KR20170021880A - 오토스테레오스코픽 디스플레이 시스템 - Google Patents

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KR20170021880A
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푸텐 아이버트 거잔 반
마크 토마스 존슨
바트 크룬
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코닌클리케 필립스 엔.브이.
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Abstract

오토스테레오스코픽 이미지를 디스플레이하도록 구성된 오토스테레오스코픽 디스플레이 시스템(204)으로서, 상기 디스플레이 시스템은 다수의 서브-픽셀들을 포함하는 디스플레이 패널(400, 500)을 포함한다. 서브-픽셀의 다수의 하위-영역들은, 고-강도 하위-영역을 포함하고, 상기 고-강도 하위-영역은 상기 서브-픽셀에서 수신된 적어도 하나의 이미지 값에 대해 서브-픽셀의 다수의 하위-영역들 내에서 다른 하위-영역들보다 더 높은 강도의 빛을 제공하기 위해 배열된다. 고-강도 하위-영역은 그 중에서도, 컬럼들의 방향에 평행한 방향을 따라 다수의 하위-영역들을 나눔으로써 밴딩(banding)을 감소시키기 위해 서브-픽셀에 배열될 수 있다.

Description

오토스테레오스코픽 디스플레이 시스템{AUTOSTEREOSCOPIC DISPLAY SYSTEM}
본 발명은 오토스테레오스코픽 디스플레이 시스템과 디스플레이 패널에 관한 것이다.
공지된 오토스테레오스코픽 디스플레이 디바이스는 디스플레이를 생성하기 위해 이미지 형성 수단으로서 역할하는 디스플레이 픽셀들의 로우 및 컬럼 어레이를 가진 2차원 액정 디스플레이 패널을 포함한다. 서로 평행하게 연장되는 가늘고 긴 렌즈들의 어레이는 디스플레이 픽셀 어레이 위에 놓이며 뷰 형성 수단으로서 역할한다. 이것들은 "렌티큘러 렌즈들"로서 알려져 있다. 디스플레이 픽셀들로부터의 출력들은 이들 렌티큘러 렌즈들을 통해 투사되며, 렌티큘러 렌즈들은 출력들의 방향들을 변경하도록 기능한다.
렌티큘러 렌즈들은 그 각각이 가늘고 긴 부분적으로-원통형(예를 들어, 반-원통형) 렌즈 요소를 포함하는, 렌즈 요소들의 시트로서 제공된다. 렌티큘러 렌즈들은 디스플레이 패널의 컬럼 방향으로 연장되며, 각각의 렌티큘러 렌즈는 디스플레이 서브-픽셀들의 둘 이상의 인접한 컬럼들의 각각의 그룹 위에 놓인다.
각각의 렌티큘러 렌즈는 사용자로 하여금 단일 입체 영상을 관찰할 수 있도록 디스플레이 서브-픽셀들의 두 개의 컬럼들과 연관될 수 있다. 대신에, 각각의 렌티큘러 렌즈들은 로우 방향으로 3개 이상의 인접한 디스플레이 픽셀들의 그룹과 연관될 수 있다. 각각의 그룹에서 디스플레이 서브-픽셀들에 대응하는 컬럼들은 각각의 2차원 서브-이미지로부터 수직 슬라이스를 제공하기 위해 적절하게 배열된다. 사용자의 머리가 좌측에서 우측으로 이동됨에 따라 일련의 연속적인, 상이한, 입체 뷰들이 관찰되어, 예를 들면, 둘러보기 느낌을 생성한다.
상술된 오토스테레오스코픽 디스플레이 디바이스는 양호한 레벨들의 밝기를 가진 디스플레이를 생성한다. 그러나, 디바이스와 연관된 몇몇 문제점들이 있다. 렌티큘러 시트에 의해 투사된 뷰들이 통상적으로 디스플레이 서브-픽셀 어레이를 정의하는 비-방출 블랙 매트릭스의 "이미징"에 의해 야기된 암(dark) 구역들에 의해 분리된다는 것이다. 이들 암 구역들은 디스플레이에 걸쳐 이격된 암 수직 밴드들의 형태로 밝기 비-균일성들로서 사용자에 의해 쉽게 관찰된다. 밴드들은 사용자가 좌측에서 우측으로 이동함에 따라 디스플레이에 걸쳐 이동하며 밴드들의 피치(pitch)는 사용자가 디스플레이를 향해 또는 그로부터 멀어지도록 이동함에 따라 변한다. 또 다른 문제점은 수직으로 정렬된 렌즈가 수직 방향의 해상도는 변경되지 않지만, 수평 방향에서만 해상도의 감소를 야기한다는 것이다. 따라서 수평 및 수직 방향의 해상도들은 이상적으로 균형을 이루지 못한다.
이러한 문제들 양쪽 모두는 디스플레이 픽셀 어레이의 컬럼 방향에 대하여 예각(acute angle)으로 렌티큘러 렌즈를 기울임으로써 적어도 부분적으로 처리될 수 있다. WO2010/070564는 렌즈 피치 및 렌즈 기울기가 컬러 서브-픽셀들의 간격에 대하여, 렌티큘러 어레이에 의해 생성된 뷰에서 개선된 픽셀 레이아웃, 및 컬러 균일성을 제공하기 위한 방식으로 선택되는 구성을 개시한다.
많은 디스플레이들에 있어서 서브-픽셀을 통한 광의 투과는 시야각에 의존적이다. 이는 특히 액정 유형의 디스플레이들에서 발생한다. 그 결과 컬러 성능이 낮아지고 그레이 스케일 반전이 발생한다.
오토스테레오스코픽 이미지를 디스플레이하도록 구성된, 오토스테레오스코픽 디스플레이 시스템이 제공된다. 디스플레이 시스템은 디스플레이 패널 및 뷰 형성 시스템을 포함한다.
디스플레이 패널은 로우들과 컬럼들로 배열된 다수의 서브-픽셀들을 포함하며, 서브-픽셀들은 서브-픽셀에서 수신된 이미지 값에 따라 광을 제공하도록 배열된다. 서브-픽셀들은 다수의 하위-영역들을 포함하며, 서브-픽셀의 각각의 하위-영역은 서브-픽셀에서 수신된 이미지 값에 따라 광을 제공하도록 배열된다.
다수의 하위-영역들은 고-강도 하위-영역을 포함하고, 상기 고-강도 하위-영역은 서브-픽셀에서 수신된 적어도 하나의 이미지 값에 대해 서브-픽셀의 다수의 하위-영역들 내의 다른 하위-영역들보다 높은 강도의 광을 제공하도록 배열된다. 따라서 서브-픽셀 내의 다수의 하위-영역들 중 적어도 두 개는 서브-픽셀에서 수신된 적어도 하나의 이미지 값에 대해 상이한 강도의 빛을 제공하도록 배열된다.
이미지 값에 대응하는 서브-픽셀의 최종 강도는 하위-영역들의 강도들의 평균이다. 따라서, 주어진 최종 강도 평균에 대해, 일부 하위-영역들은 더 높은 강도, 예를 들어 완전 백색에 가까운 반면, 다른 하위-영역들은 더 낮은 강도, 예를 들어, 검은색에 가깝다. 따라서, 서브-픽셀을 통한 광 투과는 시야각(viewing-angle) 의존성이 적다.
다시 말해서, 동일한 서브-픽셀들에서 하나의 하위-영역이 다른 하위-영역과 상이한 강도의 광을 제공하게 하는 이미지 값이 존재한다. 이는 두 개의 하위-영역들이 톤 응답 곡선(tone response curve)이라고도 알려진, 상이한 톤 응답을 가짐을 의미한다. 톤 응답은 수신된 이미지 값의 함수로 제공된 빛의 강도를 나타낸다.
일 실시예에서, 서브-픽셀 내의 다수의 하위-영역들 중 고-강도의 하위-영역과 다른 하위-영역은, 이미지 값 범위에서 중간값; 소위 50% 그레이 포인트를 나타내는 이미지 값을 수신할 때 상이한 강도의 광을 제공하도록 배열된다. 일 실시예에서, 상기 상이한 강도는 실질적으로 상이하며, 예를 들어, 적어도 10% 또는 심지어 적어도 50% 상이하다. 그 실시예에서, 동일한 서브-픽셀 내의 두 개의 하위-영역들에 대한 50% 이미지 값에서 적어도 50% 상이한 광 강도가 존재한다.
뷰 형성 시스템은 렌즈 요소들의 그룹을 포함한다. 렌즈 요소들은 다수의 서브-픽셀들에 대하여 배열되어 서브-픽셀들로부터의 광을 상이한 각도 방향들로 지향시켜 오토스테레오스코픽 이미지를 형성한다. 뷰 형성 시스템은 렌티큘러, 예를 들어, 복수의 가늘고 긴 렌즈들을 포함하는 시트를 포함할 수 있다. 렌티큘러는 디스플레이 패널의 컬럼 방향으로 기울어져 적용될 수 있다. 렌즈 요소는 마이크로 렌즈들, 예를 들어, 구형의 마이크로 렌즈들일 수 있다.
비록 서브-픽셀 영역들은 시야각 의존성을 감소시키지만, 오토스테레오스코픽 디스플레이들에서; 특히, 렌티큘러를 포함하는 오토스테레오스코픽 디스플레이들에서 심각한 밴딩을 유발할 수 있다. 오토스테레오스코픽 디스플레이들의 밴딩 문제는 렌티큘러 렌즈에 의한 블랙 매트릭스의 각도 및 위치 의존 확대로 인해 바람직하지 않은 강도 변화로 정의될 수 있다. 모놀리식 디스플레이들(monolithic displays), 즉 단일의 하위-영역을 갖는 각각의 서브-픽셀에 대해서, 밴딩은 또한 문제이지만, 파라미터, 특히 피치 및 기울기의 적절한 선택을 통해 크게 해결되었다. 따라서 다루어져야 할 또 다른 문제점은 서브-픽셀들이 다수의 하위-영역들을 갖는 오토스테레오스코픽 디스플레이들에 대한 밴딩을 감소시키는 것이다.
일 실시예에서, 서브-픽셀들은 컬럼들(또는 로우들)의 방향에 평행한 방향을 따라 다수의 하위-영역들로 분할된다. 각 서브-픽셀의 다수의 하위-영역들은 이미지 값 범위의 중간값을 나타내는 이미지 값에 대응하는 광 강도가 최대치인 고-강도 하위-영역을 포함한다. 디스플레이 패널의 컬럼(또는 로우들)의 서브-픽셀들을 따라 저-감마 하위-영역들은 서브-픽셀에서 동일한 위치에 있고, 따라서 저-감마 하위-영역들은 서브-픽셀들의 컬럼에서 연장되는 저-감마 하위-영역 라인을 형성한다. 그러므로 저-감마 하위-영역은 동일한 로우 또는 동일한 컬럼 중 어느 하나의 직접 인접한 서브-픽셀에서 저-감마 영역에 직접 인접해 있다. 이러한 방식으로, 저-감마 하위-영역들은 디스플레이 패널을 가로지르는 연속적인 밴드를 형성하여, 밴딩을 감소시킨다. 일 실시예에서, 로우의 적어도 2개의 인접한 서브-픽셀들에 대해 그들의 고-강도 하위-영역들은 서브-픽셀들 내의 다른 하위-영역들에 비해 서브-픽셀 내에서 동일한 위치를 갖는다.
일 실시예에서, 서브-픽셀의 다수의 하위-영역들은 적어도 3개의 상이한 하위-영역들을 포함한다. 하위-영역들의 수를 2개 이상으로 증가시키면 하위-영역들이 배치된 패턴에 관계없이; 심지어 체커판 배열에도 밴딩을 감소시킬 것임이 밝혀졌다.
본 발명의 한 양태는 오토스테레오스코픽 이미지를 디스플레이하는 방법에 관한 것이다.
본 명세서에 기재된 오토스테레오스코픽 디스플레이는 광범위한 실제 응용들에 적용될 수 있다. 이러한 실제 응용들은 복잡한 3D 구조의 과학 및 의료 시각화, 로봇, 컴퓨터 게임들 및 광고의 원격 조작을 포함한다. 오토스테레오스코픽 디스플레이들은 또한 비행 시뮬레이터들과 같은 시뮬레이터들에도 적합하다.
본 발명의 이들 및 다른 양태는 이하에 기재된 실시예를 참조하여 설명된다. 도면에서,
도 1a는 오토스테레오스코픽 디스플레이 디바이스의 개략적인 투시도,
도 1b는 도 1a에 도시된 디스플레이 디바이스의 개략적인 단면도,
도 1c는 2D 디스플레이 패널의 구성 및 투영된 3D 뷰와 관련된 파라미터들을 도시한 도면,
도 1d는 도 1b의 세부사항을 도시한 도면,
도 2a는 서브-픽셀(200)을 개략적으로 도시한 도면,
도 2b는 서브-픽셀(210)을 개략적으로 도시한 도면,
도 2c는 디스플레이 시스템(240)을 개략적으로 도시한 도면,
도 2d는 오토스테레오스코픽 디스플레이 방법(250)을 플로우차트 형태로 도시한 도면,
도 3a는 서브-픽셀(300)을 개략적으로 도시한 도면,
도 3b는 서브-픽셀(310)을 개략적으로 도시한 도면,
도 3c는 가능한 톤 응답 곡선을 개략적으로 도시한 도면,
도 3d는 서브-픽셀에 대한 가능한 회로를 개략적으로 도시한 도면,
도 3e는 서브-픽셀(320)을 개략적으로 도시한 도면,
도 3f는 서브-픽셀(330)을 개략적으로 도시한 도면,
도 3g는 서브-픽셀(340)을 개략적으로 도시한 도면,
도 3h는 서브-픽셀(350)을 개략적으로 도시한 도면,
도 3i는 가능한 톤 응답 곡선을 개략적으로 도시한 도면,
도 3j는 가능한 톤 응답 곡선을 개략적으로 도시한 도면,
도 4a는 디스플레이 패널(400)의 일부분을 개략적으로 도시한 도면,
도 4b는 패널(400)의 가시적인 밴딩의 양을 개략적으로 도시한 도면,
도 5a는 디스플레이 패널(500)의 일부분을 개략적으로 도시한 도면,
도 5b는 패널(500)의 가시적인 밴딩의 양을 개략적으로 도시한 도면,
도 6a는 두 개의 하위-영역들로 수평 분할된 서브-픽셀들을 도시한 도면,
도 6b는 패널(500)의 패턴을 개략적으로 도시한 도면,
도 6c는 체커판 디자인을 개략적으로 도시한 도면,
도 6d는 패널(400)의 패턴을 개략적으로 도시한 도면,
도 6e는 렌즈 설계의 함수로서 상이한 서브-픽셀 영역 설계들에 대한 예상되는 밴딩을 개략적으로 도시한 도면,
도 7a는 다양한 수의 서브-픽셀 영역 로우들 및 두 개의 상이한 서브-픽셀 종횡비를 갖는 체커판 패턴들을 개략적으로 도시한 도면,
도 7b는 N=1, C=3 영역에서 상이한 서브-픽셀 영역 설계들에 대한 상응하는 예상 밴딩을 개략적으로 도시한 도면,
도 7c는 다양한 수의 서브-픽셀 영역 로우들과 두 개의 상이한 서브-픽셀 종횡비의 줄무늬 패턴들을 개략적으로 도시한 도면,
도 7d는 N=2, C=3 영역에서 상이한 서브-픽셀 영역 설계들에 대한 예상 밴딩을 개략적으로 도시한 도면.
상이한 도면들에서 동일한 참조 번호를 갖는 항목들은, 동일한 구조적 특징들 및 동일한 기능들을 갖거나, 또는 동일한 신호들이다. 그러한 항목의 기능 및/또는 구조가 설명되는 경우, 상세한 설명에서 그 설명을 반복할 필요는 없다.
본 발명은 다수의 다른 형태들로 실시될 수 있지만, 본 개시사항이 본 발명의 원리들의 예시로서 고려되어야 하고, 도시되고 기재된 특정 실시예들로 본 발명을 제한하려는 것이 아니라고 이해되며, 본 발명은 도면들에 도시되어 있고 하나 이상의 특정 실시예들로 본 명세서에 상세히 기재될 것이다.
전형적인 가로 방향 디스플레이(landscape displays)의 경우, 수평 로우 라인들은 주소 라인들로 사용되며 수직 컬럼 라인들은 데이터 라인들로 사용된다. 로우 라인들은 주소 라인들이라고도 불린다; 그들의 제어 장치들을 로우 구동기들이라고 한다. 수직 컬럼 라인들의 제어 장치들을 컬럼 구동기들이라고 한다. 일반적으로 디스플레이는 다수의 로우 및 컬럼 구동기들을 가지며, 각각은 로우 또는 컬럼 라인들을 통해 연결된다. 로우 라인 및 컬럼 라인이라는 용어들은 세로 및 가로 모드에서 작동할 수 있는 태블릿들과 같은 장치들에 대해 덜 명확하다. 이러한 이유들로, 본 명세서에서는 데이터 라인을 컬럼 라인이라고 나타내고 주소 라인을 로우 라인으로 나타내는 용어를 사용한다. 로우 구동기 및 컬럼 구동기라는 용어들은 유사하게 적용된다.
수직 컬럼 방향은 보는 사람에 대해 수직, 즉 보는 사람의 눈은 수평 로우 방향으로 정렬된다고 가정할 것이다.
본 명세서의 문맥에서, 우리는 다음 정의를 사용한다;
'서브-픽셀'은, 예를 들어, 적어도 하나의 로우 라인 및 하나의 컬럼 라인의 사용에 의해 독립적으로 주소 지정 가능한 광-변조 요소를 포함한다. 서브-픽셀은 또한 주소 지정 가능한 독립 컬러 성분으로 지칭된다. 일반적으로, 서브-픽셀은 액티브 매트릭스 셀 회로를 포함한다. 서브-픽셀에서의 광의 방출, 반사율 및/또는 투과율을 변경함으로써, 서브-픽셀에서 수신된 이미지 데이터, 즉 이미지 값들에 대응하여 광이 제공될 수 있다. 광은 서브-픽셀 자체에서 생성될 수 있거나, 또는, 예를 들어, LCD 프로젝터와 같은 프로젝터에 사용하기 위해 서브-픽셀 외부의 광원에서 광이 발생될 수 있음을 유의해야 한다. 서브-픽셀은 '셀' 이라고도 한다. 이미지 데이터는, 특히 패널 외부에서 디지털로 표현될 수 있다. 예를 들어, 이미지 값을 나타내는 한 가지 방법은 0-255의 범위를 갖는 단일 바이트이다; 이의 50% 포인트는 127으로 선택될 수 있다. 그러나, 서브-픽셀에서, 이미지 값은 아날로그 값, 예컨대 전압으로 수신될 수 있다.
'픽셀'은 디스플레이가 생성할 수 있는 모든 컬러들을 생성할 수 있는 배열된 서브-픽셀들의 가장 작은 그룹이다. 픽셀은 또한 독립적인 풀 컬러 주소 지정 가능한 구성요소라고도 불린다.
'최소 단위 셀' 또는 간단히 '단위 셀'은 하나 이상의 픽셀들을 포함하며 사각형 내의 픽셀 구조가 반복될 때 컬러 컴포넌트 서브-픽셀 유형들, 액티브 매트릭스 라인들 및 박막 회로들과 관련하여 전체 디스플레이 패널의 픽셀 구조를 생성하는 가장 작은 사각형이다. 따라서 단위 셀이 정의되고 패널의 치수가 알려지면 단위 셀을 충분한 횟수만큼 반복함으로써 패널은 설계될 수 있다.
'서브-픽셀 영역'은 서브 픽셀 내의 광-변조 요소이며, 광-변조 기능은 액티브 매트릭스 서브-픽셀 셀 회로에 의해 제어된다. 서브-픽셀 영역은 또한 종속 컬러 주소 지정 가능한 컴포넌트로도 지칭된다. 서브-픽셀의 모든 하위-영역들은 동일한 이미지 값을 공유하지만, 두 개의 상이한 하위-영역들은 상이한 방식으로 응답할 수 있다.
단일의 하위-영역을 갖는 서브-픽셀은 모놀리식(monolithic)으로 지칭된다. 서브-픽셀은 다수의 하위-영역들을 가질 수 있다.
많은 디스플레이 패널들에서 셀을 통한 광의 투과는 시야각에 따라 다르다. 이것은 특히 액정 디스플레이 패널들에서 발생한다. 예를 들어 일반적으로 액정(LC) 디스플레이들(LCD's)에 쓰이는 세 가지 주요 유형들의 LC 셀 유형들이 있다. 이것들은 비틀린 네마틱(twisted nematic, TN), 수직 정렬(vertical alignment, VA) 및 평면-정렬 스위칭(in-plane switching, IPS) 셀이다. 파생된 기술들의 예시들로는 다중-도메인 수직 정렬(multi-domain vertical alignment, MVA), 모방형 수직 정렬(patterned vertical alignment) 및 UV 광-정렬 수직 정렬(UV photo-aligned vertical alignment, UV2A)이 있다. 이러한 모든 디스플레이 패널들의 경우, 셀을 통한 광의 투과는 시야각에 따라 다르다. 이러한 점은 TN 및 완전한 VA 디스플레이들의 경우 낮은 컬러 성능 및 심지어 그레이 스케일 반전을 초래한다. 이 문제는 IPS를 사용할 때 항상 LC 분자들이 패널(평면)에 평행하게 향하게 함으로써 감소된다. 이 문제는 MVA 및 PVA를 사용할 때는 속성이 다른 다수의 영역들을 사용하여 감소된다.
2차원 뷰잉의 경우, 이러한 문제로 S_PVA 및 UV2A와 같은 기술들에서 상이한 방식으로 구동되는 다수의 서브-픽셀 영역들을 가짐으로써 더욱 감소된다. 효과적으로 영역들은 다른 톤 응답 곡선들(감마 곡선들)을 가져, 하위-영역들이 50% 그레이 상태 대신 더 자주 ON에 가깝고 OFF에 가깝게 된다. 따라서 시야각에 따라 일부 영역들은 다른 영역들보다 밝게 표시되지만 픽셀의 모든 영역들에 대한 밝기 평균은 넓은 시야각들에 대해 비슷할 것이다.
서브-픽셀에서 수신된 이미지 값에 따라, 상이한 하위-영역들은 상이한 정도로 턴온될 것이다. 결과적으로, 서브-픽셀들의 유효한 형상은 콘텐트(content)-의존적이 된다. 이러한 패널들을 기반으로 한 오토스테레오스코픽 디스플레이들의 경우, 밴딩의 양은 이제 콘텐트에 따라 다르며 대부분의 서브-픽셀이 켜져 있는 고-강도들 보다 서브-픽셀의 일부가 꺼져 있는 저-강도들의 경우 나빠질 것이다.
도 1a는 오토스테레오스코픽 디스플레이 장치의 개략적인 투시도이다. 도 1b는 도 1a에 도시된 디스플레이 장치의 개략적인 단면도이다. 이 도면들은 오토스테레오스코픽 디스플레이 유형의 일반적인 작동 모드를 보여준다. 이하의 실시예들은 도 1a 및 도 1b에 도시된 시스템에 적용될 수 있는 개선안을 개시한다. 오토스테레오스코픽 디스플레이(1)는 디스플레이 패널(3)을 포함한다. 디스플레이(1)는 예를 들어, 디스플레이가 LCD 타입인 경우, 광원(7)을 포함할 수 있지만, 예를 들어, OLED 타입의 디스플레이들의 경우에 대해서는 광원을 필요로 하지 않는다.
디스플레이 장치(1)는 또한 디스플레이 패널(3)의 디스플레이 쪽 위에 배치되어, 뷰 형성 기능을 수행하는 렌티큘러 시트(9)를 포함한다. 렌티큘러 시트(9)는 서로 평행하게 연장되는 렌티큘러 렌즈들(11)의 로우를 포함하며, 그 중 하나는 명확성을 위해 과장된 치수로 도시되어 있다. 렌티큘러 렌즈들(11)은 뷰 형성 기능을 수행하기 위한 뷰 형성 요소들로서 작용한다. 도 1a의 렌티큘러 렌즈들은 디스플레이 패널로부터 멀어지는 방향으로 향하는 볼록한 면을 갖는다. 볼록한 면이 디스플레이 패널로 향하는 렌티큘러 렌즈들을 형성하는 것 또한 가능하다.
렌티큘러 렌즈들(11)은 볼록한 원통형 요소들일 수 있고, 상이한 이미지들, 또는 뷰들을 디스플레이 패널(3)로부터 디스플레이 장치(1)의 앞에 위치된 사용자의 눈들에 제공하는 광 출력 지향 수단들로서 작용한다.
도 1a에 도시된 오토스테레오스코픽 디스플레이 장치(1)는 수개의 상이한 투시 뷰들을 상이한 방향들로 제공이 가능하다. 특히, 각각의 렌티큘러 렌즈(11)는 각 로우의 디스플레이 서브-픽셀들의 작은 그룹 위에 놓인다. 렌티큘러 요소(11)는 한 그룹의 각 디스플레이 서브-픽셀(5)을 상이한 방향으로 투사하여, 여러 상이한 뷰들을 형성하도록 한다. 사용자의 머리가 왼쪽에서 오른쪽으로 움직일 때, 사용자의 눈들은 여러 뷰들중 상이한 뷰들을, 차례로 수용한다.
도 1a 바로 옆에, 그 컬럼 방향은 도면 부호 12로 표시되어 있다.
렌즈 요소들(11)의 그룹은, 오토스테레오스코픽 이미지를 형성하기 위해, 도 1b에 도시된 바와 같이, 서브-픽셀들로부터의 광을 로우 방향(13)에 대해 상이한 각도 방향들로 지향시키기 위해 다수의 서브-픽셀들에 대하여 배열된, 여기서 렌티큘러의 형태로, 뷰 형성 시스템의 예시이다. 광은 시청자의 눈들을 로우 방향(13)으로 정렬시킨 디스플레이의 시청자를 위해, 방향의 어느 한 쪽(12)으로 향한다.
도 1d는 도 1b의 상세를 도시하며, 하나의 렌즈 요소는 서브-픽셀들로부터의 광(3개가 도시됨)을 상이한 각도 방향들로 지향시킨다. 상이한 방향들은 도면 부호 14에 표시되어 있다. 상이한 각도 방향들은 로우 방향(13)과 다른 각도들을 만든다.
도 1c는 줄무늬가 있는 하부 디스플레이 패널 상에 피치 p를 갖는 렌티큘러 렌즈를 위치시킴으로써 얻어지는 3D 픽셀 레이아웃을 개략적으로 도시한다. 도 1c는 하나의 3D 픽셀의 확대도이다. 도면은 서브-픽셀 격자에 대해 기울어진 렌티큘러를 도시한다. 렌티큘러는 렌즈 요소들의 그룹을 포함하는 뷰 형성 시스템의 예시이다. 오토스테레오스코픽 이미지들은 또한 렌티큘러 대신 렌즈 요소들로 마이크로 렌즈들을 사용하여 제작할 수도 있다.
서브-픽셀은 폭 'w'(주소 라인들의 방향으로 측정되는), 높이 'h'(데이터 라인들의 방향으로 측정되는)를 갖는다; 이것들은 임의의 거리 미터법 단위, 즉 미터로 표현될 수 있다. 서브-픽셀 폭 'w'는 'subpx'(수평의 서브-픽셀 피치의 경우) 라고도 부른다. 서브-픽셀 폭 'w'는
Figure pct00001
라고도 부른다.
직사각형 서브-픽셀의 경우, 서브-픽셀의 종횡비 'a'는 폭을 높이로 나눈 것(w/h)이다. 비-직사각형 서브-픽셀, 예를 들어, 타원형 서브-픽셀의 경우, 폭은 서브-픽셀에 포함되고 로우 방향에 평행한 가장 긴 직선 부분의 길이로 정의된다; 그리고 높이는 서브-픽셀에 포함되고 컬럼-방향에 평행한 가장 긴 직선 부분의 길이로 정의된다.
렌티큘러의 렌티큘러 피치 'p'는 주소 라인들의 방향에서 렌즈 폭을 가로지르는 서브-픽셀의 폭들의 수, 즉 (수평 렌즈 폭)/w이다. 렌티큘러 피치는 수평 서브-픽셀 피치의 단위들(w)로 수평 방향을 따라 측정된다. 따라서 수평 서브-픽셀 피치: w; 렌티큘러 피치: p; 미터 단위의 렌티큘러 피치: w·p이다. 렌티큘러 피치 벡터는
Figure pct00002
로 표시된다.
렌티큘러 피치 벡터는 렌티큘러 방향 및 크기를 특징짓는 벡터이다. 이것은 렌즈를 가로질러 수직으로, 렌티큘러의 한 쪽에서 렌티큘러의 다른 쪽까지의 벡터이다. 피치 벡터는 미터단위에서 로우 방향 성분 px 및 컬럼 방향 성분 py를 갖는다.
3D 서브-픽셀의 상단 왼쪽 모서리를 이용하면, 상단 오른쪽 모서리의 높이 변화는
Figure pct00003
이다. 로우 위치의 변화는
Figure pct00004
이다. 각도
Figure pct00005
는 도시된 바와 같이 컬럼 방향과 가늘고 긴 렌티큘러 방향 사이의 각도이다.
Figure pct00006
는 3D 서브-픽셀의 상단 (비스듬한) 쪽의 길이이다. 이 길이에
Figure pct00007
를 곱한 값은 수직 성분 py이고 이 길이에
Figure pct00008
를 곱한 값은 수평 성분 px이다.
Figure pct00009
를 취하면
Figure pct00010
와
Figure pct00011
가 나온다.
렌티큘러 피치 p(서브-픽셀 폭들의 수로서 표현되는)는 정수일 필요는 없지만, 실제로는, 전형적으로 정수이다.
위에서 사용된 것처럼, 기울기 s는 렌티큘러와 수직 서브-픽셀 그리드 방향 사이의 각도 θ의 탄젠트로 정의된다. 그리드는 수직 서브-픽셀 그리드 방향 및 수평 서브-픽셀 그리드 방향을 정의한다: 데이터 라인들은 수직 서브-픽셀 그리드 방향에 평행하고, 어드레스 라인들은 수평 서브-픽셀 그리드 방향에 평행하다.
이 도면은 각도 α로 수직에 대해 기울어진 수직 서브-픽셀 그리드 방향을 도시한다. 만약 α=0 이면, s=w/h이다. 후자의 경우는 수직 서브-픽셀 그리드 방향이 패널의 측면에 평행한 서브-픽셀 그리드에 대응한다. 이것은 종래의 LCD 디스플레이 패널들이 구성 요소로서 사용될 수 있다는 이점을 갖는다. 일 실시예에서, α=θ이고 렌티큘러들은 패널의 측면에 평행하지만, 서브-픽셀 그리드는 패널의 측면에 대해 기울어져 있다. 이 실시예에서는 렌티큘러의 정렬이 더 쉽다.
일반적으로, 렌티큘러의 기울기는 수직 서브-픽셀 그리드의 어느 방향으로든 될 수 있지만, 기울기는 여전히 양의 값 s를 갖는다.
N 값은 도 1c에서 2D 서브-픽셀의 높이에 대한 3D 서브-픽셀의 (컬럼 방향에서의) 높이의 비율로 도시된다. 따라서, N 값은 얼마나 많은 2D 서브-픽셀이 각각 3D 서브-픽셀에 기여하는지를 나타낸다. N은 정수값일 필요는 없다; 도 1c는 1보다 약간 큰 N의 값을 보여준다.
모든 피치(p)와 기울기(s)의 조합이 똑같이 적절한것은 아니다. 잠재적으로 적절한 설계의 한 부분은 본 명세서에 참고로 포함된 W02010070564A1에 개시되어 있다.
Figure pct00012
,
Figure pct00013
,
여기서 C는 픽셀당 서브-픽셀 컬럼의 수이고, N은 정수이며, w는 수평 방향의 서브-픽셀 피치이고, 그리고 V는 하나의 서브-픽셀 컬러에 의해 형성된 그리드, 특히 모든 녹색 서브-픽셀에 의해 형성된 그리드의 종횡비이다. 피치를 기울기에 연결하는 첫번째 수식은, 바람직한 피치/기울기 조합으로 지칭된다.
피치 벡터의 표현:
Figure pct00014
.
후자의 유도에서 피치 벡터는 광학 축에 직각임을 주의해라. 값 p는 수평방향을 따른다; 일반적으로
Figure pct00015
이다.
V=1의 경우 녹색 픽셀들의 패턴은 완벽하게 정사각형 그리드를 형성하는 반면, V=
Figure pct00016
및 V=
Figure pct00017
인 경우 그리드는 완벽하게 육각형이다. 그리드의 모양은 V로 결정되며
Figure pct00018
는 N이 아닌 V에 따라 다르다. 따라서
Figure pct00019
는 그리드의 모양을 나타낸다.
도 2a는 일반적인 서브-픽셀(200)을 개략적으로 도시한다. 서브-픽셀(200)은 적어도 두 개의 하위-영역들을 포함하고, 이들 중 두 개 즉 하위 영역(201 및 202)이 도시된다. 도 2b는 일반적인 서브-픽셀(201)을 개략적으로 도시한다. 서브-픽셀(210) 또한 적어도 두 개의 서브-영역들을 포함하고, 이들 중 두 개가 도시된다. 서브-픽셀들(200 및 210)은 서브-픽셀들 내의 하위-영역들의 배열에 대해 상이하다. 이러한 이유로, 서브-픽셀(210) 내의 하위-영역들은 동일한 참조 번호를 갖는다. 서브-픽셀의 배선 및 회로와 같은 세부 사항은 하위-영역들의 상이한 방향을 고려하기 위해 서브-픽셀들(200 및 210) 내에서 상이하게 배열될 수 있음을 주목하라. 서브-픽셀들(200 및 210)의 하위-영역들의 수는 2, 3, 4, 5, 6, 또는 그보다 더 높을 수 있다.
서브-픽셀(200)은 컬럼들의 방향과 평행한 방향을 따라 다수의 하위-영역들로 분할된다; 예를 들어, 서브-픽셀(200)은 컬럼 방향과 평행한 하나 이상의 분할 라인들을 따라 다수의 하위-영역들로 나누어진다. 서브-픽셀(210)은 로우들의 방향에 평행한 방향을 따라 다수의 하위-영역들로 분할된다; 예를 들어, 서브-픽셀(210)은 로우 방향에 평행한 하나 이상의 라인들을 따라 다수의 하위-영역들로 나누어진다. 일 실시예에서, 서브-픽셀들(200)은 하위-영역들의 종횡비가 서브-픽셀의 종횡비보다 작도록, 컬럼들의 방향에 평행한 방향을 따라 다수의 하위-영역들로 분할된다.
비록 로우들과 컬럼들의 방향이 보통 수직이지만, 이것이 필요하지 않다. 이 경우에 서브-픽셀은 로우 또는 컬럼 방향에 평행하게 분할될 수 있지만, 디스플레이 패널의 측면 등과 평행하게 분할될 수도 있다.
도 2c는 디스플레이 패널(220)을 포함하는 디스플레이 시스템(240)을 개략적으로 도시한다. 디스플레이 패널(220)은 다수의 서브-픽셀들, 즉 로우들과 컬럼들로 배열된 서브-픽셀(200) 또는 서브-픽셀(210)을 포함한다. 서브-픽셀들은 빨간색, 녹색 및 파란색의 한 세트의 컬러들을 위해 정렬된다. 디스플레이 패널(220)은 rgb-줄무늬와 같은 패턴에서 상이한 컬러들의 서브-픽셀들을 배열한다.
디스플레이 패널은 데이터(컬럼) 드라이버들(222), 주소(로우) 드라이버들(223) 및 이미지 소스(230)를 더 포함할 수 있다. 오토스테레오스코픽 디스플레이 시스템을 형성하기 위해, 뷰 형성 시스템이 디스플레이 패널(220)에 적용된다. 뷰 형성 시스템은 도 2c에 도시되지 않는다. 뷰 형성 시스템은 렌즈 요소들의 그룹을 포함한다. 렌즈 요소들은 디스플레이 패널(220)의 다수의 서브-픽셀들에 관해서 배열되어 서브-픽셀로부터의 광을 상이한 각도 방향들로 향하게 하여 오토스테레오스코픽 이미지를 형성한다.
이미지 소스(230)는 오토스테레오스코픽 뷰잉을 위한 이미지들, 즉 하나 이상의 이미지 값, 즉 각각의 서브-픽셀들의 이미지 데이터를 나타내는 디지털 맵을 디지털 방식으로 저장할 수 있다. 이미지 데이터는 이미지 소스(230)에 포함된 전자 메모리에 저장될 수 있다. 이미지 소스(230)는 서브-픽셀 당 바이트의 형식으로 이미지 데이터를 나타낼 수 있다. 서브-픽셀들 당 8 비트 초과 또는 미만, 예를 들어 6 또는 10이 가능하다. 데이터 드라이버들(222)은 이미지 데이터를 아날로그 형식, 예를 들어 전압으로 나타낼 수 있다.
일반적으로, 디스플레이 시스템(240)은 예를 들어, 이미지 소스에 저장된 적절한 소프트웨어를 실행하는 마이크로 프로세서(도시되지 않음)를 포함한다.; 예를 들어, 소프트웨어는 상응하는 메모리, 예를 들면 RAM같은 휘발성 메모리 또는 플래시같은 비-휘발성 메모리(도시되지 않음)에 다운로드 및/또는 저장될 수 있다. 대안적으로, 시스템은, 전체적으로 또는 부분적으로, 프로그램 가능 로직, 예를 들어 필드-프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA)로 구현될 수 있다. 시스템은, 전체적으로 또는 부분적으로, 소위 주문형 집적 회로(ASIC), 즉 그들의 특정 용도로 맞춤화된 집적 회로(IC)로 구현될 수 있다.
이미지 소스는 프로세서 회로 및 저장 회로를 포함할 수 있고, 상기 프로페서 회로는 저장 회로들에게서 전기적으로 표현된 명령들을 실행한다. 회로들은 또한 FPGA, ASIC 등일 수도 있다. 데이터와 어드레스 드라이버들은 데이터 및 어드레스 구동 회로들을 포함할 수 있다.
그림 2a와 2b에 다시 주목하라. 서브-픽셀들(200 및 210)은 서브-픽셀에서 수신된 이미지 값에 따라, 예를 들어, 데이터 드라이버로부터 광을 제공하도록 배열된다. 서브-픽셀의 다수의 하위-영역들은, 예를 들어, 서브-픽셀에서 수신된 이미지 값에 따라 광을 변조함으로써 수신된 이미지 값에 반응한다. 그러나 모든 하위-영역들이 동일한 방식으로 반응할 필요가 있는것은 아니며, 다시 말하면, 모든 가능한 이미지 값들에 대해 동일한 강도의 광을 제공할 필요가 있는 것은 아니다. 특히, 서브-픽셀에서 수신된 적어도 하나의 이미지 값에 대해 상이한 강도의 광을 제공하기 위해 다수의 하위-영역들 중 적어도 두 개, 즉, 서브-픽셀들(201 및 202)이 서브-픽셀에 배치된다.
광 강도는, 예를 들어, 서브-픽셀의 출력에서 직접, 하지만 가능하면 서브-픽셀에 층들 또는 코팅이 도포된 후에 텔레비전들에 적합한 임의의 광 강도 측정 시스템을 사용하여 측정될 수 있고; 광도는 칸델라 단위로 측정될 수 있다.
우리는 서브-픽셀의 다수의 하위-영역들 중 하나의 하위-영역을 저 감마 하위-영역으로 지칭할 것이다. 저-감마 하위-영역은 고-강도 하위-영역이다.
저-감마 하위-영역에서, 이미지 값 범위의 중간값을 나타내는 이미지 값에 대응하는 광 강도는 서브-픽셀의 모든 하위-영역들에 대해 최대치이다. 만약 상기 범위가 일정한 범위인 경우, 두 중간값들 중 임의의 선택이 이루어질 수 있다. 다시 말해서, 256 값들의 이미지 값 범위가 주어지면, 서브-픽셀이 이미지 값 127을 수신할 때, 저-감마 하위-영역은 가장 강한 강도로 반응한다. 일 실시예에서, 이러한 저-감마 하위-영역은 서브-픽셀에서 유일하다.
일 실시예에서, 이 정의에 따라 다수의 저-감마 하위-영역들이 있을 수 있다. 이 경우에는, 저-감마 하위-영역들을 더 감소시키기 위해, 저-감마 하위-영역들을 다음과 같이 정의할 수 있다: 저 감마 하위-영역들에서 임의의 이미지 값에 대응하는 광 강도는 적어도 서브-픽셀 내의 임의의 다른 하위-영역들 만큼 높다. 또한 이 정의에 따르면 서브-픽셀 내에 다수의 저-감마 하위-영역들이 있을 수 있다.
서브-픽셀의 고-감마 영역은 유사하게 하지만 최소 강도에 대해, 정의된다.
고-감마 및 저-감마라는 용어는 감마 곡선이라는 용어에서 유래한다. 감마 곡선은 하위-영역이 이미지 값을 수신하는 것에 응답하여 강도를 어떻게 제공하는 지를 나타내는 가능한 톤 응답 곡선이다. 감마 파라미터는 곡선의 모양을 나타낸다. 실제로 하위-영역들은 감마의 특정 값에 상응하는 감마 응답 곡선을 가질 수 있다. 그러나, 이하 도시된 바와 같이, 이 특정한 모양은 필요하지 않다.
일 실시예에서, 저 감마 하위-영역은 서브-픽셀에서 동일한 위치에 있고, 따라서 저-감마 하위-영역들은 서브-픽셀들의 로우 또는 컬럼에서 연장되는 저-감마 하위-영역 라인을 형성한다.
예를 들어, 일 실시예에서, 서브-픽셀의 저 감마 하위-영역은 좌측 또는 우측으로 가장 먼 위치인 그 서브-픽셀의 다수의 하위-영역들 사이에, 즉 디스플레이 패널의 로우들 방향을 따라, 또는 가장 위 또는 아래로 먼 위치, 즉 디스플레이 패널의 컬럼들 방향을 따라 배열될 수 있다.
이러한 위치는 저 감마 영역들이 컬럼 또는 로우 방향에서 연결된 라인들을 형성함을 의미한다. 저 감마 하위-영역의 위치가 서브-픽셀 내의 두 위치들 사이에서 교대되는 체커판 유형 분포와는 달리, 이러한 라인들은 오토스테레오스코픽 디스플레이 시스템에서, 특히 관련 기울기들에서의 밴딩에 대한 문제들을 거의 갖지 않는다. 그러나, 만약 하위-영역들의 수가 3 개 이상인 경우 체커판 패턴은 용인되는 밴딩을 야기한다. 그 효과들은 만약 서브-픽셀의 배열이 패널 내의 모든 서브-픽셀들에 적용되는 경우에 가장 강하다.
고-감마 영역에 대해서도 상기와 동일하게 할 수 있다. 일 실시예에서, 저 감마 및 고 감마 하위-영역들 모두가 컬럼 또는 로우 방향으로 연결된다. 저-감마 하위-영역들은 저-감마 라인들, 즉 고-강도 라인들을 형성한다.
또한, 하위-영역들 수는 3일 수 있다. 후자는 모든 하위-영역들, 즉 저, 고 뿐만 하이라 중간 감마 하위-영역이 정렬된다는 것을 의미한다.
일 실시예에서, 저 및/또는 고 감마 영역은 컬럼(서브-픽셀(200)의 경우) 또는 로우(서브-픽셀(210)의 경우) 방향에 연결된 라인들을 형성하고, 그리고 이 라인들은 동일한 컬러를 갖는다. 예를 들어, 서브-픽셀(200)의 경우, 디스플레이의 동일한 컬럼 내의 서브-픽셀들은 동일한 컬러의 광을 제공할 수 있다.
만약 서브-픽셀 당 두 개 이상의 하위-영역들이 있다면, 톱 영역 또는 보텀 영역 중 하나가 저-감마 하위-영역이 될 필요는 없다. 일 실시예에서, 서브-픽셀 당 두 개 이상의 서브-영역들이 있고, 저 감마 하위-영역은 각 서브-픽셀마다 서브-픽셀 하나에서 동일한 위치에 있다.
일 실시예에서, 상이한 응답을 갖는 서브-픽셀 내의 다수의 하위-영역들 중 적어도 두 개는 인접한다. 일 실시예에서, 고 및 저 감마 영역들은 인접해 있다.
일 실시예에서, 서브-픽셀의 다수의 하위-영역들 중 임의의 하나는 서브-픽셀에서 수신된 적어도 하나의 이미지 값에 대한 두 개의 상이한 강도들 중 하나의 광을 제공하도록 배열된다. 이 실시예에서, 각각의 하위-영역은 저 또는 고 감마 영역 중 하나이다.
일 실시예에서, 다수의 하위-영역들은 직사각형 모양을 갖고, 그 직사각형의 짧은 변과 그 직사각형의 긴 변 사이의 비율은 2/3보다 크다; 일 실시예에서는 3/4 보다 크다. 게다가 서브-영역들이, 더 높은 디스플레이 명도를 초래할 것이기 때문에 바람직하게는 정사각형에 가깝다는 것이 발견되었다. 컬럼 방향에 평행하게 분할하는 것은 하위-영역들을 더 좁게 만들고, 이는 밴딩을 감소시키는데 유리하다. 로우 방향에 평행하게 분할하는 것은 하위-영역들을 덜 좁게 만들고, 예를 들어 정사각형에 가깝게 되고, 이는 패널 명도를 향상시킨다.
도 2d는 오토스테레오스코픽 이미지를 디스플레이 하는 오토스테레오스코픽 디스플레이 방법(250)을 플로우 차트 형태로 개략적으로 도시한다. 방법(250)은 다음 단계를 포함한다.
디스플레이 패널의 서브-픽셀들에서 이미지 값을 수신하는 단계(252). 디스플레이 패널은 로우들과 컬럼들로 배열된 다수의 서브-픽셀들을 포함하고, 서브-픽셀들은 다수의 서브-영역들을 포함한다. 바람직하게는, 모든 서브-픽셀들은 다수의 서브-영역들을 포함한다.
서브-픽셀에서 수신된 이미지 값에 따라 광을 제공하는 단계(254). 상기 제공 단계는 서브-픽셀에서 수신된 적어도 하나의 이미지 값에 대해 서브-픽셀의 다른 하위-영역들보다 다수의 하위-영역들의 고-강도 하위-영역에서 더 높은 강도의 광을 제공하는 단계를 포함한다.
서브-픽셀들로부터의 광을 로우 방향에 대하여 상이한 각도 방향들로 지향시키고 나아가 오토스테레오스코픽 이미지를 형성하는 단계(256).
도 3a는 두 개의 하위-영역들(301 및 302)을 갖는 서브-픽셀(300)을 도시한다. 서브-픽셀(300)은 컬럼 방향에 평행한 라인을 따라 두 개의 하위-영역들로 분할된다. 이 분할은 줄무늬 방향이 컬럼 방향과 평행한 줄무늬형 디스플레이(예를 들어, RBG 줄무늬)에서 유익하다. 서브-픽셀(300)에 대한 렌티큘러에 대한 유리한 기울기는 0.3*a 와 0.75*a 사이에 있고, 여기서 a는 서브-픽셀 종횡비이다.
도 3b는 로우 방향에 평행하게 분할된 2개의 하위-영역들(311 및 312)을 갖는 서브-픽셀(310)을 도시한다. 이 분할은 줄무늬 방향이 로우 방향에 평행한 줄무늬가 있는 디스플레이들에서 유용하다.
도 3c는 영역들(301 및 302, 또는 311 및 312)(A 및 B 영역들)에 대해 가능한 톤 응답 곡선들을 이 경우 감마 곡선들로 도시한다.
도 3d는 서브-픽셀들(300 및 301)에 대해 가능한 회로를 도시한다. 이미지 데이터가 수신되는 데이터 라인, 및 어드레스 라인들 G_N 및 G_N+1이 도시된다.
도 3e는 3개의 하위-영역들(321, 322 및 323)을 갖는 서브-픽셀(320)을 도시한다.
도 3f는 3개의 하위-영역들(331, 332 및 333)을 갖는 서브-픽셀(330)을 도시한다.
도 3g는 4개의 하위-영역들(341, 342, 343 및 344)을 갖는 서브-픽셀(340)을 도시한다.
도 3h는 6개의 하위-영역들(351, 352, 353, 354, 355 및 356)을 갖는 서브-픽셀(350)을 도시한다.
도 3i는 영역들(351, 352, 353, 354, 355 및 356)(영역들 C, D, E, F, G 및 H)에 대해 가능한 톤 응답 곡선들을 도시한다. 이 경우에 톤 응답 곡선들은 감마 곡선들이 아니다. 그럼에도 불구하고, 저- 및 고-감마 영역들의 혼합은 sRGB에 부합한다.
도 3j는 2개의 하위-영역들을 갖는 임의의 서브-픽셀에서 사용하기 위해 2 개의 영역들(J 및 K 영역들)에 대한 가능한 톤 응답 곡선들을 도시한다. 이 경우에 톤 응답 곡선들은 감마 곡선들이 아니다. 그럼에도 불구하고, 저-감마 및 고-감마 영역들의 혼합은 비록 근사치가 6개 하위-영역들보다 덜 근접할지라도, sRGB에 해당한다.
도 4a는 디스플레이 패널(400)의 일부, 즉 디스플레이 패널 내의 서브-픽셀(300)의 가능한 배열을 개략적으로 도시한다. 디스플레이 패널은 수직의 컬럼들과 로우들로 도시되어 있다. 각각의 서브-픽셀은 고 감마 및 저 감마 영역을 갖는다. 저-감마 영역은 어둡게 표시되어 있고, 항상 서브-픽셀 내에서 동일한 위치에 있다; 이 경우엔 오른쪽 끝에 있다. 저-감마 영역들은 디스플레이 패널 위로 연장되는 컬럼 방향의 라인을 형성한다. 라인들 중 하나는 460에 표시되어 있다.
따라서, 서브-픽셀들은 각 서브-픽셀에서 동일한 영역, 예를 들어 서브 픽셀의 모든 우측 부분이 먼저 켜지도록 서브-픽셀들은 구동된다.
일반적으로, 컬러 변조에 평행한 것 보다 더 수직인 서브-픽셀 영역들의 분할은 더 적은 밴딩을 형성한다(즉, RGB-줄무늬 방식의 픽셀 설계에서, 서브-픽셀의 수직 분할은 수평 분할보다 낫다). 디스플레이 패널(400)은 컬럼들(410, 420, 430, 440 및 450)을 가질 수 있고; 이 컬럼들의 서브-픽셀들은 빨간색, 녹색, 파란색, 빨간색, 녹색,...등을 나타낼 수 있다. 이른바 컬러-변조의 방향은 서브-픽셀들의 컬러들이 변하는 데서 주요한 방향이다. 줄무늬가 있는 컬러 변조 설계의 경우, 컬러 변조 방향이 줄무늬들에 수직이다.
이러한 서브-픽셀 영역 설계로, 하위-영역 구동으로 인한 임의의 추가된 밴딩은 모든 영역들이 켜져있을 때 밴딩을 표시하는 렌즈 설계들에 대해 주로 보여질 것이며, 따라서 모놀리식 설계들에 비해 하위-영역들에 의해 거의 밴딩이 추가되지 않는다. 양호한 3D 성능에 유리한 렌즈 설계들을 위해 추가된 밴딩은 최소한이다.
도 4b는 기울기의 함수로서 가시적인 밴딩의 양의 개요를 도시하고 렌즈의 피치가 주어진다. 왼쪽 패널에서는 표준 RGB-줄무늬 패널에 대한 밴딩을 볼 수 있고, 중앙 패널에선 수직으로 분할된 서브-픽셀들에 대한 밴딩을 볼 수 있으며, 오른쪽 패널에서는 서브-픽셀 영역들로 인한 여분의 추가 밴딩을 나타내는 이 둘의 차이점을 볼 수 있다. 회색 라인은 위에 정의된 선호되는 피치/기울기 조합을 나타낸다.
a(서브-픽셀의 종횡비)이상 및/또는
Figure pct00020
이하인 기울기 값들은 밴딩을 감소시키는데 특히 유리하다.
1/3의 종횡비에서는, 1/6 이상 및/또는 1/3 이하인 기울기 값들이 특히 유리하다.
Figure pct00021
경계선은 완만하고, 말하자면, 3a/8까지, 품질의 손실 증가와 함께 연장될 수 있다. 1/3의 종횡비인 경우, 약 1/7 도 허용된다.
이 사이 내에서, 서브-픽셀 종횡비의 0.30배(0.3*a)와 서브-픽셀 종횡비의 0.75배(0.75*a) 사이의 컬럼들 방향으로 기울어진 렌즈 요소들은, 적은 밴딩으로, 감소된 시야각 의존성 및 오토스테레오스코픽 품질을 제공하는 특히 유리한 선택이다.
도 5a는 디스플레이 패널에서 서브-픽셀(310)의 가능한 배열인, 디스플레이 패널(500)의 부분을 개략적으로 도시한다. 디스플레이 패널은 수직의 컬럼들과 로우들로 도시되어있다. 각각의 서브-픽셀은 고 감마 및 저 감마 영역을 갖는다. 저-감마 영역은 음영으로 표시되어 있으며, 항상 서브-픽셀에서 동일한 위치에 있다; 이 경우 맨 아래쪽에 있다. 따라서 각 서브-픽셀에서 동일한 영역, 예를 들어 서브 픽셀들의 모든 하부 부분들이 먼저 켜지도록 서브-픽셀들이 구동된다. 저 감마 영역들은 디스플레이 패널 위로 연장되는 로우 방향의 라인들을 형성한다; 이 라인들 중 하나는 560으로 표시되어 있다.
도 5b는 동일한 영역이 유사한 방식으로 구동되는 수평으로 분할된 서브-픽셀 영역 설계(패널(500))(중앙) 및 표준 RGB-줄무늬 패널(왼쪽)에 대해 피치 및 기울기의 함수로 예상되는 밴딩의 그래프를 도시한다. 우측에서는 두 밴딩의 차이점을 볼 수 있고, 여분의 밴딩이 예상되는 렌즈 설계 영역들을 강조한다.
비록 이 설계가 서브-픽셀 영역들의 분할을 컬러 변조에 평행한 것보다 더 수직이 되도록 배치하지는 않지만, 그럼에도 불구하고 낮은 경사들(종횡비 a보다 적은, 즉 1/3보다 적은)에 대해 추가된 밴딩이 작다. 서브-픽셀 종횡비의 0.75배(0.75a) 미만인 컬럼들 방향으로의 렌즈 요소들 경사(들)은 밴딩에 특히 유리하다.
더 높은 기울기들의 경우 추가된 밴딩이 큰 특정 피치 값들이 있다.
도 6a는 서브-픽셀들이 2 개의 하위-영역들로 수평 분할되는 배열을 도시한다. 저-감마 하위-영역의 위치는 각 서브-픽셀 내에서 동일하지만, 픽셀들을 가로질러 체커판 패턴을 따른다. 따라서 한 픽셀에서 모든 저-감마 영역들은 하단에 있고, 동일한 로우 또는 컬럼에 인접한, 다음 픽셀에서, 모든 저-감마 영역들은 상단에 있다. 이 설계는 하프_톱_보텀 또는 그냥 톱_보텀 이라고 한다.
도 6b는 패널(500)의 패턴을 도시한다. 이 설계를 하프_톱_톱 또는 톱_톱이라고 한다.
도 6c는 체커판 설계를 도시한다. 각각의 서브-픽셀에서 저-감마 영역들은 동일한 로우 또는 컬럼에 인접한 다음 서브-픽셀에서와는, 다른 위치에 있다. 이 설계는 체커판_톱_보텀 또는 그냥 체커판이라고 한다.
도 6d는 패널(400)의 패턴을 도시한다. 이 설계는 하프_레프트_레프트 또는 단지 레프트_레프트로 지칭된다.
도 6d에서, 서브-픽셀은 컬럼 방향에 평행한 분할 라인을 따라 2 개의 서브-픽셀들로 나뉜다. 도 6a-c에서, 서브-픽셀은 로우 방향에 평행한 분할 라인을 따라 2 개의 서브-픽셀들로 나뉜다.
도 6a-6d에서 디스플레이는 50% 그레이로 구동된다. 서브-픽셀의 하위-영역들 절반은 광을 제공하고 반은 제공하지 않는다.
도 6e는 렌즈 설계의 함수로서 상이한 서브-픽셀 영역 설계들에 대한 예상되는 밴딩을 도시한다. 렌즈 설계는 여기에 오직 기울기로만 표시된다. 상응하는 피치는 방정식
Figure pct00022
으로부터 계산될 수 있다. 이러한 시뮬레이션들로부터 서브-픽셀 영역 설계는 예상되는 밴딩에 큰 영향을 미친다는 것을 볼 수 있다. 예를 들어, 1/9th 및 1/4th 사이의 기울기를 갖는 렌즈 설계들, 서브-픽셀의 수직 분할 및 모든 좌측과 모든 우측 부분들의 유사한 구동을 갖는 레이아웃은 거의 밴딩을 제공하지 않는다.
밴딩은 사람의 시각 시스템의 콘트라스트 감도의 모델을 기반으로, 임의의 단위들로 표현된다. 이러한 모델은, 특히, 50% 그레이 이미지에 대한 피치 및 기울기들로 표시된 렌티큘러를 갖는 3D 디스플레이를 시뮬레이션하고 2D 푸리에 변환을 수행하는 것을 포함한다. 실시예들에서, 피치 및 기울기의 정확한 값은 제작하기가 더 어려울 수 있으므로, 선호되는 조합 공식에 의해 표시된 피치 및 기울기로부터의 일부 변형이 설계되었음을 주목해야 한다. 이것은 여기에 제시된 설계의 일반적인 지침을 방해하지 않는다.
도 7a 및 7b는 2 개 이상의 하위-영역들을 갖는 서브-픽셀들에 대해 다양한 설계 옵션들을 도시한다. 또한 비교를 위해 모놀리식 설계도 포함되어 있다. 도 7a는 다양한 수의 서브-픽셀 영역 로우들과 2 개의 상이한 서브-픽셀 종횡비들을 갖는 체커판 패턴들을 도시한다. 도 7b는 상기 수식들로 정의된 N=1, C=3인 영역에서의 상이한 서브-픽셀 영역 설계들에 대해 상응하는 예상된 밴딩을 도시한다. 렌즈 설계는 오직 피치 벡터의 y-성분에 의해서만 여기에 표시된다. 여기에 도시된 실험들은 모놀리식 설계에 비해 많은 밴딩을 제공하는 것으로 알려진 체커판 패턴에 초점을 맞춘다. 체커판 격자를 유지하면서, 서브-픽셀 영역들의 로우들 수를 늘릴 경우(도 7a), 시뮬레이션들은 관련 파라미터 범위 내에서 밴딩의 큰 감소를 나타내었다(도 7b).
도 7c는 다양한 수의 서브-픽셀 영역 로우들 및 2개의 상이한 서브-픽셀 종횡비들을 갖는 줄무늬 패턴들을 도시한다. 도 7d는 위의 수식들에 의해 정의된 N=2, C=3인 영역 내의 상이한 서브-픽셀 영역 설계들에 대한 예상된 밴딩을 도시한다. 렌즈 설계는 오직 피치 벡터의 y-성분에 의해서만 여기에 표시된다.
도 7a-7d에 도시된 실험들에서 밴딩 시뮬레이션을 위한 적절한 파라미터 범위는 합리적 기준에 기초하여 선택되었다. 피치 벡터 x-성분은 최적의 값 주위의 영역에 배치된다. N=1 영역은 초-고화질(UHD, 또는 4K로 알려진) 패널들을 기반으로 하는 오토스테레오스코픽 디스플레이들(ASD)에 적합하고 반면에 N=2 영역은 수퍼 하이-비전(SHV, 또는 8K로 알려진) 패널들에 더 적합하다. 수동 관측들을 기반으로 최적의
Figure pct00023
값을 중심으로 [-1/2, 1/2]범위를 선택하여
Figure pct00024
를 제공한다.
세 가지 원색들에 대해 C=3으로 바꾸면
Figure pct00025
이다.
매우 작은 기울기를 갖는 것은 공간 대 각도 해상도의 트레이드-오프를 각도 방향에서 너무 크게 균형을 맞추고, 따라서 서브-픽셀 종횡비(SPAR)의 절반의 기울기 하한을 선택했다. 서브-픽셀 종횡비보다 큰 기울기를 갖는 것은 너무 많은 각도의 해상도가 희생되기 때문에 현명하지 못하다. 따라서 a가 서브-픽셀 종횡비(SPAR)를 나타내는
Figure pct00026
를 적절한 기울기 범위로 선택한다.
Figure pct00027
성질을 적용하면
Figure pct00028
로 바뀐다.
이 공식들을 결합하고 서브-픽셀 종횡비가 값 1/3에 대해,
Figure pct00029
를 얻는다.
본 발명은 이 세트의 영역들에 한정되지 않는다. 그것들이 선택되는 것은 알려지거나 예기되는 렌티큘러 설계들의 넓은 범위를 커버하고 도 7a-7d의 설계들과 그래프들에 도시된 작동 원리들의 도시를 허락하기 때문이다.
도 7b에서 예상되는 밴딩은 상이한 수의 서브-픽셀 영역들, N의 값 및 서브-픽셀 종횡비들에 대대 도시된다. 다음 사항이 특히 관찰된다:
- 블랙 매트릭스가 없는 모놀리식 픽셀들의 경우 거의 밴딩이 없다.
- 서브-픽셀 당 2개의 서브-픽셀 영역들을 갖는 체커판 그리드의 경우, 관련 파라미터 범위의 큰 부분에서 심한 밴딩이 있다.
- 서브-픽셀 당 더 많은 하위-영역들에 대해 심한 밴딩의 영역은 더 높은 py 및 기울기 값들 쪽으로 이동한다.
- 3개 영역들(도면에 도시되지 않음)에 대해 여전히 상당한 밴딩이 있을 수 있으나, 이는 기울기 s가 a 와 1/2a 사이에 있고, 수직으로 RGB-줄무늬가 있는 설계들에 대한 좋은 해결책이다. 일 실시예에서, a=1/3이고 기울기 s는 [1/6,1/3] 내에 있다.
- 영역들의 수의 증가(예를 들어, 4 및 6)은 점진적인 개선을 제공한다:
○ 4개의 영역들을 갖는 것이 3 개의 영역보다 훨씬 낫다.
○ 6개의 영역들을 통해 밴딩은 크게 제거된다.
각각의 실험들에서 렌티큘러 렌즈의 시야각을 30arcsec(145 μrad)으로 설정하여 디스플레이상에 렌더링되는 2D 이미지는 정상 시력(1.0)에 대해 픽셀로 보이지 않을 것이다. 사람 시각의 한계는 평균적으로 라인 쌍 당 60arcsec 이다. 그런 다음 밴딩을 시뮬레이션하고 사람 시각 시스템의 대비 감도 모델을 기반으로한 밴딩의 가시성을 계산했다.
도 7a 및 7c에서, 다수의 하위-영역들으로 분할된 모든 서브-픽셀들(비-모놀리식 서브-픽셀들)은, 로우 방향에 평행한 분할 라인을 따라 나뉜다. 하나의 로우에 있는 모든 서브-픽셀들에 대해, 하위-영역들은 문자로 표시된다. 문자는 가능한 색상 변조 체계를 나타낸다.
비-모놀리식 서브-픽셀들은 50% 그레이로 나타난다. 도 7c에서, 이것은 로우 방향으로 연장된 검은색 줄들로 도시된다. 도 7a에서 이것은 검은색 하위-영역들의 체커판 패턴으로 도시된다.
추가적인 이점들을 갖는 두 가지 예들은 다음과 같다: 복수의 동일하게 구동되는 하위 영역들, 예를 들어, A B A B A B...는 트랜지스터들 및 캐패시터들의 양을 최소화할 수 있다는 이점이 있다. 각각의 하위-영역이 예를들면 도 3c에 표시되있는 2 개의 상이한 톤 응답 곡선들 중 하나를 갖는 4 또는 6개의 하위-영역들을 갖는 서브-픽셀들의 예를 들 수 있다. 또 다른 가능성은 모든 영역들이 예를 들어, 도 3i에 도시된 바와 같이, 상이한 톤 응답 곡선을 갖는 것이다. 그러나 응답 곡선은 가파른 시작점들을 갖고, 모든 시작점들은 예를 들어, C F G D H E...와 같이 상이하고 혼합된다.
예를 들어, 가파른 시작점을 갖는 하위-영역은, 저-시작점 값 및 고-시작점 값을 가질 수 있다. 저-시작점 값 이하의 이미지 값의 경우 하위-영역이 반응하지 않는다; 고-시작점 값보다 높은 이미지 값의 경우 하위-영역은 최대치로 반응한다. 저-시작점 값과 고-시작점 값 사이에서 이미지 값이 증가함에 따라 하위-영역의 강도가 예를 들어, 선형으로 증가한다. 가파른-시작점 하위-영역의 일 실시예에서, 저-시작점 값과 고-시작점 값 사이의 차이는 이미지 값 범위의 20% 미만이다; 일 실시예에서, 상기 차이는 10% 미만이다. 도 3i는 저 및 고 시작점 사이의 차이가 10%인 5개의 가파른 시작점 곡선들(영역들 D, E, F, G, 및 H)을 도시한다. 256개의 상이한 값들의 이미지 범위의 경우, 이는 25개의 상이한 이미지 값들에 대해 모든 변화가 발생하고, 나머지 이미지 값들에 대해 응답이 최대 또는 최소로 발생함을 의미한다. 일 실시예에서, 서브-픽셀은 가파른-응답을 갖는 적어도 하나의 하위-영역을 갖는다. 가파른 시작점 하위-영역들은 각도의 보기 의존성을 감소시킨다. 일 실시예에서, 서브-픽셀 내의 하위-영역들 중 하나를 제외한 모두는 가파른-응답을 갖는다. 가파르지 않은 시작점의 하위-영역을 갖는것은, 하위-영역들의 평균 응답에 대한 주어진 응답 곡선을 쉽게 근사시킬 수 있다. 하나의 가파르지 않은 응답은 자유롭게 조정할 수 있다. 예를 들어, sRGB 응답을 근사시키는 것이 바람직하다. 일 실시예에서, 서브-픽셀 내의 모든 하위-영역들은 가파른-응답을 갖는다. 만약 하위-영역들의 수가 더 크다면, 예를 들어 하위-영역들의 수가 6 이상 또는 심지어 8 이상인 경우 오직 가파른-응답 하위-영역들을 사용해서, 양호한 근사치를 얻을 수 있다.
본 발명자들은, 예를 들어 서브-픽셀들의 종횡비가 1/3 이하일 수 있고, 예를 들어 1/6 이하 또는 심지어 1/9 이하일 수 있는, 가늘고 긴 서브-픽셀들이 오토스테레오스코픽 디스플레이들에 유리하다는 것을 일찍이 발견했다. 가늘고 긴 서브-픽셀들이 또는 이른바 3개 이상, 이른바 4개 이상의, 높은 수들의 하위-영역들에 대해, 사각형의 서브-영역들을 갖는 것이 유리하다.
일반적으로 서브-픽셀 영역들 사이의 상이한 액정 배향을 가진 영역-회위(disclination)의 라인이라 불리는-이 있는데 이는 어두운 밴드로 나타난다. 이들 모두(개구율을 감소시킴으로써) 패널 명도를 감소시키고 가능한 추가적인 밴딩의 원인들을 발생시킨다(이는 효과적인 여분의 블랙 매트릭스이기 때문에). 대부분의 디스플레이 기술들의 경우 매우 길고 얇은 서브-픽셀 영역들을 갖는 것이 어렵고, 가장 높은 구경은 영역들의 수가 주어지면 영역들을 가능한한 사각형으로 만들어 얻을 수 있다. 수평 방향으로의 분할은 서브-픽셀들을 가늘고 긴 서브-픽셀들에 대해 더 정사각형으로 만든다. 일반적으로 주어진 감마의 더 정사각형인 서브-픽셀 영역을 갖는 해결책이 바람직한 해결책이 될 것이며, 이는 주어진 밝은 픽셀 영역에 대한 회위 라인들의 최소 면적을 야기시키기 때문이다. 일 실시예에서, 다수의 하위-영역들은 직사각형 모양을 가지며, 이 직사각형의 짧은 변과 긴 변 사이의 비율은 2/3 이상이다. 또한, 서브-영역들의 수는 3 이상이 될 수 있다.
상기 언급된 실시예들은 본 발명을 제한하기보다는 예시하며, 당업자들은 많은 대안적인 실시예들을 설계할 수 있음 것임이 주의되어야 한다.
청구항들에서, 괄호 안의 임의의 참조 부호들은 청구항을 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다. "포함하는"이라는 동사를 사용한다고 해서 청구항에 명시된 요소나 단계 이외의 요소가 존재하는 것을 배제하는것은 아니다. 단수로 기재된 요소는 복수의 그러한 요소들의 존재를 배제하지 않는다. 본 발명은 몇몇 별개의 요소들을 포함하는 하드웨어 의해 그리고 적절하게 프로그래밍된 컴퓨터에 의해 구현될 수 있다. 여러 수단들을 열거하는 장치 청구항에서, 이들 수단들 중 몇몇은 하나의 동일한 하드웨어 아이템에 의해 구현될 수 있다. 특정한 조치들이 서로 상이한 종속 청구항들에서 인용된다는 단순한 사실만으로 이 조치들의 조합을 사용할 수 없다는 것을 의미하지는 않는다.

Claims (12)

  1. 오토스테레오스코픽 이미지(autostereoscopic image)를 디스플레이하도록 구성된 오토스테레오스코픽 디스플레이 시스템(204)에 있어서, 상기 디스플레이 시스템은
    - 로우들 및 컬럼들로 배열되는 다수의 서브-픽셀들을 포함하는 디스플레이 패널(400,500)로서, 상기 컬럼들은 컬럼 방향으로 상기 패널을 가로질러 연장되고, 상기 로우들은 로우 방향으로 상기 패널들을 가로질러 연장되고, 상기 서브-픽셀들은 상기 서브-픽셀에서 수신된 이미지 값에 따라 광을 제공하도록 배열되고, 상기 서브-픽셀들은 다수의 하위-영역들을 포함하고, 상기 서브-픽셀의 각각의 하위-영역은 상기 서브-픽셀에서 수신된 이미지 값에 따라 광을 제공하도록 배열되고, 서브-픽셀의 다수의 하위-영역들은 고-강도 하위-영역을 포함하고, 상기 고-광도 하위-영역은 상기 서브-픽셀에서 수신된 적어도 하나의 이미지 값에 대해 상기 서브-픽셀의 다수의 하위-영역 내의 다른 하위-영역보다 높은 강도의 광을 제공하도록 배열되는, 상기 디스플레이 패널(400, 500), 및
    - 렌즈 요소들의 그룹(222)을 포함하는 뷰 형성 시스템(view forming system)으로서, 상기 렌즈 요소들은 서브-픽셀들로부터의 광을 로우 방향에 대해 상이한 각도 방향으로 지향시켜 오토스테레오스코픽 이미지를 형성하도록, 상기 다수의 서브-픽셀에 대해 배열되는, 상기 뷰 형성 시스템을 포함하고,
    상기 서브-픽셀들(200)은 상기 컬럼 방향과 평행한 방향을 따라 라인들을 분할함으로써 상기 다수의 하위-영역들로 나뉘어, 상기 다수의 하위-영역들이 상기 로우 방향을 따라 배열되는, 오토스테레오스코픽 디스플레이 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    - 이미지 값 범위의 중간값을 나타내는 이미지 값에 대응하는 상기 고-강도 하위-영역의 광 강도는 서브-픽셀의 상기 다수의 하위-영역들 내의 다른 하위-영역들 보다 높고,
    - 상기 디스플레이 패널의 컬럼의 상기 서브-픽셀들을 따라 상기 고-강도 하위-영역들은 상기 서브-픽셀 내에서 동일한 위치에 있고, 따라서 상기 고-강도 하위-영역들은 서브-픽셀들의 컬럼에서 연장되는 고-강도 하위-영역 라인을 형성하는, 오토스테레오스코픽 디스플레이 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    - 서브-픽셀의 상기 고-강도 하위-영역은 상기 서브-픽셀의 다수의 하위-영역들 사이의 상기 서브-픽셀의 로우 방향을 따라 첫 번째 또는 마지막 위치에 배열되는, 오토스테레오스코픽 디스플레이 시스템.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 디스플레이의 동일한 컬럼 내의 서브-픽셀들은 동일한 컬러의 광을 제공하는, 오토스테레오스코픽 디스플레이 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 렌즈 요소들은 상기 서브-픽셀 종횡비의 0.30배(0.3*a)와 상기 서브-픽셀 종횡비의 0.75배(0.75*a) 사이의 컬럼 방향에 대한 기울기(들)를 갖는 렌티큘러 렌즈들을 포함하고, 상기 기울기는 상기 컬럼 방향과 가늘고 긴 렌티큘러 방향 사이의 각도의 접선을 포함하는, 오토스테레오스코픽 디스플레이 시스템.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 서브-픽셀의 상기 다수의 하위-영역들은 적어도 3 개의 상이한 하위-영역들을 포함하거나, 또는
    - 서브-픽셀의 상기 다수의 하위-영역들은 적어도 4 개의 상이한 하위-영역들을 포함하거나, 또는
    - 서브-픽셀의 상기 다수의 하위-영역들은 적어도 6 개의 상이한 하위-영역들을 포함하는, 오토스테레오스코픽 디스플레이 시스템.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    서브-픽셀의 상기 다수의 하위-영역들 각각은 상기 서브-픽셀에서 수신된 적어도 하나의 이미지 값에 대한 제 1 강도 또는 제 2 강도의 광을 제공하도록 배열되고, 상기 제 1 및 제 2 강도는 상이한, 오토스테레오스코픽 디스플레이 시스템.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    이미지 값 범위의 중간값을 나타내는 이미지 값에 응답하는 상기 디스플레이 패널의 모든 서브-픽셀들의 모든 하위-영역들의 상기 광 강도들은 체커판 패턴을 형성하는, 오토스테레오스코픽 디스플레이 시스템.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다수의 하위-영역들의 종횡비는 2/3보다 큰, 오토스테레오스코픽 디스플레이 시스템.
  10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기울기는 1/6 이상 및/또는 1/3 이하인, 오토스테레오스코픽 디스플레이 시스템.
  11. 오토스테레오스코픽 디스플레이 시스템을 위한 디스플레이 패널(400, 500)에 있어서,
    로우들과 컬럼들로 배열된 다수의 서브-픽셀들을 포함하고, 상기 서브-픽셀들은 상기 서브-픽셀에서 수신된 이미지 값에 따라 광을 제공하도록 배열되고, 상기 서브-픽셀들은 다수의 하위-영역들을 포함하고, 상기 서브-픽셀의 각각의 하위-영역은 상기 서브-픽셀로부터 수신된 이미지 값에 따라 광을 제공하도록 배열되고, 서브-픽셀의 상기 다수의 하위-영역들 중 적어도 두 개는 상기 서브-픽셀에서 수신된 적어도 하나의 이미지 값에 대해 상이한 강도의 광을 제공하도록 배열되고
    상기 서브-픽셀들(200)은 상기 컬럼 방향과 평행한 방향을 따라 라인들을 분할함으로써 상기 다수의 하위-영역들로 나뉘어, 상기 다수의 하위-영역들이 상기 로우 방향을 따라 배열되는, 디스플레이 패널.
  12. 오토스테레오스코픽 이미지를 디스플레이하는 오토스테레오스코픽 디스플레이 방법에 있어, 상기 디스플레이 방법은
    - 디스플레이 패널의 서브-픽셀들에서 이미지 값을 수신하는 단계로서, 디스플레이 패널(400, 500)은 로우들과 컬럼들로 배열된 다수의 서브-픽셀들을 포함하고, 상기 컬럼들은 상기 패널을 가로질러 컬럼 방향으로 확장하고, 상기 서브-픽셀들은 다수의 하위-영역들을 포함하고, 상기 서브-픽셀들(200)은 상기 컬럼 방향과 평행한 방향을 따라 라인을 분할함으로써 상기 다수의 하위-영역들로 나뉘어, 상기 다수의 하위-영역들은 로우 방향을 따라 배열되는, 상기 이미지 값을 수신하는 단계,
    - 서브-픽셀에서 수신된 이미지 값에 따라 광을 제공하는 단계로서, 상기 서브-픽셀에서 수신된 적어도 하나의 이미지 값에 대해 상기 서브-픽셀의 다른 하위-영역보다 상기 다수의 하위-영역들의 고-강도 하위-영역에서 더 높은 세기의 광을 제공하는 단계를 포함하는, 상기 이미지 값에 따라 광을 제공하는 단계, 및
    - 상기 서브-픽셀들로부터의 광을 상기 로우 방향에 대해 상이한 각도 방향들로 지향시켜 상기 오토스테레오스코픽 이미지를 형성하는 단계를 포함하는, 오토스테레오스코픽 디스플레이 방법.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110806646B (zh) * 2018-07-20 2021-01-22 京东方科技集团股份有限公司 显示面板及其驱动方法、显示装置
CN109976028B (zh) * 2019-05-13 2022-02-22 京东方科技集团股份有限公司 黑矩阵、阵列基板、显示装置及显示方法
US10791266B1 (en) * 2019-06-23 2020-09-29 Novatek Microelectronics Corp. Image processing circuit and method
US11212513B2 (en) * 2019-07-03 2021-12-28 Innolux Corporation Method for displaying a stereoscopic image on a display device
CN111552093B (zh) * 2020-06-05 2022-07-12 京东方科技集团股份有限公司 一种显示面板及其显示方法和显示装置
TWI830146B (zh) * 2022-02-16 2024-01-21 友達光電股份有限公司 裸眼式立體顯示系統及其顯示方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101308270B (zh) * 2002-06-06 2010-12-08 夏普株式会社 液晶显示装置
KR100846951B1 (ko) * 2004-09-30 2008-07-17 샤프 가부시키가이샤 액정 표시 장치
JP5408099B2 (ja) * 2010-10-07 2014-02-05 株式会社Ｊｖｃケンウッド 裸眼立体ディスプレイ装置
WO2012063830A1 (ja) * 2010-11-09 2012-05-18 シャープ株式会社 液晶表示装置、表示装置およびゲート信号線駆動方法
WO2012169466A1 (ja) * 2011-06-10 2012-12-13 シャープ株式会社 表示装置
JP2013057824A (ja) * 2011-09-08 2013-03-28 Sony Corp 表示装置、表示方法、および電子機器

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