公开的第一实施例的自动立体三维显示设备和光分布的视图；

图6是图示作为示例的根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备和光分布的视图；

图7是图示作为示例的根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备的视图交叠结构和光分布的视图；

图8是图示作为示例的根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备的另一视图交叠结构和光分布的视图；

图9是图示作为示例的根据本公开的第三实施例的自动立体三维显示设备和光分布的视图；

图10是图示作为示例的根据本公开的第三实施例的自动立体三维显示设备的视图交叠结构和光分布的视图；

图11是图示作为示例的根据本公开的第三实施例的自动立体三维显示设备的另一视图交叠结构和光分布的视图；

图12是图示作为示例的在图7中所示的根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备的视图交叠结构中通过视图数据渲染而新映射的光分布和视图数据的视图；

图13是图示作为示例的在图8中所示的根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备的另一视图交叠结构中通过视图数据渲染而新映射的光分布和视图数据的视图；

图14是图示作为示例的在图5中所示的根据本公开的第一实施例的自动立体三维显示设备中通过视图映射和柱状透镜布局而写入的像素阵列的视图；

图15是图示作为示例的输入到图14中所示的像素阵列的输入数据的视图；

图16是图示通过视图数据渲染对输入数据进行转换的示例的视图；

图17A和17B是图示作为示例的在图5中所示的根据本公开的第一实施例的自动立体三维显示设备中由左眼和右眼感知的视图和子像素的视图；

图18A和18B是图示作为示例的在图5中所示的根据本公开的第一实施例的自动立体三维显示设备中由左眼和右眼感知的输入数据的视图；

图19A和19B是图示作为示例的在图5中所示的根据本公开的第一实施例的自动立体三维显示设备中由双眼感知的输入数据和子像素的视图；

图20是图示作为示例的在图7中所示的根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备中输入到像素阵列的输入数据的视图；

图21是图示通过视图数据渲染对输入数据进行转换的示例的视图；

图22是图示作为另一示例的在图7中所示的根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备中输入到像素阵列的输入数据的视图；

图23是图示通过视图数据渲染对输入数据进行转换的另一示例的视图；

图24A和24B是图示作为示例的在图7中所示的根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备中由左眼和右眼感知的视图和子像素的视图；

图25A和25B是图示作为示例的在图7中所示的根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备中由左眼和右眼感知的输入数据的视图；

图26A和26B是图示作为示例的在图7中所示的根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备中由双眼感知的输入数据和子像素的视图；

图27是图示作为示例的在图8中所示的根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备中通过视图映射和柱状透镜布局而写入的像素阵列的视图；

图28是图示作为示例的输入到图27中所示的像素阵列的输入数据的视图；

图29是图示通过视图数据渲染对输入数据进行转换的示例的视图；

图30是图示作为另一示例的在图8中所示的根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备中输入到像素阵列的输入数据的视图；

图31是图示通过视图数据渲染对输入数据进行转换的另一示例的视图；

图32A和32B是图示作为示例的在图8中所示的根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备中由左眼和右眼感知的视图和子像素的视图；

图33A和33B是图示作为示例的在图8中所示的根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备中由左眼和右眼感知的输入数据的视图；以及

图34A和34B是图示作为示例的在图8中所示的根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备中由双眼感知的输入数据和子像素的视图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本发明的优选实施例，使得本发明能够由本发明所属领域的普通技术人员容易地实施。

通过参照结合附图详细描述的以下实施例将清楚地理解本公开及其实现方法的优点和特征。然而，本公开不限于以下公开的那些实施例，而是可以通过各种不同的方式实现。应当注意，这些实施例仅被提供用于全面公开本发明并且还用于使本领域技术人员能够了解本发明的完整范围，因此本发明仅由所附权利要求的范围限定。此外，在说明书通篇中相同的附图标记表示相同或相似的元素。在附图中，为了描述清楚起见，层和区域的尺寸和相对尺寸可能被放大。

此外，被称为在另一元素或层“上”的元素或层可以包括如下两种情况，在一种情况下该元素或层直接在另一元素或层上，而在另一种情况下另外的元素和层置于它们之间。相反，被称为“直接”在另一元素“上”的元素指示没有另外的元素和层置于它们之间的情况。

这里使用空间关系术语，诸如“之下”、“下面”、“下”、“之上”或“上”来描述如图中所示的一个设备或构成元素与其他设备或构成元素之间的相关性。将理解，除了图中所示的方向之外，这些空间关系术语旨在包括使用或操作期间的设备的不同方向。例如，当图中设备翻转时，被描述为在另一设备“之下”或“下面”的设备将位于另一设备“之上”。因此，示例性术语“之下”或“下面”可以包括上和下两个方向。由于设备可以在另一方向上取向，因此空间关系术语可以根据其取向来解释。

应当注意，这里使用的术语仅用于描述实施例，而非限制本发明。在本说明书中，除非另外清楚地使用，否则单数形式的表述包括复数形式。说明书中使用的术语“包括(comprise和/或comprising)”旨在表示构成元素、步骤、操作和/或设备，不排除一个或更多个其他构成元素、步骤、操作和/或设备的存在或添加。

图3是示意性图示根据本公开的自动立体三维显示设备的构造的框图。

参照图3，根据本公开的自动立体三维显示设备可以主要包括图像面板110，图像面板驱动器111、112，三维过滤器120、过滤器驱动器(未示出)和定时控制器113。

立体三维显示设备可以由平坦的显示设备实现，诸如液晶显示器(LCD)、有机发光显示设备(OLED)、场发射显示器(FED)、等离子体显示面板(PFP)、电致发光显示器(EL)等中的任何一个。在以下实施例中本公开说明了其中图像面板110由液晶显示设备构成的情况，但是不必限于此。

这里，显示红色、绿色和蓝色的多个子像素形成在图像面板110上，并且子像素被分成显示左眼图像和右眼图像以连同三维滤波器120的操作一起显示立体图像的左眼像素和右眼像素。

例如，当图像面板110由液晶显示设备构成时，可以应用本公开，而与其液晶模式无关，液晶模式包括扭曲向列(TN)模式、平面转换(IPS)模式、边缘场开关(FFS)模式和竖直对准(VA)模式。

这里，尽管在图中没有示出，但是图像面板110可以主要由彩色过滤器基板、阵列基板以及在彩色过滤器基板和阵列基板之间形成的液晶层构成。

彩色过滤器基板可以包括：彩色过滤器，其由实现红色、绿色和蓝色的多个子彩色过滤器构成；黑色矩阵(BM)，其被配置成在子彩色过滤器之间划分用于阻挡光通过液晶层；以及透明公共电极，用于向液晶层施加电压。

阵列基板可以包括限定多个像素区域的多个栅极线(G1,G2,G3,…,Gn)和数据线(D1,D2,D3,…,Dm)、作为在栅极线(G1,G2,G3,…,Gn)和数据线(D1,D2,D3,…,Dm)的交叉区域处形成的开关元件的薄膜晶体管、以及在像素区域上形成的像素电极。

薄膜晶体管可以包括连接到栅极线(G1,G2,G3,…,Gn)的栅电极、连接到数据线(D1,D2,D3,…,Dm)的源电极和电连接到像素电极的漏电极。此外，薄膜晶体管可以包括用于在栅电极和源/漏电极之间绝缘的栅极绝缘层以及用于通过提供给栅电极的栅电压在源电极和漏电极之间形成导电沟道的有源层。

上偏光器被附着到彩色过滤器基板的外表面，并且下偏光器被附着到阵列基板的外表面。上偏光器的光透射轴和下偏光器的光透射轴可以被形成为彼此垂直。此外，用于配置液晶层的预倾角的对准层在彩色过滤器基板和阵列基板的内表面上形成，并且用于维持液晶单元的单元间隙的隔层在彩色过滤器基板和阵列基板之间形成。

具有前述构造的图像面板110在定时控制器113的控制下显示图像。

图像面板110可以在定时控制器113的控制下在二维(2D)模式下显示二维图像并且在三维模式下显示多视图图像。

通过允许相机按观看者的眼间距离隔开并且捕获物体的图像，可以生成立体图像的视图。例如，当使用九台相机拍摄物体时，图像面板110可以显示立体图像的九个视图。

图像面板驱动器111、112可以包括用于向图像面板110的数据线(D1,D2,D3,…,Dm)提供用于二维/三维图像的数据电压的栅极驱动器111以及用于向图像面板110的栅极线(G1,G2,G3,…,Gn)依次提供扫描脉冲(或栅极脉冲)的数据驱动器112。在三维模式下图像面板驱动器111、112在图像面板110的子像素上在空间上分送并且写入左眼和右眼数据输入，作为具有多视图图像数据格式的数据。

定时控制器113接收定时信号，诸如数据使能(DE)信号、点时钟(CLK)等，以生成用于控制栅极驱动器111和数据驱动器112的操作定时的控制信号(GCS，DCS)。

换言之，定时控制器113可以基于从多视图图像转换器114(或主机系统115)接收到的定时信号和图像数据以预定的帧频率驱动图像面板110，并且基于预定的帧频率生成栅极控制信号(GCS)和数据控制信号(DCS)。定时控制器113将栅极控制信号(GCS)提供给栅极驱动器111，并且将图像数据(R，G，B)和数据控制信号(DCS)提供给数据驱动器112。

用于控制栅极驱动器111的栅极控制信号(GCS)可以包括栅极开始脉冲、栅极移位时钟和栅极输出使能信号等。栅极开始脉冲控制第一栅极脉冲的定时。栅极移位时钟是用于使栅极开始脉冲移位的时钟信号。栅极输出使能信号控制栅极驱动器111的输出定时。

用于控制数据驱动器112的数据控制信号(DCS)可以包括源极开始脉冲、源极采样时钟、源极输出使能信号、极性控制信号等。源极开始脉冲控制数据驱动器112的数据采样开始时间点。源极采样时钟是用于基于上升沿或下降沿控制数据驱动器112的采样操作的时钟信号。如果要输入到数据驱动器112的数字视频数据按照微型低电压差分信号(LVDS)接口标准来传送，则可以省略源极开始脉冲和源极采样时钟。极性控制信号使从数据驱动器112输出的数据电压的极性反转L个水平周期(其中L是自然数)。源极输出使能信号控制数据驱动器112的输出定时。

数据驱动器112可以包括多个源极驱动IC。源极驱动IC将从定时控制器113接收到的图像数据(R，G，B)转换成正/负伽马补偿电压以生成正/负模拟数据电压。从源极驱动IC输出的正/负模拟数据电压被提供给图像面板110的数据线(D1,D2,D3,…,Dm)。

栅极驱动器111可以包括一个或更多个栅极驱动IC。栅极驱动器IC可以包括移位寄存器、用于将移位寄存器的输出信号转换成适于液晶单元的TFT的操作的摆动宽度的电平移位器、输出缓冲器等。栅极驱动器111在定时控制器113的控制下依次将与数据电压同步的栅极脉冲提供给图像面板110的栅极线(G1,G2,G3,…,Gn)。

具体地，根据本公开的定时控制器113可以执行通过视图数据渲染处理针对图像面板110的每个子像素新映射输入数据的任务。通过在邻接的视图之间新映射相同或相似的输入数据，可以消除或减少感知的三维串扰以及提高视角d。

根据前述配置，多视图图像转换器114从主机系统115接收图像数据和视图控制信号。多视图图像转换器114可以根据视图控制信号确定立体图像的视图的数目。

多视图图像转换器114根据视图控制信号将图像数据转换成适于所设定的视图数目的格式。

主机系统115通过诸如低电压差分信号(LVDS)接口、转换最小化差分信号(TMDS)接口等的接口将图像数据、定时信号等提供给多视图图像转换器114。主机系统115将包括左眼图像数据和右眼图像数据的三维图像数据提供给多视图图像转换器114。如上文所述，定时信号可以包括竖直同步信号、水平同步信号、数据使能信号、点时钟等。

主机系统115从观看者感测设备，例如图像收集单元接收观看者感测信息，并且根据观看者感测信息计算最优视图数目。主机系统115根据最优视图数目生成视图控制信号并且将其提供给多视图图像转换器114。主机系统115可以接收观看者感测信息的许多观看者作为输入地址，以使用用于输出相关输入地址中存储的许多视图的查找表格来生成视图控制信号。

接下来，作为用于光学划分图像路径的媒介，三维过滤器120执行形成用于透射或阻挡从图像面板110的左眼像素和右眼像素输出的左眼图像和右眼图像的光透射区域和光阻挡区域的任务。

可以使用公知技术，诸如下文中的柱状透镜或屏障，以多种方式形成三维过滤器120。柱状透镜和屏障可以通过使用液晶面板电控的可切换透镜或可切换屏障实现。本发明的申请人已通过美国申请13/077565和13/325272、韩国申请10-2010-0030531等提出了可切换透镜或可切换屏障。

图4是示意性图示根据本公开的自动立体三维显示设备的透视图。

参照图4，在根据本公开的柱状透镜类型立体三维显示设备中，作为三维过滤器的柱状透镜片120包括具有预定宽度(w)的多个柱状透镜125，柱状透镜片120设置在设有多个子像素(R，G，B)的图像面板110的前表面上。

柱状透镜片120由多个柱状透镜形成，其上表面由平坦基板上的凸透镜形材料层制成。

柱状透镜片120执行划分左眼图像和右眼图像的任务，并且在距柱状透镜片120的最优观看距离(d)处形成观看菱形(正常视图区)，其中与左眼和右眼对应的图像分别正常到达左眼和右眼。

因此，通过图像面板110传送的图像通过柱状透镜片120以在观看者的左眼和右眼处最终接收不同的图像组，以便感受三维立体图像。

在柱状透镜类型立体三维显示设备中，图像面板110和柱状透镜片120由机械体(未示出)支承，并且图像面板110和柱状透镜片120隔开预定距离(后表面距离)。

另一方面，根据本公开，多个柱状透镜125的布局以相对于子像素(R，G，B)的纵向方向(y轴方向)按第一角度(Θ)倾斜的形式设置，并且柱状透镜125的子像素(R，G，B)沿横向方向(x轴方向)的水平宽度(w)可以被设定为子像素(R，G，B)的整数倍。

换言之，在根据本公开的立体三维显示设备中，设置在柱状透镜片120上的柱状透镜125可以设置成相对于子像素(R，G，B)的纵向方向(y轴方向)按第一角度(Θ)倾斜。

因此，通过相对于显示二维图像的图像面板110倾斜的柱状透镜片120的布局，可以调整用于观看三维图像的视图数目。

柱状透镜125相对于子像素(R，G，B)的纵向方向倾斜的第一角度(Θ)可以被表示为下式：tan^-1((M*Pa)/(N*Pb))。

这里，Pa是子像素(R，G，B)的短轴(minoraxis)间距，并且Pb是子像素(R，G，B)的长轴(majoraxis)间距，其中M和N分别是自然数，并且Pa和Pb分别被定义为在多个子像素(R，G，B)由一个组构成的情况下，当柱状透镜125在正确的对角方向上通过一个组的顶点时在组中的子像素(R，G，B)的横向方向上的子像素(R，G，B)的数目和在子像素(R，G，B)的纵向方向上的子像素(R，G，B)的数目。这里，M和N典型地满足下值：M/N≤2。

这里，针对位于一个组内的多个子像素(R，G，B)给出的数目是被定义为立体三维显示设备的三维图像可视区的视图的数目，其中柱状透镜片120的柱状透镜125以第一角度(Θ)设置，并且针对每个视图给出的数目是在三维图像观看期间看到的子像素(R，G，B)。

根据本公开的具有柱状透镜片120的立体三维显示设备可以具有提高亮度的效果，并且还具有通过增加视图的数目来提高三维图像观看的观看角度的效果。

通过应用如下结构来使视图数目增加，其中设置在柱状透镜片120中的柱状透镜125被设置成具有相对于子像素(R，G，B)的纵向方向的预定角度，即倾斜结构。应用倾斜结构可以防止一个方向上的分辨率劣化。

另一方面，根据本公开，观看菱形可以被配置成与邻接的观看菱形交叠以提高立体图像的亮度差，并且将通过下面的本公开的第一实施例被详细描述。

图5是图示作为示例的根据本公开的第一实施例的自动立体三维显示设备和光分布的视图。

这里，在图5的中心处图示了形成观看区的视图数据、光分布和观看菱形，并且在图5的底部处示意性图示了实际感知的视图。作为参考，可以使用阴影划分视图数据，并且相同的阴影表示相同的视图数据。

参照图5，根据本公开的第一实施例的自动立体三维显示设备可以包括图像面板110以及位于图像面板110的前表面上以实现立体图像的作为三维过滤器的柱状透镜片120。

这里，图像面板110和柱状透镜片120由机械体(未示出)支承，并且图像面板110和柱状透镜片120通过间隙玻璃126隔开预定距离(后表面距离S)。

柱状透镜片120通过多个柱状透镜125形成，其上表面由平坦基板上的凸透镜形的材料层制成，但是本公开不必限于此。

除了柱状透镜片120之外，可以使用公知技术，诸如屏障，以多种方式形成三维过滤器。

柱状透镜片120执行划分左眼图像和右眼图像的任务，并且在距柱状透镜片120的最优三维观看距离(d)处形成菱形的观看菱形(正常视图区)130，其中与左眼和右眼对应的图像分别正常到达左眼和右眼。

换言之，柱状透镜片120可以允许从图像面板110的每个子像素发射的光在观看者的左眼和右眼处最终接收不同的图像组以在最优观看距离(d)处形成观看区。该形状具有典型的菱形形式，并且因而被称为观看菱形130。

观看菱形130的宽度在观看者的眼间距离(e)的尺寸内形成以接收具有分别在观看者的左眼和右眼处的差异的图像，以便将其感知为立体图像。

这里，图像面板110的相应的子像素的视图数据，即图像，在每个观看菱形130内形成。

视图数据表示通过按眼间距离(e)的基准隔开的相机捕获的图像。例如，当由九个视图构成时，通过九个相机捕获的图像被分别应用于观看菱形130中的第一至第九视图，并且第二视图相对第一视图位于右侧或左侧，并且具有方向性。相关的视图数据被反映并且重复地形成在观看菱形130上。

这里，引用上述在最优观看距离(d)处测量的光分布，看到光密度在观看菱形130的中心处最高并且随着接近观看菱形130的末端而逐渐减少。

然而，在本公开的第一实施例的情况下，看到当较之现有技术的柱状透镜类型立体三维显示设备配置成使观看菱形130彼此交叠时，较之现有技术，极大地减小了亮度差(ΔL′)。

这里，图5中所示的本公开的第一实施例配置成具有作为示例的双交叠，但是本公开不必限于此，并且可以允许观看菱形130之间的三视图交叠或更多的视图交叠。这里，双交叠具有如下结构，其中另一观看菱形130插入在两个邻接的观看菱形130之间。

这里，每个视图中的光分布的尺寸和宽度受到图像面板110、柱状透镜片120、光源、光学片等的影响，并且与对应于邻接的观看菱形130的视图的光分布交叠的区域的尺寸与三维串扰(CT)相对应。

换言之，在理想情况下，在观看菱形130上仅可以看到该视图的信息(例如，从左眼仅看到L视图，看不见R视图)，但是在视图交叠结构的情况下，从左眼也可以模糊地看到R视图而非L视图，生成了三维串扰(CT)。

如上文所述，在根据本公开的第一实施例的自动立体三维显示设备的情况下，看到亮度差极大地减小，但是三维串扰增加。换言之，亮度差和三维串扰具有彼此的权衡关系。

此外，随着三维串扰增加，观看者感知的三维深度也劣化，使图像不清楚。

在该情况下，可以更换邻接的视图的视图数据以减少观看者接收到的三维串扰，但是观看菱形130的尺寸，即宽度，通过眼间距离形成，并且因此当基于左眼更换视图数据时影响右眼，并且当基于右眼更换视图数据时影响左眼。

结果，根据本公开的第二和第三实施例，观看菱形的宽度被设定为眼间距离的a/n倍(其中a和n是满足条件a<n的自然数)以小于眼间距离，同时观看菱形彼此交叠，并且将参照附图进行详细描述。

通常，立体三维显示设备的观看距离(2.5H至3H：H是图像面板的高度)由立体三维显示设备的图像面板的尺寸确定。

主要存在两种方法用于减小观看距离处的观看菱形的宽度以小于眼间距离，并且本公开的第二实施例是前述两种方法中一种方法，即增加后表面距离并且细调透镜间距以减小观看菱形的宽度，同时维持观看菱形。

图6是图示作为示例的根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备和光分布的视图，其中观看菱形的宽度被设定为眼间距离的1/2倍。

此外，图7和8是图示作为示例的图6中所示的根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备的视图交叠结构和光分布的视图。

这里，图7和8分别图示了作为示例的双交叠结构和三交叠结构。

如上文所述，在图6、7和8的中心处图示了形成观看区的视图数据、光分布和观看菱形，并且在图6、7和8的底部处示意性图示了实际感知的视图。作为参考，可以使用阴影划分视图数据，并且相同的阴影表示相同的视图数据。

参照图6、7和8，根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备可以包括图像面板210以及位于图像面板210的前表面上以实现立体图像的作为三维过滤器的柱状透镜片220。

这里，图像面板210和柱状透镜片220由机械体(未示出)支承，并且图像面板210和柱状透镜片220可以通过间隙玻璃226隔开预定距离(后表面距离S)。

柱状透镜片220通过多个柱状透镜225形成，其上表面由平坦基板上的凸透镜形的材料层制成，但是本公开不必限于此。

除了柱状透镜片220之外，可以使用公知技术，诸如屏障，以多种方式形成三维过滤器。

柱状透镜片220执行划分左眼图像和右眼图像的任务，并且在距柱状透镜片220的最优三维观看距离(d)处形成菱形的观看菱形(正常视图区)230，其中与左眼和右眼对应的图像分别正常到达左眼和右眼。

这里，根据本公开的第二实施例，观看菱形230的宽度可以被设定为观看者的眼间距离(e)的1/2倍。然而，本公开不必限于此，并且观看菱形230的宽度也可以被设定为眼间距离的a/n倍(其中a和n是满足条件a<n的自然数)以小于眼间距离(e)。

藉此，位于观看者的两眼处的观看菱形230之间的相互影响可以减小以消除或降低三维串扰。

为了在同一观看距离(d)处减小观看菱形230的宽度以小于眼间距离(e)，根据本公开的第二实施例，较之现有技术，可以增加第二后表面(2S)。这里，具有如下权衡关系，随着同一观看距离(d)处的观看菱形230的宽度降低至1/2,1/3,1/4,…，后表面距离可以增加到2,3,4,…。

同时，本公开的第二实施例可以被配置成使两个或三个观看菱形230交叠。藉此，由于观看者的位置移动引起的亮度差(ΔL"，ΔL″′)也可以减小。

这里，图像面板210的相应的子像素的视图数据，即图像，在每个观看菱形230内形成。

视图数据表示通过按眼间距离(e)的基准隔开的相机捕获的图像。例如，当由九个视图构成时，通过九个相机捕获的图像被分别应用于观看菱形230中的第一至第九视图，并且第二视图相对第一视图位于右侧或左侧，并且具有方向性。相关的视图数据被反映并且重复地形成在观看菱形230上。

这里，引用上述在最优观看距离(d)处测量的光分布，看到光密度在观看菱形230的中心处最高并且随着接近观看菱形230的末端而逐渐减少。

然而，在本公开的第二实施例的情况下，随着如图7和8中所示的观看菱形230的交叠数目增加到2或3，看到亮度差(ΔL"，ΔL″′)极大地减小，但是三维串扰相对增加。

此外，由于观看菱形230被设定为小于眼间距离(e)，因此较之本公开的前述实施例降低了观看角度(或水平观看宽度)，但是观看菱形230在观看者的左眼和右眼之间形成的部分不影响观看者的两眼。

因此，当使用具有相同特性的光源时，观看菱形230之间的干扰减小，因此较之本公开的前述实施例，总累积三维串扰相对减小。

对于用于减小相同观看距离处的观看菱形的宽度以小于眼间距离的另一种方法，存在增加水平分辨率的方法，并且将通过下文中的本公开的第三实施例进行详细描述。

这里，本公开的第三实施例被配置成与本公开的前述第二实施例的配置基本上相同，不同之处在于减小柱状透镜的间距而非增加后表面距离。

图9是图示作为示例的根据本公开的第三实施例的自动立体三维显示设备和光分布的视图，其中作为示例，较之现有技术，当水平分辨率两倍大时，柱状透镜的间距被设定为约1/2倍。

此外，图10和11是图示作为示例的图9中所示的根据本公开的第三实施例的自动立体三维显示设备的视图交叠结构和光分布的视图。

这里，图10和11分别图示了作为示例的双交叠结构和三交叠结构。

如上文所述，在图9、10和11的中心处图示了形成观看区的视图数据、光分布和观看菱形，并且在图9、10和11的底部处示意性图示了实际感知的视图。作为参考，可以使用阴影划分视图数据，并且相同的阴影表示相同的视图数据。

参照图9、10和11，根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备可以包括图像面板310以及位于图像面板310的前表面上以实现立体图像的作为三维过滤器的柱状透镜片320。

这里，图像面板310和柱状透镜片320由机械体(未示出)支承，并且图像面板310和柱状透镜片320可以通过间隙玻璃326隔开预定距离(后表面距离S)。

柱状透镜片320通过多个柱状透镜325形成，其上表面由平坦基板上的凸透镜形的材料层制成，但是本公开不必限于此。

除了柱状透镜片320之外，可以使用公知技术，诸如屏障，以多种方式形成三维过滤器。

这里，根据本公开的第三实施例，与本公开的前述第二实施例相似，观看菱形330的宽度可以被设定为观看者的眼间距离(e)的1/2倍。然而，本公开不必限于此，并且观看菱形330的宽度也可以被设定为眼间距离的a/n倍(其中a和n是满足条件a<n的自然数)以小于眼间距离(e)。

藉此，位于观看者的两眼处的观看菱形330之间的相互影响可以减小以消除或降低三维串扰。

为了在同一观看距离(d)处减小观看菱形330的宽度以小于眼间距离(e)，根据本公开的第三实施例，较之现有技术，可以减小柱状透镜325的间距。这里，柱状透镜325的间距应减小到1/2,1/3,1/4,…以将观看菱形330的宽度减小到1/2,1/3,1/4,…。

同时，与本公开的前述第二实施例相似，本公开的第三实施例可以被配置成使两个或三个观看菱形330交叠。藉此，由于观看者的位置移动引起的亮度差(ΔL"，ΔL″′)也可以减小。

这里，图像面板310的相应的子像素的视图数据，即图像，在每个观看菱形230内形成。

这里，引用上述在最优观看距离(d)处测量的光分布，看到光密度在观看菱形330的中心处最高并且随着接近观看菱形230的末端而逐渐减少。

然而，在本公开的第三实施例的情况下，与本公开的前述第二实施例相似，随着如图10和11中所示的观看菱形330的交叠数目增加到2或3，看到亮度差(ΔL"，ΔL″′)极大地减小，但是三维串扰相对增加。

此外，由于观看菱形330被设定为小于眼间距离(e)，因此较之本公开的前述实施例降低了观看角度(或水平观看宽度)，但是观看菱形330在观看者的左眼和右眼之间形成的部分不影响观看者的两眼。

因此，当使用具有相同特性的光源时，观看菱形330之间的干扰减小，因此较之本公开的前述实施例，总累积三维串扰相对减小。

另一方面，仅通过前述配置不能完全消除或极大减低三维串扰，并且提出了通过视图数据渲染处理针对图像面板的每个子像素新映射输入数据(或图像数据：下文为方便起见输入数据和图像数据将以可互换的方式使用)的方法，并且将参照附图进行详细描述。

图12是图示作为示例的在图7中所示的根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备的视图交叠结构中通过视图数据渲染而新映射的光分布和视图数据的视图。

此外，图13是图示作为示例的在图8中所示的根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备的另一视图交叠结构中通过视图数据渲染而新映射的光分布和视图数据的视图。

这里，为了便于说明起见将仅描述针对根据图7和8中所示的根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备的视图数据渲染，但是其也可以通过基本上相似的方式应用于图10和11中所示的本公开的第三实施例。

参照图12和13，看到自动立体三维显示设备的配置与前述配置相同，但是通过视图数据渲染新映射光分布和视图数据。

换言之，图12和13图示了通过视图数据渲染处理针对图像面板210的每个子像素新映射输入数据而在观看区中呈现的感知视图、视图数据和光分布。

视图数据渲染技术基本上是用于减小由于邻接的观看菱形230之间的干扰引起的感知的三维串扰的数据处理技术，并且本公开可以在观看菱形230彼此交叠，同时减小观看菱形230的宽度的状态下，在邻接的视图之间新映射相同或相似的输入数据，从而消除或减少感知的三维串扰并且扩展观看角度。

引用观看者感知的视图，看到观看者的左眼和右眼注视具有不同颜色，即差异的图像，并且由于位于视图之间的相同的或中间的视图数据，图像根据观看者的移动自然地改变。

如上文所述，使用阴影划分视图数据，其中相同的阴影表示相同的视图数据。换言之，当左眼位于第一视图处并且右眼位于第五视图(在双交叠的情况下)或第七视图(在三交叠的情况下)处时，与第一视图相同的视图数据被输入到与第一视图相邻的左视图和右视图，而与第五视图或第七视图相同的视图数据被输入到与第五视图或第七视图相邻的左视图和右视图。此外，与第一视图、第五视图或第七视图相同的视图数据或者具有中间视图图像的视图数据被输入它们之间。

此外，在应用视图数据渲染技术之前，与图7和8相反，通过中间视图图像还保证观看角度。

在下文中，将参照附图详细描述应用前述视图数据渲染技术以转换输入数据(或图像数据)的方法。

图14是图示作为示例的在图5中所示的根据本公开的第一实施例的自动立体三维显示设备中通过视图映射和柱状透镜布局而写入的像素阵列的视图，其中作为示例示出了使用16个视图的情况的像素阵列。然而，本公开不必限于前述视图数目。

这里，在图14顶部处指示的R、G和B指示R子像素、G子像素和B子像素的位置。

图15是图示作为示例的输入到图14中所示的像素阵列的输入数据的视图，其中作为示例示出了根据本公开的视图数据渲染技术的新映射的输入数据。

此外，图16是图示通过视图数据渲染对输入数据进行转换的示例的视图。

这里，图15和16中所示的数值1,2,3,…和16分别指示第一视图图像、第二视图图像、第三视图图像，…和第十六视图图像。

参照图14，当使用m(其中m是自然数)个视图时，图像面板可以以m个子像素为单位将第一视图至第m视图分配给m个子像素。

换言之，在m个子像素中，第k视图被分配给第k子像素(其中k是满足条件1≤k≤m的自然数)。

例如，当使用16个视图时，第一视图(参照图16)被分配给第一子像素，第二视图被分配给第二子像素，第三视图被分配给第三子像素，第四视图被分配给第四子像素，第五视图被分配给第五子像素，第六视图被分配给第六子像素，第七视图被分配给第七子像素，并且第八视图被分配给第八子像素。第九视图被分配给第九子像素，第十视图被分配给第十子像素，第十一视图被分配给第十一子像素，第十二视图被分配给第十二子像素，第十三视图被分配给第十三子像素，第十四视图被分配给第十四子像素，第十五视图被分配给第十五子像素，并且第十六视图被分配给第十六子像素。

为此，三维过滤器可以通过具有倾斜结构的柱状透镜125实现，该倾斜结构被形成为相对于子像素以预定角度倾斜。更具体地，具有倾斜结构的柱状透镜125被形成为相对于子像素的长轴侧以预定角度倾斜。

因此，三维过滤器将m个子像素上显示的第一至第m视图图像(在被转换之前的视图图像)分别划分成第一视图至第m视图。因此，三维过滤器输出在第k子像素上显示的第k视图图像作为第k视图。

作为参考，本公开中描述的视图映射引用关于观看区的坐标信息，在观看区中从根据本公开的立体三维显示设备输出的立体图像是可视的，并且观看区可以包括正常视图区、正常视图区和视图失效区。

这里，作为其中观看者能够在正常模式下观看立体图像的区的正常视图区指的是其中在观看者的右眼上形成右眼图像并且在观看者的左眼上形成左眼图像的区。

此外，正常视图区是其中即使观看者以立体方式感知图像但是由于左眼图像在右眼上形成并且右眼图像在左眼上形成致使观看者快速地感觉到疲劳的区。

此外，视图失效区指的是其中不能观看立体图像的区。

换言之，视图映射可以包括关于通过前述三种类型的区显示的位置的坐标信息(即，第一视图至第m视图)。

然而，在视图映射上可以省略关于视图失效区的坐标信息，因为排除正常视图区和反转视图区的区被确定为视图失效区。

参照图15和16，当应用根据本公开的视图数据渲染技术时，在邻接的视图之间输入数据可以被新映射到相同的输入数据。

例如，当使用16个视图时，第二视图(参照图2)的输入数据从第二视图图像转换成第一视图图像。此外，第三视图的输入数据从第三视图图像转换成第二视图图像，并且第四视图的输入数据从第四视图图像转换成第二视图图像。第五视图的输入数据从第五视图图像转换成第三视图图像，并且第六视图的输入数据从第六视图图像转换成第三视图图像。第七视图的输入数据从第七视图图像转换成第四视图图像，并且第八视图的输入数据从第八视图图像转换成第四视图图像。第九视图的输入数据从第九视图图像转换成第五视图图像，并且第十视图的输入数据从第十视图图像转换成第五视图图像。第十一视图的输入数据从第十一视图图像转换成第六视图图像，并且第十二视图的输入数据从第十二视图图像转换成第六视图图像。第十三视图的输入数据从第十三视图图像转换成第七视图图像，并且第十四视图的输入数据从第十四视图图像转换成第七视图图像。第十五视图的输入数据从第十五视图图像转换成第八视图图像，并且第十六视图的输入数据从第十六视图图像转换成第八视图图像。

当如上文所述使用16个视图时，由于观看菱形的双交叠结构，可以输入第一视图图像至第十六视图图像，但是输入数据可以与两个交叠以仅输入第一视图至第八视图以减小在单眼内感知的图像之间的差异，以便减小三维串扰。

图17A和17B是图示作为示例的在图5中所示的根据本公开的第一实施例的自动立体三维显示设备中由左眼和右眼感知的视图和子像素的视图。

此外，图18A和18B是图示作为示例的在图5中所示的根据本公开的第一实施例的自动立体三维显示设备中由左眼和右眼感知的输入数据的视图。

这里，图17A和18A图示了作为示例的从左眼感知的输入数据、视图和子像素，并且图17B和18B图示了作为示例的从右眼感知的输入数据、视图和子像素。

图19A和19B是图示作为示例的在图5中所示的根据本公开的第一实施例的自动立体三维显示设备中由双眼感知的输入数据和子像素的视图。

在邻接的视图之间没有三维串扰的理想情况下，基于单眼由观看者在两个交叠的观看菱形上感知的视图数目是2。因此，如图17A和17B中所示可以表示由左眼和右眼感知的子像素。

这里，在图5中所示的根据本公开的第一实施例的自动立体三维显示设备中，观看菱形的宽度基于眼间距离，因此当左眼感知第一视图时，如果没有交叠的观看菱形，则右眼感知第二视图。

因此，由于在双交叠的情况下在左眼和右眼之间存在多出的一个观看菱形，因此如图17A和17B中所示，当左眼感知第一视图时，右眼感知第三视图(参照图19A的双眼情况)。

在该情况下，看到从左眼感知的子像素与从右眼感知的子像素相邻。

这里，当应用根据本公开的视图数据渲染技术时，在双交叠的情况下，如图18A和18B中所示，当左眼观看第一视图图像时，右眼观看第二视图图像(参照图19B的双眼情况)。

视图数据渲染技术可以如下应用于本公开的第二和第三实施例。这里，在根据本公开的第三实施例的自动立体三维显示设备中，光分布和视图数据基本上与如上文所述的本公开的第二实施例相同，并且因此为了方便起见将仅描述本公开的第二实施例。

首先，将描述将视图数据渲染技术应用于观看菱形的双交叠结构的情况，并且下文将描述使用16个视图的情况，但是本公开不必限于上述视图数目。

图20是图示作为示例的在图7中所示的根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备中输入到像素阵列的输入数据的视图，其中作为示例示出了根据本公开的视图数据渲染技术的新映射的输入数据。

图21是图示通过视图数据渲染对输入数据进行转换的示例的视图。

此外，图22是图示作为另一示例的在图7中所示的根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备中输入到像素阵列的输入数据的视图。这里，图22图示了较之图20插入视图图像之间的中间视图图像的映射输入数据。

图23是图示通过视图数据渲染对输入数据进行转换的另一示例的视图。

这里，图20至23中所示的数值1,2,3,…和16分别指示第一视图图像、第二视图图像、第三视图图像，…和第十六视图图像。此外，图22和23中所示的数值1.5、2.5和3.5分别指示第一视图图像和第二视图图像之间的中间视图图像、第二视图图像和第三视图图像之间的中间视图图像以及第三视图图像和第四视图图像之间的中间视图图像。

如上文所述，在m个子像素中，第k视图被分配给第k子像素(其中k是满足条件1≤k≤m的自然数)。

此外，三维过滤器将m个子像素上显示的第一至第m视图图像(在转换之前的视图图像)分别划分成第一视图至第m视图。因此，三维过滤器输出在第k子像素上显示的第k视图图像作为第k视图。

参照图20、21、22和23，当应用根据本公开的视图数据渲染技术时，在邻接的视图之间输入数据可以被新映射到相同或相似的(在图22和23的情况下)输入数据。

当作为示例使用16个视图时，在图20和21的情况下，第二视图(参照图21)、第三视图和第四视图的输入数据被分别转换成第二视图图像、第三视图图像和第四视图图像上的第一视图图像。此外，第五视图、第六视图、第七视图和第八视图的输入数据被分别转换成第五视图图像、第六视图图像、第七视图图像和第八视图图像上的第二视图图像。第九视图、第十视图、第十一视图和第十二视图的输入数据被分别转换成第九视图图像、第十视图图像、第十一视图图像和第十二视图图像上的第三视图图像。第十三视图、第十四视图、第十五视图和第十六视图的输入数据被分别转换成第十三视图图像、第十四视图图像、第十五视图图像和第十六视图图像上的第四视图图像。

此外，在图22和23的情况下，第二视图(参照图23)和第三视图的输入数据被分别转换成第二视图图像和第三视图图像上的第一视图图像，并且第四视图的输入数据被转换成第四视图图像上的作为第一视图图像和第二视图图像之间的中间视图图像的第1.5视图图像。此外，第五视图、第六视图和第七视图的输入数据被分别转换成第五视图图像、第六视图图像和第七视图图像上的第二视图图像，而第八视图的输入数据被转换成第八视图图像上的作为中间视图图像的第2.5视图图像。第九视图、第十视图和第十一视图的输入数据被分别转换成第九视图图像、第十视图图像和第十一视图图像上的第三视图图像，而第十二视图的输入数据被转换成第十二视图图像上的作为中间视图图像的第3.5视图图像。当如上文所述中间视图图像被插入在视图图像之间时，具有如下优点：图像根据观看者的移动以更有效的方式自然地改变。

然而，第十三视图、第十四视图、第十五视图和第十六视图的输入数据被分别转换成第十三视图图像、第十四视图图像、第十五视图图像和第十六视图图像上的第四视图图像。换言之，由于在该情况下没有第五视图图像，因此第十六视图的输入数据被转换成第四视图图像，其是没有被转换成第四图像和第五图像之间的中间视图图像的最后的视图图像。

当如上文所述使用16个视图时，由于具有双交叠结构的观看菱形，可以输入第一视图图像至第十六视图图像，但是通过使四个输入数据彼此交叠还可以仅输入第一视图至第四视图以以减小在单眼内感知的图像之间的差异，以便减小三维串扰。

这是本公开的特征之一，并且观看菱形的交叠数目与根据现有技术的结构的输入数据的数目相同，但是输入数据的交叠数目根据本公开具有下式。

输入数据的交叠数目≤观看菱形(D)的交叠数目×(眼间距离/D的宽度)

当输入数据的交叠数目小于观看菱形(D)的交叠数目×(眼间距离/D的宽度)时，可以根据观看者的水平移动在视图图像之间输入中间视图图像以添加视图图像以0.5个视图为单位而非以1个视图为单位改变的部分，从而诱发更自然的图像改变。可以控制中间图像视图的数目。

图24A和24B是图示作为示例的在图7中所示的根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备中由左眼和右眼感知的视图和子像素的视图。

此外，图25A和25B是图示作为示例的在图7中所示的根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备中由左眼和右眼感知的输入数据的视图。

这里，图24A和25A图示了作为示例的从左眼感知的输入数据、视图和子像素，并且图24B和25B图示了作为示例的从右眼感知的输入数据、视图和子像素。

图26A和26B是图示作为示例的在图7中所示的根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备中由双眼感知的输入数据和子像素的视图。

参照图24A和24B，图7中所示的根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备具有双交叠结构，同时观看菱形的宽度是眼间距离的1/2倍，从而基于单眼同时感知两个视图。

然而，由于具有双交叠结构同时将观看菱形的宽度减小到眼间距离的1/2倍，因此在左眼和右眼之间还存在三个观看菱形(参照图12)，并且例如，当左眼感知第一视图时，右眼感知隔开眼间距离的第五视图(参照图26A的眼间距离情况)。

这里，当应用根据本公开的视图数据渲染技术时，在双交叠的情况下，如图25A和25B中所示，当左眼观看第一视图图像时，右眼观看隔开眼间距离的第二视图图像(参照图26B的眼间距离情况)。

在该情况下，与本公开的前述第一实施例相反，看到从左眼感知的子像素和从右眼感知的子像素在空间上隔开一个子像素。换言之，较之现有技术的结构，根据本公开的第二实施例(和第三实施例)的视图映射受到在与左眼和右眼匹配的子像素之间生成的光干扰的影响较小，从而消除或减小了三维干扰。

因此，由于观看菱形被设定为小于眼间距离，因此位于眼间距离之间的观看菱形的数目增加，结果，左眼和右眼感知的子像素之间的距离物理上增加，从而减小三维串扰。此外，作为结果，可以消除所感知的图像的模糊部分，从而提高观看者感知的三维深度。

因此，根据本公开，可以额外地减少观看者在观看区中感知的三维串扰，同时保证视角，并且当从反转视图区移动到正常视图区或者从正常视图区再次移动到反转视图区时，可以极大地减少由于图像之间的差异产生的图像翻转现象。换言之，较之现有技术可以减少作为整体输入的视图图像的数目，从而减少图像翻转现象。

另一方面，可以应用视图数据渲染技术，而与交叠视图的数目无关，并且将参照附图描述作为另一示例的观看菱形的宽度是眼间距离的1/2倍，同时具有三交叠结构的情况。

换言之，将描述视图数据渲染技术被应用于观看菱形的三交叠结构的情况，并且下文将描述使用18个视图的情况，但是本公开不一定限于上述视图数目。

图27是图示作为示例的在图8中所示的根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备中通过视图映射和柱状透镜布局而写入的像素阵列的视图，其中在使用18个视图的情况下的像素阵列被示出作为示例。然而，本公开不一定限于前述视图数目。

这里，如上文所述，在根据本公开的第三实施例的自动立体三维显示设备中，光分布和视图数据与本公开的第二实施例基本上相同，并且因此为了方便起见将仅描述本公开的第二实施例。

在图27顶部处指示的R、G和B指示R子像素、G子像素和B子像素的位置。

图28是图示作为示例的输入到图27中所示的像素阵列的输入数据的视图，其中根据本公开的视图数据渲染技术的新映射的输入数据被示出作为示例。

图29是图示通过视图数据渲染对输入数据进行转换的示例的视图。

此外，图30是图示作为另一示例的在图8中所示的根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备中输入到像素阵列的输入数据的视图。这里，较之图28，图30图示了被映射以插入视图图像之间的中间视图图像的输入数据。

图31是图示通过视图数据渲染对输入数据进行转换的另一示例的视图。

这里，图27中所示的数值1,2,3,…和18至31分别指示第一视图图像、第二视图图像、第三视图图像、…和第十八视图图像。此外，图30和31中所示的数值1.5和2.5分别指示第一视图图像和第二视图图像之间的中间视图图像以及第二视图图像和第三视图图像之间的中间视图图像。

参照图27，当使用m(其中m是自然数)个视图时，图像面板可以以m个子像素为单位将第一视图至第m视图分配给m个子像素。

换言之，如上文所述，在m个子像素中，第k视图被分配给第k子像素(其中k是满足条件1≤k≤m的自然数)。

例如，当使用18个视图时，第一视图被分配给第一子像素，第二视图被分配给第二子像素，第三视图被分配给第三子像素，并且第四视图被分配给第四子像素。此外，第五视图被分配给第五子像素，第六视图被分配给第六子像素，第七视图被分配给第七子像素，并且第八视图被分配给第八子像素。第九视图被分配给第九子像素，第十视图被分配给第十子像素，第十一视图被分配给第十一子像素，并且第十二视图被分配给第十二子像素。第十三视图被分配给第十三子像素，第十四视图被分配给第十四子像素，第十五视图被分配给第十五子像素，并且第十六视图被分配给第十六子像素。此外，第十七视图被分配给第十七子像素，并且第十八视图被分配给第十八子像素。

为此，三维过滤器可以通过具有倾斜结构的柱状透镜225实现，该倾斜结构被形成为相对于子像素以预定角度倾斜。更具体地，具有倾斜结构的柱状透镜225被形成为相对于子像素的长轴侧以预定角度倾斜。

因此，三维过滤器将m个子像素上显示的第一至第m视图图像(在被转换之前的视图图像)分别划分成第一视图至第m视图。因此，三维过滤器输出在第k子像素上显示的第k视图图像作为第k视图。

参照图28、29、30和31，当应用根据本公开的视图数据渲染技术时，在邻接的视图之间输入数据可以被新映射到相同或相似的(在图30和31的情况下)输入数据。

当作为示例使用18个视图时，在图28和29的情况下，第二视图(参照图20)、第三视图、第四视图、第五视图和第六视图的输入数据被分别转换成第二视图图像、第三视图图像、第四视图图像、第五视图图像和第六视图图像上的第一视图图像。此外，第七视图、第八视图、第九视图、第十视图、第十一视图和第十二视图的输入数据被分别转换成第七视图图像、第八视图图像、第九视图图像、第十视图图像、第十一视图图像和第十二视图图像上的第二视图图像。第十三视图、第十四视图、第十五视图、第十六视图、第十七视图和第十八视图的输入数据被分别转换成第十三视图图像、第十四视图图像、第十五视图图像、第十六视图图像、第十七视图图像和第十八视图图像上的第四视图图像。

此外，在图30和31的情况下，第二视图(参照图31)、第三视图和第四视图的输入数据被分别转换成第二视图图像、第三视图图像和第四视图图像上的第一视图图像，而第五视图和第六视图的输入数据被转换成第五视图图像和第六视图图像上的作为第一视图图像和第二视图图像之间的中间视图图像的第1.5视图图像。此外，第七视图、第八视图、第九视图和第十视图的输入数据被分别转换成第七视图图像、第八视图图像、第九视图图像和第十视图图像上的第二视图图像，而第十一视图和第十二视图的输入数据被转换成第十一视图图像和第十二视图图像上的作为中间视图图像的第2.5视图图像。当如上文所述中间视图图像被插入在视图图像之间时，具有如下优点：图像根据观看者的移动以更有效的方式自然地改变。

然而，第十三视图、第十四视图、第十五视图、第十六视图、第十七视图和第十八视图的输入数据被分别转换成第十三视图图像、第十四视图图像、第十五视图图像、第十六视图图像、第十七视图图像和第十八视图图像上的第三视图图像。换言之，由于在该情况下没有第四视图图像，因此第十七视图和第十八视图的输入数据被转换成第三视图图像，其是没有被转换成第三图像和第四图像之间的中间视图图像的最后的视图图像。

当如上文所述使用18个视图时，由于具有三交叠结构的观看菱形，可以输入第一视图图像至第十七视图图像，但是通过使六个输入数据彼此交叠还可以仅输入第一视图至第三视图以以减小在单眼内感知的图像之间的差异，以便减小三维串扰。

图32A和32B是图示作为示例的在图8中所示的根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备中由左眼和右眼感知的视图和子像素的视图。

此外，图33A和33B是图示作为示例的在图8中所示的根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备中由左眼和右眼感知的输入数据的视图。

这里，这里，图32A和33A图示了作为示例的从左眼感知的输入数据、视图和子像素，并且图32B和33B图示了作为示例的从右眼感知的输入数据、视图和子像素。

图34A和34B是图示作为示例的在图8中所示的根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备中由双眼感知的输入数据和子像素的视图。

参照图32A和32B，图8中所示的根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备具有三交叠结构，同时观看菱形的宽度是眼间距离的1/2倍，从而基于单眼同时感知三个视图。

然而，由于具有三交叠结构同时将观看菱形的宽度减小到眼间距离的1/2倍，因此在左眼和右眼之间还存在五个观看菱形(参照图13)，并且例如，当左眼感知第一视图时，右眼感知隔开眼间距离的第七视图(参照图34A的眼间距离情况)。

这里，当应用根据本公开的视图数据渲染技术时，在三交叠的情况下，如图33A和33B中所示，当左眼观看第一视图图像时，右眼观看隔开眼间距离的第二视图图像(参照图34B的眼间距离情况)。

在该情况下，与本公开的前述第一实施例相反，看到从左眼感知的子像素和从右眼感知的子像素在空间上隔开一个子像素。换言之，较之现有技术的结构，根据本公开的第二实施例(和第三实施例)的视图映射受到在与左眼和右眼匹配的子像素之间生成的光干扰的影响较小，从而消除或减小了三维干扰。

因此，由于观看菱形被设定为小于眼间距离，因此位于眼间距离之间的观看菱形的数目增加，结果，左眼和右眼感知的子像素之间的距离物理上增加，从而减小三维串扰。此外，作为结果，可以消除所感知的图像的模糊部分，从而提高观看者感知的三维深度。

因此，根据本公开，可以额外地减少观看者在观看区中感知的三维串扰，同时保证视角，并且当从反转视图区移动到正常视图区或者从正常视图区再次移动到反转视图区时，可以极大地减少由于图像之间的差异产生的图像翻转现象。换言之，较之现有技术可以减少作为整体输入的视图图像的数目，从而减少图像翻转现象。

另一方面，可以考虑图像面板的所有因素，诸如分辨率、交叠数目、视角等，来设定如上文所述的基本视图结构。

根据本公开，由于观看菱形结构，具有指定的视图结构形式，诸如前述实施例，并且其特征如下。

全部视图的数目≤(N+1)×观看菱形(D)的交叠数目×(眼间距离/观看菱形(D)的宽度)，其中N是自然数，并且需要N+1的一部分，因为能够显示具有左眼和右眼之间的差异的视图图像的最小值是2。

因此，除了前述实施例之外，通过反映本公开的描述可以形成各种类型的视图映射，并且因此，也可以向其应用适当的视图数据渲染技术。

尽管在前面的说明书中已具体公开了许多主题，但是它们应被解释为优选实施例的说明而非对本发明的范围的限制。因此，本发明不应由这里公开的实施例限定，而是应由权利要求及其等同物限定。

Claims (13)

1.一种自动立体三维显示设备，包括：

图像面板，被依次分配m个子像素上的第一视图至第m视图以显示多个视图的输入数据，其中m是自然数；

三维过滤器，被设置在所述图像面板的前表面上以对输入数据的光轴进行划分，以便形成通过第一视图图像至第k视图图像显示的观看菱形，其中k是满足条件1≤k≤m的自然数；以及

间隙玻璃，被配置成维持所述图像面板和所述三维过滤器之间的间隙，

其中所述观看菱形的宽度被设定为眼间距离的a/n倍，同时所述观看菱形彼此交叠，其中a和n是满足条件a<n的自然数。

2.根据权利要求1所述的自动立体三维显示设备，其中所述间隙玻璃的厚度增加到n倍以将所述观看菱形的宽度设定为所述眼间距离的1/n倍。

3.根据权利要求1所述的自动立体三维显示设备，其中所述三维过滤器包括由多个柱状透镜形成的柱状透镜片，其中将所述柱状透镜的间距减小到1/n倍以将所述观看菱形的宽度设定为所述眼间距离的1/n倍。

4.根据权利要求1所述的自动立体三维显示设备，其中所述三维过滤器输出在第k子像素上显示的第k视图图像作为第k视图。

5.根据权利要求1所述的自动立体三维显示设备，还包括：

定时控制器，被配置成在邻接的视图之间新映射相同或相似的输入数据。

6.根据权利要求5所述的自动立体三维显示设备，其中所述定时控制器将位于左眼和右眼之间的观看菱形的输入数据转换成与左眼和右眼感知的视图图像相同或相似的视图图像。

7.根据权利要求1所述的自动立体三维显示设备，其中在所述观看菱形的宽度是所述眼间距离的1/n倍，同时具有I交叠结构的情况下，基于单眼同时感知n+(2I-3)个视图，并且在左眼和右眼之间还存在n+(2I-3)个观看菱形，其中I＝2,3,4,…。

8.根据权利要求1所述的自动立体三维显示设备，其中在所述观看菱形的宽度是所述眼间距离的1/2倍且具有双交叠结构时使用16个视图的情况下，第二视图、第三视图和第四视图的输入数据被分别转换成第二视图图像、第三视图图像和第四视图图像上的第一视图图像，并且第五视图、第六视图、第七视图和第八视图的输入数据被分别转换成第五视图图像、第六视图图像、第七视图图像和第八视图图像上的第二视图图像，并且第九视图、第十视图、第十一视图和第十二视图的输入数据被分别转换成第九视图图像、第十视图图像、第十一视图图像和第十二视图图像上的第三视图图像，并且第十三视图、第十四视图、第十五视图和第十六视图的输入数据被分别转换成第十三视图图像、第十四视图图像、第十五视图图像和第十六视图图像上的第四视图图像。

9.根据权利要求1所述的自动立体三维显示设备，其中在所述观看菱形的宽度是所述眼间距离的1/2倍且具有双交叠结构时使用16个视图的情况下，第二视图和第三视图的输入数据被分别转换成第二视图图像和第三视图图像上的第一视图图像，并且第四视图的输入数据被转换成第四视图图像上的作为第一视图图像和第二视图图像之间的中间视图图像的第1.5视图图像，并且第五视图、第六视图和第七视图的输入数据被分别转换成第五视图图像、第六视图图像和第七视图图像上的第二视图图像，并且第八视图的输入数据被转换成第八视图图像上的作为中间视图图像的第2.5视图图像，并且第九视图、第十视图和第十一视图的输入数据被分别转换成第九视图图像、第十视图图像和第十一视图图像上的第三视图图像，并且第十二视图的输入数据被转换成第十二视图图像上的作为中间视图图像的第3.5视图图像，并且第十三视图、第十四视图、第十五视图和第十六视图的输入数据被分别转换成第十三视图图像、第十四视图图像、第十五视图图像和第十六视图图像上的第四视图图像。

10.根据权利要求1所述的自动立体三维显示设备，其中从左眼感知的子像素和从右眼感知的子像素按一个子像素在空间上隔开。

11.根据权利要求1所述的自动立体三维显示设备，其中输入数据的交叠数目被设定为等于或小于所述观看菱形的交叠数目×(眼间距离/所述观看菱形的宽度)。

12.根据权利要求11所述的自动立体三维显示设备，其中当输入数据的交叠数目小于所述观看菱形的交叠数目×(眼间距离/所述观看菱形的宽度)时，根据观看者的水平移动，在视图图像之间输入中间视图的输入数据以添加视图图像以0.5个视图为单位而非以1个视图为单位改变的部分。

13.根据权利要求1所述的自动立体三维显示设备，其中全部视图的数目被设定为等于或小于(N+1)×观看菱形的交叠数目×(眼间距离/所述观看菱形的宽度)，其中N是自然数。