KR100602978B1

KR100602978B1 - 시차 장벽 및 다중 뷰 디스플레이

Info

Publication number: KR100602978B1
Application number: KR1020040019285A
Authority: KR
Inventors: 다이아나 울리치 케앤; 데이비드 제임스 몬트고머리; 조나단 매더; 그랜트 보르힐; 그래햄 알 존스
Original assignee: 샤프 가부시키가이샤
Priority date: 2003-03-21
Filing date: 2004-03-22
Publication date: 2006-07-20
Also published as: JP4492851B2; CN1534328A; US20040218245A1; GB2399653A; KR20040083384A; US7154653B2; GB0306516D0; CN1261797C; JP2004287440A

Abstract

시차 장벽은 균일하게 이격된 슬릿들의 그룹들을 포함한다. 각각의 그룹은 균일하게 이격된 2개 이상의 슬릿들을 구비하고, 슬릿들은 각 그룹 내의 슬릇들의 개수 및 각 그룹 내의 슬릿 주기의 곱보다 큰 주기로 이격된다. 이러한 장벽은, 자동 입체시 3D 디스플레이 또는 2명 이상의 관찰자에게 2 이상의 다른 뷰를 제공하는 디스플레이와 같은 다중 뷰 디스플레이에서 뷰들 간에 보다 넓은 각도를 제공하기 위해 그 구조가 장벽 구조와 상호 작용하는 픽셀 열들을 갖는 공간 광 변조기와 함께 사용될 수 있다.

시차 장벽, 슬릿, 뷰, 다중 뷰 디스플레이

Description

시차 장벽 및 다중 뷰 디스플레이{PARALLAX BARRIER AND MULTIPLE VIEW DISPLAY}

도 1은 공지된 유형의 다중 뷰 디스플레이의 개략 수평 단면도.

도 2는 도 1의 디스플레이에 의해 생성된 각도 표시 영역(angular viewing region)을 도시하는 개략 평면도.

도 3은 도 1의 디스플레이에서 뷰포인트 보정(viewpoint correction)을 도시하는 개략 평면도.

도 4a 및 도 4b는 다중 뷰 디스플레이의 2개의 비교예의 개략도.

도 5의 (a) 및 (b)는 중심에 있어서 보이는 쪽(on-centre viewing) 및 중심을 벗어나서 보이는 쪽(off-centre viewing)에 대한 픽셀 열의 가시성(visibility)을 각각 도시하는 도면.

도 6은 도 5와 유사한 도면으로, 감소된 슬릿 폭의 시차 장벽을 도시하는 도면.

도 7은 도 4와 유사한 도면으로, 다중 뷰 디스플레이의 추가의 비교예를 도시하는 도면.

도 8은 공지된 유형의 배면 시차 장벽 다중 뷰 디스플레이의 개략적인 횡단면 평면도.

도 9의 (a) 및 (b)는 본 발명의 실시예를 구성하는 시차 장벽 및 디스플레이의 개략적인 횡단면 평면도 및 시차 장벽의 개략 정면도.

도 10은 표시 영역의 생성을 도시하는, 도 9의 디스플레이의 개략 평면도.

도 11은 도 10과 유사한 도면으로, 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 도면.

도 12의 (a) 및 (b)는 각각 중심에 있어서 보이는 쪽 및 중심을 벗어나서 보이는 쪽에 대한, 도 11에 도시된 디스플레이에서의 픽셀 열의 가시성을 도시하는 도면.

도 13의 (a) 및 (b)는 각각 중심에 있어서 보이는 쪽 및 중심을 벗어나서 보이는 쪽에 대한 픽셀 열 가시성을 도시하는, 도 11 및 12에 도시된 디스플레이의 변형예를 도시하는 도면.

도 14는 색상 서브픽셀의 3개의 상이한 순서를 갖는, 도 9에 도시된 유형의 디스플레이에 대한 좌측 및 우측 뷰에서 패널 상의 색상 서브픽셀 배열을 도시하는 도면.

도 15는 도 11에 도시된 유형의 디스플레이에 대한, 도 14와 유사한 뷰를 도시하는 도면.

도 16은 본 발명의 실시예를 구성하는 시차 장벽 및 연관된 픽셀 컬러 필터 배열을 도시하는 도면.

전체 도면에서 유사한 부재 번호는 유사한 부분을 가리킨다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1, 7: 기판

2: 상대 기판

3: 픽셀 면

4: 편광자

8: 개구 어레이

9: 반사 방지 코팅

21: 시차 장벽

25: 디스플레이 드라이버

<관련출원>

이 출원은 35 U.S.C. 119(a)에 따라 2003년 3월 21일자로 영국에 출원한 특허출원번호 제 0306516.6호의 우선권을 주장하며, 그 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다.

본 발명은 시차 장벽(parallax barrier), 및 이러한 장벽을 포함하는 다중 뷰 디스플레이(multiple view display)에 관한 것이다. 이러한 디스플레이는 2 이상의 다른 사람이 동일한 디스플레이 스크린 상에서 2 이상의 다른 이미지를 볼 필요가 있을 때 사용될 수 있다. 시야각의 차이(viewing angle difference)는 바람직하게는 바라보는 사람들간에 (약 60도 정도로) 상당히 크다.

또한 이러한 디스플레이는 3차원(3D) 디스플레이, 특히 자동 입체시 디스플레이(autostereoscopic displays)로서 사용될 수 있다. 이러한 디스플레이는 3D 모바일 핸드셋, 3D 게임, 3D 컴퓨터 모니터, 3D 랩탑 디스플레이, 3D 워크스테이션 및 3D 전문적인 이미지 작업(즉, 의료, 설계 및 건축 용도)에 사용될 수 있다. 몇몇 3D 디스플레이에서는, 특정 표시 거리(viewing distance)를 위해 두 눈 사이의 이격 거리(eye separation distance)를 증가시키거나 특정 두 눈 사이의 이격 거리를 위해 표시 거리를 감소시킬 필요가 있다. 이들 두가지 경우는 보다 넓은 간격 각도(separation angle)을 필요로 한다.

수년 동안 디스플레이는 다수의 사용자를 위해 설계되어 왔고, 바라보는 사람들이 디스플레이에 대하여 서로 다른 각도로부터 동일한 양호한 화질을 볼 수 있도록 최적화되어 왔다. 이는 다수의 사용자가 디스플레이로부터 동일한 정보를 필요로 한다고 가정한다. 그러나, 개별적인 사용자들이 동일한 디스플레이로부터 서로 다른 정보를 볼 수 있는 것이 바람직한 많은 응용 분야가 존재한다. 예를 들어, 자동차에서, 승객이 영화를 보기를 원하지만, 운전자는 위성 네비게이션 데이터를 보기를 원할 수 있다. 만일 이 경우 2개의 디스플레이가 사용된다면, 운전자가 영화를 볼 수 있게 되는데 이는 정신을 산란스럽게 하며, 2개의 디스플레이가 여분의 공간을 차지하고 비용을 증가시킬 것이다. 컴퓨터 게임에서, 각 플레이어는 자신의 관점에서 게임을 보기를 원할 수 있다. 이는 현재 각 플레이어가 개별적인 스크린 상에서 그 자신의 고유의 관점으로 게임을 보는 것에 의해 이루어지고 있다. 이는 많은 공간을 차지하고 휴대용 게임(portable games)에는 실용적이지 못하다.

하나의 디스플레이 상에서 하나 이상의 이미지를 일 이상의 사용자에게 보여줌으로서, 공간 및 비용을 크게 줄일 수 있다. 이는 각각의 승객에게 자신의 비디 오 스크린이 제공되고 있는 비행기에서 바람직한 것일 수 있다. 둘 이상의 승객에게 하나의 중앙 스크린을 제공하지만 그들 자신의 영화를 선택할 수 있게 함으로써, 비용, 공간 및 무게를 크게 줄일 수 있다. 또한, 사용자가 보는 것을 다른 사용자가 보지 못하게 할 수 있다. 이는 게임은 물론 뱅킹 또는 판매 거래와 같은 보안 응용 분야에 바람직한 것일 수 있다.

통상의 바라보는 시각(vision)에서는, 인간의 두 눈은 머리에서 그 별개의 위치로 인한 서로 다른 원근감에 의해 세상 만물을 인지한다. 이들 2개의 원근감은 뇌에 의해 한 장면 내의 다양한 물체까지의 거리를 평가하는데 사용된다. 3차원 이미지를 효과적으로 디스플레이할 디스플레이를 구축하기 위해서는, 이와 같은 상황을 재현하고, 관찰자의 각 눈에 하나씩 소위 이미지들의 "입체시 쌍(stereoscopic pair)"을 제공할 필요가 있다.

3차원 디스플레이는 서로 다른 뷰(view)를 눈에 제공하기 위해 사용되는 방법에 따라 두 가지 종류로 분류된다. 입체시 디스플레이(stereoscopic display)는 전형적으로 넓은 표시 영역(viewing area)에 걸쳐 2가지 이미지 모두를 디스플레이한다. 그러나, 예를 들어 디스플레이의 색, 편광 상태 또는 시간에 따라 각각의 뷰가 인코딩되어, 관찰자가 착용한 안경의 필터 시스템은 뷰를 분리할 수 있게 하고 각각의 눈이 해당 눈을 위해 의도된 뷰만을 보게 할 것이다.

자동 입체시 디스플레이는 관찰자가 착용할 어떠한 관측 보조 기구(viewing aids)도 요구하지 않지만, 2개의 뷰는 한정된 공간의 영역으로부터만 볼 수 있다. 디스플레이 활성 영역 전체에 걸쳐 이미지를 볼 수 있는 공간의 영역을 "표시 영역(viewing region)"이라 한다. 관찰자의 두 눈 중 하나가 하나의 표시 영역에 있고 다른 눈이 쌍의 다른 이미지를 위한 표시 영역에 있다면, 정확한 뷰를 볼 수 있고 3차원 이미지를 인지할 것이다.

평판 자동 입체시 디스플레이의 경우, 표시 영역은 전형적으로 디스플레이 유닛의 픽셀(pixel) 구조 및 총칭하여 시차 광학기(parallax optic)라고 하는 광 소자의 조합에 의해 형성된다. 이러한 광학기의 예는 시차 장벽(parallax barrier)이다. 이 소자는 불투과 영역에 의해 분리된 수직 투과성 슬릿을 갖는 스크린이다. 이 스크린은 도 1에 도시된 바와 같은 픽셀 개구의 2차원 어레이를 갖는 공간 광변조기(spatial light modulator, SLM)의 앞에 설치될 수 있다.

이 디스플레이는 능동 매트릭스 박막 트랜지스터(TFT) 기판(1), 상대 기판(counter substrate, 2), 액정층에 의해 형성된 픽셀(화소)면(3), 편광자(4) 및 시야각 증가 필름(5)을 구비한 액정 소자(LCD) 형태의 투과성 공간 광 변조기를 구비한다. SLM은 화살표(6)로 가리킨 방향으로 조사하는 백라이트(도시되지 않음)에 의해 조사된다. 이 디스플레이는 전면 시차 장벽형이고, 기판(7), 개구 어레이(aperature array)(8) 및 반사 방지(anti-reflection; AR) 코팅(9)을 갖는 시차 장벽을 구비한다.

SLM은, 법선 방향 뷰에 대하여 수직으로 연장하는 픽셀들의 열이 수평 피치 p를 갖는 상태로 제공되도록 정렬된다. 시차 장벽은 개구 또는 슬릿의 어레이(8)를 제공하는데, 여기서 슬릿은 서로 평행하며 픽셀 열에 평행하게 연장한다. 슬릿 은 폭이 2w이고 수평 피치가 b이며, 거리 s만큼 픽셀면(3)로부터 이격되어 있다.

디스플레이는, 좌측 및 우측 표시 윈도우(viewing windows)(10, 11)가 윈도우 평면(12)을 한정하는 표시 영역의 가장 넓은 부분들에 있게 되는 의도하는 표시 거리 r_o를 갖는다. 표시 윈도우(10, 11)는 전형적인 또는 평균적인 인간의 두 눈 사이의 거리와 실질적으로 동일한 피치 e를 갖는다. 각각의 주 표시 윈도우(10, 11)의 중심은 디스플레이 법선에 대해 반각 α을 이룬다.

시차 장벽의 슬릿의 피치 b는, 픽셀 열의 그룹들이 시차 장벽의 특정 슬릿과 연관되도록 SLM의 픽셀 피치 p의 정수배에 가깝도록 선택된다. 도 1은 2개의 픽셀 열이 시차 장벽의 각 슬릿과 연관된 SLM을 도시한다.

도 2는 SLM 및 시차 장벽이 픽셀 열 피치 p의 정확한 정수배의 피치 b를 갖는 SLM 및 시차 장벽으로부터 생성된 광의 각도 영역(angular zones)을 도시한다. 이 경우, 상이한 위치들로부터 디스플레이 패널 표면을 가로질러 오는 각도 영역은 서로 혼합되어 이미지 1 또는 이미지 2를 위한 순수한 뷰 영역은 존재하지 않는다. 이를 해결하기 위해, 각도 영역이 디스플레이 전방에서 윈도우 평면(12)에 수렴하도록 시차 광학기의 피치 b가 약간 감소한다. 시차 광학기 피치에서의 이러한 변화를 "뷰포인트 보정(viewpoint correction)"이라고 하고, 이는 도 3에 도시되어 있다. 이와 같이 생성된 표시 영역은 대략적으로 연(kite)과 같은 형상으로 된다.

컬러 디스플레이에 대하여, 일반적으로 각각의 픽셀에는 3원색중 하나와 연관된 필터가 제공된다. 각각 서로 다른 컬러 필터를 갖는 3개 픽셀의 그룹들을 제어함으로써, 실질적으로 모든 가시 색상이 만들어질 수 있다. 자동 입체시 디스플레이에서, 각각의 입체시 이미지 "채널"은 균형잡힌 컬러 출력을 위해 충분한 개수의 컬러 필터를 포함하여야 한다. 많은 SLM은 제조의 용이성으로 인해 수직 열로 배열된 컬러 필터를 가져, 소정 열 내의 모든 픽셀들은 그들과 연관된 동일한 컬러 필터를 갖게 된다. 3개의 픽셀 열이 각각의 슬릿(또는 렌즈렛(lenslet))과 연관되도록 이러한 SLM과 함께 시차 광학기를 사용한다면, 각각의 표시 영역에서 하나의 색상만을 볼 수 있을 것이다. 이는 예를 들어 EP 0 752 610에 개시된 기술을 사용하여 방지될 수 있다.

시차 광학기의 기능은 픽셀을 통해 투과된 광을 임의의 출력 각도로 제한하는 것이다. 이와 같은 제한은 주어진 슬릿 뒤에서 각각의 픽셀 열의 시야각을 한정한다. 각각의 픽셀의 뷰의 각도 범위는 안경의 굴절률 n, 픽셀 폭 p, 및 픽셀과 시차 광학기 평면(parallax optic plane) 사이의 거리 s에 의해 결정되고, 다음 식에 의해 주어진다.

표시 윈도우들 사이의 각도를 증가시키기 위해서, 픽셀 피치 p를 증가시키거나, 시차 광학기와 픽셀 s간의 간극을 감소시키거나, 유리(glass)의 굴절률 n을 증가시킬 필요가 있다. 이들 변수 중 임의의 변수를 바꾸는 것은 쉽지 않다. 기판 유리의 굴절률을 크게 바꾸는 것이 항상 실용적이거나 비용면에 있어 효과적인 것은 아니다. 픽셀 피치는 전형적으로 패널의 요구되는 해상도 사양에 의해 한정되고 따라서 변경될 수 없다. 부수적으로 픽셀 피치를 증가시키는 것은 시차 장벽 피치의 유사한 증가를 요구하는데, 이는 장벽이 보다 잘 보이게 하여서, 최종 화질을 손상시킨다. s의 감소는 얇은 유리를 제조하고 취급하는 것과 연관된 제조상의 문제를 초래하게 된다. 따라서, 표준 시차 장벽을 사용하여 넓은 시야각을 갖는 3D 또는 다중 뷰 디스플레이를 생성하는 것은 곤란하다.

픽셀 피치 및 이에 따른 시야각의 증가를 위한 하나의 선택 사양은, JP7-28015에 설명된 바와 같이 색상 서브픽셀(subpixel)이 수직이 아닌 수평으로 연장하도록 픽셀 구성을 회전시키는 것이다. 이는 픽셀 폭을 3배 증가시키게 되며, 따라서 시야각을 약 3배 증가시키게 된다. 전술한 바와 같이, 이는 픽셀 피치가 증가하여 가시성(visibility)을 증가시킴에 따라, 장벽 피치가 증가한다는 단점을 갖는다. 이와 같은 비표준 패널의 제조 및 구동은 비용 면에서 효과적이지 않을 수 있다. 부수적으로, 시야각의 증가가 표준 구성보다 3배 클 필요가 있으며 따라서 픽셀을 단순히 회전시키는 것이 충분하지 않을 수 있는 응용 분야가 있을 수 있다.

윈도우 평면은 디스플레이의 최적의 표시 거리를 한정한다. 눈이 이 평면에 위치한 관찰자는 디스플레이의 최상의 성능을 얻을 것이다. 관찰자가 이 평면에서 측면으로 이동함에 따라, 디스플레이 상의 이미지는 관찰자가 표시 영역의 가장자리에 도달할 때까지 그대로 유지되는데, 이때 인접한 표시 영역으로 눈이 이동함에 따라 전체 디스플레이가 다음 이미지로 신속히 변할 것이다. 표시 영역 내의 윈도우 평면의 라인은 종종 "표시 윈도우(viewing window)"라 한다.

도 1, 도 2 및 도 3에 도시된 유형의 이상적인 디스플레이에서, 각 표시 윈도우를 가로지른 광의 세기 분포는 "탑 햇(top hat)" 함수일 것이다. 다시 말해서, 각각의 표시 윈도우의 경우, 광 세기는 표시 윈도우를 가로질러 일정할 것이고, 표시 평면의 표시 윈도우 바깥에서는 0일 것이다. 그러나, 윈도우 세기 분포가 나빠져, 관찰자의 횡방향 및 종방향 관찰 자유도(viewing freedom)가 도 3에 도시된 것과 비교하여 감소된다. 이는 픽셀 간의 간극뿐만 아니라 개구를 통한 회절에 의해 유발되어, 윈도우들의 가장자리가 어두운 영역이 된다. 이상적인 디스플레이에서, 우측 눈 이미지 데이터는 좌측 눈 표시 영역에 존재하지 않을 것이고, 그 반대도 그러하다. 그러나, 실제로는 상호 간섭(crosstalk)이 발생하여, 각각의 눈이 다른 눈에 의도된 광의 일부를 볼 수 있다.

특정 시차 요소(슬릿 또는 렌즈렛(lenslet))가 원칙적으로 픽셀 열들의 하나의 그룹과 연관되어 있지만, 인접하는 픽셀 열들의 그룹도 또한 이 요소에 의해 이미지화될 것이다. 이들 그룹의 이미지화는 중심 로브(lobe) 또는 0차 로브(zero order lobe)의 어느 한 쪽으로 반복된 표시 영역의 로브를 생성한다. 이들 로브는 중심 로브의 모든 성질을 반복하지만, 대체로 광학 시스템의 불완전성과 수차에 큰 영향을 받으며, 궁극적으로 로브 차수가 증가함에 따라 사용할 수 없게 될 것이다. 윈도우들 사이에서 보다 넓은 각을 달성하기 위해 보다 높은 차수의 로브를 사용할 수 있다. 그러나, 성능이 크게 감소할 것이다.

예를 들어, b~3p의 피치를 갖는 시차 광학기를 사용함으로써, 윈도우 B가 블랙이거나 임의의 데이터를 포함하는 3D 표시 또는 "이중 뷰(dual view)"에 대하여 도 4a에서 윈도우 A 및 C를 사용할 수 있다. 이것이 증가된 시야각을 제공하지만, 매 세번째 픽셀이 사용되지 않는 윈도우에서 "표시되기" 때문에 휘도는 피치 b∼2p를 갖는 장벽에 의해 생성된 휘도의 2/3로 감소된다. 장벽 피치의 증가는 장벽의 가시성을 증가시킬 것이고 수평 해상도는 감소될 것이다. 이 윈도우는 도 4b에 도시된 것과 동일한 시야각을 갖는 이중 뷰 시스템의 윈도우보다 작고, 따라서 관찰 자유도가 감소될 것이다. 본 예에서의 다른 문제는, 컬러 필터가 RGB 열로 배열되면 각각의 윈도우만이 하나의 색상의 "서브픽셀"을 볼 수 있다는 점이다.

도 5는 슬릿 폭

를 가지며 피치 b~6p로 떨어져 있는 시차 장벽을 도시한다. 이는 피치 b∼2p의 표준 시차 장벽의 간격 각도(separation angle)의 3배인 간격 각도로 있는 윈도우들을 초래한다. 슬릿 폭이 3p이기 때문에, 모든 3개의 컬러 필터 색상(15, 16, 17)이 동일한 비율로 보인다. 그러나, 이는 도 5a에 도시된 바와 같이 표시 윈도우의 정확한 중심에서만 그러하다. 관찰자가 표시 윈도우의 중심에서 멀리 이동함에 따라, 이웃하는 이미지 데이터(15a)가 보일 것이고, 도 5b에 도시된 바와 같이 상호 간섭이 발생할 것이다.

이러한 상호 간섭을 감소시키기 위해, 슬릿 폭을 3p 미만으로 감소시킬 수 있다. 그러나, 이는 불균일한 색상 평형(color balance)을 초래한다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 관찰자가 표시 윈도우의 중심에 있을 때, 녹색 서브픽셀(16)이 적색 및 청색 서브픽셀(15, 17)의 각각보다 더 많이 보일 수 있기 때문에 "백색" 픽셀이 연녹색으로 보일 것이다. 감소된 슬릿 폭 때문에, 관찰자가 인접하는 이미지 데이터를 보는 것없이 표시 윈도우의 중심에서 멀리 이동할 수 있다. 그러나, 시야각에 따라 색상 평형이 변하고, 한 방향으로의 이동에 대한 도 6b에 도시된 바와 같이, "백색" 픽셀이 청녹색으로 보일 것이다.

보다 큰 간격 각도를 달성하는 다른 방법은, 도 7a에 도시된 바와 같이 2개의 윈도우 폭만큼 분리되어 있는 표준 b~2p 장벽을 사용하고 2개의 부차적인 로브 A 및 D를 사용하는 것이다. 이는 동일한 각도를 갖는 도 7b에 도시된 2개의 뷰 시스템과 동일한 장벽 가시성, 휘도 및 수평 해상도를 가질 것이다. 그러나, 관찰 자유도는 크게 감소할 것이다.

공지된 다른 종류의 방향성 디스플레이는 도 8에 도시된 바와 같은 배면 시차 장벽 디스플레이이다. 이 경우, 시차 장벽(7, 8)은 SLM 1 내지 5 뒤에, 즉 SLM과 백라이트 사이에 놓인다. 이러한 구성은 장벽이 SLM 뒤에서 손상되지 않게 유지된다는 장점을 갖는다.

렌티큘러 스크린(lenticular screen)은 인터레이스된 이미지(interlaced images)를 다수의 방향으로 배향시키는 데 사용되는데, 이는 3D 이미지 또는 다수의 방향으로의 다중 이미지를 제공하도록 설계될 수 있다. 실제의 렌즈는 산란을 겪게 되고 반사 방지 성능이 불량하게 되는 경향이 있어서, 주변 환경 및 백라이트 조사된 환경 모두에서 표면이 극히 가시적이게 된다. 따라서, 렌티큘러 스크린의 화질은 나쁠 수 있고, 시스템은 이미지 픽셀에의 근접에 대한 필요성과 같은 시차 장벽으로서의 유사한 문제점을 겪게 된다.

이미지 분할(image splitting)의 홀로그래픽 방법이 또한 존재하지만, 이 방법은 시야각 문제, 슈도스코픽(pseudoscopic) 영역, 및 이미지의 제어 곤란성을 겪는다. 마이크로편광자(micropolariser) 디스플레이는 편광 방향성 광원과, LCD 픽셀과 정렬되어 패턴화된 고정밀 마이크로편광자 소자를 사용한다. 이러한 디스플레이는 콤팩트한 패키지에서 2D/3D 기능뿐만 아니라 고화질 윈도우에 대한 가능성을 제공한다. 주요 요건은 시차 문제를 피하기 위해 마이크로편광자 소자를 LCD 내로 통합하는 것이다.

US 6 424 323은 디스플레이 소자 위에 놓이는 렌티큘러 스크린을 갖는 이미지 반사 시스템을 개시한다. 이 디스플레이는 서로 다른 관찰 위치로부터 보여지는 적어도 2개의 독립적인 이미지를 제공하도록 제어된다.

JP 7-28015는 디스플레이에 의해 형성된 윈도우가 최소 상호 간섭을 갖는 렌티큘러 장벽을 구비한 패턴화된 픽셀 형상의 사용을 개시한다. 상호 간섭은 픽셀의 상대적 위치를 이동시키고 이격 및 배향을 적절히 정렬시킴으로써 감소된다.

다른 공지된 종류의 다중 뷰 디스플레이는 WO 98/27451, DE 19822342 및 JP H7-104212에 개시되어 있다.

JP-A-8-36145는, 슬릿이 복수개의 미리 선정된 피치 중에서 랜덤하게 선택된 피치를 갖는 시차 장벽을 개시한다. 선택된 피치는 장벽을 가로질러 그룹들로서 반복될 수 있다.

GB-2352573은, 복수개의 서브개구(sub-aperture)를 각각 구비하는 슬릿들이 균일하게 이격되어 있는 시차 장벽을 개시한다.

본 발명의 제1 태양에 따르면, 복수개의 평행한 슬릿의 그룹들을 구비하는 시차 장벽에 있어서, 각각의 그룹이 N개의 슬릿(N은 1보다 큰 정수)을 포함하고, 각 그룹의 슬릿들은 슬릿들에 수직인 방향으로 제1 피치 b1로 이격되어 있고, 그룹들은 N·b1보다 큰 제2 피치 b2로 슬릿에 수직인 방향으로 이격되어 있는 시차 장벽이 제공된다.

그룹 내의 각각의 슬릿을 통한 광의 최대 투과는 실질적으로 동일할 수 있다.

인접하는 슬릿들은 한정된 폭을 갖는 장벽 부분에 의해 분리될 수 있다.

제2 피치 b2는 2·N·b1과 실질적으로 같을 수 있다.

일 실시예에서, N은 2이다. 다른 실시예에서, N은 3이다.

장벽은 제1 동작 모드에서 슬릿 그룹들을 제공하고 제2 동작 모드에서 슬릿들의 대안적인 배열을 제공하는 능동 소자를 구비할 수 있다. 슬릿들은 제2 모드에서 슬릿들에 수직인 방향으로 실질적으로 균일한 피치로 이격될 수 있다. 장벽은 장벽이 그 동작 영역에 걸쳐 광에 대해 실질적으로 균일한 투과성을 나타내는 제3 동작 모드를 가질 수 있다.

본 발명의 제2 태양에 따르면, 본 발명의 제1 태양에 따른 장벽 및 공간 광 변조기를 구비하는 다중 뷰 디스플레이가 제공된다.

변조기는 슬롯들에 평행하게 연장하는 복수개의 픽셀 열들을 구비할 수 있다.

픽셀 열들은, 뷰포인트 보정(viewpoint correction)을 제공하기 위해 제1 피 치와는 다른, 열의 길이 방향에 수직인 방향으로 제3 피치 p를 가질 수 있다. 제1 피치 b1은 다음 식에 의해 주어질 수 있다.

여기서, p는 열들의 피치이고, e는 디스플레이에 의해 생성된 주 표시 윈도우(main viewing window)의 피치이다.

열들은 제1 피치보다 큰, 열들의 길이 방향에 수직인 방향으로 제3 피치 p를 가질 수 있다.

열들은 적색, 녹색 및 청색 열들을 구비할 수 있다.

열들은 반복적인 그룹들로서 배열될 수 있는데, 각각의 그룹은 청색, 적색, 청색, 적색, 녹색, 청색, 녹색, 청색, 적색, 녹색, 적색 및 녹색 순서로 배열된다.

열들은 반복적인 그룹들로서 배열될 수 있는데, 각각의 그룹은 녹색, 녹색, 청색, 청색, 적색 및 적색의 순서로 배열된다.

열들은 18개의 반복적인 그룹들로서 배열될 수 있는데, 각각의 그룹은 동일한 트리플릿(triplet)의 3개의 연속 쌍들을 포함하며, 연속 쌍들의 트리플릿들의 색상의 순서는 서로에 대하여 한 위치씩 순환된다.

열들은 36개의 반복적인 그룹들로서 배열될 수 있는데, 각각의 그룹은 동일한 트리플릿의 6개의 연속 쌍들을 포함하며, 연속 쌍들의 트리플릿들은 적색, 녹색 및 청색의 모든 순열을 포함하는 순서를 갖는다.

디스플레이는 복수개의 뷰를 인터레이스된 열로서 나타내는 이미지 신호를 변조기에 공급하는 디스플레이 드라이버를 포함할 수 있다. 이미지 신호는 2개의 뷰를 나타낼 수 있다. 디스플레이는 이미지 신호가 적어도 한 쌍의 입체시 뷰(stereoscopic views)를 나타내는 자동 입체시 디스플레이를 포함할 수 있다.

따라서, 표시 영역들 사이에 비교적 넓은 시야각을 갖는 다중 뷰 디스플레이에 사용하기에 적합한 시차 장벽을 제공하는 것이 가능하다. 이러한 디스플레이의 서로 다른 실시예들은 감소된 장벽 가시성, 윈도우들 사이의 감소된 상호 간섭, 개선된 관찰 자유도, 증가된 휘도 및 개선된 색상 매칭 중에서 서로 다른 장점들을 나타낼 수 있다.

도 9에 도시된 디스플레이는 자동 입체시 3D 디스플레이 또는 관련없는 2개의 뷰(view)를 서로 다른 관찰자에게 제공하기 위한 디스플레이로서 사용될 수 있는 이중 뷰 방향성 디스플레이(two view directional display)이다. 이 디스플레이는 예를 들어 도 1에서 1 내지 5로 도시된 종류의 LCD(20) 형태의 공간 광변조기를 구비한다. LCD(20)는 픽셀화되어 있고 백라이트(도시되지 않음)로부터 픽셀을 통과하는 광을 변조시키기 위해 투과 모드로 동작한다. 그러나, 투과 또는 반사 모드로 광을 변조시키거나 또는 디스플레이 소자 자체(전면 시차 장벽 구성의 경우) 내에 광을 발생시키기 위해 다른 종류의 디스플레이를 사용할 수 있다.

이 디스플레이는 LCD(20)의 전방에, 즉 LCD(20)와 관찰자(들) 사이에 배치된 시차 장벽(21)을 구비한다. 장벽(21)은 예를 들어 표준 에멀션 기법, 또는 지연기 또는 편광자 기법, 또는 LCD(20)로부터의 광을 실질적으로 투과시키지 않는 도면 부호 22 및 23과 같은 영역과 LCD(20)로부터의 광을 실질적으로 투과하는 상기 영역들 사이의 슬릿(slit)을 제공하기 위한 임의의 적당한 방법으로 구현될 수 있다. 영역(22, 23)은 한정된 폭을 가지며, 모든 슬릿은 동일한 최대 광 전송을 갖는다.

LCD(20)는, 디스플레이의 정상 사용 중에 그 방향이 일반적으로 수평한 픽셀 열의 길이 방향 축에 수직 방향으로 실질적으로 균일한 피치 p를 갖는 픽셀의 열들을 형성하도록 픽셀화되어 있다.

장벽(21)의 슬릿은 비주기적으로 배열되고, 픽셀 열의 수직 축에 평행하게 연장한다. 특히, 슬릿들은, 각 그룹 내의 슬릿들이 균일하게 이격된 상태로 균등 이격된 슬릿의 그룹 형태로 정렬된다. 도시된 실시예에서, 각각의 그룹은 상술한 바와 같이 뷰포인트 보정(viewpoint correction)을 제공하기 위해 픽셀 열의 피치 p와 유사하지만 그와는 다른 피치 b1로 각 그룹 내의 슬릿들이 이격되어 있는 2개의 슬릿을 구비한다. 따라서, 피치 b1은 도 9에 도시된 종류의 전면 시차 장벽 디스플레이에 대해서는 피치 p보다 다소 작지만 도 8에 도시된 종류의 배면 시차 장벽 디스플레이에 대해서는 픽셀 열 피치 p보다 다소 크다. 특히, 전면 시차 장벽의 경우에 피치 b1은 p/(1+(p/e))인 반면에, 배면 시차 장벽의 경우에 피치 b1은 p/(1-(p/e))로 주어진다.

모든 슬릿들의 그룹들은 동일한 피치 b1을 갖는 동일한 개수의 슬릿을 가지며, 도시된 실시예에서 이 슬릿들은 시차 장벽(21)의 높이 전체로 연장한다. 슬릿들의 그룹은 피치 b1의 4배이고 따라서 픽셀 열의 피치 p의 4배와 거의 같은 동일 한 피치 b2만큼 슬릿에 수직한 방향(디스플레이의 정상 사용 중에 수평)으로 이격되어 있다.

디스플레이는 디스플레이될 2개의 뷰를 위한 이미지 데이터가 수직 줄무늬로서 인터레이스(interlace)되도록 도 9에서 도면 부호 25로 도식적으로 표시한 디스플레이 드라이버에 의해 구동된다. 디스플레이 드라이버(25)는 개별적인 픽셀 열들이 이미지들의 정확한 수직 슬라이스(slice)를 디스플레이하도록 하기 위해 디스플레이용 이미지를 수신하여 데이터를 인터레이스하도록 배열될 수 있다. 디스플레이 드라이버(25)는 디스플레이의 일부로 형성될 수 있거나 또는 컴퓨터 또는 마이크로프로세서 등과 같은 다른 장치 내에 부분적으로 또는 전체적으로 구현될 수 있다. 이미지들은 캡쳐된 "실제" 이미지이거나 또는 컴퓨터-생성 이미지일 수 있다. 이미지들은 디스플레이의 자동 입체시 3D 사용을 위한 입체시 쌍을 형성할 수 있거나, 또는 2인용 게임의 완전히 다른 뷰포인트 이미지, 또는 한 관찰자에게는 "영화"를 디스플레이하고 자동차 운전자와 같은 다른 관찰자에게는 위성 네비게이션 이미지를 제공하기 위한 일련의 시네마토그래픽 이미지(cinematographic images)와 같이 입체시적(stereoscopically)으로 무관할 수 있다.

도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 장벽(21)의 슬릿들은 픽셀 열의 중간 라인에 따라 또는 이에 인접하게 정렬된다. 실제로, 슬릿들은 뷰포인트 보정을 제공하기 위해 작은 양만큼 이러한 중간 라인 정렬(alignment)로부터 오프셋되어 있다. 디스플레이 드라이버(25)는 도 10에서 1 내지 4의 수직 이미지 슬라이스를 슬릿의 각 그룹에 가장 가까운 4개의 픽셀 열의 그룹에 공급한다. 장벽(21)의 슬릿들은 도 10에서 A 내지 E로 표시된 표시 영역을 한정 또는 생성하기 위해 LCD(20)의 픽셀화(pixellation)와 협력한다. 각각의 표시 영역에서, 각각의 슬릿 그룹은 2개의 인접 픽셀 열만이 표시 영역으로부터 디스플레이를 보는 관찰자에 의해 보일 수 있도록 픽셀들의 열의 가시성을 제한한다. 따라서, 0차 로브 표시 영역(zero order lobe viewing region) C에서, 이미지 슬라이스 2 및 3을 디스플레이하는 이들 열만을 볼 수 있다. 이미지 슬라이스 1 및 2를 디스플레이하는 픽셀 열 만이 양의 1차 로브 표시 영역 D에서 볼 수 있는 반면에, 이미지 슬라이스 3 및 4를 디스플레이하는 픽셀 열만이 음의 1차 로브 표시 영역 B에서 볼 수 있다. 유사하게는, 양의 그리고 음의 제2 차수 로브 표시 영역 E 및 A에서는 이미지 슬라이스 1 및 4를 디스플레이하는 픽셀 열만을 볼 수 있다.

디스플레이 드라이버(25)는 이미지 슬라이스 1 및 2가 이미지 중의 하나로부터 제공되고 이미지 슬라이스 3 및 4가 상기 이미지 중의 다른 이미지로부터 제공되도록 LCD(20)에 픽셀 이미지 데이터를 공급한다. 따라서, 제1 및 제2 뷰를 형성하는 제1 및 제2 이미지는 표시 영역 D 및 B에서 각각 볼 수 있다. 자동 입체시 뷰를 제공할 때, 관찰자의 우측 및 좌측 눈이 표시 영역 B 및 D에 각각 존재한다고 가정하면, 이미지의 입체시 쌍은 3D 효과를 제공하도록 정확히 투시될 수 있다. 거꾸로 말하면, 눈이 표시 영역 D에 있는 관찰자는 이미지들 중의 한 이미지는 볼 수 있지만 다른 이미지는 볼 수 없는 반면에, 눈이 표시 영역 B에 있는 관찰자는 상기 다른 이미지는 볼 수 있지만 제1 이미지는 볼 수 없다.

디스플레이에서 표시 영역 B 및 D의 중심에 대해 이루는 반각(half angle, α)은 다음과 같다.

도 1 내지 도 3과 도 4a에 도시된 유형의 종래의 디스플레이와 비교하여, 뷰(views) 간의 각도는 약 2배가 된다. 자동 입체시 디스플레이 경우, 이는 최적의 표시 거리 또는 표시 윈도우 평면이 종래의 구성과 비교하여 디스플레이로부터의 거리의 대략 절반 정도의 거리에 떨어져 있게 한다. 거꾸로 말하면, "무관한(unrelated)" 뷰의 경우, 무관한 이미지용 뷰들 사이의 각도가 사실상 증가한다.

실제로 사용되는 영역 B 및 D의 각 측면에 대한 표시 영역은 각 이미지의 50%를 포함한다. 따라서, 스트레이 광(stray light)의 50%가 동일한 이미지 원으로부터 나오기 때문에 인접하는 표시 영역으로부터의 상호 간섭에의 기여가 감소하게 된다. 도 4a에 도시된 3개의 뷰와 비교할 때, 도 9 및 도 10에 도시된 디스플레이는 이용가능한 광의 50%를 이용하고, 수평 해상도가 LCD 해상도의 50%가 되도록 각각의 이미지는 픽셀의 50%만큼 디스플레이된다. 도 4a의 3개의 뷰 디스플레이(view display)의 경우, 광의 33%가 사용되고, LCD 해상도의 33%가 각 이미지에 의해 사용된다.

도 11에 도시된 디스플레이는 시차 장벽(21) 및 LCD(20)에 의해 디스플레이된 이미지 슬라이스의 구성의 측면에서 도 9 및 도 10에 도시된 것과는 다르다. 본 실시예에서, 장벽(21)은 각 그룹의 슬릿들이 도 9 및 도 10에 도시된 디스플레 이에서 슬릿의 그룹에서와 동일한 피치 b1을 갖는 3개 슬릿의 그룹을 포함한다. 그러나, 슬릿의 그룹들은 뷰포인트 보정 내에서의 피치 b1의 6배이고 픽셀 열의 피치 p의 약 6배와 같은 수평 피치 b2만큼 이격되어 있다. 또한, 각각의 슬릿은 LCD(20)의 픽셀 열의 각각이 인접하는 쌍 사이의 경계에 따라 (뷰포인트 보정 내에서) 정렬되어 있다.

장벽(21)의 슬롯들의 각 그룹과 연관된 픽셀 열의 각 그룹은 도 11에서 1 내지 6으로 표시된 수직 이미지 또는 표시 슬라이스를 디스플레이한다. LCD(20)의 픽셀 열에 대한 장벽(21)의 구성은 도 11에서 A 내지 G로 표시된 표시 영역을 생성하게 된다. 1차 표시 영역 D에서는, 표시 슬라이스 3, 4 및 5를 디스플레이하는 픽셀 열들을 볼 수 있는 반면에, 표시 영역 E에서는 표시 슬라이스 2, 3 및 4를 디스플레이하는 픽셀 열들은 볼 수 있다. 표시 영역 C에서는, 표시 슬라이스 4, 5 및 6을 디스플레이하는 픽셀 열들을 볼 수 있는 반면에, 표시 영역 F에서는 표시 슬라이스 1, 2 및 3을 디스플레이하는 픽셀 열들을 볼 수 있다. 표시 영역 B에서는, 표시 슬라이스 5, 6 및 1을 디스플레이하는 픽셀 열들을 볼 수 있는 반면에, 표시 영역 G에서는 표시 슬라이스 6, 1 및 2를 디스플레이하는 픽셀 열들을 볼 수 있다. 디스플레이 드라이버(25)는 표시 슬라이스 4, 5 및 6이 제1 이미지인 반면에 표시 슬라이스 1, 2 및 3이 제2 이미지가 되도록 이미지 데이터를 LCD(20)에 공급한다. 따라서, 표시 영역 C에서는 제1 이미지는 볼 수 있고 제2 이미지는 사실상 볼 수 없는 반면에, 표시 영역 F에서는 제2 이미지는 볼 수 있고 제1 이미지는 사실상 볼 수 없다. 표시 영역 C 및 F에 대한 반각 α은 다음과 같이 주어진다.

이는 도 4a에 도시된 디스플레이에 대한 각도의 약 3배인 뷰간 각도(angle between views)를 제공한다. 따라서, 자동 입체시 디스플레이 목적으로는, 최적의 표시 거리 또는 표시 윈도우 평면은 디스플레이에 훨씬 가깝게 된다. 바꾸어 말하면, 무관한 이미지(unrelated image)를 보기 위해, 표시 영역에 대한 보다 큰 의 이격 거리가 제공된다.

도 11의 디스플레이에서의 표시에 사용된 각 윈도우의 어느 한 측면에 대한 윈도우는 동일한 이미지 데이터의 66.7%를 포함한다. 따라서, 스트레이 광의 66.7%가 동일한 이미지 원으로부터 나오기 때문에 인접하는 윈도우로부터의 상호 간섭에 대한 기여가 감소된다. LCD 해상도의 50%는 각 이미지에 사용되고, 이용가능한 광의 50%는 각 이미지에 사용된다.

도 11에 도시된 바와 같이, 각각 적색, 녹색 및 청색 데이터를 디스플레이하기 위해 제1 이미지용 표시 슬라이스 4, 5 및 6과 제2 이미지용 표시 슬라이스 1, 2 및 3을 디스플레이하는 픽셀 열을 사용함으로써, 색상 평형이 유지된다. 각각 적색, 녹색 및 청색 픽셀 열(15, 16 및 17)의 중심에 있어서 보이는 쪽(on-centre viewing)이 도 12의 (a)에 도시되어 있다. 그러나, 슬릿의 각 그룹의 외부 모서리들이 대향 이미지 데이터를 갖는 픽셀 열에 가장 가깝기 때문에 상호 간섭의 주요 원인은 상기 외부 모서리로 인해 발생한다. 관찰자가 표시 윈도우의 중심으로부터 멀어지도록 이동할 때, 도 12의 (b)에 도시된 바와 같이 인접하는 이미지 데이터를 볼 수 있고 상호 간섭이 발생한다.

도 13에 도시된 바와 같이, 상호 간섭은 슬릿의 폭을 감소시키고 슬릿의 각 그룹 내의 슬릿 피치를 감소시킴으로써 감소될 수 있다. 중심에 있어서 보이는 쪽(on-centre viewing) 및 중심을 벗어나서 보이는 쪽(off-centre viewing)이 도 13의 (a) 및 (b)에 도시되어 있고 이는 도 12의 (a) 및 (b)에 각각 대응된다. 비록 감소된 슬릿 폭이 디스플레이의 광 출력을 감소시키지만, 각 관찰자에 대해 보다 큰 측면 이동 자유도를 허용하면서 상호 간섭 효과가 감소된다. 비록 도 13의 구성에서 각 그룹 내 슬릿의 피치가 도 12의 구성에 비해 감소되지만, 슬릿의 그룹의 피치는 변하지 않는다.

도 14a는 "백색" 픽셀들이 색상 서브픽셀의 반복하는 그룹으로 분할되어 있는 종래 유형의 LCD(20)의 사용을 도시하고 있다. 특히, 3개 열의 각 그룹의 픽셀 열은, 각 열 내의 모든 색상 서브픽셀들이 동일한 색상을 디스플레이하고 열의 인접 쌍들이 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 패턴이 디스플레이에 걸쳐 반복하는 서로 다른 색상을 디스플레이하도록, 적색, 녹색 및 청색 필터 스트립(filter strip)을 구비한다. 우측 및 좌측 뷰를 위해 도시된 바와 같이, 이러한 구성을 위해 정확한 색상 평형이 얻어지더라도, 각 뷰에 대한 단일 색상의 간격에 있어서 실질적인 불균일이 존재하게 된다. 특히, 도 14a에 잘 도시된 바와 같이, 적색 서브픽셀의 간격은 9개 및 3개의 색상 서브픽셀로 교번한다. 이와 같은 불균일한 간격은 특히 저해상도의 디스플레이에서 볼 수 있고, 따라서 화질을 저하시킨다. 또한, 각각의 뷰의 경우, 색상 서브픽셀의 순서(ordering)는 3개의 색상 서브픽셀의 동일한 반복 패턴을 따르지 않는다. 예를 들어, 우측 뷰에서, 제1 백색 픽셀은 R, G 및 B 서브픽셀로 구성되지만, 실제 배열은 R, G, G 및 B 색상 서브픽셀이다. 따라서, G 서브픽셀 중의 하나는 다른 백색 픽셀에 속하고, 각 백색 픽셀의 구성요소의 순서에서의 이와 같은 교차(crossing)는 더 바람직하지 않는 이미지를 갖는 결과물(artefact)이 될 수 있다.

이와 같은 문제를 피하거나 줄이기 위해서는, 픽셀 열의 색상은 표준 반복 RGB 구성과 달라질 수 있고, 대안적 구성의 예는 도 14b 및 도 14c에 도시된 바와 같다. 도 14b에서, 열의 색상 순서는 GBBRBRGBGBRGRG의 반복 패턴으로 변경된다. 따라서, 각각의 뷰를 위한 색상 서브픽셀은 백색 픽셀 구성요소의 배열에 어떠한 교차도 존재하지 않도록 RGB 서브픽셀의 반복 그룹으로서 정렬된다. 또한, 각 뷰내의 개별적인 색상 서브픽셀의 간격은 5개 및 7개의 서브픽셀로 교번하는데, 이는 간격의 균일성, 즉 화질을 향상시킨다.

이러한 구성의 단점은, 만일 디스플레이가 2D 모드로 동작하도록 요구되는 경우에 서브픽셀 배열이 실제의 LCD(20)의 배열순서로 되돌아가고, 3개의 색상 서브픽셀의 반복 그룹으로는 더 이상 정렬되지 않는다는 것이다. 이는 백색 픽셀 구성요소의 배열의 일부 교차가 발생되는 결과가 되며, 다시 바람직하지 않는 이미지를 갖는 결과물이 된다. 그러나, 2D 모드에서 LCD의 완전한 공간 해상도(spatial resolution)가 사용되고 이는 교차 효과(crossover effect)를 갖는 가시성을 줄이는 데에 도움이 되기 때문에 이와 같은 절충(compromise)은 허용될 수도 있다.

도 14b에 도시된 구성의 다른 장점은 이와 같은 디스플레이의 자동 입체시 3D 적용으로 달성된다. 이 경우, 제로 디스패리티(zero disparity)를 갖는, 즉 좌측 및 우측 눈 모두에 대해 디스플레이의 동일한 위치에 나타나는 3D 픽셀은 2개의 서브픽셀만의 잔류 디스패리티를 갖는다. 이는 잔류 디스패리티가 동일한 방향 또는 스크린의 앞뒤로 번갈아 나타나는 6개의 서브픽셀인 도 14a에 도시된 구성에 비해 개선된 것을 보여준다.

색상 서브픽셀의 또 다른 구성이 도 14c에 도시된다. 이 경우, 각각의 색상 성분은 각 쌍이 동일한 색상 성분을 디스플레이하는 쌍으로서 열들이 배열되도록 반복된다. 이와 같은 구성은 다중 뷰 모드에서 교차 결과를 피하고, 2개 뷰에 대해 색상 성분의 보다 균일한 간격을 제공한다. 2D 모드에 사용될 때, 디스플레이는 LCD(20)의 공간 해상도의 절반을 갖도록 사용되지만, 백색 픽셀의 성분의 교차는 존재하지 않는다. 이와 같은 구성은 예를 들어 고해상도를 갖는 디스플레이에 또는 LCD의 기본 해상도가 증가되어 고해상도 이미지를 각 관찰자에게 제공할 수 있는 이중 뷰 디스플레이에 사용될 수 있다.

도 12 및 도 13에 도시된 실시예에서, 색상의 배열은 도 15a에 도시된 바와 같이 종래의 RGB LCD(20)의 배열과 동일하다. 6개 픽셀 열 피치와 실질적으로 동일한 피치를 갖는 폭이 넓은 단일의 슬릿을 사용하여 볼 수 있는 바람직하지 않은 색상 결과를 피한다. 그러나, 만일 제조 중에 이와 같은 슬릿의 피치, 폭 또는 간격에서 에러가 발생하면, 일부 색상 결과는 그대로 남을 것이다. 도 15a에 도시된 구성에서, 만일 3개의 인접 RGB 픽셀 열의 각 그룹의 기여 비율이 같지 않으면, 백색 평형(white balance)이 얻어지지 않는다. 만일 이와 같은 에러가 RGB 픽셀 열의 각 그룹에서 발생하면, 이 에러는 전체 디스플레이로 퍼지게 될 것이다.

이러한 문제의 영향을 피하거나 감소시키기 위한 색상 서브픽셀의 대안적 순서가 도 15b에 도시되어 있다. 이와 같은 구성에서, 색상 서브픽셀의 순서는 각 뷰의 서브픽셀의 각 그룹에 대해 한 위치만큼 "순환하게(rolled)" 된다. 이와 같은 패턴은, LCD(20)가 충분히 높은 해상도를 가질 때 임의의 에러가 패널에 걸쳐 평균화되어 관찰자에게 덜 보이거나 안보이게 되도록 3개의 그룹마다 반복하게 된다. 그러나, 각 뷰 내의 개별적인 색상 서브픽셀의 간격은 5, 5 및 8 픽셀의 패턴에 따라 변하고, 바람직하지 않은 이미지 결과를 초래하게 될 수 있다.

에러의 영향을 극복하거나 감소시키고 보다 균일한 색상 서브픽셀 간격을 제공하기 위한 또 다른 구성이 도 15c에 도시된다. 본 구성에서, 2개의 인접하는 색상 서브픽셀의 순서는 바뀌는(swapped) 반면에, 3번째 색상 서브픽셀은 동일한 위치에 유지된다. 이와 같은 패턴은 6개의 그룹마다 반복한다. 따라서, 비록 에러가 도 15b에 도시된 구성에서와 같이 효과적으로 평균화되지 않더라도, 개별적인 색상 서브픽셀의 간격은 7, 7, 6, 5, 5, 6 픽셀의 패턴에 따라 변하고, 따라서 덜 보이게 될 것이다.

일반적으로, 입체시 이미지의 자동 입체시 디스플레이를 제공하기 위한 다중 뷰 디스플레이는 약 5 내지 10도의 뷰 간 각도 간격(angular separation)를 제공한다. 그러나, 이중 뷰 디스플레이와 같이 서로 다른 관찰자에게 서로 다른 뷰를 제공하도록 의도된 다중 뷰 디스플레이의 경우, 일반적으로 훨씬 큰 각도간격이 요구되고, 전형적으로 50도 내지 100도 사이의 값을 갖는다. 도 16은 다양한 동작 모드에서 이러한 광범위한 다른 각격 각도(separation angle)를 제공할 수 있는 구성을 도시한다. 이와 같은 구성은 단일 뷰 또는 2D 동작 모드를 제공하도록 배열될 수 있다. 모드들 간의 전환은 전자적으로 수행될 수 있다.

도 16에 도시된 구성에서, 시차 장벽(21)은 능동형(active) 또는 제어 가능한 유형이고, 예를 들어 적당한 제어 전극 패터닝을 갖는 액정 소자 및 다양한 동작 모드를 선택하기 위한 적당한 제어 구성을 구비한다. 도 16에 도시된 패터닝은 동일한 음영(shading) 영역 또는 선영(hatching) 영역이 동일한 제어 신호에 의해 제어될 수 있는 제어 전극의 패터닝으로서 사용될 수 있다.

만일 2D 동작 모드가 필요하면, 이때 전체 활성 영역이 투과성을 갖고 이 소자에 걸쳐 실질적으로 균일한 투과도를 갖도록 시차 장벽 액정 디스플레이가 동작된다. 따라서 장벽 구조는 실질적으로 볼 수 없고, 디스플레이는 완전한 해상도의 단일 뷰 모드를 제공하도록 동작할 수 있다.

디스플레이가 상대적으로 작은 각도 간격을 제공하도록 요구되는 경우, 예를 들어 자동 입체시 3D 동작 모드의 경우, 영역(30, 31)에 대응하는 전극들은 이들 영역들이 투과성을 갖는 반면에 이 소자의 나머지 부분은 실질적으로 불투과성을 갖도록 제어된다. 따라서 장벽(21)은 슬릿들이 전체 장벽에 걸쳐 실질적으로 일정한 피치만큼 이격된 종래의 주기적 장벽으로 작용한다.

디스플레이가 뷰 사이에 보다 넓은 각도 간격을 갖고서 동작하는 것이 필요한 경우, 영역(31, 32)에 대응하는 전극들은 이들 영역들이 투과성을 갖는 반면에 이 장벽의 나머지 부분은 실질적으로 불투과성이 되도록 제어된다. 이때 장벽은 본 발명의 상기 실시예에서 전술한 바와 동일한 방법으로 비주기적 장벽(non-period barrier)으로 작용한다.

만일 단일 뷰 모드가 필요하지 않으면, 도 16에서 흑색으로 표시한 35와 같은 영역은 영구적으로 불투과성이고, 임의의 제어 구성을 구비할 필요가 없다.

좁은 간격 각도 및 넓은 간격 각도 모드가 자동 입체시 및 비자동 입체시 응용 분야에서의 사용에 따라 각각 인용되었지만, 이는 필수적인 것은 아니고 이들 모드들은 또한 비자동 입체시 및 자동 입체시 동작에 각각 사용될 수 있다. 또한, 도 16에 도시된 장벽(21)이 보다 넓은 간격 각도 모드에서 각 그룹에 3개의 슬롯을 제공하지만, 각각의 그룹은 다른 개수의 슬릿을 구비할 수도 있다. 예를 들어, 전극(31, 32)에 적당한 제어 접속부를 제공함으로써, 각 그룹에 2개의 슬릿을 갖는 장벽을 동작시키는 것이 가능할 것이다.

도 16의 윗 부분은 관련 액정 소자 내의 픽셀의 열을 위한 색상 필터링 구성을 도시한다. 이 열들은 각각 적색, 녹색 및 청색 픽셀(15, 16, 17)의 반복 그룹으로서 배열된다. 38과 같은 점선은 픽셀의 열을 갖는 장벽(21)의 제어 가능한 슬롯의 상대적 구성을 도시한다.

본 발명에 따르면, 표시 영역들 사이에 비교적 넓은 시야각을 갖는 다중 뷰 디스플레이에 사용하기에 적합한 시차 장벽이 제공된다. 또한, 본 발명은 감소된 장벽 가시성, 윈도우들 사이의 감소된 상호 간섭, 개선된 관찰 자유도, 증가된 휘도 및 개선된 색상 매칭의 장점을 갖는다.

Claims

복수개의 평행한 슬릿의 그룹들을 규정하는 복수개의 실질적으로 불투과성인 영역들을 포함하며,

각각의 그룹이 N개의 슬릿(N은 1보다 큰 정수)을 포함하고,

각 그룹의 슬릿들이 슬릿들에 수직인 방향으로 제1 피치 b1로 이격되어 있고,

그룹들이 N·b1보다 큰 제2 피치 b2로 슬릿에 수직인 방향으로 이격되어 있는 시차 장벽.
제1항에 있어서,

상기 각 그룹의 상기 슬릿들이 실질적으로 동일한 최대 광 투과를 갖는 시차 장벽.
제1항에 있어서,

상기 실질적으로 불투과성인 영역들의 각각이 한정된 폭을 갖는 시차 장벽.
제1항에 있어서,

상기 제2 피치 b2가 2·N·b1과 실질적으로 동일한 시차 장벽.
제1항에 있어서,

상기 N이 2인 시차 장벽.
제1항에 있어서,

상기 N이 3인 시차 장벽.
제1항에 있어서,

제1 및 제2 동작 모드를 갖는 능동 소자를 구비하며, 상기 능동 소자가 상기 제1 동작 모드에서 상기 슬릿들의 상기 그룹을 제공하고 상기 제2 모드에서 대안적인 슬릿 배열을 제공하는 시차 장벽.
제7항에 있어서,

상기 대안적인 슬릿 배열이 상기 슬릿들에 수직인 방향으로 실질적으로 균일한 피치로 이격되어 있는 복수개의 평행 슬릿들을 포함하는 시차 장벽.
제7항에 있어서,

상기 능동 소자가 동작 영역을 가지며, 상기 능동 소자가 상기 동작 영역 전체에 걸쳐 광에 대해 실질적으로 균일한 투과성을 나타내는 제3 동작 모드를 갖는 시차 장벽.
공간 광변조기 및 시차 장벽을 포함하며,

상기 시차 장벽이 복수개의 평행한 슬릿의 그룹들을 규정하는 복수개의 실질적으로 불투과성인 영역들을 포함하고,

각각의 그룹이 N개의 슬릿(N은 1보다 큰 정수)을 포함하고,

각 그룹의 슬릿들이 슬릿들에 수직인 방향으로 제1 피치 b1로 이격되어 있고,

그룹들이 N·b1보다 큰 제2 피치 b2로 슬릿에 수직인 방향으로 이격되어 있는 다중 뷰 디스플레이.
제10항에 있어서,

상기 변조기가 상기 슬롯들에 평행하게 연장하는 복수개의 픽셀 열들을 포함하는 다중 뷰 디스플레이.
제11항에 있어서,

상기 열들이, 뷰포인트 보정을 제공하기 위해 상기 제1 피치와는 다른, 상기 열의 길이 방향에 수직인 방향으로 제3 피치 p를 갖는 다중 뷰 디스플레이.
제12항에 있어서,

상기 제1 피치 b1이,

(여기서, p는 상기 열들의 피치이고, e는 디스플레이에 의해 생성된 주 표시 윈도우의 피치임)에 의해 주어지는 다중 뷰 디스플레이.
제11항에 있어서,

상기 열들이 상기 제1 피치보다 큰, 상기 열들의 길이 방향에 수직인 방향으로 제3 피치 p를 갖는 다중 뷰 디스플레이.
제11항에 있어서,

상기 열들이 적색, 녹색 및 청색 열들을 포함하는 다중 뷰 디스플레이.
제15항에 있어서,

상기 N이 2인 다중 뷰 디스플레이.
제16항에 있어서,

상기 열들이 반복적인 그룹들로서 배열되며, 상기 각각의 그룹이 청색, 적색, 청색, 적색, 녹색, 청색, 녹색, 청색, 적색, 녹색, 적색 및 녹색 순서로 배열된 다중 뷰 디스플레이.
제16항에 있어서,

상기 열들이 반복적인 그룹들로서 배열되며, 상기 각각의 그룹이 녹색, 녹색, 청색, 청색, 적색 및 적색의 순서로 배열된 다중 뷰 디스플레이.
제15항에 있어서,

상기 N이 3인 다중 뷰 디스플레이.
제19항에 있어서,

상기 열들이 18개의 반복적인 그룹들로서 배열되며, 상기 각각의 그룹이 동일한 트리플릿(triplet)의 3개의 연속 쌍들을 포함하며, 연속 쌍들의 트리플릿들의 색상이 서로에 대하여 한 위치씩 순환되는 다중 뷰 디스플레이.
제19항에 있어서,

상기 열들이 36개의 반복적인 그룹들로서 배열되며, 각각의 그룹이 동일한 트리플릿의 6개의 연속 쌍들을 포함하며, 연속 쌍들의 트리플릿들이 적색, 녹색 및 청색의 모든 순열을 포함하는 다중 뷰 디스플레이.
제10항에 있어서,

복수개의 뷰를 인터레이스된 열들로서 나타내는 이미지 신호들을 상기 변조 기에 공급하는 디스플레이 드라이버를 포함하는 다중 뷰 디스플레이.
제22항에 있어서,

상기 이미지 신호들이 2개의 뷰를 나타내는 다중 뷰 디스플레이.
제22항에 있어서,

상기 이미지 신호들이 적어도 한 쌍의 입체시 뷰(autostereoscopinc views)를 나타내는 자동 입체시 디스플레이(autostereoscopinc display)를 포함하는 다중 뷰 디스플레이.