CN105744253A - 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)，同时使观看菱形彼此交叠。藉此，可以实现允许立体类型图像数据的输入和输出的自动立体三维显示设备以减少图像源的数目以及减少三维串扰。此外，本公开可以应用视图数据渲染以与部分二维区交叠，从而扩展三维观看区。

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中图示了形成观看区的视图数据、光分布和观看菱形(viewingdiamond)。

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影响。

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反转视图时最大，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。

另一方面，在相关技术中为了实现多视图，可以将多个相机捕获的多视图图像用作图像源，或者可以接收二维或立体图像并且将其转换成多视图以备其使用。

在直接接收多视图图像的情况下，在现实中其应用是困难的，因为产生图像需要很大代价，并且视图的数目和结构对于立体三维显示设备的每个特性而言是不同的。

此外，为了将二维或立体图像转换成多视图以备其使用，可以生成深度图和多视图以基于它们执行视图映射。在该情况下，由于信息量缺失可能引起图像质量劣化，并且由于内部视图生成可能引起深度降低。此外，多视图转换器是必需的，并且由于用于补偿图像质量劣化的逻辑的数目增加，因此其芯片和系统的尺寸增加且成本增加。

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。

本公开的另一目的在于提供一种允许立体类型图像数据的输入和输出的自动立体三维显示设备。

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配置有多视图的图像面板，并且该图像面板可以由立体类型图像数据(或视图数据)驱动以实现三维图像。

图像面板可以依次被分配m个(其中m是自然数)子像素上的第一视图至第m视图以输出立体类型的视图数据。

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三维过滤器，其设置在图像面板的前表面上以对输出的视图数据的光轴进行划分，用于在观看距离处形成以第一视图图像和第二视图图像显示的观看菱形。

在根据本公开的一个实施例的自动立体三维显示设备中，观看菱形可以彼此交叠，而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)。

基于最近的相邻的三个视图，第一视图至第m视图可以被分配给图像面板以便将红色、绿色和蓝色设定为1:1:1。

通过图像面板输出的立体类型的视图数据可以具有选择性地二维的认知域(cognitiondomain)。

当使用m个视图时，输入数据可以按(m-1)/2交叠。

例如，第一视图图像可以在图像面板的第一视图至第(m-1)/2视图中输入，并且第二视图图像可以在图像面板的第(m+1)/2视图至第m视图中输入。

自动立体三维显示设备可以进一步包括向定时控制器供给立体类型的视图数据的主机系统，其中立体类型的视图数据包括用于左眼的视图数据和用于右眼的视图数据。

可以调整置于图像面板和三维过滤器之间的间隙玻璃的厚度，以便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)。

如上文所述，根据本公开的自动立体三维显示设备可以实现允许立体类型图像数据的输入和输出的自动立体三维显示设备，从而减少图像源的数目以及减少三维串扰。因此，本公开可以提供降低成本以及提高图像质量的效果。

此外，本公开可以应用视图数据渲染以去除由于多视图转换器引起的图像质量劣化以与部分二维区交叠，从而扩展三维观看区。

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被应用视图交叠结构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被应用NVD技术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被应用NVD技术和视图交叠结构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被应用NVD技术和视图交叠结构的自动立体三维显示设备和光分布的另一视图；

图9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的视图结构和视图数据的视图；

图10是图示作为示例的在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而写入的像素阵列和柱状透镜布局的视图；

图11是图示作为示例的输入到图10中所示的像素阵列的输入数据的视图；

图12A和12B是图示作为示例的在根据本公开的第一实施例的自动立体三维显示设备中从左眼和右眼感知的视图和子像素的视图；

图13A和13B是图示作为示例的在根据本公开的第一实施例的自动立体三维显示设备中从左眼和右眼感知的输入数据的视图；

图14是图示作为示例的在根据本公开的第一实施例的自动立体三维显示设备中从双眼感知的子像素的视图；

图15是图示作为示例的在根据本公开的第一实施例的自动立体三维显示设备中从双眼感知的输入数据的视图；

图16是图示作为示例的在根据本公开的第一实施例的自动立体三维显示设备中从左眼和右眼感知的图像和三维观看区的视图；

图17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结构和视图数据的视图；

图18是图示作为示例的在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而写入的像素阵列的视图；

图19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结构和视图数据的视图；

图20是图示作为示例的在图19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而写入的像素阵列和柱状透镜布局的视图；

图21是图示作为示例的输入到图19中所示的像素阵列的输入数据的视图；

图22是图示作为示例的在图19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从左眼和右眼感知的图像和三维观看区的视图；

图23A和23B是图示作为示例的在图19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从左眼和右眼感知的视图和子像素的视图；

图24A和24B是图示作为示例的在图19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从左眼和右眼感知的输入数据的视图；

图25是图示作为示例的在图19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从双眼感知的子像素的视图；

图26是图示作为示例的在图19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从双眼感知的输入数据的视图；

图27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结构和视图数据的视图；

图28是图示作为示例的在根据本公开的第三实施例的自动立体三维显示设备中通过视图映射而写入的像素阵列的视图；

图29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结构和视图数据的视图；

图30是图示作为示例的在图29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中通过视图映射而写入的像素阵列和柱状透镜布局的视图；

图31是图示作为示例的输入到图29中所示的像素阵列的输入数据的视图；

图32是图示作为示例的在图29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中从左眼和右眼感知的图像和三维观看区的视图；

图33A和33B是图示作为示例的在图29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中从左眼和右眼感知的视图和子像素的视图；

图34A和34B是图示作为示例的在图29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中从左眼和右眼感知的输入数据的视图；

图35是图示作为示例的在图29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中从双眼感知的子像素的视图；以及

图36是图示作为示例的在图29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中从双眼感知的输入数据的视图。

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三维图像。

这里，在本公开的情况下，二维或立体类型的图像(以下称为二视图图像)数据而非相关技术中的多视图图像数据可以被用于实现三维图像。

基本上，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。作为另一示例，使用多视图转换器接收的二维或立体图像可以被转换成多视图以备其使用。

然而，当如上文所述直接接收多视图图像时，需要很大代价以产生图像，并且由于视图的数目及其结构对于立体三维显示设备的每个特性而言不同，因此其应用不是容易的。此外，当接收到的二维或立体图像被转换成多视图以备其使用时，根据信息量的缺失和多视图转换器的使用，由于图像质量劣化使得成本增加。

结果，本公开可以使用二视图图像数据而非多视图图像数据来实现三维以克服前述问题。为此，根据本公开的立体三维显示设备可以使用窄观看菱形(NVD)技术。

通过本发明人提交的韩国申请10-2014-0120366提出了NVD技术。

通常，当接收到具有观看者的左眼和右眼之间的差异的二视图图像时，其被感知为三维图像，但是可以增加视图的数目以保证观看区。因此，本公开可以仅使用在使用NVD技术保证观看区的状态下接收到的二视图图像数据来实现三维。这里，在形成通过图像面板110显示的图像数据时可以有选择地形成二维感知区以扩展观看区。换言之，左眼和右眼以混合方式感知具有差异的图像，并且因此这些图像不能被感知为二维，因为在实际情况下在视图之间存在串扰。

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。

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可以基于从主机系统114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(RGB')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(RGB')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)。

主机系统114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、定时信号等提供给定时控制器113。根据本公开的主机系统114将包括左眼图像数据和右眼图像数据的二视图图像数据提供给定时控制器113。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。

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。

作为参考，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)给出的数目表示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。

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，并且将参照附图被详细描述。

图5是图示作为示例的根据本公开的被应用视图交叠结构的自动立体三维显示设备和光分布的视图。

这里，在图5中图示了形成观看区的视图数据、光分布和观看菱形。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。

例如，当由九个视图构成时，它们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。

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，在图5中将双交叠取为示例，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，在根据本公开的被应用视图交叠结构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，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(以下称为NVD技术)，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同一观看距离处的观看菱形的宽度以小于眼间距离，并且前述两种方法中的一种方法是增加后表面距离并且在维持观看菱形的同时减小观看菱形的宽度。

对于另一种方法，存在细调透镜间距以在维持观看菱形的同时减小观看菱形的宽度的方法，并且该方法在本申请人提交的韩国申请10-2014-0120366等中公开。

图6是图示作为示例的根据本公开的被应用(窄观看菱形)NVD技术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是图示作为示例的根据本公开的被应用NVD技术和视图交叠结构的自动立体三维显示设备和光分布的视图。

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中图示了形成观看区的视图数据、光分布和观看菱形。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NVD技术的应用，根据本公开的观看菱形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，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。

例如，当由九个视图构成时，它们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。

在本公开的情况下，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。

此外，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，因此较之前述的图5的情况，总累积三维串扰相对减小。

由于如上文所述本公开使用NVD技术，因此可以减小亮度差、感知的三维串扰和图像翻转。

此外，根据本公开的自动立体三维显示设备可以消除用于实现多视图的多视图转换器，从而消除由于多视图转换器引起的图像质量劣化以及降低成本。

此外，根据本公开的自动立体三维显示设备可以由能够基于最近的同一视图调整红色、绿色和蓝色的平衡的视图结构构成。此外，可以应用视图数据渲染以交叠部分二维区，用于扩展三维观看区，并且将参照附图进行详细描述。

图9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的视图结构和视图数据的视图。

这里，图9图示了作为示例的未被应用NVD技术的自动立体三维显示设备的视图结构和视图数据。此外，图9图示了作为示例的四视图双交叠结构。

参照图9，此时视图的数目是四个，并且未应用NVD技术，并且因此视图距离(d1)对应于眼间距离(e)的1/2，即32.5mm。

换言之，由于观看菱形130的尺寸与眼间距离(e)相同，并且对其应用双交叠结构，因此视图距离(d1)对应于眼间距离(e)的1/2。

由于根据本公开的第一实施例的自动立体三维显示设备如上文所述具有双交叠结构，因此观看者的单眼感知的子像素被两个视图接收。因此，当左眼感知第一视图和第二视图时，右眼感知第三视图和第四视图。

这里，可以在图像面板的第一视图和第二视图处接收第一视图数据(即，第一视图图像)，并且可以在图像面板的第三视图和第四视图处接收第二视图数据(即，第二视图图像)。

图10是图示作为示例的在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而写入的像素阵列和柱状透镜布局的视图。

这里，图10示出了作为示例的使用四个视图的像素阵列。然而，本公开不必限于前述视图数目。

这里，在图10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11是图示作为示例的输入到图10中所示的像素阵列的输入数据的视图，其中示出了根据本公开的立体类型图像(即，二视图图像)数据。因此，图11中所示的数值1和2分别指示第一视图图像和第二视图图像。

根据被应用NVD技术的基于眼间距离的自动立体三维显示设备，可以根据视图数目、交叠数目、透镜倾斜角度等以各种方式实现允许立体类型图像数据的输入和输出的视图结构。

参照图10，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，当使用四个视图时，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。

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。

作为参考，本公开中描述的视图映射表述重复映射到图像面板的子像素的每个视图的位置和数据序列，并且观看区可以包括正常视图区、反转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。

在如上文所述的相关技术中的二视图结构上没有交叠的观看菱形的条带或倾斜结构的情况下，观看区近似是眼间距离(约65mm)，并且出现亮度差。

结果，应扩展视图数目以保证观看区，并且观看菱形也应彼此交叠以在维持立体类型的输出数据的同时减小或消除亮度差。

因此，可以向其应用四视图双交叠结构、六视图三交叠结构等。然而，形成了权衡关系，其中随着视图数目和交叠数目的增加，三维串扰增加。

再次参照图10，在整个图像面板上重复地应用视图映射和柱状透镜125的布局。

这里，当最近的相同视图通过直线连接时，看到红色、绿色和蓝色被配置成具有平衡。

参照图11，由于双交叠结构通过两个视图输入由观看者的单眼感知的子像素。因此，当左眼感知第一视图和第二视图时，右眼感知第三视图和第四视图。

这里，可以向图像面板的第一视图和第二视图输入第一视图数据(即，第一视图图像)，并且可以向图像面板的第三视图和第四视图输入第二视图数据(即，第二视图图像)。在该情况下，观看者的左眼感知第一视图并且观看者的右眼感知第二视图以生成双眼差异，以便观看立体图像。

作为另一示例，在向图像面板的第三视图和第四视图输入第三视图数据(即，第三视图图像)时，观看者的左眼感知第一视图并且观看者的右眼感知第三视图。在该情况下，观看者感知的物体之间的深度较之前述示例增加。

这种在视图之间转换数据以允许观看者感知三维的方法被称为视图数据渲染。

当如上文所述使用四个视图时，由于观看菱形的双交叠结构，可以输入第一视图图像至第四视图图像，但是输入数据双交叠以维持立体类型。因此，仅输入第一视图和第二视图以减小在单眼内感知的图像之间的差异，从而减小感知的三维串扰。

图12A和12B是图示作为示例的在根据本公开的第一实施例的自动立体三维显示设备中从左眼和右眼感知的视图和子像素的视图。

此外，图13A和13B是图示作为示例的在根据本公开的第一实施例的自动立体三维显示设备中从左眼和右眼感知的输入数据的视图。

这里，图12A和13A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12B和13B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14和图15是图示作为示例的在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二个。因此，如图12A和12B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进一步存在一个观看菱形，因此如图12A和12B中所示，当左眼感知第一视图时，右眼感知第三视图(参照图14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13A和13B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15的双眼情况)。

图16是图示作为示例的在根据本公开的第一实施例的自动立体三维显示设备中从左眼和右眼感知的图像和三维观看区的视图。

参照图16，如上文所述，可以向图像面板的第一视图和第二视图输入第一视图数据(即，第一视图图像)，并且可以向图像面板的第三视图和第四视图输入第二视图数据(即，第二视图图像)。

在该情况下，观看者的左眼感知第一视图并且观看者的右眼感知第二视图以生成双眼差异，以便观看立体图像。此时，当观看者移动以将观看者的左眼定位在第三视图或第四视图区时，观看者的左眼感知第二视图并且观看者的右眼感知第一视图以看到反转立体图像。

这里，当三维观看区被限定为反转立体图像之间的区时，如图16中所示其变为眼间距离的一半。换言之，正常视图区的比对应于整个区的50％。

接下来，将参照附图详细描述通过应用NVD技术来扩展三维观看区的本公开的第二实施例和第三实施例。

图17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结构和视图数据的视图。

这里，图17图示了作为示例的被应用NVD技术的自动立体三维显示设备的视图结构和视图数据。此外，图17图示了作为示例的八视图双交叠结构。然而，本公开不必限于该视图数目和交叠数目。

参照图17，此时视图的数目是八个，并且应用NVD技术，并且因此视图距离(d2)对应于眼间距离(e)的1/4，即16.25mm。

换言之，当观看菱形230的尺寸被设定为眼间距离(e)的1/2时(以下为了便于说明，称为“NVD基于1/2”)，对其应用双交叠结构，因此视图距离(d2)对应于眼间距离(e)的1/4。

由于根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备如上文所述具有双交叠结构，因此观看者的单眼感知的子像素被四个视图接收。换言之，当观看者位于最优观看距离时，在左眼和右眼之间形成四个观看菱形230。因此，具有与基于眼间距离的四视图双交叠结构的条件相同的条件的NVD基于1/2视图条件可以是八视图双交叠，并且此时的视图映射如后面的图18中所示。

在该情况下，当左眼感知第一视图、第二视图、第三视图和第四视图时，右眼感知第五视图、第六视图、第七视图和第八视图。

这里，可以向图像面板的第一视图、第二视图、第三视图和第四视图输入第一视图数据(即，第一视图图像)，并且可以向图像面板的第五视图、第六视图、第七视图和第八视图输入第二视图数据(即，第二视图图像)。

图18是图示作为示例的在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而写入的像素阵列的视图。

这里，图18示出了作为示例的使用八个视图的像素阵列。然而，本公开不必限于前述视图数目。

这里，在图18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。

参照图18，当作为示例使用八个视图时，当作为示例使用八个视图时，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。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。

为此，三维过滤器可以通过具有倾斜结构的柱状透镜(未示出)实现，该倾斜结构被形成为相对于子像素以预定角度倾斜。

这里，在整个图像面板上重复地应用视图映射和柱状透镜的布局。

这里，当最近的相同视图通过直线连接时，看到红色、绿色和蓝色是不均匀的，并且特定颜色被两次重复示出。

当通过前述结构形成立体三维显示设备时，由于基于布局的水平线、竖直线、其他颜色缺陷等，可能出现图像质量劣化。

因此，本公开的第二实施例如下通过修改的格式形成视图映射和三维过滤器。

图19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结构和视图数据的视图。

这里，图19图示了作为示例的被应用NVD技术的自动立体三维显示设备的视图结构和视图数据。此外，与图17的前述实施例相反，图19图示了作为示例的九视图双交叠结构。换言之，较之图17的前述实施例，作为示例另外添加一个视图并且构成九视图结构。然而，本公开不必限于该视图数目和交叠数目。

参照图19，此时视图的数目是九个，并且应用NVD技术，并且由于被应用与图17相同的NVD技术，因此视图距离(d2)对应于眼间距离(e)的1/4，即16.25mm。

换言之，当观看菱形230的尺寸被设定为眼间距离(e)的1/2时，对其应用双交叠结构，因此视图距离(d2)对应于眼间距离(e)的1/4。

由于根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备如上文所述具有双交叠结构，因此观看者的单眼感知的子像素被四个视图接收。换言之，当观看者位于最优观看距离时，在左眼和右眼之间形成四个观看菱形230。

这里，当观看者的左眼位于第一视图区时，右眼位于第五视图区。此外，当观看者的左眼位于第五视图区时，右眼位于第九视图区。

在该情况下，当左眼感知第一视图、第二视图、第三视图和第四视图时，右眼感知第五视图、第六视图、第七视图和第八视图。

这里，例如，可以向图像面板的第一视图、第二视图、第三视图和第四视图输入第一视图数据(即，第一视图图像)，并且可以向图像面板的第五视图、第六视图、第七视图和第八视图输入第二视图数据(即，第二视图图像)。

图20是图示作为示例的在图19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而写入的像素阵列和柱状透镜布局的视图。

这里，图20示出了作为示例的使用九个视图的像素阵列。然而，本公开不必限于前述视图数目。

这里，在图20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21是图示作为示例的输入到图19中所示的像素阵列的输入数据的视图，其中示出了根据本公开的立体类型图像(即，二视图图像)数据。因此，图21中所示的数值1和2分别指示第一视图图像和第二视图图像。

参照图20，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，当使用九个视图时，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，并且第三视图被分配给第三子像素。此外，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，并且第六视图被分配给第六子像素。此外，第七视图被分配给第七子像素，第八视图被分配给第八子像素，并且第九视图被分配给第九子像素。

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，具有倾斜结构柱状透镜225被形成为相对于子像素的主轴侧成预定角度倾斜。

这里，在整个图像面板上重复地应用视图映射和柱状透镜225的布局。

这里，对比图18，当最近的相同视图通过直线连接时，看到红色、绿色和蓝色被配置成具有平衡。

参照图21，由于NVD基于1/2双交叠结构，通过四个视图输入观看者的单眼感知的子像素。因此，当左眼感知第一视图、第二视图、第三视图和第四视图时，右眼感知第五视图、第六视图、第七视图和第八视图。

这里，可以向图像面板的第一视图、第二视图、第三视图、第四视图和第五视图输入第一视图数据(即，第一视图图像)，并且可以向图像面板的第六视图、第七视图、第八视图和第九视图输入第二视图数据(即，第二视图图像)。在该情况下，观看者的左眼感知第一视图并且观看者的右眼感知第二视图以生成双眼差异，以便观看立体图像。

作为另一示例，在向图像面板的第六视图、第七视图、第八视图和第九视图输入第三视图数据(即，第三视图图像)时，观看者的左眼感知第一视图并且观看者的右眼感知第三视图。在该情况下，较之前述示例，观看者感知的物体之间的深度增加。

当如上文所述使用九个视图时，由于观看菱形的双交叠结构可以输入第一视图图像至第九视图图像，但是输入数据按四交叠以维持立体类型。因此，仅输入第一视图和第二视图图像以减少在单眼内感知的图像之间的差，从而减少感知的三维串扰。

图22是图示作为示例的在图19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从左眼和右眼感知的图像和三维观看区的视图。

参照图22，如上文所述，可以向图像面板的第一视图、第二视图、第三视图、第四视图和第五视图输入第一视图数据(即，第一视图图像)，并且可以向图像面板的第六视图、第七视图、第八视图和第九视图输入第二视图数据(即，第二视图图像)。

在该情况下，当观看者的左眼位于第二视图至第五视图区时，观看者的左眼感知第一视图并且观看者的右眼感知第二视图以生成双眼差异，以便观看立体图像。此时，当观看者移动以使观看者的左眼位于第六视图至第九视图区时，观看者的左眼感知第二视图并且观看者的右眼感知第一视图以看到反转立体图像。

此外，如图21和图22中所示利用立体类型的视图数据执行每个视图的映射，比基本单位宽的视图数据交叠区出现，并且例如对应于图像面板的第一视图位置。

因此，当观看者的左眼感知图像面板的第一示图时，右眼感知图像面板的第五视图。这里，在这两种情况下，由于在相关位置处在两眼之间没有图像差别，因此输入第一视图图像以感知二维图像。

然而，由于在实际情况下在视图之间存在串扰，因此左眼和右眼以混合方式感知具有差异的图像，并且因为该区过小，所以观看者难于将它们感知为二维。结果，具有增加三维观看区的效果。换言之，三维观看区的比对应于整个区的65％。

图23A和23B是图示作为示例的在图19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从左眼和右眼感知的视图和子像素的视图。

此外，图24A和24B是图示作为示例的在图19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从左眼和右眼感知的输入数据的视图。

这里，图23A和24A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23B和24B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25和26是图示作为示例的在图19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从双眼感知的子像素和输入数据的视图。

在邻接视图之间没有三维串扰的理想情况下，观看者在NVD基于1/2双交叠观看菱形上感知的视图数目基于单眼是二个。换言之，如上文所述，单眼感知的视图数目与交叠数目相同。因此，左眼和右眼感知的子像素可以如图23A和23B中所示那样表示。

这里，在根据本公开的第二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的1/2，因此当左眼感知第一视图时，如果没有交叠的观看菱形，则右眼感知第三视图。

因此，由于在双交叠的情况下在左眼和右眼之间还存在三个观看菱形，因此当左眼感知第一视图时，右眼感知第五视图，如图23A和23B中所示的那样(双眼情况参照图25)。

在该情况下，从左眼感知的子像素和从右眼感知的子像素通过至少一个或更多个子像素隔开。换言之，由于左眼和右眼感知的子像素彼此相邻，因此相关技术中的基于眼间距离的情况易于遭受三维串扰，但是由于它们通过一个或更多个子像素隔开，因此本公开的第二实施例的情况防止三维串扰。此外，可以减少输入元素图像的数目，并且因此也可以减少图像翻转，图像翻转是当观看者从正常视图移动到反转视图或者从反转视图移动到正常视图时出现的图像之间的差别。

作为参考，在图23A和23B的情况下，较之图12A和12B，所感知的子像素似乎被部分省略，但是实际上观看者感知的图像的尺寸基本上相同，这是因为子像素被柱状透镜放大。因此，在单眼分辨率的情况下，对于具有相同的视图数目和相同的交叠数目的结构，具有与相关技术的分辨率相同的分辨率。

接下来，图27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结构和视图数据的视图。

这里，图27图示了作为示例的被应用NVD技术的自动立体三维显示设备的视图结构和视图数据。此外，图27图示了作为示例的十二视图三交叠结构。然而，本公开不必限于该视图数目和交叠数目。

参照图27，此时视图的数目是十二个，并且应用NVD技术，并且因此视图距离(d3)对应于眼间距离(e)的1/6，即10.83mm。

换言之，由于对其应用NVD基于1/2三交叠结构，因此视图距离(d3)对应于眼间距离(e)的1/6。

由于根据本公开的第三实施例的自动立体三维显示设备如上文所述具有三交叠结构，因此观看者的单眼感知的子像素被六个视图接收。换言之，当观看者位于最优观看距离时，在左眼和右眼之间形成六个观看菱形330。因此，具有与基于眼间距离的四视图双交叠结构的条件相同的条件的NVD基于1/2视图条件可以是十二视图三交叠，并且此时的视图映射如后面的图28中所示。

换言之，除了前述八视图双交叠之外，具有与基于眼间距离的四视图双交叠结构的条件相同的条件的NVD基于1/2视图条件可以是十二视图三交叠、十六视图四交叠等。

在该情况下，当左眼感知第一视图、第二视图、第三视图、第四视图第五视图和第六视图时，右眼感知第七视图、第八视图、第九视图、第十视图、第十一视图和第十二视图。

这里，可以向图像面板的第一视图、第二视图、第三视图、第四视图第五视图和第六视图输入第一视图数据(即，第一视图图像)，并且可以向图像面板的第七视图、第八视图、第九视图、第十视图、第十一视图和第十二视图输入第二视图数据(即，第二视图图像)。

图28是图示作为示例的在根据本公开的第三实施例的自动立体三维显示设备中通过视图映射而写入的像素阵列的视图。

这里，图28示出了作为示例的使用十二个视图的像素阵列。然而，本公开不必限于前述视图数目。

这里，在图28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。

参照图28，当作为示例使用十二个视图时，当作为示例使用八个视图时，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。此外，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。

为此，三维过滤器可以通过具有倾斜结构的柱状透镜(未示出)实现，该倾斜结构被形成为相对于子像素以预定角度倾斜。

这里，在整个图像面板上重复地应用视图映射和柱状透镜的布局。

这里，与图18相似，当最近的相同视图通过直线连接时，看到红色、绿色和蓝色是不均匀的，并且特定颜色被两次重复示出。

当通过前述结构形成立体三维显示设备时，由于基于布局的水平线、竖直线、其他颜色缺陷等，可能出现图像质量劣化。

因此，本公开的第三实施例如下通过修改的格式形成视图映射和三维过滤器。

图29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结构和视图数据的视图。

这里，图29是其中红色、绿色和蓝色被形成为具有它们之间的平衡的结构，并且是其中将一个视图另外添加到图27的十二视图三交叠结构的十三视图三交叠结构。然而，本公开不必限于该视图数目和交叠数目。

这里，由于视图结构应被配置为具有红色、绿色和蓝色之间的平衡，因此也可以对其应用十四视图三交叠或十五视图三交叠结构，但是应共同确定单眼分辨率、由于二维交叠区引起的观看区的改变等。

参照图29，此时视图的数目是十三个，并且由于被应用与图27相同的NVD技术，因此视图距离(d3)对应于眼间距离(e)的1/6，即10.83mm。

换言之，由于对其应用NVD基于1/2双交叠结构，因此视图距离(d2)对应于眼间距离(e)的1/6。

由于根据本公开的第三实施例的自动立体三维显示设备如上文所述具有三交叠结构，因此观看者的单眼感知的子像素被六个视图接收。换言之，当观看者位于最优观看距离时，在左眼和右眼之间形成六个观看菱形330。

这里，当观看者的左眼位于第一视图区时，右眼位于第七视图区。此外，当观看者的左眼位于第七视图区时，右眼位于第十三视图区。

在该情况下，当左眼感知第一视图、第二视图、第三视图、第四视图、第五视图和第六视图时，右眼感知第七视图、第八视图、第九视图、第十视图、第十一视图和第十二视图。

这里，例如，可以向图像面板的第一视图、第二视图、第三视图、第四视图、第五视图和第六视图输入第一视图数据(即，第一视图图像)，并且可以向图像面板的第七视图、第八视图、第九视图、第十视图、第十一视图和第十二视图输入第二视图数据(即，第二视图图像)。

图30是图示作为示例的在图29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中通过视图映射而写入的像素阵列和柱状透镜布局的视图。

这里，图30示出了作为示例的使用十三个视图的像素阵列。然而，本公开不必限于前述视图数目。

这里，在图30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31是图示作为示例的输入到图29中所示的像素阵列的输入数据的视图，其中示出了根据本公开的立体类型图像(即，二视图图像)数据。因此，图31中所示的数值1和2分别指示第一视图图像和第二视图图像。

参照图30，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，当使用十三个视图时，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，并且第三视图被分配给第三子像素。此外，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，并且第六视图被分配给第六子像素。此外，第七视图被分配给第七子像素，第八视图被分配给第八子像素，并且第九视图被分配给第九子像素。此外，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。

为此，三维过滤器可以通过具有倾斜结构的柱状透镜325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，具有倾斜结构柱状透镜325被形成为相对于子像素的主轴侧成预定角度倾斜。

这里，在整个图像面板上重复地应用视图映射和柱状透镜325的布局。

这里，对比图28，当最近的相同视图通过直线连接时，看到红色、绿色和蓝色被配置成具有平衡。

参照图31，由于NVD基于1/2三交叠结构，通过六个视图输入观看者的单眼感知的子像素。因此，当左眼感知第一视图、第二视图、第三视图、第四视图第五视图和第六视图时，右眼感知第七视图、第八视图、第九视图、第十视图、第十一视图和第十二视图。

这里，可以向图像面板的第一视图、第二视图、第三视图、第四视图、第五视图和第六视图输入第一视图数据(即，第一视图图像)，并且可以向图像面板的第七视图、第八视图、第九视图、第十视图、第十一视图、第十二视图和第十三视图输入第二视图数据(即，第二视图图像)。在该情况下，观看者的左眼感知第一视图并且观看者的右眼感知第二视图以生成双眼差异，以便观看立体图像。

作为另一示例，在向图像面板的第七视图、第八视图、第九视图、第十视图、第十一视图、第十二视图和第十三视图输入第三视图数据(即，第三视图图像)时，观看者的左眼感知第一视图并且观看者的右眼感知第三视图。在该情况下，较之前述示例，观看者感知的物体之间的深度增加。

当如上文所述使用十三个视图时，由于观看菱形的三交叠结构可以输入第一视图图像至第十三视图图像，但是输入数据按六交叠以维持立体类型。因此，仅输入第一视图和第二视图图像以减少在单眼内感知的图像之间的差，从而减少感知的三维串扰。

图32是图示作为示例的在图29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中从左眼和右眼感知的图像和三维观看区的视图。

参照图32，如上文所述，可以向图像面板的第一视图、第二视图、第三视图、第四视图、第五视图和第六视图输入第一视图数据(即，第一视图图像)，并且可以向图像面板的第七视图、第八视图、第九视图、第十视图、第十一视图和第十二视图输入第二视图数据(即，第二视图图像)。

在该情况下，当观看者的左眼位于第二视图至第六视图区时，观看者的左眼感知第一视图并且观看者的右眼感知第二视图以生成双眼差异，以便观看立体图像。此时，当观看者移动以使观看者的左眼位于第八视图至第十三视图区时，观看者的左眼感知第二视图并且观看者的右眼感知第一视图以看到反转立体图像。

此外，如图31和图32中所示利用立体类型的视图数据执行每个视图的映射，比基本单位宽的视图数据交叠区出现，并且例如对应于图像面板的第七视图位置。换言之，生成了二维区，其中与前述九视图双交叠结构相似，视图数据与一个视图交叠。

因此，当观看者的左眼感知图像面板的第七示图时，右眼感知图像面板的第十三视图。这里，在这两种情况下，由于在相关位置处在两眼之间没有图像差别，因此输入第二视图图像以感知二维图像。

然而，如上文所述，由于在实际情况下在视图之间存在串扰，因此左眼和右眼以混合方式感知具有差异的图像，并且因为该区过小，所以观看者难于将它们感知为二维。结果，具有增加三维观看区的效果。换言之，三维观看区的比对应于整个区的53.8％。

图33A和33B是图示作为示例的在图29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中从左眼和右眼感知的视图和子像素的视图。

此外，图34A和34B是图示作为示例的在图29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中从左眼和右眼感知的输入数据的视图。

这里，图33A和34A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33B和34B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35和36是图示作为示例的在图29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中从双眼感知的子像素和输入数据的视图。

在邻接视图之间没有三维串扰的理想情况下，观看者在NVD基于1/2双交叠观看菱形上感知的视图数目基于单眼是三个。换言之，如上文所述，单眼感知的视图数目与交叠数目相同。因此，左眼和右眼感知的子像素可以如图33A和33B中所示那样表示。

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，观看菱形的宽度基于眼间距离的1/2，因此当左眼感知第一视图时，如果没有交叠的观看菱形，则右眼感知第三视图。

因此，由于在三交叠的情况下在左眼和右眼之间还存在五个观看菱形，因此当左眼感知第一视图时，右眼感知第七视图，如图33A和33B中所示的那样(双眼情况参照图35)。

在该情况下，从左眼感知的子像素和从右眼感知的子像素通过至少一个或更多个子像素隔开。换言之，由于左眼和右眼感知的子像素彼此相邻，因此相关技术中的基于眼间距离的情况易于遭受三维串扰，但是由于它们通过一个或更多个子像素隔开，因此本公开的第三实施例的情况防止三维串扰。此外，可以减少输入元素图像的数目，并且因此也可以减少图像翻转，图像翻转是当观看者从正常视图移动到反转视图或者从反转视图移动到正常视图时出现的图像之间的差别。

另一方面，除了眼间距离的1/2倍之外，观看菱形的尺寸可以被设定为眼间距离的a/n倍，诸如1/3、1/4等(其中a和n是满足条件a<n的自然数)，并且在该情况下，由左眼感知的子像素和由右眼感知的子像素通过两个、三个和其他子像素隔开。

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。

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 (9)

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视图以输出立体类型的视图数据，其中m是自然数；以及

三维过滤器，被设置在所述图像面板的前表面上以对所输出的视图数据的光轴进行划分，以在观看距离处形成通过第一视图图像和第二视图图像显示的观看菱形，

其中所述观看菱形彼此交叠，同时所述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。

2.根据权利要求1所述的自动立体三维显示设备，其中基于最近的相邻的三个视图，将第一视图至第m视图分配给所述图像面板以便将红色、绿色和蓝色设定为1:1:1。

3.根据权利要求1所述的自动立体三维显示设备，其中通过所述图像面板输出的所述立体类型的视图数据具有选择性地二维的认知域。

4.根据权利要求1所述的自动立体三维显示设备，其中当使用m个视图时，输入数据按(m-1)/2交叠。

5.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相对于所述子像素成预定角度倾斜的柱状透镜。

6.根据权利要求1所述的自动立体三维显示设备，其中所述第一视图图像在所述图像面板的第一视图至第(m-1)/2视图中输入，并且所述第二视图图像在所述图像面板的第(m+1)/2视图至第m视图中输入。

7.根据权利要求1所述的自动立体三维显示设备，进一步包括：

向定时控制器供给所述立体类型的视图数据的主机系统，

其中所述立体类型的视图数据包括用于左眼的视图数据和用于右眼的视图数据。

8.根据权利要求1所述的自动立体三维显示设备，其中所述三维显示设备由于使用所述立体类型的视图数据，因而不具有多视图转换器。

9.根据权利要求1所述的自动立体三维显示设备，进一步包括：

间隙玻璃，其置于所述图像面板和所述三维过滤器之间，

其中调整所述间隙玻璃的厚度，以便将所述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。