KR20130024782A - 표시 장치 및 전자 기기 - Google Patents

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Abstract

표시 장치는, 복수의 화소를 포함하고, 화소에 할당된 복수의 시점 영상을 표시하는 표시부; 및 화소로부터의 각각의 각도 방향으로 이동하는 시점 영상 중에서의 임의의 각도를 각각이 선택하는 복수의 선택부를 포함하고, 선택부 각각의 광 투과율은 시간적 또는 공간적으로 불균일하다.

Description

표시 장치 및 전자 기기{DISPLAY DEVICE AND ELECTRONIC UNIT}
본 개시물은 입체 영상 표시를 행하는 표시 장치 및 그러한 표시 장치를 포함하는 전자 기기에 관한 것이다.
시차 배리어를 이용해서 육안으로 입체 표시를 행하는 영상 장치는 널리 알려져 있다. 시차 배리어는 소정 간격으로 위치된 개구부를 갖는다. 유저가 시차 배리어를 통하여 영상 표시부를 관찰하는 경우, 유저의 우안과 좌안에는 상이한 영상 신호가 각각 입사한다. 우안과 좌안으로 각각 상이한 영상을 관찰함으로써, 육안으로의 입체 표시를 실현한다.
일본 특허 공개 2004-118140호 공보
시차 배리어 방식은 간편한 방식으로 육안으로 입체 표시를 실현할 수 있지만, 시차 배리어 방식은 다음의 과제를 갖는다. 영상 표시부가, 액정 표시 패널이나 플라즈마 표시 장치의 경우와 같이, 2차원으로 배치된 복수의 화소를 갖고, 영상을 표시하는 경우, 시차 배리어 방식에서는 모아레 현상(moire phenomenon)이 발생할 수 있다. 이러한 현상에서는, 영상 표시부의 화소들 간의 간격과, 시차 배리어의 개구부 간의 간격에 있어서의 차이는 비트(beat)를 초래하여, 모아레를 발생시킨다. 모아레는, 주기적으로 휘도를 변화시켜 표시 영상에 줄무늬 패턴을 야기시키기 때문에, 매우 불편함을 주는 강한 화질 열화로서 알려져 있다. 일본 특허 출원 공개 번호 제2004-118140호는 모아레의 해소 기술을 개시하고 있다.
일본 특허 출원 공개 번호 제2004-118140호에서는, 배리어 간격 s1 또는 s2 및 화소 피치 p가 다음 식을 만족하는 경우, 컬러 모아레가 감소된다는 것이 보고되어 있다.
s1=(n+0.5)p, n은 정수
s2=(n+k/3)p, k=1 또는 2
이때, 서브 픽셀은 RGB의 3 컬러로 이루어지기 때문에, 서브 픽셀 피치가 pp인 경우, p=3pp가 성립된다.
일본 특허 출원 공개 번호 제2004-118140호의 단락 [0049]에는 이하와 같이 기재되어 있다.
"마크(mark) 41G에 대하여, 종방향으로 형성되고 마크 41G로 나타낸 동색의 라인은, 미리 정해진 간격(2s1)으로 수평 방향으로 반복 형성되어 있는 것이 명확하다. 즉, (1) 식을 만족하면, 컬러 모아레는 패턴 간격 s1보다 2배 넓은 최소 가능 간격을 갖는다. 이러한 최소 가능 간격은 모아레 간섭의 간격으로서 충분히 좁으므로, 컬러 모아레는 인식되기 어렵게 되고, 고화질의 입체 영상이 표시되게 된다."
일본 특허 출원 공개 번호 제2004-118140호의 단락 [0049]에 기재되어 있는 바와 같이, 컬러 모아레의 문제는 컬러 모아레의 간격을 2s1로 설정함으로써 해결된다. 그러나, 모아레의 간격이 감소되더라도, 모아레의 발생이 근본적으로 해소된 것은 아니다. 또한, 일본 특허 출원 공개 번호 제2004-118140호는 컬러 모아레를 감소시키는 것이 목적이므로, 휘도 변화에 의해 발생되는 모아레는 감소되지 않는다.
모아레가 적은 고화질의 영상 표시가 실현되는 표시 장치 및 전자 기기를 제공하는 것이 바람직하다.
본원의 실시 형태에 따르면, 복수의 화소를 포함하고, 화소에 할당된 복수의 시점 영상을 표시하는 표시부; 및 화소로부터의 각각의 각도 방향으로 이동하는 시점 영상 중에서 임의의 각도를 각각이 선택하는 복수의 선택부를 포함하고, 선택부 각각의 광 투과율은 시간적 또는 공간적으로 불균일한 표시 장치가 제공된다.
본원의 실시 형태에 따르면, 복수의 화소를 포함하고, 화소에 할당된 복수의 시점 영상을 표시하는 표시부; 및 화소로부터의 각각의 각도 방향으로 이동하는 시점 영상 중에서 임의의 각도를 각각이 선택하는 복수의 선택부를 포함하고, 선택부 각각의 광 투과율은 시간적 또는 공간적으로 불균일한 표시 장치를 포함하는 전자 기기가 제공된다.
본원의 실시 형태에 따른 표시 장치 또는 전자 기기에서는, 선택부 각각의 광 투과율이 시간적 또는 공간적으로 불균일하여, 화소로부터의 각각의 각도 방향으로 이동하는 시점 영상 중에서 임의의 각도를 선택한다.
본원의 실시 형태에 따른 표시 장치 또는 전자 기기에서는, 선택부 각각의 광 투과율이 시간적 또는 공간적으로 불균일하므로, 모아레가 적은 고화질의 영상이 표시되게 된다.
상술된 일반적인 설명과 후술되는 상세 설명 모두는 예시일 뿐, 청구하는 바와 같은 기술에 대한 추가 설명을 제공하기 위한 것이라는 점을 이해해야 한다.
첨부하는 도면은 본 개시물을 보다 잘 이해하도록 포함되는 것이며, 본 명세서에 포함되며 일부를 구성한다. 도면은 실시 형태를 도시하며, 본 명세서와 함께, 기술의 원리를 설명하는 기능을 한다.
도 1은 본 개시물의 제1 실시 형태에 따른 표시 장치의 구성예를 도시하는 블록도이다.
도 2는 영상 표시부와 시차 발생부의 구성예를 도시하는 외관 사시도이다.
도 3은 영상 표시부와 시차 발생부의 구성예를 도시하는 측면도이다.
도 4는 영상 표시부의 구성예를 도시하는 평면도이다.
도 5는 시차 발생부(액정 배리어)의 구성예를 도시하는 평면도이다.
도 6은 시차 발생부(액정 배리어)의 구성예를 도시하는 측면도이다.
도 7은 입체 표시의 원리를 도시하는 설명도이다.
도 8은 개구부의 간격과 화소의 간격 간의 관계를 도시하는 설명도이다.
도 9는 액정 배리어의 개구부의 그룹화(grouping)의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 10은 액정 배리어의 개구부의 그룹화의 일례를 도시하는 평면도이다.
도 11은 개구부의 제1 상태를 도시하는 단면도이다.
도 12는 개구부의 제2 상태를 도시하는 단면도이다.
도 13은 개구 서브부(sub-section) A1 및 A2가 투과 상태인 경우의 광선의 집광 상태와 개구 서브부 A2 및 A3이 투과 상태인 경우의 광선의 집광 상태를 도시하는 설명도이다.
도 14는 모아레의 발생에 관한 설명도이다.
도 15는 최적 관측 거리(optimum viewing distance)로부터 멀리 위치한 관찰 위치 P2에서 관찰되는 시점 영상의 상태를 도시하는 설명도이다.
도 16은 개구 서브부 A1 및 A2만이 투과 상태인 경우의 집광 상태를 도시하는 설명도이다.
도 17은 개구 서브부 A1 및 A2만이 투과 상태인 경우, 최적 관측 거리로부터 멀리 위치한 관찰 위치 P2에서 관찰되는 시점 영상의 상태를 도시하는 설명도이다.
도 18은 개구 서브부 A2 및 A3만이 투과 상태인 경우의 집광 상태를 도시하는 설명도이다.
도 19는 개구 서브부 A2 및 A3만이 투과 상태인 경우, 최적 관측 거리로부터 멀리 위치한 관찰 위치 P2에서 관찰되는 시점 영상의 상태를 도시하는 설명도이다.
도 20은 개구부의 광 투과율의 시간에 따른 변화의 일례를 도시하는 설명도이다.
도 21의 (a) 내지 (c)는 설명도를 도시하며, 도 21의 (a)는 개구부 A1 및 A2만이 투과 상태인 경우, 최적 관측 거리로부터 멀리 위치한 관찰 위치 P2에서 관찰되는 시점 영상의 상태를 도시하고, 도 21의 (b)는 개구 서브부 A2 및 A3만이 투과 상태인 경우, 최적 관측 거리로부터 멀리 위치한 관찰 위치 P2에서 관찰되는 시점 영상의 상태를 도시하며, 도 21의 (c)는 도 21의 (a)의 시점 영상의 상태와 도 21의 (b)의 시점 영상의 상태의 중첩을 도시한다.
도 22의 (a) 내지 (c)는 설명도이며, 도 22의 (a)는 개구 서브부 A1 및 A2만이 투과 상태인 경우, 최적 관측 거리로부터 멀리 위치한 관찰 위치 P2에서 관찰되는 휘도 분포를 도시하고, 도 22의 (b)는 개구 서브부 A2 및 A3만이 투과 상태인 경우, 관찰 위치 P2에서 관찰되는 휘도 분포를 도시하며, 도 22의 (c)는 도 22의 (a)의 휘도 분포와 도 22의 (b)의 휘도 분포의 중첩을 도시한다.
도 23은 개구부의 광 투과율이 공간적으로 변화되는 경우의 제1 예를 도시하는 단면도이다.
도 24는 개구부의 광 투과율이 공간적으로 변화되는 경우의 제2 예를 도시하는 단면도이다.
도 25는 백 라이트와 영상 표시부 사이에 시차 발생부(액정 배리어)가 배치되어 있는 실시 형태를 도시하는 설명도이다.
도 26은 본원의 기술이 집적 이미징 방식(integral imaging system)에 적용된 실시 형태를 도시하는 설명도이다.
도 27은 설명도이며, (a) 및 (b)는 시차 발생부가 렌티큘러 렌즈로 이루어진 경우의 제1 상태 및 제2 상태를 각각 도시한다.
도 28은 전자 기기의 일례를 도시하는 외관도이다.
이하, 본원의 바람직한 실시 형태에 대하여 첨부하는 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
(제1 실시 형태)
[표시 장치의 전체 구성]
도 1은 본원의 제1 실시 형태에 따른 표시 장치의 구성예를 도시한다. 표시 장치는 영상 표시부(1), 시차 발생부(2), 영상 표시부 구동 회로(3) 및 시차 발생부 구동 회로(4)를 포함한다.
시차 영상 신호 S1은 외부로부터 영상 표시부 구동 회로(3)에 공급된다. 시차 영상 신호 S1은 재생하려고 하는 입체 영상에서, 입체 정보의 깊이에 따라 시차가 변화되는 영상 신호이다. 후술하는 시점의 수와 동등한 시차 영상 신호 S1의 번호는 영상 표시부 구동 회로(3)에 입력된다. 영상 표시부 구동 회로(3)는 시차 영상 신호 S1의 배열을 재배열하여, 영상 신호 S2를 작성한다. 영상 신호 S2는 영상 표시부(1)에 공급된다. 또한, 영상 표시부 구동 회로(3)는 공급된 영상 신호 S2에 대응하는 동기 신호 S3을 시차 발생부 구동 회로(4)에 송신한다. 시차 발생부 구동 회로(4)는 동기 신호 S3에 응답하여 시차 발생부(2)에 시차 발생 신호 S4를 송신하여, 시차 발생부(2)를 구동시킨다. 시차 발생 신호 S4는 영상 표시부(1)에 의해 표시될 영상 신호 S2에 대응한다. 시차 발생부(2)는 시차 발생 신호 S4에 응답하여 동작을 행한다.
[영상 표시부(1) 및 시차 발생부(2)의 구성예]
도 2 및 도 3은 영상 표시부(1) 및 시차 발생부(2)의 구성예를 도시한다. 영상 표시부(1)는 2차원 평면상에 영상을 표시한다. 도 2 및 도 3 각각은, 영상 표시부(1)가 액정 패널(11)과 백 라이트(12)의 조합으로 구성된 예를 도시하고 있지만, 영상 표시부(1)는 일렉트로 루미네센트 패널 등으로 구성될 수도 있다. 시차 발생부(2)는 영상 표시부(1)와 관찰자 사이에 배치되고, 영상 표시부(1)로부터 출사된 광은 시차 발생부(2)로 입사한다. 시차 발생부(2)는 액정 재료에 의해 광의 투과율을 제어할 수 있는 시차 배리어(액정 배리어(20))로 구성된다.
도 4에 도시한 바와 같이, 영상 표시부(1)는 2차원 평면상에 배열된 복수의 화소(10)를 포함한다. 각각의 화소(10)는 독립적으로 휘도를 변화시키게 되고, 임의로 영상을 표시하게 된다. 각각의 화소(10)에는 영상 표시부 구동 회로(3)(도 1 참조)로부터의 영상 신호 S2에 기초하여 영상이 표시된다. 수평 방향의 화소 간격(화소 수평 간격)은 pp로 나타낸다.
도 5 및 도 6 각각은 시차 발생부(2)로서의 액정 배리어(20)의 구체적인 구성예를 도시한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 액정 배리어(20)는 수직 방향으로 연장되는 복수의 슬릿 형상의 개구부(21)를 포함한다. 복수의 개구부(21) 사이 부분은 광이 투과되지 않는 차폐부(22)이다. 개구부(21) 각각은, 영상 표시부(1)의 화소(10)로부터의 시점 영상의 광 중에서 임의의 광을 선택하여 선택된 광을 출사시키는 이동 각도 선택부(traveling angle selection section)로서의 기능을 갖는다. 개구부(21) 각각은 화소(10)와 개구부(21) 간의 위치 관계에 기초하여, 관찰자를 향하여 이동하는 시점 영상 중에서 임의의 각도를 선택한다. 상세한 것은 후술한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 액정 배리어(20)는 액정 재료(23), 제1 투명 전극(24), 제1 투명 평행판(25), 제1 편광판(26), 제2 투명 전극(27), 제2 투명 평행판(28) 및 제2 편광판(29)을 포함한다.
액정 재료(23)는 제1 투명 평행판(25)과 제2 투명 평행판(28) 사이에 봉입된다. 제1 투명 평행판(25)의 액정 재료(23)에 근접하여 위치된 표면에는, ITO(Indium Tin Oxide) 등으로 구성되는 제1 투명 전극(24)이 배치된다. 마찬가지로, 제2 투명 평행판(28)의 액정 재료(23)에 근접하여 위치된 표면에는, 제2 투명 전극(27)이 배치된다. 액정 배리어(20)에서는, 제1 투명 전극(24)과 제2 투명 전극(27)에 인가되는 전압에 응답하여 액정 재료(23)의 배향이 변화된다. 영상 표시부(1)로부터의 광이 제1 편광판(26)을 통과하면, 광은 직선으로 편광된다. 광이 액정 재료(23)를 투과할 때에는, 액정 재료(23)의 배향에 의해 편광의 방향을 제어할 수 있다. 그 후, 광이 제2 편광판(29)을 통과하면, 강도 변조가 행해지게 된다. 예를 들어, 액정 배리어(20)는, 전압 인가 하에서는 광이 투과되고, 전압 무인가 하에서는 광이 차단되는, 소위 노멀리 블랙 동작을 행한다. 또한, 액정 배리어(20)는, 전압 인가 하에서는 광이 차단되고, 전압 무인가 하에서는 광이 투과되는, 소위, 노멀리 화이트 동작을 행할 수도 있다. 제2 편광판(29)이 흡수형 편광판인 경우에는, 차단 광은 제2 편광판(29)에 의해 흡수된다는 점에 주목한다. 제2 편광판(29)이 반사형 편광판인 경우에는, 광은 영상 표시부(1)로 복귀된다.
[표시 장치의 동작]
표시 장치에서, 영상 표시부(1)는 화소(10)에 할당된 n개(n은 정수)의 시점 영상을 표시한다. 복수의 이동 각도 선택부(개구부(21)) 각각은, 화소(10)로부터의 각각의 각도 방향으로 이동하는 시점 영상 중에서 임의의 각도를 선택한다. 시차 발생부 구동 회로(4)는, 영상 표시부 구동 회로(3)에 동기하여, 예를 들어, 미리 정해진 간격으로 복수의 이동 각도 선택부를 시간에 따라 제1 내지 제m 상태 중 하나로 전환시킨다.
시차 발생부 구동 회로(4)는, 시점 영상의 이동 각도가 하나의 상태에서 다른 상태로 변화되도록, 복수의 개구부(21)를 제1 내지 제m 상태 중 하나로 시간에 따라 전환시킨다.
이하, 액정 배리어(20)의 복수의 개구부(21)의 상태를 전환시키는 동작의 구체예에 대하여 설명한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 개구부(21) 각각은 슬릿 형상을 가지며, 개구부(21) 사이이 간격은 bp이다. 또한, 개구부(21) 각각은 복수의 서브 영역을 갖고, 시차 발생부 구동 회로(4)는 서브 영역마다 광 투과율을 시간에 따라 변화시킨다. 본 설명에서는, 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 개구부(21) 각각은 수평 방향으로 제1 내지 제3 서브 영역(개구 서브부 A1, A2 및 A3)을 갖는다. 액정 배리어(20)에서는, 개구 서브부 A1의 그룹(개구 서브부 그룹 A1), 개구 서브부 A2의 그룹(개구 서브부 그룹 A2), 개구 서브부 A3의 그룹(개구 서브부 그룹 A3) 각각은 광 투과율이 변화되게 된다.
다음으로, 도 7을 참조하여 입체 표시를 실현하는 원리를 설명한다. 도 7은 도 2의 단면에 대응한다. 여기에서는, 예를 들어, 개구 서브부 그룹 A2만이 투과 상태이고, 나머지 개구 서브부 그룹 A1 및 A3은 광 차단 상태이다. 개구 서브부 A2 각각은 개구부(21) 각각의 중앙에 위치된다. 영상 표시부(1)의 화소(10)로부터 출사된 광의 이동 각도는 액정 배리어(20)의 개구 서브부 그룹 A2에 의해 선택된다. 도 7에서는, 7개의 화소마다 대응하는 위치에 개구 서브부 그룹 A2이 배치된다. 각각의 화소(10)에 할당된 1 내지 7의 번호는 입체시에서의 시점 번호를 나타낸다. 동일 시점 번호에 대한 시점 영상은 시점 번호가 할당되어 있는 화소(10)에 표시된다. 액정 배리어(20)에서의 투과 상태의 개구부(21)에 의해 시점 영상의 이동 각도가 선택되어, 상이한 시점 영상이 관찰자의 우안 및 좌안으로 입사되게 된다. 이에 의해, 입체 표시가 가능하게 된다.
도 8은 동일한 개구 서브부 그룹에 속하는 개구 서브부 간의 간격 bp, 시점수 n, 영상 표시부(1)의 화소(10) 사이의 간격 pp 간의 관계를 도시한다. 액정 배리어(20)로부터의 거리 L2(최적 관측 거리)에서는, 영상 표시부(1)의 전체면으로부터의 동일한 시점에 대한 시점 영상이 집광 위치 P1에 집광된다. 도 8의 예에서는, 시점 번호 4의 시점 영상의 집광 상태를 도시하고 있다. 관찰자가 액정 배리어(20)로부터의 거리 L2에 위치하고 있는 경우, 관찰자의 각 눈에는 전체적으로 1개의 시점 영상이 관찰된다. 상이한 시점 영상은 우안 및 좌안으로 각각 입사함에 따라, 입체 표시가 행해지게 된다.
동일한 서브부 그룹에 속하는 개구 서브부는 동일한 시점에 대한 시점 영상이, 최적 관측 거리 L2에서 1점으로 집광되도록 한다. 이로 인해, 시점수 n에 영상 표시부(1)의 화소 간격 pp를 승산한 결과인 n·pp의 값은, 동일한 개구 서브부 그룹에 속하는 개구 서브부의 간격 bp와 상이하고 그보다 크다. L1이 최적 관측 거리 L2에 액정 배리어(20)와 영상 표시부(1) 사이의 거리를 더한 결과라고 하면, L2/L1=(bp)/(n·pp)이 성립된다.
이 표시 장치에서, 개구부(21)는 제1 내지 제m 상태 중 하나로 시간에 따라 전환된다. 예를 들어, 개구부(21)는, 2개의 상태, 즉, 도 11에 도시한 제1 상태와 도 12에 도시한 제2 상태 중 하나로 시간에 따라 전환된다. 이 경우, 도 11은 개구 서브부 그룹 A1 및 A2가 투과 상태이고, 개구 서브부 그룹 A3이 비투과 상태(차단 상태)인 경우의 각각의 개구부와 시점 영상 간의 관계를 도시한다. 도 12는 개구 서브부 그룹 A2 및 A3이 투과 상태이고, 개구 서브부 그룹 A1이 비투과 상태(차단 상태)인 경우의 각각의 개구부와 시점 영상 간의 관계를 도시한다. 화소(10)와 투과 상태의 개구부(21) 간의 위치 관계는 도 11의 제1 상태와 도 12의 제2 상태 간과는 상이하다. 도 11의 제1 상태에서는, 투과 상태인 개구 서브부 A1 및 A2는 시점 번호 4가 할당된 화소의 좌상측에 위치된다. 그러나, 도 12의 제2 상태에서는, 투과 상태인 개구 서브부 A2 및 A3은 시점 번호 4가 할당된 화소의 우상측에 위치된다. 이로 인해, 도 11의 제1 상태와 도 12의 제2 상태 간에는, 시점 영상의 이동 각도가 상이하다.
도 13은 도 11의 제1 상태와 도 12의 제2 상태에서, 시점 번호 4가 할당된 시점 영상의 광선이 최적 관측 거리 L2의 위치에 집광되는 상태를 도시한다. 액정 배리어(20)로부터의 거리 L2에서, 동일 시점에 대한 영상의 광선이 집광되는 제1 상태에서의 위치는 제2 상태에서의 위치와 상이하다. 제1 상태(개구 서브부 그룹 A1 및 A2만이 투과 상태인 경우)에서는 광선이 위치 Pa에 집광되지만, 제2 상태(개구 서브부 그룹 A2 및 A3만이 투과 상태인 경우)에서는 광선이 위치 Pb에 집광된다. 최적 관측 거리 L2에서의 위치 Pa와 Pb 간의 차이는 입체 표시의 관찰에는 미미한 정도임에 주목한다.
[모아레를 감소시키는 원리]
도 11 내지 도 13에 도시한 표시 동작이 행해지면, 모아레가 감소되게 된다. 이하, 이러한 원리를 설명한다. 종래에는, 최적 관측 거리 L2 이외의 거리에서 화상이 관찰되는 경우, 모아레가 관찰되기 쉽다. 예를 들어, 도 14에 도시한 바와 같이, 관찰 위치 P2가 최적 관측 거리 L2로부터 멀리 위치하고 있는 경우, 관찰자의 한 쪽 눈에는, 예를 들어 도 15에 도시한 바와 같이 복수의 시점 영상의 일부가 관찰된다. 시점 영상 사이의 경계에서는 복수의 시점 영상이 혼합된다. 예를 들어, 시점 영상들(2 및 3) 간의 경계선 부근에서는 시점 영상(2) 위에 시점 영상(3)이 중첩되어, 휘도가 불균일하게 된다. 이로 인해, 종래 기술에서는 모아레가 발생하고, 휘도 변화로 인해 화질이 저하된다.
본 실시 형태에서는, 복수의 개구부(21)를 하나의 상태로부터 다른 상태로 시간에 따라 고속으로 전환함으로써 모아레를 감소시킨다. 도 16은 개구 서브부 그룹 A1 및 A2만이 투과 상태인 경우의 집광 상태를 도시하고, 도 17은 개구 서브부 그룹 A1 및 A2만이 투과 상태인 경우에, 최적 관측 거리 L2로부터 멀리 위치한 관찰 위치 P2에서 관찰되는 시점 영상의 상태를 도시한다. 도 18은 개구 서브부 그룹 A2 및 A3만이 투과 상태인 경우의 집광 상태를 도시하고, 도 19는 개구 서브부 그룹 A2 및 A3만이 투과 상태인 경우에, 최적 관측 거리 L2로부터 멀리 위치한 관찰 위치 P2에서 관찰되는 시점 영상의 상태를 도시한다.
도 11 내지 도 13에 도시한 바와 같이, 투과 상태인 개구 서브부 그룹에 따라, 동일 시점에 대한 시점 영상의 광선의 이동 각도는 상이하다. 이로 인해, 관찰자의 한쪽 눈에 의해 관찰되는 화면의 영상에서, 시점 영상의 위치는 시간에 따라 변화된다. 개구 서브부 그룹 A1 및 A2만이 투과 상태인 경우에는, 도 17에 도시한 바와 같이, 오른쪽으로부터 시점 영상 6, 7, 1, 2,···가 이 순서로 배열되고, 개구 서브부 그룹 A2 및 A3만이 투과 상태인 경우에는, 도 19에 도시한 바와 같이, 시점 영상 7, 1, 2, 3,···이 이 순서로 배열된다. 이들 2개의 상태 간의 전환이, 예를 들어, 1/120초 간격으로 고속으로 행해지는 경우, 관찰자는 적분된 영상을 관찰한다. 도 20은 개구 서브부 그룹의 광 투과율의 변화의 일례를 도시한다. 도 20에 도시한 바와 같이, 각각의 개구부(21)에서, 예를 들어, 중앙에 위치한 개구 서브부 A2가 항상 투과 상태이고, 좌우에 위치한 개구 서브부 A1 및 A3이 각각 1 프레임 기간 내에서 교대로 투과 상태로 전환됨으로써, 개구부(21)의 상술한 2개의 상태 간의 전환이 행해진다.
도 21의 (c)는 관찰자의 한쪽 눈에 의해 관찰되는 적분된 영상을 도시한다. 도 21의 (a)는 도 17의 경우와 마찬가지로, 개구 서브부 그룹 A1 및 A2만이 투과 상태인 경우에, 최적 관측 거리 L2로부터 멀리 위치한 관찰 위치 P2에서 관찰되는 시점 영상의 상태를 도시한다는 점에 주목한다. 도 21의 (b)는 개구 서브부 그룹 A2 및 A3만이 투과 상태인 경우에, 관찰 위치 P2로부터 관찰된 시점 영상의 상태를 도시한다. 도 21의 (c)는 도 21의 (a)의 시점 영상의 상태와 도 21의 (b)의 시점 영상의 상태의 중첩을 도시한다.
도 21의 (c)에 도시한 적분된 영상이 관찰되면, 개구 서브부 A1 및 A2만이 투과 상태인 경우의 휘도 변화와, 개구 서브부 A2 및 A3만이 투과 상태인 경우의 휘도 변화도 적분된다. 도 22의 (a) 내지 (c)는 이들 휘도 변화의 적분을 도시한다. 도 22의 (a)는 개구 서브부 그룹 A1 및 A2만이 투과 상태인 경우에, 최적 관측 거리 L2로부터 멀리 위치한 관찰 위치 P2에서 관찰되는 휘도 분포를 도시한다는 점에 주목한다. 도 22의 (b)는 개구 서브부 그룹 A2 및 A3만이 투과 상태인 경우에, 관찰 위치 P2에서 관찰되는 휘도 분포를 도시한다. 도 22의 (c)는 도 22의 (a)의 휘도 분포와 도 22의 (b)의 휘도 분포의 중첩을 도시한다. 투과 상태인 개구부(21)의 위치가 변화되는 경우, 시점 영상들 간의 경계가 변화되어, 휘도 변화가 초래되는 위치가 변화되지만, 이들 2개의 상태가 고속으로 적분되는 경우에는, 휘도 변화가 감소된다.
이에 의해, 휘도 변환로 인한 모아레가 저감되게 되어, 화질을 개선할 수 있다. 상기 설명은 투과 상태가 되는 개구 서브부 그룹이 고속으로 하나의 상태에서 다른 상태로 전환되는 것을 나타내고, 이 속도는 인간이 인식하게 되는 눈의 응답 속도보다도 빠르다. 예를 들어, 1/25초 이상의 속도로 전환이 행해지면, 플리커가 인식되기 어렵다.
[효과]
상술한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 표시 장치에서는, 각각의 이동 각도 선택부(각각의 개구부(21))의 광 투과율이 시간적으로 불균일하고, 보다 구체적으로는, 각각의 이동 각도 선택부는 복수의 서브 영역(개구 서브부)을 포함하고, 각각의 이동 각도 선택부에서는, 서브 영역마다 광 투과율이 시간에 따라 변화되어, 모아레가 적은 고화질의 영상이 표시되게 된다. 특히, 컬러 모아레 외에도, 휘도 변화로 인한 모아레도 감소되게 된다.
[제1 실시 형태의 변형예]
상술한 실시 형태에서는, 시점수 n이 7이고 개구부(21)가 제1 내지 제m 상태 중 하나에서 다른 상태로 전환되는 경우(여기서, m은 2)를 예로서 설명했지만, 이들 파라미터는 임의의 다른 값을 가질 수도 있다. 예를 들어, 각각의 개구부(21)는 3개 이상의 서브 영역(개구 서브부 그룹)을 포함할 수 있고, 개구부(21)는 3개 이상의 상태 중 하나에서 다른 상태로 전환될 수도 있다. 개구부(21)의 상태의 수가 증가되면, 휘도 변화가 초래되는 위치가 보다 미세하게 변화되게 되고, 이들 상태에서의 휘도 변화도 적분되게 됨으로써, 휘도 변화를 더욱 감소시킬 수 있다. 또한, 개구 서브부 그룹 간에 관찰되는 영상의 위치의 차가 적으므로, 화면상의 플리커 감(sense)도 억제된다.
(제2 실시 형태)
다음으로, 이하, 본원의 제2 실시 형태에 따른 표시 장치에 대해서 설명한다. 제1 실시 형태에 따른 표시 장치와 유사한 구성 요소에는 유사한 번호가 부여되고, 추가로 설명하지 않는다는 점에 주목한다.
제1 실시 형태에서는, 이동 각도 선택부(개구부(21)) 각각은 복수의 서브 영역(개구부 그룹)을 포함하고, 각각의 개구부(21)에서는, 개구 서브부 그룹마다 광 투과율이 시간에 따라 변화되지만, 각각의 개구부(21)의 광 투과율은, 시간에 따라 광 투과율이 변화되지 않고 공간적으로 불균일하게 될 수 있다.
도 23은 각각의 개구부(21)의 광 투과율이 공간적으로 변화되는 경우의 제1 예를 도시한다. 도 23에 도시한 바와 같이, 각각의 개구부(21)에서, 예를 들어, 중앙에 위치한 개구 서브부 A2는 항상 100%의 광 투과율을 갖고, 좌우에 위치한 개구 서브부 A1 및 A3은 항상 50%의 광 투과율을 갖는다. 이에 의해, 각각의 개구부(21)에서, 인접하는 개구 서브부의 광 투과율은 서로 상이하다. 각각의 개구부(21)가 도 23에 도시한 바와 같은 광 투과율 분포를 갖는 경우, 제1 실시 형태에서의 도 11의 제1 상태와 도 12의 제2 상태의 중첩과 동등한 관찰 상태를 얻을 수 있다.
도 24는 각각의 개구부(21)의 광 투과율이 공간적으로 변화되는 경우의 제2 예를 도시한다. 도 23의 제1 예에서는, 각각의 개구부(21)는 3개의 서브 영역(개구부)을 갖고, 각각의 개구부(21) 내에서의 광 투과율 분포는 계단식으로 불균일하게 되어 있다. 이에 반해, 도 24의 제2 예에서는, 각각의 개구부(21) 내에서의 광 투과율 분포는, 각각의 개구부(21)에 서브 영역을 설치하지 않고, 미리 정해진 방향(수평 방향)으로 비계단식(연속적)으로 변화된다. 제2 예에서는, 제1 실시 형태에서의 도 1에서의 제1 상태와 도 12에서의 제2 상태와의 중첩과 근사한 관찰 상태를 얻을 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 표시 장치에서는, 각각의 이동 각도 선택부(개구부(21))의 광 투과율은 공간적으로 불균일하게 되므로, 모아레가 적은 고화질의 영상이 표시되게 된다. 특히, 컬러 모아레 외에도, 휘도 변화로 인한 모아레도 감소되게 된다. 또한, 상기 제1 실시 형태의 경우와 같이 광 투과율이 시간에 따라 불균일하게 되는 경우에 비해, 밝은 영상이 표시되게 된다.
(제3 실시 형태)
다음으로, 이하, 본원의 제3 실시 형태에 따른 표시 장치에 대해서 설명한다. 상기 제1 및 제2 실시 형태에 따른 표시 장치와 유사한 구성 요소에는 유사한 부호가 부여되고, 추가로 설명하지 않는다는 점에 주목한다.
제1 실시 형태에서는, 시차 발생부(2)(액정 배리어(20))는 영상 표시부(1)(액정 패널(11))와 관찰자 사이에 배치되지만, 도 25에 도시한 바와 같이, 액정 패널(11)은 액정 배리어(20)와 관찰자 사이에 배치될 수도 있다. 이 경우, 액정 배리어(20)는 액정 패널(11)과 백라이트(12) 사이에 배치된다.
이 경우, L2/L1=(n·pp)/(bp)의 관계가 성립된다. 이 경우에서도, n은 m의 비정수배이며, n·pp의 값은 bp의 값보다 작다.
(제4 실시 형태)
다음으로, 이하, 본원의 제4 실시 형태에 따른 표시 장치에 대해서 설명한다. 제1 내지 제3 실시 형태에 따른 표시 장치와 유사한 구성 요소에는 유사한 참조 부호가 부여되고, 추가로 설명하지 않는다는 점에 주목한다.
도 26에 도시한 바와 같이, 본원의 기술은 집적 이미징 방식에도 적용될 수 있다. 이 경우, (bp)=(n·pp)가 성립된다.
(제5 실시 형태)
다음으로, 이하, 본원의 제5 실시 형태에 따른 표시 장치에 대해서 설명한다. 제1 내지 제4 실시 형태에 따른 표시 장치와 유사한 구성 요소에는 유사한 참조 부호가 부여되고, 추가로 설명하지 않는다는 점에 주목한다.
제1 실시 형태에서는, 시차 발생부(2)로서 시차 배리어(액정 배리어(20))가 이용되는 예를 설명했지만, 도 27의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 시차 발생부(2)로서 렌티큘러 렌즈(30)가 이용될 수 있다. 렌티큘러 렌즈(30)는 복수의 원통형 분할 렌즈(31)를 포함한다. 분할 렌즈(31) 각각은 영상 표시부(1)의 화소(10)로부터의 각각의 각도 방향으로 이동하는 각각의 시점 영상의 광 중에서의 임의의 광을 선택하여 그 광을 출사하는 이동 각도 선택부로서의 기능을 갖는다.
도 27의 (a) 및 (b)에서는, 시점수 n이 7이고 분할 렌즈(31) 각각이 제1 내지 제m 상태 중 하나에서 다른 상태로 전환되는 경우(여기서, m은 2)가 예로서 도시되어 있다. 이 경우, 각각의 분할 렌즈(31)의 위치는 도 27의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 시간에 따라 2개의 위치 중 하나에서 다른 하나로 변화된다. 분할 렌즈(31)의 위치는, 예를 들어, 압전 소자 등에 의해 고속으로 물리적으로 이동되게 된다. 또한, 분할 렌즈(31)가 굴절율 이방성을 이용한 액정 재료로 형성되는 액정 렌즈이면, 각각의 분할 렌즈(31)의 위치는 투명 전극의 위치와 인가 전계 간의 관계에 의해, 시간에 따라 변화되게 된다. 또한, 액체 렌즈가 이용될 수도 있다.
도 27의 (a) 및 (b)의 예에서는, 도 8에서의 L1 및 L2가 이용되면, L2/L1=(bp)/(n·pp)가 성립되고, 여기서, bp는 도 27의 (a) 및 (b)에 도시한 각각의 상태에서의 분할 렌즈(31)의 간격에 대응한다.
본 실시 형태에 따르면, 시차 발생부(2)로서 렌티큘러 렌즈(30가 이용되므로, 시차 배리어가 이용되는 경우에 비해, 밝은 영상이 표시되게 되는 이점이 있다.
(그 밖의 실시 형태)
본원의 기술은 상술한 실시 형태에 설명된 것에 한정되지 않고 다양하게 변형된다. 예를 들어, 제1 및 제2 실시 형태 등에서, 액정 배리어(20)의 개구부(21)는, 개구부(21)가 수직 방향이 아니라 경사 방향으로 배열된 소위 경사 배리어(diagonal barrier) 방식으로 구성될 수 있다. 또한, 액정 배리어(20)의 개구부(21)는 스텝 배리어(step barrier) 방식으로 구성될 수 있다. 또한, 제5 실시 형태에서, 렌티큘러 렌즈(30)는, 분할 렌즈(31)가 경사져 있는 경사 렌티큘러 방식으로 구성될 수 있다.
또한, 도 1의 회로에서는, 시차 영상 신호 S1로서 좌우(LR)의 영상 신호가 영상 표시부 구동 회로(3)에 공급되어, 영상 표시부 구동 회로(3)에서 그 신호의 시차 정보로부터 n개의 복수의 시점 영상이 생성될 수 있다.
또한, 상술한 실시 형태에 따른 임의의 표시 장치는 표시 기능을 갖는 다양한 전자 기기에 적용될 수 있다. 도 28은 그러한 전자 기기의 일례로서 텔레비전의 외관 구성을 도시한다. 텔레비전은 프론트 패널(210) 및 필터 글래스(220)를 포함하는 영상 표시 화면부(200)를 포함한다. 상술한 실시 형태에 따른 임의의 표시 장치는 텔레비전뿐만 아니라, 다양한 디지털 카메라, 캠코더, 휴대 전화, 노트형 퍼스널 컴퓨터 등에 적용될 수 있다.
또한, 예를 들어, 본 기술은 이하와 같은 구성을 취할 수 있다.
(1) 복수의 화소를 포함하고, 상기 화소에 할당된 복수의 시점 영상을 표시하는 표시부; 및
상기 화소로부터의 각각의 각도 방향으로 이동하는 상기 시점 영상 중에서의 임의의 각도를 각각이 선택하는 복수의 선택부
를 포함하고,
상기 선택부 각각의 광 투과율은 시간적 또는 공간적으로 불균일한, 표시 장치.
(2) 상기 선택부 각각은 복수의 서브 영역을 갖고,
상기 선택부 각각에서의 상기 서브 영역 각각의 광 투과율이 시간에 따라 변화되는, (1)에 따른 표시 장치.
(3) 상기 선택부 각각은 제1 내지 제3 서브 영역을 갖고,
상기 선택부 각각에서, 제1 상태와 제2 상태 사이의 교대 전환이 수행되고, 상기 제1 상태는 상기 제1 및 제2 서브 영역을 투과 상태로 전환되도록 하고 상기 제3 서브 영역을 비투과 상태로 전환되도록 하며, 상기 제2 상태는 상기 제2 및 제3 서브 영역을 투과 상태로 전환되도록 하고 상기 제1 서브 영역을 비투과 상태로 전환되도록 하는, (1) 또는 (2)에 따른 표시 장치.
(4) 상기 시점 영상의 이동 각도 방향은, 시간에 따라 변화되도록, 상기 선택부의 광 투과율을 서로 독립적으로 제어함으로써 시간에 따라 변화되는, (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 따른 표시 장치.
(5) 상기 선택부 각각은 복수의 서브 영역을 갖고,
상기 선택부 각각에서의 인접하는 상기 서브 영역의 광 투과율은 서로 상이한, (1)에 따른 표시 장치.
(6) 상기 선택부 각각에서의 광 투과율은 미리 정해진 방향으로 공간적으로 연속적으로 변화되는, (1)에 따른 표시 장치.
(7) 복수의 개구부를 갖는 시차 배리어를 포함하고,
상기 개구부들은 각각 상기 선택부로서 기능하는, (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 따른 표시 장치.
(8) 복수의 렌즈 요소를 포함하는 렌티큘러 렌즈를 더 포함하고,
상기 렌즈 요소들은 각각 상기 선택부로서 기능하는, (1)에 따른 표시 장치.
(9) 상기 선택부는 상기 표시부와 관찰자 사이에 배치되는, (1) 내지 (8)에 따른 표시 장치.
(10) 상기 표시부는 상기 선택부와 관찰자 사이에 배치되는, 1) 내지 (8)에 따른 표시 장치.
(11) 표시 장치를 포함하는 전자 기기로서,
상기 표시 장치는,
복수의 화소를 포함하고, 상기 화소에 할당된 복수의 시점 영상을 표시하는 표시부; 및
상기 화소로부터의 각각의 각도 방향으로 이동하는 상기 시점 영상 중에서의 임의의 각도를 각각이 선택하는 복수의 선택부
를 포함하고,
상기 선택부 각각의 광 투과율은 시간적 또는 공간적으로 불균일한, 전자 기기.
본원은 2011년 8월 30일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 번호 제2011-187456호에 기재된 것과 관련된 요지를 포함하며, 그 전체 내용은 본원에 참조로서 원용된다.
본 기술 분야의 통상의 당업자라면, 다양한 변형, 조합, 서브-조합 및 변경이 첨부된 특허청구범위 및 그 균등물의 범위 내에 있는 한, 설계 요건 및 다른 요소에 따라 다양한 변형, 조합, 서브-조합 및 변경이 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이다.
1: 영상 표시부
2: 시차 발생부
3: 영상 표시부 구동 회로
4: 시차 발생부 구동 회로
10: 화소
11: 액정 패널
12: 백 라이트
20: 액정 배리어

Claims (11)

  1. 표시 장치로서,
    복수의 화소를 포함하고, 상기 화소에 할당된 복수의 시점 영상을 표시하는 표시부; 및
    상기 화소로부터의 각각의 각도 방향으로 이동하는 상기 시점 영상 중에서의 임의의 각도를 각각이 선택하는 복수의 선택부
    를 포함하고,
    상기 선택부 각각의 광 투과율은 시간적 또는 공간적으로 불균일한, 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 선택부 각각은 복수의 서브 영역을 갖고,
    상기 선택부 각각에서의 상기 서브 영역 각각의 광 투과율이 시간에 따라 변화되는, 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 선택부 각각은 제1 내지 제3 서브 영역을 갖고,
    상기 선택부 각각에서, 제1 상태와 제2 상태 사이의 교대 전환이 수행되고,
    상기 제1 상태는 상기 제1 및 제2 서브 영역을 투과 상태로 전환되도록 하고 상기 제3 서브 영역을 비투과 상태로 전환되도록 하며, 상기 제2 상태는 상기 제2 및 제3 서브 영역을 투과 상태로 전환되도록 하고 상기 제1 서브 영역을 비투과 상태로 전환되도록 하는, 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 시점 영상의 이동 각도 방향은, 시간에 따라 변화되도록, 상기 선택부의 광 투과율을 서로 독립적으로 제어함으로써 시간에 따라 변화되는, 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 선택부 각각은 복수의 서브 영역을 갖고,
    상기 선택부 각각에서의 인접하는 상기 서브 영역의 광 투과율은 서로 상이한, 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 선택부 각각에서의 광 투과율은 미리 정해진 방향으로 공간적으로 연속적으로 변화되는, 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    복수의 개구부를 갖는 시차 배리어를 포함하고,
    상기 개구부들은 각각 상기 선택부로서 기능하는, 표시 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    복수의 렌즈 요소를 포함하는 렌티큘러 렌즈를 포함하고,
    상기 렌즈 요소들은 각각 상기 선택부로서 기능하는, 표시 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 선택부는 상기 표시부와 관찰자 사이에 배치되는, 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 표시부는 상기 선택부와 관찰자 사이에 배치되는, 표시 장치.
  11. 표시 장치를 포함하는 전자 기기로서,
    상기 표시 장치는,
    복수의 화소를 포함하고, 상기 화소에 할당된 복수의 시점 영상을 표시하는 표시부; 및
    상기 화소로부터의 각각의 각도 방향으로 이동하는 상기 시점 영상 중에서의 임의의 각도를 각각이 선택하는 복수의 선택부
    를 포함하고,
    상기 선택부 각각의 광 투과율은 시간적 또는 공간적으로 불균일한, 전자 기기.
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