KR100678551B1

KR100678551B1 - 자동 입체 디스플레이

Info

Publication number: KR100678551B1
Application number: KR1020030048778A
Authority: KR
Inventors: 그래햄로저 존스; 아드리언마크시몬 자콥스; 그랜트 보어힐; 몽고메리데이비드제임스; 머스그레이브브론제메리
Original assignee: 샤프 가부시키가이샤
Priority date: 2002-07-17
Filing date: 2003-07-16
Publication date: 2007-02-05
Also published as: EP1383343B1; GB2390948A; JP2004054273A; CN1306315C; EP1383343A3; CN1479132A; US7505061B2; GB0216608D0; EP1383343A2; KR20040008097A; US20040012671A1

Abstract

자동 입체 디스플레이(autostereoscopic display)는 주변 조명의 반사에 의해 야기되는 크로스토크의 양에 대해 관찰자에게 시각적 표시를 제공하도록 배치되는 픽셀화된 반사형 공간 광 변조기를 구비하고 있다. 디스플레이는 백라이트와 변조기 사이에 후방 시차 장벽을 구비하고 있다. 장벽의 일부는 변조기의 제1 영역으로부터의 투과광을 차단하는 스크린으로서 형성되며, 이 영역에서의 화소들은 주변 조명의 반사에 의해서만 가시적이다. 제2 영역에서는, 화소들은 투과 및 반사 광 모두에 의해 조명된다. 제어기는 제1 영역의 화소들을 최대 강도로 설정하고 제 2 영역의 화소들을 최대 강도의 분율(fraction)로 설정한다. 예를 들어, 분율은 자동 입체 시관찰(autostereoscopic viewing)에 대해 허용가능한 크로스토크의 최대량에 상응한다. 제1 영역이 제2 영역 보다 더 어둡거나 밝기가 같을 경우, 크로스토크는 자동 입체 시관찰을 허용할 수 있을 정도로 충분히 낮다.

자동 입체 디스플레이, 공간 광 변조기, 크로스토크, 시차 장벽, 액정 표시 장치

Description

자동 입체 디스플레이{AUTOSTEREOSCOPIC DISPLAY}

도 1은 공지된 형태의 후방 시차 장벽(rear parallax barrier) 방식의 자동 입체 디스플레이(autostereoscopic display)를 나타낸 단면도.

도 2는 공지된 형태의 반투과형(transflective) 액정 디스플레이를 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명의 일 실시예를 구성하는 자동 입체 디스플레이를 개략적으로 나타낸 블록도.

도 4는 도 3의 디스플레이의 반투과형 디스플레이 패널을 나타낸 도면.

도 5는 밝기 표시자의 다른 형태의 예시를 나타낸 도면.

도 6은 다른 레벨의 주변 조명(ambient illumination)에 대한 밝기 표시자의 외관을 나타낸 도면.

도 7은 도 3의 디스플레이의 2가지 상이한 동작 모드를 나타낸 순서도.

도 8은 시각적 위치 표시자 내에 구성된 밝기 표시자의 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

13 : 백라이트

20 : 디스플레이

21 : 컴퓨터

22 : 액정 표시 장치(LCD)

23 : 제어기

24, 26 : 마우스

25 : 그래픽 카드

30 : 반사층

31 : 후방 시차 장벽

32 : 불투명 스크린

본 발명은 자동 입체 디스플레이에 관한 것이다.

자동 입체 디스플레이는 공지된 기술로서, 이러한 디스플레이의 예로는, EP0602934, EP0656555, EP0708351, EP0726482, EP0829743, EP0833183(GB2317710에 대응함) 및 EP0860728에 개시되어 있다. EP0829744에는 자동 입체 모드와 2차원 모드 사이에서 스위치 가능한 디스플레이의 일례가 개시되어 있다. EP0953962에는 좌안과 우안의 화상 사이의 크로스토크의 영향을 제거 내지 감소시키는 크로스토크 보정이 가능한 자동 입체 디스플레이가 개시되어 있다. 이러한 디스플레이는, 예컨대 픽쳐 엘리먼트(화소)의 어레이를 구비하며, 적어도 2개의 동상(homologous)의 화상을 표현하는 화상 데이터에 따라서 광원을 변조하는 액정 공간 광변조기에 기초한다.

EP0833183 및 GB2317710에는 액정 디스플레이에 의해 구현되며 장벽 모드(barrier mode)와 클리어 모드(clear mode) 사이에서 스위치되는 시차 장벽이 개시되어 있다. 이 장벽은 투과형 공간 광변조기와 접속되어, 2차원 풀 해상도 모드로 스위치 가능한 자동 입체 디스플레이를 구성한다.

또한, 선택적으로 투과 모드 또는 반사 모드에서 동작할 수 있는 반투과형 디스플레이도 공지되어 있다. 반투과형 액정 디스플레이의 일례는, M. Kubo et al, "Development of advanced TFT with good legibility under any intensity of ambient light", Proceedings of Information Displays Workshop 1999, Sendai, Japan, pages 183 to 186에 개시되어 있다.

도 1은 2차원(2D) 및 3차원(3D) 모드에서 동작하는 투과형의 공지된 디스플레이를 나타내고 있다. 이 디스플레이는 화소 어레이(2)를 제공하는 액정 공간 광변조기(SLM)(1)를 구비한다. 컬러 필터링(미도시)이 제공되어, 적색, 녹색, 청색(RGB)의 그룹으로서 화소가 배열됨으로써, 풀 컬러 화상을 표시하게 된다. 또한, 이들 화소는 칼럼으로 배열되어 좌측(L) 및 우측(R) 화상의 상호배치된 수직 스트립(interleaved vertical strip)을 표시하게 된다.

SLM(1)의 후방에는 백라이트(3)가 배치되어, SLM(1)을 구성하는 액정 디스플레이(LCD)의 2D/3D 스위칭부(4), 패턴 지연기(5) 및 입력 편광기(6)를 통하여, 광을 SLM에 투과시킨다. SLM(1)을 통하여 투과된 광은 출력 편광기(7)를 통과하게 된다.

3D 모드 동작시에는, 스위칭부(4)는 편광기로 구성되어, 선편광된 광을 패턴 지연기(5)에 제공한다. 패턴 지연기(5)는 제1 그룹의 영역(8)과 비교적 좁은 영역(9)이 교대하는 영역을 구비하는 것으로, 영역(8)은 자신을 통과하는 광에 대해서는 편광 효과가 없으며, 영역(9)은 자신을 통과하는 광의 극성을 90°만큼 회전시킨다. 편광기(6)는 영역(8)을 통과하는 광은 차단하고 영역(9)을 통과하는 광은 투과시켜, 패턴 지연기(5)와 편광기(6)가 결합하여 영역(9)에 대응하는 슬릿을 구비한 후방 시차 장벽을 구성하게 된다.

시차 장벽은 화소를 통과하는 광의 방향을 제어하여, 좌안 화상을 표시하는 화소를 통과하는 광은 디스플레이로부터 소정의 시관찰 거리에 좌안 시관찰 윈도우를 형성하는 한편, 우안 화상을 표시하는 화소를 통과하는 광은 상기 시관찰 거리에 우안 시관찰 윈도우를 형성하도록 한다.

디스플레이가 2D 모드로 동작하는 경우, 스위칭부(4)는 백라이트(3)로부터의 광은 편광시키지 않도록 구성된다. 패턴 지연기(5)의 구조는 관측되지 않도록 할 필요가 있으며, 백라이트(3)로부터의 광은 그 화소를 모든 방향에서 통과할 수 있도록 함으로써 넓은 시관찰 각도를 제공할 필요가 있다. SLM(1)은 2D 화상을 표시하도록 제어된다.

도 2는 도 1에 나타낸 형태의 자동 입체 디스플레이에 사용될 수 있는 반투과형 디스플레이의 전형적인 일례를 나타낸 도면이다. 이 디스플레이는 액정층(10)과 적색, 녹색, 청색의 컬러 필터(11)를 갖는 액정 장치에 기초하고 있다. 반사 모드의 동작시에는 마이크로 반사(microreflective) 구조(12)가 제공되는 한편, 투과 모드의 동작시에는 백라이트(13)가 제공된다. 편광기/패턴 지연기는 각각 참조부호 14 및 15로서 도시되어 있다.

도 1에 나타낸 형태의 예로서 후방 시차 장벽 자동 입체 디스플레이에 도 2에 나타낸 형태의 예로서 반투과형 디스플레이가 사용된 경우, 이 디스플레이는 SLM의 투과 모드에서만 자동 입체 모드에 사용될 것이다. 특히, 좌안 및 우안 시관찰 윈도우는 백라이트로부터 시차 장벽 구조를 통하여 투과된 광에 의해서만 생성된다. 그러나, 시관찰 조건에 따라서는, 많은 경우, 주변 광이 디스플레이로부터 관찰자의 눈에 반사되어, 관찰자는 백라이트로부터 SLM을 통하여 투과된 광과 SLM에 의해 변조되고 예컨대 도 2에 나타낸 마이크로 반사형 구조(12)에 의해 반사된 주변 광이 합성된 광을 보게 된다. 한편, 좌안 및 우안 화상에 의해 변조되어 투과된 광은 실질적으로 관찰자의 좌안 및 우안에 의해서만 각각 보여지게 되나, 반사된 광은 관찰자의 양측 눈에서 보여지게 되므로, 이것이 화상 크로스토크에 큰 영향을 미치게 되며 3D 효과를 열화시킨다. 예컨대, 반사된 광의 밝기가 투과된 광의 밝기의 10%인 경우에는, 이것은 크로스토크를 대략 10% 증대시킨다. 따라서, 자동 입체 3D 모드 동작시 최상의 3D 시관찰 조건을 제공하기 위해서는, 반사된 주변 광의 밝기가 투과된 광의 밝기에 비해 작아야 한다. 반대로, 반사된 주변 광이 강한(excessive) 경우에는, 결과적인 화상 크로스토크가 3D 효과를 대폭 열화시켜 3D 동작을 무효화시킬 정도로 되게 된다. 이는 관찰자에게 시각적인 스트레스를 야기하게 된다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 픽셀화된 공간 광변조기와 백라이트를 구비하는 자동 입체 디스플레이가 제공되며, 이 디스플레이는 상기 변조기의 적어도 하나의 제1 영역을 통해서는 상기 디스플레이의 자동 입체 시관찰 영역에 광이 실질적으로 투과되지 않도록 하는 부재; 및 상기 적어도 하나의 제1 영역의 적어도 일부 화소는 제1 소정의 투과율을 갖도록 설정하고, 상기 변조기의 적어도 하나의 제2 영역의 적어도 일부 화소는 상기 제1 투과율보다 낮은 제2 소정의 투과율을 갖도록 설정하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 부재는 상기 백라이트로부터 상기 적어도 하나의 제1 영역을 통해서는 실질적으로 광이 투과되지 않도록 하는 스크린을 구비할 수도 있다.

상기 부재는 상기 적어도 하나의 제1 영역의 후방에 배치된 상기 백라이트의 제1 영역과 상기 적어도 하나의 제2 영역의 후방에 배치된 상기 백라이트의 제2 영역을 구비하여, 이들이 서로 독립하여 스위치될 수 있도록 할 수도 있다.

본 발명의 제2 태양에 따르면, 픽셀화된 공간 광변조기와 백라이트를 구비하는 자동 입체 디스플레이가 제공되며, 이 디스플레이는 제1 및 제2 위상의 동작을 교호적으로 선택하되, 제1 위상 동안에는, 상기 변조기의 적어도 하나의 제1 영역의 적어도 일부 화소를 제1 투과율로 설정하고, 상기 백라이트에서 상기 적어도 하나의 제1 영역의 상기 적어도 일부 화소의 적어도 일부를 통해 제1 강도의 광을 공급하도록 설정하고, 제2 위상 동안에는, 상기 변조기의 적어도 하나의 제2 영역의 적어도 일부 화소를 상기 제1 투과율보다 낮은 제2 투과율로 설정하고, 상기 백라이트에서 상기 적어도 하나의 제2 영역의 상기 적어도 일부 화소의 적어도 일부를 통해 상기 제1 강도보다 높은 제2 강도의 광을 공급하도록 설정하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 적어도 하나의 제1 영역은 상기 적어도 하나의 제2 영역과 적어도 부분적으로 중첩될 수도 있다. 상기 적어도 하나의 제1 영역과 상기 적어도 하나의 제2 영역은 각각 실질적으로 상기 변조기의 전체 디스플레이 영역을 구비할 수도 있다.

상기 제어기는 상기 제1 위상와 상기 제2 위상 사이에서 자동적으로 스위치되도록 구성될 수도 있다.

상기 디스플레이는 상기 제1 위상과 상기 제2 위상 사이에서 수동으로 스위치되도록 하는 제1 제어를 구비할 수도 있다.

상기 디스플레이는 상기 변조기와 상기 백라이트 사이에 시차 소자를 구비할 수도 있다. 상기 시차 소자는 시차 장벽을 구비할 수도 있다. 상기 스크린은 상기 시차 소자의 부분을 구비할 수도 있다.

상기 제1 투과율은 상기 화소의 최대 투과율과 실질적으로 동일할 수도 있다.

상기 적어도 하나의 제2 영역은 복수의 제2 영역을 구비할 수도 있다. 상기 제어기는 상기 상이한 제2 영역의 화소를 상이한 제2 투과율로 설정하도록 구성될 수도 있다.

상기 제어기는 상기 적어도 하나의 제2 영역의 화소를 복수의 제2 투과율 중의 하나로 설정하도록 구성될 수도 있다.

상기 제2 투과율의 각 화소는 상기 제2 투과율에 대응하는 크로스토크 값의 시각적 표현을 제공하는 패턴을 형성할 수도 있다.

상기 디스플레이는 상기 제2 투과율 중의 어느 하나를 수동으로 선택하는 제2 제어를 구비할 수도 있다. 상기 제어기는 상기 선택된 제2 투과율에 대응하는 크로스토크 값을 제공하도록 구성될 수도 있다. 상기 제어기는 상기 크로스토크 값에 따라서 상기 변조기에 대한 자동 입체 데이터의 크로스토크 보정을 수행하도록 구성될 수도 있다.

상기 디스플레이는 2차원 동작 모드를 구비할 수도 있다. 상기 제어기는 상기 크로스토크 값이 소정의 임계치를 초과하는 경우에 2차원 모드로 스위치되도록 구성될 수도 있다.

상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 적어도 일부 화소는 동일한 컬러로 구성될 수도 있다.

상기 변조기는 액정 장치를 구비할 수도 있다.

따라서, 주변 반사 광과 화상 크로스토크를 액세스할 수 있는 구성을 제공할 수 있다. 따라서, 이를 이용하여, 주변 조명이 바람직하지 않은 수준에 도달한 경우에, 본 디스플레이의 관찰자에게 표시할 수 있다. 이 정보를 이용하여, 현재의 크로스토크 레벨에 대한 크로스토크 보정을 제공할 수도 있다. 또한, 크로스토크 레벨이 바람직하지 않은 것으로 표시된 경우에는, 디스플레이가 자동 입체 모드로부터, 예컨대 크로스토크에 무관한 2D 모드로 스위치되도록 할 수도 있다. 2D 모드에서는 주변 반사 광 및 크로스토크를 액세스할 필요가 없으므로, 2D 모드 중에 는 디스플레이에서 아무런 표시를 할 필요가 없다.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명을 상세히 설명한다.

<실시예>

도 3은 디스플레이(20)에 의해 표시될 2D 및 3D 화상 데이터를 공급하는 컴퓨터(21)에 연결된 자동입체 디스플레이(20)를 나타낸다. 디스플레이(20)는 반투과형 후방 시차 장벽형의 액정 장치(22)를 포함한다. LCD(22)는 컴퓨터 마우스(24)와 같은 포인팅 장치의 형태로 수동 동작가능 제어를 하는 제어기(23)에 연결된다. 제어기(23)는 컴퓨터의 그래픽 인터페이스 또는 카드(25)로부터 화상 데이터를 수신하고, 또한 컴퓨터는 마우스(26)의 형태의 포인팅 장치를 갖는다.

도 3은 컴퓨터(21)로부터 분리되는 디스플레이(20)를 도시하였지만, 디스플레이는 마우스(24)가 필요하지 않도록 제어기(23)로서 동작하는 컴퓨터 내에 통합될 수 있다. 대안적으로, 디스플레이는 컴퓨터에 연결되지 않고 독립적으로 또는 컴퓨터 이외의 장치에 연결되어 동작할 수 있다.

컴퓨터(21)는 화상 데이터를 디스플레이에 공급하고 화상 데이터를 생성할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 디지털 3D 카메라 등으로부터의 화상 데이터가 컴퓨터(21)로 공급되고, 컴퓨터가 필요한 데이터를 처리하고 디스플레이(20)에 공급한다. 또한, 컴퓨터(21)는 마우스(24) 및/또는 마우스(26)와 협력하기 위한 그래픽 사용자 인터페이스를 제공하는 LCD(22)와 협력하기 위해서 화상 및 제어 데이터를 제공한다.

LCD(22)의 예는 도 4에 도식적으로 도시되고 반사층(30)의 형태의 마이크로 반사 구조를 갖는 도 2에 도시된 종류일 수 있다. 후방 시차 장벽은 31이고 백라이트는 13이다.

후방 시차 장벽(31)은 서로 평행하고 고르게 배치되는 투명한 긴 슬릿을 포함한다. 그러나, 후방 시차 장벽(31)은 LCD(22)의 제1 영역(33)("영역 1")을 통해 백라이트(13)로부터 광의 투과를 차단하는 불투명한 스크린을 형성하는 영역(32)을 갖는다. 제1 영역(33)은 백라이트(13)로부터의 광으로부터 스크린되지 않는 제2 영역(34)("영역 2")에 의해 둘러싸인다. 따라서, LCD(22)의 정면으로부터의 주변 조명(35)은 제1 영역(33) 및 제2 영역(34) 모두를 통해 반사층(30)에 의해 반사되는 반면, 백라이트(13)로부터 투과된 조명은 제2 영역(34)을 통과하지만 스크린(32)에 의해 차단되어 제1 영역(33)을 통과하지 못한다.

대안적인 실시예에서, 백라이트는 제1 영역(33)의 후방에 제1 부분을 갖고, 제1 부분은 제2 영역(34)의 후방의 백라이트의 제2 부분과는 독립적으로 스위치 오프될 수 있다. 따라서, 불투명 스크린(32)은 필요하지 않고 생략될 수 있다.

주변 반사광의 레벨 및 디스플레이의 투과 자동 입체 3D 모드 동작에 영향을 미치는 크로스토크의 표시를 제공하기 위하여, 제1 영역(33)에서 LCD(22)의 화소가 제어기(23)에 의해 최대 투과율로 설정된다. 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색 화소를 갖는 컬러 디스플레이의 경우에, 적색과 같은 하나의 컬러의 화소가 최대 강도로 설정되는 반면에, 녹색과 청색 화소가 최소 강도 또는 투과율로 설정된다. 제2 영역(34)에서 녹색 및 청색 화소는 제어기(23)에 의해 최소 투과율로 설정되는 반면에, 제2 영역(34)에서 적색 화소는 제어기(23)에 의해 최대 투과율의 분율 A로 설정된다.

제1 영역(33)을 통해 반사되는 주변 광의 강도는 R로 나타내고, 제2 영역(34)으로부터의 전체 반사 투과 강도는 (T+R)A로 주어진다. 여기서, T는 제2 영역(34)을 통한 투과 강도를 나타낸다. 따라서, 제1 영역(33)으로부터 광 강도가 제2 영역(34)로부터의 광 강도와 동일할 때, 다음 조건이 적용된다.

이는 다음과 같이 다시 나타낼 수 있다.

A 값은, 반사된 광이 투과된 광(R/T)의 임의의 부분과 동일한 경우에 제1 및 제2 영역이 동일한 강도가 되게 보이도록, 제2 영역(34)의 분율 강도(fractional intensity) 또는 투과율을 표현한다. 또한, 반사광에 의해 부가된 크로스토크의 레벨이 A에 의해 주어진다. 디스플레이가 자동 입체 3D 모드로 동작할 때, 반사광이 각 눈에 의해 보여진 보정 화상의 강도에 부가되지만 또한 반사광이 다른 눈에 대해 의도된 화상을 표시하는 화소로부터 각 눈에 보이기 때문에 크로스토크가 유도된다.

도 5는 제1 및 제2 영역의 외관의 4개 예를 나타낸다. 관찰자는 이들 영역이 분명한 표시를 제공하도록 배열하기 위하여 반사된 주변 광의 량이 문제가 있는지를 평가해야 한다. (a), (b) 및 (d)에서 표시된 형상은 "아이콘"의 형태이고 이들이 임의의 특정한 의미를 갖지 않는다. 그러나, 이들은 관찰자에 의해 이루어지 는 일반적인 조건의 분명한 평가를 가능하게 한다. (c)에 도시된 형상은 텍스트 문자 "3D"의 형태이고 디스플레이가 3D 동작 모드인지를 나타낸다. 다른 대안으로서, 형상은 예를 들어, 분율 강도 A의 값과 투과 자동 입체 3D 모드 동작에서 나타나는 크로스토크의 값을 나타내는 숫자의 형태일 수 있다.

도 6은 어떻게 영역이 디스플레이로부터 반사되는 주변 광의 량에 의존하여 나타나는지를 도식적으로 도시한다. 도 5의 (a)에서 도시된 아이콘은 3개 다른 조건에 대하여 도시된다. 도 6의 (a)에서, 영역 1은 관찰자에게 영역 2보다 어둡게 보인다. 분율 강도 A가 자동 입체 시관찰 동안 받아들여질 수 있는 크로스토크의 최대량을 나타내도록 설정되면, 이 외관은 디스플레이가 자동 입체 3D 모드에서 계속 사용될 수 있다는 것을 관찰자에게 알릴 것이다. 도 6의 (b)는 제1 및 제2 영역이 동일한 외관, 즉 동일한 광 강도를 갖는 조건을 도시한다. 제1 및 제2 영역이 관찰자에게 이와같이 나타날 때, 반사된 주변 광의 량은 디스플레이의 자동 입체 시관찰에 대한 한계에 있다.

도 6의 (c)는 제1 영역이 제2 영역보다 밝게 나타나는 상태를 도시하고, 이것은 상대적으로 큰 양을 갖는 반사된 주변 광에 해당한다. 이러한 현상은 반사된 주변 조명에 의해 발생된 크로스토크의 량이 수용할 수 없을 정도로 크다는 것을 나타내며, 따라서 그 디스플레이는 자동 입체 모드에서 사용될 수 없다.

디스플레이는 자동 입체 사용 동안에 발생할 수 있는 크로스토크의 레벨 및 반사된 주변 광의 레벨에 관련된 현재 시관찰 상태에 대해 단지 관찰자에게 표시를 제공할 수 있다. 그러면, 동작의 투과형 또는 반사형 2D 모드와 같이, 비-자동 입체 모드로 디스플레이를 스위칭할지 또는 디스플레이의 사용을 중단할지에 대한 판단을 관찰자에게 전가시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 영역의 출현을 관찰한 결과와 같이, 관찰자는 동작의 모드를 변경하기 위해서 그래픽 사용자 인터페이스와 상호작용하는 마우스(24 및 26)를 사용할 수 있다. 수동 동작가능 버튼이 디스플레이 모드들을 변경하기 위해 제공될 수 있고, 이 버튼은, 제1 영역과 동일한 외관의 라벨(label)이 붙어 있거나, 또한 이와 같은 라벨의 근방에 있어서, 동작 모드가 변경될 필요가 있을 때에 버튼을 조작하도록 사용자를 유도한다. 예를 들면, 라벨은 제1 및 제2 영역과 같이 동일 패턴을 가질 수 있다. 특정 예에서, 표시자 영역은 도 5의 (c)에 도시된 바와 같은 패턴을 가질 수 있으며, 그런 경우에 라벨은 동일 패턴을 가질 수 있다. 또한, 라벨은 표시자가 양호 상태(good state)를 나타내거나, 불량 상태(bad state)를 나타낼 때에는 표시자 영역에서와 같이 동일 컬러를 가질 수 있다.

라벨의 컬러가 양호 상태가 도시될 때의 표시자와 동일한 경우에는, 사용자는 버튼을 사용하여 표시자와 라벨이 상이할 때의 2D 모드로 복귀할 수 있다. 대안적으로, 라벨의 컬러가 불량 상태가 도시될 때의 표시자와 동일한 경우에는, 사용자는 버튼을 사용하여 표시자와 라벨이 동일할 때의 2D 모드로 복귀할 수 있다. 대안적으로, 관찰자는 이후에 기술되는 디스플레이와도 상호작용할 수 있다.

도 7은 디스플레이가 주변 조명 상태에 따라 동작될 수 있는 2가지 방식을 도시한다. 도 7의 (a)에서 "수동(passive)" 상호작용이 40으로 도시되며, 관찰자 또는 뷰어는 자동 입체 시관찰을 수용할 수 있는 최대 크로스토크를 선택한다. 예를 들어, 관찰자는 디스플레이의 그래픽 사용자 인터페이스에 의해 제공되는 제어를 사용하고, 또한 키보드(도시 안됨)를 사용하여, 백분율로서 크로스토크의 최대값을 설정한다. 그리고 나서, 제어기(23)는 41에 도시된 바와 같이 제2 영역의 화소에 적절한 강도 값 A를 적용하고, 42에 도시된 바와 같이, 관찰자는 앞에서 기술한 바와 같이, 제1 및 제2 영역의 외관에 따라 자동 입체 모드에서 디스플레이를 사용할 것인지에 대한 여부를 판단한다. 단계 40은 예를 들면, 제어기(23)가 제조업자에 의해 만들어진 선택에 기반하여 T/R의 값을 결정하도록 변경될 수 있다. 대안적으로, 단계 40은 관찰자가 예를 들어 마우스(24)를 사용하여, 상이한 선택들을 순회(cycle)하고, 제어기(23)에 선택을 표시하도록 수행될 수 있다.

다른 가능성은, 예를 들어 최대 크로스토크 값들 중 가능한 선택을 나타내는 상이한 아이콘 또는 상이한 숫자로써 구성되고, 디스플레이 상에 상이한 위치에 나타나도록 배열된 복수의 제1 및 제2 영역이 존재한다는 것이다. 관찰자는, "표시자"가 제1 및 제2 영역이 동일하거나 또는 밀접한 밝기를 가지는지, 또한 디스플레이와의 추가 상호작용이 가능한 경우에는 마우스(24 또는 26)를 사용하여 적절한 아이콘 또는 크로스토크 값을 표시하고 선택할 수 있는지를 판단한다. 다른 대안에 있어서, 제2 영역(34)은 이산적인 값들 또는 실질적으로 연속적인 값들로서 나타나는 크로스토크 값들의 범위를 표시하는 스케일 형태로 배열될 수 있다. 관찰자는 스케일의 일부가 제1 영역의 인접 부분에 대해 밝기에 있어서 가장 가깝다는 것을 판단할 수 있고, 42에 도시된 바와 같이 결정하거나, 또는 디스플레이에 현재 크로스토크 값을 나타내기 위해 마우스를 사용할 것인지를 판단할 수 있다.

도 7의 (b)는 디스플레이에 표시된 크로스토크의 레벨이 최대 임계값보다 작은 경우에 크로스토크 보정이 적용되는 대안적인 기술을 도시한다. 43에서, 관찰자는 마우스(24 또는 26) 또는 임의의 다른 수동 동작가능 제어를 사용하여 주변 조명을 압도(prevail)함으로써 발생되는 크로스토크의 현재 레벨을 디스플레이에 표시한다. 44에서, 제어기(23)는 예를 들어, EP0953962에 개시된 크로스토크 보정 기술에 따라서, 컴퓨터(21)로부터 공급된 화상 데이터를 처리함으로써 크로스토크 보정을 적용한다. 동일 시간에서, 제어기는 선택된 크로스토크 레벨에 대응하는 제2 영역(34)에 적절한 강도 A를 적용한다.

45에서, 관찰자는 제1 및 제2 영역의 외관으로부터 제어기(23)에 의해 제공된 크로스토크 보정이 조건들을 압도하는데 적합한지에 대한 여부를 판단한다. 조건이 부적절한 경우에, 크로스토크 레벨의 선택은 46에서 반복되고, 적절한 크로스토크 보정이 달성되거나, 또는 예를 들어 크로스토크가 과도하여, 보정이 달성될 수 없다는 것이 발견될 때까지 재평가가 행해진다. 적용될 수 있는 보정의 양에 대한 상한은 화상에 종속될 수 있고, 또는 예를 들어 실제적으로 사용되는 크로스토크 보정 기술에 종속하여, 디스플레이의 설계에서 설정될 수 있다.

대안적인 동작 모드에서, 파라미터 A는 최대 주변 밝기 레벨 보다 작은 값으로 설정될 수 있고, 제1 영역(33)에서의 화소를 전체 밝기로 설정하는 대신에, 이들은 감쇠 팩터(attenuating factor) 또는 파라미터 B에 따라서 밝기 또는 투과율로 설정될 수 있다. 그리고 나서, 파라미터 B는 제1 및 제2 영역이 밝기에 있어서 일치하는 것을 관찰자에게 나타낼 때까지 조정될 수 있다. 영역들이 동일 밝기임 을 나타낼 때, 다음 조건을 적용한다:

이것은 다음과 같이 다시 쓸 수 있다.

그러면, 크로스토크 값은 A/B의 값에 의해 제공된다.

제1 및 제2 영역에 의해 형성되는 "밝기" 표시자는 EP086078에 개시된 유형의 시각적 위치 표시자를 제공하는 디스플레이의 영역 내에 위치될 수 있다. 이러한 시각적 위치 표시자는 관찰자에 의해 사용되어, 그 또는 그녀가 디스플레이에 의해 디스플레이되는 화상의 자동 입체 시관찰을 갖기 위해 디스플레이와 관련된 올바른 위치에 있는지 없는지를 나타낸다. 시각적 위치 표시자는 관찰자에 대해 가시적인 영역을 점유하고, 관찰자가 올바르게 위치될 때, 관찰자에게 효과적으로 비가시적인 표시를 제공한다. 관찰자가 올바르지 않은 시관찰 위치에 있을 때만, 예를 들어 수도우스코픽(pseudoscopic) 시관찰을 발생시켜서 표시가 보여지게 된다. 따라서, 이러한 표시자는 자동 입체 시관찰을 위한 통상적인 시관찰 위치에 광을 항하게 하지 않지만, 밝기 표시를 제공하는 데 사용될 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 시각적 위치 표시자 영역에 있어서, 적색 화소만이 위치 표시를 제공하는 데 사용된다. 그러나, 디스플레이의 구조는, 도 8(a)에 도시된 바와 같이, 다른 컬러 화소가 장벽의 시각적 위치 표시자 영역을 통하여 시관찰될 수 있도록 한 것이다. 시각적 위치 표시자가 적색 화소를 사용한다고 가정하면, 청색 및 녹색 화소의 일부 또는 전부는 밝기 감쇠 팩터 A를 갖고 조명될 수 있어, 도 8(b)에서 "영역 2"로 표시되는 영역을 형성한다. 도 8(b)에 있어서, "영역 1"로 식별되는 화소들은 최대 밝기로 조명된다. "영역 1" 화소들이 후방 시차 장벽(31)의 불투명한 영역 상에 놓여지고, 백라이트로부터 어떤 광도 수신하지 않는 반면에, "영역 2" 화소들은 시차에 대응하는 슬릿을 통하여 투과된 광을 수신한다. 예를 들어, 영역 2 화소들은 스크린의 에지에 위치하는 화소이고, 영역 1 화소들은 스크린의 에지 이외의 장소에 위치하는 화소들일 수 있다. 또한, 영역 1을 형성하는 화소들의 수를 보다 많이 하기 위하여, 시각적 위치 표시자를 형성하는 후방 시차 장벽(31)의 슬릿의 일부는 불투명으로 되고 백라이트(13)로부터의 광의 투과를 방지하도록 제거될 수 있다.

앞에서 기술된 실시예에서, 제1 및 제2 영역(33 및 34)은 LCD(22) 상에서 공간적으로 분리된 영역으로 제공된다. 실시예의 대안적인 세트에 있어서, 이러한 영역은 임시적으로 정의될 수 있다. 이러한 실시예에서, 스크린(32)은 불필요하며, 따라서 제공되지 않는다. 대신에, 제어기(23)는 두 동작 위상 사이에서, 적어도 크로스토크-평가 모드 동안에, LCD(22)를 스위칭하도록 배열된다. 제1 위상에서, 모든 화소들은 전체 밝기로 조명되고, 백라이트(13)는 스위치 오프된다. 제2 위상에서, 모든 화소들은 파라미터 A에 의해 지정된 밝기로 설정되고, 백라이트가 스위치 온된다. 상태들간의 스위칭은 수동적으로 또는 제어기(23)에 의해 자동적으로 수행될 수 있다.

전체 디스플레이 영역 등의 동일 공간 영역이 두 위상 동작 동안에 크로스토크 표시를 위해 사용되는 경우에, 관찰자가 크로스토크의 레벨이 자동 입체 시관찰용으로 수용가능한지의 여부를 평가할 수 있도록 디스플레이가 보다 어둡거나 동일 밝기이여야만 할 때를 표시할 필요가 있다.

대안적으로, 보다 제한된 영역이 크로스토크 표시를 제공하는데 사용될 수 있으며, 예를 들면, 관찰자가 실제 크로스토크의 양을 평가할 수 있게 하고, 이것을 디스플레이에 통지하여, 예를 들면, 앞에서 기술된 바와 같이 자동 크로스토크 보정이 제공될 수 있고, 또는 디스플레이가 자동 입체 모드에서, 예를 들어 2D 모드로 자동적으로 스위칭할 수 있게 된다.

주변 반사 광과 화상 크로스토크를 액세스할 수 있는 구성을 제공할 수 있다. 따라서, 이를 이용하여, 주변 조명이 바람직하지 않은 수준에 도달한 경우에, 본 디스플레이의 관찰자에게 표시할 수 있다. 이 정보를 이용하여, 현재의 크로스토크 레벨에 대한 크로스토크 보정을 제공할 수도 있다. 또한, 크로스토크 레벨이 바람직하지 않은 것으로 표시된 경우에는, 디스플레이가 자동 입체 모드로부터, 예컨대 크로스토크에 무관한 2D 모드로 스위치되도록 할 수도 있다. 2D 모드에서는 주변 반사 광 및 크로스토크를 액세스할 필요가 없으므로, 2D 모드 중에는 디스플레이에서 아무런 표시를 할 필요가 없다.

Claims

자동 입체 디스플레이(autostereoscopic display)에 있어서,

적어도 하나의 제1 영역, 적어도 하나의 제2 영역, 및 복수의 화소를 구비하는 픽셀화된 반투과형 공간 광변조기(pixellated transflective spatial light modulator)와;

백라이트와;

상기 변조기의 상기 적어도 하나의 제1 영역을 통해 상기 디스플레이의 자동 입체 시관찰 영역으로 상기 백라이트로부터의 광이 투과되는 것을 방지하기 위한 기구(arrangement); 및

상기 변조기의 상기 적어도 하나의 제1 영역의 화소들 중의 적어도 일부를 제1 투과율로 설정하고, 상기 변조기의 상기 적어도 하나의 제2 영역의 화소들 중의 적어도 일부를 상기 제1 투과율보다 낮은 제2 투과율로 설정하기 위한 제어기를 포함하고,

반사광이 투과광의 소정 부분과 동일한 때에는 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 동일한 강도를 갖는 것 같이 보이는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제1항에 있어서, 상기 기구(arrangement)는 상기 백라이트로부터의 광이 상기 적어도 하나의 제1 영역을 통해 투과되는 것을 방지하기 위한 스크린을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제1항에 있어서, 상기 백라이트는 적어도 하나의 제1 영역 후방에 배치된 제1 부분과 상기 적어도 하나의 제2 영역 후방에 배치된 제2 부분을 구비하고, 상기 기구(arrangement)는 상기 제2 부분과는 독립적으로 상기 제1 부분을 스위치 오프시키도록 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제1항에 있어서, 상기 변조기와 상기 백라이트 간에 시차 소자(parallax element)를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제4항에 있어서, 상기 시차 소자는 시차 장벽(parallax barrier)을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제2항에 있어서, 상기 변조기와 상기 백라이트 사이에 시차 소자를 구비하고, 상기 스크린은 상기 시차 소자의 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제1항에 있어서, 상기 제1 투과율은 상기 화소의 최대 투과율과 동일한 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제2 영역은 복수의 상기 제2 영역들로 구성될 수 있는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제8항에 있어서, 상기 제어기는 상기 상이한 제2 영역들의 상기 화소들을 각각의 상이한 제2 투과율로 설정하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제9항에 있어서, 상기 각각의 상이한 제2 투과율의 화소들은 상기 상이한 제2 투과율에 상응하는 크로스토크 값의 시각적 표현을 제공하는 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제9항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제2 영역의 상기 화소들을 상기 상이한 제2 투과율 중 어느 하나의 투과율로 설정하기 위한 수동 동작가능 제어(manually operable control)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제11항에 있어서, 상기 제어기는 상기 선택된 제2 투과율에 상응하는 크로스토크 값을 제공하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제12항에 있어서, 상기 제어기는 상기 크로스토크 값에 따라 상기 변조기에 대한 자동 입체 화상 데이터(autostereoscopic image data)의 크로스토크 보정을 수행하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제1항에 있어서, 2차원 동작 모드를 갖는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디 스플레이.
제12항에 있어서, 2차원 동작 모드를 가지며, 상기 제어기는 상기 크로스토크값이 소정의 임계치를 초과할 경우 상기 2차원 모드로 스위치하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제1항에 있어서, 상기 제어기는 상기 적어도 하나의 제2 영역의 상기 화소들을 복수의 상이한 제2 투과율 중 어느 하나의 투과율로 설정하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제16항에 있어서, 상기 상이한 제2 투과율의 화소들은 상기 상이한 제2 투과율에 상응하는 크로스토크 값의 시각적 표현을 제공하는 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제16항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제2 영역의 상기 화소들을 상기 상이한 제2 투과율 중 어느 하나의 투과율로 설정하기 위한 수동 동작가능 제어를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제18항에 있어서, 상기 제어기는 상기 선택된 제2 투과율에 상응하는 크로스토크값을 제공하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제19항에 있어서, 상기 제어기는 상기 크로스토크값에 따라 상기 변조기에 대한 자동 입체 화상 데이터의 크로스토크 보정을 수행하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제19항에 있어서, 2차원 동작 모드를 가지며, 상기 제어기는 상기 크로스토크값이 소정의 임계치를 초과할 경우 상기 2차원 모드로 스위치하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제1항에 있어서, 상기 제1 영역 및 제2 영역의 적어도 일부 화소들은 동일한 컬러로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제1항에 있어서, 상기 변조기는 액정 디바이스(liquid device)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
자동 입체 디스플레이에 있어서,

적어도 하나의 제1 영역, 적어도 하나의 제2 영역, 및 복수의 화소를 구비하는 픽셀화된 반투과형 공간 광변조기와;

백라이트와;

제1 및 제2 위상 동작을 교호적으로 선택하기 위한 제어기를 구비하되,

상기 제1 위상 동안, 상기 제어기는 상기 변조기의 적어도 하나의 제1 영역의 상기 화소들 중의 적어도 일부를 제1 투과율로 설정하고, 상기 적어도 하나의 제1 영역의 적어도 일부 화소들 중의 적어도 일부를 통해 제1 강도의 광을 공급하도록 상기 백라이트를 설정하며, 상기 제2 위상 동안, 상기 제어기는 상기 변조기의 적어도 하나의 제2 영역의 상기 화소들 중 적어도 일부를 상기 제1 투과율보다 낮은 제2 투과율로 설정하고, 상기 적어도 하나의 제2 영역의 적어도 일부 화소의 적어도 일부를 통해 상기 제1 강도보다 큰 제2 강도의 광을 공급하도록 상기 백라이트를 설정하는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제24항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제1 영역은 상기 적어도 하나의 제2 영역과 적어도 부분적으로 겹쳐지는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제25항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제1 영역과 상기 적어도 하나의 제2 영역 각각은 상기 변조기의 전체 디스플레이 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제24항에 있어서, 상기 제어기는 상기 제1 위상 및 제2 위상간에서 자동적으로 스위치하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제24항에 있어서, 상기 제1 위상 및 제2 위상간의 스위칭을 위한 수동 동작 가능 제어를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제24항에 있어서, 상기 변조기와 상기 백라이트 사이에 시차 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제29항에 있어서, 상기 시차 소자는 시차 장벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
상기 제1 투과율은 상기 화소의 최대 투과율과 동일한 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제24항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제2 영역은 복수의 상기 제2 영역들로 구성될 수 있는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제32항에 있어서, 상기 제어기는 상기 제2 영역의 상기 화소들을 각각의 상이한 제2 투과율로 설정하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제33항에 있어서, 상기 상이한 각각의 제2 투과율의 화소들은 상기 상이한 제2 투과율에 상응하는 크로스토크값의 시각적 표현을 제공하는 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제33항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제2 영역의 상기 화소들을 상기 상이한 제2 투과율 중 적어도 어느 하나의 투과율로 설정하기 위한 수동 동작 가능 제어를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제35항에 있어서, 상기 제어기는 상기 선택된 제2 투과율에 상응하는 크로스토크값을 제공하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제36항에 있어서, 상기 제어기는 상기 크로스토크값에 따라 상기 변조기에 대한 자동 입체 화상 데이터의 크로스토크 보정을 수행하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제24항에 있어서, 2차원 동작 모드를 갖는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제36항에 있어서, 2차원 동작 모드를 가지며, 상기 제어기는 상기 크로스토크값이 소정의 임계치를 초과할 경우, 상기 2차원 모드로 스위치하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제24항에 있어서, 상기 제어기는 상기 적어도 하나의 제2 영역의 화소들을 복수의 상이한 제2 투과율 중 어느 하나의 투과율로 설정하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제40항에 있어서, 상기 각각의 상이한 제2 투과율의 화소들은 상기 상이한 제2 투과율에 상응하는 크로스토크값의 시각적 표현을 제공하는 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제40항에 있어서, 상기 상이한 제2 투과율 중 어느 하나의 투과율을 선택하기 위한 수동 동작 가능 제어를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제42항에 있어서, 상기 제어기는 상기 선택된 제2 투과율에 상응하는 크로스토크값을 제공하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제43항에 있어서, 상기 제어기는 상기 크로스토크값에 따라 상기 변조기에 대한 자동 입체 화상 데이터의 크로스토크 보정을 수행하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제43항에 있어서, 2차원 동작 모드를 가지며, 상기 제어기는 상기 크로스토 크값이 소정의 임계치를 초과할 경우, 상기 2차원 모드로 스위치하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제24항에 있어서, 상기 제1 영역 및 제2 영역의 적어도 일부 화소들은 동일한 컬러로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.
제24항에 있어서, 상기 변조기는 액정 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 입체 디스플레이.