(57)【要約】  多時点映像ディスプレイ装置が開示される。本装置は、複数の行及び列に配列された複数のピクセルを含むイメージパネルと、イメージパネルに光を提供するバックライトユニットと、イメージパネルの前面に配置されるパララックス（ｐａｒａｌｌａｘ）部と、イメージパネル及びバックライトユニットの間に配置され、複数のピクセルのそれぞれを部分的にマスキングするマスク部とを含む。それにより、干渉を受けることなく解像度バランスを取ることができるようになる。
2014512560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多時点映像ディスプレイ装置において、
複数の行及び列に配列された複数のピクセルを含むイメージパネルと、
前記イメージパネルに光を提供するバックライトユニットと、
前記イメージパネルの前面に配置されるパララックス（ｐａｒａｌｌａｘ）部と、
前記イメージパネル及び前記バックライトユニットの間に配置され、前記複数のピクセルのそれぞれを部分的にマスキングするマスク部と
を含む多時点ディスプレイ装置。
【請求項２】
前記マスク部は、
前記複数のピクセルのそれぞれに対応する複数のマスク領域を含み、
前記複数のマスク領域のそれぞれは、垂直方向に分割されて光透過領域及び光遮断領域に区分され、
前記光遮断領域は、行方向に配列されたピクセルに対してジグザグ状に配置されることを特徴とする請求項１に記載の多時点映像ディスプレイ装置。
【請求項３】
前記光遮断領域は、対応するピクセルの半分のサイズであり、前記光透過領域は、前記対応するピクセルの残りの半分のサイズであることを特徴とする請求項２に記載の多時点映像ディスプレイ装置。
【請求項４】
前記複数のマスク領域は複数の列で整列され、
前記光遮断領域のジグザグ配置方向は、各マスク領域の列毎に反転されることを特徴とする請求項２に記載の多時点映像ディスプレイ装置。
【請求項５】
前記光遮断領域は、対応するピクセルの半分のサイズであり、前記光透過領域は、前記対応するピクセルの残りの半分のサイズであることを特徴とする請求項４に記載の多時点映像ディスプレイ装置。
【請求項６】
前記マスク部は、
前記複数のピクセルのそれぞれに対応する複数のマスク領域を含み、
前記複数のマスク領域のそれぞれは、光透過領域及び光遮断領域に区分され、
前記光透過領域は、各マスク領域内で斜線方向に形成されることを特徴とする請求項１に記載の多時点映像ディスプレイ装置。
【請求項７】
前記マスク部は、
前記複数のピクセルのそれぞれに対応する複数のマスク領域を含み、
前記複数のマスク領域のそれぞれは、光透過領域及び光遮断領域に区分され、
前記光透過領域は、前記複数のマスク領域のうち、行方向に並んで配置された少なくとも二つのマスク領域内で斜線方向に連結されるように形成され、前記光遮断領域は、前記マスク領域内で前記光透過領域を除く残りの領域に形成されることを特徴とする請求項１に記載の多時点映像ディスプレイ装置。
【請求項８】
前記マスク部は、
前記複数のピクセルのそれぞれに対応する複数のマスク領域を含み、
前記複数のマスク領域のそれぞれは、光透過領域及び光遮断領域に区分され、
前記光透過領域は、前記複数のマスク領域内で斜線方向に形成され、各マスク領域に形成された前記光透過領域は互いに連結されることを特徴とする請求項１に記載の多時点映像ディスプレイ装置。
【請求項９】
前記イメージパネルは、カラーフィルタを含まないＵＤ（Ｕｌｔｒａ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）パネルであることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載の多時点映像ディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記イメージパネルは、ＦＳＣ（Ｆｉｅｌｄ  Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ  Ｃｏｌｏｒ）方式によって各ピクセル当りの色信号を順次に表示し、
前記バックライトユニットは、前記イメージパネルの表示動作に同期して複数の互いに異なるカラー光を前記イメージパネル内の各ピクセルに提供することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載の多時点映像ディスプレイ装置。
【請求項１１】
前記イメージパネルは、連続する複数の行及び複数の例に含まれる複数のピクセルを組み合わせて多時点イメージをディスプレイすることを特徴とする請求項１０に記載の多時点映像ディスプレイ装置。
【請求項１２】
前記イメージパネルは、横方向に連続して配置された６つのピクセル及び縦方向に連続して配置された２つのピクセルを組み合わせて１２時点のイメージをディスプレイすることを特徴とする請求項１１に記載の多時点映像ディスプレイ装置。
【請求項１３】
前記パララックス部は、
複数のレンズ領域が列方向に配列されたレンチキュラーレンズを含み、
各レンズ領域の幅は、複数個のピクセルサイズに対応することを特徴とする請求項１１に記載の多時点映像ディスプレイ装置。
【請求項１４】
前記パララックス部は、
複数のバリア領域が列方向に配列されたパララックスバリアを含み、
各レンズ領域の幅は、複数個のピクセルサイズに対応することを特徴とする請求項１１に記載の多時点映像ディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多時点映像ディスプレイ装置に関し、より詳細には、マスク領域を用いてピクセルを部分的にマスキングする多時点映像ディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子技術が発達するにつれ、多様な電子機器が開発及び普及されている。特に、一般家庭で一番多く使用されている家電製品の一つであるテレビのようなディスプレイ装置は、ここ数年間急ピッチで発展している。
【０００３】
ディスプレイ装置の性能が高級化するにつれ、ディスプレイ装置でディスプレイするコンテンツの種類も多様化しつつある。特に、最近は、３Ｄコンテンツまで視聴することができる立体ディスプレイシステムが開発及び普及されている。
【０００４】
立体ディスプレイ装置は、一般家庭で使用される３Ｄテレビだけでなく、各種モニタ、携帯電話、ＰＤＡ、パソコン、セットトップパソコン、タブレットパソコン、デジタルフォトフレーム、キオスク端末等のような多様なディスプレイ装置で実現されてよい。なお、３Ｄディスプレイ技術は、家庭内おける使用だけでなく、科学、医薬、デザイン、教育、広告、コンピュータゲーム等のように、３Ｄイメージングが必要な多様な分野で活用することができる。
【０００５】
立体ディスプレイシステムは、大きくメガネをかけずに視聴可能な非メガネ式システムと、メガネを着用して視聴しなければならないメガネシステムとに分離することができる。
【０００６】
メガネ式システムは、満足のできる立体感を提供することができるが、視聴者が必ずメガネを着用しなければならないという不都合があった。それに比べて、非メガネ式システムは、メガネがなくとも３Ｄイメージを視聴することができるというメリットがあって、非メガネ式システムに対する開発への話し合いが持続的に行われている。
【０００７】
図１は、従来の非メガネ式３Ｄディスプレイ装置の構成を示す図である。図１によると、従来の３Ｄディスプレイ装置は、バックライトユニット１０と、イメージパネル２０及びパララックス部３０を含む。
【０００８】
パララックス部は、パララックスバリアとして知られる不透明シールド（ｏｐａｑｕｅ  ｓｈｉｅｌｄ）のスリットアレイまたはレンチキュラーレンズアレイからなってよい。図１では、レンチキュラーレンズアレイで実現された場合を示している。
【０００９】
図１によると、イメージパネル２０は、複数の列（ｃｏｌｕｍｎ）で区分される複数のピクセルを含む。各列別に異なる時点のイメージが配置される。図１によると、互いに異なる時点の複数のイメージ１、２、３、４が順次に繰り返し配置される形態を示す。すなわち、各ピクセル列は、１、２、３、４でナンバリングされたグループで配列される。パネルで印加されるグラフィック信号はピクセル列１が一番目のイメージをディスプレイし、ピクセル列２が２番目のイメージをディスプレイするように配列される。
【００１０】
バックライトユニット１０は、イメージパネル２０に光を提供する。バックライトユニット１０から提供される光によって、イメージパネル２０に形成される各イメージ１、２、３、４はパララックス部３０に投射され、パララックス部３０は投射される各イメージ１、２、３、４の光を分散させて視聴者方向に伝達する。すなわち、パララックス部３０は、視聴者の位置、すなわち、視聴距離に出口瞳孔（ｅｘｉｔ  ｐｕｐｉｌｓ）を生成する。レンチキュラーレンズアレイで実現された場合、レンチキュラーレンズの厚さ及び直径、パララックスバリアで実現された場合、スリットの間隔等は、各列によって生成される出口瞳孔が６５ｍｍ未満の平均両眼中心距離に分離されるように設計されることができる。分離されたイメージ光は、それぞれ視聴領域を形成する。すなわち、図１に示すように、視聴領域１、２、３、４が形成される。
【００１１】
このような状態で、ユーザの左眼５１が視聴領域３に位置し、右眼５２が視聴領域２に位置すると、ユーザは特殊メガネがなくても立体感を感じることができるようになる。
【００１２】
しかし、このような従来の３Ｄディスプレイ装置においては、複数のイメージを垂直列に分離してディスプレイするため、垂直解像度はそのまま保持されるが、水平解像度が大きく低下するという問題点があった。例えば、１０２４×７６８解像度を保持するＸＧＡパネルが４ビュー３Ｄディスプレイ装置に適用される場合、解像度は２５６×７６８となる。結果的に、垂直方向にはフルパネル解像度を保持し、水平方向には１/４倍の解像度を保持するようになる。
【００１３】
このような問題点を解決するために、ＵＳ６１１８５８４号においては、ピクセル配列を変更して垂直及び水平解像度間の解像度損失を分散させるようにしている。しかし、このような技術は、一般のピクセル配列を保持する従来のＬＣＤパネルは利用することができないという問題点があった。
【００１４】
または、上述の問題点に対する別の解決方法は、ＵＳ６０６４４２４号に開示されている。しかし、このような方法によると、ピクセル列及びレンチキュラー間の配列の差によって、他ピクセルから発する光がオーバーラップされ、イメージ間のクロストークが発生するという問題点があった。クロストークとは、ユーザの左眼中に右眼でＮ番目のイメージのみを見るのではなく、Ｎ＋１またはＮ−１番目のイメージが一部交ざって見える現象を意味する。同一の客体が他のビューに写るようになるため、クロストークが発生すると、客体の輪郭が複数に重なりぼやけて見えるようになる。よって、クロストークが増大すると、画質が低下してしまう。
【００１５】
よって、従来技術によると、上述の水平解像度の低下問題を効果的に解決することができないという問題点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、垂直解像度及び水平解像度間の解像度損失を効果的に分散させることができる多時点映像ディスプレイ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上述の目的を達成するための本発明の一実施形態によると、多時点映像ディスプレイ装置は、複数の行及び列に配列された複数のピクセルを含むイメージパネルと、前記イメージパネルに光を提供するバックライトユニットと、前記イメージパネルの前面に配置されるパララックス（ｐａｒａｌｌａｘ）部と、前記イメージパネル及び前記バックライトユニットの間に配置され、前記複数のピクセルのそれぞれを部分的にマスキングするマスク部とを含む。
【００１８】
ここで、前記マスク部は、前記複数のピクセルのそれぞれに対応する複数のマスク領域を含み、前記複数のマスク領域のそれぞれは、垂直方向に分割されて光透過領域及び光遮断領域に区分され、前記光遮断領域は、行方向に配列されたピクセルに対してジグザグ状に配置されてよい。
【００１９】
そして、前記光遮断領域は、対応するピクセルの半分のサイズであり、前記光透過領域は、前記対応するピクセルの残りの半分のサイズであってよい。
【００２０】
または、前記複数のマスク領域は複数の列で整列され、前記光遮断領域のジグザグ配置方向は、各マスク領域の列毎に反転されてよい。
【００２１】
この場合にも、前記光遮断領域は、対応するピクセルの半分のサイズであり、前記光透過領域は、前記対応するピクセルの残りの半分のサイズであってよい。
【００２２】
または、前記マスク部は、前記複数のピクセルのそれぞれに対応する複数のマスク領域を含み、前記複数のマスク領域のそれぞれは、光透過領域及び光遮断領域に区分され、前記光透過領域は、各マスク領域内で斜線方向に形成されてよい。
【００２３】
または、前記マスク部は、前記複数のピクセルのそれぞれに対応する複数のマスク領域を含み、前記複数のマスク領域のそれぞれは、光透過領域及び光遮断領域に区分され、前記光透過領域は、前記複数のマスク領域のうち、行方向に並んで配置された少なくとも二つのマスク領域内で斜線方向に連結されるように形成され、前記光遮断領域は、前記マスク領域内で前記光透過領域を除く残りの領域に形成されてよい。
【００２４】
または、前記マスク部は、前記複数のピクセルのそれぞれに対応する複数のマスク領域を含み、前記複数のマスク領域のそれぞれは、光透過領域及び光遮断領域に区分され、前記光透過領域は、前記複数のマスク領域内で斜線方向に形成され、各マスク領域に形成された前記光透過領域は互いに連結されてよい。
【００２５】
上述の実施形態において、前記イメージパネルは、カラーフィルタを含まないＵＤ（Ｕｌｔｒａ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）パネルであってよい。
【００２６】
なお、上述の実施形態において、前記イメージパネルは、ＦＳＣ（Ｆｉｅｌｄ  Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ  Ｃｏｌｏｒ）方式によって各ピクセル当りの色信号を順次に表示し、前記バックライトユニットは、前記イメージパネルの表示動作に同期して複数の互いに異なるカラー光を前記イメージパネル内の各ピクセルに提供してよい。
【００２７】
なお、前記イメージパネルは、連続する複数の行及び複数の例に含まれる複数のピクセルを組み合わせて多時点イメージをディスプレイしてよい。
【００２８】
そして、前記イメージパネルは、横方向に連続して配置された６つのピクセル及び縦方向に連続して配置された２つのピクセルを組み合わせて１２時点のイメージをディスプレイしてよい。
【００２９】
一方、前記パララックス部は、複数のレンズ領域が列方向に配列されたレンチキュラーレンズを含み、各レンズ領域の幅は、複数個のピクセルサイズに対応してよい。
【００３０】
または、前記パララックス部は、複数のバリア領域が列方向に配列されたパララックスバリアを含み、各レンズ領域の幅は、複数個のピクセルサイズに対応してよい。
【発明の効果】
【００３１】
以上説明したように、本発明によれば、多時点映像を提供しつつ、解像度損失が垂直及び水平方向に適切に分散されるようにし、画質劣化を防止することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】従来の非メガネ３Ｄディスプレイ装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る多時点映像ディスプレイ装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の多様な実施形態に係るマスクパターンの構成を示す図である。
【図４】本発明の多様な実施形態に係るマスクパターンの構成を示す図である。
【図５】本発明の多様な実施形態に係るマスクパターンの構成を示す図である。
【図６】本発明の多様な実施形態に係るマスクパターンの構成を示す図である。
【図７】多時点映像ディスプレイ装置の細部構成を説明するための図である。
【図８】マスク部の細部構成を説明するための図である。
【図９】多時点映像ディスプレイ装置の細部構成の別の例を説明するための図である。
【図１０】マスクパターンの動作を説明するための図である。
【図１１】カラーフィルタを備えたイメージパネルにおける多時点映像表示方法を説明するための図である。
【図１２】ＦＳＣ方式による多時点映像ディスプレイ装置の動作を説明するための図である。
【図１３】複数のピクセルを用いて多時点映像を表示する方法を説明するための図である。
【図１４】図１３の方法によって表示される多時点映像を説明するための図である。
【図１５】ＦＳＣ方式によるマルチビューディスプレイ方法を説明するための図である。
【図１６】マスク部の更に別の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００３４】
図２は、本発明の一実施形態に係る多時点映像ディスプレイ装置の構成を示すブロック図である。図２の多時点映像ディスプレイ装置は、非メガネ方式で立体ディスプレイを行う装置である。図２の多時点映像ディスプレイ装置は、テレビ、モニタ、携帯電話、ＰＤＡ、パソコン、セットトップパソコン、タブレットパソコン、デジタルフォトフレーム、キオスク端末等のような多様なディスプレイ装置で実現されてよい。
【００３５】
図２によると、多時点映像ディスプレイ装置は、バックライトユニット１１０と、マスク部１２０と、イメージパネル１３０及びパララックス部１４０を含む。
【００３６】
バックライトユニット１１０は、イメージパネル１３０方向に光を提供する。バックライトユニット１１０は、発光素子がどこに位置するかに応じて、直下タイプ、エッジ（ｅｄｇｅ）タイプに区分される。直下タイプは、発光素子がイメージパネル１３０の背面に全体的に均等に配置され、発光素子がイメージパネル１３０に直接光を照射する方式である。一方、エッジタイプは、発光素子がイメージパネル１３０の周縁側に配置され、導光板を用いて光をイメージパネル１３０方向に反射して構成される方式である。
【００３７】
なお、バックライトユニット１１０は、ＬＣＤパネルに通常に適用される一般のバックライトユニットまたはフィールド順次式カラー（Ｆｉｅｌｄ  Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ  Ｃｏｌｏｒ：ＦＳＣ）ＬＣＤディスプレイに適用されるカラー順次式バックライトユニットであってよい。すなわち、バックライトユニット１１０の種類は、イメージパネル１３０の種類に応じて異なってよい。
【００３８】
イメージパネル１３０は、複数の行及び列に配列された複数のピクセルを含む。イメージパネル１３０は、ＬＣＤパネルで実現されてよく、各ピクセルは液晶セルで実現されてよい。バックライトユニット１１０から発せられた光がイメージパネル１３０の各ピクセルに入射されると、イメージパネル１３０は、映像信号に応じて各ピクセルに入射された光に対する透過率を調節して映像をディスプレイする。具体的には、イメージパネル１３０は、液晶層及びその液晶層の両表面に形成された二つの電極を含む。両電極に電圧が印加されると、磁場が生成し、両電極間の液晶層の分子を動かし、光の透過率が調節される。イメージパネル１３０は、各ピクセルに列別に区分し、各列毎に異なる時点のイメージが表示されるように、各ピクセル列を駆動させる。
【００３９】
イメージパネル１３０は、カラーフィルタを具備する一般のパネルであってよく、フィールド順次式カラー（Ｆｉｅｌｄ  Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ  Ｃｏｌｏｒ：ＦＳＣ）駆動方式で動作するパネルであってよい。フィールド順次式カラー駆動方式は、他に、フィールドシーケンシャル方式またはカラー順次式駆動方式等と呼ばれてよい。フィールド順次式カラー駆動方式とは、カラーフィルタを使用せずに、Ｒ、Ｇ、Ｂ光を時間的に分離させて順次に投射する方式である。
【００４０】
パララックス部１４０は、イメージパネル１３０の前面に配置され、イメージパネル１３０から発せられる光を視聴領域別に分散させる。それにより、視聴領域別に異なる時点のイメージに対応する光が出射される。パララックス部１４０は、パララックスバリア（Ｐａｒａｌｌａｘ  Ｂａｒｒｉｅｒ）またはレンチキュラーレンズアレイ（Ｌｅｎｔｉｃｕｌａｒ  ｌｅｎｓ  ａｒｒａｙ）で実現されてよい。パララックスバリアは、複数のバリア領域を含む透明スリットアレイで実現される。それにより、バリア領域間のスリット（ｓｌｉｔ）を通じて光を遮断して視聴領域別に異なる時点のイメージ光が出射されるようにする。スリットの幅及びピッチは、多時点映像に含まれる各時点イメージの数及び視聴距離に応じて異なるように設計されてよい。レンチキュラーレンズアレイは、複数のレンズ領域を含む。各レンズ領域は、少なくとも一つのピクセル列に対応する大きさで形成され、各ピクセル列のピクセルを透過する光を視聴領域別に異なるように分散する。各レンズ領域は、円形レンズを含んでよい。各レンズのピッチ及び曲率半径は各時点イメージの数及び視聴距離に応じて異なるように設計されてよい。図２においては、レンチキュラーレンズアレイで実現されたパララックス１４０を示しているが、それに限定されない。
【００４１】
パララックス部１４０は、イメージパネル１３０に具備された各ピクセルの列方向と一致するように配列される。
【００４２】
マスク部１２０は、イメージパネル１３０の各ピクセルを部分的にマスキングする。具体的には、マスク部１２０は、バックライトユニット１１０及びイメージパネル１３０の間に配置され、各ピクセルに入射される光を部分的に遮断する。マスク部１２０は、複数のマスク領域に区分される。
【００４３】
各マスク領域は、イメージパネル１３０の各ピクセルに対応する大きさで実現され、光透過領域及び光遮断領域を含む。光透過領域とは、バックライトユニット１１０から入射される光をそのままイメージパネル１３０側に透過させる領域であり、光遮断領域は光を遮断する領域である。光遮断領域は、メタル等のような不透明物質からなってよく、光透過領域は、透明物質からなるか、空き空間で実現されてよい。光遮断領域は、不透明領域と呼ばれてよく、光透過領域は透明領域またはウィンドウ領域と呼ばれてよい。
【００４４】
マスク部１２０は、イメージパネル１３０の背面にできるだけ近くに配置されてよい。マスク部１２０は、イメージパネル１３０の背面上に形成されたり、別途の基板に形成された状態でイメージパネル１３０の背面側に配置されてよい。光透過領域は、ガラス基板上に積層されたメタルのような不透明物質の層をエッチングする方式で作られてよい。マスク部１２０は、パララックスバリアの役割を担わない。
【００４５】
マスク部１２０の形状は、実施形態に応じて多様に実現されてよい。
【００４６】
マスク部１２０によって、パララックス部１４０は各ピクセルの選択的な視聴を提供することができる。すなわち、マスク部１２０はイメージパネル１３０上で同一の列に属する複数のピクセルを部分的にマスキングし、互いに異なる時点のイメージの一部に該当する光がパララックス部１４０側に出射されるようにする。パララックス部１４０は、所謂視聴距離という一定の距離だけ離れた位置にフォーカスされたイメージを提供する。このようなイメージが形成される位置を視聴領域という。図２においては、４つの視聴領域１、２、３、４が示されている。それにより、ユーザの左眼５１が視聴領域２に位置し、右眼５２が視聴領域３に位置すると、立体感を感じることができるようになる。一方、視聴領域２に位置した眼には２番に表示されたイメージを視聴することができ、他のイメージは視聴することができない。他の視聴領域も類似する特性を保持する。一方、パララックス部１４０が列方向に沿って配列されるため、垂直方向には影響を及ぼすことができず、視聴領域は水平方向に拡張する。パララックス部１４０がイメージパネル１３０のピクセル列に沿って配置されるため、ディスプレイ装置では左右クロストークが発生しなくなる。
【００４７】
図３ないし図６は、マスク部の多様な構成例を示す図である。
【００４８】
図３は、マスク部の構成及びイメージパネル１３０の動作を示す。図示のように、マスク部１２０は複数の行Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４及び複数の列Ｖ１〜Ｖ６に配列された複数のマスク領域を含む。各マスク領域は、光透過領域及び光遮断領域を含む。図３のａ）によると、各マスク領域は垂直方向に分割され、光透過領域及び光遮断領域に区分される。なお、光遮断領域は、行方向に配列されたピクセルに対してジグザグ状に配置される。具体的に、１行１列に位置したマスク領域では、光透過領域１ａが左側に配置され、光遮断領域１ｂが右側に配置されるが、２行１列に位置したマスク領域では、光透過領域２ａが右側に配置され、光遮断領域１ｂが左側に配置される。図３において、光遮断領域１ｂ、２ｂは対応するピクセルの半分のサイズであり、光透過領域１ａ、２ａは対応するピクセルの残りの半分のサイズに該当する。
【００４９】
なお、イメージパネル１３０の動作は、２×２行列に位置する４つのピクセルｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４がそれぞれ互いに異なる時点の映像１、２、３、４を表示する。各ピクセルは、一つのマスク領域のサイズに対応する。なお、レンチキュラーレンズアレイで実現されたパララックス部１４０の各レンズ領域は、二つのピクセル列Ｖ１＆Ｖ２、Ｖ３＆Ｖ４、…に対応する大きさを保持する。図３のｂ）に示すように、イメージパネル１３０は連続する複数の行及び複数の列に含まれる複数のピクセルを組み合わせて多時点イメージをディスプレイする。図３のｂ）によると、二つの行及び二つの列に含まれた４つのピクセルで１、２、３、４時点の映像をディスプレイする。この場合、第１行のピクセルＰ１、Ｐ２は右側半分の領域がマスキングされ、第２行のピクセルＰ３、Ｐ４は左側半分の領域がマスキングされる。よって、各ピクセルでマスキングされていない領域を通じて映像に対応する光が発散される。マスキングされていない領域は、チェッカボード順に配列されているように示す。すなわち、図２に示すように、視聴領域で全４つのピクセル光バンドル（ｂｕｎｄｌｅ）が形成される。
【００５０】
図４は、マスク部の別の構成例とそれに対応するイメージパネル１３０の動作を示す。マスク部１２０は複数の行Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４及び複数の列Ｖ１〜Ｖ６に配列された複数のマスク領域を含む。各マスク領域は、光透過領域及び光遮断領域を含む。図４のａ）によると、各マスク領域は垂直方向に分割され、光透過領域１ａ、２ａ及び光遮断領域１ｂ、２ｂに区分され、光遮断領域は、行方向に配列されたピクセルに対してジグザグ状に配置される。なお、光遮断領域の位置は列別に異なるように示される。すなわち、図４のａ）に示すように、光遮断領域のジグザグ配置方向は、各マスク領域の列毎に反転されてよい。よって、Ｖ１列では右、左、右、左順に光遮断領域が配置され、Ｖ２列では左、右、左、右順に光遮断領域が配置される。
【００５１】
なお、イメージパネル１３０の動作は、１、２、３、４時点の映像が２行及び２列に分散配置された４つのピクセルＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４によってそれぞれディスプレイされる。それにより、４ビューディスプレイが可能となる。
【００５２】
図５は、マスク部の更に別の構成例とそれに対応するイメージパネル１３０の動作を示す。マスク部１２０は、複数の行Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４及び複数の列Ｖ１〜Ｖ６に配列された複数のマスク領域を含む。各マスク領域は、光透過領域及び光遮断領域を含む。マスク領域内において、光透過領域１ａ、２ａ、３ａは斜線方向に形成され、光遮断領域１ｂ、２ｂ、３ｂはその残り領域に形成される。
【００５３】
図５によると、複数のマスク領域のうち、行方向に並んで配置された少なくとも二つのマスク領域内で斜線方向に連結されるように形成される。すなわち、１列２行及び３行の光透過領域２ａ、３ａが互いに連結され、次の行及びその次の行の光透過領域も互いに連結される。しかし、このような連結形態は、図５に限定されるものではなく、各光透過領域は一つのマスク領域別に斜線方向に形成されてよい。
【００５４】
イメージパネル１３０の動作は、二つの行及び二つの列に含まれた４つのピクセルＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４においてそれぞれ異なる時点の映像をディスプレイする。各映像は、光遮断領域によって一部がマスキングされて一部分の光のみが視聴者側に発散される。
【００５５】
図６は、マスク部の更に別の構成例とそれに対応するイメージパネル１３０の動作を示す。図６は、図５と同様に、各マスク領域内で光透過領域が斜線方向に形成され、特に、行方向に光透過領域が連続的に連結される。図６のａ）によると、第１列の第１、２行に位置したマスク領域の光透過領域１ａ、２ａは、第２列の第３、４行に位置したマスク領域の光透過領域４ａ、５ａと連結される。
【００５６】
イメージパネル１３０の動作は、二つの行及び二つの列に分散された４つのピクセルＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４で互いに異なる時点１、２、３、４の映像をディスプレイする状態を示す。
【００５７】
図５及び図６において、各マスク領域内の光透過領域の勾配角度は多様に設定されてよい。一例としては、その勾配角度θは次の数式を用いて算出されてよい。
2014512560.tif 000003
ここで、Ｐｈはイメージパネルの水平ピッチを示し、Ｐｖはイメージパネルの垂直ピッチを示し、Ｎはピクセルの基本セットにおける行の数を示す。図３ないし図６においては、４つの行及び６つの列のみを示しているが、それは説明の便宜ためのものであるだけで、実際の製品ではそれより多くの行及び列が適用されてよい。
【００５８】
図３ないし図６においては、パララックス部１４０がレンチキュラーレンズアレイで実現された場合を示している。上述のように、イメージパネル１３０上に、仮に４つのビューがディスプレイされるためには、パネルは２×２ピクセル単位で垂直方向に区分される。上側の両ピクセルはビュー１．３に属し、下側の両ピクセルはビュー２、４に属する。マスク部１２０は、各ピクセルを部分的にマスキングする。結果的に、４つのピクセルをそれぞれの一部分が互いに重ならないように分散される。レンチキュラーレンズアレイはピクセルの一部分から発せられる光を分散させる。対応する視聴領域は、図示のように、１ないし４にナンバリングされた４つの垂直四角形状に示される。結果的に、パネルの原解像度が１０２４×７６８（ＸＧＡ）であるとしたら、４ビューは５１２×３８４の解像度でそれぞれディスプレイされてよい。すなわち、解像度減少は垂直解像度及び水平解像度に分散されて構成される。なお、レンチキュラーレンズがピクセル列に応じて配列され、照明されたピクセル半分の領域は垂直投射に重畳しないため、各ビューの間では干渉が生じない。それにより、視聴者は干渉されることなく、適切に解像度が減少された立体映像を視聴することができる。
【００５９】
一方、上述のように、パララックス部１４０はパララックスバリアで実現されてよい。パララックスバリアは、複数のバリア領域が列方向に配列された構造であってよい。この場合、各バリア領域の幅は、複数個のピクセルのサイズに対応するサイズであってよい。パララックス部１４０がパララックスバリアからなる実施形態における動作も上述のレンチキュラーレンズアレイを備えたディスプレイ装置の動作と類似するため、繰り返し説明及び図示は省略する。
【００６０】
一方、上述のように、イメージパネル１３０はカラーフィルタを具備する一般のパネルであってよく、フィールド順次式カラー（Ｆｉｅｌｄ  Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ  Ｃｏｌｏｒ：ＦＳＣ）駆動方式で動作するパネルであってよい。
【００６１】
図７は、カラーフィルタを具備する場合のディスプレイ装置の構成を示す。図７は、ディスプレイ装置の上側から下側に眺めた断面図である。図７においては、パララックス部１４０が省略されているが、パララックス部はイメージパネル１３０の前面に形成されてよい。
【００６２】
図７によると、イメージパネル１３０は、背面偏光器１３１と、背面基板１３２と、液晶層１３３と、カラーフィルタ１３４と、前面基板１３５及び前面偏光器１３６を含む。
【００６３】
背面偏光器１３１は、バックライトユニット１１０から発散され、マスク部１２０を透過した白色光が入射されると、所定の変更方向の光のみを透過させる。透過された光は、背面基板１３２と、液晶層１３３と、カラーフィルタ１３４と、前面基板１３５を通過しつつ、各液晶の透過率及びカラー値に応じて異なる属性の光に変更され、前面偏光器１３６を介して出射される。出射された光はパララックス部によって分散されて複数の視聴領域に提供される。
【００６４】
なお、マスク部１２０は、マスク基板１２１及びマスクパターン１２２を含む。マスク部１２０の具体的な形状は図８に示す。図８によると、マスク１２２は一定領域がオープンされた状態でマスク基板１２１の表面に形成される。オープンされた領域の大きさ、形状、位置は上述の図３ないし図６に示すように、多様な実施形態別に異なるように決定されてよい。各光透過領域は、透明物質で埋められてよい。
【００６５】
光透過領域の数は水平方向にカウンティングすると、イメージパネルのピクセル列の数と同一か多くてよい。光透過領域の水平サイズは、イメージパネルピクセルの水平サイズより小さい。例えば、図３、４に示すように、各ピクセルの半分程度のサイズに該当してよい。なお、４時点に該当する各イメージは、図３ないし図６に示すように、２行及び２列を保持する２×２ピクセルグループに配置されるようにＬＣＤパネル上にディスプレイされてよい。このような配列は、対応するピクセルの配置面において従来と相違している。４時点映像を表現するための従来のピクセル配置は、水平解像度を４倍に減少させて画質を劣化させていた。しかし、本発明のような２×２ピクセル配置は、垂直及び水平解像度をそれぞれ２倍ずつ減少させ、従来に比べて画質劣化程度が軽減する。光透過領域の数は、ピクセルの数と同一であってよく、またはピクセル数に所定の自然数が掛け算された値に設計されてよい。
【００６６】
一方、図５及び図６に示すように、光透過領域はイメージパネルの各ピクセル列に対して所定角度で傾いた状態で、ラインに沿って整列されてよい。同一ラインに沿って配列される光透過領域は合わせられて透明ラインに形成されてよい。ラインの数は、イメージパネル１３０の各ピクセル列の数と同一であってよい。なお、立体ビューの数及び各イメージピクセルの配列に応じて決定されてよい。
【００６７】
一方、光を部分的に再利用するために、バックライトユニット１１０から発散された光は、マスク１２１の不透明領域、すなわち、光遮断領域によってバックライトユニット１１０に反射し、再利用できるようにすることができる。それについては、後述で具体的に説明する。
【００６８】
イメージパネル１３０の各構成要素のサイズ及び形状は、製品によって多様に設定されてよい。例えば、カラーフィルタ１３４は、０．４ないし０．７ｍｍ以内の厚さを保持することができる。そして、背面偏光器１３１、前面偏光器１３６等は、０．１５ないし０．２ｍｍ程度の厚さを保持するフィルム形状で実現されてよい。
【００６９】
カラーフィルタ１３４は、イメージパネル１３０がカラー順次式方式ではない場合に採用される構成として、ＲＧＢカラーフィルタを意味する。カラーフィルタ１３４を利用した各カラー別データのマッピングは、図１１に示される。カラー列に対応するカラーピクセルはＲ、Ｇ、Ｂで表示される。
【００７０】
マスク１２２とピクセル平面との間の距離を縮めるために、マスク部１２０はマスク１２２が形成されたマスク基板１２１表面がイメージパネル１３０の背面を向くように結合される。
【００７１】
一方、マスク１２２とピクセル平面との間の距離を更に縮めるために、マスク部１２０はイメージパネル１３０の内部に搭載されてよい。このような構成の例は、図９に示されている。
【００７２】
図９によると、バックライトユニット１１０の次に背面偏光器１３１が配置され、その次にマスク部１２０が配置され、その後に背面基板１３２、液晶層１３３、カラーフィルタ１３４、前面基板１３５と、前面偏光器１３６等が順次に配置されてよい。それにより、マスク１２２と液晶層１３３との間の間隔が最小化されてよい。
【００７３】
図１０は、光再利用のためのマスク部１２０の構成の例を示す図である。図１０によると、マスク部１２０は、マスク基板１２１及びマスク１２２を含む。
【００７４】
それにより、バックライトユニット１１０から発散される光の中でマスク１２２内の光透過領域を向く光はそのまま透過され、光遮断領域を向く光はバックライトユニット１１０に反射される。そのために、マスク１２２そのものが反射率の高い物質からなるか、マスク１２２及びマスク基板１２１との間の接合面に反射率の高い物質からなる反射層を形成することができる。例えば、アルミニウムのような物質が使用されてよい。
【００７５】
マスク１２２によって反射された光は、バックライトユニット１１０によって分散され、２次光を形成する。これら２次光中の一部は、光透過領域に入射されてマスク１２２による光損失を軽減させる。
【００７６】
または、マスク１２２の光透過領域に対して反射偏光器（図示せず）を使用する場合にも、光損失が軽減する。反射偏光器は、ＬＣＤディスプレイで使用されない偏光を保持する光を反射させることができる。反射された光は、バックライト内でスキャタリング（ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）によって偏光状態が消滅し、マスクに再び入射される適切な偏光の光量を提供するようになる。
【００７７】
図１１は、カラーフィルタを具備したイメージパネル１３０における各ピクセル別カラーデータマッピング方法の一例を示す。図１１においては、パララックス部１４０は、レンチキュラーレンズアレイで実現される。レンチキュラーレンズアレイは、二つのピクセル列に対応するサイズのレンズ領域が複数設けられた形態である。
【００７８】
イメージパネル１３０は、二つのピクセル列及び二つのピクセル行に分散された４つのピクセルに対して互いに異なるカラーのデータを表示する。それにより、同一の視聴領域に対してＲ、Ｇ、Ｂが均等に提供される。すなわち、一番目の行において、１、３、５番目のピクセル列のピクセルにそれぞれＲ１、Ｂ１、Ｇ１が表示される。Ｒ１、Ｂ１、Ｇ１は、複数の視聴領域の一つに提供される。例えば、図２のような環境で、Ｒ１、Ｂ１、Ｇ１が表示されるピクセルは視聴領域２に提供されると仮定すると、視聴領域３に位置したユーザの右眼５２は、Ｒ１、Ｂ１、Ｇ１によって一つのカラーイメージを認識するようになる。
【００７９】
一方、上述のように、イメージパネル１３０は、カラーフィルタを保持しない形態で実現されてよい。カラーフィルタなしにカラーイメージを提供するために、バックライトユニット１１０は、フィルタ順次式色相（ＦＳＣ）方式によって動作してよい。
【００８０】
図１２は、ＦＳＣ方式によって駆動されるディスプレイ装置の構成を示す図である。図１２によると、ディスプレイ装置１００は、ＦＳＣ駆動制御のための制御部１５０を更に含む。
【００８１】
制御部１５０は、並列ＲＧＢデータを受信し、各ピクセル当りの色信号をイメージパネル１３０に順次に提供し、イメージパネル１３０がＦＳＣ（Ｆｉｅｌｄ  Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ  Ｃｏｌｏｒ）方式によって、各ピクセル当りの色信号を順次に表示するように制御する。
【００８２】
なお、制御部１５０は、イメージパネル１３０の表示動作に同期して複数の互いに異なるカラー光、すなわち、Ｒ、Ｇ、Ｂ光をイメージパネル１３０内の各ピクセルに提供するようにバックライトユニット１１０を制御する。それにより、カラーフィルタなしにバックライトユニット１１０に含まれた光源を用いて、カラーイメージを実現することができるようになる。よって、各ピクセル当りのＲ、Ｇ、Ｂサブピクセルを具備する必要がなくなり、結果的に、横解像度を向上することができるようになり、多時点映像表示による解像度低下を防止することができるようになる。
【００８３】
例えば、ＦＨＤ（Ｆｕｌｌ  Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）パネルの場合、横解像度１９２０を５７６０に増やすことができる。ＵＤ（Ｕｌｔｒａ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ、３８４０×２１６０）級のイメージパネル１３０を用いるようになると、１２ビューの３Ｄディスプレイを行うとしても、１９２０＊１０８０解像度のＦＨＤを保持する映像を実現できるようになる。すなわち、２Ｄまたは３ＤいずれもＦＨＤ級で視聴することができる。
【００８４】
一方、カラーフィルタを具備すると、１９２０＊１０８０解像度を保持するＦＨＤパネルで９ビューの３Ｄディスプレイを行うと、６４０＊３６０解像度（ＳＤ（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｄｉｆｉｎｉｔｉｏｎ）級）イメージが表示される。ＵＤパネルを適用して９ビューの３Ｄディスプレイを行う場合には、１２８０＊７２０（ＨＤ級）のイメージが表示される。よって、ＦＳＣ方式で駆動するようになると、より良い解像度で更に多くの時点の３Ｄディスプレイを実現することができるようになる。
【００８５】
図１３は、ＦＳＣ方式で実現されたディスプレイ装置におけるイメージパネル構成の一例を示す。図１３によると、パララックス部１４０は、レンチキュラーレンズアレイで実現され、一つのレンズ領域の幅は６つのピクセル列の横サイズに対応するサイズを保持する。
【００８６】
図１３によると、イメージパネル１３０は、二つのピクセル行及び６つのピクセル列に分散された計１２のピクセルＰ１〜Ｐ１２を用いて、１２ビューのイメージを提供する。
【００８７】
図１４は、１２ビューイメージの一例を示す。図１４によると、各ピクセルＰ１〜Ｐ１２はジグザグ状にマスキングされ、各ピクセルＰ１〜Ｐ１２に表示された映像の一部分に対応する光が１２の視聴領域に分散されて提供される。各視聴領域、すなわち、３Ｄ視域において各時点別にクロストークを軽減することができる。マスキングは、上述の図３ないし図６のように、多様な形態で構成されてよい。２Ｄの場合、１２のピクセル全体に一つの映像情報を適用して２Ｄ画面を実現することができる。上述のように、カラーフィルタが除去されたＵＤパネルでイメージパネル１３０を実現すると、２Ｄまたは３Ｄ映像を同時にまたは個別的に駆動することができるようになる。
【００８８】
図１５は、ＦＳＣ方式のイメージパネルを利用した多様なコンテンツ表示方式を説明するための図である。図１５の（ａ）、（ｃ）によると、ディスプレイ装置は１９２０＊１０８０解像度で２Ｄまたは３Ｄコンテンツを提供することもでき、図１５の（ｂ）のように、マルチビューを表示することもできる。具体的には、図１５の（ｂ）に示すように、ＰＩＰ（Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｉｎ  Ｐｉｃｔｕｒｅ）方式で画面上の一領域のみに３Ｄコンテンツを表示し、残りの領域には２Ｄコンテンツを表示したり、その反対の方法で２Ｄ及び３Ｄコンテンツを同時に表示することができる。
【００８９】
一方、上述の複数の実施形態では、マスク部１２０がバックライトユニット１１０及びイメージパネル１３０の間に配置されるものとして説明したが、必ずしもそれに限定されるものではない。すなわち、マスク部１２０は、イメージパネル１３０内に内蔵されたり、イメージパネル１３０前面側に配置されてよい。
【００９０】
図１６は、本発明の別の実施形態に係るディスプレイ装置のイメージパネルの構成を示す。図１６によると、マスク１２２はイメージパネル１３０内でカラーフィルタグラス側に形成され、液晶部分を一部のみを遮る形態で配置される。マスクのサイズ及び形状は、上述の図３ないし図６に示す多様な実施形態と同様に多様に変更されてよい。それにより、バックライトユニット１１０から提供される光はそのまま液晶に伝達され、液晶から投射される光がマスク１２２によって遮断され、各時点別の映像間の干渉を軽減することができるようになる。この場合は、マスク１２２そのものが上述のマスク部１２０に対応する。
【００９１】
図１６においては、マスク１２２のみがイメージパネル１３０に内蔵されるものとして示しているが、マスク基板１２１も同時にイメージパネル１３０内に搭載されてよい。または、マスク部１２０がイメージパネル１３０の前面に付着されてよい。
【００９２】
以上説明したように、本発明の多様な実施形態によると、垂直及び水平解像度間の解像度損失を分散させて、片方に解像度損失が偏ることを防止しつつ、更に、各時点別の光がオーバーラップされてクロストークが発生することを防止することができるようになる。
【００９３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は以上の実施形態に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的趣旨の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５（ａ）】
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【図１５（ｂ）】
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【図１５（ｃ）】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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2014512560.tif 000023
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