JPH0336522A - 表示装置及び着色像の生成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は平形パネルマトリクス式アドレス可能表示装
置に、更に詳しくは反対ベクトル理論に基づいた三素子
マトリクス式アドレス可能色彩表示装置に関係している
。

二つの重畳−次光投射源を用いた見掛は上全色の画像の
発生が、１９５９年１月から始まる一連の科学論文にお
いてニドウィン・ランドによって報告された（「カラー
ビジランと自然画像、１部」、（米）国立科学学会会報
、１９５９年１月、１１５〜１２９ページ所載、１カラ
ービジヨンと自然画像、０部」、（米）国立科学学会会
報、１９５９年４月、６３６〜６４４ページ所載、及び
「カラービジランにおける諸実験」、サイエンティフィ
ソク・アメリカン、２００（５）号、１９５９年５月号
、８４〜９９ページ所ｉ１並吐虹Ｖｉｓｉｏｎ　　ａｎ
ｄ　　ｔｈｅ　　Ｎａｔｕｒａｌ　　Ｉｍａ　　ｅ　　
Ｐａｒｔ　　　　、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆ　ｔｈ
ｅ　Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　５ｃｉ
ｅｎｃｅ＋Ｐａｇｅｓ　１１５１２９、Ｊａｎｕａｒｙ
　１９５９；　Ｃｏ１ｏｒ　Ｖｌｓｌｏｎ　ａｎｄ　ｔ
ｈｅ　Ｎａｔｕｒａｌｓａ　ｅ　　Ｐａｒｔ　　　、Ｐ
ｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｒ　　ｔｈｅ　Ｎａｔｌｏｎ
ａｌ＾ｃａｄａｍｙ　　ｏｆ　　５ｃｉｅｎｃｅ、Ｐａ
ｇｅｓ　　６３６　　６３４．Ａｐｒｌｌ　　１９５９
；ａｎｄ　　Ｅｘ　　ｅｒｉｍｅｎｔｓ　　ｉｎ　　Ｃ
ｏ１ｏｒ　　Ｖｉｓｉｏｎ　　５ｃｌｅｎｔｔｆｌｃ＾
−ｅｒｉｃａｎ、２００（５）　、Ｐａｇｅｓ　８４−
９９．Ｍａｙ　１９５９）を見よ）、これらの投射源は
二つの白黒写真フィルムを、異なった色フィルムを通し
て色彩に冨んだ情景で露光させることによって作り出さ
れた。フィルムの一方（長波長記録と呼ばれた）は赤フ
ィルタを通して露光させられ、且つ他方のフィルム（短
波長記録と呼ばれた）は緑フィルタを通して露光させら
れ、画記録のグレースケール濃度はほぼ等しくされた１
画像を発生するために、長波長記録は赤フィルタを通し
て投射され、且つ短波長記録は、赤フィルタを通して来
る光のものに全輝度範囲を整合させるニュートラルフィ
ルタを通して投射された。白、ピンク、及び赤だけを期
待するような通常の色彩理論に反して、原始情景色相の
広範囲のものが生成された。

１９９０年２月５日出願の我々の同時出願係属中の特許
出願は、二つの単色画像を実質上合わせて電子的に発生
することによって平形パネルマトリクス式アドレス可能
表示装置にランド（Ｌａｎｄ）現象を新規に適用するこ
とを開示し且つ請求している。

結果として生じる画像は色素子の配列によって規定され
、このような各色素子は一対の単色画素によって規定さ
れている０画素は、十分に小さければ、あたかも重ね合
わされたように知覚され、そしてかなり広範囲の色彩が
知覚される。

この発明による平形パネルマトリクス式アドレス可能表
示装置は請求項１に明記された諸特徴によって特徴づけ
られている。

この発明は色彩知覚の対立理論に基づいた三素子マトリ
クス式アドレス可能表示装置に向けられている。霊長類
動物の色彩反応データの特性描写を含む最近の研究は、
反応ベクトル（ｏｐｐｏｎｅｎｔＶｅｃ　ｔａｒ）と呼
ばれる特定の視覚成分の同定に帰着し、それのうちの三
つがデータ分散のほぼ９３％を補償する（Ｙｏｕｎｇ＋
　Ｒｉｃｈａｒｄ　Ａ、、Ｐｒ１ｎｃｉ　ａｌ−Ｃｏｗ
　ｏｎｅｎｔｌｌｎａｌ　ａｉｓ　ｏｆ　Ｍａｃａ　ｕ
ｅ　Ｌａｔｅｒａｌ　Ｇｅｎ　ｃｕ　ａｔ　　Ｎｕｃｌ
ｅｕｓＣｈｒｏａａｔｉｃ　　Ｄａｔａ、　　Ｊｏｕｒ
ｎａｌ　　ｏｆ　　ｔｈｅ　　０ｐｔｉｃａｌ　　５ｏ
ｃ１ｅｔｙｏｆ　Ａｍｅｒｉｃａ　Ａ、　Ｖｏｌ、　３
、ｐａｇｅ　１７３５，０ｃｔｏｂｅｒ　１９８６を見
よ）。

反対ベクトル研究の結果は図１の線１２−ｊｘ６によっ
て線図で示されていて、線１２は第１黒／白ベクトルを
表しており、線１４はシアンが青みをおびた緑色である
場合の第２オレンジ／シアンベクトルを表しており、又
綿１６はマゼンタが赤みをおびた青色である場合の第３
緑／マゼンタベクトルを表している。任意のベクトルの
色の一つの存在はそれの反対色すなわち補色の知覚を抑
止する。それゆえ、黒は同じ場所における白の存在下で
は知覚されず、オレンジはシアンの存在下では知覚され
ない（他も同様）。

この発明は明確には、図１に示された最初の二つの対立
ベクトルの実質的重ね合せによりカラー画像を発生する
平形パネルマトリクス式アドレス可能色彩表示装置に向
けられている。これら二つのベクトル又はこれらの任意
の回転は霊長類動物色彩視覚系統におけるちょうど二つ
のベクトルによって説明可能な最大量のデータ分散を補
償するので最適である。この発明の採択実施例において
は、表示装置は各色素子が黒／白画素及びオレンジ／シ
アン画素の組合せからなっている色素子の配列によって
定義される。そのような各画素の色は既知の表示素子の
新規な組合せによって生成され、且つあらかじめ決定さ
れて記（１されたデータに従って又は生ビデオデータか
ら電子的に制ｊ卸されて知覚多色画像を生成する。

この発明は今度は例として採択実施例の次の説明及び添
付の諸図面に関して説明される。

図１に言及すると、参照番号ｌＯは一組のスペクトル応
答曲線を総括的に示している０反対ベクトル１２〜１６
は、ヤング（Ｙｏｕｒ＋ｇ）　（１９８６）論文に記載
されたように霊長類動物視覚の生理学的データの編集に
固有ベクトル解析法を適用することによって発生された
。黒／白ベクトル１２はすべての色の５９％を補償し、
スペクトルの中央からの波長変数で高くロードされ、又
スペクトル両極端部におけるそれで低くロードされる。

オレンジ／シアンベクトル１４はすべての色の２８％を
補償し、短い波長における変数によって負に且つ長い波
長における変数によって正にロードされる。最後に、緑
／マゼンタベクトル１Ｇは色の６％だけを補償し、スペ
クトルの中央においては負であり且つ両極端部において
は正である（色分散の残りの７％は中性データにおける
雑音に帰すことができる。

以下で説明されるように１．この発明は平形パネルマト
リクス式アドレス可能表示装置を利用して、図１の線１
２および１４によって定義された黒／白及びオレンジ／
シアンベクトルに対応する第１及び第２の実質上重ね合
わされた対立ベクトル画像を発生する。全体としての画
像は、それぞれが黒／白画素およびオレンジ／′シアン
画素である色素子の配列によって定義される。

今度は図２に言及すると、参照番号１８はねじり形ネマ
チック（ＴＮ）液晶セルを含む光切換デバイスのための
動作原理を総括的に示している。光源２６とＴＮセル２
０の前面との間にはすべての可視波長において直線偏光
の光を生成することのできる中性濃度偏光子２２が配置
されている。同し第２の偏光子２４がＴＮセルの後ろに
配置されているが、これの偏光方向は第１偏光子のそれ
に対して直角になっている６両偏光子はそれゆえにこの
形態においては交差させられていると言われる。ねじり
形ネマチックセル２０は電圧が加えられていないときに
は光の偏光方向を９０度だけ回転させ且つ又電圧が加え
られたときには０度だけ回転させて、これによりシステ
ムが光透過（白）状態と光阻止（黒）状態との間で切り
換わることを可能にする。交差形中性濃度偏光子及びＴ
Ｎセルの組合せはそれゆえ白い又は暗い透過状ＪＩＪＩ
（白／黒）を発生する。

二つの中性偏光子２２及び２４のいずれか（両方ではな
い）（例えば、τＮセルの後ろにある２４）が単一色二
色性偏光子によって置き換えられたならば、システムは
今度は白色光状態と着色光状態との間で光を切り換える
。電圧が加えられたときに着色又は白色状態のどちらが
生成されるかは二つの偏光子の偏光軸の相対的配位に依
存する０代わりに二つの中性偏光子のうちの一つが、互
いに交差させられている一対の異なった着色の二色性偏
光子（例えば、オレンジおよびシアン）によって置き換
えられたならば、システム全体は電圧オフから電圧オン
状態に移行する際に二つの色の間で切り換わるようにさ
れることができる。やはり、どちらの色が電圧オン状態
に対応するかは雨漏光子軸の方向に依存する０例えば、
偏光子２２又は偏光子２４（両方ではない）が交差形シ
アン／オレンジ二色性偏光子対で置き換えられたならば
、電圧をオン・オフに切り換えることにより、中性偏光
子の軸に対する二色性偏光子軸の方向に依存して、シア
ンとオレンジとの間で光が切り換わる。二色対と中性濃
度偏光子との組合せの動作原理は、二色性偏光子軸が中
性偏光子のそれに対して９０度向回転せられたときに、
この組合せを透過する光はシアンとオレンジとの間で切
り換わる。中性濃度偏光子と二色性偏光子との間にねじ
り形ネマチックセルを配置すると、色切換を電子的に行
うことができる。

重畳画像を発生するために、この発明の表示装置はＴＮ
　ＬＣＤと一対のマトリクス式偏光子との新規な組合せ
を利用している０図３に言及すると、参照番号３０は、
中性濃度偏光子３２、多画素ねじり形ネマチックマトリ
クス３４、市松模様、の中性濃度偏光子３８と市松模様
の二色性偏光子４０とからなる独特の偏光子対組合せ、
及び入射光源４２を備えた装置において対立色概念を実
現するための方法を総括的に示している。

この発明の一実施例においては、中性濃度偏光子３２は
上下（２軸）方向に直線偏光を発生するために使用され
ている。入射光源４２からの光が中性濃度偏光子３２を
通過すると、これを透過したすべての光はＺ軸方向に偏
光させられている。この光は次にＴＮセル３４を通過す
るが、このセルは多数の電子的に調整可能な画素３６で
構成されている０画素３６のそれぞれは別々にアドレス
されて、光の偏光面を９０度向回転せるか又はそれと回
転させないようにすることができる０図３において、（
０電圧の印加によって）光の偏光面を回転させるように
調整された任意の画素は回転の方向を示す矢印を伴って
示されている。Ｚ軸先がＴＮセル３４における左上の画
素を通過すると、その透過光は時計回りに９０度向回転
せられて！軸方向において終わり、その後偏光子対組合
せ３８及び４０を通過する。しかしながら、中性直線偏
光子３２からの光がＴＮセル３４における右上の画素を
通過すると、光は回転させられずＺ軸方向にｉｌ！通し
、その後偏光子対組合せ３８及び４０を通過する。

図３における偏光子対組合せは、一方が中性濃度偏光子
３８且つ他方が同様の図形の二色対偏光子４０である二
つの市松模様の偏光子からなっている。

各市松模様偏光子３８及び４０は偏光素子及び透明な非
偏光素子（空白の正方形で示されている）からなってい
る、このような図形はマスク及び紫外線照射を用いた選
択的漂白法によって又は任意のその他の適当な方法によ
って生成されることができる０図形式偏光子組合せの最
終組立てにおいては、二色性偏光子４０の非偏光素子は
中性濃度市松模様偏光子３８の偏光素子に、且つ又その
逆に、重ね合わされている０次に、偏光子対素子はＴＮ
セル３４の画素３６の上に重ね合わされる。、ねじり形
ネマチック画素３６に加えられる電圧を適当に調整して
、必要に応じて光偏光面を回転させたり回転させなかっ
たすすることによって、対立色方式によりほとんど全色
の画像を生成することができる。

これが実際に機能する様子を説明するために、再び図３
に言及する。入射光源４２からの光は、Ｚ軸に沿って光
偏光面を整列させる中性直線偏光子３２に入る。この偏
光した光がＴＮセル３４の左上の画素に入ると、この画
素には電圧が加えられていないので、光偏光面はＹ軸ま
で９０度向回転せられる。

Ｙ偏光の光は今度は市松模様中性偏光子３８の左上隅に
おける偏光素子に入る。この光の偏光方向はこの偏光素
子の偏光方向と一敗するように回転させられているので
、白色光が透過させられる。この白色光は次に市松模様
二色性偏光子４０における非偏光素子を透過させられる
。この非偏光素子は透過中の光に効果を及ぼさないので
、最終の透過光は白色である。　ＴＮセル３４における
画素に電圧が加えられていたとすればその素子が光偏光
面を回転させるので、光が透過しないであろう、これは
、ＴＮセル３４の行１、列３に配置された画素について
ての場合であって、この場合には光が透過させられない
。

別の例として、ＴＮセル３４の右上の画素を透過した光
を考える。この光の偏光面は回転させられていないので
２軸の方向にとどまっている。光が市松模様中性直線偏
光子３８の右上隅における非偏光素子を通過するときに
は偏光効果がないので、その光はＺ軸方向にとどまる。

従って、その光が市松模様二色性偏光子４０の左上のオ
レンジ／シアン素子を透過させられると、オレンジ成分
偏光軸がＺ軸方向にあるので、透過光はオレンジ色であ
る。

これらの重ね合わされた光の投射は見掛は上全色の画像
を発生することになる。

組合せ中性濃度／二色対３８及び４０の偏光素子につい
ては市松模様以外の図形を使用することができるであろ
う０例えば、垂直又は水平の、交互の中性濃度及び二色
のしまを使用することができるであろう、従って、図形
及び回転の適当な群構成によって、白／黒又はオレンジ
／シアンの色を生成することができる。これは、色組合
せの対が対立色方式に従って選ばれている場合には、任
意の対について事実である。

技術に通じた者には察知されることであろうが、ねじり
形ネマチックセルは光漏光面を回転させることのできる
任意の液晶セルによって（例えば、９０度以外のある角
度だけ光漏光面を回転させることができるような形態に
なっている液晶分子を使用したスーパツイストセル又は
他の任意のセルによって）置換されることができる。光
偏光方向の電界制御のために適当な他のセルは、反転対
称性を欠いていて光偏光方向の電界制９ｎを可能にする
結晶であるポッケルス効果セル、物質の屈折率の電界制
でｎを可能にするカーセル、及び強誘電体セルを含んで
いる。この特許の教示事項および各請求項はそれゆえ単
にＴＮセルの使用に限定されるべきではなく、他の任意
の適当な形態を含むものと理解される。

【図面の簡単な説明】

図１はスペクトル曲線の最初の三つの主要な色成分の図
表である。 図２は二つの偏光子間のねじり形ネマチックセルを示し
た概略図である。 図３は中性濃度偏光子、多画素ねじり形ネマチックマト
リクス、及び図形式中性濃度／図形式二色性偏光子組合
せを備えた装置において反対色概念を実現するための概
略図である。 （外４名） 手続補正書 ｌ、＊件の表示 平成２年特許願第１４６０６３号 ２、発明の名称 平形パネルマトリクス式アドレス可能表示装置３、補正
をする者 事件との関係　　特許出願人 住所 名称　　ゼネラル・モーターズ・ コーポレーション ４゜ 代　　理　　人 ６、補正の対象 明細書の〔特許請求の範囲〕の欄 ７１″ＥＯｆ’ｌ　　　　　　　吻喀■特許請求の範囲
を下記のとおりに補正する。 ｊｌ、光源を持っており、且つ、電子的にアドレス可能
な画素で構成され且つ光信光方向を回転させることので
きる電気光学的デバイス（３４）、電気光学的デバイス
（３４）と同じ平面内でこれの前に配置されていて直線
偏光を生じさせることのできる中性濃度偏光子（３２）
、電気光学的デバイス（３４）と同じ平面内でこれの後
ろに配置されていて、複数の偏光素子を持っており且つ
更に複数の非偏光素子を持っている図形式中性濃度偏光
子（３８）、図形式中性濃度漏光子（３５）と同じ平面
内でこれの後ろに配置されていて、複数の偏光素子を持
っており且つ更に複数の非偏光素子を持っている図形式
二色性偏光子（４０）、図形式中性濃度偏光子（３８）
の偏光素子を図形式二色性偏光子（４０）の非偏光素子
に重ね合わせることができ且つ更に図形式中性濃度漏光
子（３８）の非情光素子を図形式二色性情光子（４０）
の偏光素子に重ね合わせることができる第１重畳装置、
図形式中性濃度偏光子（３８）及び図形式二色性偏光子
（４０）の偏光素子を電気光学的デバイス（３４）の画
素の上に重ね合わせることのできる第２重畳装置、並び
に電気光学的デバイス（３４）の画素をアドレスして、
多色として知覚される表示を生じさせることのできるア
ドレス装置、を備えている、二つの反対ベクトル画像の
実質的重ね合わせにより知覚全色画像を発生するための
平形パネルマトリクス式アドレス可能表示装置。 ２、電気光学的デバイスか液晶セルである、請求項ＩＧ
、：記載の平形パネルマトリクス式アドレス可能表示装
置。 ３、　液晶セルがねじり形ネマチックセルである、請求
項２に記載の平形パネルマトリクス式アドレス可能表示
装置。 ４、　液晶セルがスーパツイストセルである、請求項２
に記載の平形パネルマトリクス式アドレス可能表示装置
。 ５、電子的表示装置に着色像を生成するための方法にお
いて、 表示すべき像の第１の色成分ベクトルを表す第１チヤン
ネルの電子情報を作る段階と、表示すべき像の第２の色
成分ベクトルを表す第２チヤンネルの電子情報を作る段
階と、前記第１チヤンネルの電子情報から、前記第１の
色成分ベクトルにおいて第１の像を作る段階と、前記第
２チヤンネルの電子情報から、前記第２の色成分ベクト
ルにおいて第２の像を作るＶｌ、階と、前記第１の像と
前記第２の像とを重畳する段階とを備え、こうして重畳
された２つの像が多色像として観察者に見え、前記色成
分ベクトルの１つのみには見出されない知覚される色を
生じることができる方法。 ６、前記第１の色成分ベクＩ・ルが白／黒の色成分ベク
トルであり、前記第２の色成分ベクトルがオレンジ／シ
アンの色成分ベクトルである請求項５記載の方法４ ７、前記第１の色成分ベクトルが赤／緑の色成分ベクト
ルであり、前記第２の色成分ベクトルが黄／青の色成分
ベクトルである請求項１記載の方法。 ８、多色像を生成するための電子表示装置において、 表示すべき像の第１及び第２の色成分ベクトルを表す第
１チヤンネル及び第２チヤンネルの電子情報を受は取る
ための手段と、 前記第１チヤンネル及び第２チヤンネルの電子情報から
、前記第１及び第２の色成分ベクトルにおいて第１及び
第２の像を作るための手段と、前記第１及び第２の像を
重畳するための手段とを具備し、重畳された２つの像が
単一の多色像として観察者に見えるように色成分を使用
しており、前記の色成分ベクトルの一つのみには見出さ
れない知覚される色を生じることができる電子表示装置
、ｊ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光源を持っており、且つ、電子的にアドレス可能な
   画素で構成され且つ光偏光方向を回転させることのでき
   る電気光学的デバイス（３４）、電気光学的デバイス（
   ３４）と同じ平面内でこれの前に配置されていて直線偏
   光を生じさせることのできる中性濃度偏光子（３２）、
   電気光学的デバイス（３４）と同じ平面内でこれの後ろ
   に配置されていて、複数の偏光素子を持っており且つ更
   に複数の非偏光素子を持っている図形式中性濃度偏光子
   （３８）、図形式中性濃度偏光子（３５）と同じ平面内
   でこれの後ろに配置されていて、複数の偏光素子を持っ
   ており且つ更に複数の非偏光素子を持っている図形式二
   色性偏光子（４０）、図形式中性濃度偏光子（３８）の
   偏光素子を図形式二色性偏光子（４０）の非偏光素子に
   重ね合わせることができ且つ更に図形式中性濃度偏光子
   （３８）の非偏光素子を図形式二色性偏光子（４０）の
   偏光素子に重ね合わせることができる第１重畳装置、図
   形式中性濃度偏光子（３８）及び図形式二色性偏光子（
   ４０）の偏光素子を電気光学的デバイス（３４）の画素
   の上に重ね合わせることのできる第２重畳装置、並びに
   電気光学的デバイス（３４）の画素をアドレスして、多
   色として知覚される表示を生じさせることのできるアド
   レス装置、を備えている、二つの反対ベクトル画像の実
   質的重ね合わせにより知覚全色画像を発生するための平
   形パネルマトリクス式アドレス可能表示装置。 ２、電気光学的デバイスが液晶セルである、請求項１に
   記載の平形パネルマトリクス式アドレス可能表示装置。 ３、液晶セルがねじり形ネマチックセルである、請求項
   ２に記載の平形パネルマトリクス式アドレス可能表示装
   置。 ４、液晶セルがスーパツイストセルである、請求項２に
   記載の平形パネルマトリクス式アドレス可能表示装置。