(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光された画像を提供するピクセルのマトリックスを含むモジュール式ビデオスクリーンであって、
複数のモジュール式光源であって、該モジュール式光源のそれぞれが、複数の接続部を有するハウジングを有している、複数のモジュール光源と、
マトリックスを形成するように前記複数のモジュール光源を接続する複数の相互接続要素であって、該相互接続要素の各々が、前記ハウジングの前記接続部の各々に受容されるコネクタをそれぞれ有する２つの端部と、データ及び電力を前記モジュール式光源のそれぞれに供給するためのデータ及び電力ラインを収納する可撓性の本体部とを有している支柱を備えている、複数の相互接続要素と
からなり、
前記モジュール式光源は、
前記マトリックス内のピクセルに対応するピクセル輝度データと、第１の偏光状態及び第２の偏光状態のうちの一方を指示する偏光データとを受け取る入力部と、
前記入力部を含むエミッタ回路基板と、
前記エミッタ回路基板に接続され、前記ピクセル輝度データに従って前記ピクセルのための光を放射する少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）と、
前記偏光データに基づいて前記ピクセル用に放射された光を偏光して該光の偏光ベクトル角を制御する偏光制御アセンブリであって、前記第１の偏光状態を指示する偏光データに応答して、前記放射された光の偏光ベクトル角を第１の配向角にすると共に、前記第２の偏光状態を指示する偏光データに応答して、前記放射された光の偏光ベクトル角を前記第１の配向角に対して直交する第２の配向角に偏光するように構成される偏光制御アセンブリと
を備えていることを特徴とするスクリーン。
【請求項２】
請求項１記載のスクリーンにおいて、前記偏光制御アセンブリは、第１の偏光層、第２の偏光層、及び液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）層を含んでいることを特徴とするスクリーン。
【請求項３】
請求項１記載のスクリーンにおいて、前記偏光制御アセンブリは第１のエリア及び第２のエリアを含み、第１のエリアは、前記第１の偏光状態を指示する偏光データに応答して透明になり、前記第２の偏光状態を指示する偏光データに応答して不透明になるように構成され、第２のエリアは前記第２の偏光状態を指示する偏光データに応答して透明になり、前記第１の偏光状態を指示する偏光データに応答して不透明になるように構成されていることを特徴とするスクリーン。
【請求項４】
請求項２記載のスクリーンにおいて、前記第１の偏光層は、前記第１の配向角を有する光が通過することができる第１のエリアと、前記第２の配向角を有する光が通過することができる第２のエリアとを含み、前記第２の偏光層は、前記第２の配向角を有する光が通過することができる該第１のエリアと、前記第１の配向角を有する光が通過することができる第２のエリアとを含み、前記第１の層の前記第１のエリアは、前記第２の層の前記第１のエリアに対応し、前記第１の層の前記第２のエリアは、前記第２の層の前記第２のエリアに対応していることを特徴とするスクリーン。
【請求項５】
請求項４記載のスクリーンにおいて、前記ＬＣＤ層は、前記第１の層の前記第１のエリア及び前記第２の層の前記第１のエリアに対応する第１のエリアと、前記第１の層の前記第２のエリア及び前記第２の層の前記第２のエリアに対応する第２のエリアとを含み、前記ＬＣＤ層の前記第１のエリア及び前記第２のエリアは、前記ＬＣＤ層に入る光を９０度だけ回転させるよう構成されていることを特徴とするスクリーン。
【請求項６】
請求項５記載のスクリーンにおいて、前記ＬＣＤ層の前記第１のエリアに制御電圧を印加することにより、光が前記第１のエリアに対応するエリア偏光制御アセンブリを通過しないようにし、前記ＬＣＤ層の前記第２のエリアに制御電圧を印加することにより、光が前記第２のエリアに対応するエリア偏光制御アセンブリを通過しないように構成されていることを特徴とするスクリーン。
【請求項７】
請求項１記載のスクリーンにおいて、前記モジュール式光源の各々はさらに、前記エミッタ回路基板に接続され、前記輝度データ及び前記偏光データを処理して、所望の輝度を出力するように前記少なくとも１つのＬＥＤを制御すると共に、前記放射された光を偏光するように前記偏光制御アセンブリを制御する処理デバイスを備えていることを特徴とするスクリーン。
【請求項８】
請求項１記載のスクリーンにおいて、前記第１の角度は、左目画像に対応する光を偏光し、前記第２の角度は、前記第１の角度に直交し、右目画像に対応する光を偏光することを特徴とするスクリーン。
【請求項９】
請求項１記載のスクリーンにおいて、前記制御アセンブリは、前記ピクセル輝度データが左目画像に対応するときに前記第１の偏光状態となり、前記制御アセンブリは、前記ピクセル輝度データが右目画像に対応するときに前記第２の偏光状態となることを特徴とするスクリーン。
【請求項１０】
請求項１記載のスクリーンにおいて、前記制御アセンブリが第３の偏光状態となると、前記放射された光を偏光しないことを特徴とするスクリーン。
【請求項１１】
請求項１記載のスクリーンにおいて、前記モジュール式光源の各々はさらに、前記制御アセンブリからの前記偏光された光を所望の放射角にわたって均等に拡散するカバーを備えていることを特徴とするスクリーン。
【請求項１２】
請求項１記載のスクリーンにおいて、前記ＬＥＤは所望の輝度に対応する有色光を放射する３色ＬＥＤであることを特徴とするスクリーン。
【請求項１３】
請求項１記載のスクリーンにおいて、前記モジュール式光源の各々はさらに、前記エミッタ回路基板に接続され、前記ピクセルのための所望の輝度に従って光を放射する複数のＬＥＤを備えていることを特徴とするスクリーン。
【請求項１４】
請求項１記載のスクリーンにおいて、前記ピクセルエミッタセンブリに供給される前記輝度データは、左目画像データ及び右目画像データを含み、前記左目データは前記第１の角度に対して同期し、前記右目画像データは前記第２の角度に対して同期することを特徴とするスクリーン。
【請求項１５】
請求項１４記載のスクリーンにおいて、前記スクリーンによって提示される前記画像は、前記第１の角度に偏光される第１のレンズ及び前記第２の角度に偏光される第２のレンズを有する視認デバイスによって視認されるときに、３次元品質を提供することを特徴とするスクリーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、モジュール式偏光ピクセルを用いる３Ｄスクリーンに関し、また、２００９年３月１０日に出願された「3D Screen with Modular Polarized Pixels」と題する米国仮特許出願第６１／１５８，８３８号の利益を主張し、その仮特許出願の全内容は参照により本明細書に援用される。
【背景技術】
【０００２】
一般に、従来のビデオスクリーンは、視認者が画像として見ることができる光を放射又は反射する少なくとも１つの平面を設けることによって構成される。３つのタイプの従来のビデオスクリーンが、発光ダイオード（ＬＥＤ）スクリーン、プラズマ放電スクリーン、及び液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）スクリーンである。通常、これらのビデオスクリーンは、ピクセルを形成するためにグループ化される２つ以上の光源を含む。カラー表示の用途では、それらの光源は多くの場合に赤色光、青色光及び緑色光を組み合わせており、その光源からの光を混合して、ピクセル毎に色を与える。それらのピクセルをグループ化して、視認者にテキスト、グラフィックス、画像及びビデオを提供することができるスクリーンを形成する。大型及び小型の両方のスクリーンを形成するためにＬＥＤが用いられており、それらのスクリーンは屋内及び屋外両方の用途に利用法が見いだされている。
【０００３】
このような利用法は、サイズによって制限される可能性があり、それらの手法を用いて、スクリーンを見ている人々に対して３次元（「３Ｄ」）効果を生じさせるのは容易ではない。
【発明の概要】
【０００４】
本発明は、上記で言及された制限に対処し、ディスプレイスクリーン上の画像に対する３Ｄ効果を得るために用いることができるシステム、方法及び装置を含む技術を対象としており、ディスプレイスクリーンは複数の発光素子（すなわち、ピクセル）を備え、照明素子（すなわち、ピクセル）毎に選択的な偏光を用いる。それらのピクセルを用いて任意の大きいサイズのスクリーンを製造することができるが、パネル方法は、偏光パネルの最大サイズ、一般的には数インチに制限される可能性がある。また、パネル内の全てのピクセルを同時に同じ方向に偏光することができ、すなわち、所与の偏光状態の場合に、パネル全体が画像全体を生成する。本発明の実施の形態は、いつでも任意のピクセルにおいていずれかの極性を有する画像を生成することができ、所望により、無偏光のピクセル又は画像を生成する能力を有する。こうして、３次元（「３Ｄ」）効果を実現することができ、例えば、知覚される画像は奥行次元を有するように見える。
【０００５】
生成される画像全体は、いずれかの目によって任意の方向から見ることができる。さらに、本発明の実施の形態は、色の代わりに偏光による画像選択を利用することによって、色覚異常（又は色覚障害）の人が視覚による３Ｄ効果（複数可）を経験することができるようにする。
【０００６】
１つの一般的な態様では、スクリーン内のピクセルを実装するモジュール式ピクセルエミッタセンブリが、ピクセル輝度データと、第１の偏光状態及び第２の偏光状態のうちの一方を指示する偏光データとを受け取る入力と、前記入力を含むエミッタ回路基板と、前記エミッタ基板に接続され、前記ピクセル輝度データに従って前記ピクセル用の光を放射する少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）と、前記第１の偏光状態を指示する偏光データに応答して、前記放射された光を第１の配向角に偏光すると共に、前記第２の偏光状態を指示する偏光データに応答して、前記放射された光を、前記第１の角度に対して直交する第２の配向角に偏光する偏光制御アセンブリとを備える。
【０００７】
別の態様では、偏光された画像を与えるピクセルのマトリックスを含むモジュール式ビデオスクリーンである。該スクリーンは、前記マトリックスを形成する複数のモジュール式光源を備え、各モジュール式光源は、前記マトリックス内のピクセルに対応するピクセル輝度データ及び偏光データを受信する入力であって、該偏光データは第１の偏光状態及び第２の偏光状態のうちの一方を指示する、入力と、前記入力を含むエミッタ回路基板と、前記エミッタ基板に接続され、前記ピクセル輝度データに従って前記ピクセルのための光を放射する少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）と、前記第１の偏光状態を指示する偏光データに応答して、前記放射された光を第１の配向角に偏光し、前記第２の偏光状態を指示する偏光データに応答して、前記放射された光を、前記第１の角度に対して直交する第２の配向角に偏光する偏光制御アセンブリとを備える。
【０００８】
前記偏光制御アセンブリは、第１の偏光層、第２の偏光層、及び液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）層を含むことができる。
前記偏光制御アセンブリは第１のエリア及び第２のエリアを含み、該第１のエリアは前記第１の偏光状態を指示する偏光データに応答して透明になり、前記第２の偏光状態を指示する偏光データに応答して不透明になるように構成され、該第２のエリアは前記第２の偏光状態を指示する偏光データに応答して透明になり、前記第１の偏光状態を指示する偏光データに応答して不透明になるように構成される。
【０００９】
前記第１の偏光層は、前記第１の配向角を有する光が第１のエリアを通り抜けることができるようにする該第１のエリアと、前記第２の配向角を有する光が第２のエリアを通り抜けることができるようにする該第２のエリアとを含むことができ、前記第２の偏光層は、前記第２の配向角を有する光が第１のエリアを通り抜けることができるようにする該第１のエリアと、前記第１の配向角を有する光が第２のエリアを通り抜けることができるようにする該第２のエリアとを含み、前記第１の層の前記第１のエリアは前記第２の層の前記第１のエリアに対応し、前記第１の層の前記第２のエリアは前記第２の層の前記第２のエリアに対応する。前記ＬＣＤ層は、前記第１の層の前記第１のエリア及び前記第２の層の前記第１のエリアに対応する第１のエリアと、前記第１の層の前記第２のエリア及び前記第２の層の前記第２のエリアに対応する第２のエリアとを含むことができ、前記ＬＣＤ層の前記第１のエリア及び前記第２のエリアは前記ＬＣＤ層に入る光を９０度だけ回転させる。前記ＬＣＤ層の前記第１のエリアに印加される制御電圧は、光が前記第１のエリアに対応するエリア偏光制御アセンブリを通り抜けないようにし、前記ＬＣＤ層の前記第２のエリアに印加される制御電圧は、光が前記第２のエリアに対応するエリア偏光制御アセンブリを通り抜けないようにする。
【００１０】
各前記モジュール式光源は、前記エミッタ回路基板に接続され、前記輝度データ及び前記偏光データを処理して、所望の輝度を出力するように前記少なくとも１つのＬＥＤを制御すると共に、前記放射された光を偏光するように前記偏光制御アセンブリを制御する処理デバイスをさらに備えることもできる。
前記第１の角度は左目画像に対応する光を偏光し、前記第２の角度は、前記第１の角度に直交し、右目画像に対応する光を偏光する。
【００１１】
前記制御アセンブリは、前記ピクセル輝度データが左目画像に対応するときに前記第１の偏光状態に入り、前記制御アセンブリは、前記ピクセル輝度データが右目画像に対応するときに前記第２の偏光状態に入る。前記制御アセンブリが第３の偏光状態に入ると、前記放射された光を偏光することができない。
前記モジュール式光源は各々、前記制御アセンブリからの前記偏光された光を所望の放射角にわたって均等に拡散するカバーをさらに備えることができる。
【００１２】
前記ＬＥＤは、所望の輝度に対応する有色光を放射する３色ＬＥＤとすることができる。前記モジュール式光源はそれぞれ、前記エミッタ回路基板に接続され、前記ピクセルのための所望の輝度に従って光を放射する複数のＬＥＤをさらに備えることができる。
【００１３】
前記ピクセルエミッタセンブリに供給される前記輝度データは、左目画像データ及び右目画像データを含み、前記左目データは前記第１の角度に対して同期し、前記右目画像データは前記第２の角度に対して同期する。
前記スクリーンによって提示される前記画像は、前記第１の角度に偏光される第１のレンズ及び前記第２の角度に偏光される第２のレンズを有する視認デバイスによって視認されるときに、３次元品質を有することができる。
【００１４】
本発明の実施の形態は、「時間多重化された」ピクセルを利用することができる。複数（例えば、両方）のビューに対して「同じ」ピクセルを用いることができ、例えば、必ずしもサブエリアにする必要はない。偏光は、所望により（例えば、左右で）繰り返すことができる。これにより、解像度がサブエリア法の２倍であるという利点を提供することができる。
【００１５】
本発明の実施の形態、及び／又は実施の形態の一部は、コンピュータ可読記憶媒体（例えば、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はそれらの任意の組み合わせ）内に又は該記憶媒体を用いて実装することができ、１又は複数のネットワーク上に分散させることができることは、当業者には理解されよう。本発明の実施の形態によって利用され、かつ／又は生成される公式及び／又は数学モデルを導出するか、学習するか、又は計算するための処理機能を含む、本明細書において記述されるステップは、任意の適切な（機械に依存するか、又は機械に依存しない）言語において適切なコード／命令を実施する１又は複数の適切なプロセッサ、例えば、中央処理装置（「ＣＰＵ」）によって処理される。さらに、本発明の方法、プロセス及び／又はアルゴリズムを具現するソフトウェアは、電気信号において実現することができるか、又は、例えば、インターネットからダウンロードするために電気信号によって搬送することができる。本発明の複数の態様が、特定の実施の形態と共に本明細書において記述されるが、本発明の技術的思想の範囲内で当業者が変更を加えることができることに留意されたい。
【００１６】
詳細な説明、図面及び特許請求の範囲から他の特徴が明らかになるであろう。
本発明の特定の実施の形態／態様が本明細書において記述されるが、以下の詳細な説明から、本発明による他の実施の形態／態様が当業者には容易に明らかになるはずである。以下の詳細な説明では、例として、例示的な実施形態が図示及び説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の１つの例示的な実施形態による、スクリーンシステムを示す図である。
【図２Ａ】本発明の１つの例示的な実施形態による、偏光可能な状態を有するモジュール式ピクセル又は光源の代替図である。
【図２Ｂ】図２Ａの実施形態に類似のモジュール式光源の組立分解図である。
【図３】本発明の一実施形態による、１つの例示的な偏光制御アセンブリの動作の例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態による、偏光制御アセンブリの偏光エリアのための種々の構成の例を示す図である。
【図５】Ａ及びＢは、本発明の一実施形態による、２つのモジュール式ピクセル、又はモジュール式光源素子を互いに接続する１つの例示的な相互接続素子を示す図である。
【図６】Ａ及びＢは、本発明の一実施形態による、相互接続素子と光源又はピクセルモジュールとの接合部における１つの例示的な接続を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態による、スクリーン構造の１つの例示的な部分を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態による、スクリーンシステムの１つの例示的な正面図である。
【図９】本発明の一実施形態による、スクリーンシステムの１つの例示的な平面図である。
【図１０】本発明の一実施形態による、３Ｄ又は立体画像を生成するための１つの例示的な過程を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態による、デイジーチェーン構成のモジュール式ピクセル間でデータを転送する１つの例示的な方法を示す図である。
【図１２】本発明の一実施形態による、スクリーンシステム内のモジュール式ピクセルに電力を分配する１つの例示的な方法、及び各モジュール式ピクセルにおいて電力源をレギュレートする１つの例示的な方法を示す図である。
【図１３】本発明の一実施形態による、１つの例示的なスクリーンシステムを示す図である。
【図１４】本発明の一実施形態による、スクリーンシステムのための１つの例示的なＤＶＩコントローラを示す図である。
【図１５】本発明の一実施形態による、左視認画像及び右視認画像ビデオデータの組み合わせ、並びに関連するタイミングの一例を示す図である。
【図１６】本発明の一実施形態による、時間の経過と共に左視認画像及び右視認画像ビデオデータを用いて動作するＤＶＩ制御ユニットの一例を示す図である。
【図１７】本発明の一実施形態による、モジュール式３次元スクリーンを視認するために用いることができる交差偏光眼鏡の一例を示す図である。
【図１８】本発明の一実施形態による、別の例示的なスクリーンシステムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の技法及びアルゴリズムは、他の異なる実施形態が可能であり、そのような実施形態の細部は、種々の他の点において変更することができる。したがって、図面及び詳細な説明は、本質的に例示と見なされるべきであり、限定するものと見なされるべきではない。図面において特定の実施形態が示されるが、図示される実施形態は例証となることができること、並びに図示される実施形態の変形、及び本明細書において記述される他の実施形態を、本発明の範囲内で想定し、実施することができることは当業者には理解されるであろう。
【００１９】
以下に、偏光状態を有する個々のモジュール式光源のマトリックスで構成され、視認者が３次元（３Ｄ）として知覚することができる偏光画像を表示するビデオスクリーンを含む、モジュール式の構造を説明する。その全体的な構造において、個々のモジュール式光源のマトリックスをモジュール式相互接続素子によって所定の位置に保持し、２次元の平坦な構造を作り出すことができる。相互接続素子は、モジュール式光源によって用いられる電力及び電気信号を搬送する。各モジュール式光源は、偏光状態を有するスクリーンのピクセルを構成することができる。その構造は、個々のモジュール式光源又はピクセルに対し完全にモジュール化することができるので、後にさらに詳細に説明されるように、全体的な構成を任意の所望のサイズ及び解像度にカスタマイズすることができる。さらに、各ピクセルは偏光することができる。結果として、そのスクリーンは、所望により、無偏光のピクセル又は画像を生成することに加えて、いつでも任意のピクセルにおいて異なる極性を有する画像を生成することができる。偏光眼鏡を用いるとき、視認者は、そのスクリーンによって生成される画像を、３次元を有するように知覚することができる。さらに、画像全体を、任意の方向から、いずれかの目の視認画像によって見ることができる。左目及び右目のためのピクセルは同じピクセルとすることができる。
【００２０】
図１は、１つの例示的な実施形態による、ビデオスクリーンの全体的な構造１００の一例を示す。構造１００は、複数の光源１０１と、相互接続素子１１０と、電力源１２０と、コントローラ情報分配システム１３０と、データリンク１４０と、ビデオ又は制御情報源１５０と、ビデオ信号又は制御情報リンク１５５と、電力リンク１６０とを備える。スクリーン１００は、モジュール式の設計にすることができる。例えば、各光源１０１及び各相互接続素子１１０は、ほぼ同一とすることができる。以下に与えられる例との関連で説明されるように、相互接続素子を用いて、４つ以上の光源１０１を組み合わせて、任意の所望のサイズ及び解像度のマトリックスを形成することができる。
【００２１】
光源１０１は、視認者（ビューワ）に対して光を放射するように配置される１又は複数のライト（電球）のアセンブリを含む。任意のタイプの光源を用いることができる。一実施形態では、視認者に対して光を放射するための各光源１０１によって、１又は複数のＬＥＤを設ける。２つ以上の異なる色の光を用いる場合には、それらの光を混合して、異なる色を放射することができる。例えば、赤色、緑色及び青色ＬＥＤの組み合わせを用いるとき、それらの輝度を制御することができ、それらの光を混合できる場合には、１０．７億色よりも多くの色を生成することができる。光の輝度は、例えば、パルス幅変調、周波数変調、振幅変調又は固定周波数−固定持続時間（fixed frequency-fixed duration）変調等の、複数の異なる変調技法を用いて制御することができる。光源は、データ通信及び電源のためのコンタクトを含むことができる。後にさらに詳細に説明するように、各光源１０１を用いて、ディスプレイスクリーンのピクセルを実装することができる。
【００２２】
各光源又はピクセル１０１はモジュール式ユニットとすることができ、そのユニットは複数の相互接続素子１１０を含むフレーム構造によって固定することができる。相互接続素子１１０を用いることにより、モジュール式光源１０１を互いに離隔して配置することができ、かつ全体的な構造１００においてモジュール式光源１０１のための支持体を提供することができる。相互接続素子１１０は、視認者がその構造を全体として見るときに、交互接続素子１１０をほぼ知覚することができない程度まで、視認者に相互接続素子１１０ができる限り見えないようにしながら、相互接続素子１１０が光素子を固定することによってスクリーンの構造的な強度及び完全性を与えるようなサイズで形成することができる。
【００２３】
半透明及び／又は透明の材料を用いて相互接続素子１１０を構成することによって、相互接続素子１１０をさらに見えないようにすることができる。例えば、支持構造を、ガラス、プレキシグラス、又は透明若しくは半透明プラスチックのような半透明若しくは透明な材料から形成すると、結果として形成される構造は、視認者によってほぼ視覚的に透明と知覚される。また、相互接続素子１１０は、暗色（例えば、黒色）又はビデオスクリーンからの反射光の量を最小限に抑える他の色で形成されてもよく、それにより、目立たないようにすることができる。また、ほぼ透明構造か又は透明構造の知覚を視認者に提供するために、光源１０１の間に十分な量の何もない空間を形成するように、相互接続素子１１０は、モジュール式光源１０１を相互に十分に離隔して配置してもよい。
【００２４】
図１は、隣接するモジュール式光源１０１間の相対的な間隔を等距離として示しているが、異なる長さの間隔としてもよい。例えば、少なくとも２つの異なる長さの相互接続素子１１０（例えば、行内の相互接続素子の長さを第１の長さとし、列内の相互接続素子の長さを第２の長さとする）を用いることによって、モジュール式光源１０１の列間、又はモジュール式光源１０１の行間の距離を変更して、例えば、正方形のマトリックスではなく、長方形のマトリックスを形成することもできる。
【００２５】
図１に示される例では、各モジュール式光源１０１は、２、３、又は４の相互接続素子１１０によって接続されている。相互接続素子１１０は、その構造内に、モジュール式光源１０１を概ね平坦な格子状パターンに配置する。しかしながら、後に詳細に説明されるように、平坦でない他の構造も実現可能である。
【００２６】
スクリーン内の各モジュール式光源１０１は同一とすることができ、スクリーン内の任意の位置に配置することができるが、各モジュール式光源１０１に、表示用の特有の光色及び輝度値を与えることができる。これにより、任意のビデオ画像又は光パターンを生成し、表示又は照明効果のためのスクリーンを提供することができる。各モジュール式光源１０１に特有の光色及び輝度値を与えるデータ分配方式は、後にさらに詳細に説明する。
【００２７】
電力源１２０は、モジュール式光源１０１に電力を提供する。モジュール式光源１０１に適合可能な任意の電力源を用いることができる。電力源は１又は複数のユニットを用いて構成することができ、また、特定の実施態様による要求に応じて、モジュール式光源１０１への電力を整流し、変換し、及び／又は供給するために必要とされる任意の数のデバイスを含むことができる。必要な電流を供給可能であれば、単一の電力源１２０を用いてスクリーン全体に電力を供給することができる。図１の実施態様では、単一の４８ボルトＤＣ電源を用いて、スクリーン１００全体に電力を供給している。後に記述されるように、モジュール式光源１０１に個々の電力レギュレータが設けられ、任意の用途において用いられるモジュール式光源の特定の回路（例えば、光源の電子回路基板上の５ボルトロジック）によって必要とされる電圧に応じて、電圧をレギュレートすることができる。
【００２８】
制御／データ分配システム１３０は、１又は複数の制御基板を用いて構成することができる。各制御基板は、例えば、プロセッサ、ＡＳＩＣ、デジタルシグナルプロセッサ、マイクロコンピュータ、中央演算装置、プログラマブルロジック／ゲートアレイ、又は、光源１０１を制御するための制御信号を生成する他のデジタル論理デバイス等の処理デバイスを利用することができる。処理デバイスは、規定された方法で命令に応答し、かつ命令を実行することが可能である。処理デバイスは、例えば、放射される光の色、輝度及びコントラストを制御し、所望の光放射を実現するために光源１０１を制御するための制御及び／データ信号を生成するアプリケーション、並びに／又はテキスト、グラフィックス、画像及びビデオを提供するためのアプリケーション等の、処理デバイスに命令し、指示するための１又は複数のソフトウエアアプリケーションを実行することができる。そのソフトウエアアプリケーションは、処理デバイスが所望の動作をするように個別に又は集合的に命令するためのコンピュータプログラム、コード、命令、又はそれらの組み合わせを含むことができる。また、処理デバイスは、アプリケーションに応答して、データにアクセスし、データを格納し、かつ／又はデータを作成することもできる。
【００２９】
それらのアプリケーション及びデータは、任意のタイプの機械、構成要素、物理的若しくは仮想的装置、記憶媒体、又は、処理デバイスに命令若しくはデータを与えることができるか、若しくは処理デバイスによって解釈されることができる伝搬される信号波において、永久に又は一時的に具現することができる。詳細には、コントローラ１３０は、揮発性及び不揮発性メモリ（例えば、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、フロッピィディスク、ハードディスク、コンパクトディスク、テープ、ＤＲＯＭ、フリップフロップ、レジスタ、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＯＰＴＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＮＯＶＲＡＭ又はＲＡＭＢＵＳ等）を含む、アプリケーション又はデータを格納する１又は複数の記憶媒体又はメモリであり、メモリが処理デバイスによって読み出し可能な場合には、指定されたステップ、過程及び／又は命令を実行できるようにする。メモリは、インターフェースを含み、データ及びアプリケーションをメモリ内にロードし、格納し、それにより、アプリケーション、プログラミング及びデータを更新、変更又は増補できるようにする。また、メモリは、例えば、デバイス内に挿入／取出が可能なカード、スティック、又はディスク等の、取り出し可能な形態とすることもできる。その結果、メモリは、異なるデータ及び／又はプログラムのセットに対応することができ、処理デバイスが異なるアプリケーション、用途、実施形態、状況及び／又はシナリオに適応できる。
【００３０】
制御／データ分配システム１３０は、１又は複数のインターフェースを備える。それらのインターフェースは、種々の通信経路１４０用いて、システムユニットの構成要素又は構成要素とデータを交換するために設けられる。インターフェースは、処理デバイスの一部として、又はそれとは別に実装することができ、処理デバイスが他のデバイスと通信できるようにする。インターフェースは、種々のタイプのハードウエアのためのインターフェース及び種々のタイプの通信媒体のためのインターフェースを含む、２以上のタイプのインターフェース、並びに情報を処理デバイスが用いることができるフォーマットに翻訳するためのプロトコルを含むことができる。同様に、該インターフェースは、処理デバイスから受信されるデータ／情報を、通信経路を介して、光源１０１等の、システムの他のデバイス及びユニットに送信することができるフォーマットに翻訳する。該インターフェースによって、処理デバイスは、通信経路を用いて情報を送信及び受信できる。詳細には、コントローラは、同じインターフェース信号を複数の出力に提供する場合があり、それにより、その信号は、複数の他のコントローラユニットに分岐される。制御又はビデオ情報をピクセルに分配するための詳細は、後述する。
【００３１】
スクリーン１００に表示されるデータは、データ通信リンク１５５を介して、制御又はデータ源１５０から制御／データ分配システム１３０に提供される。制御又はデータ源１５０は、制御データ／分配システム１３０に表示制御／データを提供する。制御データは、ビデオデータに伴う所望の偏光状態を含む。その際、制御／データ分配システムは、個々のモジュール式光源１０１によって用いられる第１及び第２のビデオデータ（例えば、左右両方の視認画像）の形のデータ、スクリーン１００内の所望のピクセルにおいて所望の照明を与えるために、モジュール式光源によって用いられる偏光、輝度及び／又は色データを提供する。
【００３２】
通信経路１４０を用いて、制御／データ信号を与える。通信経路１４０は、データケーブルを用いて構成することができる。通信経路１４０は、スクリーン１００のモジュール式光源１０１の第１の行に接続される。後述するように、その後、データ分配方式を用いて、制御／データ信号をモジュール式光源の第１の行から各光源に提供される。後述するように、モジュール式光源に接続される相互接続素子１１０によって与えられる制御信号経路を用いて、制御／データ信号を各光源に搬送する。
【００３３】
コントローラ１３０は、スクリーン１００の各モジュール式光源１０１又はピクセルに信号を供給し、モジュール式光源１０１の光の輝度及び偏光を制御する。制御／データ分配システム１３０は、光源１０１又はピクセル毎に２以上の有色光の組み合わせを制御して、有色光を作り出す（例えば、赤色、緑色及び青色発光ダイオードは、１０．７億色よりも多くの色を、すなわち、人の目にとって完全なスペクトルを生成することができる）。モジュール式光源１０１は、制御／データ分配システム１３０によって供給されるデータを用いて、パルス幅変調、周波数変調、振幅変調又は固定周波数−固定領域変調のような変調技法を用いて光源１０１の各光の輝度を制御することによって、光を混合する。各光源１０１に与えられるデータセットは、そのデータセットを受信する光源のための輝度データを含む、輝度データを含むことができる。各モジュール式光源１０１又はピクセルを制御することによって、テキスト、グラフィックス、画像及びビデオ、又はそれらの組み合わせを表示するように、スクリーン１００全体を制御する。さらに、そのデータは、光源１０１から放射される光を偏光するために各光源に与えられる偏光状態（例えば、偏光１、偏光２及び無偏光）を制御する制御信号を含む。偏光状態１及び２は、交差偏光される、すなわち相互に直交する。結果として、スクリーン１００を個々のピクセルレベルに制御して、１又は複数の偏光状態において、テキスト、グラフィックス、画像、照明及びビデオ、又はそれらの組み合わせを表示することができる。さらに、視認者が適切な視認デバイス又はレンズを装着することによって、ディスプレイ全体（又はその一部）を３次元として知覚することができる。
【００３４】
構造１００の全体をモジュール式構成要素から形成することができ、それにより、種々のサイズの構造を形成できるようになる。一例では、モジュール式光源１０１を１つの平面内に全体的に配置して、その平面の一方において複数の行及び列で光を放射することができる。図１の例では、７ピクセル幅×９ピクセル高（全部で６３ピクセル）のスクリーンを示している。しかしながら、要求されるピクセル解像度及び所望のスクリーンサイズを得るために、スクリーン全体を任意の数の行及び列から形成することができる。相互接続素子１１０によって、構造内に光源１０１を配置することができる。相互接続素子１１０はモジュール式光源１０１を固定し、モジュール式光源１０１の電力及び制御のための電気的接続に加えて、その構造に機械的な信頼性及び／又は強度を与える。
【００３５】
図２Ａは、複数の偏光状態を有するピクセルエミッタセンブリ２００として実装される光源の一例を示す。ピクセルエミッタセンブリ２００は、偏光及び無偏光の可視光放射を放射するモジュール式構成体である。図２に示されるように、偏光ピクセルエミッタセンブリ２００は、エミッタ回路基板２０１と、ＬＥＤ２０５と、データコンタクト２１０と、電力コンタクト２１５と、偏光制御アセンブリ２１７と、ハウジング２２０と、スロット２２５と、透明カバー２３０とを備える。
【００３６】
偏光ピクセルエミッタセンブリ２００は、ＬＥＤ２０５を実装し、ＬＥＤに電源を供給し、ＬＥＤを制御するＬＥＤエミッタ回路基板２０１を含む。一実施態様では、エミッタ基板２０１上に４つの３色ＬＥＤを実装することができ、制御／データ分配システム１３０及び電源１２０から各偏光ピクセルエミッタセンブリ２００に与えられるデータ及び電力に応じて、それらのＬＥＤを或る色及び／又は輝度に電気的に駆動することができる。
【００３７】
各エミッタ基板２０１は、２組のデータコンタクト２１０及び２組の電力コンタクト２１５を有する。データコンタクト２１０は相互接続素子１１０と接続され、各ピクセルエミッタセンブリ２００との間でデータを入力及び出力できるようにする。データコンタクト２１０は、ハウジング内の第１の軸において、ＬＥＤエミッタ基板２０１上に互いに向かい合って配置される。
【００３８】
電力コンタクト２１５も相互接続素子１１０と電気的に結合し、電源１２０から電力を受け取る。電力コンタクト２１５は、第１の軸に直交する第２の軸において、ＬＥＤエミッタ基板２０１上に相互に対向して配置される。このような配置により、ピクセルエミッタセンブリは、データ及び偏光信号が第１の軸に沿って進み、電力が第２の軸に沿って進むように相互接続する。一例では、データ接続を用いて、偏光信号を提供することができる。しかしながら、代替形態として、偏光信号は、電力接続を用いて提供することもできる。
【００３９】
ＬＥＤ２０５を所望の輝度及び色に駆動するために電力、輝度及び色制御を与えることに加えて、エミッタ回路基板２０１は、制御／データ分配システム１３０から与えられる偏光制御コマンドデータに従って、偏光制御アセンブリ２１７の状態も制御する。この偏光制御データは、この例では、相互接続素子１１０を介して、別の電気線路にわたって送信されるが、別の構成では、偏光制御データは、輝度／色データセットの一部として、又はこのデータセットに加えて送信することができる。
【００４０】
偏光制御アセンブリ２１７は、第１の偏光層２７７、液晶（ＬＣＤ）層２７９、及び第２の偏光層２８０を含む。それらの層２７７、２７９及び２８０は、互いにほぼ平行な平面内に設けられる。第１の偏光層２７７及び第２の偏光層２８０はそれぞれ、それらの層を通り抜ける光を偏光するための少なくとも２つの偏光エリアを含む。偏光層２７７及び２８０の半分は第１の偏光エリア２８１を含み、該エリア２８１を通る光は第１の配向角又は偏光角を有するようになる。偏光層２７７及び２８０の他の半分は第２の偏光エリア２８３を含み、エリア２８３を通る光は第２の配向角又は偏光角を有するようになる。それらのエリアから放射される光の第１の角度及び第２の角度は、互いに直交することができる。第１の偏光エリア２８１及び第２の偏光エリア２８３は、第１の偏光層２７７の第１の偏光エリア２８１が第２の層２８０内の第２の偏光エリア２８３に対応するように、それらの層内に特に配置される。同様に、第１の偏光層２７７の第２の偏光エリア２８３は、第２の層２８３の第１の偏光エリア２８１に対応するように配置される。言い換えると、第１の偏光層２７７の第１の偏光エリア２８１を通り抜ける光は、第２の層２８０内の第２の偏光エリア２８３を通り抜けることができ、第１の偏光層２７７の第２の偏光エリア２８３を通り抜ける光は、第２の偏光層２８０の第２の偏光エリア２８１を通り抜けることができる。
【００４１】
第１の層２７７と第２の層２８０との間にＬＣＤ層２７９を狭持することができる。ＬＣＤ層２７９も、第１の偏光層２７７の第１の偏光エリア２８１及び第２の偏光エリア２８３のエリア、並びに第２の偏光層２８０の第２の偏光エリア２８３及び第１の偏光エリア２８１のエリアに対応する２つのエリア２８５及び２８７に分割される。構成要素２７７、２７９及び２８０はそれぞれ、図２において単一の円板として示されているが、それらの構成要素は、製造し易くするために、２つ以上の別々の部品から形成される。
【００４２】
エミッタ基板２０１からの制御電圧を第１のエリア２８５に印加すると、ＬＥＤ２０５によって放射される光を偏光制御アセンブリ２１７の対応する半分によって遮断することができる。制御電圧を遮断すると、ＬＥＤによって放射される光が、偏光制御アセンブリ２１７の対応する半分によって第２の配向角に偏光される。同様に、エミッタ基板２０１からの制御電圧を第２のエリア２８７に印加し、そして該電圧を遮断すると、偏光制御アセンブリ２１７の対応する半分が光を遮断し、そして第１の配向角を有する光を放射する。
【００４３】
ＬＣＤエリア２８５に制御電圧を印加するが、エリア２８７に印加しない場合、第１の配向角を有する偏光した光がピクセルエミッタセンブリ２００から放射される（例えば、第１の偏光状態）。制御電圧がＬＣＤエリア２８７に印加されるが、エリア２８５に印加されない場合には、第２の配向角を有する偏光した光がピクセルエミッタセンブリ２００から放射される（例えば、第２の偏光状態）。制御電圧が両方の半分２８５及び２８７に印加される場合には、偏光制御アセンブリ２１７は、ＬＥＤ２０５によって放射される光を遮断し（例えば、第３の偏光状態）、かつ／又は両方の電圧が遮断された場合には、偏光制御アセンブリ２１７は、無偏光の光を放射する（例えば、第４の偏光状態）。一例では、ＬＣＤエリア２８５及び２８７は、市販の液晶ディスプレイを用いて構成することができる。偏光制御アセンブリ２１７の動作は、図３に関連して後述する。
【００４４】
エミッタ基板２０１は、輝度及び偏光データを格納するための記憶デバイス（図示せず）も含む。エミッタ基板２０１は、ＬＥＤ２０５によって放射される光の輝度を制御し、かつ偏光データによって指示される状態のうちの１つに従って（例えば、第１及び第２のエリアに印加される電圧を制御することによって）、偏光制御アセンブリ２１７を制御して光を偏光するための処理デバイス（図示せず）も含む。
エミッタ基板２０１は、供給電圧（例えば、４８ボルトＤＣ）を、エミッタ基板２０１の構成要素に電力を供給するために用いられる調整電圧（例えば、５ボルトＤＣ）に降下させる電圧レギュレータ（図示せず）も含む。
【００４５】
エミッタ基板２０１は、ハウジング２２０内に固定される。ハウジング２２０は、４つまでの相互接続素子１１０を接続する４つのコネクタスロット２２５を含む。コネクタスロット２２５は、エミッタ基板２０１のコンタクト２１０及び２１５に接触できるようにする。さらに、コネクタスロット２２５は、相互接続素子１１０を所定の位置に固定するのを助ける。また、ハウジング２２０は、上記のように、構造全体をさらに物理的に完全な状態にするために、アセンブリをさらに別のフレーム又は構造に固定できるようにするための取付用ピン又はねじのためのタブ２３５等の、いくつかの取付用機構を含む。
【００４６】
ピクセルエミッタセンブリ２００は、放射された光が通り抜けられるようにしながら、電子回路を保護するための透明カバー２３０も含む。透明カバー２３０は、ハウジング２２０にスナップ嵌めするか、又はねじ留めされ、取外し又は交換できるようにする。カバー２３０は、光放射を所望の放射角にわたって、さらに均等に分配させるために、エミッタ基板２０１のＬＥＤから放射される光を拡散する光学及び／又は拡散品質を有するように形成することができる。透明カバー２３０は、３つの偏光状態のうちのいずれかによって照明されるので、サブエリアに分割するという手段を用いることなく、左右両方の視認画像に対して同じピクセル（又は光素子／光源）を用いることができる。したがって、本発明の実施形態は、サブエリア偏光を利用するシステム／技法よりも高い（例えば、２倍の）解像度を提供することができる。
【００４７】
図２Ｂは、図２Ａの実施形態に類似の実施形態１６０の組立分解図を示す。図２Ｂに示されるように、偏光状態を有するモジュール式ピクセルを、例示的な実施形態において、より大型のビデオディスプレイスクリーン又は照明システムのモジュール式部品として用いることができる。図２Ｂに示されるように、４つのピクセルコネクタポート１６４を有するピクセルハウジング１６２内に封入される。これらのポート１６４を用いて、スクリーンアレイ内にピクセルを物理的に保持及び配置すると共に、他の機能、例えば、ビデオ信号情報、電力管理及び／又は偏光制御を提供することができる。ＬＥＤ１６６から放射される光（３色とすることができる）は、コネクタポート１６４での接続を通して得られるビデオ信号によって制御される。ビデオ信号は、回路基板１６８（その基板は、ビデオドライバー／カードとすることができるか、又はその機能を含むことができる）によって処理され、該回路基板は、ＬＥＤ１６６を所望の輝度及び色に駆動し、偏光制御アセンブリ１７０の状態を制御する。ビデオアレイ内の各ピクセルは、ビデオ画像の任意の特定のリフレッシュのための自らの特有の輝度及び色を有する。この放射される光は、偏光制御アセンブリ１７０を通り抜け、該偏光制御アセンブリは、偏光制御コマンドデータによって決定される、３つの取り得る状態のうちのいずれかにあり、そのデータもコネクタポート１６４においてケーブルを通して得られる。例示的な実施形態では、３つの取り得る状態は、偏光状態Ｉ、偏光状態ＩＩ又は無偏光状態である。
【００４８】
偏光状態Ｉ及びＩＩは互いに異なる。例示的な実施形態では、偏光状態Ｉ及びＩＩは直交するか（９０度）、又はほぼ直交し、偏光レンズを通して視認されるときに、互いに排他的とすることができる。これら２つの偏光状態は、不要な偏光方向を通る光を偏光されたＬＣＤ層によって遮断することができるように、偏光制御アセンブリの特定のエリア、例えば、エリア１７２又はエリア１７４を活性化することによって達成され、ＬＣＤ層は、不要な方向を交差偏光（遮断）する役割を果たす。これにより、所望の偏光状態のみを残し、光を放射する。
【００４９】
第３の状態は、無偏光状態であり、いずれの偏光制御方向も活性化しないことによって得られ、それにより光が偏光制御アセンブリ１７０の双方の部分を通り抜けられるようになり、結果として光は偏光されない。３つの所望の状態のいずれかにおいて、結果として放射される光は、光を所望の視角にわたって均等に分配させる拡散体カバー１７０を通過する。
【００５０】
引き続き図２Ｂを参照する。偏光制御アセンブリ１７０は、材料のサンドイッチ（又は層状スタック）、例えば、ＬＣＤ層を含む。ＬＣＤ層に電圧を印加すると、ＬＣＤ層は偏光障壁を形成し、それにより、特定の偏光角を有する光だけが通過できる。交差偏光する偏光材料を用いてこのＬＣＤ層を狭持することによって、ＬＣＤを活性化したきに、２つの層が光を通さなくなり、ＬＣＤを非活性化したときに光を通す。偏光制御アセンブリ１７０内に２つのそのようなエリアを有することによって、いずれかの極性において光の通過を遮断したり又は遮断しないことができる。或る区画を遮断すると、他の残りの区画が所望の極性の光を放射し、その逆もある。図２Ｂには、偏光制御アセンブリ１７０の垂直偏光エリアが、水平偏光部分と対比して図示されているが、２つの区画は、図２Ｂに示されるパターン等のパターンであるが、それには限定されない任意の適当なパターンに分割することができる。図示されるように、拡散体１７８は、どの極性を用いる場合でも、ピクセル用の均等な照明（又は照明均等化又は平均化）をもたらすために用いられる。いずれのＬＣＤエリアも活性化しないことによって、いずれの極性も遮断されないとき、結果として生成される光は無偏光となる。図示される偏光制御アセンブリ１７０は、２つの光透過エリアを有するが、実際のＬＥＤ光は、いずれの状態の場合でも同じＬＥＤから放射され、結果として生成される拡散光は均一にすることができ、かつ、いずれの状態の場合でも同じ場所、例えば、同じピクセルとすることができる。
【００５１】
偏光状態を有するモジュール式ピクセルから大型のビデオスクリーンを構成すると、結果として、設定された偏光角でビデオ画像を表示することができるスクリーンを構成することができる。偏光角を同期させながら、左目画像及び右目画像を交互に表示することによって、一方の偏光方向において左目画像を提示し、左目画像に対する交差偏光角を用いて右目画像を提示することができる。これらの画像はいずれも、任意の角度から視認可能である。これらの画像はいずれも、同じピクセルモジュールから放射することができるので、左画像及び右画像は異なる視点を表すものの、厳密に同じ場所に存在することができる。交差偏光画像を生成するのに、画像を細分しなくてもよい。したがって、その画像は、サブエリアを用いて画像を偏光する任意の方法の精細度の２倍とすることができる。それらの画像は、例えば、図１７に示されるように、視認者が適切な視認眼鏡３００を装着したときに、３次元、すなわち３Ｄで見ることができる。左目画像は、左目レンズの適切な偏光によって左目に対して分離され、右目画像は、左に対して交差偏光されるので、右目レンズ３２０に分離される。
【００５２】
図３は、偏光制御アセンブリ２１７の動作の一例を詳細に示す。一般に、偏光材料によって、光波の１つの軸のみがその材料を通り抜けることができるようになり、結果として、「偏光された」光が生成され、その光波の振動は、３６０度全体にわたって広がるのではなく、単一の角度の平面内に存在することができる。偏光された光が、第１の層に対して９０度に位置合わせされる（例えば、第１の層に対して直交する）同じ偏光材料の第２の層に突き当たると、ほぼ全ての光を遮断する。なぜなら、９０度の光のみが振動できるようにする第２のシートに、第１の層を通り抜けた後の排他的に０度の光振動を与えることができるためである。第２の層は、第１の層に対して任意の他の角度を成すようにした場合、光輝度は、その角度の余弦に従って変化する。言い換えると、０度では、ｃｏｓ０＝１であり、１００％の光が通り抜け（例えば、透明）、ｃｏｓ９０＝０では、０％の光が通り抜ける（例えば、不透明）。したがって、一般的に、輝度Ｉ＝ｃｏｓ（第１のシートに対する第２のシートの角度）である。
【００５３】
いくつかの分子は、その非対称性のために、偏光した光を或る角度だけ回転させる。光エネルギが突き当たるときに、分子が非対称であることによって、その分子は１つの特定の方向に回転する。この分子の回転によって、偏光した光が、わずかに回転した角度で逸れる。この回転特性を有する任意の所与の分子の場合に、溶液の濃度が高いほど、又は光が溶液中に深く進むほど、偏光した光の回転角は大きくなる。或る分子は偏光した光を右回り（時計回り）に回転させるが、第１に対して鏡像構成において構成されるときに、同じ分子式が偏光した光を左回り（反時計回り）に回転させる。そのような分子は、同じ化学式を有するが、偏光した光を回転させるその特性に応じて、−Ｒ又は−Ｌで指示することができる。用いられるそのような材料が、任意の所望の厚み及び任意の所望の濃度において形成されると仮定すると、その材料を通り抜けるときに、偏光した光を９０度だけ回転させる（偏光した光を９０度だけ捩じる）材料を形成することができる。いくつかの回転材料は、電圧をかけられるときに、偏光した光を回転させる能力を一時的に失う。こうして、そのような材料のシートが種々の電圧信号を印加されたとき、該電圧信号がオフ状態にあると、その材料は偏光した光を回転させ、電圧信号がオン状態にあると、その材料は偏光した光を回転させない。ＬＣＤは、この効果の実用的な用途である。
【００５４】
図３には、種々の構成により偏光制御アセンブリ２１７の設計原理を示している。以下の例は、例示及び説明のためだけに用語垂直及び水平ベクトル並びに偏光を使用しており、互いに直交する任意の角度又は偏光を用いて、以下に記述される偏光制御アセンブリ２１７の垂直及び水平偏光方式を実現している。
【００５５】
例３００において示されるように、光３０１（ＬＥＤ２０５によって放射される）は、水平ベクトル３１０及び垂直ベクトル３１２の両方を含む（簡単にするために示されないが、他のベクトルもある）。光３０１が層２７７の第１の偏光エリア２８１を通過するとき、垂直ベクトル３１０のみが偏光エリア２８１（垂直な配向に設定されている）を通り抜けるので、光３０１は垂直偏光になる。２つの光振動ベクトルのうちの一方が除去されているので、光輝度は元の輝度の約５０％となる。偏光した光は層２７９のエリア２８５のＬＣＤに入り、そのエリアは、偏光した光を垂直ベクトル３１０から水平ベクトル３１４に回転させる。ＬＣＤの回転材料の深度及び密度を選択して、全回転３１６又は９０度の捩れを与える。回転方向は、３１６上の矢印によって示されるが、９０度の右回転は、９０度の左回転と最終的に同じ配向を与える（例えば、右回転、左回転のいずれも水平偏光した光を与える）。第２の層２８０の偏光エリア２８３は、水平な配向に設定することができるので、水平な光３１４は変化することなくエリア２８３を通り抜け、水平偏光した光３１４として現れる。要するに、１組の層２７７、２７９及び２８０を通り抜けた後に、無偏光の光３０１は水平偏光した光３１４になっている。
【００５６】
例３２０に示すように、光３０１（ＬＥＤ２０５によって放射される）は、水平ベクトル３１０及び垂直ベクトル３１２の両方を含む（簡単にするために示されないが、他のベクトルもある）。光３０１が層２７７の第２の偏光エリア２８３を通り抜けるとき、水平ベクトル３１２のみが偏光エリア２８３（水平な配向に設定されている）を通り抜けるので、光３０１は水平偏光になる。２つの光振動ベクトルの一方が除去されているので、光輝度は元の輝度の約５０％となる。偏光した光３１２は層２７９のエリア２８７のＬＣＤに入り、そのエリアは、偏光した光を水平ベクトル３１２から垂直ベクトル３２２に回転させる。ＬＣＤの回転材料の深度及び密度を選択して、全回転３１６又は９０度の捩れを与える。回転方向は、３１６上の矢印によって示しているが、９０度の右回転は、９０度の左回転と最終的に同じ配向を与える（例えば、右回転、左回転のいずれも水平偏光した光を与える）。第２の層２８０の偏光エリア２８１は、水平な配向に設定することができるので、垂直な光３２２は変化することなくエリア２８１を通り抜け、垂直偏光した光３２２として現れる。要するに、１組の層２７７、２７９及び２８０を通り抜けた後に、無偏光の光３０１は垂直偏光した光３２２になる。
【００５７】
例３３０は、ＬＣＤ層２７９のエリア２８５に印加される制御電圧３３１の効果を示す。この例では、光３０１が層２７７の第１の偏光エリア２８１を通り抜けるとき、垂直ベクトル３１０のみが偏光エリア２８１を通り抜けるので、光３０１は垂直偏光になる。しかしながら、エミッタ基板２０１からの制御電圧３３１をエリア２８５に印加したときは、エリア２８５の回転効果３１６を抑止するので、垂直ベクトル３１０は、回転することなく、エリア２８５を通り抜ける。垂直偏光した光３１０が、水平な配向に設定されたエリア２８３に突き当たるので、垂直偏光した光３１０を遮断する。結果として、層２７７、２７９及び２８０から光はほとんど現れず、それらの層は実質的に不透明となる。
【００５８】
例３４０は、ＬＣＤ層２７９のエリア２８７に印加される制御電圧の効果を示す。この例では、光３０１が層２７７の第２の偏光エリア２８３を通り抜けるとき、水平ベクトル３１２のみが偏光エリア２８３を通り抜けるので、光３０１は水平偏光になる。しかしながら、エミッタ基板２０１からの制御電圧３４１をエリア２８７に印加すると、エリア２８７の回転効果３１６を抑止し、水平ベクトル３１２は、回転することなくエリア２８７を通り抜ける。水平偏光した光３１２は、垂直な配向に設定されたエリア２８１に突き当たるので、水平偏光した光３１２は遮断される。結果として、層２７７、２７９及び２８０から光はほとんど現れなくなり、それらの層は実質的に不透明となる。
【００５９】
ＬＥＤ２０５の前方に、或るパターンを成すＬＣＤエリア２８５及び２８７の組み合わせを使用し、偏光制御信号に基づいて、それらのエリアに制御電圧を印加するとき、現れる光を水平偏光にするか（２８５にのみ電圧が印加される）、垂直偏光にするか（２７８にのみ電圧が印加される）、無偏光にする（２８５、２８７のいずれにも電圧が印加されないので、結果として両方のベクトル３１０及び３１２が存在する）ように制御することができ、また、光が全く現れない（２８５及び２８７の両方に電圧が印加される）ように制御することができる。
【００６０】
図２Ａでは、偏光アセンブリ２１７を２つの対称な像又は鏡像の半分に分割するように示しているが、図４に示されるように、他の構成も可能である。１つの例４０１では、偏光材料及びＬＣＤエリアを４つの象限に分割してもよい。第Ｉ及び第ＩＩＩ象限は、第１の偏光の光を放射及び遮断する。第ＩＩ及び第ＩＶ象限は、第２の偏光の光を放射及び遮断する。他の複雑な構成４１０も可能であり、半分が対称な像又は鏡像でない場合であっても、エリアの概ね半分を１つの偏光状態用に偏光及び遮断することができ、そのエリアの対応する他の半分を交差偏光及び遮断することができる。
【００６１】
図５は、支柱５００を構成する相互接続素子１１０の一例を示す。支柱５００は、第１の軸に沿って円柱形の本体部５０１を含む。本体部５０１は、その軸を横断する方向に抵抗力を与え（例えば、本体が或る程度曲がるか、又は撓むことができるようにする）、かつその軸に沿って極めて強固な（例えば、本体は収縮及び伸長に耐える）相対的に硬質の外側ハウジングを含む。本体５０１のハウジングは、ピクセルエミッタアセンブリ２００に対してデータ信号及び電力を提供する複数のデータ／電力線を包含する。
【００６２】
支柱本体５０１の各端部は、ピクセルエミッタセンブリ２００のいずれかのコネクタスロット２２５と嵌合するコネクタ５１０を含む。支柱コネクタ５１０は、ピクセルエミッタセンブリコネクタのスロット２２５内に挿入することができる部分５１１を含む。各支柱コネクタ５１０は、データ線及び／又は電力線のための接続を提供する複数のピン５１５を含む。コネクタ５１０をスロット２２５内に挿入すると、コネクタ５１０内のピンは、スロット２２５に対応するデータコンタクト２１０又は電力コンタクト２１５のいずれかと電気的に結合する。コネクタ５１０のピン５１５は、表示データを受信若しくは出力するために対応するデータコンタクト２１０と電気的に結合するか、又は電力を供給若しくは受信するためにエミッタ基板２０１の電力コンタクト２１５と電気的に結合する。その結果、支柱５００は、電力軸又はデータ軸のいずれか（例えば、行及び列）に沿ってピクセルエミッタセンブリ２００を接続するために用いることができ、シングルタイプの支柱５００は、スクリーン全体を構成するために用いることができる。したがって、ピクセルのモジュール性を任意の数のピクセルエミッタセンブリ２００として完全に実現することができるか、又はピクセルエミッタセンブリ２００及び支柱５００の基本素子から任意の構成のスクリーン１００を構成することができる。
【００６３】
また、コネクタ５１０は、支柱５００をピクセルエミッタセンブリ２００に固定するための一対のファスナ５２０を含む。本体５０１の機械的な剛性は、ファスナ５２０のポジティブロック機構によって強化することができる。一実施態様では、ファスナはクリップ又はつめである。
【００６４】
支柱本体長の寸法を製造中に変更することができ、これにより、ピクセルエミッタセンブリ２００間の種々の間隔オプションを提供する。スクリーンが小型になるほど（例えば、例示的な実施形態の場合に、３．５〜４インチの長さを有する支柱に対して、高さがモジュール式ピクセル約２０個分まで）、支柱５００だけで、スクリーン１００に対して十分な機械的強度及び信頼性を提供する。大型の用途では、結果として形成されたスクリーンが依然として透けて見えるようにしつつ、スクリーンの物理的信頼性を保持するだけの十分な機械的支持を与えるために、ピクセルエミッタセンブリユニット２００は、透明又は半透明である支持体、基材又はフレーム上に、堅く取り付けられる。
【００６５】
図６は、ピクセルエミッタセンブリ２００のスロット２２５と、図２及び図３の支柱５００のコネクタ５１０との嵌合を示す。各支柱コネクタ５１０は、ピクセルエミッタセンブリスロット２２５に挿入される複数のピンを封入する突出部分５１１を含む。ピンは、電力信号及び電子データ信号を搬送するために、エミッタ基板２０１のコンタクトと電気的に結合する。部分５１１は、ピクセルエミッタセンブリコネクタ２２５内に挿入されたときに、コネクタ５１０の適切な配向及び位置合わせを保証するリッジ又はガイド６４０を含む。また、支柱コネクタ５１０は、より良好な摩擦係合を与える、リングのようなスペーサ６２０も含む。スペーサ６２０は、わずかに可撓性を有し、それにより、滑り嵌めできるようにしながら、スロット２２５に対して容易に抜き差しできるようにする。
【００６６】
支柱コネクタファスナ５２０は、スクリーンを構成するために必要とされる機械的な剛さを与える２つのポジティブロック用のつめ６３０を含む。支柱コネクタ４１０をピクセルエミッタセンブリコネクタ２２５に挿入すると、突出部分５１１がスロット２２５に入るのに応じて、つめ６３０がピクセルエミッタセンブリコネクタの両側に沿って進む。つめ６３０が側面に沿って進むとき、それらのつめはピクセルエミッタセンブリコネクタの突起又はリッジ６４０に突き当たる。支柱コネクタ５１０を挿入することができるとき、つめが、リッジ６４０上を通過しながら、支点６５０に対して曲がるか、又は変形し、支柱コネクタ５１０を挿入し続けることになる。一旦、支柱コネクタ５１０を、ピンとコンタクトとの間が電気的に接触するように十分に深く挿入すると、つめ６３０はリッジ６４０を通り過ぎて、その元の配向に再構成されるか、又は弾発して戻る。一旦、つめ６３０がその元の向きに再構成されると、つめ６３０のフック６４５がリッジ６４０に対して係止し、支柱コネクタ５１０をスロット２２５から取り外せないようにする。
【００６７】
ファスナのテール部分６６０は、支点６５０を中心にしてつめが変形するのを容易にし、対応するフック部分６４５がリッジ６４０に係止しているのを解除し、そして支柱コネクタ５１０をピクセルエミッタセンブリコネクタから取り外せるようにする。このコネクタ構成によって、スクリーンを容易に組立分解できるようになり、かつ任意の部品を容易に交換できるようになる。
【００６８】
当然、他のタイプのファスナを用いてもよい。例えば、ねじ又はピンを用いて、支柱コネクタをピクセルエミッタセンブリコネクタに固定することもできる。他のタイプのスナップファスナーを用いることもできる。さらに、支柱コネクタ５１０は、コネクタ５１０を所定の位置に捩じ込むか、回し込むか、又は刺し込むことによってスロット内に挿入することができる、ねじ又はバヨネットとして成形することもできる。
【００６９】
図７は、ビデオスクリーンのピクセルを形成するために用いることができる個々の光源ピクセルエミッタセンブリ２００のマトリックス７００からなる、スクリーン構造の一部の一例を示す。各ピクセルエミッタセンブリ２００は、支柱５００等の相互接続素子１１０によってスクリーン内の所定の位置に固定される。支柱５００は、概ね平面内に互いに対して列及び行を形成するように、ピクセルエミッタ２００を固定する。図７に示される例では、マトリックスの２×２部分を示している。その２×２マトリックスは、所望のサイズ及び解像度のスクリーンを形成するのに必要とされるだけ多くのさらに別のピクセルモジュールによって拡張することができる。マトリックスの数量的なサイズを変更することによって、任意の解像度又はサイズのビデオディスプレイを達成することができる。支柱５００の長さを変更することによって、任意の所望のスクリーンピッチ（例えば、ピクセル間隔）を達成することができる。
【００７０】
図８及び図９は、光源１０１及び接続素子１１０を用いて形成される平坦でない面（例えば、曲面を成すスクリーン）の一例の、正面図８００及び平面図９００をそれぞれ示す。この例において、図示されるように、そのスクリーンは平坦でない格子を成して３次元構造である。そのような格子は、非直線にするか、曲げられるか、又は曲線にすることができる１つの接続軸（電力又はデータのいずれか）に沿って相互接続素子１１０を用いて構成することができる。両方の軸（例えば、電力及びデータ）に沿って非直線にするか、曲げられるか、又は曲線にすることができる相互接続素子１１０を用いて、球形、又はさらに複雑な他の形状を有するスクリーンを実現することもできる。
【００７１】
偏光状態を有するピクセルエミッタセンブリを用いて、以下に説明するように、視認者に、３Ｄ又は立体画像又はビデオを見る効果を提供することができる。３Ｄ効果を得るには、左右それぞれの目に２つの別々の画像（通常の目の間隔を近似するような間隔で配置される２つの記録装置から生成される）を同時に与えることによって、視認者の両眼視を達成する必要がある。ピクセルエミッタセンブリに与えられるデータフローは２組の画像を含む。ピクセルエミッタセンブリは、後述するように、２組の画像を分離して、視認者に提示するための正しい個々の立体画像を生成する。
【００７２】
図１０は、従来のカメラ１００１の一例１０００を示す。カメラ１００１は、一連のスチール写真１０２０として動画を記録するビデオ、フィルム、又は任意の他の形態の記録媒体を有するものとすることができる。一連のスチール写真１０２０を、人の視覚が持続するよりも速い速度（例えば、約２０ミリ秒）で与えることによって、視認者は連続した動画として視認する。この例では、左右両方の目１０３０に同じ画像セット１０２０を提示することができる。その結果として、視認者にとって平面的に、又は２次元として見える画像を生成することができる。
【００７３】
立体又は３Ｄ画像を提供するために、例えば、例１０４０として示したように、両眼視を考慮して（遠近感／奥行覚を与えるように）、両目に別々の画像を与える。この目的を果たすために、３Ｄカメラ１０５０を用いる。３Ｄカメラ１０５０は、２組のレンズ及び画像レコーダを有する。レンズは、人の目の平均間隔に概ね等しい距離だけ離間している。当然、スケールモデル又は画像を３Ｄで撮影する場合には、それに応じて、カメラレンズ間隔も拡大縮小する。２組のレンズは、それぞれ左目又は右目によって見られることになる視認画像を表す２組の画像１０６０及び１０７０を記録する。その後、２組の画像を、視認するための左目画像及び右目画像に分離する。ピクセルエミッタセンブリは、第１の偏光（例えば、水平偏光）１０８０を用いて左画像を提示し、第１の偏光に対して直交する第２の偏光（例えば、垂直偏光）１０８５を用いて右目画像を提示することによって、画像の分離を行う。それらの画像の視認者が、左目が水平に配向される偏光材料から形成されるレンズ１０８２を有し、右目が垂直に向けられる偏光材料から形成されるレンズ１０８７を有する眼鏡又は一対のレンズを装着すると、視認者の左目は左画像１０６０のみを、右目は右画像１０７０のみを見る。結果として、視認者に対して３Ｄ視効果を提供する。
【００７４】
図１１は、ピクセルエミッタセンブリ２００内のデータフローの一例１１００を示す。該データフローは、シリアル画像データストリーム１１０１及び偏光信号ストリーム１１０２を含む。該データフローは、データコンタクト２１０の１つを介して、支柱４００からピクセルエミッタセンブリ２００によって受信される。画像データストリーム１１０１は、ピクセルエミッタセンブリ２００のＬＥＤのための輝度値を表すシリアルデータビットストリームである。ピクセルエミッタセンブリ２００は、受信したデータストリーム１１０１を処理して（１１０５）、そのシリアルビットストリームから、そのＬＥＤによって出力されることになる所望の輝度及び／又は色に対応するデータパッケージ（所定の数のビット）を抽出する。一例では、各ピクセルエミッタセンブリ２００は、同じ数のビットを所望のデータパッケージ（例えば、３２ビット）として格納するためのメモリデバイス（例えば、シフトレジスタ）を含む。クロックパルスに従って、ピクセルエミッタセンブリ２００の中に、かつ／又はピクセルエミッタセンブリ２００から外に、シリアルデータストリーム１１１０をシフトすることができる。特定のピクセルエミッタセンブリ２００を対象としたデータをレジスタの中にシフトするとき、単一のラッチパルスによってトリガされて、データは、シフトレジスタ内に格納され、ピクセルエミッタセンブリ２００によって該ピクセルエミッタセンブリのための輝度／色表示データとして用いられる。スクリーン内のデータフローは、後述する。
【００７５】
偏光信号１１０２は、エミッタ基板２０１の偏光制御電子回路１１５０に提供される。ピクセル放射を偏光して３Ｄ効果を与えるために、左目画像及び右目画像を表す２組のデータを必要とする。この２組のデータは、単一のデータストリーム１１０１にストリームライン化され、偏光信号１１０２を用いるによって２つの画像として抽出される。
【００７６】
３Ｄ用に、２つの画像セットを、立体又は３Ｄ対の左視認画像及び右視認画像を表す、互いにインターレースされるビデオ信号として提供する。偏光信号１１０２は、特定の瞬間における信号が左視認画像であるか、右視認画像であるか、又はそのいずれでもないかを指示する。偏光信号は、各ピクセルの偏光を同期させる２つの方形波を含む。１つの構成では、偏光信号１１０２は、表示データストリームと同じ支柱の中を通り抜けることができるが、電力支柱を通過するようにしても良い。一例では、スクリーン全体が同じ偏光信号を非常に高速の切替速度で同時に用いる（例えば、スクリーン全体が左視認画像を表示し、その後、右視認画像を表示する）。しかしながら、これは、本明細書における説明の便宜上行なわれるだけであり、左視認画像及び右視認画像の他の切替方式及びインターレース処理が用いることもできる。
【００７７】
図１２は、ピクセルエミッタセンブリ２００内の電力フローの一例１２００を示す。ピクセルエミッタセンブリ２００は、少なくとも１つの電圧源を受信し、ピクセルエミッタセンブリ２００に電力を供給するための電力コンタクト２１５を含む。例えば、電力コンタクト２１５は、正の電力源１２０１（例えば、４８ボルト電源）及びグランド１２２０を受信するコンタクトを含む。電力源１２０１及びグランド１２２０はいずれも、受信用電力コンタクト２１５と反対側にある電力コンタクト２１５に、電圧出力１２３０及びグランド１２４０として出力する。１つの実施態様では、受信される電力源１２０１及びグランドは、電圧レギュレータ１２５０に接続される。電圧レギュレータ１２５０は、受信した電力を処理して、ＬＥＤエミッタ基板２０１の構成要素に適合する電力レベル１２６０（例えば、雑音のない５ボルトＤＣ）を生成する。電圧レギュレータを追加することによって、４８ボルト電源線１２０１上に電圧雑音又は電圧降下がある場合であっても、ピクセルエミッタセンブリ２００によって用いられる信頼性のある厳密な５ボルトが提供される。さらに、ピクセルエミッタセンブリ２００に接続される支柱５００に流れる電流は、回路基板によって用いられる低い電圧（例えば、５ボルト）において電源線が設けられた場合よりも、小さくすることができる。
【００７８】
図１３は、スクリーンシステム１３００によって表示される提示のデータフローの一例を示す。システム１３００は、視認者に表示データ１３１０を提示するために６×６マトリックス内に組み立てられる複数のピクセルエミッタセンブリ２００を有するスクリーン１３０１を含む。表示データ１３１０は、視認者に提示されることが望まれる形状、パターン、物体、写真、画像、ビデオ、又は任意の所望の表示を表すことができる。図１３に示された例によれば、表示データ１３１０は、ビデオ画像を含む。また、表示データ１３１０は、後述するように、ピクセルエミッタセンブリ２００を制御し、左目画像及び右目画像を生成するために用いられる偏光信号を含むことができる。
【００７９】
例示的な実施形態において、表示データ１３１０は、ＤＶＩコネクタと共にＤＶＩケーブルを用いて、ＤＶＩユニット１３２１にＤＶＩ信号１３２０として提供される（例えば、ＬＣＤモニター用のＰＣの標準出力）。ＤＶＩ信号１３２０は、ＤＶＩユニット１３２１をリンクするＤＶＩ接続１３２５を用いて、さらに別のＤＶＩユニット１３２１に提供される。このようにして、スクリーンマトリックスの列を供給するために必要とされるだけ多くのＤＶＩユニット１３２１を、デイジーチェーンで一緒に接続することができる。しかしながら、以下に詳細に説明されるように、さらに大型のスクリーンを実現するときには、第２のＤＶＩ出力接続１３３０を用いるＤＶＩユニット１３２１の付加的なバンクを用いることもできる。ＤＶＩユニット１３２１はそれぞれ、後述するように、ＤＶＩ信号１３２０から導出されるデータストリームを、ケーブル１３４０を介して、ピクセルエミッタセンブリ２００の関連する列の先頭に与える。ケーブル１３４０は、スクリーンマトリックスの第１の行内の各ピクセルエミッタセンブリ２００のスロット２２５と嵌合するコネクタ（例えば、コネクタ５１０）を含む。本明細書においてＤＶＩ信号／ハードウエアとの関連で実施形態が説明されるが、当然、他の適切な信号及び／又はハードウエア形式／構成（例えば、ＨＤＭＩ、ＵＳＢ、ＵＳＢＩＩ等）を用いることもできる。
【００８０】
電力源１３５０によって、スクリーン１３０１に電力を供給する。電力源１３５０は、電力ケーブル１３５５を介して、ピクセルエミッタセンブリ２００の第１の列に接続される。電力ケーブル１３５５には、第１の列の関連するピクセルエミッタセンブリ２００のスロット２２５内に挿入されるコネクタ（例えば、コネクタ５１０）が設けられる。
【００８１】
各ＤＶＩユニット１３２１は、スクリーンのマトリックス内の位置に応じて、一意に指定される。例えば、図１３に示されるように、Ｘ値１３８０は列番号を指定し、Ｙ値１３９０は行番号を指定する。図１３に示されるように、Ｘ値すなわち列は０（第１の列）から始まり、５（第６の列）まであり、Ｙ値も０（第１の行）から始まり、５（第６の行）まである。各ＤＶＩユニット１３２１は、スクリーンマトリックス内のＸ値及びＹ値位置に基づいて、識別番号を与えられる。例えば、第１の列の先頭にあり、ＤＶＩ信号１３２０を介して直に表示データ１３１０を受信する第１のＤＶＩユニットは、Ｘ＝０、Ｙ＝０で指定される。その右隣に位置するＤＶＩユニットは、Ｘ＝１、Ｙ＝０で指定される。次のＤＶＩユニットはＸ＝２、Ｙ＝０で指定され、その他も同様である。このようにして、各ＤＶＩユニット１３２１は一意に識別され、スクリーンマトリックス１３０１における位置が特定される。図１３のスクリーンマトリックス１３０１は、例示のためだけに示されており。詳細には、それよりも大きなスクリーン、又は小さなスクリーンを実現することができる。例えば、１９２行及び２５６列からなるスクリーンはそれぞれ、０〜２５５のＸ値、及び０〜１９１のＹ値を含む。
【００８２】
データチェーンシーケンス１３１０、１３２０及び１３２５を通して、各ＤＶＩユニット１３２１にＤＶＩ表示データを提供する。各ＤＶＩユニット１３２１は、全データ信号１３２０から、スクリーンマトリックス内のその位置に基づいて、そのＤＶＩユニット１３２１が接続される列のピクセルエミッタセンブリ２００のためのデータセットを抽出する。ピクセルエミッタセンブリ２００の列は、その列の先頭に接続されるＤＶＩユニット１３２１から、その表示データを受信する。それゆえ、ＤＶＩユニット０，０（例えば、Ｘ＝０、Ｙ＝０にあるＤＶＩユニット）は、ピクセルエミッタセンブリＸ＝０、Ｙ＝０；Ｘ＝０、Ｙ＝１；Ｘ＝０、Ｙ＝２；Ｘ＝０、Ｙ＝３；Ｘ＝０、Ｙ＝４及びＸ＝０、Ｙ＝５のためのビデオデータを抽出する。
【００８３】
ＤＶＩユニット０，０は、その関連する列のためのピクセルエミッタによって表示される全ビデオ画像のピクセルの一部又はいくつかを表す、画像データ１３１０のサブセットを抽出する。例えば、ＤＶＩユニット０，０は、そのデータのサブセットを抽出し、そのデータを処理して、その関連する列の第１のピクセルエミッタセンブリのデータコンタクトに与えられるシリアルデータシーケンスを出力する。この例では、シリアルデータシーケンスは、最初にＹ＝５ピクセルエミッタセンブリ用のシリアルデータストリーム内の第１のデータセット又は所定の数のビットを有し、その後、Ｙ＝４にある次のピクセルエミッタセンブリのための第２のデータセット又は所定の数のビットを有し、その後、Ｙ＝３にある次のピクセルエミッタセンブリのためのさらに別のデータセット又は所定の数のビットを有し、それ以降も同様に、データセット又は所定の数のビットを有するシリアルビットストリームにおいてデータを与える。言い換えると、ＤＶＩユニットは、その列内の最後のピクセルエミッタセンブリ用のデータセットがデータストリームシーケンスにおいて最初に与えられるようにして、データを配列し、シリアルデータストリームを出力する。表示データの抽出されたサブセットのためのデータストリームシーケンスはＤＶＩユニットによって生成され、リンク１３３０を介して、その列の最初のピクセルエミッタセンブリに送信される。
【００８４】
そのデータストリームシーケンスは、列内の第１のピクセルエミッタセンブリに与えられる。上記のように、各ピクセルエミッタセンブリは、各データセットを受信し、かつ／又は所定の数のビット（例えば、３２ビット）だけシフトするようにプログラムされる。ＬＥＤのための所望の輝度値に対応するデータは、データがピクセルエミッタセンブリを通り抜ける度に、３２ビットだけシフトされる。そのチェーン内の第２のピクセルは、ＤＶＩユニットから出力される元のデータストリームシーケンスにおいて第２のデータセットを受信する。第２のピクセルエミッタセンブリは、データシーケンスストリームの残りをその列内の次のピクセルエミッタセンブリ０，２に転送又はシフトし、それ以降も同様である。データシーケンス全部がその列内に送信された後に、各ピクセルエミッタセンブリは、データストリームシーケンスを構成する自らの固有の３２ビットデータセットを格納する。結果として、データストリームシーケンス全体が、クロックに同期して、スクリーンのピクセルの列を構成するピクセルエミッタセンブリの一連のシフトレジスタ内に取り込まれている。送信シーケンスの終わりに各ピクセルエミッタセンブリ２００内に格納される各データセットの固有の１組の３２ビットは、そのピクセルのための所望の輝度及び色制御に対応する。
【００８５】
上記のように、データストリームシーケンス全体を、クロックに同期して、それぞれが３２ビットのピクセルエミッタセンブリ２００からなる一連のシフトレジスタ内に取り込む。データストリームシーケンス全体が一連のピクセルエミッタセンブリ内にシフトされたとき、単一のラッチパルス（そのパルスは全てのピクセルエミッタセンブリを通って伝搬する）が、個々のピクセルをトリガして、それらのシフトレジスタ内に格納されるデータセットを、そのピクセルのために輝度／色データとして利用するようにする。各ピクセルエミッタセンブリ２００は、そのデータストリームシーケンスを、支柱相互接続１３４５を介して、次のピクセルエミッタセンブリに渡す。このようにして、各ピクセルエミッタセンブリは、画像データ１３１０の画像全体に関連付けられる、そのピクセルのための正しい表示データを供給される。
【００８６】
ピクセル放射を偏光して３Ｄ効果を与えるために、左目画像及び右目画像を表す２組のデータを必要とする。この２組のデータは、単一のデータストリーム１１０１にストリームライン化され、その後、偏光信号を用いることによって２つの画像として抽出される。３Ｄ効果を与えるために、各ＤＶＩユニット１３２１は、立体又は３Ｄ対の左視認画像及び右視認画像を表す、互いにインターレースされる２組のビデオ信号を渡す。ビデオ源１５０は、任意の瞬間において送出される信号が左視認画像であるか、右視認画像であるか、そのいずれでもないかを指示する。偏光信号は、各ピクセルの偏光を同期させる２つの方形波を含む。１つの構成では、偏光信号は、ＤＶＩ表示データストリームと同じ支柱の中を通過するが、電力支柱を通過することもできる。簡単にするために、本明細書において図示及び説明される実施形態は、スクリーン全体が同じ偏光信号を同時に使用／利用する状況において説明される（例えば、スクリーン全体が、非常の速い切替速度で左視認画像を表示し、その後、右視認画像を表示する）。しかしながら、他の偏光信号方式を用いることもできる。
【００８７】
図１３には、例示的な電力分配方式も示される。図示のように、各ピクセルエミッタセンブリは、４８ボルトＤＣによって電力を供給される。４８ボルトＤＣ電力をピクセルエミッタセンブリの電圧レギュレータによって処理して、そのアセンブリの電子回路によって用いるための５ボルトＤＣを生成する。４８ボルト電源１３５０は、ケーブル１３５５を介して、各行の第１のピクセルエミッタセンブリに分岐される。これにより、列指示Ｘ＝０を有する全てのピクセルエミッタセンブリに４８ボルトが提供される。その後、各ピクセルエミッタセンブリは、４８ボルト電力を、スクリーンマトリックス１３０１のＹ軸に沿って延在する支柱４０１を介して隣接するピクセルエミッタセンブリに渡す。
【００８８】
図１４は、１つの例示的なＤＶＩユニット１４２１のブロック図を示す。ＤＶＩユニット１４２１は、１つのＤＶＩタイプコネクタ入力１４２０と、２つのＤＶＩタイプ出力１４３０及び１４４０と、ピクセルデータストリーム出力１４５０と、ディスプレイ１４６０と、入力デバイス１４７０と、メモリデバイス１４８０と、プロセッサ又はロジック１４９０とを備える。
【００８９】
ＤＶＩ入力１４２０は、主ビデオ信号プロバイダ１３１０から、又は先行するＤＶＩユニットのＤＶＩ出力１４３０又は１４４０から、ＤＶＩ信号を受信する。ＤＶＩタイプ出力１４３０又は１４４０は、例えば、接続１３２５及び１３３０のために用いられるリンクを介して、付加的なＤＶＩユニットとさらに接続するためのＤＶＩ接続を与える。受信されたＤＶＩ信号の一部を、データストリームシーケンス１４５０としてフォーマットし、接続１３４０に出力することができ、接続１３４０は、その特定のＤＶＩユニットに接続される関連する列の第１のピクセルエミッタセンブリ２００にデータストリームシーケンスを与える。
【００９０】
各ＤＶＩユニットは、ピクセルの異なる（例えば、スクリーン全体において一意に位置特定される）列の先頭に存在するので、各ＤＶＩユニットは、その関連する列のための固有のデータストリームシーケンスを与える。スクリーン全体のＤＶＩ信号１３２０からデータストリームシーケンスを識別し抽出するために、列の位置及び列の長さをＤＶＩユニット１３２０に提供する。一例では、各ＤＶＩユニット１３２１は、その列のための識別番号及び列長をプログラムされ、本明細書では、そのいずれもＤＶＩ  ＩＤとして参照される。ＤＶＩ  ＩＤは、入力１４７０（例えば、押しボタンスイッチ又はダイアル）を用いて、ＤＶＩユニット毎に入力される。ディスプレイ１４６０（例えば、ＬＣＤ）は、入力１４７０によって入力されるＤＶＩ  ＩＤを表示するように構成される。ＤＶＩ  ＩＤを一度しか入力する必要がないように、ＤＶＩ  ＩＤデータをメモリデバイス１４８０（例えば、不揮発性メモリ）に格納することができる。このようにして、各ＤＶＩユニット１３２１は、スクリーン全体におけるその位置、及びピクセルエミッタセンブリの指定された列によって用いるために、いずれのデータを抽出すべきかを特定することができる。
【００９１】
プロセッサデバイスすなわちロジック１４９０は、入力１４２０において受信されるＤＶＩ信号を処理して、データストリームシーケンスを生成する。処理デバイス１４９０は、メモリデバイス１３６０に格納されるＩＤに基づいてディスプレイ全体のその部分（例えば、列）に関連付けられる、全データ信号１３２０のサブセットを抽出する。例えば、ＤＶＩユニット１３２０を位置Ｘ＝Ｎ及びＹ＝Ｍで指定することができ、一連の２５０ピクセルを制御するように指定する場合には、そのＤＶＩユニット１３２０は、ビデオ画像信号（例えば、通常４８０×６４０又はそれ以上）から、ピクセルＸ＝Ｎ、Ｙ＝Ｍ；Ｘ＝Ｎ、Ｙ＝Ｍ＋１；Ｘ＝Ｎ、Ｙ＝Ｍ＋２；Ｘ＝Ｎ、Ｙ＝Ｍ＋３；Ｘ＝Ｎ、Ｙ＝Ｍ＋５；．．．そして以下同様に、ピクセルＸ＝Ｎ、Ｙ＝Ｍ＋２４９までの色及び輝度データを抽出する。その後、２５０ピクセルのための色／輝度データを、１つの結合されたデータストリームシーケンス（例えば、３２×２５０又は８０００ビット）に配列することができる。そのデータストリームシーケンスは、上記のように、最初にＸ＝Ｎ、Ｙ＝Ｍ＋２４９のためのデータ、そして最後にＸ＝Ｎ、Ｙ＝Ｍのためのデータを与えるように順次に送信する。結合されたデータストリームシーケンスを、一連の２５０ピクセルエミッタセンブリ２００内に順次に接続する２５０シフトレジスタに送信する場合、８０００番目のビットがクロックに同期して取り込まれるときに、ピクセル毎の３２ビット長輝度及び色データセットを正しいピクセルに格納する。言い換えると、各ピクセルエミッタセンブリ２００内の３２ビットシフトレジスタは、実効的に次のピクセルエミッタセンブリ２００にデイジーチェーンで接続され、それによって、デイジーチェーンで一緒に接続される２５０ピクセルが、データストリームシーケンスを格納する、一体の３２ビット×２５０＝８０００ビットシフトレジスタを形成する。
【００９２】
各ＤＶＩユニット１３２１は、所定の数までのピクセルエミッタセンブリ（例えば、２５０ピクセルエミッタセンブリ）の列のためのデータを与える。高さが所定の数以上（例えば、２５０ピクセルエミッタセンブリ以上）のさらに大きなスクリーンの場合、例えば、図１８に示されるように、付加的なＤＶＩユニットを設置することができる。
【００９３】
図１５は、左目画像シーケンス１５１０及び右目画像シーケンス１５２０を含む、３Ｄ効果を得るためのスチール写真フレームシーケンスを示す。時間の経過と共に左目に与えるための画像のシーケンス１５１０は、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、．．．ＬＮとする。同様に、右目に与えられることになるスチール画像は、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、．．．ＲＮとする。簡単にするために、Ｌ及びＲ画像はフルスクリーンのスチール画像を表す。ビデオ源１５０は、２組のＬ及びＲスチール画像をインターレースして、Ｌ１、Ｒ１、Ｌ２、Ｒ２、Ｌ３、Ｒ３、Ｌ４、Ｒ４、．．．ＬＮ及びＲＮを含む１つのシリアル画像ストリーム１５３０を生成する。ビデオ源は、適切なＤＶＩユニット１３２１に供給する表示データ１３１０のために、このシーケンス１５３０を送信する。また、表示データ１３１０は偏光制御信号も含む。偏光制御信号は、左画像／右画像シーケンス１５３０に同期するイネーブル／ディスエーブル信号１５４０及び１５５０とすることができる。水平偏光イネーブル信号１５４０は、１３２１に左画像を送信するときにハイにし、１３２１に右画像を送信するときにローにする。同様に、垂直偏光イネーブル信号１５５０は、１３２１に右画像を送信するときにハイにし、１３２１に左画像を送信するときにローにする。
【００９４】
図１６は、画像を偏光するための或る時間の流れに沿ったスクリーン１６０１の一部及びＤＶＩユニット１６１０の一例１６００を示す。ＤＶＩユニット１６１０は、１組の偏光ピクセルエミッタセンブリ１６２０からなる列を制御する。列１６２０によって放射される画像全体の一部を表すデータ１６３０は、スクリーンによって与えられる各スチールフレームと共に変化する。水平イネーブル信号１５４０及び垂直イネーブル信号１５５０は、シーケンス１６４０に従って、ピクセルを水平偏光及び垂直偏光する。言い換えると、左目画像のためのデータのシーケンスを各ピクセルエミッタセンブリ１６２０に提供するとき、各ピクセルエミッタセンブリに与えられる画像データに従って、ＬＥＤ２０５から水平偏光した光を放射する各ピクセルエミッタセンブリ１６２０に、水平偏光のための制御パルスも与える。右目画像のためのデータのシーケンスを各ピクセルエミッタセンブリ１６２０に与えるとき、各ピクセルエミッタセンブリに与えられる画像データに従って、ＬＥＤ２０５から垂直偏光した光を放射する各ピクセルエミッタセンブリ１６２０に、垂直偏光のための制御パルスも与える。それゆえ、左目画像は水平偏光することができ、右目画像は垂直偏光することができる。視認者が、左レンズ１６５０を左目に対して水平に向けることができ、右レンズ１６５５を右目に対して垂直に向けることができる偏光レンズを取り付けられた眼鏡を装着するとき、視認者の左目は意図した左画像１６６０のみを、視認者の右目は右画像１６６５のみを見る。結果として生じる効果によって、視認者は、再構成された３Ｄ又は立体画像を知覚することができる。
【００９５】
視聴者は、図１７に示されるような交差偏光視認デバイス１７００を提供される場合もある。一例では、視認デバイス１７００は、眼鏡１７０１とすることができる。眼鏡１７０１を装着すると、視認者は、３次元を占有するように又は３Ｄ品質若しくは効果を有するように、その画像を知覚する。眼鏡１７０１は、互いに交差偏光する２つのレンズ１７１０及び１７１２を含む。各レンズは、市販の偏光材料を用いて形成することができる。左レンズ１７１０の偏光材料は、第１の偏光角の光を遮断するように配向される。右レンズ１７１２の偏光材料は、第２の偏光角の光を遮断するように配向される。ピクセルエミッタセンブリ２００によって偏光した光を放射すると、左目によって見られる画像は、左目レンズ１７１０の偏光によって左目に分離され（右レンズ１７１２に対して交差偏光できるため）、右目によって見られる画像は、右目レンズ１７１２によって右目に分離される（左レンズ１７１０に対して交差偏光できるため）。ピクセルエミッタセンブリによって放射される光の偏光角に基づいて、ピクセルエミッタセンブリによって放射される偏光した光を左目画像及び右目画像に分離するゴーグル、マスク及び任意の他の視認デバイスを含む、他の視認デバイス１７００を用いることもできる。
【００９６】
図１８に示される例では、付加的なＤＶＩユニットを設置して、所定の数のピクセルエミッタセンブリよりも多くのピクセルエミッタセンブリを有する列のためのデータストリームシーケンスを駆動することができる。この例では、各ＤＶＩユニットは、２５０までのピクセルエミッタセンブリの列用のデータを処理する。それゆえ、５００ピクセルの列の場合、ＤＶＩユニット１３２１の付加的な行１８６０を用いることができる。第２の行の第１のＤＶＩユニット１８６０（例えば、Ｘ＝０、Ｙ＝２５０）は、ＤＶＩ出力１３４０及びＤＶＩ接続１３３０から、第１の行１８７０の第１のＤＶＩユニット（例えば、Ｘ＝０、Ｙ＝０）からのＤＶＩデータ信号を受信する。その後、ＤＶＩビデオ信号をＤＶＩユニット１３２１の第２の行１８６０に分岐するために、ＤＶＩ出力１３３０を用いて、ＤＶＩユニット０、２５０によって受信されるＤＶＩ信号を行１８６０の付加的なＤＶＩユニットに与える。同様に、スクリーン列長が５００ピクセルエミッタセンブリを超えるとき、行Ｙ＝５００において開始して、図１３に示されるように、ＤＶＩユニット１３２１の第３の行を設けることができる。当然、スクリーン高は２５０の厳密な倍数でなかった場合、例えば、１つの列内に６００ピクセルエミッタセンブリがある場合には、処理負荷を等しくするために、ＤＶＩユニット１３２１の３つの行がそれぞれ２００ピクセルエミッタセンブリを割り当てられる。一例では、単一のＤＶＩユニット１３２１が制御することができるピクセルエミッタセンブリ２００の数は、短いスクリーンリフレッシュ時間を与えるために（例えば、フリッカを最小限に抑え、かつ／又は人の目に知覚不可能にすることができるように）、所望により均衡が図られる。当然、全データストリームシーケンスは、クロックに同期して、一連のピクセルエミッタセンブリ内に順次に取り込まれるので、総データストリームシーケンスが長いほど、各スクリーンリフレッシュ間の時間が長くなる。
【００９７】
スクリーンのビデオアレイ内の各ピクセルエミッタセンブリ２００は、全体に表示されるビデオ画像の任意の特定のリフレッシュのための特定の輝度及び色を有する。さらに、各ピクセルエミッタセンブリ２００によって放射される光は、偏光制御信号データによって決定される、４つの取り得る偏光状態のうちのいずれかにある。４つの取り得る状態は、偏光状態１、偏光状態２、無偏光及び画像無しである。
【００９８】
第１の偏光状態及び第２の偏光状態で放射される光は互いに直交される（例えば、互いに９０度を成す）か、又は交差偏光される。上記のように、２つの偏光状態は、偏光制御アセンブリ２１７の特定のエリアを活性化して、不要な偏光方向からの光を遮断し、所望の偏光エリアのみを残して光を放射することによって達成される。いずれの偏光制御方向にも活性化しないことによって、第３の状態を得ることができ、それにより光が偏光制御アセンブリ２１７の両方のエリアを通過することができ、結果として、無偏光の光が生成される。
【００９９】
複数の偏光状態を有する偏光モジュール式ピクセルから形成されるビデオスクリーンは、制御可能であり、かつ可変の偏光角を用いてビデオ画像を表示する。ピクセルエミッタセンブリに供給されるビデオ画像を左目画像及び右目画像に分離して、両眼視を再現することができる。さらに、左目画像及び右目画像は、例えば、交差偏光又は直交する偏光状態に対応する、異なる偏光角に同期することができる。結果として、１つの偏光方向（例えば、第１の状態）の左目画像の提示、及び左目画像に対する交差偏光角（例えば、第２の状態）を用いた右目画像の提示を与えることができる。視認者が視認デバイスを装着するとき、その画像は３次元品質又は３Ｄ効果を有するように視認者によって知覚される。それらの偏光画像はいずれも、視認者によって、スクリーンの任意の可視角度から見ることができる。さらに、それらの偏光画像はいずれも、同じピクセルモジュールから異なる時点において放射可能である。結果として、左目画像及び右目画像は、異なる視点を表すものの、視認者にとって厳密に同じ場所に見える。さらに、交差偏光した画像を生成するのに、画像又はスクリーンを細分する必要はない。それゆえ、その画像は、異なる偏光画像を与えるために分割されたサブエリアを用いる任意の従来の方法の精密度の少なくとも２倍の精密度を有する。
【０１００】
ビデオスクリーンは、照明源として、及びビデオディスプレイとして用いることができる。異なる制御データ及びソースを用いることによって、そのシステムは、ビデオディスプレイとして、若しくは光源の専用装置として用いるか、又はそのシステムは、その時々においてビデオディスプレイ及び光源の両方として用いることができる。スクリーンはほぼ透明であるように設計することができるので、視認者に対してスクリーンの背後に配置される任意のものを、視認者は見ることができる。また、視認者がスクリーンの背後にいる場合でも、スクリーンを通して外部を眺める視認者の視野は妨げられないようにすることができる。透明であることによって、建築設計の自由度を高めることができ、上記の例によって示されるように、ビデオスクリーンを同時に目に見えるようにすることも、目に見えないようにすることもできる。照明として用いられるとき、そのスクリーンは、視認者に対して周囲のエリアを遮らないようにしながら、広角の光源又は柔らかな光の光源を提供する。
【０１０１】
自立型スクリーンとして構成すると、空気がその構造を自由に通り抜けることができるので、熱、空調、又は音がスクリーンを通して直に行き来できるようになる。さらに、その構造は軽量にすることができ、かつ空気が通り抜けられるので、その構造は非常に小さなウインドプロファイル（wind profile）を有することになる（例えば、風に吹かれても影響を受けにくくすることができる）。
【０１０２】
ピクセルエミッタセンブリ等の光源１０１は、モジュール式ユニットとすることができる。結果として、複数のピクセルエミッタセンブリを有するスクリーンを複数の行及び列において構成し、任意の所望のサイズのスクリーンを構成することができる。各ピクセルエミッタセンブリがモジュール式であることに起因して、そのスクリーンは、不規則な形状（例えば、長方形でない形状）で構成することもできる。例えば、スクリーンが配置される空間が、ポータルのためのカットアウト（a cut out for a portal）のような不規則な形状を有する場合には、そのスクリーンを個々の用途に合わせて構成するか、又は適応させることができ、それにより、そのエリアのためのピクセル数を最大することができ、最大限の適用範囲を提供することができる。一例では、そのスクリーンを支柱又は舞台装置の一部としてステージ上で用いることができ、役者のための入口を提供することができる。この構成では、入口（ポータル）が配置されるモジュール式ピクセルを外すことができる。モジュール性、及びスクリーンが２つの主な構成要素に分解できるという事実がシステム設置も容易にする。
【０１０３】
また、スクリーン構成要素のモジュール性は、故障したピクセルエミッタセンブリ又は支柱を交換できるようにすることによって、スクリーン修理及びメンテナンスも極めて容易にし、スクリーン全体をメンテナンス又は交換する必要はない。部品タイプが少なく（例えば、光源及び相互接続素子）、スクリーンを構成するのに何度も繰返し用いることができる同一の構成要素とすることができるので、製造コストも削減することができる。
【０１０４】
いくつかの例示的な実施態様及び例を説明したが、種々の変更を加えることができることは理解されるであろう。記述される技法の動作が異なる順序において実行できる場合でも、かつ／又は記述されるシステム、アーキテクチャ、デバイス又は回路内の構成要素を異なる態様で組み合わせることができ、かつ／又は他の構成要素によって置き換えるか、若しくは補うことができる場合でも、適切な結果を達成することができる。例えば、種々の光源が用いられる場合があり、デバイスの配向は変更されてもよい（例えば、ピクセルの行及び電源のための列）。したがって、上記の例及び実施態様は、例示とすることができ、記述されない他の実施態様も本発明の範囲内である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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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】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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