JP6214933B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は表示装置に係り、より詳しくは３次元立体画像を表示する表示装置に関する。

メガネを使わない（以下無メガネのという）３次元画像表示装置には様々な方式がある。２次元的に配列された複数の画素全面に別途の光線を分割する光制御装置などを活用して、使用者の視点に応じて他のイメージを認識させる方式も様々な方式のうちの１つである。

今まで紹介されてきた無メガネの３次元画像表示装置は使用者に認識されるイメージがそれぞれ不連続的に視認される問題がある。使用者に認識される３次元立体画像は各視点ごとに他の画像を使用者に伝達するが、各画像の境界面に該当する部分ではイメージが伝達されないか、または、ブラック画像が伝達されることによって、使用者にイメージ上の波模様が視認される。このような現象をモアレ（Ｍｏｉｒｅ）と称する。

従って、前記モアレを除去して、より高品質の３次元立体画像イメージを表示する方法に対する要求が増大している。

米国特許６，０６４，４２４号明細書 米国特許６，１１８，５８４号明細書 米国特許７，７８７，００８号明細書 米国特許７，９６９，４６３号明細書 米国特許８，０６３，９３１号明細書

そこで、本発明は上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、輝度の不均衡を制御する３次元立体画像表示装置を提供することにある。

上記目的を達成するためになされた一実施形態による表示装置は画素部及び光制御部を含む。前記画素部は水平方向にＸ個及び垂直方向にＹ個を含む単位マトリックス形態で配列される複数の画素を含む。前記光制御部は前記画素部上に前記画素の垂直方向からθの角度に傾いて形成される。上記θは、θ＝ｔａｎ^−１（（Ｍ×Ｘ）／（Ｎ×Ｙ））を満足し、前記ＭとＮはそれぞれ異なる自然数である。

一実施形態において、Ｍ／Ｎの値は０より大きく、１／３より同一または小さいことを特徴とすることができる。

一実施形態において、前記Ｍと前記Ｎは互いに素であることを特徴とすることができる。

一実施形態において、前記Ｍ対前記Ｎの比率は１：３であることを特徴とすることができる。

一実施形態において、前記Ｘ対前記Ｙの比率は９：１１であることを特徴とすることができる。

一実施形態において、前記Ｘ×Ｍ対前記Ｙ×Ｎの比率は３：１１であることを特徴とすることができる。

一実施形態において、前記画素部の画素は垂直方向に延びた長方形で形成されることを特徴とすることができる。

一実施形態において、前記画素部の画素の前記長方形は水平対垂直の比が１：３であることを特徴とすることができる。

一実施形態において、前記画素部と前記光制御部は、互いに離隔されることを特徴とすることができる。

一実施形態において、前記光制御部は互いに平行するように形成されることを特徴とすることができる。

一実施形態において、前記光制御部は底部及び前記底部上に形成される曲面部を含むことを特徴とすることができる。

一実施形態において、前記光制御部の曲面部は上部に平面部を含むことを特徴とすることができる。

一実施形態において、前記光制御部は底部、側平面部及び上部平面部を含むことを特徴とすることができる。

一実施形態において、前記画素部と光制御部との間に拡散板をさらに含むことを特徴とすることができる。

上述の本発明の他の目的を達成するための一実施形態による表示装置の駆動方法は、水平方向にＸ個及び垂直方向にＹ個を含む単位マトリックス形態で配列される複数の画素を含む画素部及び前記画素部上に前記画素の垂直方向からθの角度に傾いて形成される複数の光制御部を含む表示装置であって、前記単位マトリックスのメイン行に該当する画素でメイン視点イメージを表示する段階及び前記単位マトリックスで前記メイン行を除いた残りのサブ行に該当する画素でサブ視点イメージを表示する段階を含む。

一実施形態において、前記メイン行は前記単位マトリックスで第１行であることを特徴とすることができる。

一実施形態において、前記メイン行に該当してメイン視点イメージを表示する画素に従属する前記サブ行に該当してサブ視点イメージを表示する画素は前記θの角度に傾いて形成される仮想線上に位置することを特徴とすることができる。

一実施形態において、前記θはｔａｎ^−１（（Ｍ×Ｘ）／（Ｎ×Ｙ））を満足することを特徴とすることができる。前記ＭとＮは自然数であることができる。

一実施形態において、前記Ｍ対前記Ｎの比率は１：３であることを特徴とすることができる。

一実施形態において、前記Ｘ対前記Ｙの比率は９：１１であることを特徴とすることができる。

一実施形態において、前記Ｘ×Ｍ対前記Ｙ×Ｎの比率は３：１１であることを特徴とすることができる。

上述の本発明によると、３次元立体画像を表示する表示装置は画素部及び前記画素部に対して一定の傾きを有する光制御部を含む。前記光制御部によって使用者に伝達されるイメージの画素周期は各視点に対して連続的な変化を見せるので、使用者は視点の変化によっても均等な輝度分布を有するイメージを視認できて、モアレのないイメージを視認できる。

また、使用者にメイン視点に対するイメージだけでなくサブ視点に対するイメージも同時に表示するので、使用者が視点変化に伴うイメージの輝度変化を認知できないほどの高品質の画面を表示できる。

本発明の一実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。 図１の実施形態に係る表示装置を示す平面図である。 本発明の他の実施形態に係る表示装置の一部を示す平面図である。 図３の実施形態に係る表示装置の輝度分布を示すグラフである。 本発明の他の実施形態に係る表示装置の一部を示す平面図である。 図５の実施形態に係る表示装置の輝度分布を示すグラフである。 本発明の実施形態に係る光制御部を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る他の光制御部を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る他の光制御部を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る表示装置の光経路を示す斜視図である。 光制御部の角度に伴う画素周期を示すグラフである。 光制御部の角度に伴う画素周期を示すグラフである。 視野角に伴う輝度の分布を示すグラフである。 視野角に伴う輝度の分布を示すグラフである。 角度と位置に伴う輝度均一性を示すグラフである。 本発明の他の実施形態に係る表示装置を駆動する方法を示すフローチャートである。

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係る表示装置を示す斜視図である。
図１を参照すると、本発明の一実施形態に係る表示装置１０００は画素部１００及び複数個の光制御部２１０を含む。画素部１００は複数の画素１１０及び周辺部１２０を含む。画素部１００から出力されるイメージは光制御部２１０を介して使用者に表示され、この時に使用者の視野によりそれぞれ他の画像を供給することによって、３次元立体画像を表示する。

光制御部２１０は互いに平行するように配列され、画素部１００の垂直方向から一定角度傾くように配列される。光制御部２１０が画素部１００の垂直方向と同じ方向に配列される場合には画素部１００の配列で画素が占めていない区間が使用者に露出することによって、モアレ現象が積極的に視認される。しかし、本実施形態のように光制御部２１０が画素部１００の垂直方向から一定角度傾く場合には、光制御部２１０のある一部が画素部１００の画素１１０が占めない区間であるブラックマトリックス区間に重畳し、光制御部２１０の別の部分がブラックマトリックス区間に重畳しないことによってモアレ現象を防止することができる。しかし、このような場合にも画素部１００に対する光制御部２１０の配列が規則的に配列される場合、規則的に繰り返される画素１１０の位置によって部分的なモアレ現象が発生する可能性がある。

図２は図１の実施形態に係る表示装置を示す平面図である。
図２を参照すると、複数個の光制御部２１０は画素部１００の画素１１０の垂直方向Ｄｙにθの角度に傾いた方向Ｄｃに形成される。また、画素１１０は水平方向にＸ個及び垂直方向にＹ個を含む単位マトリックス１４０形態で配列される。複数個の光制御部２１０は、画素部１００の画素１１０の垂直方向Ｄｙにθの角度に傾いた方向Ｄｃに形成され、θはθ＝ｔａｎ^−１（（Ｍ×Ｘ）／（Ｎ×Ｙ））を満足するように形成される。Ｍ及びＮはそれぞれ異なる自然数である。Ｘ及びＹは単位マトリックスを形成する画素の水平方向及び垂直方向の個数であり、Ｍ及びＮは単位画素自体の水平方向及び垂直方向の長さである。従って、単位マトリックス１４０により単位マトリックス１４０を横切る方向にθの角を決定できる。

Ｍ及びＮは互いに素の関係であり、ＭをＮで割った値は、０より大きくて１／３より小さいかまたは同じ値である。Ｍ及びＮは単位画素の水平方向及び垂直方向の長さを代表する値であり、ＭをＮで割った値は長方形で表示される前記単位画素の水平対垂直の比率である。ＭをＮで割った値は０より大きくて１／３より小さいかまたは同じ値である理由は、単位画素の垂直方向の長さが水平方向の長さの３倍を越えてはいけないためである。

図３は本発明の他の実施形態に係る表示装置の一部を示す平面図である。

図３を参照すると、本発明の他の実施形態に係る表示装置１１００は、画素部１０１及び前記画素部上に形成される光制御部２１１を含む。画素部１０１は複数個の画素１１１及び周辺部１２１を含む。複数個の画素１１１は水平方向に９個、垂直方向に１１個で構成された単位マトリックス１４１で配列される。従って、単位マトリックス１４１内には合計９９個の画素１１１が配列される。画素１１１はそれぞれ主なカラーを表示し、いくつかの画素１１１が重なって１つのカラーを表示できる。また、画素１１１の水平方向及び垂直方向の比が１：３である。光制御部２１１は画素１１１の垂直方向Ｄｙからθ１傾いた方向Ｄｃに配列される。θ１はθ１＝ｔａｎ^−１（３／１１）を満足する。従って、θ１は約１５．２６度である。

単位マトリックス１４１において、光制御部２１１の長さ方向に延びる仮想の線を基準として隣接する画素１１１は一定視点を有する使用者に同時に表示される。光制御部２１１は画素部１０１上に配置される画素１１１で表示されるイメージを使用者のある視点に集める役割をする。

光制御部２１１を基準として画素のパッチを調べると、第１画素サブグループ１３１ａ及び第２画素サブグループ１３１ｂに沿って画素が配置される。第１画素サブグループ１３１ａ及び第２画素サブグループ１３１ｂは使用者が認識する基準への画素の配置を示す。第１画素サブグループ１３１ａ及び第２画素サブグループ１３１ｂは、１つのサブグループで形成され、光制御部２１１と単位マトリックス１４１の配置に従っていくつかのサブグループに分類される。

図３を再び参照すると、単位マトリックス１４１を基準として光制御部２１１が一定角度ほど傾いているので、使用者に認知される画面は単位マトリックス１４１ではなく、光制御部２１１を基準として示現される。

例えば、単位マトリックス１４１内に第１行に位置する第１番目画素、第１２番目画素、第２３番目画素、第３４番目画素、第４５番目画素、第５６番目画素、第６７番目画素、第７８番目画素、第８９番目画素を基準としてイメージが表示される。前記１番目画素、第１２番目画素、第２３番目画素、第３４番目画素、第４５番目画素、第５６番目画素、第６７番目画素、第７８番目画素、第８９番目画素はメイン行に位置して主な視点を表示するメイン視点画素になる。

また、単位マトリックス１４１内に前記第１番目画素、第１２番目画素、第２３番目画素、第３４番目画素、第４５番目画素、第５６番目画素、第６７番目画素、第７８番目画素、第８９番目画素を除いた残りの画素は前記メイン行を除いたサブ行に位置し、サブ視点を表示するサブ視点画素になる。

前記メイン行に位置する画素、即ち、前記第１番目画素、第１２番目画素、第２３番目画素、第３４番目画素、第４５番目画素、第５６番目画素、第６７番目画素、第７８番目画素、第８９番目画素はメイン視点を表示する。前記サブ行に位置する画素、即ち、前記第１番目画素、第１２番目画素、第２３番目画素、第３４番目画素、第４５番目画素、第５６番目画素、第６７番目画素、第７８番目画素、第８９番目画素を除いた画素はサブ視点を表示する。

図３を再び参照すると、前記第１番目画素を基準として、第１１視点方向Ｄ１１及び第１２視点方向Ｄ１２に沿って画素がイメージを表示する。より詳細には、前記第１番目画素はメイン行に含まれてメイン視点のイメージを出力し、残りのサブ行に含まれた画素はサブ視点のイメージを出力する。

前記第１番目画素がメイン視点のイメージを出力し、第１１視点方向Ｄ１１について、第３番目画素、第５番目画素、第７番目画素、第９番目画素、第１１番目画素でサブ視点を出力し、再び第１２視点方向Ｄ１２に沿って第２番目画素、第４番目画素、第６番目画素、第８番目画素及び第１０番目画素でサブ視点を出力する。前記第２ないし第１１番目画素は前記第１番目画素に比べて光制御部２１１の延長方向を基準として少しずつ外れる配置を見せる。このような光制御部２１１の配置によって前記使用者はそれぞれのメイン視点の間にサブ視点で形成されるイメージを視認でき、３次元立体画像の不連続的な視点変化は連続的になる。

図４は図３の実施形態に係る表示装置の輝度分布を示すグラフである。

図４を参照すると、図３の実施形態に係る表示装置のそれぞれの画素に視野角に伴う輝度分布が示されている。前記第１画素及び第１２画素はメイン視点ｍｖ１を示す画素であり、前記第２ないし第１１画素はサブ視点ｓｖ１を示す画素である。前記メイン視点ｍｖ１に該当する第１画素及び第１２画素は基準点に位置する輝度分布を示し、サブ視点ｓｖ１に該当する第２画素ないし第１１画素は基準点の間に位置する輝度分布を示す。サブ視点ｓｖ１に該当する第２画素ないし第１１画素がこのような輝度分布を示す理由は、光制御部２１１が前記画素との相対的な配置でそれぞれの画素に対して正確な割合で配置されないで、各画素から互いに少しずつ外れる分布を有するためである。従って、サブ視点ｓｖ１に該当する第２画素ないし第１１画素はメイン視点ｍｖ１に対抗する第１画素及び第１２画素の間で発生する視点の不連続性を解決して、メイン視点ｍｖ１に該当する第１画素及び第１２画素の間に位置する視野角において連続的なイメージが示現されるようにして、前記画素内輝度分布の不連続性によって発生しうるモアレ現象を防止する。

図５は本発明の他の実施形態に係る表示装置の一部を示す平面図である。
図５を参照すると、本発明の他の実施形態に係る表示装置１２００は画素部１０２及び前記画素部上に形成される光制御部２１２を含む。画素部１０２は複数個の画素１１２及び周辺部１２１を含む。複数個の画素１１１は水平方向に９つ、垂直方向に１０個で構成された単位マトリックス１４２で配列される。従って、単位マトリックス１４２内には合計９０個の画素１１２が配列されることができる。画素１１２はそれぞれ主なカラーを表示し、いくつかの画素１１２が重なって１つのカラーを表示する。また、画素１１２の水平方向及び垂直方向の比が１：３である。光制御部２１２は画素１１２の垂直方向Ｄｙからθ２ほど傾いた方向Ｄｃに配列される。θ２はθ２＝ｔａｎ^−１（３／１０）を満足する。従って、θ２は約１６．７度である。図３の実施形態と図５の実施形態の違いは、前記光制御部が傾く角度であるθ１及びθ２の値が違うという点である。θ１及びθ２の値が違うので、光制御部２１２によって表示される画素の分布が違う。

単位マトリックス１４２において、光制御部２１２の長さ方向に延びる仮想の線を基準に隣接する画素１１２は一定視点を有する使用者に同時に表示される。光制御部２１２は画素部１０２上に配置される画素１１２で表示されるイメージを使用者のある視点に集める役割をする。

光制御部２１２を基準として画素のパッチを調べると、画素サブグループ１３２に沿って画素が配置される。図３の実施形態と異なる点は光制御部２１２の傾いた角度が異なるので、１つの画素サブグループ内に全ての画素が含まれるという点が異なる。画素サブグループ１３２は使用者が認識する基準への画素の配置を示す。

図５を再び参照すると、単位マトリックス１４２を基準として光制御部２１２が一定角度ほど傾いているので、使用者に認知される画面は単位マトリックス１４２でなく、画素サブグループ１３２を基準として示現される。

例えば、単位マトリックス１４２内に第１行に位置する第１番目画素、第１１番目画素、第２１番目画素、第３１番目画素、第４１番目画素、第５１番目画素、第６１番目画素、第７１番目画素、第８１番目画素を基準としてイメージが表示される。第１番目画素、第１１番目画素、第２１番目画素、第３１番目画素、第４１番目画素、第５１番目画素、第６１番目画素、第７１番目画素、第８１番目画素はメイン行に位置して主な視点を表示するメイン視点画素になる。

また、単位マトリックス１４２内に前記第１番目画素、第１１番目画素、第２１番目画素、第３１番目画素、第４１番目画素、第５１番目画素、第６１番目画素、第７１番目画素、第８１番目画素を除いた残りの画素は前記メイン行を除いたサブ行に位置して、サブ視点を表示するサブ視点画素になる。

前記メイン行に位置する画素、即ち、前記第１番目画素、第１１番目画素、第２１番目画素、第３１番目画素、第４１番目画素、第５１番目画素、第６１番目画素、第７１番目画素、第８１番目画素はメイン視点を表示する。前記サブ行に位置する画素、即ち、前記第１番目画素、第１１番目画素、第２１番目画素、第３１番目画素、第４１番目画素、第５１番目画素、第６１番目画素、第７１番目画素、第８１番目画素を除いた画素はサブ視点を表示する。

再び図５を参照すると、前記第１番目画素を基準として、第２視点方向Ｄ２に沿って画素がイメージを表示する。より詳細には、前記第１番目画素はメイン行に含まれてメイン視点のイメージを出力し、残りサブ行に含まれた画素はサブ視点のイメージを出力する。

前記第１番目画素がメイン視点のイメージを出力し、第２視点方向Ｄ２について、第２番目画素、第３番目画素、第４番目画素、第５番目画素、第６番目画素、第７番目画素、第８番目画素、第９番目画素及び第１０番目画素でサブ視点を出力する。前記第２ないし第１０番目画素は前記第１番目画素に比べて光制御部２１２の延長方向を基準として少しずつ外れる配置を見せる。このような光制御部２１２の配置によって、前記使用者はそれぞれのメイン視点の間にサブ視点で形成されるイメージを視認でき、３次元立体画像の不連続的な視点変化は連続的になる。

図６は図５の実施形態に係る表示装置の輝度分布を示すグラフである。

図６を参照すると、図５の実施形態に係る表示装置のそれぞれの画素に視野角に伴う輝度分布が示されている。前記第１画素及び第１１画素はメイン視点ｍｖ２を示す画素などであり、前記第２ないし第１０画素はサブ視点ｓｖ２を示す画素である。メイン視点ｍｖ２に該当する第１画素及び第１１画素は基準点に位置する輝度分布を見せ、サブ視点ｓｖ２に該当する第２画素ないし第１０画素は基準点の間に位置する輝度分布を見せる。サブ視点ｓｖ２に該当する第２画素ないし第１０画素がこのような輝度分布を見せる理由は光制御部２１２が前記画素との相対的な配置でそれぞれの画素に対して正確な割合で配置されないで、各画素から互いに少しずつ外れる分布を有するためである。従って、サブ視点ｓｖ２に該当する第２画素ないし第１０画素はメイン視点ｍｖ２に対抗する第１画素及び第１１画素の間で発生することのできる視点の不連続性を解決して、メイン視点ｍｖ２に該当する第１画素及び第１１画素の間に位置する視野角でも連続的なイメージが示現されるようにして、前記画素内輝度分布の不連続性によって発生するモアレ現象を防止する。図７ないし図９は本発明の実施形態に係る３種類の光制御部を示す斜視図である。

図７を参照すると、本発明の実施形態に係る光制御部２１５は底部２１５５及び底部２１５５上に形成される曲面部２１５１を含む。光制御部２１５は底部２１５５及び曲面部２１５１を接続する側面部２１５７をさらに含む。光制御部２１５の曲面部２１５１は光制御部２１５の下から供給されるイメージを使用者の視点に合わせるように調節する役割をする。曲面部２１５１はレンズのような構造で形成され、曲面部２１５１の焦点距離は光制御部２１５の底部２１５５と表示パネルとの間の距離、前記表示パネルで使用者までの距離などを考慮して決定できる。

図８は本発明の実施形態に係る他の光制御部を示す斜視図である。

図８を参照すると、本発明の実施形態に他の光制御部２１６は底部２１６５及び底部２１６５上に形成される曲面部２１６３を含む。曲面部２１６３は上部に平面部２１６１をさらに含む。光制御部２１６は底部２１６５及び曲面部２１６３を接続する側面部２１６７をさらに含む。光制御部２１６の曲面部２１６３は光制御部２１６の下から供給されるイメージを使用者の視点に合わせるように調節する役割をする。曲面部２１６３は上部に平面部２１６１をさらに含む構造で形成される。底部２１６５から平面部２１６１までの高さ、曲面部２１６３の焦点距離などは光制御部２１６の底部２１６５と表示パネルとの間の距離、前記表示パネルから使用者までの距離などを考慮して決定できる。

図９は本発明の実施形態に係るまた他の光制御部を示す斜視図である。

図９を参照すると、本発明の実施形態に係る他の光制御部２１７は底部２１７５、側平面部２１７３及び上部平面部２１７１を含む。光制御部２１７は底部２１７５及び側平面部２１７３を接続する側面部２１７７をさらに含む。光制御部２１７の側平面部２１７３及び上部平面部２１７１は、光制御部２１７の下から供給されるイメージを使用者の視点に合わせるように調節する役割をする。側平面部２１７３及び上部平面部２１７１は光制御部２１７の底部２１７５と表示パネルとの間の距離、前記表示パネルから使用者までの距離などを考慮してその高さと広さが決定できる。

図１０は本発明の実施形態に係る表示装置の光経路を示す斜視図である。

図１０を参照すると、本発明の実施形態に係る表示装置は画素部１２０及び画素部１２０上に位置する複数の光制御部２１０を含む。画素部１２０は複数個の画素を含んでいて、前記画素の垂直方向Ｄｃに対してθ度傾いた光制御方向Ｄｙに光制御部２１０が配置される。画素部１２０の配置方向と光制御部２１０の配置方向は前記θ度ほど傾いて配置される。画素部１２０と光制御部２１０は、第１間隔ｄほど互いに離隔して配置される。第１間隔ｄは前記表示装置と使用者の視点４１０との距離によって変化する。第１間隔ｄは画素部１２０及び光制御部２１０の間に別途の間隔制御装置などを利用して調節できる。

また、光制御部２１０は画素部１２０の垂直方向Ｄｃに対してθ度傾いた光制御方向Ｄｙに全部配列されて光制御部２１０の間は互いに平行するように配置される。光制御部２１０は互いに平行するように配置されて前記使用者の視点４１０が動く場合にも該当する視点に対するイメージを認識できることになる。

図１１及び図１２は光制御部の角度に伴う画素周期を示すグラフである。

図１１は、従来の３次元立体イメージ画像の画素周期を示すグラフを示す。従来の３次元立体イメージ画像の画素周期は図１１に示した通り、各該当視点に対して周期的に分布される。従来の３次元立体画像の画素周期はメイン視点の画素が繰り返される構造でイメージを表示する。即ち、該当する視点で使用者が表示装置を眺めると、該当するイメージを認知できるが、該当する視点ではない地点で使用者が表示装置を眺める場合には該当するイメージが現れなかったり、または隣接した視点と重なるイメージを認知することになる。従って、使用者は各視点に該当する位置のみで表示装置から生成されるイメージを観察でき、上記のようなイメージの不連続性は生成されるイメージ自体に隣接したイメージの干渉または周期に該当しない部分によって発生するブラック画像などの干渉によってモアレ現象を含むイメージを観察することになる。従って、３次元立体画像の品質が落ちることになる。

図１２は、本発明の実施形態に係る表示装置による３次元イメージ画像の画素周期を示すグラフを示す。本発明の実施形態に係る表示装置はメイン画素だけでなくサブ画素視点に該当するイメージが同時に表示される。従って、各画素によって生成される視点は周期的な分布を見せても、各画素によって生成される視点がメイン視点だけでなくそれぞれ異なるサブ視点が互いに混ざり合ってイメージ画像を表示するので、使用者が各画素に対するメイン視点と表示される視点に位置しない場合であっても、ほとんど同じ画素の画像を観察できることになる。また、各サブ視点に対応するイメージは隣接した注目点などに対応するイメージを全部考慮して調節したイメージを表示するので、使用者の視点ではこのような視点間の変化を認知できなくなる。また、各視点別でイメージの輝度が周期的な分布を現わさないので、このような周期的な視点分布によって発生するモアレ現象などを防止できる。

図１３及び図１４は視野角に伴う輝度の分布を示すグラフである。

図１３は、従来の３次元立体画像表示装置で視野角に伴う輝度の分布を示す。前記従来の３次元立体画像表示装置ではそれぞれの画素輝度分布の和によって輝度不均一が発生している。前記従来の３次元立体画像表示装置ではメイン視点に対する立体画像だけが表示されるので、それぞれの視野角に伴う立体画像の分布が全部周期的に現れる。従って、輝度が高い地域ではさらに高く、輝度が低い地域ではさらに低く輝度が分布する。

このような輝度の分布を示す指数として、ＪＮＤｉ（Ｊｕｓｔ Ｎｏｔｉｃｅａｂｌｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ Ｉｎｄｅｘ）を用いることができる。前記ＪＮＤｉは一般的に１未満の場合、その輝度差を人間が認知できないと知られている。従来の３次元立体画像表示装置でＪＮＤｉは約１４．７３の値を示す。従って、輝度の不均一な変化を人間が認知できる範囲で把握され、使用者は視点によって画面の輝度が変化することを感知できる。

図１４は、本発明の実施形態に係る表示装置で視野角に伴う輝度の分布を示すグラフである。前記表示装置ではそれぞれの画素輝度の分布が互いに連続的に変化することができるように図１２に示したような画素周期を有している。従って、このようなそれぞれの画素の輝度の和である図１４の輝度の分布はより均等に分布されることがわかる。本実施形態に係る表示装置ではメイン視点だけでなくメイン視点に伴う立体画像を全部表示するので、それぞれの視野角に伴う立体画像の分布が連続的に変化する。

本発明の実施形態に係る表示装置ではＪＮＤｉが約０．４３として現れる。従って、前記ＪＮＤｉが１未満の値を有するので前記表示装置で発生する輝度変化は一般的な使用者は認知できない。従って、使用者には視点の変化により全体的な輝度変化がないと感知される。

図１５は角度と位置に伴う輝度均一性を示すグラフである。

図１５を参照すると、光制御部を含む表示装置で傾きθが変化するにつれ角度に伴う輝度均一性及び位置に伴う輝度均一性の変化が現れる。傾きθは前記表示装置で画素部に対する前記光制御部の傾きである。角度に伴う輝度均一性は視点均一性ＵＤ１で現れ、位置に伴う輝度均一性は位置均一性ＵＤ２で現れる。視点均一性ＵＤ１は使用者の視点の変化に伴う均一性で使用者が画面を見た時に、左右方向に視点が変化する時に輝度の均一性を示す。位置均一性ＵＤ２は使用者の位置の変化に伴う均一性で使用者が画面を見た時に、上下垂直方向に視点が変化する時に輝度の均一性を示す。

前記傾きが約０度である場合は光制御部を画素の垂直方向に配置した場合であり、この場合には位置均一性ＵＤ２は最も高い値を示すが、視点均一性ＵＤ１が非常に低い値になる。この場合には使用者の視点の変化につれ、イメージの輝度均一性が最も弱く、垂直方向の変化に伴う輝度均一性が確保されても使用者はモアレ現象を視認する。

第１区間Ｒ１は傾きが約０度ないし１５度の区間であり、この区間では視点均一性ＵＤ１は概ね高い均一度を示すが、位置均一性ＵＤ２は依然として不均一な状態を維持する。前記傾きが高まるほど位置均一性ＵＤ２がますます増加する分布を示すが、実質的に使用者に視認されることのできない程度の均一性は示さない。

第３区間Ｒ３は傾きが約３５度ないし約４５度の区間であり、この区間でも視点均一性ＵＤ１は概ね高い均一度を示しているが、位置均一性ＵＤ２が依然として不均一な状態を維持する。第１区間Ｒ１の場合とは反対に、前記傾きが増加するほど位置均一性ＵＤ２が減少する傾向を示す。

前記傾きが約４５度である場合には光制御部が画素の４５度方向に傾いて分布した場合であり、この場合には傾きが約０度である場合と同様に位置均一性ＵＤ２は最も高い値を示すが、視点均一性ＵＤ１が非常に低い値になる。

第２区間Ｒ２は傾きが約１５度ないし約３５度の間の区間であり、この区間では比較的高い視点均一性ＵＤ１及び位置均一性ＵＤ２の分布を示す。しかし、第２区間Ｒ２で視点均一性の降下地点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３においては一時的に視点均一性ＵＤ１が非常に落ちる部分が存在し、この場合には前記画素周期が一時的に共有され、図１１及び図１３の実施形態の場合と同様に、使用者の視点に伴う輝度分布が不均一に現れる。視点均一性ＵＤ１が低い場合にはモアレ現象を誘発して使用者に視認される問題点があるので、視点均一性ＵＤ１は高い水準を維持しなければならない。

最適地点ＢＰは、θ＝ｔａｎ^−１（３／１１）を満足する約１５．２６度の地点である。最適地点ＢＰでは視点均一性ＵＤ１が最大の値を有し、位置均一性ＵＤ２も概ね０．８以上の値を有する地点になる。従って、視点均一性と位置均一性を全部満足できる地点であり、この地点では使用者は輝度が変化することを認知できず、使用者にモアレ現象も視認されない。従って、３次元立体画像の視認に最適な傾きを有する地点となる。

図１６は本発明の実施形態に係る表示装置を駆動する方法を示すフローチャートである。

図１６を参照すると、本発明の実施形態に係る表示装置を駆動する方法はメイン視点イメージを表示する段階（Ｓ１００）及びサブ視点イメージを表示する段階（Ｓ２００）を含む。従来の表示装置においては該当画素が全部メイン視点イメージのみを表示した。従って、既に言及したように視点に伴う輝度の不均一が発生して、これによるモアレ現象が生成する。

しかし、本実施形態に係る表示装置を駆動する方法では前記表示装置が画素部及び光制御部を含み、前記画素部は水平方向にＸ個及び垂直方向にＹ個を含む単位マトリックス形態で配列される複数の画素を含む。また、前記光制御部は前記画素部上に前記画素の垂直方向からθの角度に傾いて形成される。θはｔａｎ^−１（（Ｍ×Ｘ）／（Ｎ×Ｙ））を満足する値であり、ＭとＮは自然数である。Ｍ及びＮの比率は１：３であり、Ｘ及びＹの比率は９：１１である。従って、θはｔａｎ^−１（３／１１）を満足する値になって約１５．２６の値を有する。

前記メイン視点イメージを表示する段階（Ｓ１００）では、前記単位マトリックスで最上位行に位置する画素を利用してイメージを表示できる。前記最上位行はメイン行であり、前記単位マトリックス内で前記メイン行を除外いた行はサブ行と指定される。この場合、前記サブ行に位置する画素はサブ視点イメージを表示する段階（Ｓ２００）でサブ視点イメージを表示する。

従って、表示装置のそれぞれの画素はメイン視点だけを注視的に表示しないで、それぞれの画素でメイン視点及びサブ視点を個別的に表示して視点の変化に対して画素の画素周期が均一に分布しないで少しずつ変形した位置を有することになる。これを通じて全般的には使用者の視点変化に従って均一な輝度の画像が視認され、輝度の不均一によって発生するモアレ現象を防止できる。

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、各種の変更例また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、説明の通り、本発明の実施形態によると、３次元立体画像を表示する表示装置は画素部及び前記画素部に対して一定の傾きを有する光制御部を含む。前記光制御部によって使用者に伝達されるイメージの画素周期は各視点に対して連続的な変化を見せるので、使用者は視点の変化によっても均等な輝度分布を有するイメージを視認でき、モアレのないイメージを視認できる。

また、使用者にメイン視点に対するイメージだけでなくサブ視点に対するイメージも同時に表示するので、使用者が視点変化に伴うイメージの輝度変化を認知できないほどの高品質の画面を表示できる。

１００、１０１、１０２、１２０ 画素部
１１０、１１１、１１２ 画素
１４０、１４１、１４２ 単位マトリックス
２１０、２１１、２１２、２１５，２１６，２１７ 光制御部
２１５１、２１６３ 曲面部
２１５５、２１６５、２１７５ 底部
２１７１ 上部平面部

Claims (9)

1. 水平方向にＸ個及び垂直方向にＹ個を含む単位マトリックス形態で配列される複数の画素を含む画素部と、
   前記画素部上に前記画素の垂直方向からθの角度に傾いて形成される複数の光制御部と、を含み、
   θはθ＝ｔａｎ^−１（（Ｍ×Ｘ）／（Ｎ×Ｙ））を満足し、
   （Ｘ×Ｍ）対（Ｙ×Ｎ）の比率は３：１１である、ことを特徴とする表示装置（ただし、ＭとＮはそれぞれ異なる自然数）。
2. Ｍ／Ｎの値は０より大きく、１／３より小さいかまたは同じであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. ＭとＮは互いに素であることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
4. Ｍ対Ｎの比率は、１：３であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
5. Ｘ対Ｙの比率は、９：１１であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
6. 前記画素部の画素は垂直方向に延びた長方形で形成されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
7. 前記画素部と前記光制御部は、互いに離隔されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
8. 前記光制御部は互いに平行するように形成されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
9. 前記画素部と光制御部との間に拡散板をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
   
   

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