JP2014106532A

JP2014106532A - 立体画像表示装置

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Publication number: JP2014106532A
Application number: JP2013222929A
Authority: JP
Inventors: Gyeong-Ub Moon; 景業文; Hyun-Seok Ko; 賢錫高
Original assignee: Samsung Display Co Ltd
Current assignee: Samsung Display Co Ltd
Priority date: 2012-11-27
Filing date: 2013-10-28
Publication date: 2014-06-09
Also published as: EP2736256B1; EP2736256A1; US9317975B2; KR20140067575A; CN103841398A; US20140146040A1

Abstract

【課題】表示用のパネルが観察者の両眼を結ぶ方向に対して相対的に傾斜した場合でも３次元イメージ画像を容易に観察できる３次元イメージ表示方法を具現する立体画像表示装置を提供する。
【解決手段】パネル１００、相対観察者角度判断部、光変換部材を含む。パネルは複数のピクセルを含み、画像を表示する。相対観察者角度判断部は、パネルに対する観察者４００の両眼を結ぶ方向の相対的な角度を判断する。光変換部材は、相対観察者角度θに基づいてパネルの画像を前記観察者の左眼及び右眼に伝達するために、２次元マトリックス形状に配列された複数個の光変換ユニットを含んで光学パターンを生成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、立体画像表示装置に係り、より詳細には観察者の視点変化に対応する３次元（３Ｄ）イメージ表示方法を実行する立体画像表示装置に関する。

３次元立体画像を表示するために多くの技術が適用されている。駆動周期に合わせて左右の視野を交互にオープンするシャッタメガネ（ＳｈｕｔｔｅｒＧｌａｓｓ）を利用する方式、偏光フィルムを利用するＦＰＲ（ＦｉｌｍＰａｔｔｅｒｎｅｄＲｅｔａｒｄｅｒ）方式、非メガネ方式などが３次元立体画像を表現するために使われている。

このような方式は、画面の傾斜方向と観察者の両眼を結ぶ方向が一致した場合にのみ正常な３次元立体画面認識が可能になる。

従って、画面に対して観察者の両眼を結ぶ方向が傾斜すると、ＦＰＲ方式の場合には、メガネとパネルの偏光角度の差によって輝度が著しく減少する可能性があり、非メガネ方式の場合には、左／右両眼の認識される地点の変化によって３次元立体画像が視認されないこともある。

また、画面に対して観察者の両眼を結ぶ方向が傾斜すると、観察者に画面が認識されても、画面上に表示されるイメージデータの傾斜方向と観察者の両眼を結ぶ方向とが一致しなくなる。従って、観察者は３次元立体画像の正確なイメージが見られなくなる。

また、非メガネ方式の場合には画面に対して観察者の両眼を結ぶ方向が傾斜する場合、観察者の３次元立体画像に対する左右最適視点が変化することになる。観察者は左側と右側をまともに区分して見ることができないのでクロストーク（ｃｒｏｓｓｔａｌｋ）を誘発することになる。

特に、モバイル装置のような小型表示装置の場合には、画面に対して観察者の両眼を結ぶ方向が傾斜する場合が頻繁にある。従って、画面に対して観察者の両眼を結ぶ方向が傾斜する場合にも観察者が３次元立体画像を安楽に観察できる装置の考案が必要である。

韓国公開特許第２０１１−００９８２５３号明細書韓国公開特許第２０１２−０００４８５５号明細書米国公開特許第２０１１／０３０４４７２号明細書米国公開特許第２００２／０１１３８６８号明細書

本発明は前記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、表示用のパネルが観察者の両眼を結ぶ方向に対して相対的に傾斜した場合でも３次元イメージ画像を容易に観察できる３次元イメージ表示方法を具現する立体画像表示装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、観察者がより安楽な環境で３次元イメージを観察できる３次元イメージ駆動方法を具現する立体画像表示装置を提供することにある。

上述した本発明の目的を達成するための一実施形態による立体画像表示装置は、パネル、相対観察者角度判断部、及び光変換部材を含む。前記パネルは、複数のピクセルを含んで、画像を表示する。前記相対観察者角度判断部は、前記パネルに対する観察者の両眼を結ぶ方向の角度を判断する。前記光変換部材は、前記相対観察者角度に基づいて前記パネルの画像を前記観察者の左眼及び右眼に伝達するために、２次元マトリックス形状に配列された複数個の光変換ユニットを含んで光学パターンを生成する。

一実施形態において、前記光学パターンは、前記相対観察者角度に基づいて傾斜してもよい。

一実施形態において、前記光学パターンは、前記観察者の前記パネルからの距離に基づいて調節されてもよい。

一実施形態において、前記光学パターンは、透過領域が縞（ｓｔｒｉｐｅ）状に形成されるバリアパターンであってもよい。前記光学パターンは、前記観察者の前記パネルからの距離が増加するほど前記光学パターンの隣接する透過領域の間隙（ｇａｐ）が増加することができる。

一実施形態において、前記光学パターンは、曲線状に形成されるバリアパターンであってもよい。前記光学パターンは、前記観察者の前記パネルからの距離が増加するほど前記光学パターンの隣接した透過領域の距離が増加することができる。前記光学パターンは、前記観察者の前記パネルからの距離が増加するほど、前記曲率が減少することができる。

一実施形態において、前記光学パターンは、折れ線状に形成されるバリアパターンであってもよい。前記光学パターンは、前記観察者の前記パネルからの距離が増加するほど、前記光学パターンの隣接した透過領域の距離が増加することができる。前記光学パターンは、前記観察者の前記パネルからの距離が増加するほど前記折れ線の角度が減少することができる。

一実施形態において、前記光学パターンは、前記観察者の前記ピクセルからの距離に基づいて調節されてもよい。

上述した本発明の目的を達成するための一実施形態による３次元イメージ表示方法は、パネルに対する観察者の眼球の相対的な角度である相対観察者角度を判断する段階及び前記相対観察者角度に基づいて変換されたイメージを出力する段階を含む。

一実施形態において、前記パネルは、イメージを表示するイメージ表示パネル及び前記表示パネル上に位置してバリアパターンを形成するバリアパネルを含み、前記相対観察者角度に基づいて変換されたイメージを出力する段階は、前記相対観察者角度に基づいて前記バリアパターンを制御する段階を含んでもよい。

一実施形態において、前記バリアパネルは、前記バリアパターンを２次元マトリックスで表現されてもよい。

一実施形態において、前記バリアパターンは、互いに平行する複数の直線パターンを有してもよい。

一実施形態において、前記バリアパターンの複数の直線パターンの幅と離隔距離は、前記相対観察者角度に基づいて調節されてもよい。

一実施形態において、前記バリアパターンの複数の直線パターンの幅と離隔距離は、前記相対観察者角度が増加するにつれて減少されてもよい。

一実施形態において、前記相対観察者角度を判断する段階は、前記パネルの絶対的な角度を計算する段階と、前記観察者の眼球の絶対的な角度を測定する段階と、前記パネルの絶対的な角度及び前記観察者の眼球の絶対的な角度を利用して前記相対観察者角度を計算する段階とを含む。

一実施形態において、前記パネルの絶対的な角度を計算する段階は、前記パネルに付着したパネルセンサを利用することを含んでもよい。

一実施形態において、前記観察者の眼球の絶対的な角度を測定する段階は、前記観察者の眼球を認識するセンサを利用することを含んでもよい。

一実施形態において、前記観察者の眼球の絶対的な角度を測定する段階は、前記観察者が着用したメガネに付着したセンサを利用することを含んでもよい。

一実施形態において、前記相対観察者角度を判断する段階は、前記パネルに付着した前記観察者の眼球を認識するセンサを利用することを含んでもよい。

一実施形態において、前記相対観察者角度に基づいて変換されたイメージを出力する段階は、指向性バックライトによって前記観察者の視点に応じた光の経路を形成し、前記相対観察者角度に応じて前記指向性バックライトが傾斜したマトリックス形状に分割して表示されることを含んでもよい。

一実施形態において、前記相対観察者角度に基づいて変換されたイメージを出力する段階は、液晶レンズを用いて出力されたイメージが前記観察者の視点に応じたイメージを提供し、前記相対観察者角度に応じて前記液晶レンズが傾斜したマトリックス形状に分割して表示されることを含んでもよい。

一実施形態において、前記相対観察者角度に基づいて変換されたイメージを出力する段階は、前記相対観察者角度に基づいて生成される３次元イメージの視差角度を補正することを含んでもよい。

一実施形態において、前記相対観察者角度に基づいて生成される３次元イメージの視差角度を補正することは、前記観察者の視点に応じた左眼用画像及び右眼用画像の視点差を前記相対観察者角度と同じ方向に平行移動して補正することを含んでもよい。

一実施形態において、前記パネルに対する前記観察者の相対的な位置である相対観察者位置を感知する段階及び前記相対観察者位置に基づいて前記３次元イメージデータを補正する段階をさらに含んでもよい。

一実施形態において、前記相対観察者位置に基づいて前記３次元イメージデータを補正する段階は、前記観察者位置を基準として認知される対象物体の部分をデータコンバートを通じて再構成して、前記３次元イメージデータを補正することを含んでもよい。

一実施形態において、前記観察者の眼球の離隔距離である眼球離隔距離を測定する段階及び前記眼球離隔距離に基づいて前記３次元イメージデータを補正する段階をさらに含んでもよい。

一実施形態において、前記眼球離隔距離が通常の眼球離隔距離より小さい場合には、前記３次元イメージデータのうち、近距離の左右イメージを交差する補正を行ってもよい。

一実施形態において、前記眼球離隔距離が通常の眼球離隔距離と類似する場合には、前記３次元イメージデータのうち、中距離の左右イメージを交差する補正を行ってもよい。

一実施形態において、前記眼球離隔距離が通常の眼球離隔距離より大きい場合には、前記３次元イメージデータのうち、遠距離の左右イメージを交差する補正を行ってもよい。

一実施形態において、前記観察者の眼球の水晶体の厚さである観察者の水晶体の厚さを測定する段階及び前記観察者の水晶体の厚さに基づいて前記３次元イメージデータを補正する段階をさらに含むんでもよい。

一実施形態において、前記観察者の水晶体の厚さが通常の水晶体の厚さより厚い場合には、前記３次元イメージデータのうち、近距離の左右イメージを交差する補正を行ってもよい。

一実施形態において、前記観察者の水晶体の厚さが通常の水晶体の厚さより薄い場合には、前記３次元イメージデータのうち、遠距離の左右イメージを交差する補正を行ってもよい。

一実施形態において、３次元イメージ表示方法は、イメージソースの種類を判断する段階をさらに含んでもよい。

一実施形態において、前記イメージソースは、ステレオカメラ画像、２次元画像及び３次元レンダリング画像を含っでもよい。前記ステレオカメラ画像は、前記観察者の左眼画像を表示するための第１カメラ画像及び前記観察者の右眼画像を表示するための第２カメラ画像を含んでもよい。前記３次元レンダリング画像は複数の視点の画像情報を含んでもよい。

一実施形態において、前記３次元イメージ表示方法は、前記イメージソースが前記ステレオカメラ画像である時、前記相対観察者角度に基づいて前記第１カメラ画像及び前記第２カメラ画像の位置を再配置する段階をさらに含んでもよい。

一実施形態において、前記３次元イメージ表示方法は、前記イメージソースが前記２次元画像である時、前記相対観察者角度に基づいて左眼画像及び右眼画像を形成する段階をさらに含んでもよい。

一実施形態において、前記３次元イメージ表示方法は、前記イメージソースが前記３次元レンダリング画像である時、前記観察者の相対的位置に基づいて前記３次元レンダリング画像を補正する段階及び前記補正された３次元レンダリング画像を利用して前記相対観察者角度に基づいて左眼画像及び右眼画像を形成する段階をさらに含んでもよい。

上述の本発明によると、表示用のパネルは光変換部材を備え、パネルの傾斜方向の絶対角度及び観察者の両眼を結ぶ方向の絶対角度を利用して相対観察者角度を求めて、前記相対観察者角度に基づいて補正されたイメージを出力するので、パネルが観察者の両眼を結ぶ方向に対して相対的に傾斜した場合でも３次元イメージ画像を適切に表示できる。

また、前記表示用のパネルが備えるべき光変換部材を具現するバリアパネル、指向性バックライト、液晶レンズなどが提供されるので、表示パネルが観察者の両眼を結ぶ方向に対して相対的に傾斜した場合でも３次元イメージ画像を適切に表示するパネルが提供できる。

また、観察者の眼球離隔距離及び観察者の水晶体の厚さに基づいて３次元イメージを補正できるので、観察者がより安楽な環境で３次元イメージを観察できる。

本発明の一実施形態による３次元イメージ表示方法を示す概念図。本発明の他の実施形態による３次元イメージ表示方法のうち、パネルの角度を計算する方法を示す概念図。本発明の他の実施形態による３次元イメージ表示方法のうち、観察者の角度を計算する方法を示す概念図。本発明の他の実施形態による３次元イメージ表示方法のうち、観察者の角度を計算する方法を示す概念図。本発明の他の実施形態による３次元イメージ表示方法を示す概念図。図５の実施形態による３次元イメージ表示方法のうち、バリアパターンの変化を示す概念図。図５の実施形態による３次元イメージ表示方法のうち、バリアパターンの変化を示す概念図。図５の実施形態による３次元イメージ表示方法のうち、バリアパターンの変化を示す概念図。図５の実施形態による３次元イメージ表示方法のうち、バリアパターンの補正を示す概念図。図５の実施形態による３次元イメージ表示方法のうち、バリアパターンの補正を示す概念図。本発明の他の実施形態による３次元イメージ表示方法のうち、バックライトの駆動を示す概念図。本発明の他の実施形態による３次元イメージ表示方法のうち、液晶レンズパネルの駆動を示す概念図。本発明の他の実施形態による３次元イメージ表示方法のうち、イメージの補正を示す概念図。本発明の他の実施形態による３次元イメージ表示方法のうち、イメージの補正を示す概念図。本発明の他の実施形態による３次元イメージ表示方法のうち、イメージの補正を示す概念図。本発明の他の実施形態による３次元イメージ表示方法のうち、イメージの補正を示す概念図。本発明の他の実施形態による３次元イメージ表示方法のうち、イメージの補正を示す概念図。本発明の他の実施形態による３次元イメージ表示方法のうち、イメージの補正を示す概念図。本発明の他の実施形態による３次元イメージ表示方法のうち、イメージの補正を示す概念図。３次元立体画像を表示する原理を示す概念図。３次元立体画像を表示する原理を示す概念図。本発明の他の実施形態による３次元イメージ表示方法のうち、イメージの補正を示す概念図。本発明の他の実施形態による３次元イメージ表示方法のうち、イメージの補正を示す概念図。本発明の他の実施形態による３次元イメージ表示方法のうち、イメージの補正を示す概念図。本発明の他の実施形態による３次元イメージ表示方法のうち、イメージの補正を示す概念図。本発明の他の実施形態による３次元イメージ表示方法のうち、イメージの補正を示す概念図。本発明の他の実施形態による立体画像表示装置を示す概念図。観察者のパネルからの距離に基づいた図２７のバリアパネルの駆動を示す概念図。観察者のパネルからの距離に基づいた図２７のバリアパネルの駆動を示す概念図。観察者のピクセルからの距離に基づいた図２７のバリアパネルの駆動を示す概念図。相対観察者角度に基づいた本発明の他の実施形態のバリアパネルの駆動を示す概念図。相対観察者角度に基づいた本発明の他の実施形態のバリアパネルの駆動を示す概念図。観察者のピクセルからの距離に基づいた図３１のバリアパネルの駆動を示す概念図。観察者のピクセルからの距離に基づいた図３１のバリアパネルの駆動を示す概念図。相対観察者角度に基づいた本発明の他の実施形態のバリアパネルの駆動を示す概念図。相対観察者角度に基づいた本発明の他の実施形態のバリアパネルの駆動を示す概念図。観察者のピクセルからの距離に基づいた図３５のバリアパネルの駆動を示す概念図。観察者のピクセルからの距離に基づいた図３５のバリアパネルの駆動を示す概念図。本発明の他の実施形態による立体画像表示装置を示す概念図。本発明の他の実施形態による立体画像表示装置を示す概念図。

以下、添付した図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態による３次元イメージ表示方法を示す概念図である。

図１を参照すると、本発明の一実施形態による３次元イメージ表示方法は、パネル１００に対する観察者４００の両眼を結ぶ方向の角度である相対観察者角度θを判断する段階及び前記相対観察者角度に基づいて変換されたイメージ２００を出力する段階を含む。前記相対観察者角度θを判断する段階は、前記パネルの傾斜方向の絶対的な角度を判断する段階、前記観察者の両眼を結ぶ方向の絶対的な角度を測定する段階、並びに前記パネルの傾斜方向の絶対的な角度及び前記観察者の両眼を結ぶ方向の絶対的な角度を利用して前記相対観察者角度θを計算する段階を含む。

パネル１００、特に、小型化されて容易に移動可能なモバイル装置に使われるパネルは、常に水平方向（重力方向に直角な方向）に配置されるとは限らない。その場合、パネル１００は、一定角度だけ傾斜した状態でもイメージ２００を表示でき、パネル１００の傾斜方向Ｄ１００は、パネル１００に付着したセンサなどを用いて測定できる。

また、観察者４００もやはり、常に水平方向に視野を固定してはおらず、両眼を結ぶ方向が傾斜した状態でパネル１００を眺める場合がある。その場合、観察者４００は一定角度に傾斜した両眼を結ぶ方向Ｄ４００を有し、観察者４００の傾斜した両眼を結ぶ方向Ｄ４００も多様な方法で測定可能である。特に、３次元イメージ画像２００を表示する場合には、観察者４００の左右の眼に相異なるイメージを供給して、観察者４００にとって実際に３次元画像を見るような効果を生起する必要がある。
そのためには、パネル１００に対する観察者４００の両眼を結ぶ方向の相対的な角度θ、即ち、パネル１００の傾斜方向Ｄ１００と観察者４００の両眼を結ぶ方向Ｄ４００との間の差である相対観察者角度θ、を確保することが大変重要である。そして、この相対観察者角度θを利用するならば、観察者４００の両眼を結ぶ方向Ｄ４００と、パネル１００の傾斜方向Ｄ１００との双方又は一方が重力方向に対して傾斜した状況でも３次元立体画像を視認できるようにして、あたかも実際に物体を見ているような効果を生起できる。

図２は本発明の他の実施形態による３次元イメージ表示方法のうち、パネルの傾斜角度を計算する方法を示す概念図である。

図２を参照すると、本実施形態によるパネル１００は、パネルセンサ１５０を含む。パネルセンサ１５０は、パネル１００の一部分に付着して、パネル１００の重力方向に対して傾斜方向Ｄ１００がなす角度、即ち、前記パネルの絶対的な傾斜角度を計算する。パネルセンサ１５０は、通常的にモバイル機器で使われるジャイロセンサ重力センサを用いてもよく、重力に対するパネル１００の傾斜角度を測定できる限り、多様な原理を有するセンサを使用できる。

図３は、本発明の他の実施形態による３次元イメージ表示方法のうち、観察者の角度を計算する方法を示す概念図である。

図３を参照すると、眼球認識センサを通じて観察者４００の眼球４１０、４２０を測定して、前記観察者の両眼球を結ぶ線の絶対的な傾斜角度を測定する。或いは、観察者４００の眼球４１０、４２０は、パネルに設置された別途のカメラなどの眼球測定装置（図示せず）を通して相対的な位置を測定できる。観察者４００の眼球４１０、４２０の相対的な位置を測定する前記眼球測定装置の重力方向に対する相対的な傾斜値を利用すれば、観察者４００の眼球４１０、４２０を結ぶ（線に平行な）方向Ｄ４００が重力方向に対してなす角度、即ち、前記観察者の両眼を結ぶ方向Ｄ４００の絶対的な角度を求めることができる。

このようにして観察者４００の両眼を結ぶ方向Ｄ４００の絶対的な角度が測定された場合には、パネル１００の絶対的な傾斜角度を利用して、その差として、パネル１００に対する観察者４００の相対的な傾斜角度である相対観察者角度θを算出できる。このように求めた相対観察者角度θを利用してイメージ２００を処理して観察者にとって実際に物体を見るような効果を生起できる。

前記観察者の眼球を認識する前記眼球認識センサがパネル１００に付着している場合、前記眼球認識センサを通じて相対観察者角度θを直接得ることができる。何故ならば、パネル１００が傾斜する時、前記眼球認識センサも同じ量だけ同じ方向に傾斜することになるので、前記傾斜した眼球認識センサで認識する両眼を結ぶ方向のなす角度、即ち、前記観察者の両眼球を結ぶ線の前記眼球認識センサに対する傾斜角度はそのまま、相対観察者角度θに該当するからである。

図４は本発明の他の実施形態による３次元イメージ表示方法のうち、観察者の角度を計算する方法を示す概念図である。

図４を参照すると、本実施形態による観察者の両眼を結ぶ方向のなす角度を計算する方法においては、観察者４００が使う３次元イメージ用のメガネ３００に付着された眼球認識センサ３１０を利用する。即ち、３次元イメージ用のメガネ３００を使って３次元イメージ画像を表現する場合には、センサ３１０をメガネ３００に付着して前記観察者の両眼を結ぶ方向の絶対角度を求めることができる。センサ３１０としては、パネル１００に付着したセンサと類似のセンサを利用できる。例えば、センサ３１０はジャイロセンサ、又は重力センサである。

従って、センサ３１０を利用して観察者４００の重力方向に対して傾斜した両眼を結ぶ方向Ｄ４００を求めることができ、両眼を結ぶ方向Ｄ４００を利用して前記観察者の眼球４１０、４２０を結ぶ線が重力方向に対してなす絶対的な角度を測定できる。

例えば、観察者４００が傾斜し、パネル１００が傾斜していない場合、前記観察者の両眼を結ぶ方向がなす絶対角度は前記観察者の前記パネルに対する相対角度に該当する。従って、パネル１００が固定された場合にはセンサ３１０を通じて相対観察者角度θをすぐに求めることができる。

図５は本発明の他の実施形態による３次元イメージ表示方法を示す概念図である。
図５を参照すると、本実施形態による３次元イメージ表示方法では、バリアパネル１１０が使われる。バリアパネル１１０はイメージを表示するイメージ表示パネル１００上に位置してバリアパターンを形成する。

バリアパネル１１０を利用して観察者４００に３次元立体画像を表示する原理は以下のとおりである。
バリアパネル１１０は、観察者４００の傾斜した両眼を結ぶ方向Ｄ４００及びパネル１００の傾斜方向Ｄ１００から求められる相対観察者角度θを利用して相対観察者角度θに該当する傾斜を有するバリアパターンを形成する。前記バリアパターンが形成される方向を基準として、観察者４００の位置には左眼画像２００Ｌ及び右眼画像２００Ｒが縞状に交互に表示される。左眼画像２００Ｌ及び右眼画像２００Ｒが表示される間隔が観察者４００の左眼４００Ｌ及び右眼４００Ｒの間隔と一致することになり、観察者は左眼４００Ｌ及び右眼４００Ｒでそれぞれ異なる画像を見ることになる。従って、観察者は左眼４００Ｌ及び右眼４００Ｒを通じて３次元立体画像を認知できる。

バリアパネル１１０は、マトリックス形状に配列された複数個のユニットバリアを含み、パネル１００に向かって供給されるべき光を前記ユニットバリアごとに、透過又は透過しないように制御し、バリアパターンを生成できる。図５に示したようにバリアパターンは、互いに平行した直線形態のバリアが一定の幅を有し一定の間隔で配置される縞状に形成される。バリアパネル１１０は、マトリックス形状に配列された複数個のユニットバリアを、前記縞状のバリアパターンが多様な傾斜を有するように制御できる。
ここで、バリアパネル１１０、ユニットバリア、及びバリアパターンは各々、光変換部材、光変換ユニット、光学パターンの本実施形態における具現例である。

バリアパネル１１０は場合によっては、円形、四角形など縞状とは異なる形態のバリアパターンを生成して、表示すべきイメージに応じて多様な３次元立体画像を提供できる。このようにバリアパネル１１０は、任意のイメージを表示するように、マトリックス形状に配列された複数個のユニットバリアを制御できるので、多様な形態のバリアパターンを容易に形成できる。

図６〜図８は、図５の実施形態による３次元イメージ表示方法のうち、バリアパターンの変化を示す概念図である。

図６〜図８は、相対観察者角度θに基づいてバリアパネル１１０により、それぞれ異なる傾斜を有するように形成されたバリアパターン１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃを示す。バリアパターン１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃは、図から分かるように、各々、相対観察者角度θに基づく所定の傾斜方向Ｄ１１０ａ、Ｄ１１０ｂ、Ｄ１１０ｃに延伸された縞状パターンを含み、２次元マトリックス形状に配列された複数個のユニットバリアにより形成される。
バリアパネル１１０は各々の前記ユニットバリアにおける光の遮断及び透過を個別に制御できるので、多様な形態及び方向を有するバリアパターンを形成できる。従って、相対観察者角度θが変化するにつれバリアパターン１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃがそれぞれ相対観察者角度θの変化に応じて修正されるので、前記観察者がイメージを視聴する途中、相対観察者角度θが変化する場合にも効果的且つ能動的にこれを反映して所望の３次元画像を提供できる。

図９及び図１０は、図５の実施形態による３次元イメージ表示方法のうち、バリアパターンの補正を示す概念図である。

図９を参照すると、３次元イメージ２０１がバリアパネル１１０を通じて観察者４００に伝達される場合には、観察者４００の左眼４００Ｌと右眼４００Ｒとの間隔に基づいてバリアパネル１１０が形成するバリアパターンが調節される。３次元イメージ２０１に対して観察者４００の左眼４００Ｌ及び右眼４００Ｒで認知される画像の間隔は、バリアパネル１１０で形成されるバリアパターンの間隔及び幅に基づいて調節される。

観察者４００がパネル１００に対して相対的に傾斜した場合には、パネル１００の方向Ｄ１００で観察者４００の左眼４００Ｌと右眼４００Ｒとの間隔Ｄがその分減少するので、パネル１００の３次元イメージ２０１が観察者４００に伝達される左眼イメージ２０１Ｌ及び右眼イメージ２０１Ｒの表示間隔を調節しなければならない。即ち、左眼イメージ２０１Ｌは観察者４００の左眼４００Ｌに、右眼イメージ２０１Ｒは観察者４００の右眼４００Ｒに表示されなければならない。

従って、パネル１００の方向Ｄ１００で観察者４００の左眼４００Ｌと右眼４００Ｒとの間隔Ｄが変わる場合には、左眼４００Ｌと右眼４００Ｒとの間隔Ｄに合わせて左眼イメージ２０１Ｌ及び右眼イメージ２０１Ｒの間隔を調節しなければならず、このためには前記バリアパターンの間隔を調節しなければならない。観察者４００の左眼４００Ｌと右眼４００Ｒとの間隔Ｄが狭い場合には、前記バリアパターンの各バリアラインの幅及び間隔を減少しなければならず、観察者４００の左眼４００Ｌと右眼４００Ｒとの間隔Ｄが広い場合には、前記バリアパターンの各バリアラインの幅及び間隔を増加しなければならない。

パネル１００の傾斜方向Ｄ１００における観察者４００の左眼４００Ｌと右眼４００Ｒとの間隔Ｄは、相対観察者角度θを用いて決定できる。一般的な観察者の左眼と右眼の間の距離はほぼ一定であるので、相対観察者角度θに一般的な観察者の両眼の間の平均的な距離を適用して観察者４００の左眼４００Ｌと右眼４００Ｒとの間隔が決定できる。従って、相対観察者角度θを用いて前記バリアパターンの幅と間隔を制御できる。

図１０を参照すると、観察者４００の左眼４００Ｌ及び右眼４００Ｒの間隔Ｄ’が狭くなるにつれてバリアパネル１１０’に形成されるバリアパターンの幅と間隔が狭くなる。相対観察者角度θによって、観察者４００の左眼４００Ｌと右眼４００Ｒとの間隔が狭くなることを認知し、これを用いて前記バリアパターンの幅と間隔を調節する。これによって、パネル１００に表示されるイメージ２０２は、観察者４００の左眼４００Ｌ及び右眼４００Ｒで効果的に視認される。例えば、前記バリアパターンの幅と間隔が縮小され、左眼用画像２０２Ｌと右眼用画像２０２Ｒとの交替周期が短く配置される。従って、観察者４００の両眼の間隔が狭くなるにつれて、観察者４００の左眼４００Ｌ及び右眼４００Ｒに正確に左眼用画像２０２Ｌ及び右眼用画像２０２Ｒが対応して表示される。

図１１は本発明の他の実施形態による３次元イメージ表示方法のうち、バックライトの駆動を示す概念図である。

図１１を参照すると、本実施形態による３次元イメージ表示方法を用いる表示装置は、指向性バックライト５００によって観察者４００の視点に沿った光の経路を形成する。
指向性バックライト５００は、複数個の分割されたバックライト片（ｐｏｒｔｉｏｎ）５１０を含み、複数のバックライト片５１０は、パネル１００に向かって供給されるべきバックライト光を別々に独立的にオン・オフ駆動できる。従って、指向性バックライト５００を利用して任意の光学パターンを提供でき、観察者４００の左眼４００Ｌ及び右眼４００Ｒに相異なるイメージを供給できる。
指向性バックライト５００の各バックライト片５１０は、マトリックス形状に配列して駆動できるので、指向性バックライト５００は、相対観察者角度θに基づいて傾斜した縞状の光学パターンを提供できる。
ここで、指向性バックライト５００、バックライト片５１０、及び光学パターンは各々、光変換部材、光変換ユニット、及び光学パターンの本実施形態における具現例である。
即ち、前記光学パターンは、それぞれ、光を観察者４００の右眼４００Ｒにガイドする右眼領域５３０と、光を観察者４００の左眼４００Ｌにガイドする左眼領域５４０と、から構成される。それぞれのバックライト片５１０は独立的に駆動されて、全体として前記光学パターンを形成する。従って、観察者４００の左眼４００Ｌには左眼用画像２０３Ｌが視認され、観察者４００の右眼４００Ｒには右眼用画像２０３Ｒが視認される。

このように指向性バックライト５００の前記光学パターンを相対観察者角度θに対応して形成する場合には、観察者４００がパネル１００に相対的に傾斜した状態で３次元イメージを視聴する場合にも副作用のない３次元イメージ画像を視聴できる。

図１２は本発明の他の実施形態による３次元イメージ表示方法のうち、液晶レンズパネルの駆動を示す概念図である。

図１２を参照すると、本実施形態による３次元イメージ表示方法を用いる表示装置は、液晶レンズパネル６００を含む。液晶レンズパネル６００は、複数の液晶レンズ６１０を含む。液晶レンズパネル６００に形成される液晶レンズパネル６００の役割は、図５の実施形態によるバリアパネルの機能と類似する。前記バリアパネルは、イメージを部分的に遮断して観察者４００の左眼４００Ｌ及び右眼４００Ｒにそれぞれ他のイメージを表示することであるのに反し、液晶レンズパネル６００は観察者４００の左眼４００Ｌ及び右眼４００Ｒにそれぞれ異なるイメージを表示するために個々の液晶レンズ６１０を独立的に駆動して光を左方又は右方の何れかに屈折させる。液晶レンズパネル６００は、光を屈折させて左眼画像２０４Ｌを形成する左眼領域６３０及び光を屈折させて右眼画像２０４Ｒを形成する右眼領域６４０からなる光学パターンを提供する。その際、液晶パネル６００は、相対観察者角度θに基づいて傾斜した形態で光学パターンを形成する。
ここで、液晶レンズパネル６００、液晶レンズ６１０、及び光学パターンは各々、光変換部材、光変換ユニット、及び光学パターンの本実施形態における具現例である。

このように液晶レンズパネル６００の前記光学パターンを相対観察者角度θに対応して形成する場合には、観察者４００がパネル１００に相対的に傾斜した状態で３次元イメージを視聴する場合にも副作用のない３次元イメージ画像を視聴できる。

図１３〜図１６は本発明の他の実施形態による３次元イメージ表示方法のうち、イメージの補正を示す概念図である。

一般的に３次元イメージ画像は、観察者４００の左眼４００Ｌで認知する画像と右眼４００Ｒで認知する画像の差を実現して観察者４００にとって立体感を感じさせる。従って、基準となる視点で左眼４００Ｌを通じて眺めるイメージ及び右眼４００Ｒを通じて眺めるイメージをそれぞれ表示する。従って、前記左眼イメージ及び右眼イメージは観察者４００の左眼４００Ｌ及び右眼４００Ｒが配置される方向に離隔して配置されなければならない。

前記３次元イメージ表示方法は、イメージソースの種類を判断する段階をさらに含み得る。例えば、前記イメージソースは、ステレオカメラ画像、２次元画像及び３次元レンダリング画像のうちの何れか１つである。

前記イメージソースがステレオカメラ画像である場合、前記イメージソースは、観察者４００の左眼画像を表示するための第１カメラ画像及び観察者４００の右眼画像を表示するための第２カメラ画像を含む。

前記イメージソースがステレオカメラ画像である場合、画像処理部は相対観察者角度θに応じて前記第１カメラ画像及び前記第２カメラ画像を再配置して立体画像を表示する。

前記イメージソースが２次元画像である場合、前記イメージソースは１つの画像である。３次元イメージを表示するために、前記１つの２次元ソース画像は、観察者４００の左眼４００Ｌに表示される左眼画像及び観察者４００の右眼４００Ｒに表示される右眼画像にコンバートされる。

前記イメージソースが２次元画像である場合、画像処理部は、相対観察者角度θに応じて前記左眼画像及び右眼画像を形成する。

前記３次元レンダリング画像は複数の視点の画像情報を含む。従って、前記３次元レンダリング画像は、前記２次元画像に比べて相対的に多くの情報を含む。

前記イメージソースが３次元レンダリング画像である場合、前記イメージソースはパネル１００に対する観察者４００の位置によって変わる多様な画像を提供する。

前記イメージソースが３次元レンダリング画像である場合、画像処理部は観察者４００の位置に合わせて３次元レンダリング画像を補正して、位置補正３次元レンダリング画像を生成する。例えば、前記位置補正は観察者４００の位置によって画像の座標を調整する。前記画像処理部は、前記位置補正された３次元レンダリング画像を観察者４００の左眼４００Ｌに表示される左眼画像及び観察者４００の右眼４００Ｒに表示される右眼画像にコンバートする。前記画像処理部は相対観察者角度θに応じて前記左眼画像及び右眼画像を形成して立体画像を表示する。

図１３を参照すると、観察者４００の左眼４００Ｌ及び右眼４００Ｒが両眼を結ぶ方向Ｄ４００を有する場合、イメージ２０５はイメージ離隔方向Ｄ２０５に離隔して表示される。イメージ２０５がイメージ離隔方向Ｄ２０５に離隔して表示される理由は、観察者４００の左眼４００Ｌ及び右眼４００Ｒの視線が上下方向より左右方向Ｄ４００Ｌ、Ｄ４００Ｒに移動することがより頻繁であるからである。従って、イメージ２０５は相対観察者角度θに応じて補正される。より詳しくは、観察者４００の視点に基づいた左眼用画像及び右眼用画像は、相対観察者角度θに対応する方向に互いに離隔する。即ち、イメージ離隔方向Ｄ２０５は視差補正方向になり、これは以下の実施形態でも同様である。

図１４を参照すると、パネル１００は傾斜せず、観察者４００の両眼を結ぶ方向Ｄ４００だけ傾斜してパネル１００を眺める場合を例示する。この場合、イメージ２０６は、両眼を結ぶ方向Ｄ４００に対応する視差補正（イメージ離隔）方向Ｄ２０６に補正されて表示される。視差補正方向Ｄ２０６は相対観察者角度θに基づいて決定され、イメージ２０６が含む前記左眼用イメージ及び右眼用イメージは、相対観察者角度θに基づいて視差補正方向Ｄ２０６に補正される。

図１５を参照すると、観察者４００は傾斜せずそのまま維持されたまま、パネル１００が一定角度に傾斜した場合を例示する。図１４の場合と同様に、イメージ２０７は、視差補正方向Ｄ２０７に補正されて表示される。視差補正方向Ｄ２０７は相対観察者角度θに基づいて決定される。

図１６を参照すると、観察者４００とパネル１００がそれぞれ傾斜した場合を例示する。図１６では観察者４００は重力方向を基準として第１方向に傾斜して、パネル１００は重力方向を基準として第２方向に傾斜する場合を例示した。図１４の場合と同様に、イメージ２０８は、視差補正方向Ｄ２０８に補正されて表示される。視差補正方向Ｄ２０８は相対観察者角度θに基づいて決定される。

本実施形態においては、観察者４００とパネル１００が互いに反対方向に傾斜する場合を例示したが、これに限定されず、観察者４００とパネル１００が互いに同じ方向に傾斜する場合にも適用可能である。

本実施形態においては、観察者４００とパネル１００が互いに異なる方向の角度に傾斜する場合を例示したが、これに限定されず、観察者４００とパネル１００が互いに同じ方向の角度に傾斜する場合にも適用可能である。特に例えば、観察者４００とパネル１００が互いに同一角度に傾斜する場合、相対観察者角度θは０度になり、パネル１００のイメージ２０８は補正を要しない。

図１７〜図１９は、本発明の他の実施形態による３次元イメージ表示方法のうち、イメージの補正を示す概念図である。

本実施形態において、前記イメージソースは３次元レンダリング画像であってもよい。本実施形態によるイメージ補正はパネル１００に対する観察者４００の相対的な位置を基準とする。パネル１００に対する観察者４００の相対的な位置を感知し、観察者４００の位置に基づいて３次元イメージ２００ａ、２００ｂ、２００ｃを補正する。前記イメージの補正に当たっては、観察者４００位置を基準として認知される対象物体の部分を、データコンバートを通じて再構成して前記３次元イメージデータとして出力する。

図１７を参照すると、観察者４００は、パネル１００に対して左に偏って位置する。観察者４００はパネル１００に対して左に偏って位置するので、正常な位置から眺めるよりは、対象物体の左側部分をさらに観察できる。従って、補正された３次元イメージ２００ａは、一般的なイメージよりは、もう少し左側面に位置する部分をさらに含む形態で補正される。このようなデータは、３次元イメージを構成する場合に別途のデータをさらに含んで観察者の相対的な位置に基づいてデータを再構成できるようにする。実質的に補正された３次元イメージ２００ａは、正面から眺める時に、見えない部分をさらに含む形態に補正される。従って、既存２次元的なイメージ以外に別途のイメージをさらに含まなければならない。場合によっては観察者の相対的な位置に基づいたイメージを左側面用、右側面用、上面用、下面用などに分類して付加的に準備しておく。

図１８を参照すると、観察者４００はパネル１００に対して右方に偏って位置する。観察者４００はパネル１００に対して右方に偏って位置するので、正常な位置から見ることよりは、対象物体の右側の部分をさらに観察できる。従って、補正された３次元イメージ２００ｂは、一般的なイメージよりは、もう少し右側面に位置する部分をさらに含む形態に補正される。

図１９を参照すると、観察者４００はパネル１００に対して下方に偏って位置する。観察者４００はパネル１００に対して下方に偏って位置するので、正常な位置から見ることよりは、さらに対象物体の下方の部分を見ることができる。従って、補正された３次元イメージ２００ｃは一般的なイメージよりは、もう少し下側面に位置する部分をさらに含む形態に補正される。

図２０及び図２１は、３次元立体画像を表現する原理を示す概念図である。

図２０及び図２１を参照すると、３次元立体イメージ２０９は、左眼用画像２０９Ｌ及び右眼用画像２０９Ｒを含む。同じ位置で左眼及び右眼を使って対象を見る場合には、左眼で見る視点と右眼で見る視点が異なるので、同じ対象でも異なる画像が認知される。例えば、遠距離に位置する物体は距離上の変化が少なく、近距離に位置する物体は距離上の変化が大きいこともある。従って、３次元立体イメージを構成するためには左眼用画像２０９Ｌ及び右眼用画像２０９Ｒを別途準備し、これらを組み合わせたイメージ２０９ＬＲを出力して観察者に立体感を感じさせる。このような点に着眼して、観察者の眼球の離隔距離である眼球離隔距離を測定して前記眼球離隔距離に基づいて３次元イメージデータを補正できる。組み合わせたイメージ２０９ＬＲは、左眼用画像２０９Ｌ及び右眼用画像２０９Ｒを同時に出力した時に観察できるイメージであるが、観察者には左眼及び右眼にそれぞれ別々に認知されるので、図で示したように重畳した画像が観察者に実際に認知されることはない。

図２２〜図２４は本発明の他の実施形態による３次元イメージ表示方法のうち、イメージの補正を示す概念図である。

図２２を参照すると、実際の観察者が近い３次元イメージ２１１ＬＲを見ようとする場合には、左眼４００Ｌ及び右眼４００Ｒの瞳が互いに近くに移動する。その場合、観察者が近い３次元イメージ２１１ＬＲを観察しようとする意図で無意識的に瞳が移動するが、実質的に、観察者がこのような瞳の位置を維持することは困難で、観察者が前記瞳の位置を維持しながら画像を見る場合には激しい疲労感を感じる。従って、前記観察者の左眼４００Ｌ及び右眼４００Ｒに位置する瞳の眼球離隔距離を測定して、観察者がもう少し安楽な環境で３次元立体画像を観察できるように近い３次元イメージ２１１ＬＲを補正する。

図２２を再び参照すると、観察者は特に最近距離にあるイメージ‘Ｃ’を観察できるように両眼の瞳を中央に向かって集める。前記眼球離隔距離が通常の眼球離隔距離より小さい場合には近い３次元イメージ２１１ＬＲ中の最近距離の左、右イメージ‘Ｃ’を重畳するように補正する。従って、近距離イメージ‘Ｃ’が重畳するように補正された近い３次元イメージ２１１ＬＲａを出力し、この時、観察者は再び元の状態の眼球離隔距離を維持しながら近距離画像を視聴できる。

図２３を参照すると、観察者は所望の中距離のイメージ‘Ｂ’を眺め続けているので、通常の眼球離隔距離を維持しながらイメージを視聴する。この場合には３次元イメージ２１２ＬＲを更に補正する過程は不要である。

図２４を参照すると、観察者は、遠距離のイメージ‘Ａ’を観察するために前記眼球離隔距離を通常の眼球離隔距離より広げようとする。実質的に通常の眼球離隔距離より眼球離隔距離を広げることは容易ではない。従って、前記眼球離隔距離が前記通常の眼球離隔距離より広い場合には、前記眼球離隔距離が前記通常の眼球離隔距離より狭い場合に比べてもう少し敏感な程度で前記３次元イメージを補正する。即ち、前記眼球離隔距離が通常の眼球離隔距離より大きい場合には、３次元イメージ２１３ＬＲ中の遠距離の左右イメージ‘Ａ’を重畳する補正を行う。従って、遠距離イメージ‘Ａ’が重畳するように補正された３次元イメージ２１３ＬＲａが出力され、この時、観察者は再び元の状態の眼球離隔距離を維持しながら遠距離画像を視聴できる。

図２５及び図２６は、本発明の他の実施形態による３次元イメージ表示方法のうち、イメージの補正を示す概念図である。

本実施形態によるイメージの補正は、観察者の眼球の水晶体の厚さに基づいてイメージを補正する方法である。観察者が３次元イメージ２１４ＬＲ中の近距離画像を見る場合、及び、遠距離画像を見る場合によって、前記観察者の眼球の水晶体の厚さは、各々４１０ａ、４１０ｂのように変化する。図２２〜図２４の実施形態と同様に、遠距離画像及び近距離画像を見るために観察者の眼球が無意識的に変化することはできるが、観察者に疲労感乃至苦痛をもたらす。そこで、観察者が見る３次元イメージ情報を補正することで観察者は安楽な環境で３次元イメージを観察できるようにする。

具体的には図２５を参照すると、近距離画像‘Ｃ’を見るための前記観察者の水晶体の厚さ４１０ａは、通常の中距離を見る観察者の水晶体の厚さ４１０ｃより厚い。前記観察者の水晶体の厚さ４１０ａが通常の観察者の水晶体の厚さ４１０ｃより厚い場合には、前記３次元イメージ２１４ＬＲで近距離の左右イメージ‘Ｃ’を重畳するよう補正する。前記近距離の左右イメージ‘Ｃ’が交差した３次元イメージ２１４ＬＲａは近い物体を安楽に観察できるように補正されたので、観察者の水晶体の厚さは通常の観察者の水晶体の厚さ４１０ｃに戻り、観察者は安楽な環境で３次元立体イメージを観察できる。

また図２６を参照すると、遠距離画像‘Ａ’を見るための前記観察者の水晶体の厚さ４１０ｂは、通常の中距離を見る観察者の水晶体の厚さ４１０ｃより薄い。前記観察者の水晶体の厚さ４１０ｂが通常の観察者の水晶体の厚さ４１０ｃより薄い場合には３次元イメージデータ２１５ＬＲで遠距離の左右イメージ‘Ａ’を重畳するよう補正する。前記遠距離の左右イメージ‘Ａ’が交差した３次元イメージ２１５ＬＲａは遠方の物体を安楽に観察できるように補正されたので、観察者の水晶体の厚さは通常の観察者の水晶体の厚さ４１０ｃに戻り、観察者は安楽な環境で３次元立体イメージを観察できる。

図２７は本発明の他の実施形態による立体画像表示装置を示す概念図である。

図２７を参照すると、立体画像表示装置はパネル１００及びバリアパネル１１０を含む。パネル１００はマトリックス形状に配置される複数のピクセルを含む。パネル１００は前記ピクセルを利用して画像を表示する。バリアパネル１１０はパネル１００上に配置され、パネル１００の画像を選択的に透過及び遮断してパネル１００の画像を観察者４００の両眼に伝達する。

本実施形態では、パネル１００及びバリアパネル１１０は、時分割駆動される。第１サブフレームにパネル１００は左眼画像を表示し、バリアパネル１１０はパネル１００の画像が観察者４００の左眼に視認されるようにする第１透過状態を有する。第２サブフレームにパネル１００は右眼画像を表示し、バリアパネル１１０はパネル１００の画像が観察者４００の右眼に視認されるようにする第２透過状態を有する。

図２８及び図２９は観察者の、パネルからの距離に基づいた図２７のバリアパネルの駆動を示す概念図である。図３０は観察者の、ピクセルからの距離に基づいた図２７のバリアパネルの駆動を示す概念図である。既に説明したように、バリアパネル１１０は２次元マトリックス形状を有するので、自由なバリアパターン（一般的には、光学パターンを含む）を実現できる。本実施形態において、バリアパネル１１０は縞状のバリアパターンを有する場合を例示する。既に、図６〜図８を参照して、相対観察者角度θに基づいて前記バリアパターンが傾斜するように駆動されることについて説明した。

図２７〜図３０を参照すると、前記バリアパターンは観察者４００の、パネル１００又はパネル１００上のピクセルからの距離に基づいて調節される。選択的に、これと類似に、前記バリアパターンは観察者４００のバリアパネル１１０又はバリアパネル１１０上の光変換ユニットからの距離に基づいて調節される。パネル１００とバリアパネル１１０は、非常に隣接して配置されるので、以下において、パネル１００からの観察者４００の距離とバリアパネル１１０からの観察者４００の距離とを区別しない。

例えば、観察者４００の、パネル１００からの距離が増加するほど前記バリアパターンの隣接する透過領域の間の間隔が増加する。

図２８において、観察者４００はパネル１００から第１距離Ｄ１に位置する。この時、前記バリアパターンの隣接した透過領域は第１間隔ｗ１を有する。図２９において、観察者４００はパネル１００から第１距離Ｄ１より大きい第２距離Ｄ２に位置する。この時、前記バリアパターンの隣接した透過領域は第１間隔ｗ１より大きい第２間隔ｗ２を有する。

選択的には、前記バリアパターンは観察者４００のパネル１００のピクセルからの距離に基づいて調節される。例えば、観察者４００のピクセル１００からの距離が増加するほど前記バリアパターンの透過領域の間の間隔が増加する。

即ち、図３０において、観察者４００はパネル１００の中心に配置されたピクセルから第３距離Ｄ３に位置する。この時、バリアパネル１１０の中心部に配置された透過領域は第３間隔ｗ３を有する。反面、観察者４００はパネル１００の端部に配置されたピクセルから第４距離Ｄ４に位置する。この時、バリアパネル１１０の端部に配置された透過領域は第３間隔ｗ３より大きい第４間隔ｗ４を有する。この場合、ピクセルと観察者の距離は水平距離でのみ評価する。

図３１及び図３２は、相対観察者角度による本発明の他の実施形態のバリアパネルの駆動を示す概念図である。図３３及び図３４は観察者のピクセルからの距離に基づいた図３１のバリアパネルの駆動を示す概念図である。

本実施形態において、バリアパネル１１０Ａは曲線型のバリアパターンを有する場合を例示する。この場合、ピクセルと観察者の距離は水平・垂直距離を考慮した絶対距離で評価する。

図３１及び図３２を参照すると、前記曲線型のバリアパターンは、相対観察者角度θに基づいて前記バリアパターンが傾斜するように駆動される。

図３１において、観察者の方向Ｄ４００はパネル１００の方向と一致し、前記曲線型のバリアパターンは概して観察者の方向Ｄ４００に対して垂直方向である。

図３２において、観察者の方向Ｄ４００はパネル１００の方向から傾斜し、前記曲線型のバリアパターンは概して観察者の方向Ｄ４００に対して垂直方向である。

図３３及び図３４を参照すると、前記バリアパターンは観察者４００のパネル１００からの距離に基づいて調節される。

例えば、観察者４００のパネル１００からの距離が増加するほど前記バリアパターンの透過領域の間の間隔が増加する。

図３３において、観察者４００はパネル１００から第５距離Ｄ５に位置する。この時、前記バリアパターンの隣接した透過領域は第５間隔ｗ５を有する。図３４において、観察者４００はパネル１００から第５距離Ｄ５より大きい第６距離Ｄ６に位置する。この時、前記バリアパターンの隣接した透過領域は、第５間隔ｗ５より大きい第６間隔ｗ６を有する。

また、観察者４００のパネル１００からの距離が増加するほど前記バリアパターンの透過領域の曲率が減少する。

本実施形態において、観察者４００がパネル１００に近い場合には前記バリアパターンは円形に近いパターンを有する。この時、前記円の中心はパネル１００に対する観察者４００の相対的位置に対応する。反対に、観察者４００がパネル１００から遠い場合には前記バリアパターンは実質的に直線型に近いパターンを有する。

前記バリアパターンは観察者４００のパネル１００のピクセルからの距離に基づいて調節され得る。例えば、観察者４００のピクセル１００からの距離が増加するほど前記バリアパターンの透過領域の間の間隔が増加する。

図３５及び図３６は相対観察者角度による本発明の他の実施形態のバリアパネルの駆動を示す概念図である。図３７及び図３８は観察者のピクセルからの距離に基づいた図３５のバリアパネルの駆動を示す概念図である。

本実施形態において、バリアパネル１１０Ｂは折れ線形のバリアパターンを有する場合を例示する。ここで折れ線形のバリアパターンとは、縞状のバリアパターンであって、各縞の輪郭が折れ線を含むバリアパターンである。

図３５及び図３６を参照すると、前記折れ線形のバリアパターンは相対観察者角度θに基づいて前記バリアパターンが傾斜するように駆動される。

図３５において、観察者の方向Ｄ４００はパネル１００の方向と一致し、前記折れ線形のバリアパターンは概して観察者の方向Ｄ４００に対して垂直方向である。

図３６において、観察者の方向Ｄ４００はパネル１００の方向から傾斜し、前記折れ線形のバリアパターンは概して観察者の方向Ｄ４００に対して垂直方向に傾斜する。

図３７及び図３８を参照すると、前記バリアパターンは観察者４００のパネル１００からの距離に基づいて調節される。

図３７において、観察者４００はパネル１００から第７距離Ｄ７に位置する。この時、前記バリアパターンの隣接した透過領域は、第７間隔ｗ７を有する。図３８において、観察者４００はパネル１００から第７距離Ｄ７より大きい第８距離Ｄ８に位置する。この時、前記バリアパターンの隣接した透過領域は第７間隔ｗ７より大きい第８間隔ｗ８を有する。

また、観察者４００のパネル１００からの距離が増加するほど前記バリアパターンの透過領域の輪郭の折れ線の曲げ角度が減少する、即ち、輪郭の折れ線が直線に近くなる。

本実施形態において、観察者４００がパネル１００に近い場合には、前記バリアパターンの透過領域の輪郭の折れ線は大きい曲げ角度を有する。反対に、観察者４００がパネル１００から非常に遠い場合には、前記バリアパターンの透過領域の輪郭の折れ線は実質的に直線型に近いパターンを有する。

前記バリアパターンは、観察者４００のパネル１００のピクセルからの距離に基づいて調節され得る。例えば、観察者４００のピクセル１００からの距離が増加するほど前記バリアパターンの透過領域の間の間隔が増加する。

図３９は本発明の他の実施形態による立体画像表示装置を示す概念図である。

図３９を参照すると、立体画像表示装置はパネル１００及び指向性バックライト５００を含む。パネル１００はマトリックス形状に配置される複数のピクセルを含む。パネル１００は前記ピクセルを利用して画像を表示する。指向性バックライト５００はパネル１００の下面に配置され、パネル１００に提供される光の経路を変更して、パネル１００の画像を観察者４００の両眼に伝達する。

例えば、パネル１００及び指向性バックライト５００は、時分割駆動されてもよい。第１サブフレームに、パネル１００は左眼画像を表示し、指向性バックライト５００はパネル１００の画像が観察者４００の左眼に視認されるようにする第１光経路を形成する光学パターンを提供する。第２サブフレームに、パネル１００は右眼画像を表示し、指向性バックライト５００はパネル１００の画像が観察者４００の右眼に視認されるようにする第２光経路を形成する光学パターンを提供する。

例えば、指向性バックライト５００は、光を生成する光源５５０、光源５５０上に配置されるレンズ部５６０及びレンズ部５６０上に配置されるバリア部５７０を含む。

指向性バックライト５００は、２次元マトリックス形状に配列されたバックライト片を有するので、自由な光学パターンを具現できる。指向性バックライト５００は、図２７〜図３８にて説明したバリアパターンのように前記相対観察者角度に基づいて傾斜する光学パターンを提供でき、前記観察者の前記パネルからの距離に基づいて調節され、前記観察者の前記ピクセルからの距離に基づいて調節され得る。

具体的に、図２８〜図３０において説明した直線型の縞状バリアパターンは、指向性バックライト５００の光学パターンに適用できる。図３１〜図３４において説明した曲線型の縞状バリアパターンは、指向性バックライト５００の光学パターンに適用でき、図３５〜図３８において説明した折れ線形の縞状バリアパターンは、指向性バックライト５００の光学パターンに適用できる。

図４０は本発明の他の実施形態による立体画像表示装置を示す概念図である。

図４０を参照すると、立体画像表示装置はパネル１００及び液晶レンズパネル６００を含む。パネル１００はマトリックス形状に配置される複数のピクセルを含む。パネル１００は前記ピクセルを利用して画像を表示する。液晶レンズパネル６００は、パネル１００上に配置され、パネル１００の画像を屈折して観察者４００の両眼に伝達する。

例えば、パネル１００及び液晶レンズパネル６００は、時分割駆動される。第１サブフレームに、パネル１００は左眼画像を表示し、液晶レンズパネル６００は、パネル１００の画像が観察者４００の左眼に視認されるようにする第１光経路を形成する光学パターンを提供する。第２サブフレームに、パネル１００は右眼画像を表示し、液晶レンズパネル６００は、パネル１００の画像が観察者４００の右眼に視認されるようにする第２光経路を形成する光学パターンを提供する。

液晶レンズパネル６００は、２次元マトリックス形状に配列された液晶レンズを有するので、自由な形状の光学パターンを具現できる。液晶レンズパネル６００は、図２７〜図３８において説明したバリアパターンのように、前記相対観察者角度に基づいて傾斜する光学パターンを提供でき、前記観察者の前記パネルからの距離に基づいて調節され、前記観察者の前記ピクセルからの距離に基づいて調節され得る。

具体的に、図２８〜図３０において説明した直線型の縞状バリアパターンは、液晶レンズパネル６００の光学パターンに適用できる。図３１〜図３４において説明した曲線型の縞状バリアパターンは、液晶レンズパネル６００の光学パターンに適用でき、図３５〜図３８において説明した折れ線形の縞状バリアパターンは、液晶レンズパネル６００の光学パターンに適用できる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

以上、説明したように、本発明の実施形態によると、表示用のパネルは光変換部材を備え、パネルの傾斜方向の絶対角度及び観察者の両眼を結ぶ方向の絶対角度を利用して相対観察者角度を求めて、前記相対観察者角度に基づいて補正されたイメージを出力するので、パネルが観察者の両眼を結ぶ方向に対して相対的に傾斜した場合にも３次元イメージ画像を適切に表示できる。

また本発明の実施形態によると、前記表示用のパネルが備えるべき光変換部材を具現するバリアパネル、指向性バックライト、液晶レンズなどが提供されるので、表示パネルが観察者の両眼を結ぶ方向に対して相対的に傾斜した場合にも３次元イメージ画像を適切に表示するパネルが提供できる。

また本発明の実施形態によると、観察者の眼球離隔距離及び観察者の水晶体の厚さに基づいて３次元イメージを補正できるので、観察者がより安楽な環境で３次元イメージを観察できる。

１００パネル
１１０、１１０’、１１０Ａ、１１０Ｂバリアパネル
１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃバリアパターン
１５０パネルセンサ
２００、２０１、２０２、２０５、２０６、２０７、２０８イメージ
２００ａ、２００ｂ、２００ｃ３次元イメージ
２００Ｌ、２０１Ｌ、２０２Ｌ、２０３Ｌ、２０４Ｌ、２０９Ｌ左眼用画像、左眼イメージ
２００Ｒ、２０１Ｒ，２０２Ｒ、２０３Ｒ、２０４Ｒ、２０９Ｒ右眼用画像、右眼イメージ
２０９３次元立体イメージ
２０９ＬＲ組み合わせたイメージ
２１１ＬＲ、２１１ＬＲａ（補正前、後の）近い３次元イメージ
２１３ＬＲ、２１３ＬＲａ（補正前、後の）３次元イメージ
２１４ＬＲ、２１４ＬＲａ（補正前、後の）３次元イメージ
２１５ＬＲ、２１５ＬＲａ（補正前、後の）３次元イメージ
３００（３次元イメージ用の）メガネ
３１０（眼球認識）センサ
４００観察者
４００Ｌ、４００Ｒ左眼、右眼
４１０、４２０（左、右の）眼球
４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ眼球の水晶体の厚さ
５００指向性バックライト
５１０バックライト片
５３０、６３０右眼領域
５４０、６４０左眼領域
６００液晶レンズパネル
６１０液晶レンズ
Ｄ、Ｄ’ 左右眼の間隔
Ｄ１００（パネルの）傾斜方向
Ｄ２０５、Ｄ２０６、Ｄ２０７、Ｄ２０８視差補正方向、イメージ離隔方向
Ｄ４００（観察者の）両眼を結ぶ方向
Ｄ４００Ｌ，Ｄ４００Ｒ視線の左右移動方向
θ 相対観察者角度

Claims

複数のピクセルを含み、画像を表示するパネルと、
前記パネルに対する観察者の両眼を結ぶ方向の角度を判断する相対観察者角度判断部と、
前記相対観察者角度に基づいて前記パネルの画像を前記観察者の左眼及び右眼に伝達するために、２次元マトリックス形状に配列された複数個の光変換ユニットを含んで光学パターンを生成する光変換部材と、を含むことを特徴とする立体画像表示装置。
前記光学パターンは、前記相対観察者角度に基づいて傾斜することを特徴とする請求項１に記載の立体画像表示装置。
前記光学パターンは、前記観察者の前記パネルからの距離に基づいて調節されることを特徴とする請求項１に記載の立体画像表示装置。
前記光学パターンは、透過領域の輪郭が直線の縞（ｓｔｒｉｐｅ）状に形成され、
前記光学パターンは、前記観察者の前記パネルからの距離が増加するほど、前記光学パターンの隣接する前記透過領域の間の距離が増加することを特徴とする請求項３に記載の立体画像表示装置。
前記光学パターンは、透過領域の輪郭が曲線の縞状に形成され、
前記光学パターンは、前記観察者の前記パネルからの距離が増加するほど、前記光学パターンの隣接する前記透過領域の間の距離が増加し、
前記光学パターンは、前記観察者の前記パネルからの距離が増加するほど、前記透過領域の輪郭の曲線の曲率が減少することを特徴とする請求項３に記載の立体画像表示装置。
前記光学パターンは、透過領域の輪郭が折れ線の縞状に形成され、
前記光学パターンは、前記観察者の前記パネルからの距離が増加するほど前記光学パターンの隣接する前記透過領域の間の距離が増加し、
前記光学パターンは、前記観察者の前記パネルからの距離が増加するほど前記透過領域の輪郭の折れ線の曲げ角度が減少することを特徴とする請求項３に記載の立体画像表示装置。
前記光学パターンは、前記観察者の前記ピクセルからの距離に基づいて調節されることを特徴とする請求項１に記載の立体画像表示装置。