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KR100687149B1 - 다중-시각 지향성 디스플레이 - Google Patents

다중-시각 지향성 디스플레이 Download PDF

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KR100687149B1
KR100687149B1 KR1020040068576A KR20040068576A KR100687149B1 KR 100687149 B1 KR100687149 B1 KR 100687149B1 KR 1020040068576 A KR1020040068576 A KR 1020040068576A KR 20040068576 A KR20040068576 A KR 20040068576A KR 100687149 B1 KR100687149 B1 KR 100687149B1
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데이비드제임스 몽고메리
조나단 마더
그랜트 보르힐
그라함알. 존스
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샤프 가부시키가이샤
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Abstract

다중-시각 지향성 디스플레이는 제1 방향을 따라 제1 이미지를 디스플레이할 수 있으며, 제1 방향과 서로 다른 제2 방향을 따라 제2 이미지를 디스플레이할 수 있다. 상기 디스플레이는 제1 이미지의 각 크기가 제2 이미지의 각 크기와 서로 다르도록 제1 및 제2 이미지들을 디스플레이할 수 있다.
다중-시각 지향성 디스플레이, 각 크기, 시차 광학계, 시차 배리어, 인터레이스, 개구, 확산, 자동-입체적인

Description

다중-시각 지향성 디스플레이{A MULTIPLE-VIEW DIRECTIONAL DISPLAY}
본 발명의 바람직한 실시예는 다음의 도면을 참조하여 예시적인 실시예에 의해서 설명될 것이다.
도 1은 종래의 다중-시각 지향성 디스플레이 장치의 개략적인 평면도.
도 2는 자동차에 설치된 종래의 이중-시각 장치를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 원리를 나타내는 개략적인 예시도.
도 4a는 종래의 시차 배리어의 전면도.
도 4b는 비-표준 시차 배리어의 예의 전면도.
도 5a1 내지 5a2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스플레이를 나타내는 도면.
도 5b1 내지 5b2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 디스플레이를 나타내는 도면.
도 5c1 내지 5c3는 본 발명의 제3 실시예에 따른 디스플레이를 나타내는 도면.
도 6a1 내지 6a3는 본 발명의 제4 실시예에 따른 디스플레이를 나타내는 도면.
도 6b1 내지 6b4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이를 나타내는 도면.
도 6c1 내지 6c2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이를 나타내는 도면.
도 7a 내지 7b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이를 나타내는 도면.
도 8a 내지 8b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이를 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이를 나타내는 도면.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이를 나타내는 도면.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이를 나타내는 도면.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이를 나타내는 도면.
도 13a는 3개의 개별적인 이미지를 표시할 수 있는 본 발명에 따른 디스플레이를 나타내는 도면.
도 13b는 3개의 개별적인 이미지를 표시할 수 있는 본 발명에 따른 디스플레이를 나타내는 도면.
도 14는 표시되는 화면이 수직으로 분리되는 실시예에 따른 디스플레이를 나타내는 도면.
도 15a 내지 15b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이의 각각의 픽셀 배열 및 시차 광학계를 나타내는 도면.
도 16a 내지 16b는 뒷좌석 승객과 앞좌석 승객 또는 운전자에 의해 각각 보 여지는 디스플레이를 나타내는 도면.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이를 나타내는 도면.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이를 나타내는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 디스플레이
2: 이미지 디스플레이 소자
3: 시차 광학계 (시차 배리어)
4: 픽셀처리 이미지 디스플레이 층
5, 6: 제1 및 제2 기판
13, 14: 뷰잉 윈도우
본 발명은 다중-시각 지향성 디스플레이(multiple-view directional display)에 관한 것이다. 그러한 디스플레이는 복수의 이미지들을 동시에 디스플레이할 수 있는데, 디스플레이를 서로 다른 방향에서 볼 때에도 각각의 이미지를 볼 수 있다. 한 방향에서 디스플레이를 바라보는 관찰자는 한 이미지를 볼 것이며, 다른 방향에서 디스플레이를 바라보는 관찰자는 다른, 상이한 이미지를 볼 것이다. 또한, 본 발명은 이중-시각 디스플레이 및 다중-시각 지향성 디스플레이를 포함하는 자동-입체적인 디스플레이(auto-stereoscopic display)에 관한 것이다.
도 1은 전형적인 다중-시각 지향성 디스플레이의 개략적인 평면도이다. 도 1의 디스플레이(1)는 이미지 디스플레이 소자(2) 및 시차 배리어(parallax barrier; 3)의 형태인 시차 광학계를 포함한다. 이미지 디스플레이 소자(2)는 픽셀처리 (pixellated) 이미지 디스플레이층(4)을 포함하는데, 이 경우에는 제1 기판(5)과 제2 기판(6) 사이에 배치된 액정층이다. 픽셀들은 전형적인 방식인 로우 및 컬럼으로 배열된다. 이 때, 픽셀들의 컬럼들은 도 1의 지면에 대해 수직으로 연장된다. 픽셀처리 디스플레이층(4)은 둘 이상의 인터레이스 이미지들(interlaced images)을 디스플레이하는 임의의 통상적인 기술에 의해 어드레스 가능한데, 예를 들어, 액티브 매트릭스 TFT 액정 디스플레이일 수 있다. 도 1은 이미지 디스플레이층(4) 상에 디스플레이된 두 개의 이미지들을 나타낸다. 이 때, 그 이미지들은 제1 이미지가 픽셀 컬럼들(C1, C3, C5) 상에서 디스플레이되고 제2 이미지는 픽셀 컬럼들(C2, C4, C6) 상에서 디스플레이되도록 픽셀들의 컬럼들 상에서 하나씩 걸러 디스플레이된다. 이미지 디스플레이 소자는 광원(도시하지 않음)으로부터의 광(7)에 의해 조명된다. 구성요소들(8, 9)은 선형 편광판들이다.
다중-시각 지향성 디스플레이(1)의 배리어(3)은 불투명 영역들(11)에 의해 분리된 복수의 투명 슬릿들(10)을 포함한다. 배리어는 투명 기판(12) 상에 설치되어 물리적인 지원 자체를 제공한다. 배리어의 존재로 인하여, 픽셀처리 디스플레이층(4) 상에 디스플레이된 각각의 이미지들은 특정 방향만을 따라서 볼 수 있다. 따라서, 도 1에 나타낸 바와 같이, 두 개의 뷰잉 원도우들(13, 14)이 설정된다. 제1 뷰잉 윈도우(13)에서는, 픽셀 컬럼들(C1, C3, C5) 상에서 디스플레이되는 이미지는 볼 수 있으나, 픽셀 컬럼들(C2, C4, C6) 상에서 디스플레이되는 이미지는 배리어에 의해 차단되어 볼 수 없고; 반대로, 제2 뷰잉 윈도우(14)에서는, 픽셀 컬럼들(C2, C4, C6) 상에서 디스플레이되는 이미지는 볼 수 있으나, 픽셀 컬럼들(C1, C3, C5) 상에서 디스플레이되는 이미지는 배리어(3)의 불투명 영역들(11)에 의해 차단된다. 두개의 이미지들이 디스플레이되면서 따르는 방향들은 각도 ao만큼 서로 다르며, 두개의 뷰잉 윈도우들(13, 14)은 디스플레이의 지정된 뷰잉 거리에서 서로 중첩되지 않는 것이 바람직하다.
도 1은 자동-입체적인 디스플레이에 포함된 다중-시각 지향성 디스플레이를 나타낸다. 사용시, 관찰자는, 그들의 오른쪽 눈이 하나의 뷰잉 윈도우(13)와 일치하고 그들의 왼쪽 눈이 다른 하나의 뷰잉 윈도우(14)와 일치하도록 그들 스스로 위치를 정하므로, 도 1에서, 뷰잉 윈도우들(13, 14)은 "오른쪽 눈 뷰잉 윈도우" 및 "왼쪽 눈 뷰잉 윈도우"라고 한다. 입체적인 이미지 쌍은 이미지 디스플레이 디바이스(1) 상에서 디스플레이된다. 이때, 왼쪽 눈 이미지는 픽셀 컬럼들(C2, C4, C6) 상에서 디스플레이되고, 오른쪽 눈 이미지는 픽셀 컬럼들(C1, C3, C5) 상에서 디스플레이된다. 그러므로, 그들의 오른쪽 및 왼쪽 눈들이 오른쪽 눈 및 왼쪽 눈 뷰잉 윈도우들(13, 14)과 각각 일치하게 위치를 정하는 관찰자는 3차원 이미지를 볼 것이다.
시차 광학계(3)는 불투명 영역들에 의해 분리된 투명 스트립들로 구성되는 시차 배리어로서 도 1에 도시된다. 불투명 영역들은 픽셀처리 디스플레이층(4) 상에 디스플레이되는 이미지들을 임의의 방향들에서 볼 수 없도록 하며, 이는 도 1에 나타낸 지향성 효과를 제공한다. 시차 광학계의 다른 형태들은 알려져 있고, 예를 들어, 시차 광학계 대신에 렌즈형(lenticular)의 배리어를 사용하는 것도 알려져 있다. 대개, 렌즈형의 배리어는 원주형의 렌즈들을 포함하며, 이들 렌즈들은 서로 다른 방향들에서의 픽셀처리 디스플레이의 서로 다른 영역들로부터 이미지들을 향하도록 작동하며, 이로 인하여 지향성 효과를 얻는다.
또한, 다중-시각 지향성 디스플레이는 "이중-시각" 디스플레이 장치에 포함될 수 있다. 이중-시각 디스플레이는, 각 이미지가 서로 다른 방향에서 디스플레이되면서 둘 이상의 이미지들을 동시에 디스플레이한다는 점에서, 원리상 자동-입체적인 디스플레이와 유사하다. 자동-입체적인 디스플레이에서는 두 개의 이미지들이 입체 이미지 쌍의 두 개의 구성요소들이고 하나의 관찰자만이 각각의 눈으로 각 이미지를 볼 수 있도록 디스플레이되는 반면에, 이중-시각 디스플레이에서는 이미지들이 서로 다른 관찰자들이 볼 수 있도록 디스플레이되고 이미지들은 서로 접속될 수 없다. 이중-시각 디스플레이에 의해 생성되는 뷰잉 윈도우들은 관찰자의 양쪽 눈들이 뷰잉 윈도우에 편안하게 맞도록 충분히 넓다. 이중-시각 디스플레이의 한 예로서, 자동차에 설치된 이중-시각 디스플레이를 도 2에 나타낸다. 이중-시각 디스플레이(15)는 자동차의 계기판(16)에 설치된다. 이중-시각 디스플레이 상에 디스플레이되는 하나의 이미지는 지도이고, 또한 이는 자동차가 GPS 위치 시스템에 적합한 경우 자동차의 위치를 나타낼 수 있다. 이러한 화면은 자동차의 운전자가 볼 수 있게 된다. 이중-시각 디스플레이(15)에 의해 디스플레이되는 다른 이미지는 영화와 같은 오락용 프로그램이고, 이것은 예를 들어, 자동차의 앞 좌석의 승객이 볼 수 있게 된다. 특히, 자동차에서의 이중-시각 디스플레이의 응용은 그 중요성이 점점 증가하고 있다.
EP-A-0 999 088은 상기 타입의 이중-시각 디스플레이를 개시한다. 제1 이미지는 디스플레이의 앞면의 법선에 대하여 α각도를 갖는 제1 방향을 따라 디스플레이되고, 제2 이미지는 디스플레이의 앞면의 법선에 대하여 β각도를 갖는 제2 방향을 따라 디스플레이된다. 상기 2개의 이미지는 디스플레이의 앞면의 법선의 반대 측에서 디스플레이된다.
WO 99/62734는 자동차에 사용하기 위한 다중 시각 디스플레이를 개시한다. 이 디스플레이는 3개의 별개의 이미지 - "운행 디스플레이", "위치 디스플레이" 및 "오락 디스플레이"-를 디스플레이할 수 있다. 운행 디스플레이 및 위치 디스플레이는 자동차의 운전자가 볼 수 있도록 지향지고, 오락 디스플레이 및 운행 디스플레이는 승객에게 보여지도록 지향된다.
GB-A 2 284 487은 2개의 공간 광 변조기(spatial light modulator; SLM)를 이용하는 자동-입체적인 디스플레이를 개시한다. 각 SLM은 별개의 조명체에 의하여 조명된다. 조명체는 "관측자 추적" 기능을 제공하기 위하여 이동가능하다.
본 발명의 제1 형태에 따르면, 제1 방향을 따라 제1 이미지를 디스플레이하고, 제1 이미지의 각 크기(angular extent)가 제2 이미지의 각 크기와 다르도록 제1 방향과는 다른 제2 방향을 따라 제2 이미지를 디스플레이하도록 적응된 다중-시각 디스플레이 장치가 제공된다. 제1 이미지는 제1 방향에 중앙이 맞추어진 제1 뷰잉 윈도우에서 볼 수 있고, 제2 이미지는 제2 방향에 중앙이 맞추어진 제2 뷰잉 윈도우에서 볼 수 있다. (크로스토크를 막기 위하여, 제1 이미지는 바람직하게는 제2 뷰잉 윈도우 내의 어느 점에서도 보이지 않으며, 제2 이미지는 바람직하게는 제1 뷰잉 윈도우 내의 어느 점에서도 보이지 않는다.) 제1 및 제2 뷰잉 윈도우는 각각 수직 및 측면 방향 모두 0이 아닌 각 크기를 갖는다. 본 발명에 따르면, 제1 이미지에 대한 뷰잉 윈도우의 한 방향으로의 각 크기는 제2 이미지의 뷰잉 윈도우의 그 방향으로의 각 크기와 다르다. 일반적으로, 2개의 이미지 사이에 차이가 생기는 것은 측면 방향으로의 뷰잉 윈도우의 각 크기 때문이지만, 본 발명은 원칙적으로 이것에 제한되지 않는다.
종래의 모든 다중-시각 지향성 디스플레이는, (자동-입체적인 디스플레이에서의 왼쪽 뷰잉 윈도우 및 오른쪽 뷰잉 윈도우와 같이) 2개 이상의 이미지가 보일 수 있는 공간 내의 영역들이 동일한 크기를 가지며 디스플레이로부터 동일한 세로 방향 거리를 갖게 만들어지도록, 이미지를 디스플레이한다. 따라서 뷰잉 윈도우는 동일한 각 크기를 갖는다. EP-A-0 999 088에서 있어서, 예를 들어, 하나의 이미지에 대한 뷰잉 윈도우의 각 크기는 다른 이미지에 대한 뷰잉 윈도우의 각 크기와 동일하다. 이와 유사하게, WO99/62734에 있어서, 운전자가 보는 이미지(운행 디스플레이 및 위치 디스플레이로 구성됨)의 각 크기는 승객이 보는 이미지(운행 디스플레이 및 오락 디스플레이로 구성됨)의 각 크기와 동일하다. GB-A 2 284 487에 있어서, 2개의 뷰잉 윈도우는 서로 동일한 각 크기를 가지며, 각 뷰잉 윈도우는 관측자 측에서 65mm의 폭을 갖는다.
또한, 뷰잉 윈도우는 일반적으로 대칭적으로 배치된다. 2개의 뷰잉 윈도우를 생성하는 디스플레이의 경우, 2개의 뷰잉 윈도우는 일반적으로 디스플레이의 중심축, 즉 디스플레이의 중심에 수직인 축을 따라 대칭적으로 배치된다. EP-A-0 999 088에 있어서, 예를 들어, 2개의 이미지의 뷰잉 윈도우는 디스플레이의 중심축 주위에서 대칭적으로 배치되도록 각도 α는 각도 β와 거의 같다. 이와 유사하게, WO99/62734에 있어서, 운전자가 보는 이미지 및 승객이 보는 이미지는 디스플레이의 중심축에 대해 대칭적으로 배치된다. 관측자가 디스플레이에 대하여 이동함에 따라 이미지가 디스플레이되는 방향이 변화되는 추적 시스템의 경우, 2개의 뷰잉 윈도우는 각 크기에서 대칭적이고, 추적은 일반적으로 디스플레이의 왼쪽 및 오른쪽에 대칭이다.
하지만, 본 발명자는 대칭적인 다중 뷰 지향성 디스플레이가 모든 응용분야에 적합한 것은 아니라는 것을 알았다. 도 2에 도시된 이중-시각 디스플레이가 장착된 자동차에 있어, 예를 들어, 일반적으로 자동차의 뒷자리에 승객이 있을 수 있다. 대칭적인 이중-시각 디스플레이 장치가 사용된다면, 앞자리 승객의 바로 뒤에 앉은 뒷자리 승객은 앞자리의 승객이 보는 이미지와 동일한 이미지를 보게 될 것이며, 앞자리 승객이 관람하고 있는 영화를 볼 수 있게 될 것이다. 그러나, 운전자의 바로 뒤에 앉은 승객은 운전자와 동일한 디스플레이를 보아야 하고, GPS/지도 디스플레이를 보아야 하며, 영화를 관람할 수는 없을 것이다. 게다가, 뒷자리 가운데에 앉은 다섯번째 승객이 있을 경우, 2개의 이미지의 혼합을 보게될 것이여, 이것은 바람직하지도 않을 뿐더러 편안함도 주지 못한다. 하지만, 본 발명은, 도 3에 도시된 바와 같이, 하나의 이미지가 다른 이미지보다 작은 각 크기로 디스플레이되는 다중-시각 디스플레이를 제공한다. 본 발명의 디스플레이가 자동차의 이중-시각 디스플레이에 통합될 경우, 모든 승객이 영화를 보면서 GPS/지도 디스플레이는 운전자에게 국한되도록 하는 것이 가능해진다.
본 디스플레이는 제1 이미지 및 제2 이미지를 디스플레이하기 위한 이미지 디스플레이 장치; 및 제1 방향을 따라 제1 이미지를 지향시키고 제2 방향을 따라 제2 이미지를 지향시키기 위한 시차 광학계를 포함한다.
제1 이미지의 디스플레이와 연관된 이미지 디스플레이 장치의 영역 폭은 제2 이미지의 디스플레이와 연관된 이미지 디스플레이 장치의 영역 폭과 다를 수 있다. 이것은 상이한 각 크기를 달성하는 직접적인 방법이다.
디스플레이는 제1 이미지와 제2 이미지를 이미지 디스플레이 장치상에 인터레이스 이미지로서 디스플레이하기 위한 인터레이스 구동 수단을 포함할 수 있다. 이미지 디스플레이 장치는 픽셀처리 이미지 디스플레이 장치를 포함할 수 있고, 제1 이미지는 하나 이상의 제1 픽셀 컬럼으로서 디스플레이될 수 있고, 제2 이미지는 하나 이상의 제2 픽셀 컬럼으로서 디스플레이될 수 있다.
제1 픽셀 컬럼으로부터의 픽셀의 디스플레이 폭은 제2 픽셀 컬럼으로부터의 픽셀의 디스플레이 폭과 다를 수 있다. 제1 픽셀 컬럼으로부터의 픽셀의 종횡비(aspect ratio)는 제2 픽셀 컬럼으로부터의 대응 픽셀의 종횡비와 다를 수 있다.
제1 이미지는 M개의 제1 픽셀 컬럼으로서 디스플레이 될 수 있고, 제2 이미지는 N개의 제2 픽셀 컬럼으로서 디스플레이 될 수 있다(여기서, N≠M). 제1 픽셀 컬럼으로부터의 하나의 픽셀은 거의 제2 픽셀 컬럼으로부터의 픽셀과 동일한 디스플레이 폭을 가질 수 있다. 이로 인해, 표준 픽셀화 이미지 디스플레이 장치를 여전히 이용하면서도 2개의 이미지는 상이한 폭으로 디스플레이될 수 있다.
시차 광학계는 시차 배리어(barrier)일 수 있으며, 제1 이미지에 대해 투과성인 배리어 영역의 면적은 제2 이미지에 대해 투과성인 배리어 영역의 면적과 상이할 수 있다.
배리어(barrier)는 제1 및 제2 이미지를 전달하기 위한 하나 이상의 개구(aperture)를 가질 수 있고, 제1 이미지에 대한 개구 또는 각각의 개구의 전달 영역은 제2 이미지에 대한 개구 또는 각각의 개구의 전달 영역과 다를 수 있다. 개구 또는 각각의 개구의 일 부분은 개구 또는 각각의 개구의 다른 부분의 전달 스펙트럼과 다른 전달 스펙트럼을 가질 수 있다. 개구 또는 각각의 개구의 일 부분은 제1 및 제2 이미지 모두를 전달할 수 있고, 개구 또는 각각의 개구의 다른 부분은 실질적으로 제1 및 제2 이미지 중 하나를 차단(blocking)하여 제1 및 제2 이미지 중 다른 하나만 전달할 수 있다.
디스플레이는 적어도 하나의 확산기(diffuser)를 더 포함할 수 있는데, 사용 시 이 확산기는 제2 이미지를 확산시키는 양과 다른 양만큼 제1 이미지를 실질적으로 확산시키고, 따라서, 제1 이미지의 각 크기가 제2 이미지의 각 크기와 달라지게 된다. 이는 상이한 각 크기를 달성하는 또 다른 간단한 방법이다.
확산기는 제1 이미지를 확산시키기 위한 하나 이상의 제1 확산 영역 및 제2 이미지를 확산시키기 위한 하나 이상의 제2 확산 영역을 가질 수 있는데, 제1 영역(들)의 확산 강도는 제2 영역(들)의 확산 강도보다 더 크다.
또한, 시차 광학계는 시차 배리어일 수 있고, 제1 이미지에 대해 투과성인 배리어 영역은 제2 이미지에 대해 투과성인 배리어 영역과는 상이한 확산 강도를 가질 수 있다.
시차 배리어는 제1 이미지의 각 크기가 제2 이미지의 각 크기와 다른 정도로 이미지 디스플레이 층과는 측 방향으로 오정렬될 수 있다. 이는 상이한 각 크기를 달성하는 또 다른 간단한 방법이다.
또한, 디스플레이는 시차 광학계 또는 이미지 디스플레이 디바이스의 다른 부분과 측 방향으로 오프셋된(offset) 시차 광학계 또는 이미지 디스플레이 디바이스 중 하나의 이미지를 형성하는 촬상 수단(imaging means)을 포함할 수 있고, 따라서, 제1 이미지의 각 크기는 제2 이미지의 각 크기와 다르게 된다.
디스플레이에 의해 표시되는 제1 이미지는 디스플레이에 의해 표시되는 제2 이미지와 중첩되지 않고, 디스플레이에 의해 표시되는 제1 이미지는 디스플레이에 의해 표시되는 제2 이미지와 분리될 수 있다.
디스플레이는 제1 및 제2 방향으로 규정된 평면에 놓이지 않은 제3 방향을 따라 제3 이미지를 표시하도록 사용될 수 있다. 도 13에 도시된 바와 같이, 공통 평면에 놓인 방향으로 제3 이미지를 표시할 수 있지만, 이미지의 일부를 다른 두 부분과 수직으로 분리시킴으로써, 이미지의 각 크기를 수평 방향으로 증가시킬 수 있다.
시차 광학계는 어드레스 가능한 공간 광 변조기(addressable spatial light modulator)를 포함할 수 있다.
시차 광학계는 이미지 디스플레이 디바이스에 대하여 이동할 수 있다.
시차 광학계는 디스에이블될 수 있다. 이는 디스플레이가 종래의 2차원 디스플레이 모드로 동작하도록 한다.
이미지 디스플레이 디바이스는 액정 디스플레이 디바이스일 수 있다.
본 발명은 또한 위에 규정된 바와 같은 다중-시각 지향성 디스플레이를 포함하는 자동-입체적인 디스플레이 장치 및 위에 규정된 바와 같은 다중-시각 지향성 디스플레이를 포함하는 이중-시각 디스플레이 장치(dual-view display apparatus)를 제공한다.
동일한 참조번호들은 상세한 설명 및 도면 전반에 있어서 동일한 성분을 나타낸다.
본 발명은 2개의 이미지를 표시할 수 있는 지향성 디스플레이를 참조하여 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 3개 이상의 이미지를 표시할 수 있는 지향성 디스플레이에 적용될 수 있다.
본 발명은 자동차에 설치되어 운전자 또는 하나 이상의 승객에게 보여지도록 만들어진 이미지를 표시하는 지향성 디스플레이를 참조하여 설명될 것이고, 따라서 "운전자 이미지"라는 용어와 "승객 이미지" 등의 용어가 실시예의 설명에서 사용될 것이다. 그러나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위해서만 사용된 것이고, 본 발명이 자동차의 운전자나 승객에 의해 보여지도록 의도된 화면을 표시하는 디스플레이에 제한되지는 않는다. 본 발명의 디스플레이는 예컨대, (승객 또는 조종사의 사용을 위한) 비행기, 컴퓨터 게임 또는 보안 스크린을 포함하는 많은 다른 환경에서 사용될 수 있다.
도 5a2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중-시각 지향성 디스플레이 장치의 개략적인 평면도이다. 장치(17)는 이미지 디스플레이 디바이스와 이미지 디스플레이 디바이스의 전면에 배치되는 시차 배리어(3)의 형태인 시차 광학계를 포함한다. 단지 이미지 디스플레이 디바이스의 픽셀처리 이미지 디스플레이 층(4)만이 도 5a2에 도시되어 있고, 기판, 편광판, 픽셀처리 디스플레이 층을 어드레싱하기 위한 전극 등은 간소화를 위해 도 5a2로부터 생략되어 있다. 유사하게, 배리어(3)에 대한 지지 기판도 도 5a2에는 도시되어 있지 않다.
도 5a2의 다중-시각 지향성 디스플레이(17)의 픽셀처리 디스플레이 층(4)은 도 5a1의 전면에 도시된다. 통상 픽셀처리 디스플레이는 로우 및 컬럼으로 배열된 픽셀 Pp, Pd의 매트릭스를 포함한다. 사용 시, 픽셀처리 디스플레이(4)는 구동 회로(도시하지 않음)에 의해 구동되어 2개의 인터레이스 이미지를 표시하게 된다. 도 5a1은 제1 이미지가 모든 다른 픽셀 컬럼 C1, C3, C5,... 상에 표시되고, 제2 이미지가 남아 있는 픽셀 컬럼 C2, C4, C6,... 상에 표시되도록 1:1의 인터레이스 비율로 구동되어 이미지를 나타낸다. 도 5a2의 디스플레이 장치는 자동차에서 사용되어, 픽셀 컬럼들이 자동차의 운전자에 의해 보여지도록 만들어진 이미지를 표시하느냐 자동차의 승객에 의해 보여지도록 만들어진 이미지를 표시하느냐에 따라, 픽셀 컬럼들은 "운전자 픽셀" 컬럼 또는 "승객 픽셀" 컬럼 중 하나로 간주된다. 상술한 바와 같이, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위해서만 사용되고, 본 발명은 자동차의 운전자나 승객에 의해 보여지도록 만들어진 화면을 표시하는 디스플레이에 제한되지는 않는다.
도 5a2의 디스플레이 장치에서, 승객 이미지를 표시하는 픽셀처리 디스플레이 층(4)의 [도 2 또는 도 5a1에 도시된 것처럼 디스플레이가 위치할 때, 수평 방향으로의] 일부의 폭을 운전자 이미지를 표시하는 디스플레이 층의 일부의 폭보다 넓게 함으로써, 제1 이미지 - 승객에 의해 볼 수 있도록 의도된 이미지 또는 "승객 이미지" - 의 각 크기는 제2 이미지 - 운전자에 의해 볼 수 있도록 의도된 이미지 또는 "운전자 이미지" - 의 각 크기보다 크다. 이 실시예에서, "승객 픽셀들" Pp는 "운전자 픽셀들" Pd보다 넓게 만들어지는 반면, 승객 픽셀들 Pp는 두께는 운전자 픽셀들 Pd의 두께와 거의 같도록 유지된다. 도 5a1에 도시된 특정 실시예에서, 승객 픽셀의 폭 Wp는 운전자 픽셀의 폭 Wd의 대략 두배이다. 승객 픽셀들의 폭이 더 넓다는 것은 승객 이미지의 각 크기가 운전자 이미지의 각 크기보다 더 크다는 것을 의미한다.
도 5a1 및 도 5a2의 디스플레이에서, 승객 픽셀들은 컬럼 C2, C4, C6로 배열되고, 운전자 픽셀들은 또한 컬럼 C1, C3, C5로 배열된다. 픽셀들의 컬럼들은 승객 픽셀들의 컬럼이 디스플레이에 걸쳐 운전자 픽셀들에 교차하도록 배열된다. 이는 배리어 피치(barrier pitch)를 최소화하여 관찰자에게 배리어의 가시성을 최소화한다. 그러나 원칙적으로, 두 개의 (또는 그 이상) 승객 픽셀들의 컬럼들이 두 개의 (또는 그 이상) 운전자 픽셀들의 컬럼들과 교차할 수 있다. 다른 배열도 가능하며, 적색 운전자, 적색 승객, 녹색 운전자, 녹색 승객, 청색 운전자 등으로 픽셀 컬럼들을 배열함으로써 풀-컬러 디스플레이가 얻어질 수 있다.
도 4a는 디스플레이(17)의 시차 광학계(3)의 전면도이다. 도시된 바와 같이, 시차 광학계(3)는 수직으로 연장되고 불투명 영역들(11)로 분리된 투명 슬릿들(10)을 가진 종래의 시차 배리어이다. [여기서 "수직" 및 "수평"이란 용어는, 픽셀처리 디스플레이들에 관한 종래의 설명에서와 같이, 픽셀들의 컬럼과 픽셀들의 로우 방향을 가리킨다는 점에 주목해야 한다. 이러한 용어들의 사용이 본 발명의 디스플레이 장치가 도 5a1-도 5a2에 도시된 특정 배치에 한정된다는 것을 의미하는 것은 아니다.] 도 5a1에 도시된 바와 같이, 시차 배리어는 시차 배리어의 투과 슬릿들(10)이 이미지 디스플레이 층의 승객 픽셀들의 컬럼들의 맞은 편에서 평행하게 연장되도록 배열된다.
본 발명에 의해 얻어지는 장점은 도 3에 도시되는데, 도 3은 자동차의 대쉬보드(16) 내에 결합된 본 발명에 따른 다중 시각 지향성 디스플레이(17)의 개략적인 평면도이다. 승객 이미지의 측 방향으로 각 크기 a1은 운전자 이미지의 측 방향으로 각 크기 a2보다 크다. 게다가. 뷰잉 윈도우들이 배열되어 앞 좌석의 승객(18)과 모든 뒷 좌석의 승객들(19, 20, 21)이 승객 이미지의 뷰잉 윈도우 내에 있게 된다. 따라서, 자동차 내의 모든 승객들(18-21)은 동일한 이미지를 보게 되는데, 이것은 예를 들어, 영화일 수 있다. 운전자(22)만이 운전자 이미지의 뷰잉 윈도우 내에 위치하는데, 이것은 예를 들어, 자동차의 위치를 보여주는 GPS 디스플레이에 결합된 주변 지역을 보여주는 지도일 수 있다.
도 5b1과 5b2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중 시각 지향성 디스플레이(18)를 도시한다. 도 5b2는 이 디스플레이의 개략적인 평면도인데, 이 디스플레이는 이미지 디스플레이 장치(4') 및 이미지 디스플레이 장치의 앞쪽에 배치된 시차 배리어(3')의 형태인 시차 광학계로 구성된다. 도 5a2에서처럼, 시차 배리어(3)와 이미지 디스플레이 장치의 이미지 디스플레이 층(4')만이 도시된다. 시차 배리어와 이미지 디스플레이 디바이스의 기판들, 편광판들(polarisers), 어드레싱 수단 등은 명확성을 위해 도 5b2에서 생략되었다.
도 5b1은 도 5b2의 지향성 디스플레이에서 이미지 디스플레이 층(4)의 전면도이다. 이전의 실시예에서와 같이, 픽셀처리 이미지 디스플레이 층(4')의 픽셀들의 폭이 변하는데, 제1 이미지(승객 이미지)가 표시되는 픽셀들 상에서의 폭 w2의 제2 이미지(운전자 이미지)가 디스플레이되는 픽셀들의 폭 w1보다 크게 디스플레이된다. 픽셀들은 로우로 배열되고, 각 로우에는, 운전자 이미지를 디스플레이하기 위한 픽셀(P11,P13,P15; P22,P24,P26)이 승객 이미지를 디스플레이하기 위한 픽셀들(P12,P14,P16; P21,P23,P25)과 교차된다. 그러나, 픽셀들의 각 로우는 인접한 로우들에 대하여 오프셋된다. 도 5b1에서, 인접한 로우들은 대략 픽셀 피치의 반만큼 오프셋되어 픽셀들의 각 컬럼은 승객 픽셀, 운전자 픽셀, 승객 픽셀 등을 포함하지만, 실시예가 이러한 로우들 사이의 특정 오프셋에 한정되는 것은 아니다.
디스플레이 장치(18)의 시차 배리어(3')가 도 4b에서 전면도로 도시된다. 시차 배리어의 투명 부분들(10')은 도 4a의 시차 배리어에처럼 수직 슬릿들로 배열되지 않는다. 대신, 배리어의 투명 영역들(10')은 승객 픽셀들의 폭보다 작은 폭 W3를 가지고, 승객 픽셀들의 두께와 실질적으로 동일한 두께를 가진다. 투명 부분들(10)은 수평 및 수직 방향 모두에서 불투명 부분들(11)과 교차하도록 배열된다. 시차 배리어(3')는 불투명 부분들과 교차하는 투명 부분들의 로우들을 포함한다고 생각될 수 있는데, 각 로우는 인접한 로우들과 비교하여 동일 로우의 하나의 투명 부분의 중앙과 바로 인접한 투명 부분의 중앙 사이의 간격의 약 1/2 만큼 오프셋되어 있다. 이러한 시차 배리어의 제조 방법은 동시 출원중인 영국특허출원 제228644.1호, 제306516.6호 및 제315170.1호에서 설명된다. 다중 시각 지향성 디스플레이가 조립되면, 시차 배리어(3')가 각 투명 부분(10')이 픽셀처리 이미지 디스플레이 층(4')의 승객 픽셀들(P12,P14...P21,P23...) 중 하나와 마주 보도록 배열된다. 운전자 픽셀들과 비교하여 승객 픽셀들의 폭이 더 넓기 때문에, 승객 이미지의 각 크기가 운전자 이미지의 각 크기보다 더 크게 된다.
도 5b1-도 5b2의 디스플레이는 특히, 다중 시각 지향성 디스플레이나 (시차 배리어를 디스에이블함으로써) 종래의 2차원 디스플레이로서 동작 가능한 디스플레이가 요구되는 경우에 적합하다. 도 5b1에 도시된 픽셀 배열은 2차원 모드에서 동작할 때 디스플레이 화질을 향상시킨다.
도 5c1 내지 도 5c3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 다중 시각 지향성 디스플레이 장치를 도시한다. 도 5c3은 시차 광학계(3)와 이미지 디스플레이 층(4)만을 보여주는 개략적인 평면도이고, 도 5c1은 이미지 디스플레이 층(4)의 전면도이며, 도 5c2는 시차 광학계(3)의 전면도이다. 이 실시예는, 이미지 디스플레이 층(4)의 픽셀들(Pp, Pd)이 픽셀들의 폭(수평 방향)이 픽셀들의 두께(수직 방향)보다 상당히 크다는 점을 제외하고, 일반적으로 도 5a1과 도 5a2의 실시예에 대응한다. 이 실시예의 원리는 도 5a1 및 도 5a2의 실시예의 동작 원리와 동일하며, 자세한 설명은 하지 않는다.
상술한 다중 시각 디스플레이들은 두 개의 서로 다른 크기의 픽셀들을 가진 픽셀처리 이미지 디스플레이 장치들을 필요로 한다. 이러한 이미지 디스플레이 장치들이 사용 가능하면서, 만일 모든 픽셀들이 동일 크기이고 동일 모양인 종래의 픽셀처리 디스플레이 장치가 사용될 수 있다면 바람직하다. 도 6a1-도 6a3은 본 발명에 따라, 모든 픽셀들이 동일 크기이고 동일 모양인 종래의 픽셀처리 이미지 디스플레이 층(4')을 결합시킨 다중 시각 지향성 디스플레이(19)를 도시한다.
도 6a3은 이 실시예의 디스플레이(19)의 개략적인 평면도이다. 그것은 다시 이미지 디스플레이 장치와 이미지 디스플레이 장치의 전면에 배치되는 시차 배리어(3)의 형태인 시차 광학계를 포함한다. 이전의 실시예에서와 같이, 명확함을 위하여, 이미지 디스플레이 장치의 픽셀처리 디스플레이 층(4')과 시차 배리어(3)만이 도 6a3에 도시된다.
픽셀처리 디스플레이 층(4')은 도 6a1의 전면도에 도시된다. 도시된 바와 같이, 디스플레이 층(4')은 로우 및 컬럼으로 배치된 매트릭스 픽셀 Pp, Pd를 포함한다. 픽셀들은 서로 동일 크기 및 모양을 갖는다. 이 실시예에서, (운전자 이미지를 디스플레이하는 이미지 디스플레이 층의 일부의 폭에 비하여) 승객 이미지를 디스플레이하는 이미지 디스플레이 층의 일부의 폭이 더 큰 것은 두 이미지가 디스플레이 층 상에 디스플레이될 때 승객 이미지 및 운전자 이미지의 비대칭적 인터레이싱을 사용함으로써 획득된다. 도 6a1은 예로서, 2:1의 인터레이스 비율로 구동되는 이미지 디스플레이 층(도시되지 않은 적절한 구동 회로로 구동됨)을 도시하는데, 여기서 승객 이미지는 두 개의 인접 픽셀 열들(C1, C2; C4, C5)을 사용하여 디스플레이된다. 승객 이미지를 디스플레이하기 위해 사용되는 각각의 픽셀 컬럼 쌍은 운전자 이미지를 디스플레이하기 위해 사용되는 단일 픽셀 컬럼 C3, C6에 의해 인터레이싱된다. 그러므로, 승객 이미지(두 개의 인접한 픽셀 컬럼들)를 디스플레이하기 위해 사용되는 이미지 디스플레이 층의 일부의 폭은 운전자 이미지(한 개의 픽셀 컬럼)를 디스플레이하기 위해 사용되는 이미지 디스플레이 층의 일부의 폭보다 크다. 풀-컬러 이미지는 예를 들면, 서로 포개어진 적색, 녹색 및 청색의 픽셀들에 의해, 또는 적색 운전자, 2x 적색 승객, 녹색 운전자 등과 같은 픽셀 컬럼들을 배치함으로써 디스플레이될 수 있지만, 풀-컬러 디스플레이를 위한 다른 픽셀 배열도 가능하다.
위에서 언급된 바와 같이, 도 6a1-도 6a3의 디스플레이(19)는 내부의 픽셀들이 서로 동일한 크기 및 모양을 갖는 종래의 픽셀처리 디스플레이 장치와 함께 사용될 수 있다. 본 발명은 도 6a1에 도시된 특정한 종횡비의 픽셀들을 갖는 디스플레이 소자로 제한되거나, 도 6a1에 도시된 특정한 2:1 인터레이스 비율의 사용에 제한되지 않는다.
이 실시예의 다중 시각 지향성 디스플레이는 도 6a2의 전면도에서 지시된 바와 같이 표준 시차 배리어(3)를 필요로 한다.
도 6a3의 디스플레이(19)의 다른 이점은 그것이 두 개의 이미지들에 대응하는 두 개의 윈도우들이 동일한 각 크기를 갖는 대칭적 디스플레이 모드 또는 두 개의 윈도우들이 서로 다른 각 크기를 갖는 비대칭적 디스플레이 모드로 구동될 수 있다는 것이다. 이는 도 6b1-도 6b4에 도시되어 있다.
도 6b3 및 6b4는, 승객 이미지가 두 개의 인접한 픽셀 컬럼들 상에 디스플레이되는 운전자 이미지와 인터레이싱되는 네 개의 인접한 픽셀 컬럼들 상에 디스플레이되도록 하기 위해, 그것들이 4:2의 인터레이스 비율로 구동된 픽셀처리 이미지 디스플레이 층(4)을 도시한다는 점을 제외하고는, 전체적으로 도 6a1 및 도 6a3에 각각 대응된다.
그러나, 만약 픽셀처리 디스플레이 소자가 동일한 인터레이스 비율(즉, 도 6b1에 도시된 바와 같이 1:1, 2:2 등의 인터레이스 비율)로 구동된다면, 디스플레이 층(4") 상의 운전자 이미지의 폭은 디스플레이 층(4") 상의 승객 이미지의 폭과 동일하다. 도 6b2는 동일한 인터레이스 비율로 구동될 때의 디스플레이 장치(19)의 개략적인 평면도이고, 운전자 윈도우의 각 크기가 승객 윈도우의 각 크기와 동일하다는 것이 인식될 것이다(도 6b1 및 6b3은 3:3의 인터레이스 비율을 도시하지만, 대칭적인 디스플레이 모드는 어떠한 동일한 인터레이스 비율에 대하여도 획득된다).
대칭적인 이중-시각 디스플레이 모드 및 비대칭적인 이중-시각 디스플레이 모드 사이에서 디스플레이(19)를 전환시키기 이외에, 비대칭적 이중-시각 디스플레이 모드에서 승객 윈도우와 운전자 윈도우의 상대적인 각 크기를 변화시키는 것 역시 가능하다. 이는 (승객 이미지의 폭을 운전자 이미지의 폭보다 크게 유지하면서) 인터레이스 비율을 변화시킴으로써 달성될 수 있다. 예를 들면, 도 6b3에 도시된 4:2의 인터레이스 비율을 5:1의 인터레이스 비율로 변화시키면 비대칭적인 이중-디스플레이(dual-display) 모드가 야기되지만, 승객 윈도우의 각 크기는 증가될 것이다. 운전자 윈도우와 승객 윈도우의 상대적인 각 크기를 변화시킬 수 있음에 의해, 비대칭적인 이중-시각 모드를 유지하면서, 단일 디스플레이가 하나 이상의 응용, 예를 들면 하나 이상의 자동차 모델에 적합하게 구성되게 된다. (이 실시예에서 디스플레이의 전체 피치가 예를 들면 상기 언급된 4:2로부터 5:1로의 변화 등으로 변하지 않도록 하면서 인터레이스 비율을 변화시키는 것이 바람직할 수 있는데, 이는 고정된 시차 광학계가 사용되는 것을 허용하기 때문이다. 만약 인터레이스 비율이 디스플레이되는 이미지의 전체 피치를 변화시키는 방식으로 변화된다면(예를 들면, 피치를 6에서 5로 변화시키는 4:2로부터 3:2로의 변화), 전환 가능한 시차 광학계가 요구된다.)
대칭적인 이중 시각 모드에서 비대칭적인 이중 시각 디스플레이 모드로 전환하는 것은 예를 들면 디스플레이가 장착되는 차 내의 사람 수에 따라 정해질 수 있다. 만약 차에 단지 운전자와 앞좌석 승객만이 있다면, 대칭적인 이중 시각 디스플레이 모드가 사용될 수 있고 비대칭적인 이중 시각 디스플레이 모드에서 디스플레이 장치(19)를 조작할 필요가 없다. 운전자와 앞좌석 승객만이 있는 경우의 대칭적인 디스플레이 모드의 사용은 운전자에게 가능한 가장 큰 뷰잉 윈도우를 제공하고 크로스토크를 최소화한다.
이 실시예의 디스플레이 장치(19)는 또한 하나의 뷰잉 윈도우와 다른 뷰잉 윈도우를 분리하는 비(非) 디스플레이 영역을 제공하도록 구동될 수 있다. 이것은 전체적으로 도 6b3 및 6b4에 각각 대응하는 도 6c1 및 도 6c2에서 도시된다. 픽셀처리 이미지 디스플레이 층(4")의 전면도인 도 6c1에 도시된 바와 같이, 이미지 디스플레이 층은 임의의 적절한 구동 수단(도시되지 않음)에 의해 제어되어 세 개의 인접한 픽셀 컬럼들(C5, C6, C7; C11, C12, C13) 상에 승객 이미지를 디스플레이하고, 두 개의 인접한 픽셀 컬럼들(C3, C4; C9, C10) 상에 운전자 이미지를 디스플레이한다. 따라서, 승객 이미지를 디스플레이하는 이미지 디스플레이 층(4")의 일부의 폭은 운전자 이미지를 디스플레이하는 이미지 디스플레이 층(4")의 일부의 폭과 다르므로, 운전자 이미지의 뷰잉 윈도우의 각 크기는 승객 이미지의 뷰잉 윈도우의 각 크기보다 더 작을 것이다.
픽셀처리 디스플레이 소자(pixellated display element; 4")는 또한 표시되는 승객 이미지 및 표시되는 운전자 이미지간에 블랙 픽셀들의 하나 이상의 컬럼(C8)을 제공하도록 구동된다. 도 6c1에서 블랙 픽셀들의 하나의 컬럼이 보여지지만, 원칙적으로, 둘 이상의 인접한 픽셀들의 컬럼이 블랙 디스플레이를 제공하도록 구동될 수 있다. 도 6c2에서 보여지는 바와 같이, 블랙 픽셀은, 운전자 이미지의 뷰잉 윈도우(21)와 승객 이미지의 뷰잉 윈도우(22)간에 아무런 이미지도 보이지 않는 블랙 뷰잉 윈도우(black viewing window; 20)를 제공한다. 이미지가 없는 윈도우(20)의 존재는 승객 이미지와 운전자 이미지간의 크로스토크를 감소시킬 뿐 아니라, 사용자가 머리를 돌리거나 이동시킬 때 그 사용자가 자신에게 보여지도록 의도되지 않은 이미지를 우연히 볼 기회를 감소시킨다. 블랙의, 이미지가 없는 윈도우는 또한 한 명 이상의 관찰자에 대하여 디스플레이가 '오프'되도록, 예를 들어 오락 프로그램 보기를 원하지 않는 승객은 블랙 뷰잉 윈도우 내의 위치에 앉도록 할 수 있다.
이미지가 보이지 않는 블랙 윈도우의 존재는, 한 뷰가 한 사람에게만 보여지도록 소망되는 응용에 사용되는 이중 시각 디스플레이에 본 발명이 적용될 때에도 유리할 수 있다. 이것의 일예는, PIN 번호 입력을 위한 화면이 그 트랜잭션을 행하는 사람에게만 보여지고 다른 사람에게는 보여지지 않도록 소망되는 ATM(automatic teller machine)의 사용에 있다.
블랙 뷰잉 윈도우는, 이미지 디스플레이층의 컬럼들에 픽셀을 제공하지 않음으로써, 제조시에 그 컬럼들을 블랙으로 남겨놓는 것에 의하여 생성될 수도 있다.
도 7a 및 7b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중 시각 지향성 디스플레이(23)를 도시한다. 도 7b는 디스플레이(23)의 평면도를 도시하며, 도 7a는 픽셀처리 이미지층(4")의 전면도이다. 디스플레이 장치(23)는 다시, 이미지 디스플레이 구성요소의 전면에 배치되는 시차 배리어(3)의 형태의 시차 광학계로 구성된다. 이전 실시예와 같이, 이미지 디스플레이 장치의 픽셀처리 디스플레이층(4")과 시차 배리어(3)만이 도 7b에 도시되고 다른 구성요소는 설명의 단순화를 위하여 생략된다.
본 실시예에서, 승객 이미지를 표시하는 이미지 디스플레이층(4")의 부분의 폭은 다시, 운전자 이미지를 표시하는 이미지 디스플레이층(4")의 부분의 폭과 다르며, 운전자 이미지의 뷰잉 윈도우의 각 크기가 승객 이미지의 뷰잉 윈도우의 각 크기보다 작게 된다. 본 실시예에서, 제2 이미지(승객 이미지)를 표시하는 픽셀 (P2, P3, P5, P6, P8, P9)은 일반적으로 수평으로 연장되고, 수직 방향으로의 깊이보다 휠씬 큰 수평 방향으로의 폭을 갖는다. 제1 이미지(운전자 이미지)를 표시하는 픽셀(P1, P4, P7)은 일반적으로 수직으로 연장되고, 수직 방향으로의 깊이보다 휠씬 작은 수평 방향으로의 폭을 갖는다. 따라서, 제1 이미지(운전자 이미지)를 표시하는 픽셀(P1, P4, P7)의 폭(w1)은 제2 이미지(승객 이미지)를 표시하는 픽셀(P2, P3, P5, P6, P8, P9)의 폭(w2)보다 작으며, 승객 이미지를 위한 뷰잉 윈도우가 운전자 이미지를 위한 뷰잉 윈도우보다 넓은 각 크기를 갖는다.
본 실시예에서, 이미지 디스플레이의 픽셀들은 모두 동일한 크기 및 모양을 가질 수 있지만, 운전자 픽셀들의 장축은 수직으로 배향되고, 승객 픽셀들의 장축은 수평으로 배향된다. 모든 픽셀들을 동일한 크기 및 모양으로 하는 것은, 시차 배리어 기능을 억제할 수 있고 2-D 또는 3-D 모드에서 동작될 수 있는 디스플레이에 대하여 본 실시예가 적용될 때, 2-D 이미지의 품질을 보존할 수 있도록 한다.
도 7a는 풀 컬러의 운전자 및 승객 이미지를 생성하는 것이 가능한 하나의 방법을 도시하는데, 각 픽셀의 문자 "R", "B" 및 "G"는 그 픽셀이 각각 이미지의 적색, 청색 또는 녹색 구성요소를 표시하도록 구동된다는 것을 나타낸다.
도 8a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중 시각 지향성 디스플레이(24)의 평면도이다. 디스플레이 장치(24)는 다시, 이미지 디스플레이 장치의 전면에 배치되는 시차 배리어의 형태인 시차 광학계로 구성된다. 이미지 디스플레이 장치의 픽셀처리 디스플레이층(4")과 시차 배리어(3)만이 도 8a에 도시되고 다른 구성요소는 설명의 단순화를 위하여 생략된다.
본 실시예의 픽셀처리 디스플레이층은, (승객 이미지가 표시되는 픽셀(Pp)이 운전자 이미지가 표시되는 픽셀(Pd)과 동일한 크기 및 모양을 갖도록) 픽셀들이 서로 동일한 크기 및 모양을 갖는 종래의 디스플레이층이며, 일반적으로 도 6a1에 도시된 픽셀처리 디스플레이층(4")에 대응한다. 그러나, 본 실시예에서, 비대칭적인 이중 시각 디스플레이 모드는, 픽셀처리 디스플레이층을 두 이미지간의 비대칭적인 인터레이스 비율(interlace ratio)로 구동함으로써 획득되지 않는다. 대신, 디스플레이 구성요소(4")는, 두 이미지가 동일한 인터레이싱으로 표시되도록 구동된다. 도 8a에서, 디스플레이 구성요소(4")가 1:1의 인터페이스 비율로 구동되는 것으로 도시되지만, 2:2, 3:3 등과 같은 임의의 동일한 인터페이스 비율로 구동될 수도 있다.
본 실시예의 시차 배리어는 도 4a에 도시된 바와 같은 표준 시차 배리어(3)이다. 그러나, 시차 배리어는, 투명 슬릿(10)이 픽셀처리 디스플레이층(4")의 픽셀의 컬럼에 대하여 오정렬되도록 위치된다. 이러한 오정렬(misalignment)의 효과는, 한 이미지(도 8a에서의 운전자 이미지)의 뷰잉 윈도우의 각 크기가 다른 이미지(도 8a에서의 승객 이미지)의 뷰잉 윈도우의 각 크기보다 작은 비대칭적인 디스플레이 모드를 제공하는 것이다.
도 8a의 실시예는 비표준 시차 배리어를 사용하여 적용될 수도 있다.
"시점 보정(viewpoint correction)"을 제공하기 위하여 시차 배리어의 피치를 픽셀처리 이미지 디스플레이 패널의 피치보다 약간 작게 만드는 것이 공지되어 있고, 이러한 디스플레이에서는, 시차 배리어의 개구(apertures)와 이미지 디스플레이 패널의 픽셀(또는 픽셀의 컬럼)간에 작은 오정렬이 있다. 그러나, 도 8a의 실시예에서, 시차 배리어(3)와 이미지 디스플레이층(4")간의 오정렬은 공지된 디스플레이에서보다 상당히 크다. 예를 들어, 디스플레이의 중심에서, 시차 배리어의 개구는 완전 정렬된 위치로부터 전형적으로 약 20도만큼 편이된다. 이러한 오정렬의 효과는, 한 뷰잉 윈도우를 기하학적으로 작게 만들고, 따라서 서로에게 상이한 각 크기를 갖는 뷰잉 윈도우를 생성하는 것이다.
도 8b는 도 8a의 실시예의 변형을 도시한다. 본 실시예에서, 배리어(3)의 횡적 위치는 제어기(25)에 의하여 제어될 수 있다. 제어기(25)는, 배리어(3)가 도 3b의 화살표(A)에 의하여 지시되는 방향으로, 픽셀처리 디스플레이층(4")에 평행하게 이동하도록 할 수 있다. 배리어를 픽셀처리 디스플레이층(4")에 평행하게 이동시킴으로써, 배리어(3)의 투명 슬릿(10)과 픽셀처리 디스플레이층(4")의 픽셀의 컬럼 간의 오정렬의 정도를 조절할 수 있으며, 이로써 하나의 이미지의 뷰잉 윈도우의 각 크기를 다른 이미지의 뷰잉 윈도우의 각 크기에 대하여 변화시킬 수 있다. 배리어를 적절히 위치시킴으로써, 두 뷰잉 윈도우가 동일한 각 크기를 갖는 대칭적인 디스플레이 모드가 얻어질 수도 있다. 도 8a의 실시예를 참조하여 위에서 설명된 바와 같이, 대칭적인 디스플레이 모드를 제공하는 위치와 비대칭적인 디스플레이 모드를 제공하는 위치간의 시차 배리어(3)의 이동은, 디스플레이의 중심에서 전형적으로 약 20도의 오정렬을 야기할 수 있다. 뷰잉 윈도우가 디스플레이에 대하여 횡으로 이동하는 관찰자의 위치를 "추적"할 수 있도록 시차 배리어가 이미지 디스플레이층에 대하여 이동할 수 있는 관찰자 추적 디스플레이가 공지되어 있지만, 이러한 관찰자 추적 디스플레이에서 시차 배리어와 이미지 디스플레이층의 상대 이동의 정도는 작다. 이러한 종래 장치에서 시차 배리어와 이미지 디스플레이층의 상대 이동은 비대칭적인 뷰잉 윈도우를 생성하기에 충분한 오정렬을 제공하지 않는다.
도 8b의 실시예는 픽셀처리 디스플레이 층(4")에 대하여 물리적으로 이동할 수 있는 배리어(3)를 사용함으로써 얻어질 수 있다. 이 실시예에 있어서 제어기(25)는 배리어(3)를 소망하는 위치로 이동시키는 액츄에이터를 제어한다. 도 8b의 디스플레이 장치(24')는 시차 배리어(3)로서 어드레스 가능한 공간 광 변조기를 사용하여 구현될 수도 있다. 이 경우, 시차 배리어 자체는 디스플레이 소자(4")에 대하여 물리적으로 움직이지 않는다. 오히려 SLM의 불투명(opaque) 및 투과성(transmissive) 영역들이, SLM을 적합하게 다시 어드레싱함으로써 SLM에서의 다른 위치에 이동될 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 지향성 디스플레이(25)의 개략적인 평면도이며, 이는 도 6a1 내지 6a3의 실시예의 변형예이다. 도 9의 시차 배리어(3) 및 픽셀처리 디스플레이 층(4")은 모든 근본적인 관점에서, 도 6a3의 디스플레이 장치(19)와 동일하므로 더 이상 설명하지 않는다. 도 9의 디스플레이 장치(25)는, 사용자의 눈의 위치를 추적하고 사용자를 식별할 수 있는 추적/식별 장치(26)를 더 포함한다. 예를 들어, 장치(26)는 디스플레이(25)의 인증된 사용자의 홍채 또는 지문 패턴을 보유하는 홍채 센서 및/또는 지문 센서를 포함할 수 있다. 사람이 장치를 활성화시키고자 할 때, 장치(26)는 그 사람이 시스템의 인증된 사용자인지 여부를 판정하고, 시스템으로 하여금 인증된 사용자에 의해서만 활성화되도록 허용한다. 장치(26)는 각 인증된 사용자에 의하여 가장 자주 사용되는 디스플레이 모드에 관한 정보를 더 저장할 수 있고, 시스템이 활성화되었을 때 장치(26)는 바람직하게는 인터레이스 제어기(27)로 하여금 사용자가 선호하는 디스플레이 모드를 제공하는 인터레이스 비율로 디스플레이 층(4")을 구동하게 한다.
추적/식별 장치(26)는 추가적으로 또는 선택적으로 디스플레이 장치의 사용자의 수를 판정하거나 추정할 수 있다. 디스플레이 장치가 자동차에 통합된 경우, 예를 들어 식별/추적 장치(26)는 차량의 승객 수를 식별할 수 있다. 운전자만이 있는 것으로 식별/추적 장치(26)가 판정하면, 식별/추적 장치(26)는 운전자를 위한 최고의 디스플레이 해상도를 제공하도록 디스플레이 층(4")을 구동하게끔 인터레이스 제어기(27)에 지시한다. 운전자와 조수석에만 승객이 있는 경우, 인터레이스 제어기(27)는 추적 장치(26)에 의하여 도 6b1과 같은 대칭적인 디스플레이 모드를 제공하도록 디스플레이 층(4")을 구동하게끔 지시될 수 있다. 차량이 만차인 경우, 인터레이스 제어기(27)는 도 6b3에 도시된 비대칭 디스플레이 모드를 제공하는 인터레이스 비율로서 디스플레이 층(4")을 구동하게끔 지시될 수 있다.
식별/추적 장치(26)는 추가적으로 또는 선택적으로 동적 눈 추적 감지기 또는 동작 감지기(active eye tracking detectors or motion detectors)를 구비할 수 있다. 예를 들어 운전자의 머리가 움직인 것을 장치(26)가 감지한 경우, 이는 인터레이스 제어기(27)로 하여금 인터레이스 비율을 변경하고 운전자 이미지를 보여주는 윈도우의 각 크기를 변경하도록 지시하여, 운전자가 운전자 이미지만을 보고 승객 이미지는 보지 않도록 보장할 수 있다. 따라서 이 실시예는 디스플레이(25)의 디스플레이 모드의 비대칭성이 운전자 및/또는 승객 등의 사용자의 움직임에 실시간으로 적응되도록 한다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중-시각 지향성 디스플레이( 28)를 도시한다. 도 10의 디스플레이(28)도 이미지 디스플레이 장치의 전면에 배치된 시차 배리어(29)의 형태인 시차 광학계를 포함한다. 명료한 설명을 위하여 이미지 디스플레이 장치의 시차 광학계(3) 및 픽셀처리 디스플레이 층(4")만이 도 10에 도시되어 있다.
이 실시예에 있어서, 픽셀처리 디스플레이 소자는 도 6a1에 도시된 것과 동일한 크기 및 형태를 갖는 픽셀을 갖는다. 이 실시예에 있어서 비대칭 이중-시각 디스플레이 모드는 배리어(29)의 투명한 개구(30, 31, 32)가 한 이미지(도 10에서 운전자 이미지)에 대한 폭이 다른 이미지(도 10에서 승객 이미지)에 대한 폭 보다 더 큰 폭을 갖도록 함으로써 달성된다. 도 10의 실시예에 있어서, 두 개의 이미지 사이의 투과성 개구(30, 31, 32)의 폭의 차이는, 개구의 다른 영역의 투과 스펙트럼과 다른 투과 스펙트럼을 갖는 하나의 개구 영역을 만듦으로써 달성된다. 예를 들어, 제1 개구(30)는 녹색광만 투과하는 제1 영역(30G)과 적색 및 녹색광을 투과하고 청색광을 차단하는 제2 영역(30GR)으로 이루어질 수 있다. 이와 유사하게, 제2 개구(31)는 적색광만을 투과하는 제1 영역(31R)과 적색 및 청색광을 투과하고 녹색광을 차단하는 제2 영역(31RB)으로 이루어질 수 있다. 제3 개구(32)는 청색광만을 투과하는 제1 영역(32B)과 녹색 및 청색광을 투과하고 적색광을 차단하는 제2 영역(32GB)으로 이루어질 수 있다.
시차 배리어(29)의 제2 개구(31)는 디스플레이 소자(4")의 2개의 픽셀 컬럼(C3, C4) 맞은 편에 위치한다. 픽셀 컬럼(C3)은 제1 이미지(운전자 이미지)의 청색 성분을 디스플레이하고, 픽셀 컬럼(C4)은 제2 이미지(승객 이미지)의 적색 성분을 디스플레이한다. 픽셀 컬럼(C3)에 디스플레이된 운전자 이미지의 청색 성분은, 영역(31RB)이 청색광을 투과하기 때문에 개구(31)의 영역(31RB)을 통과할 수 있다. 그러나 개구(31)의 다른 영역(31R)은 적색광만 투과하기 때문에 이를 통과할 수 없다. 따라서, 픽셀 컬럼(C3)에 의하여 방출된 청색광에 대한 유효한 투과성 개구는 제2 개구(31)의 영역(31RB), 한 영역뿐이다.
픽셀 컬럼(C4)은 제2 이미지의 적색 성분을 디스플레이한다. 이 픽셀로부터 방출된 광은 개구(31)의 전체 영역을 통과할 수 있는데, 이는 개구(31)의 영역들(31R, 31RB)은 모두 적색광을 투과하기 때문이다. 따라서, 개구(31)의 적색광 투과 영역은 개구(31)의 전체 영역이다. 따라서, 개구(31)의 투과 영역은 승객 이미지의 부분을 형성하는 픽셀 컬럼(C4)에 의하여 방출된 광에 대하여, 운전자 이미지의 부분을 형성하는 다른 픽셀 컬럼(C3)에 의하여 방출된 광에 대해서보다 더 크다.
다른 개구(30 및 32)에 대해서도 유사한 효과가 발생한다. 제1 개구(30)는 픽셀 컬럼(C1, C2)에 인접하여 있으며, 이 픽셀 컬럼(C1, C2)은 각각 운전자 이미지를 위한 적색 픽셀 컬럼 및 운전자 이미지를 위한 녹색 픽셀 컬럼이다. 운전자 이미지의 픽셀 컬럼(C1)으로부터의 적색광은 제1 개구(30)의 영역(30G)을 통과할 수 없으므로, 운전자 이미지를 위한 제1 개구(30)의 유효 영역은 개구의 실제 폭보다 작다. 그러나, 승객 이미지의 픽셀 컬럼(C2)으로부터의 녹색광은 전체 개구를 통과할 수 있는데, 이는 양 영역(30G, 30GR) 모두 녹색광을 투과하기 때문이다.
유사하게, 제3 개구(32)는 운전자 이미지의 녹색 성분 및 승객 이미지의 청색 성분을 각각 디스플레이하는 픽셀 컬럼(C5, C6) 맞은 편에 있다. 제3 개구(32)의 일부 영역(32B)은 운전자 이미지를 디스플레이하는 픽셀 컬럼(C5)으로부터 빛을 투과하지 않고, 픽셀 컬럼(C5)에 의하여 방출된 빛에 대한 제3 개구(32)의 효과적인 투과 영역은 제3 개구(32)의 실제 영역보다 적게 된다. 그러나, 승객 픽셀 컬럼(C6)에 의하여 방출된 청색광은 제3 개구(32)의 전체 영역을 통과할 수 있다.
따라서, 도 10의 실시예는 한 이미지에 대한 뷰잉 윈도우의 각 크기가 다른 이미지에 대한 뷰잉 윈도우의 각 크기보다 더 큰 비대칭적인 이중 모드 디스플레이를 제공한다. 이것은 한 이미지에 대한 시차 배리어(29)에서의 개구의 유효 폭(effective width)이 다른 이미지에서보다 크기 때문이다.
도 10의 실시예에서, 시차 배리어의 개구는 도 4a와 같이 컬럼으로 확장된다. 개구 및 인터레이싱 설계가 비표준 배리어의 다른 로우와 다름에도 불구하고, 도 10의 실시예는 또한 도 4b에서와 같은 비표준 시차 배리어를 갖는 디스플레이에 적용될 수 있다.
도 10의 실시예를 수정하면(도시되지 않음), 한 이미지를 디스플레이하는 픽셀은 다른 이미지를 디스플레이하는 픽셀에 의하여 방출되는 빛에 대해 직교 편광 상태를 갖는 빛을 방출하도록 할 수 있다. EP-A-0 887 692는 이러한 방식으로 이미지를 디스플레이 할 수 있는 이미지 디스플레이 장치를 설명한다. 이 실시예에서, 다른 이미지를 차단하는 동시에, 각각의 개구의 한 영역이 이미지(예를 들어 승객 이미지)들 중 단지 하나만을 투과하는 편광판으로 구성된다. 각각의 개구의 또 다른 영역은 양측 편광을 투과가능하다. 따라서 한 이미지에 대한 각각의 개구의 투과가능 영역은 다른 이미지에 대해서 보다 크다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중-시각 지향성 디스플레이의 개략적인 평면도이다.
디스플레이(30)는 또한 픽셀처리 디스플레이 층(4)을 포함하는 이미지 디스플레이 디바이스 전면에 배치된 시차 배리어(3) 형태인 시차 광학계를 포함한다. 픽셀처리 디스플레이 층(4)은 도 11에 도시된 이미지 디스플레이 디바이스의 유일한 구성요소이고, 명확성을 위하여, 시차 배리어(3)에 대한 지지 기판도 도 11로부터 생략되었다.
도 11의 디스플레이(30)는 시차 배리어(3) 전면에 배치된 패터닝된 확산 요소(31)를 더 포함한다. 패터닝된 확산기 요소는 확산이 없거나 약한 확산 영역(32)과 교류하는 강한 빛의 확산을 생성하는 영역(33)을 포함한다. 이 영역(32, 33)은 수직 연장 스트립(vertically extending strip)의 형태로 구성된다. 시차 배리어는 도 4a에 도시된 것과 같은 표준 시차 배리어(3)이고, 픽셀처리 디스플레이 층(4")은 픽셀이 도 6a1에 도시된 것과 같은 모양 및 크기를 갖는 디스플레이 층이다.
사용에 있어서, 두 이미지는 임의의 적합한 구동 수단(도시되지 않음)에 의하여 인터레이싱 방식으로 디스플레이 층(4") 상에 디스플레이 된다. 두 이미지는 도 11에 도시된 것처럼 예를 들어 1:1의 동일한 인터레이스 비율로 디스플레이 된다. 시차 배리어(3)의 투과성 개구(10)는 디스플레이 층(4")의 픽셀의 컬럼과 정렬된다.
두 이미지의 뷰잉 윈도우 사이의 비대칭은 도 11에서 일어나는데, 이것은 패터닝된 확산기 요소(31)의 존재 때문이다. 확산기 요소는 한 이미지를 형성하는 빛이 바람직하게는 강한 확산 영역(33) 상에서 배타적으로 우세하게 투사되고, 다른 이미지의 빛도 바람직하게는 약한 확산 영역(32) 상에서 배타적으로 우세하게 투사되도록 배열된다.
저 확산 영역(32) 상의 이미지 투사의 뷰잉 윈도우의 각 크기는 확산기 요소(31)에 의하여 심하게 변경되지 않는다. 결과적인 뷰잉 윈도우는 시차 배리어(3)에서의 투과성 슬릿(10)의 폭에 의하여 결정되는 각과 유사한 각 크기, 및 디스플레이 층(4")과 시차 배리어(3) 사이의 거리를 가질 것이다.
그러나, 확산기 요소(31)의 강하게 확산된 영역(33)은 강하게 확산된 영역(33) 상에 투사된 이미지의 뷰잉 윈도우의 각 크기를 증가시킬 것이다. 따라서, 도 11의 실시예에서, 제2 이미지의 뷰잉 윈도우의 각 크기는 강하게 확산된 영역(33)에 의하여 증가되고, 시차 배리어의 투과성 슬릿(10)의 폭에 의하여 정의된 각보다 상당히 크게 될 것이다.
상기 도 10 및 11의 실시예는 도 4a의 표준 시차 배리어를 참고로 설명되었다. 이미지 디스플레이 층(4")의 픽셀을 적절히 어드레싱함으로써, 이 실시예에 선택적으로 도 4b에 도시된 것과 같은 비표준 시차 배리어를 사용하는 효과를 가할 수 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 시각 지향성 디스플레이(38)의 개략적인 단면도이다. 디스플레이(38)는 또한 픽셀처리 디스플레이 층(4)을 포함하는 이미지 디스플레이 장치 전면에 배치된 시차 배리어(3)의 형태인 시차 광학계를 포함한다. 픽셀처리 디스플레이 층(4)은 도 12에 도시된 이미지 디스플레이 장치의 유일한 컴포넌트이고, 시차 배리어(3)의 지지 기판은 도 12로부터 생략된다.
도 12의 시차 배리어(3)는 복수의 패터닝된 확산 요소(31')를 더 포함하고, 그 각각은 시차 배리어의 각각의 개구를 통하여 광학 경로에 배치된다. 패터닝된 확산 요소(31')는, 부분적으로는 높은 확산을 제공하는 확산 영역(33)에 의하여, 또한 부분적으로는 낮은 확산 또는 확산을 생성하지 않는 영역(32; 편의상 "약한 확산 영역"이라 칭함)에 의하여 확산층이 중첩되도록 형성된다. 표준 시차 배리어의 경우에, 확산 영역들(32, 33)은 수직 확장 스트립의 형태로 형성되고(즉 상기 영역들은 도 12에서 종이의 평면으로 확장됨), 픽셀처리 디스플레이 층(4)은 픽셀이 도 6a1에 도시된 것과 같은 모양 및 크기를 갖는 디스플레이 층이다.
사용시에, 두 이미지들은 디스플레이 층(4)에 임의의 적합한 구동 수단(도시되지 않음)에 의해 인터레이스 방식으로 디스플레이된다. 상기 두 이미지들은 예컨대 1:1과 같은 동일한 인터레이스 비율로 디스플레이되어, 운전자 이미지를 디스플레이하는 픽셀들("운전자 픽셀들")이 도 12에 도시한 바와 같이 승객 이미지를 디스플레이하는 픽셀들("승객 픽셀들")과 교대로 나타나도록 한다. 시차 배리어(3)의 투과성 개구(10)는 디스플레이 층(4)의 컬럼과 정렬된다.
도 12의 디스플레이(35)에서, 패턴화된 확산 요소들(31)의 존재로 인해 두 이미지들의 뷰잉 윈도우들 사이에 비대칭이 발생한다. 확산 요소들은, 한 이미지를 형성하는 빛이 바람직하게는 강한 확산 영역들(32)상에 배타적으로, 우세하게 투사되고, 다른 이미지의 빛도 바람직하게는 약하거나 없는 확산 영역들(32) 상에 배타적으로, 우세하게 투사되도록 배열된다. 확산이 낮거나 없는 확산 영역들(32) 상에 투사되는 이미지의 뷰잉 윈도우의 각 크기는 확산 요소들에 의해 심하게 변경되지 않는다. 그러나 강하게 확산된 영역들(33)은 강하게 확산된 영역들(33) 상에 투사되는 이미지의 뷰잉 윈도우의 각 크기를 증가시킬 것이다. 따라서 도 12의 실시예에 있어서, 강하게 확산된 영역들(33) 상에 투사되는 이미지의 뷰잉 윈도우의 각 크기는 다른 이미지의 각 크기보다 상당히 크게 될 것이다.
도 12의 디스플레이(35)는 한 이미지 - 도 12의 승객 이미지 - 로부터의 빛이 강하게 확산된 영역들(33) 상에 우세하게 투사되고 다른 이미지 - 도 12의 운전자 이미지 - 를 형성하는 빛이 바람직하게는 약하게 확산된 영역들(32) 상에 배타적으로 투사되도록 배열된다. 도 12에서 이는 시차 배리어(3)의 개구(10)에 있는 컬러 필터 요소들(30G,30R 및 30B)을 제공함으로써 배열된다. 시차 배리어의 개구(10) 각각은 두 컬러 필터들을 포함하며, 이 중 하나는 확산 요소(31')의 강하게 확산된 영역(33)에 따라 정렬되고, 다른 쪽은 확산 요소(31')의 약하게 확산된 영역(32)에 따라 정렬된다. 하나의 개구에 있는 두 컬러 필터들은 서로 상이한 투과 스펙트럼을 갖는다.
도 12에 도시된 중앙 개구(10)은 청색 운전자 픽셀들(C3)의 컬럼 및 적색 승객 픽셀들(C4)의 컬럼의 맞은 편에 배치된다. 확산 요소(31')의 강하게 확산된 영역(33)에 따라 정렬되는 컬러 필터는 적색 투과 필터(30R)인 반면, 약하게 확산된 영역(32)에 인접한 컬러 필터는 청색 투과 필터이다. 적색 픽셀들의 컬럼(C4)은 적색광을 방출하며, 이는 적색 필터(30R)에 의해 투과되고, 확산 요소(31')의 강하게 확산된 영역(33)을 통과할 수 있으나, 이는 청색 컬러 필터(30B)에 의해 차단되며, 약하게 확산된 영역(32)을 통과할 수 없다. 반대로, 운전자 픽셀의 컬럼(C3)는 청색광을 방출하며, 이는 청색 컬러 필터(30B)를 통해 투과되고, 확산 요소(31')의 약하게 확산된 영역(32)를 통과하지만 강하게 확산된 영역(33)을 통과하지 못하도록 적색 컬러 필터(30R)에 의해 차단된다.
시차 배리어(3)의 다른 개구(10)가 또한 승객 픽셀의 대응 컬럼으로부터의 빛이, 개구에 인접하는 확산 요소의 강하게 확산된 영역(33)을 통하여 투과되고, 그 개구에 인접하는 약하게 확산된 영역(32)을 통하여 투과되지 않도록, 컬러 필터에 제공된다. 반대로, 그 개구에 대응하는 운전자 픽셀의 컬럼으로부터의 빛은 개구에 인접한 확산 요소(31')의 약하게 확산된 영역(32)을 통하여 투과되지만, 개구에 인접하는 강하게 확산된 영역(33)을 통하여 투과되지는 않는다.
도 12의 실시예는, 개구 및 인터레이싱의 설계가 비표준 배리어의 다른 개구에 대하여 상이할 수 있지만, 도 4b에서와 같이 비표준 시차 배리어를 갖는 디스플레이에 또한 적용될 수 있다.
도 13a는 본 발명의 또 다른 다중-시각 지향성 디스플레이(39)의 단면도이다. 이것은, 이미지 디스플레이 장치의 전면에 배치된 시차 배리어(3)의 형태의 시차 광학계 및 이미지 디스플레이 장치로 또한 이루어진다. 상기 실시예와 마찬가지로, 시차 배리어(3) 및 이미지 디스플레이 장치의 픽셀처리 디스플레이 층(4)만이 명료성을 위해 도 13a에 도시된다.
본 발명의 디스플레이는 3개 이상의 이미지를 디스플레이할 수 있다. 도 13a는 차량에 사용되는, 제1 이미지를 운전자(22)에, 제2 이미지를 앞 좌석 승객(18), 및 제3 이미지를 뒷 좌석 승객(19, 20, 21)에 디스플레이하는 디스플레이(39)를 예시한다.
도 13a에서, 픽셀처리 이미지 디스플레이 층(4)은, 모든 픽셀이 동일한 크기 및 모양을 갖는 종래의 이미지 디스플레이층이다. 세 개의 이미지는 디스플레이 층(4) 상에 인터레이스 이미지로서 디스플레이되고, 각각의 이미지는 동일한 수의 픽셀을 사용하여 디스플레이된다. 도 13에서, 운전자 이미지는 두 개의 픽셀 컬럼 C1, C2 상에 디스플레이되고, 뒷 좌석 승객을 위한 이미지는 픽셀의 다음 두 개의 컬럼 C3, C4 상에 디스플레이 되며, 앞 좌석 승객을 위한 이미지는 픽셀의 다음 두 개의 컬럼 C5, C6 상에 디스플레이된다. 뷰잉 윈도우의 각 크기 상의 비대칭성은 이미지 디스플레이 층에 대하여 시차 배리어의 개구(10)를 오정렬함으로써 획득된다. 결과적으로, 앞 좌석 승객 이미지 및 운전자 이미지의 뷰잉 윈도우는 상대적으로 좁은 반면에, 뒷 좌석 승객은 모든 뒷 좌석 승객(19, 20, 21)이 뒷 좌석 승객 이미지에 대한 뷰잉 윈도우 내에서 편하게 앉을 수 있도록 큰 각 크기를 가지는 뷰잉 윈도우를 가진다.
도 13a의 실시예는, 원한다면, 상술한 다른 일 실시예와 결합될 수 있다. 예를 들면, 이미지 디스플레이 층(4) 상의 이미지의 비대칭 인터레이싱은 세 개의 뷰잉 윈도우의 상대적인 각 크기를 더 변화시키는데 이용될 수 있다. 원한다면, 블랙 뷰잉 윈도우는, 도 6c1 및 6c2를 참조하여 설명한 바와 같이, 운전자 이미지 뷰잉 윈도우와 뒷 좌석 승객 이미지 뷰잉 윈도우 간에, 그리고/또는 앞 좌석 승객 이미지 뷰잉 윈도우와 뒷 좌석 승객 이미지 뷰잉 윈도우 간에 생성될 수 있다.
도 13a는 모든 뒷 좌석 승객들(19, 20 및 21)이 동일한 이미지를 볼 수 있도록, 세 가지 이미지를 표시하는 디스플레이(39)를 나타낸다. 대안으로, 디스플레이(39)는 이미지 디스플레이 층(4)을 적절히 어드레스함으로써, 서로 다른 뒷 좌석 승객들에 의해 표시되도록 의도된 두 개 이상의 이미지를 표시할 수 있다.
도 13b는 본 발명의 또 다른 다중-시각 지향성 디스플레이(39')의 단면도이다. 또한, 디스플레이(39)는 이미지 디스플레이 층(4)의 전면에 배치된, 시차 배리어(3) 형태인 시차 광학계와 이미지 디스플레이로 이루어진다. 이전의 실시예들에서와 같이, 명확성을 위하여, 도 13b에는 시차 배리어(3) 및 이미지 디스플레이의 픽셀처리 이미지 디스플레이 층(4)만이 도시되어 있다.
다시, 디스플레이(39')는 세 개 이상의 이미지를 표시할 수 있다. 도 13b는, 소위 "사람 운반자(people carrier)"와 같은 세 개의 좌석열을 갖는 차량에서의 디스플레이를 나타낸다. 디스플레이(39')는, 운전자(22)에게는 제1 이미지를, 앞 좌석 승객(18)에게는 제2 이미지를, 그리고 제2 승객 좌석열의 승객들(41 및 42)에게는 제3 이미지를 표시하고 있는데, 이 이미지는 제1 승객 좌석열의 중앙에 위치한 승객(20)에게도 보일 수 있다.
도 13b는 오직 세 가지 이미지의 표시만을 나타내는데, 제1 승객 좌석열의 좌측 및 우측 승객들(19 및 21)은 어떠한 뷰잉 윈도우 내에도 위치하지 않는다. 그러나, 제2 승객 좌석열의 승객들(41 및 42)뿐만 아니라, 앞 승객 좌석열의 좌측 및 우측 승객들(19 및 21)을 포함하기에 충분하도록, 뒷 좌석 승객 이미지의 뷰잉 윈도우를 넓게 생성하는 것이 가능할 것이다. 대안적으로, 이미지 디스플레이 층(4)은 또한 제1 승객 좌석열의 좌측 승객(19) 및 우측 승객(21)에게 보일 수 있도록 의도된 분리된 이미지들을 표시할 수 있다.
도 13b의 디스플레이에서, 제2 승객열의 승객들(41 및 42)이 볼 수 있도록 의도된 이미지에 대한 뷰잉 윈도우는 또한 제1 승객 좌석열의 중앙의 승객(20)도 포함한다. 만약 이것이 바람직하지 않다면, 이하의 도 14에서의 기술과 같은 수직 분리 기술(vertical separation technique)이 도 13b의 디스플레이에 사용될 수 있다. 이러한 기술은, 하나의 이미지가 제1 승객 좌석열의 중앙의 승객(20)에게 표시될 수 있도록 하며, 이와 다른 이미지가 제2 승객 좌석열의 승객들(41 및 42)에게 표시될 수 있도록 할 것인 바, 이는 또한 제2 승객 좌석열의 승객들(41 및 42) 각각에게 분리된 이미지를 표시하는 것도 가능하게 할 것이다.
도 14는 본 발명에 따른 또 다른 다중-시각 지향성 디스플레이(36)의 개략적인 측면도이다. 다시, 디스플레이(40)는 바로 이전의 실시예에서와 같이, 세 가지 상이한 이미지들을 표시할 수 있다. 그러나, 도 14의 실시예에서는, 세 개의 이미지들의 관찰 방향이 공통의 평면에 놓이지 않도록, 도 14에 도시된 바와 같이, 하나의 이미지의 뷰잉 윈도우가 나머지 이미지들의 뷰잉 윈도우와 수직 방향에서 분리된다. 도 14는 두 개의 표시된 이미지들, 즉 디스플레이에 근접한 관찰자(22)가 보도록 의도된 이미지와 디스플레이로부터 더 멀리 떨어진 관찰자(20)가 보도록 의도된 이미지에 대한 뷰잉 윈도우를 나타낸다. 이 두 개의 이미지들의 뷰잉 윈도우의 중심은 수직 방향에서 분리되는데, 디스플레이에 근접한 관찰자(22)에 대한 뷰잉 윈도우는 먼 관찰자(20)가 보도록 의도된 이미지의 뷰잉 윈도우 위에 있게 된다. 그 결과, 각각의 관찰자의 머리는, 그 관찰자가 보도록 의도된 이미지의 뷰잉 윈도우에서 수직 방향으로 대략 중앙에 놓여지게 된다. 바람직하게는, 도 14에 도시된 바와 같이, 뷰잉 윈도우들이 중첩되지 않도록, 두 개의 뷰잉 윈도우들이 수직적으로 분리된다.
도 14에서의 운전자 이미지 뷰잉 윈도우의 수직 방향에서의 각 크기는 승객 이미지 뷰잉 윈도우의 수직 방향에서의 각 크기보다 크다는 것을 알 수 있을 것이다. 그러나, 원칙적으로, 두 개의 뷰잉 윈도우는 수직 방향에서 유사한 각 크기를 가질 수 있다.
도 14의 실시예는, 수평 평면에서 중첩되지 않는 세 개의 분리된 뷰잉 윈도우를 생성하는 도 13a 또는 도 13b에서 도시된 유형의 디스플레이에 적용될 수 있다. 그러나, 도 14의 디스플레이(40)는 상이한 뷰잉 윈도우들 간의 수직적인 분리를 제공하기 때문에, 도 13a 및 도 13b에와 같이 모든 뷰잉 윈도우가 수평 방향에서 분리될 필요는 없다. 디스플레이로부터의 서로 다른 거리에서 보여지도록 의도된 이미지들에 대한 뷰잉 윈도우들이 수직 방향에서 분리된다면, 그러한 뷰잉 윈도우들은 수평 방향에서 중첩될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(40)가 자동차에서 사용되는 경우에, 뒷좌석의 승객 이미지 윈도우가 앞좌석의 승객 이미지 뷰잉 윈도우 및 운전자 이미지 뷰잉 윈도우와 수직 방향에서 분리되었다면, 앞좌석의 승객 이미지 뷰잉 윈도우 및/또는 운전자 이미지 뷰잉 윈도우가 뒷좌석의 승객 이미지 뷰잉 윈도우와 수평 방향에서 중첩하는 것이 가능할 것이다. 이는, 앞좌석의 승객 이미지, 운전자 이미지 및 뒷좌석의 승객 이미지의 뷰잉 윈도우의 수평 방향에서의 각 크기가 도 13a에서 도시된 것보다 크게 생성되도록 할 것이다.
또한, 도 14의 실시예는 도 6b1 내지 도 6b3의 디스플레이에서와 같이, 이미지들의 각 크기가 제어될 수 있는 디스플레이에 적용될 수도 있다. 이는, 예컨대 (도 6b1에서와 같이) 운전자 이미지 및 단일 승객 이미지를 표시하는 대칭적인 디스플레이 모드, (도 6b2에서와 같이) 운전자 이미지 및 단일 승객 이미지를 표시하는 비대칭적인 디스플레이 모드, 및 하나의 승객 이미지가 다른 승객 이미지 및 운전자 이미지와 수직적으로 분리되도록, 운전자 이미지 및 두 개의 승객 이미지를 표시하는 모드에서 동작할 수 있는 디스플레이를 가능하게 할 것이다.
도 15a 및 도 15b는 도 14의 디스플레이(40)에서 사용하기에 적합한 시차 배리어(3) 및 이미지 디스플레이 층(4)의 각각을 나타내는 전면도이다.
도 15a는 이미지 디스플레이 층의 세 개의 픽셀 컬럼(C1, C2 및 C3)를 나타내는데, 실제로는, 이미지 디스플레이 층(4)은 더 많은 수의 픽셀 컬럼을 포함할 것이다. 제1 컬럼(C1)은 운전자 이미지를 표시하기 위한 픽셀(D) 및 앞좌석의 승객 이미지를 표시하기 위한 픽셀(FP)의 쌍을 포함한다. 운전자 픽셀(D) 및 앞좌석의 승객 픽셀(FP)은 서로에 대해 수직 방향으로는 정렬되며, 측 방향으로는 서로 분리된다. 비대칭적인 뷰잉 윈도우를 제공하기 위하여, 운전자 이미지를 표시하기 위한 픽셀(D)의 폭은 앞 좌석 승객 이미지를 표시하기 위한 픽셀(FP)의 폭보다 작다(대안적으로, 도 6a1 내지 도 6a3에서와 같이, 컬럼(C1)에서의 모든 픽셀들은 동일한 폭을 가질 수 있으며, 이미지의 서로 다른 각 크기는 앞좌석 승객 이미지를 운전자 이미지보다 많은 픽셀로 표시함으로써 얻으진다. 이는 상기 도 6b1 내지 도 6b3을 참조하여 설명된 바와 같이, 앞 좌석 승객 이미지와 운전자 이미지의 각 크기가 제어될 수 있도록 할 것임).
제2 픽셀 컬럼(C2)은, 사용 중에, 뒷 좌석 승객들을 위한 하나 이상의 이미지를 표시하는 픽셀(RP1, RP2 및 RP3)을 포함한다. 도 15a에서, 컬럼(C2)은 세 개의 수평적으로 분리된 픽셀들을 포함하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
픽셀의 세 번째 컬럼(C3)은 다시 운전자 이미지를 표시하기 위한 픽셀 및 앞좌석 승객 이미지를 표시하기 위한 픽셀을 포함하며, 이들은 제1 픽셀 컬럼(C1)에서와 동일한 방법으로 배열된다.
제1 픽셀 컬럼(C1)에서, 제2 픽셀 컬럼(C2)의 뒷좌석 승객 픽셀의 수직 깊이 보다 더 큰 수직 구분선에 의해 앞좌석 승객 픽셀(RP) 및 운전자 픽셀의 인접 쌍이 분리된다. 반대로, 제2 컬럼(C2)의 뒷좌석 승객 픽셀들 사이의 수직 구분선은, 제1 픽셀 컬럼(C1)의 앞좌석 승객 픽셀들(FP) 및 운전자 픽셀들(D)의 수직 높이보다 더 크다(운전자 픽셀(D)의 수직 높이는 바람직하게는 앞좌석 승객 픽셀들(FP)의 수직 높이와 거의 동일함). 더욱이, 인접 컬럼들의 픽셀들은 수직 방향으로 "인터레이싱"되는데, 수직 방향에서 하나의 컬럼의 픽셀들과 인접 컬럼의 픽셀들 사이에 중첩이 존재하지는 않는다.
도 15b는 디스플레이(40)의 시차 배리어(3)을 도시한다. 시차 배리어(3)은 투과성 개구들(10)의 매크릭스를 포함하는데, 각각의 개구는 수평 및 수직 방향 모두에서 이웃하는 개구들과 구분된다. 수직 방향 개구의 피치는 이미지 디스플레이 층(4)의 픽셀들의 컬럼의 수직 피치와 거의 동일하다(이미지 디스플레이 층(4)의 각각의 픽셀 컬럼은, 그것이 앞좌석 승객/운전자 픽셀들의 컬럼인지 또는 뒷좌석 승객 픽셀들의 컬럼인지에 무관하게, 서로 거의 동일한 피치를 가짐). (바람직하게는, 상술한 "시점 보정" 효과를 얻기 위하여, 시차 배리어 개구들의 수평 피치가 이미지 디스플레이 층의 컬럼들의 피치와 완전히 동일하지는 않지만) 시차 배리어의 개구들의 수평 피치는 이미지 디스플레이 층의 픽셀들의 컬럼의 수평 피치와 거의 동일하다.
시차 배리어(3) 및 이미지 디스플레이 층(4)이, 이미지 디스플레이 층과 관찰자 사이에 배치된 시차 배리어(3)을 갖는 디스플레이로 통합된 경우에, 관찰자의 머리가 디스플레이에 대해 일정한 높이에 위치하여 관찰자가 디스플레이를 시청하는 상황에서, 시차 배리어의 개구들(10)은 수직 방향에서는 뒷좌석 승객 픽셀들(RP)과 정렬되고, 시차 배리어의 개구들(10)은 수평 방향에서는 컬럼 C2의 뒷좌석 승객 픽셀들(RP)과 또한 정렬되도록, 시차 배리어(3) 및 이미지 디스플레이 층(4)이 수직으로 정렬된다. 그러나, 앞좌석 승객 이미지 또는 운전자 이미지를 디스플레이하는 픽셀들은 시차 배리어의 개구들(10)과 정렬되지 않고, 시차 배리어(3)의 불투명 부분과 정렬된다. 이러한 상황이 도 16a에 도시되어 있다. 따라서, 디스플레이에 대하여 이러한 높이에 위치하는 관찰자는 뒷좌석 승객 픽셀들(RP) 상에 디스플레이되는 이미지를 보게 되지만, 앞좌석 승객 픽셀들(FP)또는 운전자 픽셀들(D) 상에 디스플레이되는 이미지를 볼 수는 없을 것이다.
그러나, 관찰자의 머리가 디스플레이에 대하여 더 낮은 제2의 높이에 위치하여 관찰자가 디스플레이(40)를 시청하는 경우, 이러한 관찰자의 시점에서 앞좌석 승객 픽셀들(FP) 및 운전자 픽셀들(D)은 시차 배리어의 개구들(10)과 정렬된다. 뒷좌석 승객 픽셀들(RP)은 시차 배리어의 개구들(10)과 정렬되지 않고, 시차 배리어의 불투명 부분과 정렬된다. 이러한 상황이 도 16b에 도시되어 있다. 그러므로, 디스플레이에 대한 측면 위치에 따라, 관찰자의 머리가 제2의 높이에 위치하는 관찰자는 운전자 이미지 또는 앞좌석 승객 이미지 중의 하나를 보게 된다.
두 이미지들 사이의 경계가 수평이 아니라, 수평에 대하여 일정한 각도에 존재하도록(예컨대, 도 14에 도시된 바와 같이 상향 각도에 위치하도록) 디스플레이 가 배열되면, (일정한 관찰자 머리 높이를 가정했을 때) 디스플레이로부터 다른 위치에 존재하는 관찰자들에게 두 개의 이미지들이 보일 것이다.
도 15a에 나타난 바와 같이, 앞좌석 승객 픽셀들(FP)의 수평 폭은 운전자 픽셀들(D)의 수평 폭보다 크다. 따라서, 위에서 도 5a1 및 도 5a2를 참조하여 설명한 바와 같이, 수평 방향에서의 앞좌석 승객 이미지의 각 크기는 수평 방향의 운전자 이미지의 각 크기보다 클 것이다.
도 15a에 도시된 실시예에서, 뒷좌석 승객 이미지를 디스플레이하는 픽셀들의 컬럼(C2)은 세 개의 수평으로 구분된 픽셀들을 포함한다. 픽셀들은 독립적으로 주소를 지정할 수 있고, 세 개의 상이한 이미지들을 디스플레이할 수 있다. 그러므로, 시차 배리어의 개구들(10)이, 세 개의 개별 방향에서 뒷좌석 승객 이미지를 보여주는 픽셀들(RP) 상에 디스플레이되는 세 개의 상이한 이미지들을 투사하여, 자동차의 세 명의 뒷좌석 승객들은 각각 다른 이미지를 볼 수 있다. 도 15a 내지 도 16b의 실시예는 세 개의 상이한 뒷좌석 승객 이미지들을 디스플레이할 수 있는 디스플레이에 제한되지 않음에 주의해야 한다. 원칙적으로, 디스플레이는 모든 뒷자석 승객들에게 보이는 하나의 이미지만을 디스플레이할 수 있고, 이는 모든 뒷좌석 승객 픽셀들(RP1, RP2 및 RP3) 상에 동일한 이미지를 디스플레이하거나, 세 개의 뒷좌석 승객 픽셀들(RP1, RP2 및 RP3)을 하나의 뒷좌석 승객 픽셀로 대체함으로써 수행될 수 있다. 그러나, 디스플레이 장치가 존재하는 뒷자석 승객들의 수 만큼의 독립적인 이미지들을 디스플레이하여, 각각의 뒷자석 승객이 독립적으로 시청할 프로그램을 선택할 수 있는 것(또는 어떠한 프로그램도 시청하지 않도록 선택할 수 있는 것)이 바람직하다.
도 17은, 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 다중-시각 지향성 디스플레이(34)의 평면도이다. 이러한 실시예는 자동-입체적인 디스플레이를 참조하여 기술되겠지만, 이러한 실시예는 또한 이중-시각 디스플레이 또는, 일반적으로 임의의 다중-시각 디스플레이에 적용될 수 있다.
도 17의 디스플레이(34)는 도 1의 디스플레이(1)의 이미지 디스플레이 장치에 일반적으로 대응되는 이미지 디스플레이 장치(2)를 포함하며, 따라서 더 이상 기술하지 않을 것이다.
디스플레이(34)는 시차 광학계(3)를 더 포함하는데, 본 실시예에서 이는 불투명 부분들(11)에 의해 구분되는 투과성 슬릿들(10)을 갖는 시차 배리어이다. 시차 배리어(3)은 이미지 디스플레이 장치(2)의 뒤에 배치되는데, 즉, 시차 배리어(3)은, 이미지 디스플레이 장치(2)와 관찰자 사이가 아니라, 광원(도시되지 않음)과 이미지 디스플레이 장치 사이에 배치된다. 이러한 타입의 장치들은 "후방 배리어 디스플레이(rear barrier display)"로 알려져 있는데, 반면 상술한 장치들은 "전방 배리어 디스플레이들(front barrier displays)"이다. 시차 배리어(3)은 제1 기판(12')과 제2 기판(12) 사이에 개재된다.
도 17의 디스플레이(34)는, 시차 배리어(3)과 이미지 디스플에이 장치(2) 사이에 배치된 수정체 렌즈 배열(lenticular lens array)을 더 포함한다. 렌즈 배열(35)은 시차 배리어(3)으로부터의 렌즈 배열(35)의 다른 면 상의 평면에, 시차 배리어의 이미지(36)를 형성한다. 도 17에서, 시차 배리어(3)의 이미지(36)가 디스플레이 장치(2) 내에 존재하는 것으로 도시되어 있지만, 원칙적으로 시차 배리어(3)의 이미지(36)는 디스플레이 장치(2)와 관찰자 사이에 위치할 수 있다.
도 17에 도시된 일반적인 타입의 디스플레이들은 출원 중인 특허 출원 번호 제0320362.7에 보다 자세히 기술되어 있는데, 상기 특허 출원의 내용은 본 명세서에 참조로서 인용된다. 요약하면, 시차 배리어의 이미지(36)와 이미지 디스플레이 장치(2)의 이미지 디스플레이 층(4) 사이의 거리가, 시차 배리어(3)과 이미지 디스플레이 층(4) 사이의 거리보다 작거나, 크도록 시차 배리어의 이미지를 형성함으로써, 두 개의 뷰잉 윈도우(13 및 14) 사이의 각 구분(angular separation)을 증가시키거나 감소시킬 수 있다. 시차 배리어(3)의 이미지(36)는 원래 시차 배리어(3)과 비교하여 확대될 수도, 확대되지 않을 수도 있다.
도 17은 디스플레이(34)를 도시하는데, 여기서 시차 배리어 배열의 이미지(36)의 투과성 개구들(37)이 이미지 디스플레이 층(4)의 픽셀들과 실질적으로 수평하게(laterally) 정렬되어 대칭 뷰잉 윈도우들이 생성되도록 그 배열(35)의 각각의 수정체 렌즈는 수평하게 위치된다. 렌즈 배열을 적절히 수평하게 위치시킴으로써, 개구들(37)이 원래의 시차 배리어의 개구들(10)에 대해 수평하게 오프셋되는 시차 배리어 배열의 이미지(36)를 생성할 수 있다. 그 시차 배리어의 이미지(36)는 도 8a를 참조하여 상술된 유형의 오배열된 배리어가 될 것이고, 따라서 상이한 각 크기를 갖는 뷰잉 윈도우들을 유발할 것이다. 그러므로 도 17에서 도시된 이 기술은 본 발명을 수행하는데 사용될 수 있다.
대안적으로, 도 17의 실시예는 상술된 바와 같이 상이한 폭의 비대칭적인 인터레이싱이나 픽셀들을 사용함으로써 두 이미지가 수평 방향에서 상이한 디스플레이 폭을 가지고 디스플레이되는 디스플레이에 적용될 수 있다. 이러한 경우에 렌즈 배열은 시차 배리어의 오배열된 이미지를 생성할 필요가 있다.
이러한 실시예의 다른 장점은, 배리어가 이미지 디스플레이 층에 인접한 경우에 오배열된 배리어가 보다 기하학적으로 비대칭이 될 것이라는 점이다. 시차 배리어를 이미지 디스플레이 층에 인접하게 위치시키는 것은 일반적으로 어려운 일이지만, 시차 배리어의 이미지를 이미지 디스플레이 층에 인접하게 위치시키는데 도 17의 재-이미징 방법(re-imaging method)이 사용될 수 있고, 그 결과 시차 배리어와 이미지 디스플레이 층 간의 유효 거리(effective separation)가 감소될 수 있다.
도 17의 기법은 도 1에 도시된 일반적인 유형의 전방위 배리어 디스플레이에도 적용될 수 있다. 이러한 경우에는, 픽셀처리 이미지 디스플레이 층(4)의 이미지를 생성하도록 수정체 렌즈 배열이 제공될 것이고, 비대칭 렌즈들의 배열을 사용함으로써 픽셀처리 이미지 디스플레이 층의 이미지와 시차 배리어 간의 오배열을 다시 생성할 수 있고, 그 결과 상이한 각 크기들을 갖는 뷰잉 윈도우들을 유발할 것이다. (비대칭 뷰잉 윈도우들을 얻기 위해 도 17의 기법이 사용되는 경우에는, 뷰 각 구분(view angle separation)을 변경하기 위해, 시차 배리어와 이미지 디스플레이 층 간의 거리를 상이하게 할 수 있으나, 대안적으로 뷰 각도 구분에 변경이 발생하지 않도록, 시차 배리어의 이미지와 이미지 디스플레이 층 간의 (또는 시차 배리어와 이미지 디스플레이 층의 이미지 간의) 거리가 시차 배리어와 이미지 디스플레이 층 간의 거리와 동일하게 될 수도 있다.)
도 18은 비대칭 뷰잉 윈도우들을 생성할 수 있는 본 발명의 다중-시각 지향성 디스플레이(34')를 도시한다. 디스플레이(34')는 일반적으로 도 17의 디스플레이(34)에 대응되며, 도 18과 도 17의 차이점들만이 여기서 설명될 것이다.
도 18의 디스플레이(34')에서, 촬상 수단은 그 촬상 수단의 각각의 요소에 대하여 촬상 배율(imaging power)이 일정하지 않다는 점에서 비대칭이다. 도 18에 도시된 특정한 촬상 수단에 있어서, 촬상 수단은 비대칭 렌즈를 갖는 렌즈 배열(35)이다. 각각의 렌즈는 긴 초점거리를 갖는 부분(35a) 및 짧은 초점거리를 갖는 부분(35b)을 포함하며, 그 두 부분(35a 및 35b)은, 예를 들어, 도 18에 도시된 것과 같이 렌즈의 맞은 편에 있을 수 있다. 그 결과, 렌즈 배열(35)은 시차 배리어의 두 이미지를 생성할 수 있다. 시차 배리어의 제1 이미지(36a)는 렌즈 배열의 긴 초점거리를 갖는 렌즈들의 부분들(35a)에 의해 생성된다. 시차 배리어의 제2 이미지(36b)는 렌즈 배열의 짧은 초점거리를 갖는 렌즈들의 부분들(35b)에 의해 형성되며, 따라서 시차 배리어의 제2 이미지(36b)는 시차 배리어의 제1 이미지(36a)와 렌즈 배열(35) 사이에 위치한다. 시차 배리어의 두 이미지(36a 및 36b)는 서로에 대해 수평하게 배열된다. 나아가, 그 두 이미지는 실질적으로 서로 동일한 크기를 갖는다.
두 이미지는 이미지 디스플레이 층 상에서 인터레이스 방식으로 디스플레이되며, 도 18은 픽셀 컬럼들(C1, C3, C5) 상에 디스플레이된 왼쪽 눈 이미지 및 픽셀 컬럼들(C2, C4, C6) 상에 디스플레이된 오른쪽 눈 이미지를 도시한다. 왼쪽 눈 이미지를 디스플레이하는 픽셀 컬럼은, 렌즈들의 짧은 초점 거리 영역들(35b)을 통과한 빛으로 조사되는 반면, 오른쪽 눈 이미지를 디스플레이하는 픽셀 컬럼은, 렌즈들의 긴 초점 거리 영역들(35a)을 통과한 빛으로 조사된다. 이미지 디스플레이 층(4)과 시차 배리어의 이미지 간의 거리(separation)는 따라서 왼쪽 눈 이미지와 오른쪽 눈 이미지 간에 서로 다르다. 왼쪽 눈 이미지에 대한 거리(SL)는 시차 배리어의 짧은 초점 거리 이미지(36b)와 이미지 디스플레이 층(4) 간의 거리와 동일하나, 오른쪽 눈 이미지에 대한 거리(SR)는 시차 배리어의 긴 초점 거리 이미지(36a)와 이미지 디스플레이 층(4) 간의 거리이고, 그 결과 SL > SR 이다. 따라서 오른쪽 눈 이미지에 대한 뷰잉 윈도우(13)는 왼쪽 눈 이미지에 대한 뷰잉 윈도우(14)보다 큰 각 크기를 갖는다.
도 5a1 내지 도 16b를 참조하여 설명된 실시예들은, 시차 광학계(3)가 이미지 디스플레이 층(4)과 관찰자 사이에 배치되는 전방위 배리어 디스플레이들이었다. 도 5a1 내지 도 16b의 실시예들은 대안적으로 시차 광학계가 광원과 이미지 디스플레이 층(4) 사이에 배치되는 후방위 배리어 디스플레이들에 적용될 수도 있다.
상기 설명된 실시예들에 있어서, 시차 광학계는 불투명 영역들(11)에 의해 분리된 투과성 슬릿들(10)을 갖는 시차 배리어에 의해 형성되었다. 그러나 본 발명이 이러한 특정 시차 광학계로 한정되지는 않는다. 예를 들어, 바람직한 실시예들에서 도시된 시차 배리어들 대신에 수정체 배리어가 사용될 수도 있다.
상기 설명된 디스플레이들에 있어서, 시차 배리어(3 및 3')는 수동 배리어(passive barrier)로서, 즉 고정된 투명 영역들과 고정된 불투명 영역들을 갖는 구성요소로서 구현될 수 있다. 시차 배리어는 대안적으로 어드레스 가능한 공간 광 변조기, 예를 들면 액정 공간 광 변조기(liquid crystal spatial light modulator)로서 구현될 수 있는데, 이는 원하는 시차 배리어를 제공하기 위해 투명 또는 불투명하게 되도록 어드레싱되는 공간 광 변조기의 부분들을 갖는다. 어드레스 가능한 공간 광 변조기를 사용함으로써, 공간 광 변조기를 그 전체 영역에 걸쳐 투명하게 만들어서 시차 배리어가 디스에이블되도록 할 수 있다. 시차 배리어의 디스에이블은 디스플레이로 하여금, 이미지 디스플레이 층 상에 하나의 이미지가 디스플레이되는 전통적인 2차원 디스플레이 모드에서 동작하도록 한다.
상기 설명된 실시예들에서 이미지 디스플레이 장치(2) 내의 이미지 디스플레이 층(4)은 액정 층이다. 그러나 본 발명이 이러한 특정 이미지 디스플레이 장치로 제한되는 것은 아니다. 대체로 임의의 투과성 픽셀처리 디스플레이 장치는 전방위 배리어 및 후방위 배리어 디스플레이에서 이미지 디스플레이 장치(2)로서 사용될 수 있다. 나아가 전방위 배리어 디스플레이의 경우에 있어서, 유기 발광 디스플레이(organic light-emitting device; OLED)와 같은 발광 디스플레이 장치, 플라즈마 디스플레이, 또는 다른 유사한 디스플레이가 사용될 수 있다.
본 발명에 의해 얻어지는 장점은, 자동차 내의 모든 승객들은 동일한 이미지를 보게 되는데 비하여, 운전자만이 운전자 이미지를 보게 된다는 것이다.
본 발명에 따른 디스플레이의 다른 이점은 디스플레이가 두 개의 이미지들에 대응하는 두 개의 윈도우들이 동일한 각 크기를 갖는 대칭적 디스플레이 모드 또는 두 개의 윈도우들이 서로 다른 각 크기를 갖는 비대칭적 디스플레이 모드로 구동될 수 있다는 것이다.
본 발명의 또 다른 장점은, 배리어가 이미지 디스플레이 층에 인접한 경우에 오배열된 배리어가 보다 기하학적으로 비대칭이 될 것이라는 점이다. 시차 배리어를 이미지 디스플레이 층에 인접하게 위치시키는 것은 일반적으로 어려운 일이지만, 시차 배리어의 이미지를 이미지 디스플레이 층에 인접하게 위치시키는데 재-이미징 방법이 사용될 수 있고, 그 결과 시차 배리어와 이미지 디스플레이 층 간의 유효 거리가 감소될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예가 앞에서 설명되었지만, 이들은 단지 예시의 목적으로 설명된 것일 뿐 제한을 하려는 것은 아니라는 점이 이해되어야 한다. 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않고 형태나 세부사항에서 다양한 변화가 가해질 수 있다는 점은 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명의 폭과 범위는 전술된 예시적인 실시예들에 의해 제한되어서는 아니되며, 단지 다음의 특허청구범위와 그들의 균등범위에 따라서만 정의되어야 한다.

Claims (27)

  1. 제1 방향을 따라서 제1 이미지를 표시하고, 상기 제1 방향과는 다른 제2 방향을 따라서 제2 이미지를 표시하기 위한 다중-시각 지향성 디스플레이에 있어서,
    상기 디스플레이는 상기 제1 및 제2 이미지를 표시하기 위한 이미지 디스플레이 장치와,
    상기 제1 방향을 따라 상기 제1 이미지를 지향시키고, 상기 제2 방향을 따라 상기 제2 이미지를 지향시키기 위한 시차 광학계를 포함하고,
    상기 디스플레이는 상기 제1 이미지의 각 크기가 상기 제2 이미지의 각 크기와 다르도록 상기 제1 및 제2 이미지를 표시하도록 된 것을 특징으로 하는 디스플레이.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 이미지의 표시와 연관된 상기 이미지 디스플레이 장치 영역의 폭은 상기 제2 이미지의 표시와 연관된 상기 이미지 디스플레이 장치 영역의 폭과는 다른 것을 특징으로 하는 디스플레이.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이미지 디스플레이 장치 상에 인터레이스 이미지들(interlaced images)로서 상기 제1 및 제2 이미지를 표시하기 위한 인터레이스 구동 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이미지 디스플레이 장치는 픽셀 처리된 이미지 디스플레이 장치를 포함하고,
    상기 제1 이미지는 하나 이상의 제1 픽셀 컬럼으로서 표시되며, 상기 제2 이미지는 하나 이상의 제2 픽셀 컬럼으로서 표시되는 것을 특징으로 하는 디스플레이.
  6. 제5항에 있어서,
    제1 픽셀 컬럼으로부터의 소정 픽셀의 표시 폭은 제2 픽셀 컬럼으로부터의 소정 픽셀의 표시 폭과는 다른 것을 특징으로 하는 디스플레이.
  7. 제5항에 있어서,
    제1 픽셀 컬럼으로부터의 소정 픽셀의 종횡 비(aspect ratio)는 제2 픽셀 컬럼으로부터의 대응하는 픽셀의 종횡 비와 다른 것을 특징으로 하는 디스플레이.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제1 이미지는 M개의 제1 픽셀들로서 표시되며, 상기 제2 이미지는 N개의 제2 픽셀 컬럼들로서 표시되며, 여기서 N ≠ M인 것을 특징으로 하는 디스플레이.
  9. 제8항에 있어서,
    제1 픽셀 컬럼으로부터의 소정 픽셀의 표시 폭은 실질상 제2 픽셀 컬럼으로부터의 소정 픽셀의 표시 폭과 동일한 것을 특징으로 하는 디스플레이.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 시차 광학계는 시차 배리어(parallax barrier)이며, 상기 제1 이미지에 대해 투과성인 상기 배리어 영역의 면적은 상기 제2 이미지에 대해 투과성인 상기 배리어 영역의 면적과는 다른 것을 특징으로 하는 디스플레이.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 배리어는 상기 제1 및 제2 이미지를 투과시키기 위한 하나 이상의 개구를 가지며, 상기 제1 이미지에 대한 각각의 개구의 투과 영역은 상기 제2 이미지에 대한 각각의 개구의 투과 영역과는 다른 것을 특징으로 하는 디스플레이.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 각각의 개구의 일 부분의 투과 스펙트럼은 상기 각각의 개구의 다른 부 분의 투과 스펙트럼과는 다른 것을 특징으로 하는 디스플레이.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 각각의 개구의 일 부분은 상기 제1 및 제2 이미지를 투과하고, 상기 각각의 개구의 다른 부분은 실질상 상기 제1 및 제2 이미지 중 하나를 차단하고, 상기 제1 및 제2 이미지 중 다른 하나를 투과시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이.
  14. 제1항에 있어서,
    사용 중에, 상기 제2 이미지를 확산시키는 양과는 다른 양만큼 상기 제1 이미지를 확산시키는 적어도 하나의 확산기를 더 포함함으로써, 상기 제1 이미지의 각 크기는 상기 제2 이미지의 각 크기와는 다른 것을 특징으로 하는 디스플레이.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 확산기는 상기 제1 이미지를 확산하기 위한 하나 이상의 제1 확산 영역과 상기 제2 이미지를 확산하기 위한 하나 이상의 제2 확산 영역을 포함하며,
    상기 제1 영역들의 확산 강도는 상기 제2 영역들의 확산 강도보다 큰 것을 특징으로 하는 디스플레이.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 시차 광학계는 시차 배리어이며,
    상기 제1 이미지에 대해 투과성인 상기 배리어 영역의 확산 강도는 상기 제2 이미지에 대해 투과성인 상기 배리어 영역의 확산 강도와는 다른 것을 특징으로 하는 디스플레이.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 시차 광학계는 상기 이미지 디스플레이와 측 방향으로 오정렬됨으로써, 상기 제1 이미지의 각 크기는 상기 제2 이미지의 각 크기와는 다른 것을 특징으로 하는 디스플레이.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 시차 광학계 또는 상기 이미지 디스플레이 장치 중 하나와는 측 방향으로 오프셋되어 있는 상기 시차 광학계 또는 상기 이미지 디스플레이 장치 중 다른 하나의 이미지를 형성하기 위한 촬상 수단(imaging means)을 포함함으로써, 상기 제1 이미지의 각 크기는 상기 제2 이미지의 각 크기와는 다른 것을 특징으로 하는 디스플레이.
  19. 제1항에 있어서,
    사용 중에, 상기 디스플레이에 의해 표시된 상기 제1 이미지는 상기 디스플레이에 의해 표시된 상기 제2 이미지와 중첩되지 않는 것을 특징으로 하는 디스플레이.
  20. 제1항에 있어서,
    사용 중에, 상기 디스플레이에 의해 표시된 상기 제1 이미지는 상기 디스플레이에 의해 표시된 상기 제2 이미지로부터 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이.
  21. 제1항에 있어서,
    제3 방향을 따라 제3 이미지를 더 표시하도록 되고,
    상기 제3 방향은 상기 제1 및 제2 방향에 의해 규정된 평면에 놓이지 않는 것을 특징으로 하는 디스플레이.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 배리어는 어드레스 가능한 공간 광 변조기(addressable spatial light modulator)를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이.
  23. 제1항에 있어서,
    상기 배리어는 상기 이미지 디스플레이 장치에 대해 이동 가능한 것을 특징으로 하는 디스플레이.
  24. 제1항에 있어서,
    상기 시차 광학계는 디스에이블 가능한 것을 특징으로 하는 디스플레이.
  25. 제1항에 있어서,
    상기 이미지 디스플레이 장치는 액정 디스플레이 장치인 것을 특징으로 하는 디스플레이.
  26. 제1항에 기재된 다중 시각 지향성 디스플레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동-입체적인 디스플레이 장치(autostereoscopic display apparatus).
  27. 제1항에 기재된 다중 시각 지향성 디스플레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중-시각 디스플레이 장치(dual view display apparatus).
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