KR20060126833A

KR20060126833A - 3차원 디스플레이

Info

Publication number: KR20060126833A
Application number: KR1020067019749A
Authority: KR
Inventors: 야스히로 다까끼
Original assignee: 도꾸리쯔교세이호징 가가꾸 기쥬쯔 신꼬 기꼬
Priority date: 2004-03-26
Filing date: 2005-03-24
Publication date: 2006-12-08
Also published as: JP3885077B2; JP2005309374A; US20070188517A1; WO2005093494A1; US7969463B2; EP1729164A1

Abstract

3차원 화상의 색 불균일이나 강도 불균일을 해결한다. 본 발명은, 수평 방향으로 연장되는 가로열과, 그 수평 방향과 실질적으로 수직인 수직 방향으로 연장되는 세로열에 배치된 복수의 색 화소를 구비하고, 상기 가로열에는 적, 녹, 청의 색 화소가 주기적으로 배치되고, 상기 세로열의 색 화소는 동색으로 구성되는 2차원 디스플레이와, 상기 2차원 디스플레이 상에 배치되고, 또한, 상기 색 화소가 그것을 통하여 관찰되고, 서로 평행하게 연장되는 복수의 실린더리컬 렌즈를 구비하는 렌티큘러 시트를 구비하고, 상기 실린더리컬 렌즈의 중심축이, 상기 2차원 디스플레이의 세로열에 대하여 θ의 각도로 경사져 있는 3차원 디스플레이로서, 상기 색 화소의 수평 방향의 피치를 p_x로 하고, 색 화소의 수직 방향의 피치를 p_y로 하고, 1개의 3차원 화소를 구성하는 색 화소군이, 상기 1개의 실린더리컬 렌즈의 가로열에 3M개와, 상기 1개의 실린더리컬 렌즈의 세로열에 N개의 3M×N개의 상기 색 화소로 구성되어 있는 경우에서，θ=tan^-1(3p_x/Np_y)의 관계식을 갖는 3차원 디스플레이를 제공한다.

렌티큘러 시트, 실린더리컬 렌즈, 디스플레이, 색 화소

Description

3차원 디스플레이{THREE-DIMENSIONAL DISPLAY}

본 발명은, 3차원 화상 표시 방식에 관한 것으로，렌티큘러 시트를 이용한 3차원 화상 표시에 관한 것이다．

현재, 3차원 디스플레이의 표기 방식으로서는, 2안식 입체 표기 방식이 주류이다. 이것은, 좌우의 눈에 서로 다른 화상을 표시하여, 인간이 입체감을 얻는 것을, 그 원리로 하고 있다. 2안식 입체 표기 방식에서는, 인간이 머리를 움직였을 때에 물체가 보이는 방법이 변화되지 않는, 즉 운동 시차가 없다고 하는 결점을 갖는다. 또한, 눈의 핀트 맞춤, 즉 조절은 화상을 표시하고 있는 스크린 상에 있어, 3차원 물체의 표시 위치와 일치하지 않는다고 하는 모순이 있다. 이 모순이, 3차원상을 보았을 때의 안정 피로의 원인인 것으로 일컬어지고 있다.

3차원 디스플레이에서，보다 자연스러운 3차원 표시를 가능하게 하는 것이 요구되고 있다. 이것은, 서로 다른 수평 방향으로 다수의 화상을 동시에 표시함으로써 실현할 수 있다. 다안식 입체 표기 방식에서는, 공간의 수평 방향으로 복수의 시점을 설정하고, 각각의 시점에 서로 다른 화상을 표시한다. 시점 간격을 양안 간격보다 작게 함으로써, 좌우의 눈에 서로 다른 화상이 표시된다. 또한, 시점 수를 늘리면, 머리를 움직였을 때에 보이는 화상이 절환되어, 운동 시차가 얻어진 다.

최근, 공간에 시점을 설정하지 않고, 3차원 물체의 평행 투영 화상인 지향성 화상을, 투영 방향을 변화시켜 다수 준비하고, 대응하는 방향으로 준평행광으로 동시에 표시하는 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 비특허 문헌1 참조). 표시하는 지향성 화상을 많게 하면, 자연스러운 운동 시차가 얻어진다. 특히, 지향성 화상 수를 64로 한 경우, 3차원상에 눈의 핀트 맞춤이 가능해져, 3차원상 관찰 시의 안정 피로를 해결할 수 있는 가능성이 있다는 것이 보고되어 있다(예를 들면, 비특허 문헌2 참조).

이상과 같이, 3차원 디스플레이에서는, 수평 방향으로 다수의 화상을 표시할 필요가 있다. 3차원 디스플레이의 표시면을 구성하는 수평·수직으로 배치되는 화소는, 다수의 수평 표시 방향을 갖고, 각각의 수평 방향으로 표시하는 광의 강도나 색을 제어할 수 있을 필요가 있다. 이것을, 3차원 화소로 호칭하기로 한다.

수평 방향으로 다수의 표시 방향을 갖는 3차원 디스플레이의 구성 방법으로서는, 액정 패널 등의 2차원 디스플레이에, 렌티큘러 시트를 조합하는 방법이 알려져 있다. 여기서, 렌티큘러 시트란, 1차원의 렌즈인 실린더리컬 렌즈를, 렌즈 중심축과 직교 방향으로 다수 배치시킨 시트이다. 렌티큘러 시트를 구성하는 실린더리컬 렌즈의 초점면이 액정 패널의 표시면에 일치하도록 배치한다. 2차원 디스플레이의 표시면은, 수평·수직으로 배치된 다수의 화소로 구성되지만, 수평 방향으로 배치된 복수의 화소에 1개의 실린더리컬 렌즈를 대응시켜 3차원 화소를 구성한다. 실린더리컬 렌즈 중심축으로부터 각 화소까지의 수평 거리로, 그 화소로부터 출사되는 광의 실린더리컬 렌즈 통과 후의 수평 진행 방향이 결정된다. 따라서, 이용한 수평 화소 수와 동일한 만큼의 수평 표시 방향이 얻어진다. 이 구성 방법에서는, 수평 표시 방향을 많게 하면, 3차원 표시의 수평 방향의 해상도가 극단적으로 저하됨과 함께, 3차원 표시의 수평·수직의 해상도에 언밸런스가 발생한다고 하는 문제점이 지적되어 있다.

이 문제점을 해결하는 방법이 제안되어 있다(특허 문헌1 참조). 도 1의 (A)는, 종래 기술에서의 렌티큘러 시트를 화소의 수직 배열 방향에 대하여 기울어지게 하여 배치하는 구성을 도시하는 도면이다. 도 1의 (A)에서는, 컬러 표시를 실현하는 구성법을 예시하고 있고, 도면에서의 화소는 RGB의 색 화소이다. 수평 방향으로 M개와 수직 방향으로 N개의, M×N개의 색 화소로 1개의 3차원 화소를 구성하여, M×N개의 수평 표시 방향을 실현한다. 이 때, 렌티큘러 시트의 기울기각을 θ로 하면，θ=tan^-1(p_x/Np_y)로 함으로써, 3차원 화소 내의 모든 색 화소의 실린더리컬 렌즈 중심축에 대한 수평 거리를 서로 다른 값으로 설정할 수 있다. 여기서, p_x는 색 화소의 수평 피치이고, p_y는 색 화소의 수직 피치이다.

도 1의 (A)에 예시하는 종래 기술에서는，N=2, M=7/2로 하고, 7개의 색 화소를 이용하여 1개의 3차원 화소를 구성하여, 7개의 수평 표시 방향을 실현하고 있다. 이와 같이, 렌티큘러 시트(3)를 기울어지게 하여 이용함으로써, 수평 방향의 색 화소(2)뿐만 아니라, 수직 방향의 색 화소(2)도 이용하여, 1개의 3차원 화소를 구성할 수 있어, 3차원 표시의 수평 방향의 해상도의 저하를 억제하여, 수평·수직 방향의 해상도의 밸런스를 향상시킬 수 있다는 것이 보고되어 있다.

비특허 문헌1: TAKAKI Yasuhiro : 「변형 2차원 배치한 다중 텔레센트릭 광학계를 이용한 3차원 디스플레이」 영상 정보 미디어 학회지, Vol. 57, no.2, p294-300(2003)

비특허 문헌2 : FUKUTOMI Takeshi, NATE Hisaki, TAKAKI Yasuhiro : 「지향성 화상의 고밀도 표시를 이용한 3차원 화상에서의 조절 응답」, 영상 정보 미디어 학회지, vol. 58, no.1, p69-74(2004)

특허 문헌1 : 미국 특허 제6,064,424호

<발명의 개시>

<발명이 해결하고자 하는 과제>

그러나, 도 1의 (A)에 개시한 표시 방법에서는，1개의 수평 표시 방향으로 1개의 색 화소를 대응시키기 때문에, 3차원 화소는 1개의 수평 표시 방향으로 RGB 3원색 중 1색만 표시할 수 있다. 특히, 도 1의 (B)에서는，7개의 수평 표시 방향 중 4번째의 수평 표시 방향에의 표시색을 나타내고 있다. 그 때문에, 도 1의 (B)에 도시한 바와 같이, 3개의 3차원 화소를 조합하여 사용함으로써 풀 컬러 표시를 실현하는 방법이 제안되어 있다.

3차원 디스플레이의 스크린을 인간이 보면, 도 2에 도시한 바와 같이, 눈에는 다수의 수평 방향으로부터의 광선이 입사된다. 특허 문헌1에서 개시된 표시 방법에서는, 수평 표시 방향에 따라 3차원 화소의 표시 색이 변화되기 때문에, 3차원상에 색 불균일이 발생한다고 하는 문제점이 지적되어 있다. 또한, 색 화소의 화 소 구조에 의존하여 수평 표시 방향에 대하여 최대 강도가 변화되기 때문에, 망막상에 수평 방향의 강도 불균일이 발생하는 문제도 있다.

이상과 같이, 현재까지 알려져 있는 표시 방법에서는, 3원색 중 1색만 표시할 수 있어, 1개의 3차원 화소로 RGB 풀 컬러 표시는 불가능하다. 또한, 화소 구조에 기인하여 수평 표시 방향에 의한 광 강도 변화가 있기 때문에, 3차원 화상에 색 불균일이나 강도 불균일이 발생한다고 하는 문제도 지적되어 있다.

또한, 종래부터, 액정 디스플레이를 대표로 하는 2차원 디스플레이의 색 화소의 형상은 직사각형을 하고 있었지만, 최근에는, 시야각 확대 등의 목적으로 멀티 도메인 형상 등의 변형된 형상이 이용되도록 되고 있다. 그 때문에, 2차원 디스플레이의 색 화소 형상이, 반드시 3차원 디스플레이에 적합한 색 화소 형상을 갖고 있다고는 할 수 없다. 그 때문에, 2차원 디스플레이용으로 개발된 디스플레이 패널을 3차원 디스플레이에 이용 가능하게 하는 요망이 있다.

<과제를 해결하기 위한 수단>

본 발명자는, 상기 사정을 감안하여, 상기 문제점을 해결하기 위해 예의 연구한 결과, 본 발명을 완성하기에 이른 것이다. 즉, 본 발명은, 제1 양태로써, 수평 방향으로 연장되는 가로열과, 그 수평 방향과 실질적으로 수직인 수직 방향으로 연장되는 세로열에 배치된 복수의 색 화소를 구비하고, 상기 가로열에는 적, 녹, 청의 색 화소가 주기적으로 배치되고, 상기 세로열의 색 화소는 동색으로 구성되는 2차원 디스플레이와, 상기 2차원 디스플레이 상에 배치되고, 또한, 상기 색 화소가 그것을 통하여 관찰되고, 서로 평행하게 연장되는 복수의 실린더리컬 렌즈를 구비 하는 렌티큘러 시트를 구비하고, 상기 실린더리컬 렌즈의 중심축이, 상기 2차원 디스플레이의 세로열에 대하여 θ의 각도로 경사져 있는 3차원 디스플레이로서, 상기 색 화소의 수평 방향의 피치를 p_x로 하고, 색 화소의 수직 방향의 피치를 p_y로 하고, 1개의 3차원 화소를 구성하는 색 화소군이, 상기 1개의 실린더리컬 렌즈의 가로열에 3M개와, 상기 1개의 실린더리컬 렌즈의 세로열에 N개의 3M×N개의 상기 색 화소로 구성되어 있는 경우에서，θ=tan^-1(3p_x/Np_y)의 관계식을 갖는, 3차원 디스플레이를 제공한다. 이러한 구성에 따르면, 본 발명에 따른 3차원 디스플레이에서는, 색 화소가 스트라이프 배치인 2차원 디스플레이를 이용하여, 3차원 화소로부터의 광의 1개의 수평 표시 방향에 대하여, 3종류의 색 화소 모두가 대응하는 것을 가능하게 한다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 3차원 디스플레이에서, 액정 디스플레이, 유기 EL 디스플레이 또는 플라즈마 디스플레이의 색 화소를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 3차원 디스플레이에서, 상기 N은 3의 배수인 것을 특징으로 한다. 이러한 구성에 따르면, 3차원 화소로부터의 광의 수평 표시 방향으로 색 불균일을 소실시키는 것이 실현된다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 3차원 디스플레이에서，Np_y≤3Mp_x인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 3차원 디스플레이에서, 상기 색 화 소의 수평 폭과 수직 폭을, 각각 w, h로 하면，w=3p_x/N인 것을 특징으로 한다. 이러한 구성에 따르면, 3차원 화소로부터의 광의 수평 표시 방향에 대한 강도 불균일을 소실시키는 것이 가능하게 된다．

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 3차원 디스플레이에서, 상기 w의 값은,

[1-(1/2)(h/p_y)](3p_x/N)~[1+(h/p_y)](3p_x/N)의 범위인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 3차원 디스플레이에서, 상기 h의 값이 동일 또는 근사한 값인 것을 특징으로 한다. 이러한 상기 구성에 따르면, 3차원 화소로부터의 광의 수평 표시 방향에서의 광 강도의 변화를 저감시킬 수 있다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 3차원 디스플레이에서, 상기 색 화소로부터 출사되는 최대 광 강도의 분포를 함수 f(s, t)로 하고, 상기 실린더리컬 렌즈의 중심축과 평행하며, 상기 중심축과의 수평 거리가 x인 직선이, s=-ttanθ+x로 표현될 때, 상기 직선 상의 1개의 색 화소 내의 광 강도의 합이,

로 표현되고,

상기 3차원 화소 전체의 수평 표시 방향 φ에 대한 광 강도가,

로 주어지고, 여기서, f를 실린더리컬 렌즈의 초점 거리로 하고,

상기 수학식 Ⅰ이 x에 의존하지 않고 대략 일정한 값으로 되도록 각 파라미터를 설정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 제2 양태로써, 수평 방향으로 연장되는 가로열과, 그 수평 방향과 실질적으로 수직인 수직 방향으로 연장되는 세로열에 배치된 복수의 색 화소를 구비하고, 상기 세로열에는, 적, 녹, 청의 색 화소를 주기적으로 배치시켜 구성되는 2차원 디스플레이와, 상기 2차원 디스플레이 상에 배치되고, 또한, 상기 색 화소가 그것을 통하여 관찰되고, 서로 평행하게 연장되는 복수의 실린더리컬 렌즈를 구비하는 렌티큘러 시트를 구비하고, 상기 실린더리컬 렌즈의 중심축이, 상기 2차원 디스플레이의 세로열에 대하여 θ의 각도로 경사져 있는 3차원 디스플레이로서, 상기 색 화소의 수평 방향의 피치를 p_x로 하고, 색 화소의 수직 방향의 피치를 p_y로 하는, 1개의 3차원 화소를 구성하는 색 화소군이, 상기 1개의 실린더리컬 렌즈의 가로열에 3M개와, 상기 1개의 실린더리컬 렌즈의 세로열에 N개의 3M×N개의 상기 색 화소로 구성되어 있는 경우에서，θ=tan^-1[(1-3/N)p_x/p_y]의 관계식을 갖는 3차원 디스플레이를 제공한다. 이러한 상기 구성에 따르면, 본 발명에 따른 3차원 디스플레이에서는, 경사 색 화소 배치인 2차원 디스플레이를 이용하여, 3차원 화소로 부터의 광의 1개의 수평 표시 방향에 대하여, 3종류의 색 화소 모두가 대응하는 것을 가능하게 한다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 3차원 디스플레이에서, 상기 2차원 디스플레이는, 액정 디스플레이, 유기 EL 디스플레이 또는 플라즈마 디스플레이의 색 화소를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 3차원 디스플레이에서, 상기 N은 3의 배수인 것을 특징으로 한다. 이러한 상기 구성에 따르면, 3차원 화소로부터의 광의 수평 표시 방향으로 색 불균일을 소실시키는 것이 실현된다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 3차원 디스플레이에서, 상기 색 화소의 수평 폭, 수직 폭을, 각각 w, h로 하면，w=3p_x/N인 것을 특징으로 한다. 이러한 상기 구성에 따르면, 3차원 화소로부터의 광의 수평 표시 방향에 대한 강도 불균일을 소실시키는 것이 가능하게 된다．

의 범위인 것을 특징으로 한다. 이러한 구성에 따르면, 3차원 화소로부터의 광의 수평 표시 방향에서의 광 강도의 변화를 저감시킬 수 있다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 3차원 디스플레이에서, 상기 h의 값은, 3p_y/(N-3)인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 3차원 디스플레이에서, 상기 색 화소로부터 출사되는 최대 광 강도의 분포를 함수 f(s, t)로 하고, 상기 실린더리컬 렌즈의 중심축과 평행하며, 상기 중심축과의 수평 거리가 x인 직선이, s=-ttanθ+x로 표현될 때, 상기 직선 상의 1개의 화소 내의 광 강도의 합이,

로 표현되고,

상기 수학식 Ⅱ가 x에 의존하지 않고 대략 일정한 값으로 되도록 각 파라미터를 설정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 제3 양태로써, 수평 방향으로 연장되는 가로열과, 그 수평 방향과 실질적으로 수직인 수직 방향으로 연장되는 세로열에 배치된 복수의 색 화소를 구비하고, 상기 가로열에는 적, 녹, 청의 색 화소가 주기적으로 배치되고, 상 기 세로열의 색 화소는 동색으로 구성되는 2차원 디스플레이와, 상기 2차원 디스플레이 상에 배치되고, 또한, 상기 색 화소가 그것을 통하여 관찰되고, 서로 평행하게 연장되는 복수의 실린더리컬 렌즈를 구비하는 렌티큘러 시트와, 상기 2차원 디스플레이와 상기 렌티큘러 시트 사이에 배치된, 복수의 개구부를 갖는 개구 어레이를 구비하고, 상기 실린더리컬 렌즈의 중심축이, 상기 2차원 디스플레이의 세로열에 대하여 θ의 각도로 경사져 있는 3차원 디스플레이로서, 상기 색 화소의 수평 방향의 피치를 p_x로 하고, 상기 색 화소의 수직 방향의 피치를 p_y로 하고, 상기 개구부의 수평 방향의 피치를 p_x'로 하고, 상기 개구부의 수직 방향의 피치를 p_y'로 하고, 1개의 3차원 화소를 구성하는 색 화소군이, 상기 1개의 실린더리컬 렌즈의 가로열에 3M개와, 상기 1개의 실린더리컬 렌즈의 세로열에 N개의 3M×N개의 상기 색 화소로 구성되어 있는 경우에서，p_x=p_x',p_y=p_y'이며, θ=tan^-1(3p_x'/Np_y')의 관계식을 갖는, 3차원 디스플레이를 제공한다. 본 발명의 제3 양태에서는, 색 화소 형상에 대하여 소정의 관계에 있는 개구 어레이를 이용함으로써, 2차원 디스플레이의 색 화소로부터 출사되는 광의 발산을 억지하여, 최적의 색 화소를 생성할 수 있다．

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 3차원 디스플레이에서, 상기 N은 3 의 배수인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 3차원 디스플레이에서, 상기 3차원 화소의 구성에서, Np_y'≤3Mp_x'인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 3차원 디스플레이에서, 상기 개구부의 수평 폭과 수직 폭을, 각각 w', h'로 하면，w'=3p_x'/N인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 3차원 디스플레이에서, 상기 w'의 값은, [1-(1/2)(h'/p_y')](3p_x'/N)~[1+(h'/p_y')](3p_x'/N)의 범위인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 3차원 디스플레이에서, 상기 h'의 값과, 상기 p_y'의 값이 동일 또는 근사한 값인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 3차원 디스플레이에서, 상기 개구부로부터 출사되는 최대 광 강도의 분포를 함수 f(s, t)로 하고, 상기 실린더리컬 렌즈의 중심축과 평행하며, 상기 중심축과의 수평 거리가 x인 직선이, s=-ttanθ+x로 표현될 때, 상기 직선 상의 1개의 색 화소 내의 광 강도의 합이,

[수학식 1]

로 표현되고,

으로 주어지고, 여기서, f는 실린더리컬 렌즈의 초점 거리로 하고, 상기 수학식 Ⅲ이 x에 의존하지 않고 대략 일정한 값으로 되도록 각 파라미터를 설정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 3차원 디스플레이에서, 상기 색 화소는, 상하 좌우로 분할된 멀티 도메인 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 3차원 디스플레이에서, 상기 2차원 디스플레이와 상기 개구 어레이 사이에 배치된 확산판을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 제4 양태로써, 수평 방향으로 연장되는 가로열과, 그 수평 방향과 실질적으로 수직인 수직 방향으로 연장되는 세로열에 배치시킨 복수의 색 화소를 구비하고, 상기 세로열에는, 적, 녹, 청의 색 화소를 주기적으로 배치시켜 구성되는 2차원 디스플레이와, 상기 2차원 디스플레이 상에 배치되고, 또한, 상기 색 화소가 그것을 통하여 관찰되고, 서로 평행하게 연장되는 복수의 실린더리컬 렌즈를 구비하는 렌티큘러 시트와, 상기 2차원 디스플레이와 상기 렌티큘러 시트사이에 배치된, 복수의 개구부를 갖는 개구 어레이를 구비하고, 상기 실린더리컬 렌즈의 중심축이, 상기 2차원 디스플레이의 세로열에 대하여 θ의 각도로 경사져 있는 3차원 디스플레이로서, 상기 색 화소의 수평 방향의 피치를 p_x로 하고, 상기 색 화 소의 수직 방향의 피치를 p_y로 하고, 상기 개구부의 수평 방향의 피치를 p_x'로 하고, 상기 개구부의 수직 방향의 피치를 p_y'로 하고, 1개의 3차원 화소를 구성하는 색 화소군이, 상기 1개의 실린더리컬 렌즈의 가로열에 3M개와, 상기 1개의 실린더리컬 렌즈의 세로열에 N개의 3M×N개의 상기 색 화소로 구성되어 있는 경우에서，p_x=p_x', p_y=p_y'이고, θ=tan^-1[(1-3/N)p_x'/p_y']의 관계식을 갖는 3차원 디스플레이를 제공한다. 본 발명의 제4 양태에서는, 색 화소 형상에 대하여 소정의 관계에 있는 개구 어레이를 이용함으로써, 2차원 디스플레이의 색 화소로부터 출사되는 광의 발산을 억지하여, 최적의 색 화소를 생성할 수 있다．

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 3차원 디스플레이에서, 상기 N은 3의 배수인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 3차원 디스플레이에서, 상기 개구부의 수평 폭, 수직 폭을, 각각 w', h'로 하면，w'=3p_x'/N인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 3차원 디스플레이에서, 상기 w'의 값은,

의 범위인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 3차원 디스플레이에서, 상기 h'의 값은, 3p_y'/(N-3)인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 3차원 디스플레이에서, 상기 개구부로부터 출사되는 최대 광 강도의 분포를 함수 f(s, t)로 하고, 상기 실린더리컬 렌즈의 중심축과 평행하며, 상기 중심축과의 수평 거리가 x인 직선이, s=-ttanθ+x로 표현될 때, 상기 직선 상의 1개의 화소 내의 광 강도의 합이,

[수학식 4]

로 표현되고, 상기 3차원 화소 전체의 수평 표시 방향 φ에 대한 광 강도가,

로 주어지고, 여기서, f는 실린더리컬 렌즈의 초점 거리로 하고, 상기 수학식 Ⅳ가 x에 의존하지 않고 대략 일정한 값으로 되도록 각 파라미터를 설정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 3차원 디스플레이에서, 상기 색 화 소는, 상하 좌우로 분할된 멀티 도메인 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.

<발명의 효과>

본 발명에 따르면, 수평 표시 방향으로 다수의 서로 다른 화상을 표시할 수 있어, 색 불균일 및 강도 불균일을 해소한 3차원 디스플레이가 실현된다.

<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>

본 발명의 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 이하의 실시예는, 본 발명을 설명하기 위한 예시로서, 본 발명을 이 실시예에만 한정하는 취지는 아니다. 본 발명은, 그 요지를 일탈하지 않는 한, 다양한 형태로 실시할 수 있다. 또한, 동일한 참조 번호가 동일한 부분을 나타내기 때문에, 본 명세서의 모든 도면을 통해서 이용되어 있다.

본 발명에 따른 3차원 디스플레이는, 2차원 디스플레이와, 그 2차원 디스플레이 상에 배치시킨 렌티큘러 시트를 구비한다.

(본 발명의 제1 양태)

본 발명에 이용하는 2차원 디스플레이에서는, 컬러 표시를 실현하기 위해, RGB의 3원색에 대응한 3종류의 색 화소가 수직 방향과 수평 방향으로 2차원적으로 배치되어 있다. 본 발명의 제1 양태에서는，RGB의 3원색에 대응한 3종류의 색 화소가 수직 방향으로는 동일한 색 화소가 배치되고, 수평 방향으로는 RGB의 색 화소 가 주기적으로 배치된 스트라이프 배치를 이용하여 설명한다. 또한，이하의 설명에서는, 색 화소로서 RGB의 3종류를 이용하여 설명하지만, 3종류 이외의 경우, 예를 들면, 4종류의 경우에도, 본 발명의 개념을 적용하는 것은 가능하다.

본 발명에서 이용하는, 색 화소 구조를 갖는 2차원 디스플레이로서는, 이하의 것에 한정되는 것은 아니지만, 액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이나 유기 EL 디스플레이 등을 들 수 있다.

또한, 본 발명에 이용하는 렌티큘러 시트란, 가늘고 긴 반원형의 렌즈인 실린더리컬 렌즈를 복수 구비하는 시트로서, 실린더리컬 렌즈 중심축과 직교 방향으로 다수의 실린더리컬 렌즈를 배치한 시트이다.

본 발명에서는, 수평 표시 방향의 수의 3배의 수의 색 화소로 1개의 3차원 화소를 구성하여, 풀 컬러 표시 가능한 3차원 화소를 실현한다.

도 3은, 본 발명에 따른 3차원 화소의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 3에서, 본 발명에 이용하는 렌티큘러 시트(3)는, 전술한 바와 같이, 1차원의 렌즈인 실린더리컬 렌즈(4)를 구비하고, 상기 실린더리컬 렌즈 중심축(8)과 직교 방향으로 다수의 렌즈를 배치시킨 시트이다. 그리고, 렌티큘러 시트(3)는, 실린더리컬 렌즈의 초점면과 2차원 디스플레이(1)의 색 화소(2)가 배치된 표시면이 일치하도록 배치된다.

실린더리컬 렌즈 중심축(8)에 대하여, 수평 방향으로 거리 x만큼 떨어진 2차원 디스플레이의 표시면 상의 일점으로부터 발하게 되는 광은, 실린더리컬 렌즈(4) 에 의해 굴절되어 수평 방향으로는, 각도 φ=tan^-1(x/f)로 표시된다. 여기서, f는 실린더리컬 렌즈의 초점 거리를 가리키고, φ는 3차원 화소로부터 출사되는 광선의 수평 표시 방향을 가리킨다. 따라서, 실린더리컬 렌즈 중심축(8)을 색 화소(2)의 수직 배치 방향에 대하여 기울어지게 하여 사용함으로써, 동일한 수평 위치에서 수직 위치가 서로 다른 동색의 색 화소(2)에 대하여 서로 다른 수평 표시 방향을 부여할 수 있다.

도 4는, 수평 표시 방향 φ를 설명하기 위한 도면이다. 도 4의 (A)에 도시한 바와 같이, 3차원 디스플레이(20)로부터 출사되는 광선 중, 3차원 디스플레이의 표시면에 대하여 수직인 일정한 평면(21)에서, 상기 표시면의 법선에 대하여 광선(22)이 진행하는 각도 φ를 말한다. 도 4의 (B)는, 상기 평면(21)의 일부를 확대한 도면으로서, 상기 x, f 및 φ의 관계를 모식적으로 도시한다.

전술한 바와 같이, 본 발명에서는, 도 3에 도시한 바와 같이, 1개의 실린더리컬 렌즈(4)에, 수평 방향으로 3M개와, 수직 방향으로 N개의 3M×N의 색 화소를 대응시켜 1개의 3차원 화소를 구성한다. 이 경우, RGB의 3종류의 색 화소군을, 각각 M×N개 이용하게 된다. 또한, 도 3에서는，M=4, N=4인 경우를 예시하고 있다．

색 화소의 수직 배열 방향에 대한 실린더리컬 렌즈 중심축의 기울기각 θ는, 다음과 같이 구할 수 있다. 즉, 실린더리컬 렌즈 중심축으로부터의 수평 거리를 생각하면, 동색의 색 화소에서, 수직 위치가 1화소분 다른 바로 옆의 색 화소 사이에서, 수평 거리는 p_ytanθ만큼 변화된다. N화소 분의 수직 위치의 차이에 대응하 는 수평 거리의 변화 Np_ytanθ가, 동일한 수평선 상에 있는 동색의 색 화소의 수평 거리의 변화 3p_x와 동일하게 되면, 1개의 3차원 화소 내의 동색의 색 화소의 수평 거리가 동일한 간격으로 변화되게 된다. 따라서, Np_ytanθ=3p_x로부터, 렌티큘러 시트의 기울기 θ는, θ=tan^-1(3p_x/Np_y)로 산출된다.

이 때, RGB 각 색에 대응하는 M×N개의 색 화소는, 실린더리컬 렌즈 중심축(8)에 대하여 모두 서로 다른 수평 거리를 갖고, 그 값은 등간격 p_ytanθ=3p_x/N로 변화된다. 따라서, RGB의 각 색에 대하여 M×N개의 수평 표시 방향을 실현할 수 있어, 각각의 수평 표시 방향으로 표시하는 광의 강도와 색을 제어할 수 있다. 도 3에서는, 수평 방향으로 12개이고 수직 방향으로 4화소의 색 화소를 이용하여, 16방향의 수평 표시 방향을 실현하고 있다．

이상과 같이, 본 발명에서는, 1개의 3차원 화소를 수평 방향으로 3M개, 수직 방향으로 N개의 3M×N개의 색 화소로 구성하고, 렌티큘러 시트의 기울기각 θ를, θ=tan^-1(3p_x/Np_y)로 함으로써, M×N개의 수평 표시 방향으로의 풀 컬러 표시를 가능하게 한다.

한편, 특허 문헌1에 개시된 선행 기술에서는，1개의 3차원 화소를, 수평 방향으로 M개이고 수직 방향으로 N개의 M×N개의 색 화소로 구성하여, M×N개의 수평 표시 방향을 실현한다. 이 때문에, 1개의 3차원 화소에서는, 기본적으로 RGB의 1 색만 표시할 수 있다. 또한，렌티큘러 시트의 기울기각 θ는, θ=tan^-1(p_x/Np_y)이다. 이와 같이, 특허 문헌1에 개시된 표시 방법에서는，1개의 수평 표시 방향으로 RGB의 색 화소 중 1종류의 색 화소만 대응하는 데 대하여, 본 발명에 따른 표시 방법에서는，1개의 수평 표시 방향에 대하여, RGB의 3종류의 색 화소 모두가 대응하게 된다.

1개의 3차원 화소 내에서, 동일한 수평 방향으로 표시되는 RGB의 색 화소의 수직 위치의 차이는, 최대 3차원 화소의 수직 폭(Np_y) 정도로 된다. 이 수직 위치의 차이가 지각되지 않고, 3차원 화소가 1개의 화소로서 인식되는 위해서는, 이 최대의 수직 위치의 차이(Np_y)보다, 3차원 화소의 수평 폭(3Mp_x)이 동일하거나 큰 것이 요구된다. 즉, Np_y≤3Mp_x인 것이 바람직하다.

색 화소는 점이 아니라, 그 자체는 일정한 크기를 갖는 것이기 때문에, 1개의 색 화소가 실린더리컬 렌즈 중심축에 대하여 갖는 수평 거리에는, 일정한 폭이 있게 된다. 그 때문에, 1개의 색 화소가 담당하는 수평 표시 방향으로도 폭이 있게 된다.

도 5는, 동색의 색 화소와 실린더리컬 렌즈의 관계를 도시하는 도면이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 1개의 색 화소(2)의 중심과 실린더리컬 렌즈 중심축(8)의 수평 거리를 c로 표시하는 것으로 한다. 이 실린더리컬 렌즈 중심축(8)에 평행하고, 수평 거리가 x인 직선을 생각하는 것으로 한다. 또한, 도 5에 나타내는 기 호 11은, 실린더리컬 렌즈 중심축과 평행한 직선을 나타낸다.

이 평행선 상의 각 점으로부터 출사하는 광은, 실린더리컬 렌즈 통과 후에 수평 방향으로는 동일한 방향으로, 각도 φ=tan^-1(x/f)로 진행한다. 따라서, 이 평행선이 1개의 색 화소를 가로지르는 길이로, 이 수평 방향으로 진행하는 광의 최대 강도가 결정된다.

색 화소의 형상이 직사각형인 경우에 대해 검토한다. 직사각형의 수평 폭을 w로 하고, 수직 폭을 h로 한다. 실린더리컬 렌즈 통과 후의 광의 수평 표시 방향 φ와 최대 강도 I의 관계를 구하면, 이하와 같이 된다.

여기서, I를 수평 표시 방향 φ를 변수로 하는 함수로 나타내면, 역삼각 함수를 포함하는 복잡한 식으로 되기 때문에, 실린더리컬 중심축으로부터의 거리 x를 변수로서 이용하였다.

도 6은, 이상의 결과를 도시하는 도면이다. 도 6의 (A)는, htanθ≤w의 경우를 도시하고, 도 6의 (B)는, htanθ≥w인 경우를 도시한다. 동색의 색 화소군이 실린더리컬 렌즈 중심축에 대하여 갖는 수평 거리의 값은, 등거리 p_ytanθ로 변화된다. 따라서, 도 6의 강도 분포를 횡축 방향으로 p_ytanθ씩 어긋나게 하여 서로 더 함으로써, 3차원 화소의 수평 표시 방향에 대한 최대 광 강도를 구할 수 있다. 여기서, 당연한 것이지만, 수평 표시 방향에 의해 최대 광 강도가 변화되지 않는 것이 바람직하다.

도 7은, 1개의 3차원 화소의 수평 표시 방향에 대한 최대 광 강도가 일정하게 되는 조건을 도시하는 도면이다. 수평 표시 방향에 의해, 최대 광 강도가 변화되지 않는다는 것은, 도 7의 (A)에 도시한 바와 같이, 1개의 색 화소에 대한 강도 분포를 나타내는 사다리꼴의 사변부가 대향하는 사다리꼴의 사변 부분과 완전히 겹치는 경우에 만족되어, 도 7의 (B)와 같은 강도 분포를 나타내는 경우를 말한다.

이 조건은, htanθ≤w의 경우에는, 사다리꼴의 사변부가 완전히 겹칠 때의 사다리꼴 간의 거리가 w이기 때문에, w=p_ytanθ가 성립할 때에 달성된다. 바꾸어 말하면, tanθ=3p_y/Np_y로부터, 색 화소의 수평 폭이 w=3p_x/N일 때에 달성되는 것을 알 수 있다.

한편，htanθ≥w의 경우에는, 사다리꼴의 사변부가 완전히 겹칠 때의 사다리꼴 간의 거리가 htanθ이기 때문에, htanθ=p_ytanθ일 때, 즉, h=p_y일 때에 달성된다. 이것은 상하의 색 화소 사이에 차광부가 존재하고, h<p_y이기 때문에, 완전히 만족시킬 수는 없다. 차광부를 작게 하여, 거의 만족시킬 수 있었다고 해도, htanθ≥w와 tanθ=3p_y/Np_y의 관계로부터, p_x/w≥N/3일 필요가 있다. 좌우의 색 화소 사이에도 차광부가 있기 때문에, p_x/w≤1인 것을 생각하면, N은 3 이하로 할 필요가 있다. 따라서, 3차원 화소에 이용하는 수직 방향의 색 화소 수가 제한된다.

다음으로, 최대 강도의 변화를 50% 이하로 억제하기 위한 조건을 구하기로 한다. 여기서는，htanθ≤w의 경우에 대해서 생각한다. 도 8은, 1개의 3차원 화소의 수평 표시 방향에 대한 광 강도 변화가 50%로 되는 조건을 도시하는 도면이다. 도 8의 (A)는, 사다리꼴이 지나치게 겹치는 경우에서, w-htanθ=p_ytanθ로부터, 이것을 만족시키는 색 화소의 수평 폭은, w=(1+h/p_y)(3p_x/N)으로 구해진다. 이 경우의 3차원 화소의 수평 표시 방향에 대한 최대 광 강도를 도 8의 (B)에 도시한다. 도 8의 (C)는, 사다리꼴의 겹침이 부족한 경우에, (1/2)htanθ+w=p_ytanθ로부터, w=[1-(1/2)(h/p_y)](3p_x/N)으로 구해진다. 이 경우의 3차원 화소의 수평 표시 방향에 대한 최대 광 강도를 도 8의 (D)에 도시한다. 이상으로부터, 수평 표시 방향에 의한 광 강도의 변화가 50% 이하로 되기 위해서는 색 화소의 수평 폭이,

를 만족시킬 필요가 있다는 것을 알 수 있다. 이상적인 색 화소의 폭 3p_x/N에 대하여, 1-(1/2)(h/p_y)배로부터 1+(h/p_y)배까지의 허용 범위가 있다. 특히, h/p_y가 클수록, 즉, 색 화소의 수직 폭 h가 클수록, 색 화소의 수평 폭 w에 대한 허용 범위가 커지는 것을 알 수 있다.

이상으로부터, 화소의 제조 정밀도를 생각하면, w=3p_x/N으로 한 경우에도, 화소의 수직 폭 h를 크게 하여, p_y에 근접하는 것이 바람직하다는 것이 판명되었다.

마찬가지로 생각하여, 최대 강도의 변화를 20% 이하로 억제하기 위한 조건을 구하면,

과 같이 된다.

색 화소의 수평 폭이, w=3p_x/N인 경우에는, 이론적으로는, 수평 표시 방향에 의한 최대 광 강도의 변화는 발생하지 않는다. 그러나, 실제로는, 제조 오차 등의 요인에 의해, 이것을 완전하게 만족시킬 수 없는 것이 생각된다. 또한, w=3p_x/N이 아닌 경우에는, 당연히, 수평 표시 방향에 의해 최대 광 강도의 변화가 발생한다. RGB의 각 색에서 광 강도가 최대·최소로 되는 방향이 일치하지 않는 경우에는, 수평 표시 방향에 의해 색 어긋남이 발생하여, 3차원상의 색채 재현이 악화된다. 예를 들면, 백색을 표시한 경우에는, 수평 표시 방향에 의해 색이 RGB로 변화되게 된다. 색이 서로 다른 색 화소 간에서는, 실린더리컬 렌즈 중심축에 대한 수평 거리는, p_x 혹은 2p_x만큼 서로 다른 값으로 된다. 한편, 동색의 색 화소에서는, 실린더리컬 렌즈 중심축에 대한 색 화소의 수평 거리는, 등간격 p_ytanθ=(3/N)p_x로 변화된다. 동색의 색 화소의 위치는 수직 방향으로 N/3 화소분 변화되면, 수평 거리가 p_x만큼 변화되고, 2N/3 화소분 변화되면, 수평 거리가 2p_x만큼 변화되게 된다. 따라 서, N을 3의 배수로 하면，RGB의 색 화소가 갖는 수평 거리를 완전하게 일치시킬 수 있다. 따라서, 수평 표시 방향에 의한 광 강도의 변화를 RGB의 3원색에서 동일하게 할 수 있어, 수평 표시 방향에 의한 색 어긋남을 없앨 수 있다.

N=3으로 한 경우에는, w=p_x로 된다. 색 화소 사이에 차광부가 있는 것을 생각하면, 엄밀하게 이 관계를 만족시키는 것은 곤란하다. 따라서，N=6으로 한 경우의 예를 도 9에 도시한다. 도 9에서는，렌티큘러 시트의 기울기는, θ=tan^-1(p_x/2p_y)로 된다. 또한, w=p_x/2로 하여, 수평 표시 방향에 의한 최대 강도의 변동을 없애는 설계로 되어 있다. 또한，N을 3의 배수로 함으로써, 제조 정밀도에 기인하여, w=p_x/2가 엄밀하게 만족되지 않은 경우에 발생하는 색 어긋남을 억지하는 설계로 되어 있다. 도 9에서，M=6으로 하고, 1개의 3차원 화소를 108개의 색 화소로 구성하여, 36 방향의 수평 표시 방향을 실현하고 있다．

도 10은, N=4의 경우의 설계예이다. 이 경우, 렌티큘러 시트의 기울기각 θ는, θ=tan^-1(3p_x/4p_y)로 된다. 또한, w=3p_x/4로 하여, 수평 표시 방향에 의한 최대 강도의 변동을 없애는 설계로 되어 있다. 도 10에서는，M=4로 하고, 1개의 3차원 화소를 48개의 색 화소로 구성하여, 16 방향의 수평 표시 방향을 실현하고 있다．

이상의 설명에서는, 색 화소의 형상을 직사각형으로 설명하였다. 그러나, 실제의 색 화소의 형상은, 직사각형의 일부가 이지러진 형상이거나, 멀티 도메인 구조와 같이 변형된 화소 구조가 이용되는 경우가 있다. 따라서, 색 화소가 임의 인 형상의 경우에 대해, 이하에 상술한다.

도 11의 (A)는, 임의 형상의 화소와 출사 광량 분포를 도시하는 도면이고, 한편, 도 11의 (B)는, 일 화소가 담당하는 수평 표시 방향에 대한 최대 광 강도를 도시하는 도면이다. 색 화소로부터 출사되는 최대 광 강도의 분포를 함수 f(s, t)로 나타낸다. 도 11의 (A)에서, 2차원 디스플레이의 발광면 상에서, 실린더리컬 렌즈 중심축과 평행한 직선을 생각한다. 이 평행선 상으로부터 발하게 되는 광은, 실린더리컬 렌즈 통과 후에 동일한 수평 방향으로 진행한다. 따라서, 화소 중의 평행선 상에 있는 각 점의 광 강도의 합으로, 대응하는 수평 표시 방향 φ에의 최대 광 강도가 구해진다. 실린더리컬 렌즈 중심축(8)과 평행하고 수평 거리가 x인 직선은, s=-ttanθ+x로 표현되므로, 이 직선 상의 화소의 강도의 합은,

로 주어진다. 도 11의 (B)는 이것을 예시한 것이다. 동색의 색 화소의 실린더리컬 렌즈 중심축으로부터의 수평 거리는 등간격 p_ytanθ로 변화된다. 따라서, 3차원 화소 전체의 수평 표시 방향에 대한 광 강도는,

로 주어진다.

도 12는, 임의 형상 색 화소를 이용한 3차원 화소의 수평 표시 방향에 대한 광 강도를 도시하는 도면이다. 도 12에서는, 점선으로 나타내는 각 화소로부터의 광 강도를 서로 더함으로써, 실선으로 나타내는 3차원 화소의 수평 표시 방향에 대한 광 강도가 구해진다. 도 12에 도시한 바와 같이, 실선으로 나타낸, 상기 서로 더한 광 강도 Is(x)가, 수평 표시 방향에 대하여 대략 일정하게 되도록, 화소 구조, 렌티큘러 시트의 기울기 θ를 결정하는 것이 바람직하다.

(본 발명의 제2 양태)

이상의 설명에서는, RGB의 3원색에 대응한 3종류의 색 화소가 스트라이프 배치인 경우를 이용하여 설명하였다. 색 화소의 배치로서는, 동색의 색 화소가 경사 방향으로 어긋나는 경사 색 화소 배치도 생각되며, 이러한 배치를 이용하여, 본 발명의 제2 양태를 설명한다.

도 13은, 본 발명의 제2 양태에서의, 경사 색 화소 배치와, 실린더리컬 렌즈 중심축으로부터 색 화소 중심까지의 수평 거리를 도시한다. 동색의 색 화소에 대해서 생각하면, 수직 위치가 1화소분 다른 바로 옆의 색 화소 사이에서, 수평 거리가 p_x-p_ytanθ만큼 변화된다. N화소분의 수직 위치의 차이에 대응하는 수평 거리의 변화 N(p_x-p_ytanθ)가, 동일한 수평선 상에 있는 동색의 색 화소의 수평 거리의 변화 3p_x와 동일하게 되면, 1개의 3차원 화소 내의 동색의 색 화소의 수평 거리가 등간격으로 변화되게 된다. 따라서, N(p_x-p_ytanθ)=3p_x로부터, 렌티큘러 시트의 기울기각 θ는, θ=tan^-1[(1-3/N)p_x/p_y]로 구해진다.

이상과 같이, 스트라이프 배치의 경우에는, 동색의 색 화소의 수평 거리는 등간격 p_xtanθ로 변화하는 데 대하여, 경사 색 화소 배치에서는, 등간격 p_x-p_ytanθ로 변화된다. 한편, 렌티큘러 시트의 기울기는, 스트라이프 배치의 경우에는, θ=tan^-1(3p_x/Np_y)이었던 것에 대해, 경사 색 화소 배치에서는，θ=tan^-1[(1-3/N)p_x/p_y]이다.

이상의 2점에 대해서 변경을 행함으로써, 스트라이프 배치의 경우에 얻어진 결과를, 경사 색 화소 배치의 경우에도 적용하는 것이 가능해진다．

따라서, 3차원 화소의 수평 표시 방향에 의한 최대 강도가 일정하게 되기 위한 조건을 구하면, 이하와 같이 된다. 색 화소가 직사각형인 경우에는, 1개의 색 화소가 담당하는 수평 표시 방향에 대한 광 강도는, 스트라이프 배치의 경우와 마찬가지로 나타낼 수 있어, 도 6에서 나타나는 분포를 갖는다. 단, 동색의 색 화소가 실린더리컬 렌즈 중심축에 대하여 갖는 수평 거리는, 등간격 p_x-p_ytanθ로 변화되므로, 도 7의 p_ytanθ를 p_x-p_ytanθ로 치환하여 생각할 필요가 있고, htanθ≤w의 경우에는, w=p_x-p_ytanθ일 때에 달성할 수 있다는 것을 알 수 있다． 따라서, w=3p_x/N이면 된다는 것을 알 수 있다． 또한, htanθ≥w인 경우에는, htanθ=p_x-p_ytanθ일 때 달성되는 것을 알 수 있다. 따라서, h=3p_y/(N-3)이면 된다는 것을 알 수 있다．

또한, 수평 표시 방향에 의한 광 강도의 변화가 50% 이하로 되기 위해, 색 화소의 수평 폭이,

을 만족시킬 필요가 있다. 그리고, 최대 강도의 변화를, 20% 이하로 억지하기 위한 조건은,

과 같이 된다.

또한，1개의 3차원 화소를 구성하는 수직 방향의 색 화소수 N은, 스트라이프 배치의 경우와 마찬가지의 이유로, 3의 배수인 것이 바람직하다. 마찬가지로, Np_y≤3Mp_x인 것이 바람직하다.

이상으로부터, 경사 색 화소 배치의 경우에서의, 본 발명의 바람직한 실시예의 예를 도 14에 도시한다. 도 14에 도시하는 본 발명의 제2 양태에서의 1개의 실시예에서는 N=6으로 하고, w=p_x/2로 하였다. 도 14에 도시하는 실시예에서는, 렌티큘러 시트의 기울기각은, θ=tan^-1(p_x/2p_y)로 된다. 또한, w=p_x/2로 하여, 수평 표시 방향에 의한 최대 강도의 변동의 없애는 설계로 되어 있다. 또한，N을 3의 배수로 함으로써, 제조 정밀도에 기인하여 w=p_x/2가 엄밀하게 만족되지 않은 경우에 발생하는 색 어긋남을 억제하는 설계로 되어 있다. 도 14에서는，M=6으로 하고, 1개의 3차원 화소를 108개의 색 화소로 구성하여, 36 방향의 수평 표시 방향을 실현하고 있다．

도 15는, N=4의 경우의 설계예이다. 이 경우, 렌티큘러 시트의 기울기각은, θ=tam^-1(p_x/4p_y)로 된다. 또한, w=3p_x/4로 하여, 수평 표시 방향에 의한 최대 강도의 변동을 없애는 설계로 되어 있다. 또한, 도 15에서는，M=4로 하고, 1개의 3차원 화소를 48개의 색 화소로 구성하여, 16 방향의 수평 표시 방향을 실현하고 있다．

본 발명에 따른 제2 양태에서, 색 화소가 직사각형이 아니라, 임의 형상인 경우에도, 스트라이프 배치의 경우와 마찬가지로 생각하는 것이 가능하다. 임의 형상의 경우, 동색의 색 화소의 수평 거리는, 등간격 p_x-p_ytanθ로 변화되므로, 3차원 화소 전체의 수평 표시 방향에 대한 광 강도는,

에 의해 표현된다. 따라서, Is(x)가 대략 일정하게 되도록, 화소 구조, 렌티큘러 시트의 기울기각을 결정하는 것이 바람직하다.

이상의 설명에서는, 렌티큘러 시트를 기울어지게 하는 방법에 대해 설명하였지만, 당업자라면 렌티큘러 시트를 기울어지게 하는 대신에, 2차원 디스플레이를 기울어지게 함으로써도, 마찬가지의 효과를 얻을 수 있는 것은 용이하게 이해할 수 있다.

본 발명의 제1 및 제2 양태의 설명에서는, 본 발명에 따른 구성 방법은, 렌티큘러 시트를 이용하여 설명하였지만, 렌티큘러 시트 대신에, 패럴랙스 배리어를 이용해도 실현할 수 있는 것은, 당업자에게는 용이하게 이해될 수 있다. 여기서, 패럴랙스 배리어란, 슬릿을 그 길이 방향과 직교 방향으로 배열하는 것이다. 이 경우, 패럴랙스 배리어는 2차원 디스플레이의 관찰자측 뿐만 아니라, 관찰자와 반대측, 즉, 디스플레이 표시면과 백 라이트 사이에 설치할 수도 있다.

또한，이상의 설명에서는, 3차원 화소를 구성하는 색 화소군의 바로 위에 대응하도록, 실린더리컬 렌즈가 배치된 구성을 이용하여 설명하였다. 즉, 3차원 화소의 수평 피치와 렌티큘러 시트를 구성하는 실린더리컬 렌즈의 수평 피치가 동일한 구성을 이용하여 설명하였다. 그러나, 이 2개의 피치가 동일하지 않은 경우에도, 본 발명은 적용 가능하다. 이것은, 3차원 스크린으로부터의 특정한 관찰 거리에서, 3차원상의 수평 관찰 범위를 넓히기 위해, 널리 이용되는 방법이다.

(본 발명의 제3 양태)

본 발명의 제3 양태에 의한 3차원 디스플레이는, 그 기본적 구성 양태는, 본 발명의 제1 양태와 마찬가지이다. 그 때문에, 2차원 디스플레이의 색 화소의 수평 방향의 피치, 수직 방향의 피치, 실린더리컬 렌즈의 중심축의 기울기 θ, 실린더리컬 렌즈의 가로열 및 세로열에서의 색 화소군의 개수에서의 관계식은, 본 발명의 제1 양태와 동일하다.

그러나, 본 발명의 제3 양태에 의한 3차원 디스플레이(50)는, 도 16에 도시 한 바와 같이, 2차원 디스플레이(1)와 렌티큘러 시트(3) 사이에 배치된 개구 어레이(30)를 구비한다. 여기서, 본 발명에 이용하는 개구 어레이는, 이하의 것에 한정되는 것은 아니지만, 크롬 마스크 등의 금속막을 이용할 수 있다. 혹은, 액정 디스플레이 패널에서 색 화소 사이의 배선부의 차광에 이용되는 광 흡수 재료로 만들어진 블랙 스트라이프를, 개구 어레이에 이용할 수 있다. 또한, 2차원 디스플레이에서 이용되는 블랙 스트라이프에서는, 개구부에 RGB의 색 필터가 형성되어 있지만, 본 발명에서 이용되는 개구 어레이에는 색 필터는 필요하지 않다. 또한, 도 16에 도시하는 개구 어레이(30)와 2차원 디스플레이 사이에는, 2차원 디스플레이(1)와 상기 개구 어레이(30)를 평행하게 유지하고, 2차원 디스플레이(1)와 개구 어레이(30)의 거리를 일정하게 유지하기 위해, 글래스 기판이나 아크릴 등의 플라스틱판을 개재하는 것이 바람직하다.

도 17은, 본 발명의 제3 양태에서 이용하는 2차원 디스플레이(1)와 개구 어레이(30)의 관계를 설명하는 도면이다. 또한, 도 17에서는, 2차원 디스플레이(1)의 색 화소의 형상을 く자형으로 설명하지만, 본 발명은 이 형상에 한정되는 것은 아니다. 도 17에 도시하는 2차원 디스플레이(1)의 색 화소의 수평 방향과 수직 방향의 피치를, 각각, p_x, p_y로 한다. 한편, 본 발명의 제3 양태에서 이용하는 개구 어레이(20)의 각 개구부(22)의 수평 방향과 수직 방향의 피치를, 각각, p_x', p_y'로 하고, 그 개구부의 수평 폭과 수직 폭을, 각각, w'와 h'로 한다.

그리고, p_x, p_y, p_x' 및 p_y'간에, 이하의 관계식이 있을 때, 색 화소를 통하 여 출사되는 광은, 개구 어레이를 통하여, 3차원 디스플레이에서의 최적의 형상을 갖는 가상적인 색 화소를 생성시킬 수 있다.

p_x=p_x', p_y= p_y' 이고, θ=tan^-1(3p_x/Np_y')이다.

또한，θ=tan^-1(3p_x'/Np_y')의 관계식의 의의는, 본 발명의 제1 양태에서 설명한 바와 같다.

이와 같이, 전술한 관계식을 갖는 개구부를 구비하는 개구 어레이를 이용하여, 그 개구 형상을 최적의 형상으로 함으로써, 2차원 디스플레이로부터의 각 광RGB의 색 화소의 최적의 형상으로 함으로써, 수평 표시 방향에 대한 광 강도의 변화와 색 불균일의 억지가 실현된다.

도 18은, 본 발명의 제3 양태와, 후술하는 제4 양태에서 이용할 수 있는 2차원 디스플레이의 색 화소 구조의 개략도를 도시한다. 여기서, 도 18에 예시하는 색 화소 구조는, 상하 좌우로 분할되어 있어, 소위 멀티 도메인 구조를 갖고，RGB는, 수직 방향으로 동색의 색 화소를 가진다. 이러한 색 화소 구조에서도, 본 발명의 제3 양태 및 후술하는 제4 양태에서 적용 가능하다.

도 19는, 본 발명의 제3 양태의 변형인, 확산판(35)을, 개구 어레이(30)와 2차원 디스플레이 사이에 배치시킨, 3차원 디스플레이(50)의 개략적인 단면도이다. 또한, 개구 어레이(30)와 확산판(35) 사이와, 2차원 디스플레이(1)와 상기 확산판(35) 사이는, 2차원 디스플레이(1)와, 상기 확산판(35) 및 상기 개구 어레이의 평행도를 유지하고, 각 부재(1, 35, 30)와의 거리를 일정하게 유지하기 위해, 글래스 기판이나 아크릴 등의 플라스틱판을 개재시키는 것이 바람직하다. 도 19에 예시하는 구성은, 2차원 디스플레이(1)의 색 화소로부터 발하게 되는 광선의 확산성이 낮은 경우, 개구 어레이(30)의 개구부에 충분한 광 강도 분포가 얻어지지 않을 때, 2차원 디스플레이의 색 화소와 개구 어레이 사이에 확산판을 배치하여, 광선의 확산성을 조정할 수 있다．

(본 발명의 제4 양태)

본 발명의 제4 양태에 의한 3차원 디스플레이는, 그 기본적 구성 양태는, 본 발명의 제2 양태와 마찬가지이다. 그 때문에, 2차원 디스플레이의 색 화소의 수평 방향의 피치, 수직 방향의 피치, 실린더리컬 렌즈의 중심축의 기울기 θ, 실린더리컬 렌즈의 가로열 및 세로열에서의 색 화소군의 개수에서의 관계식은, 본 발명의 제2 양태와 동일하다.

그러나, 본 발명의 제4 양태에 의한 3차원 디스플레이(50)는, 도 16에 도시한 바와 같이, 2차원 디스플레이(1)와 렌티큘러 시트(3) 사이에 배치된 개구 어레이(30)를 구비한다. 여기서, 본 발명에 이용하는 개구 어레이는, 본 발명의 제3 양태에서 설명한 것과 마찬가지기 때문에, 그 설명을 생략한다.

도 17은, 본 발명의 제4 양태에서 이용하는 2차원 디스플레이(1)와 개구 어레이(30)와의 관계를 설명하는 도면이다. 또한, 도 17에서는, 2차원 디스플레이(1)의 색 화소의 형상을 く자형으로 설명하지만, 본 발명은 이 형상에 한정되는 것은 아니다. 도 17에 도시하는 2차원 디스플레이(1)의 색 화소의 수평 방향과 수 직 방향의 피치를, 각각, p_x, p_y로 한다. 한편, 본 발명의 제4 양태에서 이용하는 개구 어레이(20)의 각 개구부(22)의 수평 방향과 수직 방향의 피치를, 각각, p_x', p_y'로 하고, 그 개구부의 수평 폭과 수직 폭을, 각각, w'와 h'로 한다.

그리고, p_x, p_y, p_x' 및 p_y' 사이에, 이하의 관계식이 있을 때, 색 화소를 통하여 출사되는 광은, 개구 어레이를 통하여, 3차원 디스플레이에서의 최적의 형상을 갖는 가상적인 색 화소를 생성시킬 수 있다.

p_x=p_x', p_y=p_y'이고, θ=tan^-1[(1-3/N)p_x'/p_y']이다.

또한，θ=tan^-1[(1-3/N)p_x'/p_y']의 관계식의 의의는, 본 발명의 제2 양태에서 설명한 바와 같다.

이와 같이, 전술의 관계식을 갖는 개구부를 구비하는 개구 어레이를 이용하여, 2차원 디스플레이로부터의 각 광 RGB의 색 화소의 최적의 형상으로 함으로써, 수평 표시 방향에 대한 광 강도의 변화와 색 불균일의 억지가 실현된다.

도 19는, 본 발명의 제4 양태의 변형인, 확산판(35)을, 개구 어레이(30)와 2차원 디스플레이 사이에 배치시킨, 3차원 디스플레이(50)의 개략적인 단면도이다. 도 23에 예시하는 구성은, 2차원 디스플레이(1)의 색 화소로부터 발하게 되는 광선의 확산성이 낮은 경우, 개구 어레이(30)의 개구부에 충분한 광 강도 분포가 얻어지지 않을 때, 2차원 디스플레이의 색 화소와 개구 어레이 사이에 확산판을 배치하 여, 광선의 확산성을 조정할 수 있다．

이하, 본 발명의 실시예를 예로 들어 본 발명을 더 상세히 설명하지만, 이들은 예시적인 것으로, 본 발명은 이하의 구체예에 제한되는 것은 아니다. 당업자는, 이하에 기재하는 실시예에 다양한 변경을 가하여 본 발명을 실시할 수 있고，이러한 변경은 본원 특허 청구 범위에 포함된다.

2차원 디스플레이로서는, 해상도수가, 3,840×2,400의 액정 디스플레이 패널(IBM사제 T221)을 이용하였다. 색 화소는, RGB 화소가 수평 방향으로 배치되는 스트라이프 구조를 갖고 있고, 색 화소의 화소 수는, 11,520×2,400 화소이다. 색 화소의 피치는, p_x=0.0415mm이고, p_y=0.1245mm이다.

도 20은, 본 발명에 따른 실시예에 이용한 액정 디스플레이 패널의 화소 구조의 개략도를 도시한다. 이것은, 수평 방향의 6개분, 수직 방향으로 3개분의 색 화소를 도시하고 있다. 색 화소는 상하 좌우로 분할된 멀티 도메인 구조를 갖고 있다.

도 20에 도시한 바와 같이, 색 화소는 직사각형이 아니기 때문에, 상기한 수학식 Ⅰ을 이용하여, 3차원 화소에 이용하는 수직 화소수를 N=6으로 결정하였다. 이것은, 도 20에서, 그 수평 폭 w는, 수평 피치 p_x의 약 절반인 것으로부터도 타당하다는 것을 알 수 있다.

도 21은, 본 발명에 따른 실시예에서의, (A)1개의 색 화소의 수평 표시 방향 에 대한 강도 분포와, (B)1개의 3차원 화소의 수평 표시 방향에 대한 강도 분포의 일부를 도시한다. 화소 구조에 기인한 약간의 강도 불균일이 있지만, 대략 일정한 강도 분포가 얻어진다.

도 22는, 본 발명에 따른, N=6으로 하여 설계한 3차원 디스플레이의 사양을 도시한다. 도 22에서, 타입 Ⅰ이란 수평 표시 방향 수를 중시한 설계이고, 한편, 타입 Ⅱ는, 3차원 화소 수를 중시한 설계이다.

다음으로, 본 발명에 따른 타입 I의 사양에 기초하여, 3차원 디스플레이를 시작하였다. M=12인, 즉, 수평 방향으로 36개이고, 수직 방향으로 6개의 합계 216개의 색 화소를 이용하여, 1개의 3차원 화소를 구성하였다. 수평 표시 방향은 72방향이다. 도 23은, 3차원 디스플레이에서 얻어진 3차원상의 사진을 도시한다. 도 23에 도시하는 사진은, 다수의 서로 다른 수평 방향으로부터 촬영한 사진을 도시한다. 도 23에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 3차원상에서는 운동 시차가 관측되고, 그 화상의 강도 불균일이 거의 관측되지 않은 것이 판명되었다.

본 발명에 따르면, 수평 표시 방향에 다수의 서로 다른 화상을 표시할 수 있어, 색 불균일 및 강도 불균일을 해소한 3차원 디스플레이가 제공된다.

도 1의 (A)는 종래 기술에 따른 3차원 표시에 의한 컬러 표시에서, 2차원 디스플레이와 렌티큘러 시트 사이의 관계를 도식적으로 도해하는 평면도이다. 도 1의 (B)는 특정한 수평 방향으로 표시되는 3차원 화소의 색을 도시한다.

도 2는 3차원 표시에서의 수평 표시 방향과 망막상의 관계를 도시적으로 도해하는 수평 단면도이다.

도 3은 본 발명의 제1 양태에서의 3차원 화소의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.

도 4의 (A)는 3차원 화소로부터 출사되는 광선의 수평 표시 방향 φ를 설명하기 위한 도면이다. 도 4의 (B)는 도 4의 (A)에 도시하는 평면(21)의 일부를 확대한 모식도이다.

도 5는 본 발명의 제1 양태에서의, 동색의 색 화소와 실린더리컬 렌즈의 관계를 도시하는 도면이다.

도 6은 본 발명에서, 색 화소의 형상을 직사각형으로 한 경우, 수평 표시 방향과 최대 광 강도의 관계를 도시한다. 도 6의 (A)는 htanθ≤w의 경우를 도시하고, 도 6의 (B)는 htanθ≥w의 경우를 도시한다.

도 7은 본 발명에서，1개의 3차원 화소의 수평 표시 방향에 대한 최대 광 강도가 일정하게 되는 조건을 도시하는 도면이다． 여기서, 수평 표시 방향에 따라, 최대 광 강도가 변화되지 않는다는 것은, 도 7의 (A)에 도시한 바와 같이, 1개의 색 화소에 대한 강도 분포를 나타내는 사다리꼴의 사변부가 대향하는 사다리꼴의 사변 부분과 완전히 겹치는 경우에 만족된다.

도 8은 1개의 3차원 화소의 수평 표시 방향에 대한 광 강도 변화가 50%로 되는 조건을 도시하는 도면이다．

도 9는 본 발명의 제1 양태에서의 1개의 실시 형태에서, N=6으로 한 경우의 3차원 화소의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.

도 10은 본 발명의 제1 양태에서의 다른 실시 양태에서，N=4로 한 경우의 3차원 화소의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.

도 11은 임의 형상의 화소의 (A)출사 광량 분포와, (B)수평 표시 방향에 대한 최대 광 강도를 도시하는 도면이다．

도 12는 본 발명에서, 임의 형상 색 화소를 이용한 3차원 화소의 수평 표시 방향에 대한 광 강도를 도시하는 도면이다．

도 13은 본 발명의 제2 양태에서의, 경사 색 화소 배치와, 실린더리컬 렌즈 중심축으로부터 색 화소 중심까지의 수평 거리의 관계를 도시하는 도면이다．

도 14는 본 발명의 제2 양태에서의 1개의 실시예인, N=6으로 한 경우의 3차원 화소의 구성을 도시한다．

도 15는 본 발명의 제2 양태에서의 다른 실시예인, N=4의 경우의 3차원 화소의 구성을 도시한다．

도 16은 본 발명의 제3 및 제4 양태에서의 3차원 디스플레이의 개략적인 단면도를 도시한다.

도 17은 본 발명의 제3 및 제4 양태에서의 2차원 디스플레이와 개구 어레이 사이의 관계를 설명하는 도면이다. 또한, 도면에서의 해칭부는, 차광부를 나타낸다.

도 18은 본 발명에 이용되는 2차원 디스플레이의 색 화소 구조의 일례를 도시하는 개략적인 단면도이다. 또한, 도 18에서의 RGB는, 수직 방향으로 동색의 색 화소를 갖는다.

도 19는 본 발명의 제3 및 제4 양태에 의한 3차원 디스플레이에서, 확산판을 배치한 3차원 디스플레이의 개략적인 단면도를 도시한다.

도 20은 본 발명에 따른 실시예에 이용한 색 화소 구조의 개략도를 도시한다. 또한, 도 13에서의 BGR는, 수직 방향으로 동색의 색 화소를 갖는다.

도 21은 본 발명에 따른 실시예에서의, (A)1개의 색 화소의 수평 표시 방향에 대한 강도 분포와, (B)1개의 3차원 화소의 수평 표시 방향에 대한 강도 분포의 일부를 도시한다.

도 22는 본 발명에 따른, N=6으로 하여 설계한 3차원 디스플레이의 사양을 도시한다.

도 23은 본 발명에 따른 타입 I의 사양에 기초하여 시작한 3차원 디스플레이에서 얻어진 3차원상의 사진을 도시한다.

<부호의 설명>

1 : 2차원 디스플레이

2 : 색 화소

3 : 렌티큘러 시트

4 : 실린더리컬 렌즈

5 : 차광부

6 : 3차원 스크린

7 : 눈

8 : 실린더리컬 렌즈 중심축

9 : 색 화소의 수직 배열 방향

10 : 1개의 3차원 화소를 구성하는 색 화소군

20, 50 : 3차원 디스플레이

21 : 3차원 디스플레이(20)의 표시면에 대하여 수직인 일정한 평면

30 : 개구 어레이

35 : 확산판

Claims

수평 방향으로 연장되는 가로열과, 그 수평 방향과 실질적으로 수직인 수직 방향으로 연장되는 세로열에 배치된 복수의 색 화소를 구비하고, 상기 가로열에는 적, 녹, 청의 색 화소가 주기적으로 배치되고, 상기 세로열의 색 화소는 동색으로 구성되는 2차원 디스플레이와,

상기 2차원 디스플레이 상에 배치되고, 또한, 상기 색 화소가 그것을 통하여 관찰되고, 서로 평행하게 연장되는 복수의 실린더리컬 렌즈를 구비하는 렌티큘러 시트를 구비하고,

상기 실린더리컬 렌즈의 중심축이, 상기 2차원 디스플레이의 세로열에 대하여 θ의 각도로 경사져 있는 3차원 디스플레이로서,

상기 색 화소의 수평 방향의 피치를 p_x로 하고, 색 화소의 수직 방향의 피치를 p_y로 하고, 1개의 3차원 화소를 구성하는 색 화소군이, 상기 1개의 실린더리컬 렌즈의 가로열에 3M개와, 상기 1개의 실린더리컬 렌즈의 세로열에 N개의 3M×N개의 상기 색 화소로 구성되어 있는 경우에서，

θ=tan^-1(3p_x/Np_y)

의 관계식을 갖는 3차원 디스플레이.
제1항에 있어서,

상기 2차원 디스플레이는, 액정 디스플레이, 유기 EL 디스플레이 또는 플라즈마 디스플레이의 색 화소를 갖는 3차원 디스플레이.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 N은 3의 배수인 3차원 디스플레이.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 3차원 화소의 구성에서, Np_y≤3Mp_x인 3차원 디스플레이.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 색 화소의 수평 폭과 수직 폭을, 각각 w, h로 하면，w=3p_x/N인 3차원 디스플레이.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 w의 값은, [1-(1/2)(h/p_y)](3p_x/N)~[1+(h/p_y)](3p_x/N)의 범위인 3차원 디스플레이.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 h의 값과, 상기 p_y의 값이 동일 또는 근사한 값인 3차원 디스플레이.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 색 화소로부터 출사되는 최대 광 강도의 분포를 함수 f(s, t)로 하고, 상기 실린더리컬 렌즈의 중심축과 평행하며, 상기 중심축과의 수평 거리가 x인 직선이, s=-ttanθ+x로 표현될 때, 상기 직선 상의 1개의 색 화소 내의 광 강도의 합이,

로 표현되고,

상기 3차원 화소 전체의 수평 표시 방향 φ에 대한 광 강도가,

로 주어지고, 여기서, f는 실린더리컬 렌즈의 초점 거리로 하고,

상기 수학식 Ⅰ이 x에 의존하지 않고 대략 일정한 값으로 되도록 각 파라미터를 설정하는 3차원 디스플레이.
수평 방향으로 연장되는 가로열과, 그 수평 방향과 실질적으로 수직인 수직 방향으로 연장되는 세로열에 배치된 복수의 색 화소를 구비하고, 상기 세로열에는, 적, 녹, 청의 색 화소를 주기적으로 배치시켜 구성되는 2차원 디스플레이와,

상기 2차원 디스플레이 상에 배치되고, 또한, 상기 색 화소가 그것을 통하여 관찰되고, 서로 평행하게 연장되는 복수의 실린더리컬 렌즈를 구비하는 렌티큘러 시트를 구비하고,

상기 실린더리컬 렌즈의 중심축이, 상기 2차원 디스플레이의 세로열에 대하여 θ의 각도로 경사져 있는 3차원 디스플레이로서,

상기 색 화소의 수평 방향의 피치를 p_x로 하고, 색 화소의 수직 방향의 피치를 p_y로 하는, 1개의 3차원 화소를 구성하는 색 화소군이, 상기 1개의 실린더리컬 렌즈의 가로열에 3M개와, 상기 1개의 실린더리컬 렌즈의 세로열에 N개의 3M×N개의 상기 색 화소로 구성되어 있는 경우에서，

θ=tan^-1[(1-3/N)p_x/p_y]

의 관계식을 갖는 3차원 디스플레이.
제9항에 있어서,

상기 2차원 디스플레이는, 액정 디스플레이, 유기 EL 디스플레이 또는 플라즈마 디스플레이의 색 화소를 갖는 3차원 디스플레이.
제9항 또는 제10항에 있어서,

상기 N은 3의 배수인 3차원 디스플레이.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 3차원 화소의 구성에서, Np_y≤3Mp_x인 3차원 디스플레이.
제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 색 화소의 수평 폭, 수직 폭을, 각각 w, h로 하면，w=3p_x/N인 3차원 디스플레이.
제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 w의 값은,

의 범위인 3차원 디스플레이.
제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 h의 값은, 3p_y/(N-3)인 3차원 디스플레이.
제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 색 화소로부터 출사되는 최대 광 강도의 분포를 함수 f(s, t)로 하고, 상기 실린더리컬 렌즈의 중심축과 평행하며, 상기 중심축과의 수평 거리가 x인 직선이, s=-ttanθ+x로 표현될 때, 상기 직선 상의 1개의 화소 내의 광 강도의 합이,

로 표현되고,

상기 3차원 화소 전체의 수평 표시 방향 φ에 대한 광 강도가,

로 주어지고, 여기서, f는 실린더리컬 렌즈의 초점 거리로 하고,

상기 수학식 Ⅱ가 x에 의존하지 않고 대략 일정한 값으로 되도록 각 파라미터를 설정하는 3차원 디스플레이.
수평 방향으로 연장되는 가로열과, 그 수평 방향과 실질적으로 수직인 수직 방향으로 연장되는 세로열에 배치된 복수의 색 화소를 구비하고, 상기 가로열에는 적, 녹, 청의 색 화소가 주기적으로 배치되고, 상기 세로열의 색 화소는 동색으로 구성되는 2차원 디스플레이와,

상기 2차원 디스플레이 상에 배치되고, 또한, 상기 색 화소가 그것을 통하여 관찰되고, 서로 평행하게 연장되는 복수의 실린더리컬 렌즈를 구비하는 렌티큘러 시트와,

상기 2차원 디스플레이와 상기 렌티큘러 시트 사이에 배치된, 복수의 개구부를 갖는 개구 어레이를 구비하고,

상기 실린더리컬 렌즈의 중심축이, 상기 2차원 디스플레이의 세로열에 대하여 θ의 각도로 경사져 있는 3차원 디스플레이로서,

상기 색 화소의 수평 방향의 피치를 p_x로 하고, 상기 색 화소의 수직 방향의 피치를 p_y로 하고, 상기 개구부의 수평 방향의 피치를 p_x'로 하고, 상기 개구부의 수직 방향의 피치를 p_y'로 하고, 1개의 3차원 화소를 구성하는 색 화소군이, 상기 1개의 실린더리컬 렌즈의 가로열에 3M개와, 상기 1개의 실린더리컬 렌즈의 세로열에 N개의 3M×N개의 상기 색 화소로 구성되어 있는 경우에서，

p_x=p_x', p_y=p_y'이고,

θ=tan^-1(3p_x'/Np_y')

의 관계식을 갖는 3차원 디스플레이.
제17항에 있어서,

상기 2차원 디스플레이는, 액정 디스플레이, 유기 EL 디스플레이 또는 플라즈마 디스플레이의 색 화소를 갖는 3차원 디스플레이.
제17항 또는 제18항에 있어서,

상기 N은 3의 배수인 3차원 디스플레이.
제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 3차원 화소의 구성에서, Np_y'≤3Mp_x'인 3차원 디스플레이.
제17항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 개구부의 수평 폭과 수직 폭을, 각각 w', h'로 하면，

w'=3p_x'/N인 3차원 디스플레이.
제17항 내지 제21항 어느 한 항에 있어서,

상기 w'의 값은, [1-(1/2)(h'/p_y')](3p_x'/N)~[1+(h'/p_y')](3p_x'/N)의 범위인 3차원 디스플레이.
제17항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 h'의 값과, 상기 p_y'의 값이 동일 또는 근사한 값인 3차원 디스플레이.
제17항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 개구부로부터 출사되는 최대 광 강도의 분포를 함수 f(s, t)로 하고, 상기 실린더리컬 렌즈의 중심축과 평행하며, 상기 중심축과의 수평 거리가 x인 직선이, s=-ttanθ+x로 표현될 때, 상기 직선 상의 1개의 색 화소 내의 광 강도의 합이,

로 표현되고,

상기 3차원 화소 전체의 수평 표시 방향 φ에 대한 광 강도가,

로 주어지고, 여기서, f는 실린더리컬 렌즈의 초점 거리로 하고,

상기 수학식 Ⅲ이 x에 의존하지 않고 대략 일정한 값으로 되도록 각 파라미터를 설정하는 3차원 디스플레이.
제17항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 색 화소는, 상하 좌우로 분할된 멀티 도메인 구조를 갖는 3차원 디스플레이.
제17항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 2차원 디스플레이와 상기 개구 어레이 사이에 배치된 확산판을 더 구비하는 3차원 디스플레이.
수평 방향으로 연장되는 가로열과, 그 수평 방향과 실질적으로 수직인 수직 방향으로 연장되는 세로열에 배치시킨 복수의 색 화소를 구비하고, 상기 세로열에는, 적, 녹, 청의 색 화소를 주기적으로 배치시켜 구성되는 2차원 디스플레이와,

상기 2차원 디스플레이 상에 배치되고, 또한, 상기 색 화소가 그것을 통하여 관찰되고, 서로 평행하게 연장되는 복수의 실린더리컬 렌즈를 구비하는 렌티큘러 시트와,

상기 2차원 디스플레이와 상기 렌티큘러 시트 사이에 배치된, 복수의 개구부를 갖는 개구 어레이를 구비하고,

상기 실린더리컬 렌즈의 중심축이, 상기 2차원 디스플레이의 세로열에 대하여 θ의 각도로 경사져 있는 3차원 디스플레이로서,

상기 색 화소의 수평 방향의 피치를 p_x로 하고, 상기 색 화소의 수직 방향의 피치를 p_y로 하고, 상기 개구부의 수평 방향의 피치를 p_x'로 하고, 상기 개구부의 수직 방향의 피치를 p_y'로 하고, 1개의 3차원 화소를 구성하는 색 화소군이, 상기 1개의 실린더리컬 렌즈의 가로열에 3M개와, 상기 1개의 실린더리컬 렌즈의 세로열에 N개의 3M×N개의 상기 색 화소로 구성되어 있는 경우에서，

p_x=p_x', p_y=p_y'이고,

θ=tan^-1[1-3/N)p_x'/p_y']

의 관계식을 갖는 3차원 디스플레이.
제27항에 있어서,

상기 2차원 디스플레이는, 액정 디스플레이, 유기 EL 디스플레이 또는 플라즈마 디스플레이의 색 화소를 갖는 3차원 디스플레이.
제27항 또는 제28항에 있어서,

상기 N은 3의 배수인 3차원 디스플레이.
제27항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 3차원 화소의 구성에서, Np_y'≤3Mp_x'인 3차원 디스플레이.
제27항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 개구부의 수평 폭, 수직 폭을, 각각 w', h'로 하면，w'=3p_x'/N인 3차원 디스플레이.
제27항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 w'의 값은,

의 범위인 3차원 디스플레이.
제27항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 h'의 값은 3p_y'/(N-3)인, 3차원 디스플레이.
제27항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 개구부로부터 출사되는 최대 광 강도의 분포를 함수 f(s, t)로 하고, 상기 실린더리컬 렌즈의 중심축로 평행하며, 상기 중심축과의 수평 거리가 x인 직선이, s=-ttanθ+x로 표현될 때, 상기 직선 상의 1개의 화소 내의 광 강도의 합이,

로 표현되고,

상기 3차원 화소 전체의 수평 표시 방향 φ에 대한 광 강도가,

로 주어지고, 여기서, f는 실린더리컬 렌즈의 초점 거리로 하고,

상기 수학식 Ⅳ가 x에 의존하지 않고 대략 일정한 값으로 되도록 각 파라미터를 설정하는 3차원 디스플레이.
제27항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 색 화소는, 상하 좌우로 분할된 멀티 도메인 구조를 갖는 3차원 디스플레이.
제27항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 2차원 디스플레이와 상기 개구 어레이 사이에 배치된 확산판을 더 구비하는 3차원 디스플레이.