KR20060041838A - 3차원 화상표시장치 - Google Patents

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KR20060041838A
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Abstract

본 발명에 의하면, 3차원 화상의 해상도 밸런스를 개선해서 표시저해를 방지하는 것을 가능하게 할 수 있다.
이를 위해, 요소화상을 표시하는 화소군을 구성하는 화소가 매트릭스모양으로 배치되는 2차원 화상표시장치(14)와, 화소군에 대응지워진 사출동공을 갖추어 화소군의 화소로부터의 광선을 제어하는 광선 제어자(6)를 갖추고, 광선 제어자의 사출동공은 거의 수직방향으로 연속한 구조를 취하며, 또 사출동공의 연속한 방향과 2차원 화상표시장치의 화소 배열의 열방향이 이루는 각도가, N을 3의 배수와 다른 자연수로 했을 때 arctan(1/n)로 주어진다.

Description

3차원 화상표시장치 {THREE DIMENSIONAL IMAGE DISPLAY DEVICE}
도 1은 본 발명의 1실시예에 따른 3차원 화상표시장치에서의 2차원 화상표시장치의 화소열과, 광선 제어자의 단일의 사출동공을 경유해서 한쪽 눈으로 관찰되는 영역의 기울기각을 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명의 1실시예에 따른 3차원 화상표시장치의 개요를 설명하는 도면,
도 3은 종래의 3차원 화상표시장치에서의 2차원 화상표시장치의 화소열과, 광선 제어자의 단일의 사출동공을 경유해서 한쪽 눈으로 관찰되는 영역의 기울기각을 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 1실시예에 따른 3차원 화상표시장치를 한쪽 눈으로 관찰했을 때의 RGB 서브픽셀의 배치를 나타낸 도면,
도 5는 종래의 3차원 화상표시장치를 한쪽 눈으로 관찰했을 때의 RGB 서브픽셀의 배치를 나타낸 도면,
도 6a는 본 발명의 1실시예의 특성을 나타내는 도면으로, 광선 제어자의 단일의 사출동공의 기울기를 arctan(1/4)로 했을 때의, 스트라이프 배열의 컬러필터를 이용한 표시소자상으로의 시차 화상의 배치를 나타낸 도면,
도 6b는 본 발명의 1실시예의 특성을 나타내는 도면으로, 복수의 요소화상의 상대위치를 나타낸 도면,
도 7a는 본 발명의 1실시예의 특성을 나타내는 도면으로, 광선 제어자의 단일의 사출동공의 기울기를 arctan(1/4)로 했을 때의 스트라이프 배열의 컬러필터를 이용한 표시소자상으로의 복수의 요소화상의 배치를 나타낸 도면,
도 7b는 본 발명의 1실시예의 특성을 나타내는 도면으로, 도 7a에 나타낸 요소화상과 조합하는 광선 제어자의 외관을 나타낸 도면,
도 8은 본 발명의 1실시예의 3차원 화상표시장치에 있어서, 광선 제어자의 단일의 사출동공의 기울기를 arctan(1/4)로 했을 때의, 다른 복수의 방향으로부터 평행 투영법에 의해 저해상도로 취득한 시차 화상을 구성하는 화소 정보의 3차원 화상표시장치로의 할당을 나타낸 도면,
도 9는 본 발명의 1실시예의 3차원 화상표시장치에 있어서, 광선 제어자의 단일의 사출동공의 기울기를 arctan(1/4)로 했을 때의, 모자이크 배열의 컬러필터를 이용한 표시소자상으로의 시차 화상의 배치를 나타낸 도면,
도 10은 본 발명의 1실시예의 3차원 화상표시장치에 있어서, 광선 제어자의 단일의 사출동공의 기울기를 arctan(1/4)로 했을 때의 모자이크 배열의 컬러필터를 이용한 표시소자상으로의 복수의 요소화상의 배치를 나타낸 도면,
도 11a는 본 발명의 1실시예의 특성을 나타내는 도면으로, 광선 제어자의 단일의 사출동공의 기울기를 arctan(1/5)로 했을 때의, 스트라이프 배열의 컬러필터를 이용한 표시소자상으로의 시차 화상의 배치를 나타낸 도면,
도 11b는 복수의 요소화상의 상대위치를 나타낸 도면,
도 12는 본 발명의 1실시예에 있어서, 광선 제어자의 단일의 사출동공의 기울기를 arctan(1/5)로 했을 때의 스트라이프 배열의 컬러필터를 이용한 표시소자상으로의 복수의 요소화상의 배치를 나타낸 도면,
도 13은 본 발명의 1실시예에 있어서, 광선 제어자의 단일의 사출동공의 기울기를 arctan(1/5)로 했을 때의 모자이크 배열의 컬러필터를 이용한 표시소자상으로의 시차 화상의 배치를 나타낸 도면,
도 14는 본 발명의 1실시예에 있어서, 광선 제어자의 단일의 사출동공의 기울기를 arctan(1/5)로 했을 때의 모자이크 배열의 컬러필터를 이용한 표시소자상으로의 복수의 요소화상의 배치를 나타낸 도면,
도 15는 기울기가 없는 광선 제어자를 경유해서 시인되는 시차 화상 번호를 나타낸 도면,
도 16은 기울기각이 arctan(1/6)인 광선 제어자의 단일의 사출동공을 경유해서 시인되는 시차 화상 번호를 나타낸 도면,
도 17은 기울기각이 arctan(1/4)인 광선 제어자의 단일의 사출동공을 경유해서 시인되는 시차 화상 번호를 나타낸 도면,
도 18은 기울기각이 arctan(1/5)인 광선 제어자의 단일의 사출동공을 경유해서 시인되는 시차 화상 번호를 나타낸 도면,
도 19는 본 발명의 실시예 1에 따른 3차원 화상표시장치의 구성을 나타낸 도면,
도 20은 화면단의 요소화상의 형상의 일례를 나타낸 도면,
도 21은 기준 시차수로 이루어진 요소화상의 발생을 나타낸 도면,
도 22는 3차원 화상표시장치의 시역을 최대화할 목적으로 발생한 기준 시차수+1로 이루어진 요소화상의 발생을 나타낸 도면,
도 23은 기준 시차수로 이루어진 요소화상과 기준 시차수+1로 이루어진 요소화상의 분포의 모습을 나타낸 도면,
도 24는 3차원 화상표시장치의 일반적인 구성을 나타낸 도면,
도 25는 수평방향과 수직방향의 해상도의 저하의 비율을 일치시켰을 경우의 시차수(N)와 수직 해상도가 수평 해상도에 할당해지는 비율(a) 및, 요소화상 사이즈의 관계를 나타낸 도면이다.
<도면부호의 설명>
2 -- 서브픽셀,
3 -- 표시소자상에 초점을 일치시킨 광선 제어자의 단일의 사출동공을 경유해서 한쪽 눈으로 관찰되는 영역,
4 -- 서브픽셀 개구부, 5 -- 블랙 매트릭스,
6 -- 광선 제어자, 7 -- 렌티큘라 렌즈,
8 -- 3차원 화상표시용 픽셀, 9 -- 3차원 표시용 서브픽셀,
10 -- 시차 화상 번호,
11 -- 단일의 사출동공에 대응한 요소화상이 표시된 범위,
12 -- 어느 방향으로부터 취득한 시차 화상(2차원 화상),
13 -- 시차 화상을 구성하는 픽셀, 14 -- 2차원 화상표시소자,
15 -- 광선 제어자를 경유해서 관찰되는 시차번호의 비율,
16 -- 백라이트.
본 발명은 3차원 화상을 표시할 수 있는 3차원 화상표시장치에 관한 것이다.
3차원 화상표시기술은 여러 분류가 가능하지만, 다안식(多眼式)이나 홀로그래피와 인테그럴 포토그래피(integral photography: 이하, IP방식이라 칭함)와 같이 안경없이 3차원 화상을 표시하는 경우, 예컨대 이하의 구성을 채용하는 경우가 있다. 즉, 2차원적으로 배열된 복수의 2차원 화상표시용 픽셀이 3차원 화상표시용 픽셀을 구성하고, 그 전면측에 광선 제어자를 배치한다. 또한, 이 광선 제어자에는 3차원 화상표시용 픽셀로부터 1개의 2차원 화상표시용 픽셀의 화상정보만 취출하도록 설계된 사출동공이 3차원 화상표시용 픽셀마다 설치되어 있다. 즉, 이 광선 제어자에 의해 3차원 화상표시용 픽셀을 부분적으로 가려 관찰자가 사출동공을 매개로 시인(視認)하는 2차원 화상표시용 픽셀을 관찰위치마다 다르게 함으로써 안경을 사용하지 않고 3차원 화상을 시인할 수 있다.
더욱이, IP방식에 대해 상세히 설명하면, 3차원 화상표시용 픽셀로 표시되는 화상을 요소화상이라 한다. 요소화상은 사출동공을 핀홀로 치환한 경우에 촬영되는 핀홀 카메라 화상에 상당하고 있다.
단, 현상에서는 핀홀 카메라의 은염필름에 비해 전자장치의 해상도는 낮고, 본 명세서에서 다루는 요소화상은 촬영각도를 다르게 한 복수의 2차원 화상을 구성하는 화소의 집합체에 불과하다. 즉, 상술한 구성에 의해, 각각의 3차원 화상표시용 픽셀로 표시된 요소화상, 즉 복수의 다른 방향에서 촬영한 2차원 화상(시차화상)의 구성요소의 모임중 관찰자의 관찰방향에 일치한 화소정보, 즉 실제로 3차원 상이 존재한 경우에 보여야 하는 화소정보만이 시인된다.
다안식과 IP방식의 차이는 전자장치의 해상도의 낮음이 원인으로 발생하고 있다. 이상적으로는 요소화상의 촬영각도는 연속하고 있어야 하지만, 전자장치의 해상도가 부족하기 때문에 이산적으로 하지 않으면 안된다. 이 때, 사출동공과 화소를 연결하는 선, 즉 사출동공을 경유해서 사출하는 광선끼리가 시거리에서 집광하도록 설계되어 있는 것이 다안식, 집광점을 형성하지 않는 것이 IP방식이다.
2안식은, 각 촬영위치에서 투시투영적으로 취득한 2차원 화상이 눈사이 거리(거의 65㎜ 정도)로 이간한 한쌍의 점에 집광하는 설계를 채용한 3차원 화상표시방식이다. 이 설계에 의하면, 관찰자는 화면에서 관찰 시거리(L)만큼 떨어진 위치에서 안경을 사용하지 않는 오른쪽 눈과 왼쪽 눈으로 각각의 상(2개의 촬영위치에서 촬영한 각 2차원 화상)을 볼 수 있다. 더욱이, 상기 한쌍의 집광점을 수평방향으로 2개 이상 늘어놓으면 관찰위치를 왼쪽 및/또는 오른쪽 방향으로 이동시키는 것에 따라 왼쪽 눈으로 관찰되는 상 및 오른쪽 눈으로 관찰되는 상의 쌍방이 절환된다. 따라서, 관찰자는 관찰위치의 이동에 따라 3차원 화상이 변화하는 상태를 확인할 수 있다.
한편, IP방식은 각 촬영위치에서 촬영한 2차원 화상이 한점에 집광하지 않는 설계를 채용한 3차원 화상표시방식이다. 예컨대, 관찰위치가 표시면으로부터 무한원만큼 떨어져 있는 경우를 상정하고, 그 경우에 한 쪽 눈으로 관찰되는 화상이 관찰각도에 따라 복수의 촬영위치에서 촬영한 각 화상마다 절환하도록 설계한다. 전형적인 예에서는, 다른 사출동공끼리로부터 사출하는 광선끼리가 평행하게 되도록 설계함으로써, 평행 투영법으로 촬영한 화상을 이용하여 3차원 화상표시용 화상을 작성할 수 있다.
이러한 설계에 의하면, 현실적으로는 표시면으로부터 무한원만큼 떨어진 위치에서 관찰하는 일은 없기 때문에, 한쪽 눈으로 관찰되는 2차원 화상이 어떤 촬영 위치에서 촬영한 2차원 화상과 같아지는 일은 없다. 그렇지만, 오른쪽 눈으로 관찰되는 2차원 화상과 왼쪽 눈으로 관찰되는 2차원 화상 각각은 복수의 방향에서 평행 투영법으로 촬영한 화상의 조합에 의해 구성됨으로써, 평균적으로는 그 관찰위치에서 촬상한 투시 투영법에 의한 2차원 화상으로 된다. 이러한 구성에 의해 오른쪽 눈과 왼쪽 눈으로 제각각의 상을 볼 수 있어 관찰자가 지각하는 3차원 화상은, 촬영된 물체를 어떤 방향에서 실제로 관찰한 경우에 인식되는 3차원 화상과 동등하게 된다. 즉, IP방식에서는 관찰위치를 가정하고 있지 않다.
IP방식과 다안식, 더욱이 눈사이 거리보다 짧은 피치로 집광점을 형성한 조밀 다안식에 대해 2차원 화상표시장치의 비표시부가 원인으로 발생하는 표시저해의 발생의 차이에 대해 설명한다.
상술한 구성에 의해, IP방식에서는 시거리의 일점에서 관찰한 경우에 사출동공을 경유해서 보이는 화소의 위치는 일정하지 않다. 즉, 화소의 관찰되는 위치가 사출동공마다 주기적으로 변화한다. 이 때문에, IP방식에 있어서는 비표시부(화소경계)가 보이는 사출동공이 화면내에 주기적으로 분포하기 때문에, 화면내의 휘도변화로서 시인된다. 이에 대해, 다안식의 경우는 시거리에 있어서 집광하는 설계로 되어 있기 때문에, 시거리의 일점에서 관찰한 경우에 모든 사출동공으로부터 화소의 동일 위치가 관찰되고, 집광하는 화소수가 l/n로 저하함으로써 집광점을 n배로 증가한 조밀 다안식의 경우도, 전체 사출동공 갯수의 1/n의 사출동공으로부터는 화소의 동일 위치가 관찰된다. 즉, 다안식의 경우는 전체 사출동공으로부터 비표시부가 완전이 보이지 않거나 혹은 전체 사출동공으로부터 비표시부밖에 보이지 않는 상태가 발생한다. 환언하면, IP방식에서는 화면내에 발생하고 있는 비표시부가 원인인 휘도 얼룩이 다안식에서는 관찰자가 있는 공간에서의 휘도 분포 얼룩으로서 발생한다. 시거리에 있어서 화소 중심이 보이는 사출동공을 l/n로 줄여 집광점을 n배로 늘림으로써, 관찰위치의 수평방향으로의 이동에 대해 항상 일정한 비율로 비표시분이 보이도록 설계된 조밀 다안식에서는 시거리상의 공간에서의 휘도 변화는 억제되고 있지만, 2차원 화상표시장치의 개구율이나 광선 제어자의 사출동공(창부(窓部))의 개구율의 제어를 하지 않으면 휘도 변화를 완전히 없앨 수 없다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
IP방식, 다안방식, 조밀 다안방식중 어느 하나의 방식에 있어서도, 3차원 화상표시용 픽셀을 구성하기 위해 복수의 2차원 화상표시용 픽셀이 이용되기 때문에, 재생되는 3차원 화상의 해상도는 전자장치의 오리지널 해상도보다 저하한다. 이 해상도의 저하를 억제할 목적으로, 입체감 취득에 유효한 수평방향의 시차정보만 제공하는 방법이 이미 검토되고 있다(1차원 IP방식, 1차원 다안방식). 이 경우, 광선 제어자의 사출동공은 수직방향으로 연속한 형상으로 하여 요소화상은 수평방향으로만 전개된다. 즉, 수직방향에 대해서는 시차정보를 제공하지 않는다. 수평방향의 해상도 저하에 관해서는, LCD 등의 전자장치의 화소 배열에 주목하여 수평으로 인접한 RGB의 트리플렛을 1화소로 하고 있는 종래의 취급으로부터 세로로 인접한 트리플렛에서 1화소로서 취급함으로써 수직방향의 해상도를 1/3로 저하하는 대신에 수평방향의 해상도를 3배로 증가하는 것이 검토되고 있다(예컨대, 특허문헌 2 참조).
또, 상술한 바와 같이 해상도 저하의 문제에 덧붙여서 2차원 화상표시장치의 비표시부와 광선 제어자의 작용으로 발생하는 비표시부가 원인인 표시저해가 있다. 이에 관해서는, 특허문헌 1에서 다안식의 3차원 화상표시장치에 있어서 이 표시저해의 대책과 해상도 밸런스의 개선을 겸하여 광선 제어자를 기울이는 것이 제안되고 있다. 광선 제어자를 기울임으로써, 시거리에 있어서 비표시부가 관찰되는 영역을 공간적으로 분산하여 휘도 변화가 억제된다. 그렇지만, 전자장치의 비표시부가 종(縱)스트라이프모양은 아니고 격자모양으로 형성되어 있기 때문에, 비표시부가 원인인 휘도 변화를 완전하게 억제하기 위해서는 렌즈를 기울이는 동시에 엄밀하게 2차원 화상표시장치와 광선 제어자의 사출동공(창부)의 개구율을 제어할 필요가 있다. 더욱이, 광선 제어자를 기울임으로써, 수직 해상도가 수평 해상도에 할당되는 것이 가능하기 때문에 수평방향으로만 시차정보를 제공하는 것에 따른 해상도 밸런스의 악화를 개선하는 방법에 대해서도 언급하고 있다.
[특허문헌 1] 미국특허 제6,064,424호 명세서
[특허문헌 2] 특개평 10-253926호 공보
그렇지만, 그 밸런스는 이하에 나타내는 이유로부터 충분히 개선되고 있다고는 말할 수 없다. IP방식 또는 다안식이라고 한, 복수의 시차화상을 관찰할 수 있는 영역을 분배함으로써 3차원 화상을 표시하는 경우에는, 그 구성이 원인으로 이용한 2차원 화상표시장치의 본래의 해상도보다 3차원 화상표시장치의 해상도가 저하하고, 또 비표시부가 원인으로 표시저해가 발생하는 문제가 있다.
본 발명은, 상기 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 최종적인 해상도 밸런스를 개선하여 표시저해를 방지할 수 있는 3차원 화상표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 1태양(態樣)에 따른 3차원 화상표시장치는, 요소화상을 표시하는 화소군을 구성하는 화소가 매트릭스모양으로 배치되는 2차원 화상표시장치와, 상기 화소군에 대응지워진 사출동공을 갖추어 상기 화소군의 화소로부터의 광선을 제어하는 광선 제어자를 갖추고, 상기 광선 제어자의 상기 사출동공은 거의 수직방향으로 연속한 구조를 취하며, 또 상기 사출동공의 연속한 방향과 상기 2차원 화상표시장치의 화소배열의 열방향이 이루는 각도가 n을 3의 배수와 다른 자연수로 했을 때, arctan(1/n)로 주어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 기준 시차수(N)가 자연수(n)의 2승(n2)으로 주어져도 좋다.
또한, n은 4 또는 5인 것이 바람직하다.
또한, 3차원 화상의 수평 해상도와 수직 해상도의 비가 상기 2차원 화상표시장치의 수평 해상도와 수직 해상도의 비와 일치하도록 구성되어도 좋다.
또한, 상기 요소화상을 구성하는 화소영역이 거의 정방형으로 되어 있어도 좋다.
또한, 상기 요소화상의 형성영역이 거의 n행×n열의 정방영역이고, 동일 시차번호를 가진 RGB 서브픽셀이 요소화상을 형성하는 n행중 서로 다른 3행에 걸쳐 위치하고 있어도 좋다.
또한, 상기 요소화상의 형성영역이 거의 n행×n열의 정방영역이고, 동일 시차번호를 가진 RGB 서브픽셀이 요소화상을 형성하는 n행중 서로 다른 3열에 걸쳐 위치하고 있어도 좋다.
또한, 상기 요소화상을 표시하는 화소영역을 형성하는 복수의 서브픽셀중에서도 사출동공을 경유해서 관찰할 수 있는 위치가 가까운 R, G, B의 3개의 서브픽셀을 그룹핑해서 동일한 시차번호가 배치되어 있어도 좋다.
또한, 동일한 시차번호를 가진 RGB 서브픽셀의 배치가, 소속하는 요소화상이 달라도 동일해도 좋다.
또한, m.1을 양의 정수로 한 경우에 시차번호 m과 시차번호 (m+n×1)을 가진 RGB 서브픽셀의 배치가 동일해도 좋다.
또한, 복수의 요소화상을 걸치는 단일의 열에서 본 경우에 위쪽을 향해 시차번호가 1부터 N까지 연속적으로 증가하고, 이것을 반복해도 좋다.
본 발명의 1태양에 따른 3차원 화상표시장치는, 요소화상을 표시하는 화소군을 구성하는 화소가 매트릭스모양으로 배치되는 2차원 화상표시장치와, 상기 화소군에 대응지워진 사출동공을 갖추어 상기 화소군의 화소로부터의 광선을 제어하는 광선 제어자를 갖추고, 상기 광선 제어자의 상기 사출동공은 거의 수직방향으로 연속한 구조를 취하며, 또 상기 사출동공의 연속한 방향과 상기 2차원 화상표시장치의 화소배열의 열방향이 이루는 각도가 n을 3과 다른 자연수로 했을 때, arctan(1/n)로 주어지고, 또 기준 시차수(N)가 n의 2승(n2)으로 주어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 기준 시차수(N)가 16 또는 25이어도 좋다.
본 발명의 1태양에 따른 3차원 화상표시장치는, 요소화상을 표시하는 화소군을 구성하는 화소가 매트릭스모양으로 배치되는 2차원 화상표시장치와, 상기 화소군에 대응지워진 사출동공을 갖추어 상기 화소군의 화소로부터의 광선을 제어하는 광선 제어자를 갖추고, 상기 광선 제어자의 상기 사출동공은 거의 수직방향으로 연속한 구조를 취하며, 또 상기 사출동공의 연속한 방향과 상기 2차원 화상표시장치의 화소배열의 열방향이 이루는 각도가 n을 4 이상의 자연수로 했을 때, arctan(1/n)로 주어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 기준 시차수(N)가 자연수 n의 2승(n2)으로 주어져도 좋다.
또한, 기준 시차수(N)는 36, 49, 64, 81이어도 좋다.
또한, n은 6, 7, 8, 9이어도 좋다.
(발명의 실시예)
이하, 본 발명의 실시예에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 같거나 유사한 기능을 가진 구성요소에는 동일한 참조부호를 붙이고 중복하는 설명은 생략한다.
본 발명의 1실시예에 따른 3차원 화상표시장치를 도면을 참조하여 설명한다. 우선, 3차원 화상표시장치의 일반적인 구성을 도 24에 나타낸다. 이 도 24에 나타낸 3차원 화상표시장치는, 예컨대 액정패널로 이루어진 2차원 화상표시장치(14)와 광선 제어자(6)를 갖추고 있다.
2차원 화상표시장치(14)는, 표시면 내에 위치가 정해진 화소가 평면적으로 매트릭스모양으로 배치되어 있는 것이면 직시형(直視型)이나 투영형의 액정표시장치나 플라즈마 표시장치나 전계방출형 표시장치나 유기 EL표시장치 등이어도 좋다. 광선 제어자(6)로서는, 그 대략 수직방향으로 연장되고 대략 수평방향으로 주기 구조를 갖춘 슬릿 또는 렌티큘라 렌즈가 사용된다. 이 경우, 수평방향 (41)으로만 시차가 있어 시거리에 따라 화상이 바뀌지만, 수직방향(42)으로는 시차가 없기 때문에 관찰위치에 따르지 않고 일정한 화상이 시인된다. 또한, 도 24에 있어서, 부호 43은 관찰자의 한쪽 눈의 위치를 나타낸다.
본 실시예에 따른 3차원 화상표시장치에 있어서는, 2차원 화상표시장치의 표시면은, R(적색), G(녹색), B(청색)의 서브픽셀이 어레이모양으로 배치되어 있다. 또한, R(적색), G(녹색), B(파랑)의 서브픽셀은 컬러필터를 표시면상에 적절히 배치함으로써 실현된다. 그리고, 본 실시예에 있어서는, 도 2에 나타낸 바와 같이 광선 제어자(6)는 예컨대 렌티큘라 시트(7)로 이루어져 있다. 그리고, 이 렌티큘 라 시트(7)의 장축은 서브픽셀열에 대해 소정의 각도 θ(≠0)만큼 기울어져 있다. 또한, 도 2에 있어서는, 부호 4는 서브픽셀의 개구부를 나타내고, 부호 5는 블랙 매트릭스를 나타낸다. 본 실시예에 있어서는, 서브픽셀은 개구부(4)와 블랙 매트릭스(5)를 포함하는 것으로 한다. 따라서, 서브픽셀은 인접하여 세로, 가로로 배열되어 있다. 이 서브픽셀은 세로와 가로 사이즈의 비가 3:1로 되어 있다.
이하, 본 실시예에 있어서, 렌티큘라 시트(7)의 장축을 서브픽셀열에 대해 소정의 각도 θ(≠0)만큼 기울인 이유를 설명한다.
수평 해상도를 늘리기 위해, 세로로 늘어선 R, G, B로 이루어진 3개의 서브픽셀을 1화소로서 취급하고, 또 광선 제어자(6)를 기울인 경우, 표시되는 3차원 화상의 수평 해상도(H) 및 수직 해상도(V)는 다음의 (1)식으로 나타내어진다.
H=Horiginal×3÷N÷a
V=Voriginal÷3×a … (1)
여기에서, Horiginal은 2차원 화상표시장치의 수평 해상도, Voriginal는 2차원 화상표시장치의 수직 해상도, N은 시차수, a는 광선 제어자를 기울임으로써 수직 해상도가 수평 해상도에 할당되는 비율을 나타낸다.
따라서, 2차원 화상표시장치의 수평 해상도(Horiginal)와 수직 해상도(Voriginal)의 비율을 3차원 화상표시장치에서도 유지하려고 한 경우, 다음의 (2)식의 관계를 만족시킬 필요가 있다.
Horiginal:Voriginal=(Horiginal×3÷N÷a):(Vorigina÷3×a)
즉, 3/(N·a)=a/3
따라서, N=(3/a)2 … (2)
로 된다.
다음으로, 광선 제어자를 기울임으로써, 수직 해상도가 수평 해상도에 할당되는 현상에 대해 설명한다. 도 l에 2차원 화상표시장치의 화소에 대한 광선 제어자의 여러 기울기를 나타낸다. 또한, 도 1에 있어서 부호 3은 2차원 화상표시 소자상에 초점을 일치시킨 광선 제어자(7)의 거의 수직방향으로 연속하는 사출동공의 하나를 매개로 한쪽 눈으로 관찰되는 영역을 나타낸다. 관찰위치의 이동에 따라 이 부호 3으로 나타내어진 영역은 수평방향으로 시프트한다. 종래의 경우와 같이 광선 제어자의 사출동공이 상기 화소와 마찬가지로 수직으로 연속한 형상의 경우에는, 광선 제어자(7)의 사출동공의 하나를 경유해서 그 중심이 관찰되는(부호 3으로 나타내어진 영역에 그 중심이 일치한다) 화소는, 일렬의 화소 전부이거나 그렇지 않으면 전혀 없거나 할 뿐이고, 관찰자의 이동에 따라 부호 3으로 나타내어진 영역이 이동하는 것에 따른 2상태가 절환하는 주기는 서브픽셀의 수평폭에 일치하고 있었다. 이에 대해, 광선 제어자(7)를 기울임으로써 부호 3으로 나타내어진 영역과 화소 중심이 일치할 수 있는 화소수가 감소하는 동시에 관찰자의 이동에 따라 부호 3으로 나타내어진 영역이 이동한 경우, 화소 중심이 일치하는 화소가 출현하는 주기는 서브픽셀의 수평폭보다 짧아진다. 더욱이, 화소의 중심이 선택되는 것과 동시에 반드시 수평방향으로 인접하는 서브픽셀끼리의 경계부분인 비표시부도 동시에 부호 3으로 나타내어진 영역에 존재하게 된다. 도 1에서는 서브픽셀(2)의 가로 3열에 대해 세로 4행, 5행, 6행의 비율로 기울인 예가 나타내어져 있다. 세로 4행 의 경우는 3행 간격으로, 5행의 경우는 4행 간격으로, 6행의 경우는 1행 간격으로, 부호 3으로 나타내어진 영역과 화소의 위치관계가 동일하게 되어 있다. 즉, 부호 3으로 나타내어진 영역에 대한 상대위치가 동일한(거의 수직방향으로 연속하는 사출동공의 하나를 매개로 관찰되는 개소가 동일한) 화소가 1/4, 1/5, 1/2로 감소하고 있다. 한편, 수평방향에 관해서는, 광선 제어자가 화소에 대해 수직인 경우와 비교해서 1/4 서브픽셀폭, 1/5 서브픽셀폭, 1/2 서브픽셀폭의 주기로 부호 3으로 나타내어진 영역에 대해 화소 중심이 일치하는 화소가 출현한다. 즉, 수평 해상도가 4배, 5배, 2배로 증가한다. 이러한 해상도를 가로 해상도에 할당하는 효과와 비표시부가 원인으로 발생하는 표시저해 방지 대책에 대해서는 특허문헌 1에 상세히 기술되어 있다.
이상과 같이, 광선 제어자를 기울임으로써 수직 해상도를 수평 해상도에 할당할 수 있지만, 서브픽셀 피치로 시차 화상을 배분하는 경우, 그 할당의 정도에 대해서는 서브픽셀(2)의 형상이 영향을 준다. 2차원 화상표시장치로서 이용되는, 예컨대 액정표시장치는 RGB의 3개의 서브픽셀로 정방형의 픽셀을 구성하도록 설계되고, 또 문자 등의 세로의 직선을 많이 표시하는 설계에서는 세로 스트라이프 배열의 컬러필터를 이용하는 경우가 많기 때문에, 그 서브픽셀의 형상은 도 1에 나타낸 바와 같은 수직:수평=3:1의 비율로 되어 있다. 3차원 화상표시장치에 있어서 수평 해상도를 증가시키기 위해, 수평방향으로 인접한 3개의 서브픽셀은 아니고, 다른 3행에 분산된 3개의 서브픽셀(2)로 하나의 화소로서 취급하는 경우, 광선 제어자의 능선의 기울기(θ)를
θ=arctan(1/n) … (3)
로 한 경우에, 부호 3으로 나타내어진 영역에 대해서 화소 중심이 일치하는 화소가 출현하는 주기가 서브픽셀폭의 1/n로 됨으로써 서브픽셀 단위에서의 수평 해상도가 n배로 되는 동시에 이 1/n 주기에서 부호 3으로 나타내어진 영역과 중심이 일치한 수평방향으로 인접한 RGB의 3개의 서브픽셀(수직방향으로는 일치하지 않는다)로 1개의 픽셀(트리플렛)을 구성하기 때문에 수직 해상도가 수평 해상도에 할당되는 비율(a)은,
a=3/n … (4)
으로 주어진다. 즉, 본 발명의 3차원 화상표시시의 트리플렛은 RGB 서브픽셀의 관찰가능 위치가 미묘하게 어긋나 있다(부호 3으로 나타내어진 영역과 RGB의 3개의 서브픽셀 중심이 동시에 일치하는 경우가 없다). 따라서, 이하 본 명세서에서는 거의 일치한다고 표현한다. 실제는 부호 3으로 나타내어진 영역과 화소 중심이 일치하지 않는 상태에서도 화소의 일부는 사출동공을 경유해서 시인되기 때문에, 이 거의 일치한 RGB 서브픽셀이 동시에 보이는 영역은 존재한다. 따라서, 도 1의 경우는 θ=arctan(1/4), arctan(1/5), arctan(1/6)로 되고, 수직 해상도가 수평 해상도에 할당되는 비율(a)은 a=3/4, 3/5, 1/2로 된다.
따라서, (3)식에서 광선 제어자의 기울기를 제공하는 동시에 상술한 (2)식을 만족시키도록 n과 N의 관계를 만족시킴으로써 수평방향과 수직방향의 해상도 저하의 비율을 일치시킬 수 있다. 즉, N과 n이 다음의 관계
N=n2 … (5)
를 만족시키도록 설계하면 좋다.
자연수 n 각각에 대한 시차수(N), 수직 해상도가 수평 해상도에 할당되는 비율(a), 렌즈의 기울기각(θ), 요소화상 사이즈를 도 25에 나타낸다. 이 도 25로부터 알 수 있는 바와 같이, 서브픽셀(2)의 형상이 원인으로 N=9(n=3)의 경우는 세로 해상도를 가로 해상도에 할당하는 효과와 비표시부가 원인으로 발생하는 표시저해 방지 효과를 얻을 수 없다.
(5)식의 관계를 만족시키도록 시차수 N을 정한 예를, QUXGA 패널(수평 해상도(H)가 3200이고 수직 해상도(V)가 2400인 패널)로 설명한다.
(3200×3÷16÷a) : (2400÷3×a) = 800 : 600
즉, a=3/4 → SVGA
(3200×3÷25÷a) : (2400÷3×a) = 640 : 480
즉, a=3/5 → VGA
즉, 시차수와 기울기를 (2)∼(4)식으로 제어함으로써, 표시되는 3차원 화상의 해상도를 종래의 2차원 화상표시에서의 일반적인 해상도에 일치시킬 수 있었다.
이하, 특허문헌 1과의 차이와 본 실시예와의 차이에 대해 상세하게 설명한다.
먼저, 특허문헌 1에서는, SVGA 패널(해상도: 800(H)×600(V))에 있어서, 3, 5, 6, 7이라고 하는 비교적 적은 시차수를, θ=arctan(1/n), n=6, 9, 12라는 기울기로 할당되어 있다(도 3 참조). 이 때문에, 본 실시예의 계산방법((1)∼(4)식)를 이용해서 계산하면, 수평 해상도가 매우 많아진다. 예컨대, 6시차가 θ =arctan(1/6)로 주어진 예가 있지만(도 2 참조), (4)식에서 n=6, (3)식에서 a=1/2로 된다. 즉, 이 기울기가 수직 해상도를 수평 해상도에 할당하는 비율(a)이 1/2이기 때문에,
a=1/2
즉, (800×3÷6÷a) : (600÷3×a) = 800 : 100
으로 매우 수평 해상도가 높은 결과로 된다. 마찬가지로, 5시차가 θ=arctan (1/6)로, 7시차가 θ=arctan(1/6)로 주어진 경우는 이하에서 주어지고 있다.
a=1/2
즉, (800×3÷5÷a) : (600÷3×a) = 960 : 100
a=1/2
즉, (800×3÷7÷a) : (600÷3×a) = 685 : 100
또한, 특허문헌 1내에서는 480×200, 342×200으로 상기 계산과는 다른 값으로 되어 있다. 이 이유로는, 특허문헌 1에서는 광선 제어자를 경유해서 시인된 상태에서 RGB의 각 서브픽셀이 거의 정방 화상으로 되는 설계를 채용하고 있는(도 5 참조) 것을 들 수 있다. 또한, 도 5에 있어서 부호 9는 3차원 화상표시용 서브픽셀을 나타낸다. 그리고, 특허문헌 1에서는 이들 광선 제어자를 경유해서 시인된 상태에서 거의 정방 화소로 되어 있는 RGB 서브픽셀중 비교적 가까운 위치에 있는 RGB의 3개의 서브픽셀을 그룹핑해서 1화소로 취급하는 것을 제언하고 있다. 이러한 취급을 했다고 해도, 48O×200, 또는 342×200이라고 하는 수평 해상도와 수직 해상도의 비는 이 특허문헌 1의 독특한 해상도 밸런스이고, 일반적인 화소 형상인 RGB 트리플렛의 정방 화소로 3차원 화상이 구성되어 있지 않다.
본 실시예에 따른 3차원 화상표시장치는, 이 특허문헌 1과는 이 점에서 전혀 다르다. 본 실시예에 있어서는, RGB의 트리플렛으로 정방 화소로서 시인되는 것을 목적으로 하고 있다. 즉, (2)∼(4)식에 따라 기울기와 시차수의 관계를 정의하고, 광선 제어자를 경유해서 시인된 화상의 구성화소의 RGB 트리플렛이 거의 정방형으로 되는 설계이다(도 4 참조). 또한, 도 4에 있어서, 부호 8은 3차원 화상표시에서의 픽셀을 나타낸다.
이것을 실현하기 위한 픽셀 매핑에 대해, 상술한 QUXGA에 있어서 N=16인 경우를 도 6a와 도 6b를 참조해서 설명한다. 도 6a는 렌티큘라 시트(7)의 기울기를 arctan(1/4)로 했을 때의 컬러필터가 스트라이프 배열된 2차원 화상표시장치로의 시차 화상의 배치를 나타내고, 도 6b는 복수의 요소화상의 상대위치를 나타낸 도면이다. 또한, 도 6a와 도 6b에 있어서, 부호 10은 시차번호를 나타내고, 부호 11은 3차원 화상의 구성 단위인 단일 화소에 상당하는 사출동공과 이것에 대응한 요소화상이 표시되는 범위를 나타낸다. (2)∼(4)식에서 시차수(N=16)와 광선 제어자의 기울기각(θ=arctan(1/4))이 정해진다. 이 결과, 3차원 화상표시용 픽셀은 4행×4화소(트리플렛)열(=12서브픽셀행)의 평행사변형(거의 정방형)으로 정해진다. 이 중에서, 3/4(=a)의 채택률을 만족시키도록 RGB 서브픽셀을 다른 행으로 건너서 매핑한다. 즉, 광선 제어자의 기울기가 없는 경우에 3행(=RGB)×(5+1/3)화소(트리플렛)열(=16 서브픽셀행)=48 서브픽셀로 구성되어 있는 3차원 화상표시용 픽셀이 이 합계의 서브픽셀수를 유지하면서 거의 정방형의 형상으로 할 수가 있었다.
다음에, 3차원 화상표시용 픽셀을 거의 정방형으로 함으로써 얻을 수 있는 효과를 설명한다. 광선제어자를 기울이는 효과를 이용하지 않는 경우, 수평/수직 해상도는 다음의 설계로 된다.
H(3200×3÷16)×V(2400÷3) = H(600)×V(800)
QUXGA 패널의 외형이 수평:수직=4:3이기 때문에 수평/수직 해상도(화소수)가 4:3 이면, 수평/수직방향의 샘플링 간격은 동일하게 되어 3차원 화상표시시의 화소 형상은 정방형으로 된다. 여기에서, 3차원 화상표시용 픽셀이란, 구체적으로는 복수 방향으로부터 취득(촬상/작성)한 시차 화상으로 구성된 시차 화상의 집합인 요소화상이 표시되는 영역을 가리킨다. 종래의 H(600)×V(800)이라고 하는 3차원 화상용 픽셀수에서는, 수평/수직방향의 샘플링 간격이 다르기(3차원 화상표시시의 화소 형상이 정방형이 아님) 때문에, 예컨대 H(3200×3)×V(2400)의 해상도로 시차 화상을 작성하고, 지금부터 불필요한 화소 정보를 제외하고 H(600)×V(800)의 저해상도의 시차 화상으로 하고 나서 요소화상을 합성하고 있었다.
본 실시예에서는, 이 쓸데없이 주목하여 수평/수직 화소수를 화면 사이즈의 비율을 반영, 수평/수직방향의 샘플링 간격을 동일하게 하고, 3차원 화상표시시의 화소 형상을 거의 정방형으로 함으로써 3차원 화상표시용 픽셀의 해상도로 시차 화상을 취득할 수 있도록 했다. 즉, QUXGA에서 16시차의 3차원 화상표시 소자의 경우는 SVGA, 25시차의 경우는 VGA의 시차 화상을 취득하여 이것을 매핑함으로써 요소화상을 작성할 수 있도록 했다. 이 경우, 취득된 시차 화상정보의 사용되지 않는(제외되는) 화소 정보는 없다. 이와 같이 3차원 화상표시용 픽셀을 정방화함으 로써, 3D-CG(3차원 화상 컴퓨터 그래픽) 콘텐츠 작성에서의 고속화와 실사 경우의 카메라의 해상도의 저하가 가능하게 된다.
게다가, 3차원 화상표시의 해상도를 종래의 해상도에 일치시킨 것에 의한 부차적인 효과로서 3차원 화상표시장치에 있어서 2차원 콘텐츠를 표시하는 경우의 취급이 용이하게 되는 것을 들 수 있다. 3차원 화상표시장치라고 하더라도, 2차원 화상 콘텐츠를 표시하는 경우는 용이하게 상정된다. 3차원 화상표시에서의 2차원 콘텐츠의 표시는, 간편하게는 요소화상내를 동일 시차 정보로 함으로써(관찰위치에 관련되지 않고, 항상 같은 화상이 보인다) 달성된다. 즉, QUXGA 패널을 이용한 3차원 화상표시장치에 있어서, 16시차의 경우는 SVGA, 25시차의 경우는 VGA의 2D(2차원 화상) 콘텐츠가 입력된 경우, 2차원 화상정보를 3차원 화상표시용 픽셀내로 단순하게 16배 또는 25배로 해서 전개함으로써 그대로 2차원 화상을 표시할 수 있다.
더욱이, 이 이외의 해상도의 2차원 화상 콘텐츠가 입력된 경우도, 2차원 화상의 일반적인 해상도끼리로 변환하는 기술 자체는 이미 일반화되어 있기 때문에, 3차원 화상표시장치 자체가 기존의 해상도로 설정되어 있으면, 이 해상도로 시정한 다음 입력, 전개하면 좋다. 또, 3차원 화상의 해상도가 기존 해상도 그 자체가 아니고, 그 x배 또는 l/y배(x, y: 정수)로 설계되었다고 해도, 종래의 해상도의 데이터를 단순하게 x배로 전개 또는 l/y배로 압축 또는 줄이면 대응할 수 있기 때문에 3차원 화상표시 해상도를 종래 해상도의 정수배 또는 정수분 1의 해상도로 설계해 두는 것은 화상 처리의 부하를 저감하는 효과가 있다.
또, 각종 방식의 3차원 화상표시장치가 존재하는 경우를 상정하면, 종래의 2차원 화상의 해상도가 포맷으로서 이용될 가능성이 높고, 이러한 장래의 전개를 밟은 후에라도 3차원 화상표시장치의 표시 해상도를 종래의 2차원 화상표시에서의 해상도, 또는 종래의 2차원 화상표시에서의 해상도의 정수배, 또는 정수분의 l의 해상도로 설계해 두는 것은 큰 의미가 있다.
3차원 화상표시용 픽셀을 정방화함으로써 시인되는 화면의 이미지도를 도 7에 나타낸다. 도 7a는 렌티큘라 시트(7)의 기울기를 arctan(1/4)로 했을 때의 컬러필터가 스트라이프 배열된 2차원 화상표시장치상으로의 요소화상의 일부의 배치를 나타내는 도면이고, 도 7b는 이것과 조합하는 렌티큘라 시트(7)의 일부 외관을 나타내고 있다. 요소화상(11)은 거의 정방형으로 되고, 이것에 렌티큘라 시트(7)를 조합해서 3차원 화상표시용의 1화소를 구성한다. 이 3차원 화상표시용의 1화소에는, 도 6의 픽셀 매핑으로 16시차의 정보가 포함되어 있어 관찰위치에 따라 렌티큘라 시트를 경유해서 시인된 시차 화상 번호가 변화함으로써 입체적으로 보는 것을 실현한다.
다음에, 복수의 방향에서 취득한 시차 화상의 배치 방법을 도 8을 참조해서 설명한다. 도 8은 광선 제어자(6)의 기울기를 arctan(1/4)로 했을 경우의 다른 복수의 방향으로부터 수평방향에 대해서는 평행 투영법, 수직방향에 대해서는 투시 투영법에 의해 저해상도로 취득한 시차 화상을 구성하는 화소 정보의 3차원 화상표시장치의 각 화소로의 할당을 나타낸 도면이다. 도 8에 있어서, 부호 8은 렌티큘라 시트 너머로 관찰한 3차원 화상표시용 픽셀을 나타내고, 부호 12는 어느 방향에 서 800(H)×600(V)의 해상도로 취득한 시차 화상을 나타내며, 부호 13은 시차 화상인 2차원 화상을 구성하는 RGB의 3서브픽셀로 이루어진 픽셀(트리플렛)을 나타낸다. 복수의 방향으로부터 취득한 시차 화상(12)을 구성하는 RGB 트리플렛(13)을 도 8에 나타낸 각 3차원 화상표시용 픽셀(8)을 구성하는 요소화상내의 하나의 시차 화상으로서 매핑한다. 대응 관계는 도 8의 화살표로 나타냈다. 3차원 화상표시에서의 1화소가 평행사변형으로 되어 있기 때문에 3차원 화상표시용 픽셀(8)의 4행마다 3차원 화상표시 픽셀 1화소분만큼 왼쪽으로 시프트함으로써, 시차 화상정보와 대응시킨다. 이 어긋남은 800×400의 3차원 화상표시 해상도에서의 1화소분의 시프트이고, 3차원 화상표시의 해상도가 충분히 높아지면, 신경이 쓰이지 않을 정도로 억제된다.
여기에서는, 단일의 시차 화상정보에 대해 말했지만, 복수의 방향(여기에서는 16방향)으로부터 취득한 800(H)×600(V)의 해상도의 시차 화상을 도 8→도 6에 따라 할당함으로써, 전체 3차원 화상표시용 픽셀에 대응한 요소화상을 작성할 수 있다.
도 6에서는 스트라이프 배열의 컬러필터를 전제로 픽셀매핑을 나타냈지만, 다른 컬러필터 배열에 대해서도 매핑이 가능하다. 컬러필터 배열이 모자이크 배열인 2차원 화상표시장치상으로의 시차 화상의 배치를 도 9에 나타내고, 복수의 요소화상의 배치를 도 10에 나타낸다. 컬러필터 배열에 대해서는 기준 시차수와 컬러필터의 상관에서 발생하는 색무아레(color moire)나 그 외의 표시 성능을 고려해서 최종적으로 최적인 배열을 결정할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 구성에서는, 사출 동공의 수평 피치가 서브픽셀폭의 3의 배수로 되기 때문에, 스트라이프 배열의 컬러필터를 이용한 장치를 2차원 화상표시장치로서 이용한 경우, 수평방향으로 동색이 늘어선다(색무아레의 일종). 따라서, 3차원 화상표시장치로서의 해상도가 충분히 높지 않은 경우는, 이 수평한 RGB의 줄무늬가 신경이 쓰이는 경우도 발생한다. 이 경우는, 모자이크 배열을 채용하면 좋다. 스트라이프 배열, 모자이크 배열 이외의 컬러필터 배열을 채용한 경우도, 그 상응하는 매핑을 할 필요가 있지만, 어쨌든 RGB의 트리플렛을 다른 행으로 매핑하고 이 트리플렛이 렌즈 너머로 거의 동시에 시인할 수 있도록 설계하면 좋다.
더욱이, 기준 시차수(N)가 25인 경우, 즉 광선 제어자의 기울기를 arctan(1/5)로 한 경우의, 스트라이프 배열의 컬러필터가 이용되는 2차원 화상표시장치로의 시차 화상의 배치를 도 11a에, 복수의 요소화상의 상대위치를 도 11b에, 복수의 요소화상의 배치를 도 12에 나타낸다. 또, 광선 제어자의 기울기를 arctan(1/5)로 한 경우의 모자이크 배열의 컬러필터가 이용되는 2차원 화상표시장치로의 시차 화상의 배치를 도 13에, 복수의 요소화상의 배치를 도 14에 나타낸다.
그런데, 특허문헌 1에서도 설명되어 있는 바와 같이, 광선 제어자의 기울기가 작아지면 시차 화상간의 크로스토크가 증가한다고 하는 문제가 있다. 이것은, 특허문헌 1에서 나타내고 있는 바와 같은 작은 각도(θ=arctan(1/n), n=6, 9, 12; 도 3 참조)로 특히 현저하게 된다.
크로스토크량에 대해, 도 15 내지 도 18을 참조해서 설명한다. 도 15는 기울기가 영, 즉 사출동공이 수직인 광선 제어자를 매개로 시인되는 시차번호를 나타 낸 도면이다. 또한, 도 15에 있어서 부호 15는 사출동공을 매개로 시인되는 시차번호의 비율을 나타낸다. 예컨대, 매트릭스모양으로 형성된 화상표시장치의 전면에 배치된 렌티큘라 시트를 구성하는 복수의 반원기둥형(원주를 장축 방향으로 절단하고, 절단면과 같은 측면을 갖춘 입방체와 맞선 형상) 렌즈중 단일 렌즈의 사출동공의 초점 위치를 파선으로 나타냈다. 여기에서도 화상표시장치의 2차원 화상표시용 서브픽셀의 폭은 서브픽셀의 높이의 1/3로 설계되어 있고, 3서브픽셀로 정방형의 트리플렛을 형성한다. 각 서브픽셀내에 기재된 번호 10은 시차 화상 번호이다. 렌티큘라 시트는 그 초점거리의 위치에 화소가 매트릭스모양으로 형성된 2차원 화상표시장치가 위치하도록 설계됨으로써 2차원 화상표시장치상의 파선(초점위치)의 폭은 무한소로 가정한다. 도 15에 나타낸 바와 같이, 렌티큘라 렌즈가 수직(기울기가 영)인 경우, 단일 사출동공으로부터는 단일 번호의 시차 화상만이 시인된다. 또는, 부호 3으로 나타내어진 영역이 수평방향으로 인접한 서브픽셀간의 수직인 화소 경계에 일치한 경우, 시차 화상은 전혀 시인되지 않는다.
한편, 렌티큘라 렌즈의 기울기가 θ=arctan(1/6)의 경우의 광선 제어자의 사출동공을 매개로 시인되는 시차번호를 설명하기 위한 도를 도 16에 나타낸다. 단일의 사출동공을 경유해서 최소 2시차, 최대 3시차의 시차 화상을 동시에 시인하게 된다. 이후, 본래 봐야 할 시차 화상을 주시차, 동시에 보여 버린 다른 시차 화상을 인접 시차라고 칭한다.
시차 화상의 보이는 방법의 차이를 증명하는 실험 결과로서, 도 15에 나타낸 배치를 채용한 IP식 3차원 화상표시장치에서는 튀어나옴/들어감의 양이 너무 큰 콘 텐츠가 이중상으로 보이는데 대해, 도 16에 나타낸 배치에서는 흐리게 시인되고, 더욱이 그 흐림의 폭이 도 15의 경우의 이중상의 어긋남 폭보다 넓은 것을 들 수 있다. 이것은 튀어나옴/들어감의 양이 큰 콘텐츠에서는, 시차 화상간의 차이가 크기 때문에, 주시차와 동시에 인접 시차를 봄으로써 발생하는 크로스토크를 인식하기 쉽기 때문이다. 도 15의 구성에서는, 본래 단일 시차번호 밖에 보이지 않는게 당연하지만, 우리가 작성한 실기에서는 렌즈는 다소나마 디포커스하고 있고, 부호 3으로 나타내어진 영역이 경계와 일치한 경우에 양측 시차 화상을 시인한다. 즉, 주시차 화상과 함께 인접 시차 화상을 보이는 경우가 있다. 이 주시차 화상과 동시에 시인된 인접 화상이 원인으로 이중상이 시인되었다.
한편, 도 16의 구성에서는, 부호 3으로 나타내어진 영역은 화소를 비스듬하게 횡단하고 있고, 이것은 주시차 화상과 인접 시차 화상이 단일 사출동공을 경유해서 매끄럽게 절환해 보이는 것을 의미한다. 그것과 동시에, 단일 사출수를 경유해서 보이는 인접 시차 화상이 도 15와 비교해서 많다. 즉, 인접 시차 화상에 의한 영향은 도 15의 이중상과는 달리 흐리게 시인되는 동시에, 흐림의 범위는 시인되는 인접 시차 화상의 많음이 원인으로 도 15의 경우보다 넓게 된 것으로 이해할 수 있다.
이와 같이, 렌티큘라 렌즈가 비스듬하게 설정됨으로써, 크로스토크량이 증가하는 것에 더해 크로스토크가 흐리게 시인되는 특징이 있다. 그리고, 크로스토크의 발생은 콘텐츠의 튀어나옴/들어감의 표현영역을 제한해 버린다. 이 때문에, 특허문헌 1내에서는 비교적 기울기가 작은 n=6, 즉 선택율이 1/2인 예를 적극적으로 설명하고 있다.
본 실시예의 θ=arctan(1/4), θ=arctan(1/5)인 경우의 광선 제어자를 매개로 시인되는 시차번호를 나타내는 도를 도 17, 도 18에 각각 나타낸다. 도 17에 나타낸 바와 같이 θ=arctan(1/4)인 경우는 크로스토크으로서 보이는 시차 화상은 3시차로, θ=arctan(1/6)인 경우와 동일하지만, 동시에 시인되는 복수의 시차 화상중에서 주시차 화상이 차지하는 비율이 높은 것을 알 수 있다. 도 18에 나타낸 바와 같이 θ=arctan(1/5)인 경우는, 크로스토크로서 보이는 시차 화상은 3시차이지만, 이 경우도 주시차 화상이 차지하는 비율은 1/2 이상을 차지하는 것을 알 수 있다. 즉, 이들 기울기, 즉 θ=arctan(1/4), θ=arctan(1/5)인 경우에 있어서는, 크로스토크는 발생하지만, 주시차 화상 이외의 인접 시차 화상의 혼입하는 비율이 낮아지기 때문에 흐림은 저감되어 튀어나옴/들어감의 표현영역을 넓히는 효과가 있다.
이상 설명한 바와 같이, 이들 기울기(θ=arctan(1/4) 또는 arctan(1/5))를 시작으로 m을 정수로 했을 때 θ≠arctan(1/3m)는 지금까지의 비표시 영역이 원인인 표시저해 방지 이외에, 수평수직 해상도의 비율을 유지, 3차원 화상표시시의 화소형상을 거의 정방형으로 하는 동시에, 요소화상 작성시의 헛됨을 생략하고, 또 2차원 화상표시에서의 기존의 해상도를 고려함으로써, 콘텐츠의 유용을 용이하게 하며, 더욱이 들어감/튀어나옴의 방향의 표시가능 범위를 넓힌다는 복수의 새로운 효과를 초래하는 새로운 정의이다. 또, 특허문헌 1의 개념에서는 서브픽셀폭의 1/2∼1/4배의 피치로 수평 해상도를 새기는(수평 해상도를 2∼4배, 수직 해상도를 1/2 ∼1/4배로 한다) 것에 대해 본 실시예에서는, 행을 달리한 3개의 서브픽셀을 동일 시차화상으로 선택함으로써, 3/4배 또는 3/5배라고 하는 l/m배가 아닌 피치로 수평 해상도를 새긴다고 하는 수법은 완전히 새로운 것이다. 더욱이, a≠1/3m중에서도, 특히 a=3/4, 3/5의 2개의 값에 대해서는 1/2 이상의 값이기 때문에 인접 시차 화상의 혼입의 비율이 낮아져, 보다 크로스토크가 억제된 선명한 시차 화상이 시인될 수 있다.
무아레 대책으로서 렌즈를 기울이는 것은 효과가 있는 것은 이미 상세히 설명했다. 더 설명한다면, LCD(액정)패널에 대해서는 그 Cs선(보조용량선)이 서브픽셀 화소의 중앙 상당을 좌우로 횡단하도록 설정되어 있으면 무아레의 억제에 효과적이다. 이것은 Cs선(보조용량선)에 의해 서브픽셀이 상하로 2분되어 개구 중심부가 2배로 됨으로써, 지금까지 설명한 내용을 응용하면 광선 제어자의 사출동공을 경유해서 관찰되는 개구 중심의 발생주기가 짧아지기 때문에, 화소의 비표시부가 원인으로 발생하는 휘도 저하의 분포가 IP방식에서는 화면내에서, 다안식에서는 공간내에서 보다 균일화할 수 있기 때문이다.
또, IP방식의 경우, 시역을 최대로 확보하기 위해서는, 기준 시차수+1의 열로 구성한 요소화상을 이산적으로 분포시킬 필요가 있지만(예컨대, 본 출원인에 의한 특허출원(특원 2002-382389호) 참조), 본 실시예의 기울기의 렌티큘라 시트와 이 수법을 조합해서 적용하는 것이 가능하다.
또, 이상에서는 요소화상 작성시의 시차 화상정보 취득의 효율화를 목적으로 도 8에 나타낸 바와 같이, 시차 화상의 매핑을 추천했지만, 도 8에서의 4 행마다의 3차원 화상표시 픽셀 1픽셀폭 상당의 수평방향의 시프트에 의한 화상 열화를 피하기 위해서는, 3차원 화상표시시의 픽셀 배치를 유지한 2차원 화상을 취득하면 좋다. 즉, 800(H)×600(V)의 해상도이지만, 그 화소 중심이 정방 매트릭스가 아니고, 도 8과 동등한 θ=arctan(1/4)의 기울기의 평행사변형의 매트릭스상에 배치한 시차 화상을 이용함으로써, 상기의 화상 열화를 완전히 막을 수 있다. 이것은, 실사에 대해서는 실사에 이용하는 카메라의 3D-CG의 경우는, 화상 취득시에 가정하는 카메라의 화소 배열을 도 8의 3차원 화상표시시의 3차원 화상표시용 픽셀 배열에 일치시킴으로써 용이하게 실현할 수 있다.
더욱이, 정방 배치의 2차원 화상정보로부터, 평행사변형 매트릭스 배치의 화상 데이터를 고쳐 다시 한번 작성하는 방법도 적용가능하다. 정방격자상의 데이터로서 취득한 복수 방향으로부터 취득한 2차원 화상정보를 3차원 화상표시용의 평행사변형 격자상에 중심 좌표가 위치하는 3차원 화상표시용 화상에 집어넣는 경우에 지금까지 설명한 바와 같이 최근방의 화소를 선택하고, 정수값을 취하지 않고 실수값을 취하는 방법이 화상보간처리에서 말하는 니어레스트 네이버(Nearrest Neighbor)법이라고 하면, 정방격자상의 데이터중 수평으로 인접한 2화소(평행사변형 격자이므로)로부터, 평행사변형 격자의 좌표(실수값)에 따라 선형의 농도보간을 행하는 바이리니어법을 적용하는 것도 생각할 수 있다. 마찬가지로, 바이큐빅법의 적용도 생각할 수 있다. 그렇지만, 본 제안에서는, 먼저 화상데이터를 재구성하지 않고 끝난다고 하는 장점을 고려해서 니어레스트 네이버법에 상당하는 기술을 제안하는 것이다. 화상 데이터의 재구성의 부하와 화질의 밸런스에 따라서는 바이리니 어법, 바이큐빅법적 3차원 화상표시용 데이터 작성도 선택가능하다.
실시예 1
본 실시예 1에서는, 도 19에 나타낸 구조의 다안식 3차원 화상표시장치를 제작했다. 2차원 화상표시장치(14)는 액정표시장치로, 그 전면에 광선 제어자(6)가 설치되며 후면에 백라이트(16)가 설치된 구성이다.
구체적으로는, 본 실시예 1에서는 액정표시장치로서 QUXGA-LCD 패널(화소수 3200×2400, 화면 사이즈 48Omm×36Omm)을 사용했다. 이 액정표시장치(14)에 있어서, 적색, 녹색, 청색의 3종의 서브픽셀은 독립해서 구동가능하다. 또, 적색, 녹색, 청색의 각 서브픽셀의 횡방향의 길이는 50㎛이고, 종방향의 길이는 150㎛이다. 또, 컬러필터 배열은 스트라이프 배열을 사용했다. 또한, 통상의 2차원 화상표시장치에서는, 가로로 늘어선 적색, 녹색, 청색의 3개의 서브픽셀로 1개의 화소(트리플렛)를 구성하지만, 본 예에서는 이 제약을 풀고 이용했다.
광선 제어자(6)는, 액정패널의 화소 위치가 거의 초점거리가 되도록 설계한 렌티큘라 렌즈를 이용했다. 렌즈의 수평 피치는 서브픽셀폭의 12배인 600㎛보다 약간 좁게 하고, 시거리 1.0m로 눈사이 거리의 1/2 피치(=32.5mm)로 16개소에 집광하는 설계로 하여 시거리에서의 시역을 화면폭 상당으로 했다. 렌즈는 수직으로부터 약 14.0도 어긋나게 하여 설치했다.
다음에, 화상작성방법에 대해 설명한다. 각각의 집광점의 위치로부터 (CG의 경우는 가상의) 카메라로 투시투영법에 의해 시차 화상 16매(해상도: 800(×RGB)×600)를 취득했다. 그리고, 도 6의 매핑에 따라 취득한 모든 화상정보(800 ×RGB× 600×16 시차 정보)를 QUXGA 패널에 매핑했다. 3차원 화상표시 픽셀의 4행마다 왼쪽으로 1열 시프트시킴으로써 열정보를 유지했다. 다만, 도 20에 나타낸 바와 같이, 4n+1, 4n+2행에 대해서는 왼쪽 끝의 요소화상이, 4n+3, 4n행에 대해서는 오른쪽 끝의 요소화상에 대해, 시차 정보가 결락되는(매핑할 수 없슴) 부분이 생겼다. 예컨대 1∼5 시차 화상에 대해서는, 4n+1행의 왼쪽 끝의 요소화상을 구성하기 위한 1열 1행의 데이터는 파기하게 되었다. 6시차 화상정보에 대해서는 요소화상에서의 시차 화상 번호 6이 배분된 서브픽셀의 색에 따른 1 서브픽셀 정보만 7시차째에 대해서는 마찬가지로 2서브픽셀 정보만 매핑하고, 8시차 화상정보 이후는 전부 매핑했다.
이상과 같이 화상정보를 매핑하고, 상술한 렌즈를 조합해서 관찰한 바, 시거리 1.0m를 시작으로 그 전후로 다안식의 입체 화상을 시인할 수 있었다(눈사이 거리의 1/2에서 집광시키고 있기 때문에, 시거리의 전후에도 입체적으로 볼 수 있는 영역이 발생했다). 이 다안식 3차원 화상에 대해서는, 렌즈를 비스듬하게 한 것에 의해, 종횡 해상도 밸런스가 개선되는 동시에, 공간 주파수가 300cpr 전후의 콘텐츠에 대해서는 표시면의 전후의 최대 ±5cm 정도의 들어감의 표시가 가능해졌다. 또, 비표시부가 원인인 관찰위치의 이동에 따른 화면 휘도 변화는 시인되었지만, 화면내의 휘도 얼룩의 발생(무아레)은 억제되고 있었다.
실시예 2
본 실시예 2에서는, 도 19에 나타낸 구조의 IP식 3차원 화상표시장치를 제작했다. 광선 제어자의 사출동공의 피치가, 화상표시장치의 서브픽셀 피치의 정수배 로 설계함으로써, 다안식과는 달리 시거리에 집광점이 발생되지 않게 했다. 이하, 실시예 1과의 차이점에 대해 기재한다.
렌즈의 수평 피치는 서브픽셀폭의 4배인 600㎛로 하고, 시역이 ±15도가 되도록 설계했다. 이에 따라, 시거리 1.Om에서 화면폭 상당의 시역(위상이 혼입하지 않고 관찰할 수 있는 영역)을 확보할 수 있다. 렌즈의 기울기는 약 14.0도로 했다. 시거리에 있어서, 화면 중앙에 주시점을 설정하고, (CG의 경우는 가상의) 카메라로 수평방향이 평행 투영, 수직방향이 투시 투영법에 의한 시차 화상 28매를 취득했다. 시거리에 집광점을 형성하지 않기 위해, 시거리로부터 취득한 투시투영 화상을 이용할 수 없는 IP방식에 있어서, 그 시거리에서 시역을 최대화하려고 한 경우, 시거리에 집광점을 형성하는 다안식보다 시차 화상 취득수(화상 취득 카메라 위치)는 많아진다. 인접하는 사출동공끼리에서 광선이 평행하게 되게 한 본 실시예에 있어서도, 기준 시차수(=16)에 대해 취득하는 평행 투영 시차 화상(카메라 화상)수가 많아진다. 자세한 것은 본 출원인에 의한 특허출원(특원 2002-382389호 참조)에 기재되어 있다. 여기에서는, 시차 화상은 800(×RGB)×600의 해상도로 28방향에서 취득했다. 그리고, 기본적으로는 도 6에 나타낸 매핑에 따라 800×RGB×600×28 시차 정보를 매핑했다. 다만, 시차를 고려한 IP방식에서는 각 요소화상으로부터의 화상정보가 시역내에서 관찰될 수 있도록 하기 위해서, 이산적으로 (기준 시차수 + 1) 시차의 요소화상을 사이에 둠으로써, 의사적으로 요소화상폭>사출동공 피치의 설계로 할 수 있다. 도 21에 일례를 나타낸다. 시차 화상 번호 1∼16으로 이루어진 도 21의 매핑을 복수회 반복한 후, 시차 화상 번호 1∼17로 이루어진 도 22의 매핑이 발생한다. 그 후, 또 도 21과 같은 면적이지만, 시차 화상 번호 2∼17로 이루어진 요소화상이 반복되는데, 요소화상의 형상은 도 21과 약간 다르다(도 23 참조).
또, IP방식이기 때문에, 28매의 시차 화상을 전부 같은 해상도 800(H)×600(V)으로 취득하면, 사용하지 않는 화상정보가 본질적으로 발생해 버리지만(자세한 것은, 본 출원인에 의한 특허출원(특원 2002-382389호) 참조)이, 이에 덧붙여서 실시예 1과 마찬가지로 화면단의 요소화상에 대해 시차 정보를 파기하는 개소가 있다(도 20 참조).
이상, 다안식에 비해 약간 복잡하기는 하지만, 800×600의 화상정보를 매핑, 상술한 렌즈를 조합해서 관찰한 바, 시거리 1m를 기준으로 한 시역내에서 IP식의 입체 화상을 시인할 수 있었다. 이 IP식 3차원 화상에 대해서는, 종횡 해상도 밸런스가 개선됨으로써 화질이 향상하는 동시에 최대, 표시면의 전후 ±5cm의 들어감의 표시가 가능해졌다. 또, 비표시부가 원인으로 발생하는 화면내의 휘도 얼룩(무아레)이 관찰되지 않는 동시에, 관찰위치에 의존한 휘도 변화도 완전히 억제되었다. 또, 시거리에서 집광점이 없는 IP방식의 특징인 매끄러운 운동시차도 실현되었다.
실시예 3
본 실시예 3에서는, 실시예 2와 거의 같지만, 기준 시차수를 25로 늘린 설계를 채용했다. 광선 제어자는, 액정패널의 화소 위치가 초점거리가 되도록 설계한 렌티큘라 렌즈를 이용했다. 렌즈의 수평 피치는 서브픽셀폭의 15배인 750㎛로 하 고, 기울기를 약 11.3도로 했다.
시거리에 있어서, 화면 중앙을 주시점을 설정한 (CG의 경우는 가상의) 카메라로 수직, 수평으로도 평행 투영법에 의해 시차 화상 44매를 취득했다. 이 시차 화상의 해상도는 640(×RGB)×480으로 했다. 기본적으로는 도 8의 매핑에 따라 640×RGB×480×25 시차 정보를 매핑했다. 도 12에 나타낸 바와 같이, 3차원 화상표시 픽셀의 5행마다 3차원 화상표시 픽셀폭만큼 왼쪽으로 시프트시켜 열정보를 유지했다. 또, 5n+1, 5n+2행에 대해서는 왼쪽 끝의 2개의 요소화상이, 5n+3에 관해서는 양 끝의, 4n+4, 5n행에 대해서는 오른쪽 끝의 2개의 요소화상이 시차 정보가 결락하는(매핑할 수 없슴) 부분이 생겼다.
이상, 다안식에 비해 약간 복잡하기는 하지만, 640×480의 화상정보를 매핑, 상술한 렌즈를 조합해서 관찰한 바, 시거리 1.Om를 기준으로 한 시역내에서 IP식의 입체 화상을 시인할 수 있었다. 이 IP식 3차원 화상에 대해서는, 종횡 해상도 밸런스가 개선됨으로써 화질이 향상되는 동시에 최대, 표시면의 전후 ±15cm의 들어감의 표시가 가능해졌다. 또, 비표시부가 원인으로 발생하는 화면내의 휘도 얼룩(무아레)이 관찰되지 않는 동시에, 관찰위치에 의존한 휘도 변화도 완전히 억제되었다. 또, 시거리에서 집광점이 없는 IP방식의 특징인 매끄러운 운동시차도 실현되었다.
실시예 4
본 실시예 4에서는, 실시예 2와 거의 같지만, 컬러필터 배열이 모자이크의 표시패널를 채용했다. 이하, 실시예 2와의 차이점에 대해 기재한다.
800(×RGB)×600의 해상도로 취득한 28시차 화상에 대해, 도 9에 나타낸 매핑에 따라 800×RGB×600×28 시차 정보를 매핑했다. IP방식에서는 각 요소화상으로부터의 화상정보가 시역내에서 관찰할 수 있도록 하기 위해서, 이산적으로 (기준 시차수+1) 시차의 요소화상을 발생시켰다. 이것에 렌즈를 조합시켜 관찰한 바, 시거리 1m를 기준으로 한 시역내에서 IP식의 입체화상을 시인할 수 있었다.
이 IP식 3차원 화상에 대해서는, 종횡 해상도 밸런스가 개선됨으로써 화질이 향상되는 동시에 최대, 표시면의 전후 ±5cm의 들어감의 표시가 가능해졌다. 또, 비표시부가 원인으로 발생하는 화면내의 휘도 얼룩(무아레)이 관찰되지 않는 동시에, 관찰위치에 의존한 휘도 변화도 완전히 억제되었다. 또, 시거리에서 집광점이 없는 IP방식의 특징인 매끄러운 운동시차도 실현되었다. 더욱이, 모자이크 배열의 컬러필터를 채용했기 때문에, 렌즈 너머로 관찰되는 R 또는 B 또는 G가 보다 분산되어 R 또는 B 또는 G로서 시인되는 영역이 연속하는 것에 의한 표시저해가 억제되는 경향이 있었다.
비교예 1
실시예 1과 같은 다안식 3차원 표시장치에 있어서, 렌즈의 기울기를 9.5도로 특허문헌 1 상당으로 변경, 이에 따라 렌즈의 수평폭은 16서브픽셀의 1/2인 8서브픽셀폭 상당의 400㎛로 하고, 이에 따른 매핑도 특허문헌 1과 같게 실시했다. 이 설계에 있어서는 3차원 화상의 해상도는 이하와 같이 되었다.
a=1/2
따라서, (3200×3÷16÷a) : (2400÷3×a) = 1200 : 400
즉, 수직 해상도와 비교해서 수평 해상도가 높은 상태로 되었다. 따라서, H(1200)×V(900)의 시차 화상을 취득, 수평 정보를 4/9의 비율로 취득(5/9를 파기)해서 화상정보를 매핑했다. 즉, 쓸데없는 시차 화상정보를 취득하는 부분, 화상 작성에 시간을 필요로 하고, 또 복수 방향으로부터 취득한 각 시차 화상 데이터를 일시 보존하기 위한 메모리의 용량도 보다 큰 것을 필요로 했다. 또, 표시된 화상의 해상도의 밸런스가 나빠 수평 정보와 비교해서 수직 정보가 부족한 인상을 주었다. 또, 크로스토크량이 실시예와 비교해서 많기 때문에 표시면의 전후 ±3 cm의 들어감의 표시로 억제되었다. 또, 기존의 해상도의 콘텐츠를 표시하는 경우에, H(1200)×V(400)의 해상도로 고칠 필요가 생겨 범용성이 부족한 장치로 되었다.
비교예 2
실시예 2와 같은 IP식 3차원 표시장치에 있어서, 렌즈의 기울기를 18.4도로 했다. 이 기울기의 경우, 수직 해상도를 수평 해상도에 할당하는 효과가 없다. 그 때문에, 렌즈의 수평폭은 16서브픽셀폭 상당의 800㎛로 하고, 이에 따른 매핑(경사 방향에 연속한 RGB 서브픽셀로 그룹핑)을 실시했다. 이 설계에 있어서는 3차원 화상의 해상도는 이하와 같이 되었다.
a=1
따라서, (3200×3÷16÷a) : (2400÷3×a) = 600 : 800
즉, 수평 해상도와 비교해서 수직 해상도가 높은 상태로 되었다. 따라서, H(1600)×V(1200)의 시차 화상을 취득, 수평방향에 관해서는 3/8, 수직방향에 관해서는 2/3의 데이터만을 취득, 나머지를 파기하고 화상정보를 매핑했다. 즉, 파기 하는 데이터가 있는 부분, 시차 화상정보의 취득에 시간을 필요로 했다. 또, 표시된 화상의 해상도의 밸런스가 나빠 수직 정보와 비교해서 수평 정보가 부족한 인상을 주었다. 또, 기존의 해상도의 콘텐츠를 표시하는 경우에, H(600)×V(800)의 해상도로 고칠 필요가 생겨 범용성이 부족한 장치로 되었다.
본 발명에 의하면, 3차원 화상의 해상도 밸런스를 개선하여 표시저해를 방지할 수 있다.

Claims (17)

  1. 요소화상을 표시하는 화소군을 구성하는 화소가 매트릭스모양으로 배치되는 2차원 화상표시장치와,
    상기 화소군에 대응지워진 사출동공을 갖추어 상기 화소군의 화소로부터의 광선을 제어하는 광선 제어자를 갖추고,
    상기 광선 제어자의 상기 사출동공은 거의 수직방향으로 연속한 구조를 취하며, 또 상기 사출동공의 연속한 방향과 상기 2차원 화상표시장치의 화소배열의 열방향이 이루는 각도가 n을 3의 배수와 다른 자연수로 했을 때, arctan(1/n)로 주어지는 것을 특징으로 하는 3차원 화상표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 기준 시차수(N)가 자연수(n)의 2승(n2)으로 주어지는 것을 특징으로 하는 3차원 화상표시장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, n은 4 또는 5인 것을 특징으로 하는 3차원 화상표시장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 3차원 화상의 수평 해상도와 수직 해상도의 비가 상기 2차원 화상표시장치의 수평 해상도와 수직 해상도의 비와 일치하도록 구성된 것을 특징으로 하는 3차원 화상표시장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 요소화상을 구성하는 화소영역이 거의 정방형으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 3차원 화상표시장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 요소화상의 형성영역이 거의 n행×n열의 정방영역이고, 동일 시차번호를 가진 RGB 서브픽셀이 요소화상을 형성하는 n행중 서로 다른 3행에 걸쳐 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 3차원 화상표시장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 요소화상의 형성영역이 거의 n행×n열의 정방영역이고, 동일 시차번호를 가진 RGB 서브픽셀이 요소화상을 형성하는 n행중 서로 다른 3열에 걸쳐 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 3차원 화상표시장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 요소화상을 표시하는 화소영역을 형성하는 복수의 서브픽셀중에서도 사출동공을 경유해서 관찰할 수 있는 위치가 가까운 R, G, B의 3개의 서브픽셀을 그룹핑해서 동일한 시차번호가 배치되는 것을 특징으로 하는 3차원 화상표시장치.
  9. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 동일한 시차번호를 가진 RGB 서브픽셀의 배치가, 소속하는 요소화상이 달라도 동일한 것을 특징으로 하는 3차원 화상표시장치.
  10. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, m.1을 양의 정수로 한 경우에 시차번호 m과 시차번호 (m+n×1)을 가진 RGB 서브픽셀의 배치가 동일한 것을 특징으로 하는 3차원 화상표시장치.
  11. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 복수의 요소화상을 걸치는 단일의 열에서 본 경우에 위쪽을 향해 시차번호가 1부터 N까지 연속적으로 증가하고, 이것을 반복하는 것을 특징으로 하는 3차원 화상표시장치.
  12. 요소화상을 표시하는 화소군을 구성하는 화소가 매트릭스모양으로 배치되는 2차원 화상표시장치와,
    상기 화소군에 대응지워진 사출동공을 갖추어 상기 화소군의 화소로부터의 광선을 제어하는 광선 제어자를 갖추고,
    상기 광선 제어자의 상기 사출동공은 거의 수직방향으로 연속한 구조를 취하며, 또 상기 사출동공의 연속한 방향과 상기 2차원 화상표시장치의 화소배열의 열방향이 이루는 각도가 n을 3과 다른 자연수로 했을 때, arctan(1/n)로 주어지고, 또 기준 시차수(N)가 n의 2승(n2)으로 주어지는 것을 특징으로 하는 3차원 화상표시장치.
  13. 제2항 또는 제12항에 있어서, 기준 시차수(N)가 16 또는 25인 것을 특징으로 하는 3차원 화상표시장치.
  14. 요소화상을 표시하는 화소군을 구성하는 화소가 매트릭스모양으로 배치되는 2차원 화상표시장치와,
    상기 화소군에 대응지워진 사출동공을 갖추어 상기 화소군의 화소로부터의 광선을 제어하는 광선 제어자를 갖추고,
    상기 광선 제어자의 상기 사출동공은 거의 수직방향으로 연속한 구조를 취하며, 또 상기 사출동공의 연속한 방향과 상기 2차원 화상표시장치의 화소배열의 열방향이 이루는 각도가 n을 4 이상의 자연수로 했을 때, arctan(1/n)로 주어지는 것을 특징으로 하는 3차원 화상표시장치.
  15. 제14항에 있어서, 기준 시차수(N)가 자연수 n의 2승(n2)으로 주어지는 것을 특징으로 하는 3차원 화상표시장치.
  16. 제15항에 있어서, 기준 시차수(N)는 36, 49, 64, 81인 것을 특징으로 하는 3차원 화상표시장치.
  17. 제14항에 있어서, n은 6, 7, 8, 9인 것을 특징으로 하는 3차원 화상표시장치.
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