KR20120104157A

KR20120104157A - 감지가능한 영상을 자동 입체적으로 표현하는 모니터 및 방법

Info

Publication number: KR20120104157A
Application number: KR1020127004181A
Authority: KR
Inventors: 르네 데 라 바레; 한스 로데
Original assignee: 프라운호퍼 게젤샤프트 쭈르 푀르데룽 데어 안겐반텐 포르슝 에. 베.
Priority date: 2009-07-17
Filing date: 2010-03-03
Publication date: 2012-09-20
Also published as: WO2011006551A1; KR101614005B1; DE102009034355B3; US20120154395A1; US9497449B2; EP2454885A1

Abstract

본 발명은, 자동입체적으로(autostereoscopically), 3차원적으로 감지가능한 영상을 표현하는 모니터에 관한 것으로, 행과 열로 배열되고 그들의 조도(illumination intensity)에서 변하며 적어도 하나의 제1 작동 모드에서 수 개의 서브픽셀(subpixel; 2)을 포함하는 복수의 영상점(3, 3')으로 조립될 수 있는 복수의 서브픽셀(2)을 가지는 매트릭스 스크린(1), 상기 영상점(3, 3')이 적어도 2개의 입체 필드(stereoscopic field) 중 하나에서 재생하기 위한 적어도 2개의 소그룹으로 분할되도록, 상기 적어도 2개의 입체 필드(stereoscopic field)의 영상 정보에 따라 상기 서브픽셀(2)을 활성화시키는 제어 장치(4), 각 상기 소그룹의 상기 영상점(3, 3')에서 나오는 빛이 측면 방향으로 이동하도록 놓이는 수개의 관측 영역 중 하나에 이르며, 이에 의해 상기 수개의 관측 영역 중 하나가 상기 영상점(3, 3')으로 할당되게 하는, 배리어 래스터(barrier raster; 5)를 포함하고, 상기 제어 장치(4)는 상기 영상 정보 외에 행마다 서브픽셀에 의존하여 가중되는 조도(illumination intensity)로 각 상기 영상점(3, 3') 내에서 상기 서브픽셀(2)을 활성화시키도록 설정되며, 모니터가 서로 다른 수의 관측 영역(6')에 의해 서로 구별되는, 다른 두 작동 모드에서 작동하기에 적당한 수단에 의해, 영상 정보 외에 행에서 서브픽셀에 의존하여 가중되는 조도로 각 영삼점(3, 3') 내에서의 서브픽셀(2)을 활성화시키도록 설정된다. 본 발명은 또한 자동입체적으로(autostereoscopically), 3차원으로 감지가능한 영상을 표현하는 대응하는 방법에 관한 것이다.

Description

감지가능한 영상을 자동 입체적으로 표현하는 모니터 및 방법{A MONITOR AND A METHOD FOR REPRESENTING AUTOSTEREOSCOPICALLY PERCEIVABLE PICTURES}

본 발명은 또한 3D-모니터, 3D-디스플레이 또는 자동입체(autostereoscopic) 스크린이라고도 하는, 주요 청구항의 전문에 따라, 자동입체적(autostereoscopic)으로, 3차원으로 감지될 수도 있는 영상을 표현하는 모니터에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 보조 청구항의 전문에 따라, 자동입체적(autostereoscopic), 3차원으로 감지될 수도 있는, 영상을 표현하는 방법에 관한 것이다.

공지된 유형의 모니터는 그들의 조도(illumination intensity)에서 변할 수 있고 각 경우 몇몇 서브픽셀(subpixel)을 포함하는 복수의 영상점으로 그룹화될 수 있는 행과 열로 배열된 복수의 서브픽셀(subpixel)을 가지는 매트릭스 스크린 및 영상점이 각 경우 하나의 필드를 재현하도록 적어도 두 개의 소그룹으로 분할되는 방식으로 적어도 두 개의 입체 필드(stereoscopic field)의 영상 정보에 의존하여 서브픽셀(subpixel)을 활성화시키는 제어 장치를 포함하며, 제어 장치는 부가적으로 영상 정보가 서브픽셀(subpixel)-의존적 방식으로 행 대 행으로 가중되는 조도(illumination intensity)에서, 각각의 영상점 내에서 서브픽셀(subpixel)을 활성화시키도록 설정된다. 또한, 그런 모니터는, 각 경우 각 소그룹의 영상점에서 나오는 빛이 서로 옆으로 옮겨지는 몇몇 관측 영역 중 하나에 이르게 하는, 배리어 래스터(barrier raster)를 포함한다. 그로 인하여, 배리어 래스터(barrier raster)는 전형적으로 슬롯 래스터(slot raster)로 디자인되며, 슬롯을 가지는 스크린을 제외하고 본 문서 용어 배리어 래스터(barrier raster) 및 슬롯 래스터(slot raster)는 일반적으로 동일한 효력을 가지는 다른 광학 배열로 이해될 것이다.

그런 모니터가 문서 DE 10 2006 031 799 B3에 기술된다. 이 모니터 및 기술분야에서 공지된 다른 모니터는 두 분류로 분류되며, 하나는 영상점이 2개의 입체 필드(stereoscopic field) 중 하나에서 표현되는 두 소그룹으로 분할되는 일인용 스크린이며, 이는 각각의 이런 필드에서 나오는 빛이 한 관찰자의 두 눈에 있어서 두 개의 입체-관측 영역 중 하나에 이르고, 다른 하나는 다수의 장면을 나타내는 영상점이 대응하는 다수의 소그룹으로 분산되며, 각각의 이런 소그룹에서 나오는 빛이 대응하는 많은 관측 영역 중 하나에 이르는 다인용 스크린(multi-person screens) 또는 다-시야 디스플레이(multi-view displays)이다. 마지막으로 언급한 경우, 또한 일부 사람은 재생된 영상을 자동입체적으로(autostereoscopically) 감지할 수도 있다. 측면으로 이동하는 개별 관찰자가 다른 관측 영역을 통과하여 움직이고 일인용 스크린에 있어서 이것을 위해 추적할 필요 없이, 3차원으로 재생된 장면 다른 장면을 감지할 수 있다. 관찰자는 한 관측 영역에서 다음 관측 영역으로 전환된 것을 감지하지 못하거나 거의 감지할 수 없어서, 관측 영역을 서로 통합하도록 하고, 이는 다른 입체 채널(stereo-channel)의 비교적 높은 상호 크로스-토크(mutual cross-talk)를 유발시킨다. 이런 이유로, 다인용 스크린(multi-person screens)에서 이용된 영상 재생의 유형은 일부 장면에 덜 적당하다. 이 다인용 스크린(multi-person screens)으로, 관측 거리는 전형적으로 두 배 또는 세 배 포맷 대각선(format diagonal)에 놓이고, 특히 대등한 크기의 개별 스크린의 정상 관측 거리보다 더 크다.

그러나, 기하학적인 제한에 기인하여, 각각의 3D-모니터가 두 가지 유형 중 하나에만 적당하기 때문에, 공지된 3D-모니터로 두 개설된 유형의 3차원 영상 재생, 즉 다인용 스크린(multi-person screens) 또는 일인용 스크린으로 작동을 을 선택적으로 실현할 수 없다. 이론적으로 대응하는 픽셀 수로, 다른 유형의 영상 재생으로 더 나은 화질을 실현할 수 있더라도, 단지 한 사람이 이 3D-모니터를 이용하더라도, 다인용 스크린(multi-person screens)으로 적용될 수도 있는 최신식의 3D-모니터가 다-시야 디스플레이(multi-view displays)로 작동되어야 하는 단점을 수반한다.

그러므로 본 발명의 목적은 선택적으로 일인용 스크린으로 또는 다인용 스크린(multi-person screens)으로 작동할 수 있고 상술한 단점을 피할 수 있는, 3D-모니터를 개발하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 단 하나의 3D-모니터를 이용하여 상술한 두 가지 유형의 영상 재생을 실현할 수 있는, 자동입체적(autostereoscopic) 영상을 표현하는 방법을 제안하는 것이다.

본 발명에 따르면, 이 목적은 주요 청구항의 전문의 특징과 조합하여 주요 청구항의 특징화된 특징을 가지는 모니터 및 보조 청구항의 특징을 가진 방법에 의해 달성된다. 본 발명의 유리한 디자인 및 다른 구성은 독립 청구항의 특징에서 추론될 것이다.

본 발명에 따른 모니터에서, 제어 장치는 - 전형적으로 적당한 프로그램에 의해 - 더 많은 영상점으로 분산되는 매트릭스 스크린의 이용된 각각의 행의 서브픽셀(subpixel)에 의해, 그리고, 제1 모드보다, 입체 필드(stereoscopic field)를 나타내는 더 많은 소그룹으로 분할되는 영상점에 의해, 제2 작동 모드에서, 제1 작동 모드에 대체하여, 매트릭스 스크린을 활성화하도록 설정되며, 제어 장치는 제1 작동 모드에서의 인접하는 영상점의 세기 중심(intensity centroid)의 측면 방향 거리가 제2 작동 모드에서의 인접하는 영상점의 세기 중심(intensity centroid)의 측면 방향 거리의 각 정수배(integer multiple)와 다르게, 서브픽셀(subpixel)에 의존하여 가중되는 조도(illumination intensity)로, 영상점 내에서 적어도 하나의 두 작동 모드의 서브픽셀(subpixel)을 활성화시키도록 더 설정된다. 이 문맥에서, 용어 세기 중심(intensity centroid)은 또한 각각 최대 세기(intensity maximum)를 표시할 수도 있다.

이에 의해, 모니터는 다른 관측 영역의 수에 의해 서로 구별되는, 2개의 다른 작동 모드로 작동하기에 적당하다. 특히, 이에 의해, 일인용 스크린 (소위 단일 사용자 스크린)뿐만 아니라, 다인용 스크린(multi-person screens)(소위 다-시야 작동(multi-view operation))으로서, 그리고 특히 두 작동 모드 사이에서 선택적으로 전환해서 모니터를 이용할 수 있다. 이것을 위해, 제1 작동 모드의 모니터는 정확하게 2개의 입체 필드(stereoscopic field)를 표현하는 일인용 스크린으로 디자인될 수 있으며, 제2 작동 모드의 모니터는 더 많은 입체 필드(stereoscopic field)를 표현하는 다인용 스크린(multi-person screens) 또는 다-시야 스크린(multi-view screen)으로 디자인될 수도 있다. 그러나, 2개 이상의 관측 영역을 상상하더라도, 두 모드를 가지는 디자인은 다른 수를 가지며 매트릭스 스크린에 대한 다른 거리도 가능하다.

그로 인하여 배리어 래스터(barrier raster)가 - 예를 들면 슬롯 거리에 의한- 고정된 슬롯 길이를 가지며, 매트릭스 스크린이 고정된 측면 방향의 서브픽셀 거리를 가지는 사실에 기인하며, 지금까지 하나의 모니터의 포괄적 사용을 불가능한 것으로 여겨지게 하는, 기하학적으로 유발된 제한이, 서브픽셀에 의존하여 가중되는 방식으로 활성화되는, 영상점 내의, 적어도 하나의 작동 모드의 서브픽셀에 의해 극복된다.

그로 인하여 각 영상점 내의, 두 작동 모드 중 하나 또는 두 작동 모드 전부의 서브픽셀(subpixel)이 측면 방향에서 인접한 영상점의 세기 중심(intensity centroid)의 거리가 인접한 서브픽셀(subpixel)의 측면 방향 거리의 각 정수 배수와 다르게 가중되기 위하여 활성화되도록 제어 장치가 설정될 수 있다.

기술된 유형의 모니터로 실행될 수도 있는, 자동입체적으로(autostereoscopically) 감지가능한 영상을 표현하는 제안된 방법으로, 따라서 다수의 영상점이 그들의 조도(illumination intensity)에서 변할 수 있는 하나 이상의 서브픽셀(subpixel)에 의해 매트릭스 스크린에 형성되며, 적어도 두 소그룹의 영상점이 입체-영상(stereo-picture)으로 결합가능한(combinable) 적어도 2개의 입체 필드(stereoscopic field) 중 하나를 영상화하고, 영상점의 각각의 이런 소그룹에서 나오는 빛이 배리어 래스터(barrier raster)를 통과하여 서로 바로 옆에 놓이고 이에 의해 이 소그룹으로 할당되는 적어도 2개의 관측 영역 중 하나에 이른다. 그로 인하여, 각 스크린 행 내의 제2 작동 모드의 서브픽셀(subpixel)이 더 많은 수의 영상점으로 분산되고, 제2 작동 모드의 영상점이 제1 작동 모드보다 입체 필드(stereoscopic field)를 나타내는 더 많은 소그룹으로 분할된다는 사실에 의해 서로 구별되는, 작동 모드 사이에서 모니터가 전환되며, 제1 작동 모드의 인접한 영상점의 세기 중심(intensity centroid)의 측면 방향 거리가 제2 작동 모드의 인접한 영상점의 세기 중심(intensity centroid)의 측면 방향 거리의 각 정수배와 다르게, 서브픽셀(subpixel)에 의존하여 가중되는 조도(illumination intensity)로 영상점 내에서, 적어도 하나의 두 작동 모드의 서브픽셀이 활성화된다. 이 방법으로, 유리하게 적은 노력으로, 자동입체적으로(autostereoscopically) 감지가능한 3D-영상이 다른 방법으로 재생되어서, 얼마나 많은 관찰자가 3D-영상을 볼 것인지에 따라서, 그리고 이용가능한 장면 또는 입체 필드(stereoscopic field)의 수에 따라서 각각 최적의 재생 유형이 선택될 수 있다.

그로 인하여, 프로그래밍 기술에 관하여 실현하기에 간단한 방법으로, 각각의 영상점 내의 서브픽셀(subpixel)에 의존하여 가중되는 빛 세기로 서브픽셀(subpixel)을 활성화하기 위해서, 영상 정보에서 유래하는, 영상점의 각 서브픽셀(subpixel)에 있어 영상점을 위한 세기값이 가중 함수(weighting function)의 값으로 곱해질 수 있고, 이 가중 함수(weighting function)는 영상 정보와 독립적이며, 각 스크린 행 안에서 위치에 의존한 가중치(weight)는 영상점의 각 서브픽셀(subpixel)에 있어 이 가중 함수(weighting function)에 의해 정의된다.

기술된 본 발명은 매트릭스 스크린으로, 표현될 쓰기 영상 정보(writing picture information)에 개별 서브픽셀(subpixel)의 비우기를 제외하지 않는다. 따라서 특히 관찰자가 특정한 머리 위치에서 두 눈으로 볼 수 있는- 개별 서브픽셀(subpixel)이 어둡게 남아 있을 수 있다. 이것은 영상 정보에서 쓸 때 개별 서브픽셀(subpixel)에 의해서뿐만 아니라 또한 값 0을 추측하는 것이 제외되는 특정한 상황에서 - 특히, 영상점의 가장자리의 서브픽셀(subpixel)에 있어서- 서브픽셀(subpixel)의 가중화된 활성화를 위해 이용된 가중 함수(weighting function)에 의해 실현될 수 있다. 마지막으로, 또한 제1 작동 모드에 일치하는, 관찰자의 눈 위치를 추적하는 일인 사용자 작동에서, 한 때의 한 소그룹의 하나의 영상점에 있어서 그리고 다른 때의 다른 소그룹의 다른 영상점에 있어서 눈 위치에 따라서 서브픽셀(subpixel)을 할당하는 것이 가능하다.

유리하게 두 작동 모드의 영상점이 다른 소그룹에 주기적 순서로 한 행씩 할당되는 것이 유리해서, 다른 소그룹의 영상점에서 나오는 빛이, 가능한 단순히 구축된 배리어 래스터(barrier raster)로, 각 소그룹에 할당된 관측 영역에 이른다. 이것을 위해, 예를 들면 배리어 래스터(barrier raster)는 매트릭스 스크린의 열(column) 방향에 평행한 격자 행 또는 프리즘 요소(prism element) 또는 실린더 렌즈(cylinder lens)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 유리하게 단순하게 구성된 디자인의 적당한 모니터를 가지는 매트릭스 스크린은 액정 스크린 등으로 주어질 수도 있다.

바람직하게, 모니터의 제어 장치는, 제1 작동 모드에서, 소그룹 중 하나로부터 서로 가장 가깝게 놓이는 영상점의 행에서의 세기 중심(intensity centroid)의 측면 방향 거리는, 제2 작동 모드에서, 소그룹 중 하나로부터 서로 가장 가깝게 놓이는 영상점의 행에서의 세기 중심(intensity centroid)의 측면 방향 거리와 다르게, 적어도 하나의 두 작동 모드의 서브픽셀이 서브픽셀(subpixel)에 의존하여 가중된 빛 세기로 영상점 내에서 활성화되도록 설정된다. 이에 의해, 작동 모드의 특징인 관측 거리로 배리어 래스터(barrier raster)에서 최적으로 떨어져서 보일 수 있는 각 작동 모드의 입체 필드(stereoscopic field)를 성공할 수도 있다.

모니터의 바람직한 구체예에서, 제1 작동 모드에서 각 소그룹의 영상점의 세기 중심(intensity centroid)이 각각의 세기 중심(intensity centroid)에서 나오는 빛이 배리어 래스터(barrier raster)를 통해서 제1 관측 거리만큼 배리어 래스터(barrier raster)에서 떨어진, 각 소그룹에 할당된 관측 영역으로 중심에서 도달하도록 배열되고, 반면 제2 작동 모드에서 각 소그룹의 영상점의 세기 중심(intensity centroid)이 각각의 이 세기 중심(intensity centroid)에서 나오는 빛이 배리어 래스터(barrier raster)를 통해서 제2 관측 거리만큼 배리어 래스터(barrier raster)에서 떨어진, 각 소그룹에 할당된 관측 영역으로 중심에서 도달하도록 배열된다. 전형적으로, 그로 인하여 제2 관측 거리는 제1 관측 거리보다 크다. 동시에, 더 많은 관찰자가 스크린에서 먼 거리에서 더 안락하게 위치할 수 있고, 반면 다른 관찰자에 의해 방해받지 않고 개별 관찰자가 스크린에 가까울 수 있다.

전형적으로, 제1 작동 모드의 영상점은 -이 작동 모드에서 모든 영상점에 있어서 동일한- 더 많은 영상점을 요구하는, 제2 작동 모드보다 더 많은 서브픽셀로 형성된다. 또한 간단한 방법으로 컬러 영상의 표현을 허용하기 위하여, 각각의 영상점이 동일한 수의, 다른 세 색깔의 서브픽셀(subpixel)을 포함할 수도 있다. 그러나, 이것 대신에, 당연히 또한 착색된 방법에서 조정될 수도 있는 서브픽셀(subpixel)을 이용할 수도 있다. 상술한 제1 경우에, 가능한 색-중립(colour-neutral)의 관찰자의 측면 이동에 대하여, 영상점이 적어도 3개의 연속 행으로부터 서브픽셀(subpixel)을 포함하는 것이 유리하며, 제1 작동 모드의 영상점이 각각의 이 행에서 적어도 3개의 인접한 서브픽셀(subpixel)을 포함하며, 반면 제1 작동 모드의 영상점보다, 제2 작동 모드의 영상점이 각각의 이 행에서 더 적은 서브픽셀(subpixel)을 포함한다.

각 경우 각 소그룹의 영상점이 행을 교차하는 일군의 등거리 평행한 직선을 따라서 배열되는 경우에, 슬롯 래스터(slot raster)로 전형적으로 디자인되는, 배리어 래스터(barrier raster)을 위한 간단한 구조를 유리하게 선택할 수도 있다.

이하에서 본 발명의 일 구체예를 도 1 내지 3으로서 설명한다.
도 1은 3D-모니터의 주요 구성부를 형성하는 매트릭스 스크린의 픽셀 평면(pixel plane)의 세부사항을 도시하며,
도 2는 이 3D-모니터의 광 경로(beam path)의 평면도를 개략적으로 도시하고,
도 3은 도 2에 대응하는 도면으로, 다른 작동 모드의 동일한 3D-모니터를 도시한다.

구체예는, 일인용 스크린으로서 제1 작동 모드로 또는 다인용 스크린(multi-person screens)으로서 제2 작동 모드로 선택적으로 작동할 수도 있고, 두 작동 모드 또는 작동 유형 사이에서 전환할 수 있는 3D-모니터의 예이다. 주요 구성부로, 이 3D-모니터는 그들의 세기(intensity)에서 변할 수 있고 픽셀 평면(pixel plane)의 세부사항이 도 1에 도시된, 행과 열에 배열된 복수의 서브픽셀(2)을 가지는 액정 스크린으로서 주어진 매트릭스 스크린(1)을 포함한다. 도 1에 문자 R, G 및 B로 표시된, 적색, 녹색과 청색의 서브픽셀(2)이 매트릭스 스크린(1)의 각 행에 주기적으로 번갈아 존재하며, 각 경우 동일한 색의 서브픽셀(2)은 서로 동일한 열에 배열되어 있다. 당연히, 다른 구체예에서는, 서브픽셀(2)이 다르게 배열된 적당한 3D-모니터도 또한 가능할 것이다. 개별 서브픽셀(2)은 예를 들면 0.085 mm의 폭 p을 가질 것이며 각 경우 서로 옆에 놓이는 3개의 서브픽셀(2)이 서로 정사각형을 형성하도록 치수가 결정된다.

각각의 상술한 작동 모드에서, 각 경우 서브픽셀(2)은 몇 개의 서브픽셀(2)을 포함하는 영상점(3) 또는 영상점(3')으로 분류되어 조립되며, 특히 제2 작동 모드에서 각 경우 영상점(3)은 하나의 적색, 하나의 녹색과 하나의 청색 서브픽셀(2)을 가지며, 제1 작동 모드에서 더 큰 영상점(3')은 각각 3개의 적색, 3개의 녹색과 3개의 청색 서브픽셀(2)을 가진다. 각각의 영상점(3, 3')은 3개 이상의 행으로 연장되며, 각 경우 제1 작동 모드의 영상점(3')은 각각의 행에서 3개의 인접한 서브픽셀(2)을 포함한다. 그로 인하여, 각 경우 동일한 영상점(3')의 다른 행에서 3개의 서브픽셀(2)의 색깔에 관하여 이 3개의 서브픽셀(2)의 색은 주기적으로 교환된다. 그로 인하여 각 경우 제1 작동 모드의 영상점(3')의 서브픽셀(2)뿐만 아니라 제2 작동 모드의 영상점(3)의 서브픽셀(2)이 매트릭스 스크린(1)의 열 방향에서 약 20°만큼 기울어진 긴 스트립(elongate strip)을 형성하며, 제2 작동 모드의 영상점(3)에 의해 형성된 스트립(strip)은 제1 작동 모드의 영상점(3')에 의해 형성된 스트립(strip)에 평행하다.

제1 작동 모드 및 제2 작동 모드에서, 각 경우 영상점(3, 3')은 각 경우 3D-모니터로 볼 수 있는 입체-영상(stereo-picture)의 몇몇 장면 중 하나가 재생되는, 소그룹으로 조립된다. 그로 인하여 각각의 이 장면은 각각 입체영상(stereopicture)의 입체 필드(stereoscopic field)를 형성한다. 이것을 위해, 이 입체 필드(stereoscopic field)의 영상 정보에 따라서, 프로그램 기술에 관하여 적당한 방법으로 설정되고 도 1에 개략적으로 도시된, 제어 장치(4)로 서브픽셀(2)이 활성화되며, 제어 장치(4)는 각각의 두 작동 모드 사이에서 선택적으로 작동하기 위해 매트릭스 스크린(1)을 활성화시키도록 그리고 필요할 때 이 작동 모드 사이에서 전환되도록 설정된다.

그로 인하여 언급된 소그룹의 각각의 영상점(3, 3')이 도 1에서 두 작동 모드에 있어 절취선(dot-dashed lines)으로 도시되고 각 영상점(3, 3')에서 형성된 스트립(strip)과 같이, 매트릭스 스크린(1)의 열 방향에 대하여 기울어진, 일군의 등간격의 평행 직선을 따라 배열된다.

제2 작동 모드에서, 영상점은 복수의 m 소그룹으로 분할되며, 본 실시예에서 m은 m=6으로 선택되며, 서로 옆에 놓이는 m 관측 영역 중 하나에서 보이는 m 다른 장면은 이 소그룹에서 재생될 것이다. 이 m 소그룹의 영상점이 매트릭스 스크린(1)에 배열되어서 3D-모니터가 제2 작동 모드로 작동할 때, 따라서 다인용 스크린(multi-person screens)으로 작동할 때, m 소그룹의 영상점(3)이 각 행에서 주기적으로 번갈아 있다. 제1 작동 모드에서, 더 큰 영상점(3')이 단 한 사람의 관찰자의 왼쪽 눈에 보이는, 제1 소그룹 및 이 관찰자의 오른쪽 눈에 보이는 제2 소그룹으로 분할되며, 제1 작동 모드에서 이 두 소그룹의 영상점(3')이, 각 행에서, 제1 소그룹의 영상점(3')이 제2 소그룹의 영상점(3')과 번갈아 있는 방식으로, 매트릭스 스크린(1)에 분배된다. 제1 작동 모드에서, 각 경우 2개의 입체 필드(stereoscopic field) 중 하나가 각각의 이 두 소그룹의 영상점(3')에 표시되어서, 한 관찰자의 왼쪽 눈이 왼쪽 관측 영역에 위치하고 그의 오른쪽 눈이 오른쪽 관측 영역에 위치할 때, (단 관측 영역은 제1 작동 모드에서 두 측면 방향으로 주기적으로 반복된다), 상기 관찰자가 자동입체적으로(autostereoscopically) 입체-영상(stereo-picture)을 감지한다.

제2 작동 모드에서 작동하는 상술한 3D-모니터가 도 2에 개략적으로 도시된다. 여기에서, 행을 따라서 매트릭스 스크린(1)의 단면도를 인식할 수 있으며, 매트릭스 스크린(1)의 2개의 인접한 서브픽셀(2) 사이의 경계가 픽셀 평면(pixel plane)에 수직인 짧은 점선으로 표시된다.

매트릭스 스크린(1)에 평행한 배리어 래스터(5)가 매트릭스 스크린(1)의 픽셀 평면(pixel plane)에 짧은 거리 a만큼 떨어져 배열되고, 여기에서 배리어 래스터(barrier raster)는 인접한 슬롯 사이의 슬롯 거리 L을 가지는 슬롯 래스터(slot raster)로 표현된다. 그로 인하여 이 슬롯은, 개별 소그룹의 영상점(3, 3')이 배열된, 직선에 평행하다. 매트릭스 스크린(1)의 열 방향에 대하여 기울어진 격자 행을 가진 슬롯 래스터(slot raster) 대신에, 다른 구체예에서, 예를 들면, 프리즘 요소 또는 실린더 렌즈를 제공할 수 있으며, 색을 가진 서브픽셀(2)이 다르게 배열된다면, 격자 행 방향은 매트릭스 스크린(1)의 열 방향에 관하여 평행일 수도 있다.

도 2에서 알 수 있듯이, 각 경우에 각각의 m 소그룹의 영상점(3)에서 나오는 빛은 배리어 래스터(5)를 통해서 측면 방향으로 옮기고 가장자리 영역에서 겹치는 몇몇 관측 영역(6) 중 하나에 이르며, 여기에서 표시된 제2 작동 모드의 영상점(3)은, 각 경우 각 행의 서브픽셀(2)의 폭을 가진다.

제2 작동 모드에서, 영상점(3)의 각각의 m 분리되어(disjunctly) 한 쌍을 이룬 소그룹에서 나오는 빛이 배리어 래스터(5)를 통해서 서로 옆에 놓이고, 배리어 래스터(5)에서 제2 관측 거리 A만큼 떨어진 m 관측 영역(6) 중 하나에 도달하도록 배리어 래스터(5)의 크기가 결정된다. 제1 모드의 인접한 관측 영역(6)의 세기 중심(intensity centroid) 사이의 거리 Q가 바람직하게 평균 눈 거리보다 약간 작아서, 관찰자의 각각의 눈이 관측 영역(6) 중 하나에서 인접한 관측 영역(6)으로 옮기면서 관찰자가 측면 방향으로 이동할 때 관찰자는 매번 입체영상(stereopicture)을 감지한다.

그러므로, 픽셀 평면(pixel plane) 및 배리어 래스터(5) 사이의 거리 a 및 슬롯 거리 L를 다음에 적용하며,

A = p A/Q 및 L = m p A/(A+a)

제2 작동 모드의 관측 거리 A를 A = 1750 mm로 고치고, Q = 65 mm로 선택할 때(실제로, Q는 전형적으로 다소 작게 선택됨), 여기서 m = 6 (다-시야 작동(multi-view operation)을 위한 6개의 입체 채널에 대응함) 및 p = 0.085 mm에 의해, 예를 들면 다음의 값을 얻는다:

a = 2.29 mm 및 L = 0.509334 mm.

예를 들면 20.1" LC 스크린이 매트릭스 스크린으로 이용된다면, 이들은 현실적 값이다.

따라서 각각 관측 영역(6)에서, 이 작동 모드의 각 소그룹의 영상점(3)이 입체 필드(stereoscopic field) 보충으로 1명 이상 사람에 의해 감지될 수 있는 m 장면 중 하나를 야기한다.

실제 스케일로 도시되지 않았지만, 도 3에, 제1 작동 모드에서 작동하는 동일한 3D-모니터가 도시되어 있다. 제1 작동 모드에서 더 큰 영상점(3')이 단지 2개의 소그룹에서 분산되며, 그 소그룹 각각은 단지 2개의 입체 필드(stereoscopic field) 중 하나를 재생하는 역할을 한다.

영상점(3')의 2개의 소그룹 중 제1 소그룹에서 나오는 빛이 배리어 래스터(5)를 통해서 왼쪽 관찰자 눈에 있어 왼쪽 관측 영역(6')으로 들어오며, 이 관측 영역(6)'은 A에 비하여 더 작은 관측 거리 A'로 배리어 래스터(5)에서 떨어져 위치한다. 영상점(3')의 나머지 소그룹에서 나오는 빛은 배리어 래스터(5)를 통해서, 배리어 래스터(5)에서 동일한 관측 거리 A'에 위치한, 오른쪽 관찰자의 눈에 있어서 오른쪽 관측 영역(6')으로 들어온다. 2개의 관측 영역(6)'의 세기 중심(intensity centroid) 사이의 거리 P는 전형적인 눈 거리인 약 65 mm에 대응하며, 예를 들면 관측 거리는 A'=750 mm로서 선택될 수 있다.

제1 작동 모드에서, 표시되는 입체 필드(stereoscopic field)의 영상 정보 이외에, 제1 작동 모드의 인접한 영상점(3')의 세기 중심(intensity centroid)의 측면 방향 거리 r이 제2 작동 모드의 인접한 영상점(3)의 세기 중심(intensity centroid)의 측면 방향 거리의 정수배 및 인접한 서브픽셀의 측면 방향 거리의 각 정수배와 다르게, 서브픽셀-의존적으로 가중되는 빛 세기로, 서브픽셀(2)이 각 영상점(3') 내에서 언급된 제어 장치(4)에 의해 활성화된다. 본 구체예에서, 거리 r는 폭 p의 각 정수배 및 특히 제2 작동 모드에서 인접한 영상점(3)의 세기 중심(intensity centroid)의 측면 방향 거리뿐만 아니라 서브픽셀(2)의 영역 중심에 대하여 인접한 서브픽셀(2)의 거리에 대응하는 폭 p의 세 배와 다르다.

영상점(3')의 영역 중심에 대하여 옮기면서 위치하는 영상점(3') 내의 세기 중심(intensity centroid)에 성공하기 위하여, 영상점(3')의 각 서브픽셀(2)에 있어서, 영상점(3')을 위한, 필드의 영상 정보에서 유래한 세기값이, 적당하게 프로그램화된 제어 장치(4)에 의해, 가중 함수(weighting function)의 값으로 곱해지고, 이 가중 함수(weighting function)는 영상 정보에 독립적이며, 각 스크린 행 내에서 위치-의존적인 가중치는 영상점(3')의 각 서브픽셀(2)을 위해 정의된다.

측정에 의해서만 제1 작동 모드에 배열된 각 소그룹의 영상점(3')의 세기 중심(intensity centroid)이 성공할 수 있어서 이 각각의 세기 중심(intensity centroid)에서 나오는 빛이 배리어 래스터(5)를 통해서 배리어 래스터(5)에서 제1 관측 거리 A'만큼 떨어진, 각 소그룹에게 할당된 관측 영역(6')으로 중심에서 들어오고, 반면 배리어 래스터(5)에서 제2 관측 거리 A만큼 떨어진, 각 소그룹에게 할당된 관측 영역(6)으로 중심에서, 치수가 고정된 배리어 래스터(5)를 통해서 각각의 세기 중심(intensity centroid)에서 나오는 빛이 들어오도록 제2 작동 모드의 각 소그룹의 영상점(3)의 세기 중심(intensity centroid)이 배열된다.

이 언급한 측정 때문에, 마지막으로 그것은 영상점(3') 내의, 제1 작동 모드의 서브픽셀(2)이, 서브픽셀(subpixel)에 의존하여 가중된 조도(illumination intensity)로, 제1 작동 모드에서, 두 소그룹 중 하나로부터, 서로 가장 가깝게 위치한 영상점(3')의 행에 있는 세기 중심(intensity centroid)의 측면 방향 거리 q가 제2 작동 모드에서 어떤 소그룹으로부터 서로 가장 가깝게 위치한 영상점(3)의 행의 세기 중심(intensity centroid)의 측면 방향 거리 m?p와 다르다.

그로 인하여 가중 함수(weighting function)가 선택되어서

r = P a/A' 및 q = (l + a/A')L

이전에 언급한 예에서

r = 0.198 mm 및 q = 0.511 mm

의 값을 얻는다.

도 3에서, 각 경우 행에 서로 옆에 놓이는 3개의 서브픽셀(2)이 동일한 영상점(3')에 할당되기 때문에, 각 영상점(3')에 있어서 3개 값을 추측하는 언급된 가중 함수(weighting function)가 4개의 인접한 영상점(3')에 있어서 해칭(hatching)을 넣어 표시된다. 이 작동 모드에서 머리 이동에서 관측 영역(3')- 더 정확하게는: 관측 영역(3')의 세기 중심(intensity centroid)-을 추적하기 위하여, 가중 함수(weighting function)는 관찰자의 검출된 머리 위치에 따라서 재정의될 수 있다.

Claims

자동입체적으로(autostereoscopically), 3차원적으로 감지가능한 영상을 표현하는 모니터로서,
- 행과 열로 배열되고 그들의 조도(illumination intensity)에서 변하며 적어도 하나의 제1 작동 모드에서 수 개의 서브픽셀(subpixel; 2)을 포함하는 복수의 영상점(3, 3')으로 조립될 수 있는 복수의 서브픽셀(2)을 가지는 매트릭스 스크린(1),
- 상기 영상점(3, 3')이 적어도 2개의 입체 필드(stereoscopic field) 중 하나에서 재생하기 위한 적어도 2개의 소그룹으로 분할되도록, 상기 적어도 2개의 입체 필드(stereoscopic field)의 영상 정보에 따라 상기 서브픽셀(2)을 활성화시키는 제어 장치(4),
- 각 상기 소그룹의 상기 영상점(3, 3')에서 나오는 빛이 측면 방향으로 이동하도록 놓이는 수개의 관측 영역 중 하나에 이르며, 이에 의해 상기 수개의 관측 영역 중 하나가 상기 영상점(3, 3')으로 할당되게 하는, 배리어 래스터(barrier raster; 5)를 포함하고,
상기 제어 장치(4)는 상기 영상 정보 외에 행마다 서브픽셀에 의존하여 가중되는 조도(illumination intensity)로 각 상기 영상점(3, 3') 내에서 상기 서브픽셀(2)을 활성화시키도록 설정되며,
상기 제어 장치는 제1 작동 모드에 대신하여, 제1 작동 모드보다, 각 상기 행의 상기 서브픽셀(2)이 더 많은 영상점(3)으로 분배되고, 상기 영상점(3)이 입체 필드(stereoscopic field)를 표현하기 위해 더 많은 소그룹으로 분할되는 제2 작동 모드로 상기 매트릭스 스크린(1)을 활성화시키도록 설정되고,
상기 제어 장치(4)는 상기 제1 작동 모드의 인접한 영상점(3')의 세기 중심(intensity centroid)의 측면 방향의 거리(r)와 상기 제2 작동 모드의 인접한 영상점(3)의 세기 중심(intensity centroid)의 측면 방향의 거리의 정수배와 서로 다르게 서브픽셀에 의존하여 가중되는 조도(illumination intensity)로, 상기 영상점(3') 내에서 적어도 하나의 두 작동 모드의 서브픽셀(2)을 활성화시키도록 설정되는 것을 특징으로 하는 모니터.
제1항에 있어서,
상기 제어 장치(4)는 측면 방향의 인접한 영상점(3')의 세기 중심(intensity centroid)의 거리(r)와 인접한 서브픽셀(2)의 측면 방향의 거리의 정수배와 다르도록, 각 영상점(3') 내에서 적어도 하나의 두 작동 모드의 서브픽셀(2)을 활성화시키도록 설정되는 것을 특징으로 하는 모니터.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 작동 모드에서 정확하게 두 입체 필드(stereoscopic field)를 표현하는 일인용 스크린(single-person screen)으로 형성되고, 상기 제2 작동 모드에서 더 많은 입체 필드(stereoscopic field)를 표현하는 다인용 스크린(multi-person screen)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 모니터.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 두 작동 모드의 상기 영상점(3, 3')은 주기적 순서로 행에서 다른 소그룹으로 할당되는 것을 특징으로 하는 모니터.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 장치(4)는 제1 작동 모드에서, 행에서 서로 가장 가깝게 놓이는 소그룹 중 하나에서 상기 영상점(3')의 세기 중심(intensity centroid)의 측면 방향의 거리(q)와 제2 작동 모드에서, 행에서 서로 가장 가깝게 놓이는 소그룹 중 하나에서 영상점(3)의 세기 중심(intensity centroid)의 측면 방향의 거리(m?q)가 다르게, 서브픽셀에 의존하여 가중되는 조도(illumination intensity)로, 상기 영상점(3) 내에서, 적어도 하나의 두 작동 모드의 서브픽셀(2)이 활성화되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 모니터.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
각 세기 중심(intensity centroid)에서 나오는 빛이 상기 배리어 래스터(5)를 통해서 제1 관측 거리(A')만큼 상기 배리어 래스터(5)에서 떨어진, 각 소그룹에 할당된 관측 영역(6')으로 중심에서 들어오도록 상기 제1 작동 모드의 각 소그룹(3')의 영상점(3)의 세기 중심(intensity centroid)이 배열되며, 반면에 각 세기 중심(intensity centroid)에서 나오는 빛이 상기 배리어 래스터(5)를 통해서 제2 관측 거리(A)만큼 상기 배리어 래스터(5)에서 떨어진, 각 소그룹에 할당된 관측 영역(6)으로 중심에서 들어오도록 상기 제2 작동 모드의 각 소그룹의 영상점(3)의 세기 중심(intensity centroid)이 배열되는 것을 특징으로 하는 모니터.
제6항에 있어서,
상기 제2 관측 거리(A)는 상기 제1 관측 거리(A')보다 큰 것을 특징으로 하는 모니터.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 작동 모드의 상기 영상점(3')은 상기 제2 작동 모드보다 많은 서브픽셀(2)로 형성되며, 상기 많은 서브픽셀은 제1 작동 모드의 모든 영상점(3')에서 동일한 것을 특징으로 하는 모니터.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
각 상기 영상점(3, 3')은 동일한 수의 다른 세 색의 서브픽셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 모니터.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 영상점(3, 3')은 적어도 3개의 연속하는 행의 서브픽셀(2)을 포함하며,
상기 제1 작동 모드의 상기 영상점(3')은 각 상기 행에서 적어도 3개의 인접하는 서브픽셀(2)을 포함하고, 상기 제2 작동 모드의 상기 영상점(3)은 각 상기 행에서 상기 제1 작동 모드의 상기 영상점(3')보다, 적은 서브픽셀(2)을 포함하는 것을 특징으로 하는 모니터.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
각 소그룹의 상기 영상점(3, 3')은 상기 행을 교차하는 일군의 등간격의 평행한 직선을 따라 배열되는 것을 특징으로 하는 모니터.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 매트릭스 스크린(1)은 액정 스크린인 것을 특징으로 하는 모니터.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배리어 래스터(5)는 상기 매트릭스 스크린의 열 방향에 평행하는 또는 상기 매트릭스 스크린의 열 방향에 대해 기울어진 격자 행, 프리즘 요소 또는 실린더 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 모니터.
복수의 영상점(3, 3')이 조도(illumination intensity)에서 변할 수 있는 하나 이상의 서브픽셀에 의해 형성되는, 매트릭스 스크린(1)을 가지는 모니터에, 자동입체적(autostereoscopic), 3차원으로 감지될 수 있는 영상으로 표현하는 방법으로서,
상기 영상점(3, 3')의 적어도 2개의 소그룹이 입체영상(stereopicture)에 결합할 수 있는 적어도 2개의 입체 필드(stereoscopic field) 중 하나를 영상화하며,
상기 영상점(3,, 3')의 상기 소그룹의 각각에서 나오는 빛이 배리어 래스터(5)를 통해 서로 옆에 놓이는 적어도 2개의 관측 영역(6, 6') 중 하나에 이르러서 상기 하나의 영역이 상기 소그룹에 할당되고,
상기 모니터는 두 작동 모드 사이에서 전환되며,
각 스크린 행 내에서의 제2 작동 모드의 상기 서브픽셀(2)이 많은 영상점(3')에서 분배되고, 상기 제2 작동 모드의 영상점(3')이 각 입체 필드(stereoscopic field)를 표현하도록, 제1 작동 모드보다, 많은 소그룹으로 분할되며,
상기 영상점(3') 내에서, 적어도 하나의 두 작동 모드의 상기 서브픽셀(2)이 상기 제1 작동 모드의 인접하는 영상점의 세기 중심(intensity centroid)의 측면 방향의 거리(r)와 상기 제2 작동 모드의 인접하는 영상점의 세기 중심(intensity centroid)의 측면 방향의 거리의 정수배와 다르게, 서브픽셀에 의존하여 가중되는 조도(illumination intensity)로 활성화되는 것을 특징으로 하는 방법.
제14항에 있어서,
각 상기 영상점(3') 내에서 서브픽셀에 의존하여 가중되는 조도(illumination intensity)로, 상기 필드의 영상 정보에서 유래하는, 영상점(3')의 각 서브픽셀(2)에 있어서 영상점(3')를 위한 세기값이 가중 함수(weighting function)의 값에 의해 곱해지며,
상기 가중 함수(weighting function)는 영상 정보에 독립적이고, 상기 영상점(3')의 각 서브픽셀(2)에 있어 각 스크린 행 내에서 위치에 의존하는 가중치(weighting)를 정의하는 것을 특징으로 하는 방법.
제14항 또는 제15항에 있어서,
측면 방향으로 인접하는 영상점(3')의 세기 중심(intensity centroid)의 거리(r)와 측면 방향으로 인접하는 서브픽셀(2)의 정수배와 다르게 가중되도록 각 상기 영상점(3') 내에서 적어도 하나의 두 작동 모드의 상기 서브픽셀(2)이 활성화되는 것을 특징으로 하는 방법.
제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 작동 모드에서, 소그룹 중 하나에서 서로 가장 가깝게 위치한 영상점(3')의 스크린 행의 세기 중심(intensity centroid)의 측면 방향의 거리(q)와 제2 작동 모드에서, 소그룹 중 하나에서 서로 가장 가깝게 위치한 영상점(3)의 스크린 행의 세기 중심(intensity centroid)의 측면 방향의 거리(m?q)가 다르게 서브픽셀에 의존하여 가중되는 조도(illumination intensity)로, 상기 영상점(3') 내에서 적어도 하나의 두 작동 모드의 상기 서브픽셀(2)이 활성화되는 것을 특징으로 하는 방법.
제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
각 상기 세기 중심(intensity centroid)에서 나오는 빛이 상기 배리어 래스터(5)를 통해 제1 관측 거리(A')만큼 상기 배리어 래스터(5)에서 떨어진, 각 소그룹에 할당된 상기 관측 영역(6')에 중심에서 이르게 제1 작동 모드의 각 소그룹의 영상점(3')의 세기 중심(intensity centroid)이 위치하며, 각 상기 세기 중심(intensity centroid)에서 나오는 빛이 상기 배리어 래스터(5)를 통해 제2 관측 거리(A)만큼 상기 배리어 래스터(5)에서 떨어진, 각 소그룹에 할당된 상기 관측 영역(6)에 중심에서 이르게 제2 작동 모드의 각 소그룹의 영상점(3')의 세기 중심(intensity centroid)이 위치하는 것을 특징으로 하는 방법.
제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 모니터로 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.