KR20220013416A - 무안경 입체영상 디스플레이 장치를 위한 기본 디스플레이 - Google Patents

Abstract

주기적인 래스터(42)로 배열된 픽셀(12)을 갖는 무안경 입체영상 디스플레이 장치(30, 32)를 위한 기본 디스플레이(10)로서, 디스플레이 수평(x)과 45° 각도를 형성하는 2개의 대각선(f1, f2) 중 적어도 하나는, 임의의 2개의 픽셀(12)에 대해, 2개의 픽셀의 중심점(P)을 통과하는 직선(g)은 대각선(f1, f2)과 -2° 내지 2° 사이의 각도를 형성한다는 조건을 충족하는 속성을 가지고, 픽셀의 중심 거리(d1, d2)는, 모든 픽셀 쌍의 중심 거리의 최소값으로 정의되는 기본 거리(e)의 1.5배 초과, 바람직하게는 1.8배 초과, 더욱 바람직하게는 2배 초과인, 기본 디스플레이(10).

Description

무안경 입체영상 디스플레이 장치를 위한 기본 디스플레이

본 발명은 픽셀이 주기적 래스터(periodic raster)로 배열된 무안경 입체영상 디스플레이 장치를 위한 기본 디스플레이에 관한 것이다.

기본 디스플레이는, 예를 들어 컴퓨터 화면 또는 태블릿 또는 스마트폰의 화면일 수 있다. 무안경 입체영상 디스플레이 장치를 형성하기 위해 기본 디스플레이에서 시작하여 소위 시차 장벽(parallax barrier)이 특정 간격을 가지고 기본 디스플레이 상에 중첩되며, 시차 장벽은, 스크린의 표면으로부터 관찰자를 향해 전파되는 광선이 차폐되거나 편향되어서 화면의 일부 픽셀은 왼쪽 눈으로만 볼 수 있는 반면 다른 픽셀 세트는 오른쪽 눈으로만 볼 수 있도록 배치된다. 왼쪽 눈과 오른쪽 눈에 보이는 픽셀은 개재(alternating)하는 스트라이프의 시퀀스를 구성한다. 물체가 무안경 입체영상적으로 디스플레이되어야 하는 경우, 관찰자의 왼쪽 및 오른쪽 눈이 물체의 3차원 기하학에 대응하는 시차 변위를 갖는 물체를 볼 수 있도록 각 스트라이프의 픽셀이 제어된다. 이러한 유형의 무안경 입체영상 디스플레이 장치의 예가 WO 2016/107892 A1에 설명되어 있다.

시차 장벽은, 예를 들어 관찰자의 한쪽 눈에 대한 기본 디스플레이의 표면 상에서 특정 스트라이프 모양의 영역을 가리는 스트라이프 장벽으로 구성되거나, 또는 예를 들어 돋보기처럼 화면 표면 상에 가시적인 스트라이프의 픽셀을 확대하는 반면 다른 픽셀로부터의 광은 너무 편향되어 관찰자의 대응하는 눈에 도달하지 않도록 하는 평행 원통형 렌즈로 형성된 렌티큘러 렌즈 래스터(lenticular lens raster)에 의해 구성될 수 있다.

가능한 한 높은 해상도로 3차원 이미지를 렌더링할 수 있으려면, 시차 장벽에 의해 생성된 스트라이프의 주기가 픽셀 래스터의 픽셀 주기보다 실질적으로 크지 않아야 한다.

그러나, 유사한 주기를 갖는 두 주기 구조, 즉 픽셀 래스터와 시차 장벽의 중첩은 모아레 비트 패턴(Moire beat pattern)이라고도 하는 공간 비트의 형태로 방해가 되는 인공물을 유발할 수 있다. 이러한 비트 효과를 억제하는 한 가지 방법은 스트라이프가 디스플레이의 수직에 대해 약간 기울어지도록 시차 장벽을 장착하는 것이다. 관찰자의 눈은 일반적으로 수평선 상에 정렬되므로, 디스플레이의 수평 x와 시차 장벽의 스트라이프 사이에 형성되는 각도가 최소 55°가 되는 시차 장벽의 기울기를 사용하는 것이 바람직하다. 여기에서 디스플레이 수평 x는 디스플레이의 평면과 관찰자의 머리가 기울어지지 않은 경우에 관찰자의 두 눈의 중심점을 포함하는 것을 특징으로 하는 제2 평면 사이의 직선 교차선으로 얻어지는 방향으로 정의된다. 따라서, 일반적인 직사각형 디스플레이에서, 디스플레이 수평 x는 일반적으로 디스플레이의 상단 및 하단 가장자리에 평행하다. 디스플레이 수직 y는 디스플레이 평면 상에서 연장되고 디스플레이 수평에 직교하므로, 일반적으로 디스플레이의 왼쪽 및 오른쪽 가장자리와 평행하다. 디스플레이가 90° 회전되면 이전 디스플레이의 수평이 새로운 디스플레이의 수직이 되고 이전 디스플레이의 수직이 새로운 디스플레이의 수평이 된다.

태블릿이나 스마트폰은 일반적으로 90° 각도로 회전하여 세로 형식(portrait format)과 가로 형식(land-scape format) 모두에서 사용할 수 있다. 사용자는 3D 모드에서도 이러한 속성을 기대할 것이다. 그러나, 지금까지 일반적으로 사용되어 온 스트라이프가 거의 수직으로 확장되는 시차 장벽은 이미지를 가로 형식으로 표시하거나 이미지를 세로 형식으로 표시하는 경우에만 적합하다.

US 2012/050857 A1은 2개의 전환 가능한 시차 장벽을 활용하는 무안경 입체영상 디스플레이 장치를 기술하므로 세로에서 가로로 형식을 변경하는 것은 또 다른 시차 장벽으로의 전환을 포함한다. US 8441584 B2는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD)를 적절히 제어함으로써 생성될 수 있는 상이한 스트라이프 패턴을 가지는 LCD로 구성된 스트라이프 장벽을 개시한다.

본 발명의 목적은 시차 장벽의 스트라이프가 디스플레이 수평 x에 대해 대략 대각선 각도 이하로 연장되도록 함으로써 시차 장벽을 변경하지 않고 세로 형식과 가로 형식 모두에서 이미지를 볼 수 있는 무안경 입체영상 디스플레이 장치를 제공하는 것으로, 쉽게 전환될 수 있는 기본 디스플레이를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 본 목적은 디스플레이 수평 x와 45°의 각도를 형성하는 2개의 대각선 중 적어도 하나가 두 픽셀의 중심점을 지나는 직선이 대각선과 -2°와 2° 사이의 각도를 이루는 조건을 만족하는 임의의 두 픽셀에 대해, 픽셀의 중심 거리는 1.5배 초과이며, 바람직하게는 1.8배 초과, 더욱 바람직하게는 모든 픽셀 쌍의 중심 거리의 최소값으로 정의되는 기본 거리의 2배 초과인 속성을 갖는다는 특징에 의해 달성된다.

디스플레이 수평 x 및 디스플레이 수직 y와 정렬된 정사각형 픽셀 래스터를 가지는 전형적인 디스플레이에서, 직접적으로 인접한 픽셀의 모든 쌍은 정의에 따라 기본 거리를 구성하는 균일한 중심 거리를 갖는다. 그런 다음 픽셀 래스터의 대각선에 정확히 또는 적어도 대략적으로 정렬된 비교적 근접한 이웃 픽셀의 경우 중심 거리는 기본 거리의 약 1.414배(2의 제곱근)에 달한다. 본 발명에 따르면, 이러한 픽셀 래스터는 본질적으로 대각선 상에 정렬되는 픽셀에 대한 중심 거리(이하에서는 대각선 거리로 지정됨)가 기본 거리의 적어도 1.5배, 바람직하게는 기본 거리의 적어도 2배 확대된 수정된 픽셀 래스터로 전환된다.

픽셀 래스터의 이러한 특정 속성은 무안경 입체영상 디스플레이 장치를 형성하기 위해 스트라이프가 "대각선으로" 연장되는 시차 장벽, 즉 방해하는 비트 효과를 생성하지 않고 디스플레이 수평 x와 약 45°의 각도를 형성하는 시차 장벽을 사용하는 것이 가능하다는 장점을 가진다. 이러한 방식으로, 세로 형식과 가로 형식 모두에서 이미지를 표시하기 위해 하나의 동일한 시차 장벽을 사용하는 것이 가능하다. 비트 효과의 억제는 본질적으로 시차 장벽의 스트라이프와 평행하게 연장되는 대각선 방향에서, 픽셀 래스터가 비트의 공간 주파수가 픽셀 래스터의 해상도 한계에 근접하여 더 이상 감지할 수 없을 정도로 증가한 치수를 갖는 주기를 갖고 있기 때문이라는 사실에 기인한다.

본 발명은 또한 상술한 특성을 갖는 기본 디스플레이를 갖는 무안경 입체영상 디스플레이 장치에 관한 것이다. 이 장치에서 시차 장벽의 스트라이프는 대략 대각선 방향으로 확장되며, 즉, 이러한 스트라이프와 디스플레이 수평 x 사이의 각도는 40°와 50° 사이이다. 픽셀 래스터가 중심점을 연결하는 직선의 방향이 45도 방향에서 약간, 예를 들어 ± 2°, 바람직하게는 ± 5°만큼 벗어나는 픽셀 쌍에 대해 "동일한 대각선을 따라 있는 픽셀의 중심 거리가 기본 거리의 1.5배 초과, 바람직하게는 2배 초과"라는 조건이 충족되도록 구성되면, 시차 영역의 스트라이프 방향도 대각선에서 특정 각도만큼 벗어날 수 있다.

본 발명의 유용한 세부사항 및 추가 개발은 종속항에 표시되어 있다.

위에서 설명한 픽셀 래스터의 속성은 예를 들어 "표준-RGB-스트라이프(Standard-RGB-Stripe)", "펜타일 다이아몬드(PenTile Diamond)"과 같이 오늘날 일반적으로 사용되는 표준 픽셀 래스터 중 하나로부터 시작하는 프로세스에 의해 얻을 수 있으며, 래스터는 한 방향, 예를 들어 디스플레이 수평 x에 수직인 방향으로 특정 요소에 의해 축소되거나 확장된다. 또 다른 가능성은 픽셀 폭 또는 픽셀 높이 각각의 일부만큼 픽셀 래스터의 연속 라인 또는 칼럼의 픽셀을 서로에 대해 이동하는 것이다.

실시예는 이하의 도면과 함께 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 기본 디스플레이의 확대된 클리핑(clipping)이다.
도 2는 본 발명에 따른 기본 디스플레이를 갖는 무안경 입체영상 디스플레이 장치의 확대된 클리핑이다.
도 3은 무안경 입체영상 디스플레이의 원리를 설명하기 위한 스케치이다.
도 4는 시차 장벽의 스케치이다.
도 5는 가로 형식 및 세로 형식의 무안경 입체영상 디스플레이 장치의 예시를 도시한다.
도 6은 종래의 Standard-RGB-Stripe 기본 디스플레이의 픽셀 래스터의 확대된 클리핑이다.
도 7은 종래의 펜타일 다이아몬드 기본 디스플레이의 픽셀 래스터의 확대된 클리핑이다.
도 8은 몇 가지 공지된 표준 픽셀 래스터의 픽셀 구조를 도시한다.
도 9는 도 7에 도시된 픽셀 래스터를 수정함으로써 얻어진 본 발명에 따른 기본 디스플레이의 픽셀 래스터를 도시한다.
도 10은 도 9에 따른 픽셀 래스터의 특성을 설명하기 위한 스케치이다.
도 11은 도 6에 도시된 픽셀 래스터의 수정에 의해 획득된, 다른 실시예에 따른 기본 디스플레이의 픽셀 래스터를 도시한다.
도 12는 다른 기본 래스터의 수정에 의해 획득된, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기본 디스플레이의 픽셀 래스터를 도시한다.
도 13은 45° 시차 장벽을 갖는 종래의 무안경 입체영상 디스플레이 장치의 시뮬레이션이다.
도 14는 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 시뮬레이션이다.

도 1은 본 발명에 따른 무안경 입체영상 디스플레이 장치의 일부를 형성하는 기본 디스플레이(10), 예를 들어 태블릿 컴퓨터 또는 스마트폰의 디스플레이의 디스플레이 표면의 클리핑(clipping)을 도시한다. 기본 디스플레이(10)는 개별적으로 제어될 수 있으며, 픽셀의 중심점(P)의 위치를 도시함으로써 도 1에 나타낸 주기적 래스터로 배열된 픽셀(12)을 가진다.

픽셀 래스터의 특징인 길이의 단위, 소위 기본 단위 e는 모든 픽셀 쌍(12)의 중심 거리의 최소값으로 정의된다. 도시된 예시에서 e는 수직으로 인접한 두 픽셀의 중심점 사이의 거리에 해당하며, 즉, 픽셀 높이와 정확히 일치한다. 그러나, 일반적으로 기본 단위 e는 엄밀히 수직 또는 엄밀히 수평 방향으로 서로 인접한 두 픽셀 사이의 중심 거리에 해당할 필요는 없으나, 비스듬히 인접한 픽셀 사이의 거리가 다른 모든 중심 거리에 비해 최소인 경우 비스듬히 인접한 픽셀 사이의 거리가 중심 거리에 해당할 수도 있다.

도 1에서, 디스플레이 수평은 x로 지정되었고, 디스플레이 수직은 y로 지정되었다. 전형적으로, 디스플레이 수평 x는 디스플레이의 아래쪽 가장자리와 평행하게 연장되고 디스플레이 수직 y는 디스플레이의 측면 가장자리와 평행하게 연장된다. 디스플레이 수평과 45°의 각도를 형성하는 속성에 의해 정의되는 두 개의 대각선은 f1 및 f2로 지정된다. 또한, 도 1에서는 대략 대각선 방향으로 연장되는 직선 g가 2개의 픽셀의 중심점 P을 통과하도록 위치되어 있다. 이러한 두 픽셀 사이의 중심 거리 d1는 기본 단위 e의 약 4.2배에 이른다.

도 1에 도시된 전체 픽셀 래스터에서, 중심점 P이 f1에 평행한 직선 상에 정렬되고 중심 거리가 d1보다 작은 2개의 픽셀(12) 쌍은 없다. 또한, 상호 연결하는 직선이 f1과 정확히 평행하지 않지만 f1에서 ± 2°이거나 심지어는 ± 5°의 각도만큼 벗어난 픽셀 쌍의 경우 중심 거리는 d1보다 작지 않다. 유사하게, 픽셀을 상호연결하는 f2에 거의 평행하게 연장되는 직선에 대해, 픽셀의 중심점의 최소 중심 거리 d2가 있다. 따라서, 각각의 대각선 f1 및 f2에 대한 "대각선 거리" d1 및 d2 라는 용어는 일반적으로 중심점 P를 통과하는 직선이 대각선 f1 및 f2에 대해 각각 ± 2°, 바람직하게는 ± 5°의 범위에 있는 두 픽셀(12)의 가장 작은 중심 거리를 지정해야 한다.

도 2는 도 1에 도시된 기본 디스플레이(10)에 기초한 무안경 입체영상 디스플레이 장치를 도시한다. 기본 디스플레이(10)에 중첩되는 시차 장벽(18)은 여기에서 일련의 스트라이프 단 2개의 스트라이프(20)로 표시된다. 관찰자의 눈의 주어진 위치에 대해, 예를 들어 왼쪽 눈에서 스트라이프(20)는 시차 장벽(18)으로 인해 픽셀이 보이지 않는 기본 디스플레이(10) 상의 영역을 지정한다. 스트라이프(20) 사이의 간격은 관찰자의 왼쪽 눈에 대해 픽셀(12)이 보이는 영역을 지정한다. 반대로, 오른쪽 눈의 경우 스트라이프(20) 아래의 픽셀이 보이고 간격 내의 픽셀은 보이지 않는다.

도 2에 도시된 예에서, 평행 스트라이프(20)는 디스플레이 수평 x와 45°의 각도를 형성한다.

여기에 표시된 픽셀 래스터의 큰 대각선 거리 덕분에, 주기적 픽셀 래스터 상의 시차 장벽(18)의 중첩이 비트 효과를 방해하지 않는다. 이는 시차 장벽(18)의 스트라이프(20)와 디스플레이 수평 x 사이의 각도가 정확히 45°는 아니지만 45°로부터 ±5°까지 벗어날 때에도 마찬가지이다. 이는 각도 α를 미세 조정함으로써 비트 효과의 억제를 최적화할 수 있는 특정 허용 범위를 생성한다.

무안경 입체영상 디스플레이의 기능 원리를 도 3과 함께 간략히 설명한다. 픽셀(12)을 갖는 기본 디스플레이(10)가 도 3에 측면도로 도시되어 있다. 시차 장벽(18), 이 경우 투명 스트라이프(22) 및 불투명 스트라이프(24)의 교번하는 시퀀스를 갖는 스트라이프 배리어는 (z 방향으로) 일정한 간격을 두고 기본 디스플레이(10) 상에 배열된다. 함께, 기본 디스플레이(10) 및 시차 장벽(18)은 무안경 입체영상 디스플레이 장치를 형성한다. 또한 특정 관찰 거리에서 디스플레이 장치를 보는 관찰자의 왼쪽 및 오른쪽 눈(26, 28)이 도시되어 있다. 관찰자의 왼쪽 눈(26)에 대해, 불투명 스트라이프(24)는 기본 디스플레이(10) 상에서 보이지 않는 픽셀을 갖는 스트라이프(20)의 위치를 정의하고, 시차 장벽의 투명 스트라이프(22)는 이러한 스트라이프(20) 사이의 간격을 형성한다. 관찰자의 오른쪽 눈(28)에 대해, 왼쪽 눈(26)에는 보이지 않는 픽셀이 보이고 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 관찰자의 눈 사이의 거리와 관찰 거리에 따라 픽셀(12)이 왼쪽 눈(26)이 왼쪽 눈에 대한 이미지 정보만 수신하고 오른쪽 눈(28)은 오른쪽 눈에 대한 이미지 정보만을 수신하도록 제어되어 3차원 이미지 인식이 달성될 수 있다. 불투명 스트라이프와 투명 스트라이프 사이의 경계에 있는 픽셀의 경우, 이러한 경계에 대한 위치에 따라 개별 하위 픽셀을 개별적으로 제어하는 것이 편리하다.

이미지의 3차원 디스플레이(3D 모드에서)에서 가능한 한 높은 공간 해상도를 달성하기 위해 시차 장벽의 기간 길이는 가능한 한 작게 선택되어야 한다. 그러나 바람직하게는 픽셀(12)의 절반 이상이 스트라이프(20) 사이의 각각의 간격에서 볼 수 있을 정도로 커야 한다.

인터셉트 정리(intercept theorem)에 따라 투명 스트라이프(22)와 불투명 스트라이프(24)의 너비(또는 시차 장벽이 렌티큘러(lenticular) 래스터인 경우 원통형 렌즈의 너비)는 관찰 거리, 눈(26, 28) 사이의 거리 및 기본 디스플레이(10)와 시차 장벽(18) 사이의 (유효) 거리에 따라 달라진다. 기본 디스플레이(10)와 시차 장벽(18) 사이의 작은 간격으로 가능한 한 컴팩트한 디스플레이 장치를 얻으려면, 스트라이프(20, 22)의 너비가 작게 선택되어야 한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 디스플레이 수평 x에 대한 시차 장벽(18)의 경사, 보다 구체적으로 스트라이프(20)와 방향 x 사이의 각도 α는 서로 관련이 있다. 도 4에서 이미지의 평면은 축 x 및 y에 의해 확장되는 평면으로, 관찰 방향이 스트라이프(20) 위로 수직으로 연장된다. 결국 스트라이프(20)를 생성하는 시차 장벽(18)만이 도 3과 같은 단면으로 도시되어 있다. 한편으로 스트라이프(22, 24)의 폭과 다른 한편으로 스트라이프(20)의 폭 사이의 차이는 이러한 분석에서 무시될 수 있다. x 방향의 스트라이프의 겉보기 너비는 도 3 및 4에서 w'로 지정되었다. 도 4에서, 스트라이프 방향에 수직인 방향으로 스트라이프의 실제 너비 w도 도시되어 있다. 그들은

w = w' * cos(α)

관계를 충족한다. (도 2에서와 같이) 각도 α가 적어도 약 45°이면 유리하다. 이 경우, 디스플레이 장치는 도 5에 도시된 바와 같이 이미지를 가로 형식 및 세로 형식으로 디스플레이하는 데 사용될 수 있다. 거기에서, 각각이 기본 디스플레이(10) 및 다수의 평행 스트라이프에 의해서만 상징되는 시차 장벽(18)을 포함하는 2개의 무안경 입체영상 디스플레이 장치(30, 32)가 개략적으로 도시되어 있다. 디스플레이 장치(30)는 이미지(또한 3D의 이미지)가 가로 형식으로 디스플레이되도록 배향된다. 디스플레이의 아래쪽 가장자리는 x 방향으로 연장된다. 디스플레이 장치(32)는 이미지가 세로 형식으로 디스플레이되도록 배향된다. 방향 x로 연장되는 디스플레이의 아래쪽 가장자리는 기본 디스플레이의 더 짧은 가장자리이다. 기본 디스플레이(10)와 시차 장벽(18) 사이의 공간 관계는 두 디스플레이 장치(30, 32)에서 동일하고, 두 경우 모두 시차 장벽은 디스플레이 수평 x와 (대략) 45°의 각도 α를 형성한다.

도 6은 컬러 디스플레이를 위한 종래의 픽셀 래스터의 클리핑을 도시한다. "표준 RGB-스트라이프"라는 명칭으로 알려진 이 픽셀 래스터는 정사각형 픽셀(12s)을 가진다. 도 6은 이러한 3 x 3 픽셀을 도시한다. 각 픽셀(12s)은 기본색인 적색, 녹색, 청색에 대응하는 3개의 스트라이프 형상의 서브 픽셀(R, G, B)로 분할되어 나란히 배치되어 있다. 픽셀 너비는 픽셀 높이와 같고 기본 단위 e와 같다. 대각선 거리 d1 및 d2, 즉 대각선의 두 인접 픽셀 사이의 중심 거리는 두 대각선에 대해 각각 약 1.414e이다. 따라서, 이 종래의 픽셀 래스터는 도 1과 관련하여 본 발명에 따른 픽셀 래스터에 대해 설명된 특성을 갖지 않는다.

컬러 디스플레이의 공지된 픽셀 래스터의 다른 예시가 도 7에 도시되어 있다. 이 픽셀 래스터는 "펜타일 다이아몬드(PenTile Diamond)"로 지정된다. 여기에서 12p로 지정된 개별 픽셀은 "다이아몬드 모양"(가장자리 길이 e를 가지는 45° 회전된 정사각형)을 갖는다. 각 픽셀(12p)은 서브 픽셀(R), 서브 픽셀(B) 및 다소 작은 2개의 서브 픽셀(G)을 포함한다. 여기서 대각선 거리 d1과 d2는 대각선 f1과 f2에 대해 정확히 1e이다.

함께 픽셀을 구성하는 서로 다른 색상의 서브 픽셀 세트는 이하에서 보다 일반적으로 이 픽셀(서브 픽셀)의 세트로 지정된다. 따라서 펜타일 다이아몬드 구성의 픽셀 세트는 위에서 설명한 것처럼 4개의 서브 픽셀을 포함한다. 이는 RGBG로도 쓰일 수 있다.

도 7에 도시된 픽셀 래스터 "펜타일 다이아몬드"에는 (대부분의 다른 픽셀 래스터에서와 같이) 각 픽셀이 정확히 하나의 서브 픽셀 B, 하나의 서브 픽셀 R, 및 두 개의 서브 픽셀 G를 포함하도록 픽셀을 정의할 수 있는 몇 가지 가능성이 있다.대체 가능성에 대한 두 가지 예시가 가상선으로 도시되었으며 도 7에서 12p' 및 12p''로 지정되었다. 일부 다른 픽셀 래스터에도 존재하는 이러한 모호성 때문에 이 명세서에서 "픽셀"이 의미하는 바를 보다 정확하게 정의해야 한다.

이 명세서의 목적을 위해 "픽셀"은 다음 조건을 충족하는 기본 디스플레이 표면의 일관된 하위 표면 T로 정의된다:

(1) T는 정확히 한 세트의 서브 픽셀을 포함한다.

(2) 디스플레이의 평면은 T의 병진으로 인한 복수의 표면과 겹치지 않고 완전히 구성(테셀레이션(tessellated))될 수 있다.

컬러 디스플레이를 위한 다른 일반적인 픽셀 래스터가 아래에 나열되어 있으며 각 픽셀 래스터에 대해 대각선 거리 d1 및 d2가 표시되어 있다. 이 모든 경우에 대각선 거리는 두 대각선에 대해 동일하다(d1 = d2). 이러한 표준 픽셀 래스터의 픽셀 구성은 도 8a-f에 도시되어 있다. 여기에 도시된 것은 각각 단일 픽셀의 윤곽뿐 아니라 픽셀 내의 서브 픽셀 R, G, B, W(W는 "흰색"을 나타냄)의 배열이다.

펜타일 원형: d1 = d2 = ~1.414 e

펜타일 RGBG: d1 = d2 = 1 e

펜타일 RGBW: d1 = d2 = 1 e

RGB의 변형: d1 = d2 = ~1.414 e

RGBW 스트라이프: d1 = d2 = ~1.414 e

베이어 머스터(Bayer Muster) d1 = d2 = ~1.414 e.

따라서, 이러한 모든 공통 픽셀 래스터에 대해 선택된 대각선과는 독립적으로 기본 단위의 대각선 거리는 약 1.414보다 크지 않은 것으로 나타났다.

이제 도 9를 참조하여 종래의 픽셀 래스터가 다음 조건을 충족하는 방식으로 어떻게 수정될 수 있는지에 대한 예시가 제공된다:

대각선 f1 및 f2 중 적어도 하나에 대하여

대각선 거리 d1 > 1.5 e 또는 d2 > 1.5 e

도 9에서, 도 7에 도시된 픽셀 래스터는 전체 래스터를 2/3만큼 방향 y로 축소함으로써 수정되었다. 픽셀(12p)의 중심점은, 이러한 수축에 의해 서로에 대해 이동되어 도 7에서 45°직선 g 상에 위치했던 중심점이 이제 직선 g로부터 3°이상의 각도로 벗어난 직선 g' 상에 위치되고(본 특정 예시에서는 8° 이상), 이러한 두 픽셀의 중심 거리는 주어진 상기 정의의 의미에서 더 이상 "대각선 거리"가 아니다. 기본 거리 e는 여전히 선 g'에 의해 연결되는 2개의 픽셀(12p) 사이의 거리에 해당한다.

도 10은 도 9에 도시된 축소된 픽셀 래스터의 일부 픽셀(12p)을 도시한다. 대각선 f1 및 대각선 f1 주위의 +/- 5° 각도 범위(34)와 마찬가지로 각각의 중심점 P도 도시되었다. 도 9의 좌측 하단 픽셀(12-1)에서 시작하면 중심점이 다시 이 각도 범위(34) 내에 있는 다음 픽셀(12-2)은 세 번째 다음 픽셀 칼럼에서만 찾을 수 있음을 알 수 있다. 이는 약 3.73e의 대각선 거리 d1에 해당한다. 그러나, 이 픽셀은 대각선 f1 주위의 +/- 2° 각도 범위 밖에 있으므로, 이 각도 범위에 대한 대각선 거리 d1은 약 4.71이다.

유사하게, 2개의 대각선 f1, f2 중 적어도 하나에 대한 대각선 거리를 적어도 1.5e, 또는 바람직하게는 적어도 2e로 증가시키기 위해 다른 공지된 픽셀 래스터도 축소될 수 있다.

픽셀 래스터가 수축에 의해 수정되면 2/3 이외의 다른 수축 계수도 가능하다. 예를 들어, 수축 계수 1/2도 또한 매력적이다. 예를 들어 표준 RGB 스트라이프 래스터 또는 펜타일 다이아몬드 래스터가 1/2로 축소되면 대각선 f1, f2의 선택에 관계없이 대각선 거리 d1 = d2 = ~2.828e를 얻는다. 또한, 축소되지 않은 펜타일 다이아몬드 래스터에 비해 서브 픽셀 수가 2배가 되었기 때문에 3D 모드에서 인지된 해상도의 손실이 크게 보상된다.

표준 RGB 스트라이프 래스터에 수축 계수 1/2의 수축을 적용하면, 2D 모드에서 동일한 신호를 가진 두 개의 중첩된(축소된) 픽셀을 제어하여 단일(정사각형) 픽셀로 통합할 수 있는 매력적인 가능성도 있다. 그런 다음 2D 모드에서 디스플레이는 라인 방향과 칼럼 방향에서 동일한 해상도가 제공되는 이미지 파일과 호환된다. 대안적으로, 2D 모드에서 방향 y로 증가된 해상도를 이용하기 위해 축소된 픽셀을 서로 독립적으로 제어하는 것도 물론 가능하다.

수축에 대한 대안으로, 대각선 거리도 확장에 의해 변경될 수도 있으므로 이러한 방식으로도 바람직한 픽셀 래스터가 바람직하지 않은 픽셀 래스터로부터 유도될 수 있다.

공지된 픽셀 래스터를 수정하는 또 다른 가능성은 픽셀 너비의 일부분(fraction)만큼 연속 라인의 픽셀을 오프셋하는 것을 포함한다. 도 6에 도시된 표준 RGB 스트라이프 픽셀 래스터의 수정에 대해서는 도 11에 나와있다. 도 11의 최상단 라인은 도 6과 동일한 화소(12s)를 도시한다. 그 다음 아래 라인에서, 모든 픽셀은 하나의 서브 픽셀 너비만큼 오른쪽으로 이동되었다. 위에서 세 번째 라인에서, 픽셀은 다시 하나의 서브 픽셀의 너비만큼 이동되었으며 네 번째 라인에서는 하나의 서브 픽셀의 너비만큼 다시 이동한 후, 맨 윗 라인과 동일한 픽셀 패턴을 다시 얻는다. 대각선 f1은 왼쪽 하단 모서리에 있는 픽셀에 대해 도시되었으며 대각선 f1 주위에 +/- 2°의 각도 영역(36)도 또한 도시되었다. 아래로부터의 두 번째 라인과 그 위의 라인에서도, 중심점이 각도 영역(36) 내에 있는 픽셀이 없음을 알 수 있다. 이 영역에 있는 이러한 픽셀은 맨 위 라인(오른쪽 위 모서리)에서만 다시 찾을 수 있다. 다시 말하지만, 두 대각선에 대해 대각선 거리 d1, d2 = ~4.2e이다. 래스터가 이동에 의해 수정되면, 두 대각선 f1, f2에 대한 대각선 거리 d1, d2가 항상 동일한 것은 아니다. 예를 들어, 이 픽셀 래스터에서 각도 영역(36)의 허용 가능한 각도 범위가 대각선 f1을 중심으로 +/- 2°에서 +/- 5°로 증가하면, 그러면 대각선 f1에 대해 약 1.1e의 대각선 거리 d1을 얻고 대각선 f2에 대해 약 2.6e의 대각선 거리 d2를 얻는다.

유사하게, 픽셀 래스터는 하나의 서브 픽셀의 너비만큼 왼쪽으로 이동하여 수정될 수도 있다.

라인을 이동하여 래스터를 수정하는 이러한 종류는 다른 픽셀 래스터에도 적용할 수 있다. 유사하게, 칼럼의 수직 이동을 통해 유리한 래스터를 획득할 수도 있다.

픽셀 래스터가 라인 이동에 의해 수정될 때 오프셋은 각 라인에서 동일한 양을 가질 필요가 없다. 예를 들어, 두 번째 라인마다 이동하는 것도 가능하다. 마찬가지로 라인을 오른쪽과 왼쪽으로 교대로 이동하는 것이 가능하다. 표준 RGB 스트라이프 래스터의 수정에서 각 대각선에 대해 약 2.828e의 대각선 거리를 얻는다.

"베이어 머스터(Bayer-Muster)"의 경우 반 픽셀 너비만큼 이동하면 도 12에 도시된 것처럼 대각선 거리도 약 2.828e가 된다. 여기에서, 각 픽셀(12)의 서브 픽셀(R, G, B)은 상이한 형태를 사용하고 색상을 채우는 것에 의해 구별 가능하게 만들어졌다. 연속적인 라인의 픽셀은 각각 e/2만큼 서로에 대해 이동한다. 중심 거리 d2는 공통 대각선 f1 상의 2개의 픽셀(12)에 대해 도시되었다. 이러한 중심 거리는 동일한 대각선 상에 있는 임의의 픽셀 쌍에 대해 밑줄이 표시되지 않는다.

표준 픽셀 래스터를 수정하기 위해, 위에서 설명한 두 가지 방법을 결합하는 것도 도출할 수 있다. 예를 들어, 표준 RGB 스트라이프 래스터가 1/3로 축소되고, 더 나아가 라인이 서로에 대해 1/3 픽셀 너비만큼 이동하면, 하나는 2개의 대각선 중 하나에 대해 유리한 대각선 거리 d1 = ~ 4.242 e를 얻는 반면, 다른 하나의 대각선에 대해서는 d2 = 1e의 대각선 거리만 얻는다.

도 11에 도시된 예시의 특별한 장점은 3개의 상이한 서브 픽셀의 그룹이 각각 원래의 픽셀 위치에서 다시 발견된다는 것이다. 따라서 이러한 원래의 픽셀 위치에서 일반 RGB 픽셀과 동일한 색상 값이 생성될 수 있지만, 유일한 차이점은 서브 픽셀의 위치가 주기적으로 교환된다는 점이다. 그러나, 이는 2D 모드에서 이미지의 디스플레이와 관련이 없다. 따라서, 무안경 입체영상 디스플레이가 필요하지 않은 경우 표준 RGB 스트라이프 디스플레이와 같은 방식으로 2D 모드에서 디스플레이가 제어될 수 있다. 이러한 장점은 다른 표준 픽셀 래스터의 수정을 통해, 예를 들어 위에서 언급한 1/2 픽셀 너비의 픽셀 오프셋을 사용하여 수정된 베이어 머스터에 의해서도 달성될 수 있다(도 12 참조).

여기에서 제안된 픽셀 래스터의 수정의 효과는 도 13 및 도 14에 예시될 것이다.

도 13은 45°의 각도로 기울어진 시차 장벽(40)과 조합된 종래의 정사각형 픽셀 래스터(38)를 도시한다. 시차 장벽(40)의 주기의 약 8배인 주기로 상당한 비트 패턴을 감지하여 밝기의 변화를 명확하게 볼 수 있다. 도 14는 본 발명에 따라 축소된 픽셀 래스터와 결합된 동일한 시차 장벽(40)을 도시한다. 여기서는 비트 효과가 감지되지 않는다. 물론, 도 13의 비트 패턴의 주기는 시차 장벽의 폭에도 의존한다. 그러나, 도 14에 도시된 효과, 즉 비트 억제는 일반적으로 사용되는 모든 너비의 시차 장벽에서 발견된다.

Claims (8)

1. 주기적인 래스터(42)로 배열된 픽셀(12)을 갖는 무안경 입체영상 디스플레이 장치(30, 32)를 위한 기본 디스플레이(10)로서,
   상기 디스플레이 수평(x)과 45° 각도를 형성하는 2개의 대각선(f1, f2) 중 적어도 하나는, 임의의 2개의 픽셀(12)에 대해, 상기 2개의 픽셀의 중심점(P)을 통과하는 직선(g)은 상기 대각선(f1, f2)과 -2° 내지 2° 사이의 각도를 형성한다는 조건을 충족하는 속성을 가지고,
   상기 픽셀의 중심 거리(d1, d2)는, 모든 픽셀 쌍의 중심 거리의 최소값으로 정의되는 기본 거리(e)의 1.5배 초과, 바람직하게는 1.8배 초과, 더욱 바람직하게는 2배 초과인, 기본 디스플레이(10).
2. 제1항에 있어서,
   상기 픽셀 래스터(42)는, 표준 픽셀 래스터 중 하나로부터 도출되며, 상기 표준 픽셀 래스터는, 표준-RGB-스트라이프(Standard-RGB-Stripe), 펜타일-원형(PenTile-Prototyp), 펜타일 RGBG, 펜타일 RGBW, 펜타일 다이아몬드, RGB의 변형, RGBW 스트라이프, 베이어 머스터(Bayer-Muster)이고,
   상기 픽셀 래스터(42)는, 디스플레이 수평 (x)의 방향을 따라, 또는 수직으로 확장하거나 수축함으로써, 및/또는 개별 라인(14)을 서로에 대해 1 픽셀 너비 미만으로 이동함으로써, 및/또는 개별 칼럼을 서로에 대해 1 픽셀 높이 미만으로 이동함으로써 상기 표준 픽셀 래스터로부터 도출되는, 기본 디스플레이(10).
3. 제2항에 있어서,
   상기 픽셀 래스터는 2/3 계수로 축소되는, 기본 디스플레이(10).
4. 제2항에 있어서,
   상기 픽셀 래스터는 1/2 계수로 축소되는, 기본 디스플레이(10).
5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
   상기 표준 픽셀 래스터는 표준-RGB-스트라이프인, 기본 디스플레이(10).
6. 제3항 또는 제4항에 있어서,
   상기 표준 픽셀 래스터는 펜타일 다이아몬드인, 기본 디스플레이(10).
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 디스플레이 수평(x)과 45° 각도를 형성하는 2개의 대각선(f1, f2) 중 적어도 하나는, 임의의 2개의 픽셀(12)에 대해, 상기 2개의 픽셀의 중심점(P)을 통과하는 직선(g)은 상기 대각선(f1, f2)과 -5° 내지 5° 사이의 각도를 형성한다는 조건을 충족하는 속성을 가지고,
   상기 픽셀의 중심 거리(d1, d2)는 상기 기본 거리(e)의 1.5배 초과, 바람직하게는 1.8배 초과, 더욱 바람직하게는 2배 초과인, 기본 디스플레이(10).
8. 무안경 입체영상 디스플레이 장치로서,
   제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 기본 디스플레이(10); 및
   대각선(f1, f2) 중 하나와 -5° 내지 5°사이의 각도를 형성하는 시차 장벽(18)을 포함하고,
   직선(g) 상의 픽셀들의 중심 거리(d1, d2)는 기본 거리(e)의 1.5배 초과, 바람직하게는 1.8배 초과, 더욱 바람직하게는 2배 초과인, 무안경 입체영상 디스플레이 장치.

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