KR20150140798A - 오토스테레오스코픽 디스플레이 - Google Patents

오토스테레오스코픽 디스플레이 Download PDF

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KR20150140798A
KR20150140798A KR1020157032109A KR20157032109A KR20150140798A KR 20150140798 A KR20150140798 A KR 20150140798A KR 1020157032109 A KR1020157032109 A KR 1020157032109A KR 20157032109 A KR20157032109 A KR 20157032109A KR 20150140798 A KR20150140798 A KR 20150140798A
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리차드 에이. 뮬러
닐 아이. 웨인스톡
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솔리디디디 코포레이션
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Abstract

본 발명은, 복수의 픽셀 - 픽셀 각각은 픽셀 폭의 두 배 미만의 높이를 가짐 - 을 포함하는 디스플레이를 변경하는 방법으로서, 디스플레이를 변경하여 복수의 변경된 픽셀 - 변경된 픽셀 각각은 변경된 픽셀 폭의 적어도 두 배인 높이를 가짐 - 을 만드는 단계를 포함하며, 이러한 단계는 a) 디스플레이의 적어도 일부분을 차단하는 단계, b) 디스플레이의 서브-픽셀의 적어도 하나의 행의 인지된 위치를 광학적으로 시프트하는 단계, 및 c) 디스플레이의 서브-픽셀의 어드레싱을 변화시키는 단계 중 적어도 하나를 포함하는, 디스플레이 변경 방법에 관한 것이다.

Description

오토스테레오스코픽 디스플레이{AUTOSTEREOSCOPIC DISPLAYS}
본 출원은, 2013년 4월 9일에 출원된, "오토스테레오스코픽 디스플레이"라는 명칭의 이전 미국 가특허출원 일련번호 제61/810,250호의 이익을 청구하며, 이 가특허출원의 내용은 그 전체가 본 명세서에서 인용된다.
복수의 실시예서, 본 명세서의 디바이스, 시스템 및 방법은 일반적으로 오토스테레오스코픽 디스플레이에 관한 것이며, 예컨대 상당히 개선된 해상도를 갖는 오토스테레오스코픽 디스플레이에 관한 것이다.
다음의 정보는 후술하여 개시한 기술과, 그러한 기술이 통상 사용될 수 있는 환경을 이해할 때 독자를 돕기 위해 제공된다. 본 명세서에서 사용한 용어는, 본 문헌에서 별도로 명백하게 언급하지 않는다면 어떤 특정한 협의의 해석으로 제한하지 않고자 한다. 본 명세서에서 기재한 참고문헌은 본 명세서의 기술 또는 그 배경기술을 이해하는 것을 용이하게 할 수 있다. 본 명세서에서 언급한 모든 참고문헌의 개시는 인용된다.
종래의 오토스테레오스코픽 디스플레이는 렌즈나 시차 배리어(parallax barrier)나 기타 뷰 셀렉터(view selector)의 어레이를 사용하여 디스플레이의 복수의 픽셀이 시청하고 있는 사람의 한쪽 눈에 보일 수 있게 하고, 디스플레이의 복수의 다른 픽셀이 시청하고 있는 사람의 다른 한쪽 눈에 보일 수 있게 한다. 각각의 눈에 보일 수 있는 디스플레이의 픽셀을 격리함으로써, 스테레오스코픽 이미지의 두 개의 구성요소가 디스플레이 상에서 표시될 수 있다.
보통의 시청자의 눈은 나란하며 수평으로 정렬되므로, 렌즈의 어레이는 픽셀이 수평 배향에 따라 보일 수 있게 한다. 결국, 왼쪽 눈과 오른쪽 눈에 대응하는 픽셀은 동일한 주사선에 위치하며, 서로로부터 수평으로 변위되어 있다.
시청자의 각각의 눈은 그러므로 단지 두 개의 뷰를 갖는 오토스테레오스코픽 디스플레이에서 양분되는 수평 해상도를 갖는 이미지를 본다. 대부분의 오토스테레오스코픽 디스플레이에서, 시야는, 단지 두 개보다 많은 뷰를 가짐으로써 개선된다. 대부분은 적어도 네 개의 뷰를 가지며, 일부는 아홉 개 이상의 뷰를 가져서, 시청하고 있는 사람에 의해 인지됨에 따라 수평 해상도가 원래의 해상도의 1/4, 1/9 또는 그 미만으로 감소된다. 동시에, 시청자에 의해 인지된 이미지의 수직 해상도는 변하지 않고 유지되어, 디스플레이된 이미지의 수평 및 수직 해상도에서는 불쾌하며 알아챌 수 있는 불균형을 초래한다.
요약하면, 일 양상에서, 복수의 픽셀 - 픽셀 각각은 픽셀 폭의 두 배 미만의 높이를 가짐 - 을 포함하는 디스플레이를 변경하는 방법은 디스플레이를 변경하여 복수의 변경된 픽셀 - 변경된 픽셀 각각은 변경된 픽셀 폭의 적어도 두 배의 높이를 가짐 - 을 만드는 단계를 포함하며, 이 단계는 a) 디스플레이의 적어도 일부분을 차단하는 단계, b) 디스플레이의 서브-픽셀의 적어도 하나의 행의 인지된 위치를 광학적으로 시프트하는 단계, 및 c) 디스플레이의 서브-픽셀의 어드레싱을 변화시키는 단계 중 적어도 하나를 포함한다. a) 및/또는 b)의 경우에, 이 방법은 디스플레이의 서브-픽셀의 어드레싱을 변화시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 복수의 픽셀의 서브-픽셀의 물리적인 성질은 변화할 필요는 없다. a), b) 및/또는 c)의 동작은, 서브-픽셀을 물리적으로 변화시킬 필요 없이 서브-픽셀을 통해 변경된 디스플레이 상에 변경된 픽셀의 디스플레이를 가능케 한다.
디스플레이의 적어도 일부분을 차단하는 경우에, 이 방법은 예컨대 디스플레이의 시청 배향을 90°만큼 회전시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
복수의 픽셀 각각은 예컨대 상이한 색의 서브-픽셀로부터 형성할 수 있으며, 여기서 유사한 색의 서브-픽셀은 수직 줄무늬 패턴으로 배치된다. 서브-픽셀은 예컨대 적색 서브-픽셀, 녹색 서브-픽셀 및 청색 서브-픽셀을 포함할 수 있다.
복수의 실시예에서, 디스플레이의 서브-픽셀의 적어도 하나의 행의 인지된 위치는 프리즘 스트립을 적어도 하나의 행 위에 중첩함으로써 광학적으로 시프트된다. 디스플레이의 서브-픽셀의 복수의 행의 인지된 위치는 예컨대 프리즘 스트립을 서브-픽셀의 복수의 행 중 하나보다 많은 행 위에 중첩함으로써 광학적으로 시프트된다. 복수의 실시예에서, 디스플레이의 서브-픽셀의 복수의 행의 인지된 위치는 광학적으로 시프트되어, 상이한 색의 서브-픽셀을 포함하는 디스플레이 - 유사한 색의 서브-픽셀은 수직 줄무늬 패턴으로 배치됨 - 가 유사한 색의 서브-픽셀이 일반적으로 대각선 패턴으로 배치되는 디스플레이로서 인지되게 한다. 그러한 광학 시프팅 프리즘과 같은 광학 시프팅 디바이스 및/또는 광학 시프팅 방법은 예컨대 단일 광학 필름에서 다른 광학 디바이스 및/또는 방법과 결합될 수 있다. 예컨대, 광학적으로 시프트하는 기능은 (예컨대, 단일 광학 필름에서와 같이) 단일 광학 디바이스 또는 시스템에서 (예컨대, 렌티큘러(lenticular) 어레이 또는 마이크로렌즈 어레이에 의해 제공되는) 뷰 셀렉터 기능과 결합될 수 있다.
변경된 픽셀 각각은, 서로로부터 수직으로 변위되는 둘 이상의 서브-픽셀을 포함할 수 있다. 픽셀 각각은 예컨대 수직으로 정렬된 둘 이상의 서브-픽셀을 포함할 수 있다.
복수의 실시예에서, 변경된 디스플레이는 둘 이상의 뷰를 제공하며, 뷰 각각은 하나 이상의 변경된 픽셀을 포함한다. 이 방법은, 둘 이상의 시청 관점(viewing perspectives) 각각 마다, 뷰 중 하나가 보이게 하는 변경된 디스플레이와 동작적으로 연결되는 뷰 셀렉터를 제공하는 단계를 더 포함한다. 뷰 셀렉터는 예컨대 렌티큘러 어레이, 시차 배리어 또는 마이크로렌즈 어레이를 포함할 수 있다.
다른 양상에서, 오토스테레오스코픽 디스플레이는 복수의 변경된 픽셀; 하나 이상의 복수의 변경된 픽셀을 각각 포함하는 둘 이상의 뷰; 및 둘 이상의 시청 관점 각각 마다, 뷰 중 하나를 보이게 하는 뷰 셀렉터를 포함한다. 변경된 픽셀 각각은 변경된 픽셀 폭의 적어도 두 배의 높이를 갖는다. 변경된 픽셀은 복수의 픽셀 - 복수의 픽셀 각각은 픽셀 폭의 두 배 미만의 높이를 가짐 - 을 포함하는 디스플레이를 변경하여 복수의 변경된 픽셀을 만듦으로써 형성된다. 디스플레이를 변경하는 것은 a) 디스플레이의 적어도 일부분을 차단하는 것, b) 디스플레이의 서브-픽셀의 적어도 하나의 행의 인지된 위치를 광학적으로 시프트하는 것, 및 c) 디스플레이의 서브-픽셀의 어드레싱을 변화시키는 것 중 적어도 하나를 포함한다. 뷰 셀렉터는 예컨대 렌티큐러 어레이, 시차 배리어 또는 마이크로렌즈 어레이를 포함할 수 있다. a) 및/또는 b)의 경우에, 이 방법은 디스플레이의 서브-픽셀의 어드레싱을 변화시키는 것을 더 포함할 수 있다.
앞서 기재한 바와 같이, 디스플레이의 적어도 일부분을 차단하는 경우에, 디스플레이의 시청 배향은 90°만큼 회전할 수 있다.
복수의 픽셀 각각은, 상이한 색의 서브-픽셀로부터 형성할 수 있으며, 여기서 유사한 색의 서브-픽셀은 수직 줄무늬 패턴으로 배치된다. 서브-픽셀은 예컨대 적색 서브-픽셀, 녹색 서브-픽셀 및 청색 서브-픽셀을 포함할 수 있다.
복수의 실시예에서, 디스플레이의 서브-픽셀의 적어도 하나의 행의 인지된 위치는 프리즘 스트립을 적어도 하나의 행 위에 중첩함으로써 광학적으로 시프트된다. 디스플레이의 서브-픽셀의 복수의 행의 인지된 위치는 예컨대 프리즘 스트립을 서브-픽셀의 복수의 행 중 하나보다 많은 행 위에 중첩함으로써 광학적으로 시프트될 수 있다. 복수의 실시예에서, 디스플레이의 서브-픽셀의 복수의 행의 인지된 위치는 광학적으로 시프트되어, 상이한 색의 서브-픽셀을 포함하는 디스플레이 - 유사한 색의 서브-픽셀은 수직 줄무늬 패턴으로 배치됨 - 는 유사한 색의 서브-픽셀이 일반적으로 대각선 패턴으로 배치되는 디스플레이로서 인지되게 한다. 앞서 기재한 바와 같이, 그러한 광학 시프팅 프리즘과 같은 광학 시프팅 디바이스 및/또는 광학 시프팅 방법은 예컨대 단일 광학 디바이스 또는 시스템에서 다른 광학 디바이스 및/또는 방법과 결합될 수 있다. 예컨대, 광학적으로 시프트하는 기능은 (예컨대, 단일 광학 필름에서와 같이) 단일 광학 디바이스 또는 시스템에서 뷰 셀렉터 기능과 결합될 수 있다.
앞서 기재한 바와 같이, 변경된 픽셀 각각은, 서로로부터 수직으로 변위되는 둘 이상의 서브-픽셀을 포함할 수 있다. 픽셀 각각은 예컨대 수직으로 정렬된 둘 이상의 서브-픽셀을 포함할 수 있다.
추가 양상에서, 디스플레이는 복수의 픽셀 - 픽셀 각각은 픽셀 폭의 두 배 미만의 높이를 가짐 - 과, 복수의 변경된 픽셀 - 변경된 픽셀 각각은 변경된 픽셀 폭의 적어도 두 배의 높이를 가짐 - 을 만드는 차단부(masking)를 포함한다. 차단부는, 서브-픽셀을 물리적으로 변화시킬 필요 없이도 (예컨대, 어드레싱의 재프로그래밍을 통해) 픽셀의 서브-픽셀을 통해 디스플레이 상에 변경된 픽셀의 디스플레이를 가능케 한다.
또 다른 양상에서, 디스플레이는 복수의 픽셀 - 픽셀 각각은 픽셀 폭의 두 배 미만의 높이를 가짐 - 과, 디스플레이의 서브-픽셀의 적어도 하나의 행의 인지된 위치를 시프트하여 복수의 변경된 픽셀 - 변경된 픽셀 각각은 변경된 픽셀 폭의 적어도 두 배의 높이를 가짐 - 을 만드는 적어도 하나의 광학 메커니즘을 포함한다. 광학 메커니즘은, 서브-픽셀을 물리적으로 변화시킬 필요 없이도 (예컨대, 어드레싱의 재프로그래밍을 통해) 픽셀의 서브-픽셀을 통해 디스플레이 상에 변경된 픽셀의 디스플레이를 가능케 한다.
전술한 내용은 요약이며, 따라서 세부 내용은 간략화, 일반화 및 생략되어 있을 수 있으며, 결국 당업자는 이 요약은 오직 예시이며, 어떤 식으로든 제한하고자 하지는 않음을 이해해야 할 것이다.
다른 및 추가 특성 및 장점과 함께, 실시예를 더 잘 이해하기 위해, 수반하는 도면과 연계하여 다음의 상세한 설명을 참조한다. 청구한 발명의 범위는 첨부한 청구범위에 기재될 것이다.
도 1은 종래의 방식의 서브-픽셀 배치를 포함하는 종래의 오토스테레오스코픽 디스플레이를 도시한 도면이다.
도 2는, 사람 시청자가 인지한 수평으로 신장된 픽셀을 갖는 도 1의 종래의 오토스테레오스코픽 디스플레이를 도시한 도면이다.
도 3은, 본 발명에 따라 서브-픽셀이 재배치되는 오토스테레오스코픽 디스플레이를 도시한 도면이다.
도 4는, 본 발명에 따라 수직 픽셀로 그룹화된 서브-픽셀을 갖는 도 3의 오토스테레오스코픽 디스플레이를 도시한 도면이다.
도 5는, 사람 시청자가 인지한 수평으로-신장된 수직 픽셀을 도시하는 도 3 및 도 4의 오토스테레오스코픽 디스플레이를 도시한 도면이다.
도 6은, 픽셀이, 도 1 및 도 2의 종래의 오토스테레오스코픽 디스플레이에 의해 수평으로 신장되는 이미지를 도시한 도면이다.
도 7은, 픽셀이, 도 3 내지 도 5의 오토스테레오스코픽 디스플레이에 의해 수평으로 신장되는 이미지를 도시한 도면이다.
도 8은, 도 6 및 도 7의 왜곡된 이미지와 비교하기 위해 왜곡 이전의 도 6 및 도 7의 이미지를 도시한 도면이다.
도 9는, LCD 텔레비전의 서브-픽셀이 본 발명에 따라 재배치된 오토스테레오스코픽 디스플레이를 도시한 도면이다.
도 10은, 개인용 컴퓨터 CRT 디스플레이의 서브-픽셀이 본 발명에 따라 재배치된 오토스테레오스코픽 디스플레이를 도시한 도면이다.
도 11은 종래의 디스플레이 및, 종래의 RGB 줄무늬 패턴의 서브-픽셀 배치를 포함하는 그 확대한 부분 또는 섹션을 도시한 도면이다.
도 11b는 도 11a의 디스플레이의 배향의 90°회전을 도시한 도면이다.
도 11c는 변경된 수직 픽셀을 만들기 위한 도 11b의 회전 디스플레이의 차단부를 도시한 도면이다.
도 11d는 도 11c의 수직 픽셀 및 수직 픽셀의 행 및 열의 어드레싱을 예시한 도면이다.
도 12는, 도 11d에 예시한 바와 같이 그 변경 후 수직 픽셀을 경사진 배치로 만드는 도 11a의 복수의 디스플레이를 예시한 도면이다.
도 13a는 RGB 줄무늬 서브-픽셀 패턴을 포함하는 디스플레이의 다른 부분을 예시한 도면이다.
도 13b는, 변경된 수직 픽셀을 만들기 위한 도 13a의 디스플레이의 부분의 결정된 행에서의 서브-픽셀의 위치의 광학적 시프팅을 예시한 도면이다.
도 14a는, 동일한 색의 서브-픽셀이 일반적으로 수직으로 정렬되는 V자형 픽셀 패턴을 포함하는 디스플레이 부분을 예시한 도면이다.
도 14b는, 도 14a의 디스플레이의 부분의 회전 및 변경된 수직 픽셀을 만들기 위한 그 차단부를 예시한 도면이다.
도 14c는, 변경된 수직 픽셀을 만들기 위한 도 14a의 디스플레이의 부분의 결정된 행에서의 서브-픽셀의 위치의 광학적 시프팅을 예시한 도면이다.
도 15a는, 동일한 색의 서브-픽셀이 일반적으로 수직으로 정렬되는 RGBY 픽셀 패턴을 포함하는 디스플레이의 부분을 예시한 도면이다.
도 15b는, 도 15a의 디스플레이 부분의 회전 및 변경된 수직 픽셀을 만들기 위한 그 차단부를 예시한 도면이다.
도 15c는, 변경된 수직 픽셀을 만들기 위한 도 15a의 디스플레이 부분의 결정된 행에서의 서브-픽셀의 위치의 광학적 시프팅을 예시한 도면이다.
도 16a는, 서브-픽셀이 "델타" 패턴의 픽셀로 배치되는 디스플레이의 부분을 예시한 도면이다.
도 16b는, 수직 픽셀로 재배치되는 도 16a의 서브-픽셀을 예시한 도면이다.
도 16c는, 변경된 수직 픽셀을 만들기 위한 도 16a의 디스플레이의 부분의 결정된 행에서의 서브-픽셀의 위치의 광학적 시프팅을 예시한 도면이다.
실시예의 구성요소는, 본 명세서에서 일반적으로 기재하며 도면에 예시한 바와 같이, 기재한 예시적인 실시예 외에, 매우 다양한 상이한 구성으로 배치하고 설계할 수 있음을 쉽게 이해하게 될 것이다. 따라서, 이러한 예시적인 실시예에 대한 다음의 더 상세한 설명은, 도면에 나타낸 바와 같이, 이러한 실시예의 범위를 청구된 대로 제한하기 보다는 단지 예시적인 실시예를 대표하고자 한다.
본 명세서 전반에 걸쳐서 "일 실시예" 또는 "실시예"(등)에 대한 참조는, 이 실시예와 연계하여 기재한 특정한 특성, 구조 또는 특징이 적어도 하나의 실시예에 포함됨을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전반에 걸쳐서 여러 곳에서 문구, "일 실시예에서" 또는 "실시예에서" 등의 출현은 반드시 동일한 실시예를 모두 지칭하는 것은 아니다.
또한, 기재한 특성, 구조 또는 특징은 하나 이상의 실시예에서 어떤 적절한 방식으로 조합할 수 있다. 다음의 기재에서, 실시예를 철저히 이해하게 하기 위해 복수의 특정한 상세 내용을 제공한다. 당업자는, 그러나 여러 실시예가 특정한 상세 내용 중 하나 이상 없이 또는 다른 방법, 구성요소, 소재 등으로 실행될 수 있음을 인식할 것이다. 다른 경우에, 잘 알려진 구조, 소재 또는 동작은 모호함을 회피하기 위해 상세하게 도시되거나 기재하지 않는다.
본 명세서에서 사용되고 첨부한 청구범위에서와 같이, 단수 형태 표현(부정관사("a" 및 "an") 및 정관사("the"))은, 문맥이 그 밖에 다른 방식으로 명확히 지시하고 있지 않은 한은, 복수 형태의 참조를 포함한다. 따라서, 예컨대, 부정관사를 동반한 "픽셀"에 대한 참조는 복수의 그러한 픽셀 및 당업자에게 알려져 있는 그 등가물 등을 포함하며, 정관사를 동반한 "픽셀"에 대한 참조는 하나 이상의 그러한 픽셀 및 당업자에게 알려져 있는 그 등가물 등을 포함한다.
복수의 실시예에서, 디스플레이는 높고 얇은 "수직" 픽셀을 사용하여 오토스테레오스코픽 이미지의 뷰를 디스플레이한다. 본 명세서에서 사용된 용어, "수직 픽셀"은 이들 픽셀 폭의 적어도 두 배의 높이를 갖는 픽셀을 지칭한다. 수직 픽셀은 종종 이들 픽셀 폭의 여덟(8) 배보다 높은 높이를 갖다. 결국, 오토스테레오스코픽 디스플레이에서의 수직 픽셀의 수평 신장은 다소 균형이 잡혀서, 사람 시청자에게 일반적으로 정사각형처럼 보이는 수평으로 신장된 픽셀을 만든다. 게다가, 사람 시청자에 의해 인지된 뷰의 유효 수평 해상도는 상당히 개선되어, 오토스테레오스코픽 디스플레이가 더 고품질의 이미지를 제공할 수 있고 및/또는 추가 뷰를 제공할 수 있게 한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 수직 방향은, (예컨대, 다림줄(plumb line)에 의해 입증되는) 중력 방향과 일반적으로 정렬되는 방향을 지칭한다. 수평 방향은, 수직 방향에 일반적으로 수직인 방향을 지칭한다.
예컨대 컴퓨터 LCD 디스플레이에서의 종래의 픽셀은 세 개(3)의 서브-픽셀을 포함하며, 이들 서브-픽셀 각각은 픽셀의 최대 높이 그리고 픽셀 폭의 오직 대략 1/3을 차지한다. 다시 말해, 이들 서브-픽셀 각각은 그 폭(수평 방향)의 대략 세(3) 배의 높이(수직 방향)를 갖는다. 복수의 실시예에서, 서브-픽셀은, 각 서브-픽셀의 색을 규정하는 색 차단부를 교체함으로서 재배치되어, 디스플레이의 서브-픽셀 로직은 서브-픽셀을 재그룹화할 수 있다. 서브-픽셀은 재그룹화되어, 각각의 픽셀은 세(3) 개의 수직으로 변위되고, 수직으로 정렬되며, 수직으로 인접한 서브-픽셀을 포함한다. 결국, 각 픽셀은 그 폭의 대략 아홉(9) 배의 높이를 갖는다.
여덟(8) 개의 뷰를 가지며, 픽셀이 그 폭보다 아홉(9) 배의 높이를 갖는 오토스테레오스코픽 디스플레이에서, 해상도 손실은 두 개의 차원 사이에서 거의 동일하게 분할된다. 렌티큘러 어레이 또는 시차 배리어와 같은 뷰 셀렉터를 통해 인지된 수평으로 신장된 픽셀은 디스플레이의 정상 픽셀의 적어도 3배의 높이와 8/3(2.67배)의 폭을 갖는다. 결국, 사람 시청자에게 훨씬 더 만족감을 주는 오토스테레오스코픽 이미지가 된다.
예컨대, 도 4를 참조하면, 디스플레이(100)의 서브-픽셀(122VR, 122VG 및 122VB)은 수직 픽셀(120V)로 그룹화되며, 수직 픽셀은 그 폭의 적어도 두 배의 높이를 갖는다. 따라서, 렌티큘러 어레이(130)의 시각적 왜곡은, 종래의 오토스테레오스코픽 디스플레이의 인지된 픽셀 - 예컨대, 인지된 픽셀(16P)(도 1) - 이 근사화되는 것보다 정사각형에 더욱 가깝게 근사화되는 인지된 픽셀(120VP)을 포함하는 인지된 픽셀 어레이(110P)(도 5)를 발생시킨다.
렌티큘러 픽셀(130)과 같은 렌티큘러 어레이 외에, 다른 뷰 셀렉터가 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 요즘 사용되는 한 예는 시차 배리어이다. 렌즈렛(또는 소형 렌즈)의 어레이인 마이크로렌즈 어레이가 뷰 셀렉터로서 사용될 수 있다. 렌티큘러 어레이는 원주상(columnar)이며, 수평 차원에서만 뷰 셀렉터로서 동작하는 반면, 예컨대, 원형 렌즈렛의 어레이를 포함하는 마이크로렌즈 어레이는, 디스플레이가 90°회전한다고 하더라도 뷰 셀렉터로서 동작할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 뷰 셀렉터는, 디스플레이를 시청하는 각도에 따라 디스플레이에서 뷰를 선택하는 것이다.
게다가, "뷰"는 본 명세서에서 특정 시야각으로부터 시청자에게 표시되는 이미지의 서브셋을 지칭하는데 사용한다. 예로서, 사람 시청자의 한쪽 눈이 픽셀의 매 홀수 열을 볼 수 있으며, 이 시청자의 다른 쪽 눈이 픽셀의 매 짝수 열을 볼 수 있는 간단한 오토스테레오스코픽 디스플레이를 고려하는 것이 도움이 될 수 있다. 픽셀의 홀수 열은 하나의 뷰를 집합적으로 나타낼 것이며, 픽셀의 짝수 열은 다른 하나의 뷰를 집합적으로 나타낼 것이다. 대부분의 오토스테레오스코픽 디스플레이는 단지 둘보다 많은 뷰를 가지며, 이러한 매우 간단한 예는 단지 용어, "뷰"가 본 명세서에서 어떻게 사용되는지를 예시하는 것임을 이해해야 한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "픽셀"은, 픽셀이 부분이 되는 디스플레이가 디스플레이할 수 있는 모든 색을 디스플레이할 수 있는 픽쳐 엘리먼트(picture element)이며, "서브-픽셀"은, 주어진 픽셀의 다른 서브-픽셀의 협력 없이는 그러한 동작을 할 수 없는 픽쳐 엘리먼트이다. 요즘 사용되는 대부분의 컬러 디스플레이 디바이스는, 적-녹-청(RGB) 색 공간에서 어떠한 색을 디스플레이할 수 있는 단일 픽셀의 출현을 제공하도록 가까운 병렬 위치로 위치하는 단일 적색 서브-픽셀과, 단일 녹색 서브-픽셀과, 단일 청색 서브-픽셀을 포함한다. 적색, 녹색 및 청색과 같은 여러 색 성분의 서브-픽셀을 만드는 것 - 뿐만 아니라 특정한 색의 단일 픽셀을 발생시키도록 개별 서브-픽셀을 어드레싱 및 제어하는 것 - 은 잘 알려져 있어서 본 명세서에서는 기재하지 않는다.
실시예의 인정 및 이해를 용이하게 하기 위해, 종래의 오토스테레오스코픽 디스플레이에서의 서브-픽셀 배열을 도 1 및 도 2에 도시한다. 도 1 및 도 2의 오토스테레오스코픽 디스플레이의 설계 및 기능은 알려져 있어서, 본 명세서에서는 단지 기재하여, 여러 실시예의 인정 및 이해를 용이하게 한다.
디스플레이(10)의 (예컨대, 모니터나 텔레비전과 같은 디바이스의) 부분(12)은 확대하여 도시하며, 이 예에서는 횡단면도로 도시한 렌티큘러 어레이(14)인 뷰 셀렉터와 수직 정렬되어 있다. 부분(12)은, 일반적으로, 요즘 이용 가능한 대부분의 디지털 디스플레이의 서브-픽셀 구성인 개별 픽셀(16)을 포함한다. 상세하게도, 픽셀(16) 각각은, 예컨대 적색 서브-픽셀(18R), 녹색 서브-픽셀(18G) 및 청색 서브-픽셀(18B)과 같은, 픽셀의 일반적으로 정사각형 영역에서 나란한, 상대적으로 얇고, 상대적으로 높은 직사각형 적색, 녹색 및 청색 서브-픽셀을 포함하는 일반적으로 정사각형 형상을 갖는다. 도 1의 서브-픽셀 패턴은 종종 RGB 줄무늬 패턴이라 칭한다.
렌티큘러 어레이(14)는 여섯 개의 픽셀 중 하나를 시청하는 사람의 각각의 눈에 표시한다. 따라서, 렌티큘러 어레이(14)는, 여러 시야각으로부터 시청할 수 있는 여섯(6) 개의 상이한 뷰를 제공한다. 렌티큘러 어레이(14)는 뷰의 표시한 픽셀의 출현을 왜곡시켜, 여섯(6) 개의 모든 기저의 픽셀의 공간 전체를 본질적으로 채운다. 그러한 구성은 인지된 픽셀(12P)(도 2)로 예시하며, 이러한 픽셀은 인지된 서브-픽셀(18RP, 18GP 및 18BP)을 포함한다. 보통의 픽셀(16)(도 1)의 크기에 비해, 인지된 부분(12P)의 단일 인지된 픽셀(16P)(도 2)은 수평 차원으로 600% 연장되며, 수직 방향으로는 전혀 연장되지 않는다.
전체적으로 그리고 오직 수평 방향으로 연장되는 픽셀의 결과는 인지된 이미지의 심각한 왜곡이며, 그러한 왜곡은 도 6의 이미지로 도시한다. 대조적으로, 본 명세서에서 기재한 방식으로 수직 픽셀(120V)(도 4)을 사용하면, 도 7에 도시한 이미지를 얻는다. 원래의 풀-해상도 이미지를 도 8에 도시하여 비교한다. 두 이미지는 동일한 양만큼 감소한 해상도를 갖지만, 도 7의 이미지가 맨드릴 원숭이의 얼굴의 청색 부분의 주름 형상(ribbed shape)을 명확히 도시하는 반면, 그러한 디테일은 도 6의 이미지에서는 완전히 손실됨을 관찰해야 한다. 유사하게, (시청자의 오른쪽에 대한) 맨드릴 원숭이의 왼쪽 눈은 도 6에서는 심하게 일그러져 보이지만, 도 7에서는 적절한 형상을 갖고 형성되게 보인다. 수많은 다른 바람직하지 않은 아티팩트는 도 6에서 심각하게 두드러지며, 도 7에서는 상당히 완화된다.
수직 픽셀(120V)은, 주어진 픽셀의 상대적으로 크고, 얇은 직사각형 서브-픽셀이 수직으로 서로로부터 변위된다는 점에서 또한 "수직"이다. 상세하게는, 주어진 수직 픽셀(120V)은 디스플레이(100)의 하나의 주사선으로부터의 적색 서브-픽셀과, 디스플레이(100)의 상이한 주사선으로부터의 노색 서브-픽셀과, 디스플레이(100)의 또 다른 주사선으로부터의 청색 서브-픽셀을 포함한다. 디스플레이(100)는 복수의 실시예에서 주어진 색의 전체 주사선 - 예컨대 각 주사선은 전체적으로 적색, 녹색 또는 청색 서브-픽셀임 - 을 가질 수 있지만, 서브-픽셀은 도 3에 도시한 바와 같이 엇갈리게 배치되어, 디스플레이(100)는 또한 일반적으로 정사각형의 수평 픽셀(120)을 사용할 수 있어서 렌티큘러 어레이(130) 없이 풀 해상도로 이미지를 시청할 수 있다(도 4). 일반적으로, 일반적으로 정사각형인 픽셀은 고해상도, 2차원 디스플레이에서 바람직할 수 있다. 본 명세서에서 사용한 바와 같이, 픽셀의 높이가 픽셀의 폭의 최대 1.5배이고 픽셀의 폭이 픽셀의 높이의 최대 1.5배라면, 픽셀은 "일반적으로 정사각형"이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 적색 서브-픽셀(122VR)과, 청색 서브-픽셀(122VB)과, 녹색 서브-픽셀(122VG)은 서로로부터 수직으로 변위되고, 수직으로 정렬되며, 집합적으로 단일 수직 픽셀(120V)을 나타낸다. 결과는, 수직 픽셀(120V)은 통상의 픽셀, 예컨대 픽셀(16)(도 1)의 높이의 세 배이며 그 폭의 1/3배라는 점이다. 게다가, 수직 픽셀(120V)은 그 폭의 대략 아홉(9) 배의 높이이다. 일반적으로, 우수한 결과는, 수직 픽셀이 그 폭이 적어도 두 배의 높이를 가질 때, 달성된다. 그러한 차원의 픽셀은, 종래의 비-오토스테레오스코픽 디스플레이에서 사용될 때, 바람직하지 않은 아티팩트를 발생시키는 반면, 그러한 크고, 얇은 픽셀은 본 명세서에서 기재한 바와 같이 오토스테레오스코픽 디스플레이에서 바람직한 결과를 제공한다.
픽셀의 높이가 그 길이를 초과하는 특정한 양은 렌티큘러 어레이(130)의 특정한 구성에 의존한다. 일반적으로, 최상의 결과는, 렌티큘러 어레이(130)를 통해 인지된 수직 픽셀이 거의 정사각형에 가깝게 근사화될 때, 달성된다.
도 9 및 도 10은, 각각 LCD 텔레비전 디스플레이 및 컴퓨터 CRT 디스플레이의 서브-픽셀을 사용하는 수직 픽셀을 유사하게 도시한다. 디스플레이 부분(910)의 서브-픽셀 배치(도 9)는 수직 픽셀(920V) 및 일반적으로 정사각형 픽셀(920)을 가능케 한다. 수직 픽셀(920V)은 그 폭의 8.12배의 높이를 갖는다. 유사하게, 디스플레이 부분(1010)의 서브-픽셀 배치(도 10)는 수직 픽셀(1020V) 및 일반적으로 정사각형 픽셀(1020)을 가능케 한다. 픽셀(1020)이 삼각형 형상으로 배치된 실제로 세 개(3)의 원형 서브-픽셀이지만, 픽셀(1020)은 앞서 규정한 바와 같이 "일반적으로 정사각형"이다. 수직 픽셀(1020V)은 그 폭의 8.85배의 높이를 갖는다.
도 4, 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 종래의 공간 관계로 서브-픽셀을 재그룹화하여 수직 픽셀을 형성하면, 통상적으로는 결국 그 폭의 적어도 여덟(8) 배의 높이를 갖는 픽셀을 얻는다.
디스플레이(100)에서의 서브-픽셀(122VR, 122VB 및 122VG)을 배치하여(도 4) 수직 픽셀(120V)을 형성하기 때문에, 렌티큘러 어레이(130)는, 동일한 수의 픽셀에 대한 렌티큘러 어레이(14)(도 1)가 갖는 원통형 렌즈의 세(3) 배를 갖는다. 다시 말해, 렌티큘러 어레이(130)의 각 원통형 렌즈(도 4)는, 수직 픽셀(120V)(도 4)의 감소한 폭(1/3)의 결과로서, 렌티큘러 어레이(14)(도 1)의 원통형 렌즈의 폭의 1/3이다. 결과는, 인지된 수직 픽셀(120VP)과 같이 인지된 수직 픽셀을 포함하는 인지된 부분(110P)(도 5)이다. 인지된 픽셀(16P)(도 2)이 픽셀(16)(도 1)의 크기의 600%인 것과 같이, 인지된 수직 픽셀(120VP)은 픽셀(120)(도 3)의 크기의 600%이다. 그러나 크기의 증가 - 및 대응하는 해상도 손실 - 가 모두 일 차원에 있는 인지된 픽셀(16P)과 달리, 인지된 수직 픽셀(120VP)(도 5)은 두 차원 사이의 해상도 손실과 크기의 증가를 공유한다. 인지된 수직 픽셀(120VP)은 픽셀(120)(도 3)의 폭의 두 배이며 그 높이의 세 배이다. 따라서, 인지된 수직 픽셀(120VP)(도 5)은 인지된 픽셀(16P)(도 2)이 근사화되는 것보다 상당히 더욱 가깝게 정사각형 픽셀로 근사화된다.
앞서 주목한 바와 같이, 수평 차원에서 육(6)의 팩터만큼 그리고 수직 차원에서는 전혀 아닌 해상도의 감소는 결국 도 6에 도시한 것과 같은 이미지를 얻으며, 수평 차원에서의 이(2)의 팩터만큼 그리고 수직 차원에서의 삼(3)의 팩터만큼의 해상도 감소는 결국 도 7에 도시한 것과 같은 이미지를 얻는다. 결과는, 시청하는 사람이 인지한 오토스테레오스코픽 이미지의 인지된 이미지 품질을 극적으로 높인다.
본 명세서의 복수의 실시예에서, 앞서 기재한 바와 같이 수직 픽셀을 형성하는데 적절한 서브-픽셀 패턴은 예컨대 각각의 서브-픽셀의 색을 규정하는 적절한 색 차단부를 교체함으로써, 디스플레이의 제조 동안 형성한다. 대안적으로, 적절한 서브-픽셀 패턴은 예컨대 디스플레이의 제조 동안 (OLED 기술에서 알려져 있는 바와 같은) 기판 상에 유기 발광 디바이스(OLED)의 적절한 퇴적을 통해 형성될 수 있다.
다른 실시예에서, 예컨대, 고해상도의 2차원 이미지의 디스플레이용으로 제조한 디스플레이는, 그룹화 시에 서브-픽셀을 어드레싱하여 수직 픽셀을 형성함으로써, 디스플레이의 제조 이후 (그리고 디스플레이의 서브-픽셀을 형성하는 물리적인 요소를 포함하는 기존의 하드웨어를 실질적으로 변화시키지 않고도) 변경될 수 있어서 본 명세서에서 기재된 바와 같이 수직 픽셀을 제공할 수 있다. 예컨대, 도 10의 디스플레이 부분(1010)을 참조하면, 일반적으로 정사각형 픽셀(1020)은 "델타" 픽셀 패턴으로 종종 지칭하는 것으로 형성한다. 디스플레이 부분(1010)의 서브-픽셀을 재배치하거나 재그룹화하여 수직 픽셀(1020V)을 형성하면, 예컨대, 프로세서(1040)와 통신 연결되어 메모리 시스템(1030)에 저장된 소프트웨어를 통해 달성할 수 있다. 디스플레이(100)의 기존의 하드웨어에는 어떤 변화도 필요하지 않다.
다른 실시예에서, 차단부가 사용될 수 있어서, 디스플레이의 서브-픽셀의 영상비를 변경할 수 있어서, 본 명세서에서 기재한 바와 같이 수직 픽셀인 변경된 픽셀을 만들 수 있다. 도 11a는, 예컨대 디스플레이(10)의 확대한 부분(12a)을 예시한다(도 1 참조). 도 1과 연계하여 기재한 바와 같이, 디스플레이의 부분(12a)은, 픽셀(16)의 일반적으로 정사각형 영역에서 나란한 상대적으로 큰, 직사각형의 적색, 녹색 및 청색 서브-픽셀 - 예컨대, 적색 서브-픽셀(18R), 녹색 서브-픽셀(18G) 및 청색 서브-픽셀(18B) - 로부터 형성된 개별적인, 일반적으로 정사각형 픽셀(16)을 포함한다. 도 11b에 예시한 RGB 줄무늬 패턴이 현재 이용 가능한 디지털 디스플레이에서 (및 상세하게는 텔레비전에 사용된 것과 같은 대형 디스플레이 용으로) 사용되는 가장 공통적인 서브-픽셀 패턴이다. 픽셀(16)은, 예컨대 XiYj, XiYj +1 등과 같은 수평 및 수직 좌표(또는 열/행)로 어드레싱될 수 있으며, 예컨대 1080p 고선명 텔레비전(HDTV)에서 통상적인 1920×1080(수평×수직)과 같은 디스플레이 해상도를 규정할 수 있다. 간략히, 도 11a에서의 상부 좌측 픽셀(16)은 X1Y1으로 지정한다.
도 11b에 예시한 바와 같이 90°만큼 디스플레이(10)를 회전하면, 결국 수직보다는 수평으로 연장하는 RGB 줄무늬를 얻는다. 도 11b의 배향에서, 예로서 공통적인 1080p 디스플레이를 사용하면, 디스플레이(10)는 수평으로 진행하는 1080-픽셀-해상도 변과, 수직으로 진행하는 1920-픽셀-해상도 변을 갖는다. 그에 따라, 그 원래의 16:9 영상비(이때, 16은 원래의 수평 차원 또는 폭임)는 9:16 영상비(이때, 9는 수평 차원 또는 폭임)로 전환된다.
복수의 실시예에서, 디스플레이(10)를 수직 픽셀의 패턴으로 전환하기 위해, 도 11c에 예시한 바와 같이 각각의 원래의 픽셀(16)의 수평으로 연장하는 영역의 2/3을 차단한다(이 도면에서, 차단된 영역은 검은색 영역으로 나타낸다.). (도 11a의 배향에서 원래의 열(X1, X2, X3 등)에 대응하는) 도 11c의 배향에서의 원래의 픽셀(16)의 수직으로 인접한 행 사이에서, 차단 영역은 원래의 픽셀(16)의 폭의 1/3만큼 오프셋된다. 차단부는, 예컨대 인쇄 기술에서 알려져 있는 바와 같이 적절한 미세 인쇄 헤드를 포함하는 프린트를 통해 실현할 수 있다. 역전 가능한 또는 제어 가능한 차단부를, 예컨대 LCD-기반의 차단 스크린을 사용하여 실현할 수 있다.
도 11d에 예시한 바와 같이, 변경된 픽셀(16V)의 행(Y'1, Y'2, Y'3 등)은, 세 개의 수직으로 오프셋된 픽셀(16V)의 그룹을 포함하여 원래의 일반적으로 정사각형인 픽셀(16)을 변경된 수직 픽셀(16V)로 재프로그램하도록 규정된다. 이러한 차단부는 디스플레이의 서브-픽셀의 물리적인 성질을 변경하기보다는, 그러한 서브-픽셀을 수직의 서브-픽셀로 디스플레이하는 방법을 제공한다.
도 11d의 차단된 디스플레이에서 이제는 수직 열(X'1, X'2, X'2 등)인 것에 평행하게 정렬된 렌티큘러 렌즈 하에서 그룹화될 때, 디스플레이(10)는 이제, 예컨대 도 11a에 예시한 바와 같이 변경되지 않은 또는 차단되지 않은 디스플레이(10)와 비교하여, 3배의 열 또는 뷰의 수평 개수를 보여줄 수 있다. 수평 해상도의 증가는, 어떤 주어진 전체 디스플레이 밝기를 가진 디스플레이(10)가 방출하는 광의 대략 2/3배의 손실과 3배 적은 수직 해상도를 보이는 희생이 따른다. 디스플레이(10)가 원래 1920×1080의 해상도를 가졌던 경우에, 90°만큼 회전하고 앞서 기재한 바와 같이 차단한 후, 그 해상도는 3240×640(수평×수직)이 된다. 이런 점에서, 회전 이후, 원래의 픽셀(16)이 갖는 해상도는 1080×1920이다. 차단하고 재프로그램하여 변경된 수직 픽셀(16V)을 만들면, 수평 해상도는 세 배가 되는 반면(1080×3=3240), 수직 해상도는 차단 및 재프로그램 이전의 수직 해상도의 1/3이 된다(1920×1/3=640). 차단 및 재프로그램(하여 픽셀을 리어드레싱한) 후, 디스플레이(10)는 예컨대 도 12에 예시한 바와 같이 어떤 식으로 경사지게 할 수 있어서, 바람직한 영역의 경사진 디스플레이(10')를 제공할 수 있다.
도 13a 및 도 13b는, 디스플레이(10)와 같은 디스플레이를 변경하여 본 명세서에서 기재한 바와 같이 수직 픽셀을 보이기 위한 다른 방법을 예시한다. 도 13a는 디스플레이(10)의 다른 확대한 부분(12b)을 예시한다. 도 13b에 예시한 바와 같이, (도 13b의 배향으로) 수평으로 연장하는 프리즘/프리즘 스트립(1100a 및 1100b)(예컨대, 프레넬 프리즘 스트립)의 중첩이 사용되어 예컨대 왼쪽으로 또는 오른쪽으로 중 어느 쪽으로 직렬로 된 서브-픽셀의 매 세 개의 행 중 두 개의 행으로부터 광을 시프트할 수 있다. 그러한 서브-픽셀의 시프트는 결국, 도 13a의 부분(12b)에서 예시한 동일한 색의 서브-픽셀의 원래의 수직 또는 줄무늬 정렬보다는 도 13b의 인지된 부분(12b')에서 동일한 색의 서브-픽셀의 일반적으로 대각선으로 인지된 정렬을 얻는다. 그러한 대각선 서브-픽셀 배치에서의 서브-픽셀은 (예컨대 소프트웨어 프로그래밍을 통해) 도 13b에 예시한 바와 같이 수직 픽셀(16V')로 쉽게 배치/재그룹화된다. 디스플레이의 서브-픽셀의 물리적인 성질은 변하지 않는다. 일부 서브-픽셀의 위치를 광학적으로 시프트하며 프로그래밍을 어드레싱하는 것은, 그러나 그러한 서브-픽셀을 수직 서브-픽셀로서 디스플레이하는 방법을 제공한다.
도 13b에서, 각각의 프리즘 스트립(1110 및 1120)의 영역은 두꺼운 검은색 선으로 윤곽이 그려져 있다. 예시한 실시예에서, 서브-픽셀의 제1 행은 시프트되지 않아, 프리즘 스트립은 필요하지 않다. 이것은 제1 행의 오른쪽에 "0" 시프트 표기로 나타낸다. 픽셀의 제2 행은 그 위에 중첩되는 프리즘 스트립(1110)을 가져서 제2 행의 서브-픽셀의 인지된 위치를 왼쪽으로 1 서브-픽셀의 폭만큼 시프트하며, 이러한 시프트는, 제2 행의 오른쪽에 -1 시프트 표기로 나타낸다. 픽셀의 제3 행은 그 위에 중첩되는 프리즘 스트립(1120)을 가져서 제2 행의 서브-픽셀의 인지된 위치를 오른쪽으로 1 서브-픽셀의 폭만큼 시프트하며, 이러한 시프트는 제3 행의 오른쪽에 +1 시프트 표기로 나타낸다. 이러한 시프팅 패턴은 디스플레이(10)의 세 행의 각 그룹마다 반복된다. 프리즘 스트립(1110)의 평면도와 프리즘 스트립(1110)의 측면 횡단면도를 또한 도 13b에 예시한다. 서브-픽셀, 픽셀(16V) 및 프리즘 스트립(1110 및 1120)은 도 13b에는 실제 축적대로 나타내고 있지 않다.
56-인치 직경(46-인치 폭)(1인치: 2.54센티미터)의 쿼드 풀 HD("QFHD" 또는 3840×2160) 해상도 디스플레이의 예에서, 프리즘 스트립의 프리즘은 예컨대, 1.5의 인덱스와 2°의 정점각에 대응하는 1°편향을 필요로 할 수 있다. 앞서 기재한 바와 같이 세 개의 세트로 교대되는 행이 예컨대, 광학 필름 상에 형성된 프리즘 스트립을 사용하여 달성할 수 있다. 광학 필름은 디스플레이(10) 위에 중첩된다. 각 프리즘의 수평 차원은 예컨대 전체 필름 두께 및 이미지 정확도에 있어서 최적화될 수 있는 반면, 수직 픽셀이 인접한 프리즘 사이에서 분할되지 않음을 보장한다. 프리즘 스트립(1110 및 1120)은 대응하는 또는 기저의 서브-픽셀 행과 정밀하게 수직으로 정렬되어야 한다. 시프트의 순서 및/또는 정도는 예컨대 렌즈 어레이의 정확도를 최적화하도록 변경할 수 있다. 게다가, 단일 광학 층의 마이크로렌즈 어레이는 (예컨대 도 13b에 예시한 바와 같이) 픽셀의 인지된 픽셀을 광학적으로 시프트하는데 사용될 수 있으며 또한 앞서 기재한 바와 같이 뷰 셀렉터로서 사용될 수 있다.
프리즘이 앞서 기재한 바와 같이 서브-픽셀의 위치를 시프트하는데 사용되는 경우에 (디스플레이에 대해) 상대적으로 큰 수직으로 변위된 각으로부터 디스플레이를 시청할 때 수직으로 인접한 행 사이의 "혼신"을 방지하는 것을 돕기 위해, 차단부가, 예컨대 사용될 수 있어서, 특정한 프리즘 또는 프리즘 스트립에 의해 수직으로 중첩되거나 정렬되지 않는 서브-픽셀 또는 서브-픽셀의 일부분의 시청을 방지할 수 있다. 그러한 차단부는 도 13b에서 수평선(15b)으로 나타낸다. 차단부(15b)로 인해, 디스플레이는 예컨대 프리즘을 통해 이 프리즘에 의해 직접 중첩되지 않는 픽셀 또는 픽셀의 일부분을 시청하지 않고도 최대 상방 또는 하방각으로부터 시청할 수 있다.
앞서 기재한 미리-제조한 또는 표준 디스플레이 (및/또는 그 조합)을 변경하는 기술은, 예컨대 RGB-줄무늬 패턴이 아닌 많은 상이한 타입의 서브-픽셀 패턴과 연계하여 사용할 수 있다. 예컨대, 도 14a는, 종종 V자형 패턴으로서 지칭되는 서브-픽셀 패턴을 포함하는 디스플레이 부분(1212)을 예시한다. 도 14b에서, 디스플레이 (및 그에 따라 디스플레이 부분(1212)은 90°회전하였으며, 차단부가 도 11b 내지 도 11d와 연계하여 앞서 기재한 것과 유사한 방식으로 수직 픽셀(1216V)을 만들기 위해 적용되었다. 도 14b의 실시예에서, 상대적으로 간단한 차단 패턴이 사용되어 일반적으로 직사각형의 수직 픽셀을 만들었다. 그러나 예컨대 V자형 서브-픽셀의 경사진 둘레를 따르는 더욱 복잡한 차단부가 사용될 수 있다.
도 14c에서, 디스플레이 부분(1212)의 행은 도 13b와 연계하여 기재한 것과 유사한 방식으로 시프트하였다. 그런 면에서, 프레넬 프리즘 스트립과 같은 프리즘 스트립의 중첩(미도시)이 사용되어, 예컨대 왼쪽으로 또는 오른쪽으로 중 어느 쪽으로 직렬로 된 서브-픽셀의 매 세 개의 행 중에서 두 개로부터 광을 시프트할 수 있다. 다시 한번, 서브-픽셀의 시프트는 결국, 도 14a의 부분(1212)에 예시한 동일한 색의 서브-픽셀의 원래의 일반적으로 수직인 정렬보다는 도 14c의 인지된 디스플레이 부분(1212')에서 동일한 색의 서브-픽셀의 일반적으로 대각선 정렬을 얻는다. 상이한 색의 서브-픽셀은 반복되는 패턴으로 일반적으로 수직으로 정렬된다. 그러한 대각선 서브-픽셀의 배치의 서브-픽셀은 그에 따라 도 14c에 예시한 바와 같이 수직 픽셀(1216V')에 쉽게 배치 및/또는 재그룹화된다.
도 15a는, 적색, 녹색, 청색 및 황색(RGBY) 서브-픽셀의 수직 열 또는 "줄무늬"를 갖는 서브-픽셀 패턴을 포함하는 디스플레이 부분(1312)을 예시한다. 도 15b에서, 디스플레이 (및 그에 따라 디스플레이 부분(1312))은 90°회전하였으며, 차단부가 적용되어, 도 11b 내지 도 11d와 연계하여 앞서 기재한 것과 유사한 방식으로 수직 픽셀(1316V)을 만들었다.
도 15c에서, 디스플레이 부분(1212)의 서브-픽셀의 행은 도 13b와 연계하여 기재한 것과 유사한 방식으로 시프트되었다. 앞서 기재한 바와 같이, 프레넬 프리즘 스트립과 같이 (도 15c에 도시하지 않은) 프리즘 스트립의 중첩이 직렬로 된 서브-픽셀의 매 4개의 행 중 3개로부터 광을 시프트할 수 있다. 앞서 기재한 바와 같이, 서브-픽셀의 행의 시프트는 결국, 도 15a의 부분(1312)에 예시한 동일한 색의 서브-픽셀의 원래의 일반적으로 수직 정렬보다는 도 15c의 인지된 부분(1312')에서의 동일한 색의 서브-픽셀의 (단일 서브-픽셀 폭 오프셋을 갖는) 일반적으로 대각선 정렬을 얻는다. 그러한 대각선 서브-픽셀 배치에서의 서브-픽셀은 도 15c에 예시한 바와 같이 수직 픽셀(1316V')에서 쉽게 배치/재그룹화된다.
도 16a는, 적색, 녹색 및 청색 서브-픽셀을 포함하는 "델타" 서브-픽셀 패턴을 포함하는 디스플레이 부분(1412)을 예시한다. 디스플레이 부분(1412)의 서브-픽셀은, (도 16a의 배향에서) 그 폭의 대략 3배의 높이를 가지며, 서브-픽셀의 폭의 대략 1/2만큼 (인접한 행 사이에서) 오프셋되어 도 16a에 예시한 바와 같이 델타-형상 픽셀(1416)을 형성한다. 도 16b에서, 서브-픽셀의 그룹화는 재프로그램되어 수직 픽셀(1416V)을 형성한다.
수직 픽셀(1416V)의 경우에, 각각의 수직 픽셀(1416V)의 적색, 녹색 및 청색 서브-픽셀은 정확히 수직으로 정렬되기보다는 서브-픽셀의 폭의 대략 1/2만큼 오프셋된다. 수직 픽셀(1416V)은, 예컨대 도 16b에서 점선 직사각형으로 나타낸 바와 같이 대략 4.5의 높이 대 폭의 비를 갖는 것으로 기재할 수 있다. 예컨대, 수직으로 배향되거나 원주상 렌티큘러 어레이를 사용하여, 픽셀, 즉 픽셀(1416V)의 부분이, 그러한 픽셀(1416V)이 나타나지 않아야 하는(즉, "혼신"이 발생할 수 있는) 특정한 뷰로 표시될 수 있다. 일부 혼신이 특정한 실시예에서 허용될 수 있다. 그러나 혼신은 복수의 실시예로 최소화된다. 혼신은, 예컨대 수직 픽셀(1416V)의 수직으로 변위되는 서브-픽셀의 오프셋의 각도와 유사하거나 동일한 각도를 갖는 경사진 렌티큘러 어레이(1430)를 포함하는 뷰 셀렉터를 사용하여 도 16b의 경우에 최소화될 수 있다. 마찬가지로, 오프셋 마이크로렌즈 어레이는 뷰 셀렉터로서 사용할 수 있다. 게다가, 차단부가 혼신을 감소시키거나 제거하는데 사용될 수 있다.
도 16c는, 서브-픽셀이 수직으로 정렬되며 변경된 수직 픽셀(1416V)을 형성하도록 그룹화되는 인지된 디스플레이 부분(1412')을 제공하는 디스플레이 부분(1412)의 픽셀의 행의 광학적 시프트를 예시한다. 또한, 앞서 기재한 다른 실시예처럼, 디스플레이 부분(1412)은 또한 90°회전될 수 있으며 차단부가 수직 픽셀을 만들기 위해 사용될 수 있다.
본 개시는 예시 및 기재를 목적으로 제공하였지만, 배타적 또는 제한적이고자 하지는 않는다. 많은 변형 및 변경이 당업자에게 명백할 것이다. 원리 및 실제 응용을 설명하며, 당업자가, 상정한 특정 용도에 맞게 여러 변형이 이뤄진 여러 실시예에 대한 개시를 이해할 수 있기 위해서, 예시적인 실시예를 선택하여 기재하였다.
따라서, 예시적인 실시예를 본 명세서에서 수반하는 도면을 참조하여 기재하였을지라도, 본 기재는 제한적인 것은 아니며 여러 다른 변화 및 변형이 본 개시의 범위와 사상에서 벗어나지 않고 당업자에 의해 본 기재에 이뤄질 수 있음을 이해해야 한다.

Claims (34)

  1. 복수의 픽셀 - 상기 픽셀 각각은 픽셀 폭의 두 배 미만의 높이를 가짐 - 을 포함하는 디스플레이를 변경하는(modify) 방법에 있어서,
    복수의 변경된 픽셀―상기 변경된 픽셀 각각은 상기 변경된 픽셀 폭의 적어도 두 배의 높이를 가짐―을 만들기 위해 상기 디스플레이를 변경하는 단계를 포함하며,
    상기 디스플레이를 변경하는 단계는,
    a) 상기 디스플레이의 적어도 일부분을 차단하는(masking) 단계;
    b) 상기 디스플레이의 서브-픽셀의 적어도 하나의 행(row)의 인지된 위치를 광학적으로 시프트하는 단계; 및
    c) 상기 디스플레이의 서브-픽셀의 어드레싱(addressing)을 변화시키는 단계
    중 적어도 하나를 포함하는 것인, 디스플레이 변경 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    a) 또는 b) 이후에, 상기 디스플레이의 서브-픽셀의 어드레싱을 변화시키는 단계를 더 포함하는, 디스플레이 변경 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이의 적어도 일부분을 차단하는 단계의 경우에, 상기 디스플레이의 시청 배향(viewing orientation)을 90°만큼 회전하는 단계를 더 포함하는, 디스플레이 변경 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 픽셀 각각은 상이한 색의 서브-픽셀로부터 형성되며, 유사한 색의 서브-픽셀은 수직 줄무늬 패턴으로 배치되는 것인, 디스플레이 변경 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 서브-픽셀은 적색 서브-픽셀, 녹색 서브-픽셀 및 청색 서브-픽셀을 포함하는 것인, 디스플레이 변경 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 픽셀 각각은 상이한 색의 서브-픽셀로부터 형성되며, 유사한 색의 서브-픽셀은 수직 줄무늬 패턴으로 배치되는 것인, 디스플레이 변경 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 서브-픽셀은 적색 서브-픽셀, 녹색 서브-픽셀 및 청색 서브-픽셀을 포함하는 것인, 디스플레이 변경 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이의 서브-픽셀의 적어도 하나의 행의 인지된 위치는 프리즘 스트립을 상기 적어도 하나의 행 위에 중첩함으로써 광학적으로 시프트되는 것인, 디스플레이 변경 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이의 서브-픽셀의 복수의 행의 인지된 위치는 프리즘 스트립을 상기 서브-픽셀의 복수의 행 중 하나보다 많은 행 위에 중첩함으로써 광학적으로 시프트되는 것인, 디스플레이 변경 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이의 서브-픽셀의 적어도 하나의 행의 인지된 위치를 광학적으로 시프트하는 것은 단일 시스템에서 다른 광학 기능과 결합되는 것인, 디스플레이 변경 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 디스플레이의 서브-픽셀의 적어도 하나의 행의 인지된 위치를 광학적으로 시프트하는 것은 단일 광학 필름에서 뷰 선택부와 결합되는 것인, 디스플레이 변경 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이의 서브-픽셀의 복수의 행의 인지된 위치는, 상이한 색의 서브-픽셀을 포함하며 유사한 색의 서브-픽셀이 수직 줄무늬 패턴으로 배치되는 디스플레이가, 유사한 색의 서브-픽셀이 전체적으로 대각선 패턴으로 배치되는 디스플레이로서 인지되게 하기 위해, 광학적으로 시프트되는 것인, 디스플레이 변경 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 변경된 픽셀 각각은, 수직으로 정렬되는 둘 이상의 서브-픽셀을 포함하는 것인, 디스플레이 변경 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 변경된 디스플레이는, 하나 이상의 변경된 픽셀을 각각 포함하는 둘 이상의 뷰(view)를 제공하는 것인, 디스플레이 변경 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    둘 이상의 시청 관점(viewing perspective) 각각에 대하여, 상기 뷰 중 하나가 보이게 하는, 상기 변경된 디스플레이와 동작적으로 연결되는 뷰 셀렉터를 제공하는 단계를 더 포함하는, 디스플레이 변경 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 뷰 셀렉터는, 렌티큘러 어레이(lenticular array), 시차 배리어(parallax barrier) 또는 마이크로렌즈 어레이를 포함하는 것인, 디스플레이 변경 방법.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 변경된 픽셀 각각은, 서로로부터 수직으로 변위되는 둘 이상의 서브-픽셀을 포함하는 것인, 디스플레이 변경 방법.
  18. 오토스테레오스코픽(autostereoscopic) 디스플레이에 있어서,
    복수의 변경된 픽셀;
    하나 이상의 상기 복수의 변경된 픽셀을 각각 포함하는 둘 이상의 뷰(view); 및
    둘 이상의 시청 관점(viewing perspective) 각각에 대하여 상기 뷰 중 하나를 보이게 하는, 뷰 셀렉터
    를 포함하며,
    상기 변경된 픽셀 각각은,
    상기 변경된 픽셀 폭의 적어도 두 배의 높이를 가지며,
    상기 복수의 변경된 픽셀을 만들기 위해, 각각 픽셀 폭의 두 배 미만의 높이를 갖는 복수의 픽셀을 포함하는 디스플레이를 변경함으로써 형성되며,
    상기 디스플레이를 변경하는 것은,
    a) 상기 디스플레이의 적어도 일부분을 차단하는 것(masking);
    b) 상기 디스플레이의 서브-픽셀의 적어도 하나의 행(row)의 인지된 위치를 광학적으로 시프트하는 것; 및
    c) 상기 디스플레이의 서브-픽셀의 어드레싱(addressing)을 변화시키는 것
    중 적어도 하나를 포함하는 것인, 오토스테레오스코픽 디스플레이.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 디스플레이의 서브-픽셀의 어드레싱은, a) 또는 b) 이후에 변화되는 것인, 오토스테레오스코픽 디스플레이.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 차단하는(masking) 경우에, 상기 디스플레이의 시청 배향(viewing orientation)은 90°만큼 회전하는 것인, 오토스테레오스코픽 디스플레이.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 복수의 픽셀 각각은 상이한 색의 서브-픽셀로부터 형성되며, 유사한 색의 서브-픽셀은 수직 줄무늬 패턴으로 배치되는 것인, 오토스테레오스코픽 디스플레이.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 서브-픽셀은 적색 서브-픽셀, 녹색 서브-픽셀 및 청색 서브-픽셀을 포함하는 것인, 오토스테레오스코픽 디스플레이.
  23. 제18항에 있어서,
    상기 복수의 픽셀 각각은 상이한 색의 서브-픽셀로부터 형성되며, 유사한 색의 서브-픽셀은 수직 줄무늬 패턴으로 배치되는 것인, 오토스테레오스코픽 디스플레이.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 서브-픽셀은 적색 서브-픽셀, 녹색 서브-픽셀 및 청색 서브-픽셀을 포함하는 것인, 오토스테레오스코픽 디스플레이.
  25. 제18항에 있어서,
    상기 디스플레이의 서브-픽셀의 적어도 하나의 행의 인지된 위치는 프리즘 스트립을 상기 적어도 하나의 행 위에 중첩함으로써 광학적으로 시프트되는 것인, 오토스테레오스코픽 디스플레이.
  26. 제18항에 있어서,
    상기 디스플레이의 서브-픽셀의 복수의 행의 인지된 위치는 프리즘 스트립을 상기 서브-픽셀의 복수의 행 중 하나보다 많은 행 위에 중첩함으로써 광학적으로 시프트되는 것인, 오토스테레오스코픽 디스플레이.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 디스플레이의 서브-픽셀의 적어도 하나의 행의 인지된 위치를 광학적으로 시프트하기 위한 시스템은 또한 다른 광학 기능을 실행하는 것인, 오토스테레오스코픽 디스플레이.
  28. 제25항에 있어서,
    광학 필름은, 상기 디스플레이의 서브-픽셀의 적어도 하나의 행의 인지된 위치를 광학적으로 시프트하며, 또한 상기 뷰 셀렉터로서 기능하는 것인, 오토스테레오스코픽 디스플레이.
  29. 제18항에 있어서,
    상기 디스플레이의 서브-픽셀의 복수의 행의 인지된 위치는, 상이한 색의 서브-픽셀을 포함하며 유사한 색의 서브-픽셀이 수직 줄무늬 패턴으로 배치되는 디스플레이가, 유사한 색의 서브-픽셀이 전체적으로 대각선 패턴으로 배치되는 디스플레이로서 인지되게 하기 위해, 광학적으로 시프트되는 것인, 오토스테레오스코픽 디스플레이.
  30. 제18항에 있어서,
    상기 픽셀 각각은, 수직으로 정렬되는 둘 이상의 서브-픽셀을 포함하는 것인, 오토스테레오스코픽 디스플레이.
  31. 제18항에 있어서,
    상기 뷰 셀렉터는, 렌티큘러 어레이(lenticular array), 시차 배리어(parallax barrier) 또는 마이크로렌즈 어레이를 포함하는 것인, 오토스테레오스코픽 디스플레이.
  32. 제18항에 있어서,
    상기 변경된 픽셀 각각은, 서로로부터 수직으로 변위되는 둘 이상의 서브-픽셀을 포함하는 것인, 오토스테레오스코픽 디스플레이.
  33. 디스플레이에 있어서,
    각각 픽셀 폭의 두 배 미만의 높이를 갖는 복수의 픽셀을 포함하고,
    변경된 복수의 픽셀―상기 변경된 픽셀 각각은 상기 변경된 픽셀 폭의 적어도 두 배의 높이를 가짐―을 만들기 위해 마스킹(masking)하는, 디스플레이.
  34. 디스플레이에 있어서,
    각각 픽셀 폭의 두 배 미만의 높이를 갖는 복수의 픽셀; 및
    복수의 변경된 픽셀―상기 변경된 픽셀 각각은 상기 변경된 픽셀 폭의 적어도 두 배의 높이를 가짐―을 만들기 위해, 서브-픽셀의 적어도 하나의 행(row)의 인지된 위치를 시프트하기 위한 적어도 하나의 광학 메커니즘
    을 포함하는, 디스플레이.
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