JP2007183646A - 高解像度のフィールド順次オートステレオスコピックディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高解像度のフィールド順次オートステレオスコピックディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】 イメージをディスプレイするディスプレイ成分からなるディスプレイパネルと、ディスプレイパネルからの信号を人の両眼に対する方向性信号として出力するレンチキューラアレイと、レンチキューラアレイと平行に整列され、レンチキューラアレイ出力を位相交互になった信号として出力する異方性素子と、ディスプレイパネルのイメージ更新速度によって、異方性素子の出力位相をスイッチングする偏光スイッチと、偏光スイッチの出力信号の位相のうち一定の位相の信号のみを出力させる二次偏光子と、を備えるオートステレオスコピック順次フィールドディスプレイ装置である。これにより、眼鏡なしに見られるフル解像度のステレオスコピックイメージを提供でき、一般的な低コストのＴＮ ＬＣＤパネルを利用して左右イメージ間のクロストーク及び点滅の深刻な増加のないオートステレオスコピックディスプレイを提供しうる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、大体ＴＶに使用する平面パネルの形態で形成されたオートステレオスコピックディスプレイ装置に関する。

イメージ解像度は、電子イメージングにおいて、最も重要な特性のうち一つであるが、オートステレオスコピック（複合視差知覚方式）イメージングに対して、従来の方法が平面パネルを利用して適用される時にビデオ解像度が問題になる。

従来の方法では、ＬＣＤパネルのバックライトの薄い縞のアレイ、視差障壁、または機械的に位置が調整されるレンチキューラレンズを利用して、ステレオ対である左右イメージのビューイングを分離させることによって、見る人の左眼及び右眼による左右イメージの選択的なビューイングを提供した。

通常、ステレオ対である二つのイメージは、同じイメージパネルの異なるカラムの集合上にディスプレイされる。例えば、左側イメージは、奇数カラム上にディスプレイされ、右側イメージは、偶数カラム上にディスプレイされる。左側及び右側イメージが何れも同じパネルにディスプレイされるため、各イメージの解像度は、パネル解像度の１／２以下になる。

ステレオスコピック（両眼視差方式）イメージの解像度を元来のパネル解像度と同一にするのには、２つの方法がある。そのうち一つの方法が、最大解像度の左及び右イメージを順次にディスプレイするのに使われる。この方法の実際実施形態については、特許文献１、２の図３３、特許文献３及び４に開示されている。見る人の両眼がブラックスクリーンのみを周期的に見るため、この方法は、パネルスピードに厳格な必要要件を賦課する。イメージングパネルの低フレームレートは、イメージ点滅を誘発する。点滅を避けるために、パネルリフレッシュレートは、約１００〜１２０Ｈｚ以上でなければならない。一フレームでディスプレイパネルの同じピクセル集合が左側イメージをディスプレイし、次のフレームで右側イメージをディスプレイするという事実は、パネル応答時間に対する厳格な要件を誘発する。長い応答時間が高いクロストークをもたらす、すなわち、右眼が左側イメージを見、左眼が右側イメージを見る。左側イメージと右側イメージとの間のクロストークを減らすために、イメージ持続性がフレーム周期よりはるかに小さくなければならない。残余クロストークは、ステレオスコピックイメージに対する認識を顕著に低下させうる。ＴＮ（Ｔｗｉｓｔ Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶に基づく現在のＬＣＤ技術は、短い持続性を支援しないため、特許文献２は、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏ−Ｅｌｅｃｔｒｃ Ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ、強誘電体液晶）に基づくパネルの使用を勧誘している。しかし、不幸にも大型サイズのＦＬＣパネルは、高い製造コストによって、まだ生産されていない。

特許文献５の図８、特許文献６、７に開示された高解像度ステレオスコピックイメージをディスプレイする他の方法は、低解像度のインターレースイメージの相補対を順次にディスプレイする時に適用される。最大解像度の半分の解像度で順次にディスプレイされる二つのインターレース走査イメージは、人間の視力の持続性のために高解像度イメージとして認知される。例えば、左側あるいは右側イメージの奇数カラムが相応する偶数カラムと共に順次にディスプレイされうるので、高解像度イメージとして認知されうる。このようなステレオスコピックイメージのディスプレイ方法は、パネルのフレームレートにあまり敏感でないが、その理由は、いずれの時点でも左眼及び右眼が何れもスクリーン上のイメージを見るためである。インターレース走査イメージは、ＮＴＳＣ及びＰＡＬＴＶシステムのように、それぞれそれに相応する６０Ｈｚ及び５０ＨＺのフィールド周波数でも結構に見られる。

既存のオートステレオスコピックディスプレイを通じて奇数及び偶数カラムを順次にディスプレイするためには、左側及び右側イメージは、ＬＣＤパネルの同じ集合に送られねばならない。例えば、左側イメージの奇数カラムをディスプレイするためには、その左側イメージは、ディスプレイパネルの奇数カラムに対して指定されるが、次の周期で左側イメージの偶数カラムをディスプレイするために、パネルカラムが転換されてパネルの同じ奇数カラムが右側イメージをディスプレイする。しかし、パネルの有限応答時間のために、奇数カラムでの左側及び右側イメージは、直ちに変わることができず、これが左眼によって右側イメージを見させ、右眼によって左側イメージを見させる結果をもたらす。通常、“クロストーク”と呼ばれるかかる所望しない現象がステレオスコピックイメージの画質を明確に低下させる。

現在の順次的なオートステレオスコピック技術のさらに他の問題は、ＬＣＤパネル上のグラフィックデータがパネル全体で直ちに更新されないという事実にある。すなわち、グラフィックデータは、ＬＣＤパネル上でライン単位で更新されるので、通常のようにバックライトがＣＷモードで動作する場合、クロストークの付加的な原因となる。

パネルの不十分な速度は、第一の場合のように、大きい画質の低下を起こさない。すなわち、パネルの不十分な速度は、精密細部事項の色対比を減少させるが、左側イメージと右側イメージとの間のクロストークを起こさない。

最近の高速応答ＬＣＤパネルの開発は、低解像度を有する二つのイメージフィールドの時間多重化を利用して、最大パネル解像度を有するステレオスコピックイメージをディスプレイする新たな機会を開いている。フレーム順次ディスプレイを支援するために、選択的ビューイングを提供する手段が、少なくとも二つの状態の間でスイッチできなければならない。例えば、特許文献６に、スイッチされるバックライトを有するフィールド順次オートステレオスコピックディスプレイが開示される。ここで、３Ｄディスプレイは、方向性バックライト、後位レンチキューラプレート、及び液晶パネルを備え、例えば、６０〜１２０Ｈｚのように、点滅がまれなビューイングのために必要になるものより少なくとも２倍以上高いリフレッシュレートでグラフィック情報を更新しうる。バックライトは、少なくとも二つの個別光源を含むか、またはスイッチ可能なダイアフラムを有する単一光源が構成されて、光源の効率的な水平位置をグラフィックデータリフレッシュに合せてスイッチ可能にする。可視領域の位置は、光源の位置によって決定されるので、見る人のそれぞれの眼は、異なるピクセル集合でディスプレイされるイメージを順次に認識できて、最大解像度イメージを見る。前記技術は、一般的な拡散型バックライトよりサイズがさらに大きく、製造工程がさらに複雑な方向性バックライトに基づくディスプレイ問題に対するソリューションを提示する。拡散バックライトを利用するソリューションの例が、特許文献７に開示される。そのソリューションでは、平面パネル、前面視差障壁（ＰＢ：Ｐａｒａｌｌａｘ Ｂａｒｒｉｅｒ）、及び見る人とＰＢとの間に位置する偏光子を利用する。偏光子は、ディスプレイパネルとＰＢとの視覚的位置を周期的に変えることによって、３Ｄモードディスプレイの可能な解像度を倍加させる。このソリューションの短所は、大型偏光子の高いコストとＰＢでの深刻な光損失とにある。

拡散型バックライトを利用する他のソリューションの例は、特許文献２の図３３に開示されている。このソリューションは、高速ＬＣＤパネルのバックライトとして使われるスイッチ可能な方向性光源を利用する。方向性光源は、拡散バックライト、電気的アドレス指定可能な空間光変調器（ＳＬＭ：Ｓｐａｔｉａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）及びレンチキューラレンズアレイから形成される。

前記ディスプレイで、左側及び右側イメージは、フレーム順次方式でディスプレイされるため、それぞれの眼が交差されるブラックスクリーンと該左側及び右側イメージからなるそのシーケンスとを受ける。点滅を避けるために、ディスプレイパネルのフレームレートは、少なくとも１００〜１２０Ｈｚとならなければならない。従来の技術のさらに他の問題は、通常的なＴＦＴ−ＬＣＤパネルが次のような理由によって前記構造を有するディスプレイに直ちに適用されることができないという点である。すなわち、ＴＦＴ−ＬＣＤパネルは、左側及び右側イメージが順次に入力されるように制御されるが、実際には、順次的ディスプレイがなされない。ＬＣＤスクリーン上のイメージは、ほぼ全フレーム周期中にライン単位でリフレッシュされ、連続されるイメージの異なる二つの部分のほとんどが同時にスクリーン上にディスプレイされつつ、図面に示されたようにスクリーンを共有する。例えば、スクリーンの上段が左側イメージをディスプレイする間に、スクリーンの下段は右側イメージをディスプレイする。図面は、リフレッシュ周期Ｔの相異なる時点でサンプリングされたＬＣＤパネルの状態を示す。記述されたデータリフレッシュ方法は、ＳＬＭスイッチが全体的な方向性バックライトの極性を瞬く間にスイッチする時、深刻なクロストークを起こしうる。他の問題は、ＳＬＭスイッチングの有限な速度であって、これもまたクロストークを誘発する。クロストークの第３の源泉は、ＬＣＤパネルをイメージングするセルの有限なスイッチング速度にある。前記最後の二種類のクロストークは、スイッチングプロセスの不十分な速度によって現れるので、これらを動的クロストークと称す。前述した問題を解くために、従来のディスプレイは、ＦＬＣ（強誘電体液晶）タイプのイメージングパネル及び最高速ＬＣ装置のようなＦＬＣタイプのＳＬＭに基づく。やはり、ＦＬＣに基づく大型サイズの極性スイッチの値段は、過度に高い。一方、ＴＮタイプの液晶に基づく高速ＬＣＤパネルの最近の進歩は、近い将来に順次的オートステレオスコピックディスプレイに対する新たな機会を開いている。高解像度オートステレオスコピックディスプレイで、スイッチング時間がＬＣＤパネルのフレーム周期と較べられる通常のＬＣ材料使用に基づく低いイメージング及びスイッチングＬＣパネルを活用するための方法を探すことが要望される。

図１は、特許文献５の図８に記載された技術を簡略に例示した図面である。バックライトユニット（図示せず）が平面１２に配置された奇数ラインと偶数ラインとの明るい垂直ラインとして形状化された２セットの二次光源を交互に発生し、ＬＣＤパネルのリフレッシュングに同期して、奇数ラインから偶数ラインに、そして偶数ラインから奇数ラインらにスイッチングされうると前提する。それぞれのラインは、ランベルト光源として作用する。ＬＣＤパネル１１は、光源らから所定距離ほど離隔され、視野面１３にステレオスコピックビューイング領域を提供する。

所定周期中にＬＣＤパネル１１は、図１Ａに示したように、Ｒ及びＬとして交互に登載された左及び右イメージの奇数カラムをディスプレイする。ＬＣＤセルは、奇数光源（偶数ラインは、‘オフ’になる）から出た光を変調して、見る人の右眼には、右側イメージカラムを通過する光のみが受光され、左眼には、左側イメージカラムを通過する光のみを受光させることによって、ステレオスコピック認知を行う。次の周期中に（図１Ｂ）、前記右側イメージをディスプレイしたカラムが左側イメージに対して活用され、また、その逆の場合も成立される。これら新たなグラフィックデータは、半分解像度である左及び右側イメージの偶数カラムを表す。光源もやはり、これから偶数ラインがオンになり、奇数ラインは、オフになるようにスイッチされる。見る人は、偶数ラインからの光が偶数ラインから左及び右カラムによって変調された光を見て、そのラインの位置は、前記フレームでの自身の位置と交差する。人間視力の残続性によって、順次に見られる奇数及び偶数半分の解像度フィールドは、一つのフル解像度ステレオスコピックイメージとして認識される。

ＴＮ ＬＣＤの有限な応答時間のために、カラムでの左及び右イメージが直ちに変わられず、これが左眼で右側イメージを見させ、右眼で左側イメージを見させる。かかる所望しない現象を通常“クロストーク（漏話）”と称し、明確にステレオスコピックイメージの品質を低下させる。

従来の技術のさらに他の問題は、ＬＣＤパネル上のグラフィックデータが全体パネル上で直ちに更新されないという事実にある。それは、ライン別に更新することによって、通常的に、バックライトがＣＷモードで作動する時にクロストークの追加的な源泉を作る。
米国特許第５，４６５，１７５号公報 米国特許第６，０６９，６５０号公報 米国特許第６，０１４，１６４号公報 日本特許公開第２００１−６６５４７号公報 米国特許第５，６０６，４５５号公報 米国特許第４，４５７，５７４号公報 日本特許公開第２００４−３２５４９４号公報 日本特許公開平成９−１５９９７１号公報 米国特許第２００１／０００５２８４号公報 欧州特許第１０６７８０５号公報

本発明の目的は、高解像度オートステレオスコピックディスプレイのための低コストのソリューションとして、点滅現象を減らし、パネルの不十分な応答時間によって引き起こされた左側イメージと右側イメージとのクロストーク及び、ＬＣＤパネルでグラフィックデータのライン単位更新によって引き起こされるクロストークを減らすためのオートステレオスコピックディスプレイ装置を提供することである。

本発明の目的は、高解像度のオートステレオスコピック順次フィールドディスプレイ装置を提供することであって、前記装置の構成は、イメージをディスプレイするディスプレイ成分からなるディスプレイパネルと、前記ディスプレイパネルからの信号を人の両眼に対する方向性信号として出力するレンチキューラアレイと、前記レンチキューラアレイと平行に整列され、レンチキューラアレイ出力を位相交互になった信号として出力する異方性素子と、ディスプレイパネルのイメージ更新速度によって、前記異方性素子の出力位相をスイッチングする偏光スイッチと、前記偏光スイッチの出力信号の位相のうち一定の位相の信号のみを出力させる二次偏光子と、を備える。

前記速い応答のディスプレイパネルは、バックライトユニットが備えられたＬＣＤパネルを備え、ＬＣＤパネルから出力される光のうち一定の位相の光のみを通過させる第１偏光子を備える。

前記第１偏光子と前記二次偏光子とは、相互平行であるか、または９０度で交差された透過特性を示す。

前記異方性素子は、マイクロ遅延器プレートを備える。

前記マイクロ遅延器プレートは、半波長遅延及びゼロ（０）遅延が交互に生じる同じ幅の棒領域を備え、前記偏光スイッチは、前記マイクロ遅延器プレートの出力位相を他の残りの状態でスイッチングする。

前記レンチキューラアレイは、前記ディスプレイパネルのディスプレイ要素のラインと平行に整列され、一アレイごとに前記一ラインのディスプレイ要素を２個ずつカバーするレンチキューラレンズから形成される。

前記マイクロ遅延器プレートの前記棒領域の幅は、前記レンチキューラレンズ幅の半分に該当する。

前記オートステレオスコピックディスプレイ装置は、前記ディスプレイパネルにイメージ信号を提供するディスプレイ制御器をさらに備える。

前記オートステレオスコピックディスプレイ装置は、前記偏光スイッチをスイッチング制御する偏光スイッチ制御器をさらに備える。

前記偏光スイッチ制御器は、前記ディスプレイ制御器から提供されたディスプレイリフレッシュレートの１／２の速度で前記偏光スイッチをスイッチングする。

本発明によるオートステレオスコピックディスプレイを通じて、眼鏡なしに見られるフル解像度のステレオスコピックイメージを提供でき、一般的な低コストのＴＮ ＬＣＤパネルを利用して左右イメージ間のクロストーク及び点滅の深刻な増加のないオートステレオスコピックディスプレイを提供しうる。

以下、添付された図面を参照して本発明を詳細に説明する。図面及びそれに対応する説明で、同じ参照符号は、同じ構成要素を表す。

図２は、本発明のオートステレオスコピックディスプレイ装置を概略的に分解した図面である。

図２の高解像度オートステレオスコピックディスプレイ装置は、ＬＣＤパネルでありうるディスプレイパネル２１、ＬＣＤパネルの出力偏光子でありうる第１偏光子２３、レンチキューラ（凸レンズ形態）アレイ２４、例えば、マイクロ遅延器２５のような異方性素子の線形アレイ、偏光スイッチ２６、及び第２偏光子２７を備える。

図３は、図２のオートステレオスコピックディスプレイ装置の平面図である。

ディスプレイパネル２１は、行と列とからなるイメージ素子からなって、イメージをディスプレイする。ディスプレイパネル２１がＬＣＤパネルである場合、一般的にディスプレイパネル２１の裏側にバックライト（図示せず）が付着され、ディスプレイパネル２１のイメージ素子を照らす。バックライト光と共にディスプレイパネル２１にディスプレイされたイメージ信号が伝えられうる。前記イメージ信号は、ディスプレイ制御器２８から発生してディスプレイパネル２１に送られる。

第１偏光子２３は、ディスプレイパネル２１に付着され、ディスプレイパネル２１から出力される一定の位相の光のみを通過（偏光）させる。第１偏光子２３は、ディスプレイパネル２１がＬＣＤパネルである場合、通常ＬＣＤパネルの出力面に付着または併合された状態で与えられる。

レンチキューラアレイ２４は、第１偏光子２３の裏側に位置して、第１偏光子２３から出力される光の方向、すなわち、見る人の左眼または右眼への方向を決定する。レンチキューラアレイ２４の各プレート（または一アレイ）は、複数のレンチキューラレンズからなり、その数は、一レンチキューラレンズが、平行なディスプレイパネル２１上の二つのピクセルをカバーできるように、ディスプレイパネル２１の一ラインにあるピクセル数の半分にならねばならない。各レンズのピッチ半径及びディスプレイピクセルまでの距離（焦点距離に該当）は、一般的な当業者レベルで決定されうる事項である。

マイクロ遅延器（ＭＲ：Ｍｉｃｒｏ Ｒｅｔａｒｄｅｒｓ）２５のような異方性素子の線形アレイは、レンチキューラアレイ２４と並列に整列され、レンチキューラアレイ２４から出る光を位相交互にして出力する。

第２偏光スイッチ２６は、マイクロ遅延器２５から出る光の偏光状態を反転させる。第２偏光スイッチ２６のスイッチングは、偏光スイッチ制御器２９によって行われる。偏光スイッチ制御器２９は、ディスプレイ制御器２８からイメージデータリフレッシュレートによる同期パルスを受信して、そのリフレッシュ周波数の１／２の周波数として（図面で）連結された分極の極性を変えることによって偏光スイッチングを制御する。

第２偏光子２７は、第１偏光子２３の出力状態と同じであるか、または９０度で交差する状態の光を出力する。

本発明のディスプレイ装置と関連して、ディスプレイ制御器２８は、グラフィック信号（イメージ信号）をディスプレイパネル２１に送り、１２０Ｈｚのようにイメージ点滅を避けるのに必須的な周波数より少なくとも２倍さらに高い更新率としてグラフィックデータを更新しうる。また、偏光スイッチ制御器２９に同期パルスを伝送して、更新周波数の半分の周波数として偏光スイッチをオン及びオフにさせて同期されたスイッチングを可能にする。全ての平面上の構成要素は、図３の平面図に示されたように、平たいパネルの形態にサンドイッチされており、ディスプレイ素子のカラム、レンチキューラアレイ及び異方性素子の線形アレイは、並列に整列される。
第１及び第２偏光子２３，２７が平行であり、選択された偏光方向が垂直であると前提しうる。マイクロ遅延器２５は、ストライプ状の複屈折棒からなり、各棒の幅は、レンチキューラアレイ２４のピッチの半分と同じである。棒の数Ｎは、高解像度イメージに適用される要件によって変わりうる。最も簡単な場合、棒の遅延性は、中心波長より半波長先んずるか、または半波長遅延され（図面で、斜線で示される）、他の棒の遅延性は０、すなわち、該当領域が等方性を帯びる（図面で、透明に示される）。

例えば、５個のセクションからなるＭＲ２６及び偏光スイッチ２７の使用がクロストークを１１％まで低める。棒は、ディスプレイパネルの行と平行に整列され、各棒部分に対応するディスプレイ部分を制御する。セクションの数は、５〜１０からパネルの行数と同じ数（例えば、１０２４）まで多様にありうる。行は、垂直方向だけでなく、水平方向にも位置されうるということが分からねばならない。さらに広い視野角内でさらなるコントラストを提供するために、通常電気的に制御可能なＭＲ２６と共に動作される偏光スイッチ２７は、最初の状態の遅延値から、複屈折棒の遅延と逆になる遅延値にスイッチングされることが望ましい。

図４Ａ及び図４Ｂは、偏光スイッチの各スイッチング状態による本発明のディスプレイ装置のディスプレイ動作を示す図面である。

図４Ａを参照すれば、所定時点で偏光スイッチ（ＰＳ）２６の一セクションがオフとなり、図５Ａの５３のように、イメージがディスプレイパネルでステレオ対である左右イメージに属するピクセルの交差カラムの形態でディスプレイされる。ＬＣＤパネル２１の各ピクセルは、垂直の極性を有する偏光を放出する。レンチキューラレンズ２４の全ての右側部分（図面で、上段の部分）は、半波長遅延器のようなＭＲ２６で覆われているため、垂直偏光ビームは、レンズの右側部分を通過しつつその極性を水平に変え、第２偏光子２７によって遮断される。これは、各レンズの右側部分が見る人に、図５Ｂの５５のように黒い垂直ラインに見えることを意味する。それと同時に、レンチキューラアレイ２４の各レンズの左側部分（図面の下段）を通過する光は、マイクロ遅延器２６プレートの等方性ストライプを通過しつつ自身の垂直分極を維持し、第２偏光子２７によって遮断されない。左側イメージをディスプレイする奇数カラムと右側イメージをディスプレイする偶数カラムとから出る光ビームは、可視領域内の異なる地点に向けるため、見る人は、左側イメージを左眼で、右側イメージを右眼で見て、それにより、ステレオスコピック感覚を認知できる。ディスプレイされる周期中に最初の半分の間に、左右イメージは、レンチキューラアレイ２４の各レンズの左側半分を通じてパネル解像度の半分にディスプレイされる。実際に、この最初の半分の周期の間に、左右イメージのうち奇数カラムのみがディスプレイされる。

前述した状況は、フレームレートによってイメージングパネルの一更新周期、すなわち、１／５０で１／１２０秒間持続される。次の周期でのディスプレイ動作が、図４Ｂに示される。

ディスプレイ制御器２８がディスプレイパネル２１に、高解像度イメージの偶数カラムに該当するステレオスコピックイメージの次のフレームを伝送する。それと同時に、ＰＳ制御器２９がＰＳ ２６に制御電圧を印加し、ＰＳ ２６は、入力される光の極性を直交成分に変える。第１及び第２偏光子２３，２７は平行しているため、第２偏光子２７がこれからマイクロ遅延器プレート２５の等方性領域を通過した光を遮断する。これは、見る人の左眼及び右眼がそれぞれのレンチキューラアレイ２４の右側部分を通過する光を見る結果を生み、一方、左側を通過する光は、遮断される結果を生む。前述したように、見る人の左眼及び右眼は、該当する左及び右イメージをディスプレイパネル２１のカラムからのみ光を受光するが、これからは、光がそれぞれのレンズの右側の半分のみを通過する。したがって、周期の後半部で、見る人は、再び半分の解像度のステレオスコピックイメージを見るが、このイメージは、周期の前半部で作用した左側の半分に対してレンズピッチの半分が移動したレンチキューラアレイ２４レンズの右側の半分によってディスプレイされる。更新周期が人間の眼の持続性に比べて短いため、フル解像度の半分で順次ディスプレイされる二つのインターレースフィールドは、フル解像度イメージとして認知される。ＴＮ ＴＦＴパネルの遅い応答が、本発明のオートステレオスコピックディスプレイで動く映画をディスプレイする時と同じ解像度の損失という問題を起こす。量産されたＬＣＤパネルから得られる４ｍｓ、ひいては３ｍｓの応答時間は、解像度の損失を満足するほど少なく発生させる。ブラックの挿入、点滅するバックライトの制御、及びＬＣＤパネルのＯＣＢモードのように、動く映像のための最近のＬＣＤパネルでの成果も、本発明によるディスプレイ機能を向上させる。

図５Ａは、３Ｄイメージをディスプレイするためのグラフィックデータの配列を示す図面である。それぞれの解像度要素が２Ｎ個のカラムで整列されている二つのフル解像度イメージ５１及び５２によって再現されるステレオスコピックイメージは、例えば、異なる（左及び右の）時点から二つの写真またはビデオカメラを通じて撮像されたものでありうる。この二つのイメージはまた、適切なグラフィックソフトウェアパッケージを有するコンピュータを使用してデザインされたものでもありうる。フル解像度でディスプレイされたイメージは、奇偶のフィールドとして再現されねばならない。奇数フィールドは、ステレオ対５３の右側イメージの対応する奇数カラムと共に交互に現れる左側イメージの奇数カラムからなる。偶数フィールドは、ステレオ対５４の右側イメージの対応する偶数カラムと交互に現れる左側イメージの右側カラムからなる。

図５Ｂは、３Ｄイメージのスクリーン上のグラフィックレイアウトを示す図面である。

例えば、前述したディスプレイ周期中で半分の周期中に、奇数フィールド５３がディスプレイされると前提する時、レンチキューラレンズの作用によって、左眼は、左側イメージを再現するカラムからのみ光を受光し、右眼は、ステレオ対の右側イメージを再現するカラムからのみ光を受光する。前述したように、各レンズの半分が遮断されるため、見る人は、奇数カラムがいかなるグラフィック情報も含んでいないブラックからなるディスプレイスクリーン５５を見る。ディスプレイ周期の次の半分の間に、見る人は、左右イメージの偶数カラムのみを見る。フィールド反復レートが人間の眼の持続性よりはるかに高いため、フル解像度の半分で順次ディスプレイされるインターレースフィールドがフル解像度イメージとして認知される。

ディスプレイは、単にコンテンツの配列を変更することによって、２Ｄモードにスイッチされうる。図６Ａは、２Ｄイメージのグラフィックデータの配列を示す図面である。

２Ｄモードへのディスプレイスイッチのために、グラフィックデータは、図６Ａに示したような方式で整列されねばならない。すなわち、半分の解像度を有する奇数フレーム（図６Ａの６２）が２Ｄイメージ６１の倍加された奇数カラムを利用して整列され、偶数フレーム６３は、２Ｄイメージの倍加された偶数カラムを利用して整列されねばならない。

図６Ｂは、２Ｄイメージのスクリーン上のグラフィックデータレイアウトを示す図面である。

２Ｄモードで、見る人の左右両眼がその倍加されたカラムから同じグラフィックデータを受容する。各レンズの半分が前述したように遮断されるため、見る人は、奇数カラムがブラックであるので、何らのグラフィック情報も含んでいないディスプレイスクリーン（図６Ｂの６４）を見る。

マイクロ偏光子プレートの代りに、垂直に長く延びた領域の同じ形状及び位置を有し、等方性領域と交差しつつ入射光の偏光を９０度に移動しうるパターン化された偏光回転子を使用することもある。パターン化された偏光回転子の動作原理は、前述した通りである。

２Ｄや３Ｄディスプレイ動作が単にグラフィックデータコンテンツによって変わるので、ディスプレイされるイメージは、２Ｄ及び３Ｄ部分で構成されて、医学用あるいは科学用３Ｄグラフィックデータを有するものであって、常時テキストを共に含むＣＡＤ ３Ｄイメージのビューイングをさらに自然に提供できる。また、２Ｄ及び３Ｄグラフィックイメージは、医学用画像、コンピュータゲーム、広告及びいかなる種類のコンピュータアプリケーションにも有用でありうる。動く３Ｄグラフィックオブジェクトも、２Ｄ静止イメージや動画と共に提供できる。

本発明は、図面に示した実施形態を参照して説明されたが、それは、例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるということが分かるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決定されねばならない。

本発明は、ディスプレイ装置関連の技術分野に適用可能である。

従来のディスプレイ方式を簡略に例示した図である。 従来のディスプレイ方式を簡略に例示した図である。 本発明のオートステレオスコピックディスプレイ装置を概略的に分解した図である。 図２のオートステレオスコピックディスプレイ装置の平面図である。 偏光スイッチの各スイッチング状態による本発明のディスプレイ装置のディスプレイ動作を示す図である。 偏光スイッチの各スイッチング状態による本発明のディスプレイ装置のディスプレイ動作を示す図である。 ３Ｄイメージをディスプレイするためのグラフィックデータの配列を示す図である。 ３Ｄイメージのスクリーン上のグラフィックレイアウトを示す図である。 ２Ｄイメージのグラフィックデータの配列を示す図である。 ２Ｄイメージのスクリーン上のグラフィックデータのレイアウトを示す図である。

符号の説明

２１ ディスプレイパネル
２３ 第１偏光子
２４ レンチキューラアレイ
２５ マイクロ遅延器
２６ 偏光スイッチ
２７ 第２偏光子
２８ ディスプレイ制御器
２９ 偏光スイッチ制御器

Claims (13)

1. 高解像度のオートステレオスコピック順次フィールドディスプレイ装置において、
   イメージをディスプレイするディスプレイ成分からなるディスプレイパネルと、
   前記ディスプレイパネルからの信号を人の両眼に対する方向性信号として出力するレンチキューラアレイと、
   レンチキューラアレイ出力を位相交互になった信号として出力する異方性素子と、
   ディスプレイパネルのイメージ更新速度によって、前記異方性素子の出力位相をスイッチングする偏光スイッチと、
   前記偏光スイッチの出力信号の位相のうち、一定の位相の信号のみを出力させる二次偏光子と、を備えることを特徴とするオートステレオスコピックディスプレイ装置。
2. 前記異方性素子は、前記レンチキューラアレイと平行に整列されることを特徴とする請求項１に記載のオートステレオスコピックディスプレイ装置。
3. 前記ディスプレイパネルは、バックライトユニットが備えられた速い応答時間を有するＬＣＤパネルを備え、ＬＣＤパネルのディスプレイ成分から出力される光のうち、一定の位相の光のみを通過させる第１偏光子を備えることを特徴とする請求項１に記載のオートステレオスコピックディスプレイ装置。
4. 前記第１偏光子と前記二次偏光子とは、相互平行であるか、または９０度で交差された透過特性を示すことを特徴とする請求項３に記載のオートステレオスコピックディスプレイ装置。
5. 前記異方性素子は、マイクロ遅延器プレートを備えることを特徴とする請求項１に記載のオートステレオスコピックディスプレイ装置。
6. 前記マイクロ遅延器プレートは、半波長遅延及びゼロ（０）遅延が交互に生じる同じ幅の棒領域を備えることを特徴とする請求項５に記載のオートステレオスコピックディスプレイ装置。
7. 前記偏光スイッチは、マイクロ遅延器プレートの出力位相を反転させることを特徴とする請求項６に記載のオートステレオスコピックディスプレイ装置。
8. 前記レンチキューラアレイは、前記ディスプレイパネルのディスプレイ要素のラインと平行に整列され、一アレイごとに前記一ラインのディスプレイ要素を２個ずつカバーするレンチキューラレンズから形成されることを特徴とする請求項１に記載のオートステレオスコピックディスプレイ装置。
9. 前記マイクロ遅延器プレートの前記棒領域の幅は、前記レンチキューラレンズ幅の半分に該当することを特徴とする請求項６に記載のオートステレオスコピックディスプレイ装置。
10. 前記ディスプレイパネルにイメージ信号を提供するディスプレイ制御器をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のオートステレオスコピックディスプレイ装置。
11. 前記ディスプレイ制御器のリフレッシュレートは、ディスプレイパネルでのイメージ点滅を避けるのに必要な程度に少なくとも２倍は高くなければならないことを特徴とする請求項１０に記載のオートステレオスコピックディスプレイディスプレイ装置。
12. 前記偏光スイッチをスイッチング制御する偏光スイッチ制御器をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載のオートステレオスコピックディスプレイ装置。
13. 前記偏光スイッチ制御器は、前記ディスプレイ制御器から提供されたディスプレイリフレッシュレートの１／２の速度で前記偏光スイッチをスイッチングすることを特徴とする請求項１２に記載のオートステレオスコピックディスプレイ装置。

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