(57)【要約】ビューの可変数（５ビュー、９ビュー）を有する２Ｄモード又は３Ｄモードを有する構成可能なマルチビュー表示装置（１００）は、光８（交互に又は同時に、不可視の波長を用いる）の所定のパターン及び画像データを与えるように、光変調要素（１０５乃至１０８）の構造（１０４）と、それに適用される電位差のパターンにしたがって空間的に制御可能であるレンズ作用を有する液晶層を有する光学ディレクトリ手段（１１０）と、光導電特性（光導電層１２０、光導電要素６０２のアクティブマトリクスプレート）を有する電位差の前記パターンを適用するための光学構成手段（１１８乃至１２２）と、を有し、前記の光の所定のパターンは、前記光導電特性により光学構成手段におけるインピーダンスを決定し、それにより、前記の電位差のパターンを決定し、それにより、前記レンズ作用を決定し、そしてそれにより、実際のビュー構成を決定し、それ故、マルチリビュー表示装置の実際のビュー構成は、光変調要素の構造により設定される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構成可能なマルチビュー表示装置であって：
第１面において位置している光変調要素の構造であって、光変調要素はそれぞれの光ビームを与えるように備えられている、光変調要素の構造；
前記マルチビュー表示装置の実際のビュー構成に応じて、前記第１面に対して１つ又はそれ以上の所定の方向に前記それぞれの光ビームを方向付けるように、前記第１面に対して実質的に平行である第２面において位置している光学ディレクトリ手段；及び
前記光変調要素の構造により、前記実際のビュー構成において前記マルチビュー表示装置を任意に設定する光構成手段；
を有する構成可能なマルチビュー表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の構成可能なマルチビュー表示装置であって、前記光学ディレクトリ手段は液晶層を有する、構成可能なマルチビュー表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の構成可能なマルチビュー表示装置であって、前記光学ディレクトリ手段は、前記液晶層に電位差の選択された所定の空間パターンを適用するように備えられ、前記選択された所定の空間パターンは電位差の所定の空間パターンの集合から選択され、前記選択された所定の空間パターンは前記実際のビューパターンに関連している、構成可能なマルチビュー表示装置。
【請求項４】
請求項３に記載の構成可能なマルチビュー表示装置であって、前記光変調要素の前記構造は、前記液晶層に適用された前記の電位差の選択された所定の空間パターンを有するように、前記光学構成手段に光の所定の空間パターンを与えるように構成され、前記の所定の空間パターンは光の所定の空間パターンの集合から選択される、構成可能なマルチビュー表示装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の構成可能なマルチビュー表示装置であって、前記光学構成手段は、前記液晶層に対して平行に位置付けられている光導電層を有する、構成可能なマルチビュー表示装置。
【請求項６】
請求項５に記載の構成可能なマルチビュー表示装置であって、前記光導電層の空間位置の関数としてのインピーダンスは、前記光変調要素の前記構造により与えられる前記の光の所定の空間パターンにより決定される、構成可能なマルチビュー表示装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の構成可能なマルチビュー表示装置であって、前記光導電層は前記液晶層に比べて高いインピーダンスを有する、構成可能なマルチビュー表示装置。
【請求項８】
請求項３又は４に記載の構成可能なマルチビュー表示装置であって、前記光構成手段は、実質的に独立して制御可能である複数の光導電要素を有するアクティブマトリクスプレートを有する、構成可能なマルチビュー表示装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか一項に記載の構成可能なマルチビュー表示装置であって、前記光変調要素の前記構造は二次元表示装置の一部である、構成可能なマルチビュー表示装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の構成可能なマルチビュー表示装置であって、前記二次元表示装置は、ＬＣＤ、ＰＤＰ、ＣＲＴ及び有機ＬＥＤを有する集合の何れかである、構成可能なマルチビュー表示装置。
【請求項１１】
請求項８に記載の構成可能なマルチビュー表示装置であって、前記二次元表示装置は複数の光源を有するＬＣＤであり、画像のレンダリングのために、前記光源の第１の一は光学ディレクトリ手段の構成のための第１波長を有する光を生成するように備えられ、前記光源の第２の一は、前記第１波長と異なる第２波長を有する光を生成するように備えられている、構成可能なマルチビュー表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構成可能なマルチビュー表示装置であって：
−  第１面において位置している光変調要素の構造であって、それらの光変調要素はそれぞれの光ビームを生成するように備えられている、光変調要素の構造；及び
−  マルチビュー表示装置の実際のビュー構成に応じて、第１面に対する１つ又はそれ以上の所定の方向にそれぞれの光ビームを方向付ける、第１面に対して実質的に平行である第２面において位置している光学ディレクトリ手段；
を有する、マルチビュー表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置が実現して以来、現実的な三次元（３Ｄ）表示装置は、長年に亘る夢であった。そのような表示装置に繋がる多くの原理について研究されてきている。一部の原理は、特定のボリュームにおいて現実的な３Ｄのオブジェクトを作るように試みるものである。例えば、文献“Ｓｏｌｉｄ−ｓｔａｔｅ  Ｍｕｌｔｉ−Ｐｌａｎａｒ  Ｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃ  Ｄｉｓｐｌａｙ”，ｂｙ  Ａ．Ｓｕｌｌｉｖａｎ  ｉｎ  ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＩＤ‘０３，１５３１−１５３３，２００３に記載されているように、表示装置において、高速プロジェクタにより面のアレイに情報が表示される。各々の面は切り換え可能なディフューザである。面数が十分に多い場合、人間の頭は、ピクチャを結合し、現実的な３Ｄのオブジェクトを観測することができる。このような原理は、ビューアがある程度の範囲内でオブジェクトを見回すことを可能にする。この表示装置においては、オブジェクト全てが（半）透明である。
【０００３】
他の多くは、両眼差のみに基づく３Ｄ表示装置を作るように試みられている。それらのシステムにおいては、ビューアの左目及び右目は異なる画像を知覚し、それ故、ビューアは３Ｄ画像を知覚することができる。それらの概念の概観については、文献“Ｓｔｅｒｅｏ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｇｒａｐｈｉｃｓ  ａｎｄ  Ｏｔｈｅｒ  Ｔｒｕｅ  ３Ｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ”，ｂｙ  Ｄ．Ｆ．ＭｃＡｌｌｉｓｔｅｒ（Ｅｄ），Ｐｒｉｎｃｅｔｏｎ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  Ｐｒｅｓｓ，１９９３に記載されている。第１原理は、例えば、ＣＲＴと組み合わせて、シャッタガラスを用いるものである。奇数のフレームに表示される場合、光は、左目に対して遮られ、偶数のフレームに表示される場合、光は右目に対して遮られる。
【０００４】
３Ｄを表示する表示装置は、追加の電気製品の必要性を伴うことのない、自動立体表示装置と呼ばれているものである。
【０００５】
第１のガラスのない表示装置は、ビューアの左目及び右目をターゲットとする円錐を生成するバリアを有する。その円錐は、例えば、奇数及び偶数の副画素列を有する。それらの列に適切な情報を付加することにより、ビューアは、適切な場所に位置付けられる場合に、彼の左目及び右目において異なる画像を得て、３Ｄピクチャを知覚することができる。
【０００６】
第２のガラスのない表示装置は、ビューアの左目及び右目に対して奇数及び偶数の副画素列の光を画像化するレンズアレイを有する。
【０００７】
上記のガラスのない表示装置の不利点は、ビューアが固定点に留まる必要があることである。ビューアを案内するために、インジケータは、そのビューアが右の位置にいるように、ビューアに示すように示す。例えば、米国特許第５９８６８０４号明細書においては、バリアプレートが赤色及び緑色ＬＥＤと組み合わされていることが記載されている。ビューアが適切に位置している場合、そのビューアは緑色光を、又は赤色光を見ることができる。
【０００８】
固定位置にビューアが着座することから開放するように、マルチビュー自動立体表示装置が提案されている。例えば、米国特許第６０６４４２４号明細書及び米国特許出願公開第２０００／０９１２号明細書を参照されたい。米国特許第６０６４４２４号明細書及び米国特許出願公開第２０００／０９１２号明細書に開示されている表示装置においては、傾斜されたレンズが用いられていて、それにより、レンズの幅が２つの副画素より大きくなっている。このように、互いに対して隣接する複数の画像が存在し、ビューアは、左及び右方向にある自由度で移動する必要がある。
【０００９】
自動立体表示装置の短所は、３Ｄ画像の生成を組み込んでいるために、解像度の損失があることである。それらの表示装置は、２Ｄ（二次元）モード及び３Ｄモード、即ち、シングルビューモード及びマルチビューモード間で切り換え可能である。比較的高い解像度が必要な場合、高い解像度を有するために、シングルビューモードに切り換えることが可能である。
【００１０】
そのような切り換え可能な表示装置の例については、文献“Ａ  ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ  ｃｏｍｐａｃｔ  ２Ｄ／３Ｄ  ａｕｔｏｓｔｅｒｅｏｓｃｏｐｉｃ  ＬＣＤ  ｂａｃｋｌｉｇｈｔ  ｆｏｒ  ｇａｍｅｓ，ｍｏｎｉｔｏｒ  ａｎｄ  ｎｏｔｅｂｏｏｋ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”，ｂｙ  Ｊ．Ｅｉｃｈｅｎｌａｕｂ  ｉｎ  ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＰＩＥ  ３２９５，１９９８において記載されている。その文献においては、切り換え可能なディフューザが２Ｄモード及び３Ｄモード間で切り換えられるように用いられることが開示されている。切り換え可能な自動立体表示装置の他の例については、国際公開第２００３／０１５４２４号パンフレットにおいて、液晶に基づくレンズが切り換え可能なレンズを生成するように用いられることが開示されている。また、米国特許第６０６９６５０号明細書を参照されたい。
【００１１】
原理的には、２Ｄから３Ｄへ又はその逆で、表示装置全体を切り換えることが可能である。代替として、例えば、グラフィカルアプリケーションのウィンドウに対応する表示装置の一部のみが切り換えられる。その切り替えは、パッシブマトリクスアドレッシングにより達成されることが可能である。その短所は、パッシブマトリクススキームにより作られることが可能であるウィンドウ（即ち、表示装置の残りと比較して異なるビューモードを有する部分）の数は限定的でることである。そのような部分の形状に関連する制限がまた存在する。例えば、残りは三次元ビューモードにある一方、二次元ビューモードにある大きい円形領域を形成することは困難である。更に、例えば、９つのビューを有する第１ビュー構成から、例えば、８つのビューを有する第２ビュー構成に切り換えることは可能でない。
【特許文献１】米国特許第５９８６８０４号明細書
【特許文献２】米国特許第６０６４４２４号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２０００／０９１２号明細書
【特許文献４】国際公開第２００３／０１５４２４号
【特許文献５】米国特許第６０６９６５０号明細書
【非特許文献１】“Ｓｏｌｉｄ−ｓｔａｔｅ  Ｍｕｌｔｉ−Ｐｌａｎａｒ  Ｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃ  Ｄｉｓｐｌａｙ”，ｂｙ  Ａ．Ｓｕｌｌｉｖａｎ  ｉｎ  ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＩＤ‘０３，１５３１−１５３３，２００３
【非特許文献２】“Ｓｔｅｒｅｏ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｇｒａｐｈｉｃｓ  ａｎｄ  Ｏｔｈｅｒ  Ｔｒｕｅ  ３Ｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ”，ｂｙ  Ｄ．Ｆ．ＭｃＡｌｌｉｓｔｅｒ（Ｅｄ），Ｐｒｉｎｃｅｔｏｎ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  Ｐｒｅｓｓ，１９９３
【非特許文献３】“Ａ  ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ  ｃｏｍｐａｃｔ  ２Ｄ／３Ｄ  ａｕｔｏｓｔｅｒｅｏｓｃｏｐｉｃ  ＬＣＤ  ｂａｃｋｌｉｇｈｔ  ｆｏｒ  ｇａｍｅｓ，ｍｏｎｉｔｏｒ  ａｎｄ  ｎｏｔｅｂｏｏｋ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”，ｂｙ  Ｊ．Ｅｉｃｈｅｎｌａｕｂ  ｉｎ  ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＰＩＥ  ３２９５，１９９８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、複数のビュー構成に構成されることが可能である、冒頭の段落で述べている種類の構成可能なマルチビュー表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この本発明の目的は、構成可能なマルチビュー表示装置が、光変調要素の構造により実際のビュー構成においてマルチビュー表示装置を光学的に設定する光学構成手段を有することにおいて達成される。光変調要素の構造はマルチビュー表示装置を構成するように適合されるため、多様なビュー構成が多様な空間光パターンにより決定され、その空間光パターンは光変調要素の構造により形成されることが可能である。異なる空間光パターンの数は、従来の表示装置において標準的であるように、光変調要素の数は多いためにかなり多い。
【００１４】
本発明にしたがった構成可能なマルチビュー表示装置の実施形態においては、光学ディレクトリ手段は液晶層を有する。液晶層の有利点は、光学的特徴を局所的に操作することが比較的容易であることである。操作される／変調される光学的特性の効果は、液晶層を通って進む光ビームの光路が変わることである。そのために、光ビームは必要な方向に方向付けられることが可能である。光学的特性の操作は、好適には、電気信号に基づいている。
【００１５】
好適には、光学構成手段は、液晶層に電位差の所定の空間パターンを適用するように備えられ、選択された所定の空間パターンは、電位差の所定の空間パターンの集合から選択され、選択された所定の空間パターンは実際のビュー構成と関連付けられている。本発明のこの実施形態においては、液晶層の光学特性は、二次元電気信号、即ち、電位差の所定の空間パターンにより適合される。
【００１６】
二次元の電気信号を適用する複数の方法が存在している。実施形態においては、二次元電気信号が、液晶層に対して平行に位置している光導電層に対して光の二次元パターンを適用することにより与えられる。代替として、二次元電気信号は、実質的に独立して制御可能である複数の回路を有するアクティブマトリクスプレートに対して光の二次元パターンを適用することにより与えられる。それらの要素の各々は、対応する光変調要素により制御される別個の光導電要素を有する。そのようなアクティブマトリクスプレートの有利点は、液晶層の制御の正確さにある。換言すれば、レンズのより複雑な構造を作ることが可能である。
【００１７】
本発明にしたがった構成可能なマルチビュー表示装置の実施形態においては、光変調要素の構造は、液晶層に適用される電位差の選択された所定の空間パターンを有するように光学構成手段に対して光の所定の空間パターンを与えるように備えられ、光の所定の空間パターンは、光の所定の空間パターンの集合から選択される。電位差のパターンは、光導電層におけるインピーダンス又は抵抗率の局所的な差によりもたらされる。換言すれば、空間的位置の関数としての光導電層のインピーダンスは、光変調要素の構造により与えられる光の所定の空間パターンにより決定される。
【００１８】
好適には、光導電層は、液晶層に比べて比較的大きいインピーダンスを有する。そのことは、光導電層のインピーダンスにおける変化は電位差についての比較的大きい影響を有することを意味している。
【００１９】
好適には、光変調要素の構造は、標準的な、即ち、オフザシェルフの二次元表示装置の一部である。例えば、二次元表示装置は、ＬＣＤ、ＰＤＰ、ＣＲＴ及び有機ＬＥＤを有する集合のうちの何れかである。
【００２０】
本発明にしたがった構成可能なマルチビュー表示装置の実施形態においては、二次元表示装置は複数の光源を有するＬＣＤであり、画像のレンダリングについて、光源の第１の一は、光学ディレクトリ手段の構成について第１波長を有する光を生成するように備えられ、光源の第２の一は、第１波長と異なる第２波長を有する光を生成するように備えられている。光源はバックライトであることが可能である。互いに異なる波長を有する光線を生成するように備えられている独立して制御可能であるバックライトを有するように、オフ−ザ−シェルフＬＣＤディスプレイを変更することは比較的容易である。代替としては、複数のランプを有する単独のバックライトのみを有する。
【００２１】
本発明にしたがって、構成可能なマルチビュー表示装置の上記の及び他の特徴については、以下に、添付図に関連付けて詳述する実施形態を参照することにより明らかになり、理解することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１Ａは、本発明にしたがったマルチビュー表示装置の実施形態であって：
−  第１面において位置付けられている光変調要素１０５乃至１０８の構造１０４であって、それらの光変調要素は、１つ又はそれ以上のバックライトにより生成される光を変調するように備えられ、それぞれの光ビームを生成するように備えられている、光変調要素の構造；
−  マルチビュー表示装置１００の実際のビュー構成に応じて、第１面に対して１つ又はそれ以上の所定方向にそれぞれの光を方向付ける、第１面に対して実質的に平行である第２面において位置付けられている光学ディレクトリ手段１１０；及び
−  光変調要素１０５乃至１０８の構造１０４により、実際のビュー構成においてマルチビュー表示装置を任意に設定する光学構成要素１１８乃至１２２；
を有する、マルチビュー表示装置の実施形態を模式的に示している。
【００２３】
好適には、光変調要素１０５乃至１０８の構造１０４は、アクティブマトリクスＬＣＤ表示装置１０１の一部であり、バックライト１１２及び１１３並びにポーラー／リターダー（図示せず）を更に有する。
【００２４】
好適には、光学ディレクトリ手段及び光学構成手段は共に、液晶（ＬＣ）セル１０３であって、
−  例えば、ガラスの集合から成る、実質的に透明なカバー１１６及び１１７の集合；
−  液晶層１１０；
−  典型的には、ポリイミド（ＰＩ層）から成るアライメント層１１４及び１１５の集合；
を有する、液晶セルを構成する。
【００２５】
好適には、アライメント層１１４の第１層は、アクティブマトリクスＬＣＤ表示装置１０１の出力極性状態と対応する方向に摩擦される。このように、その異常な屈折率は、アクティブマトリクスＬＣＤ表示装置１０１の極性状態と合致する。第２アライメント層１１５の配向は、
−  実質的に透明な導電層１１８及び１１９の集合であって、それらの導電層１１８及び１１９は、好適には、ＩＴＯ（インジウムすず酸化物）から成る、透明な導電層の集合；並びに
−  光導電層１２０；
により任意に選択されることが可能である。
【００２６】
マルチビュー表示装置は、導電層１１８及び１１９の集合間に異なる電圧を印加する電源を更に有する。好適には、この電圧は交流電圧である。また、液晶層１１０のＬＣ材料は充電されることが可能であり、光導電層の効果は損なわれる可能性がある。
【００２７】
本発明にしたがったマルチビュー表示装置１００の機能を説明するには、次の概念が必要である。
−  第１の概念は、シングルビュー画像又はマルチビュー画像であることが可能である画像のレンダリングに関するものである。シングルビュー画像又はマルチビュー画像がレンダリングされるかどうかは、マルチビュー表示装置の実際のビュー構成に依存する。
−  第２の概念は、構成の作用、即ち、実際のビュー構成におけるマルチビュー表示装置、特に、光学ディレクトリ手段の状態に関連する。
【００２８】
画像のレンダリングは、ＬＣＤ表示装置１０１に供給される画像データに基づく。画像データは、光変調要素１０５乃至１０８の構造１０４についての駆動値を表す。そのことは、バックライト１１２の１つ又はそれ以上により生成される光は、光変調要素１０５乃至１０８の構造１０４により変調され、その結果、それぞれの光ビームが得られる。光ビームは、液晶セルの種々の層１０３をビューア（図示せず）の方向に進む。マルチビュー表示装置１００の実際のビュー構成、即ち、液晶層１１０における液晶の配向の分布に応じて、光ビームの方向は影響される。
【００２９】
例えば、液晶の配向の分布が、図１Ａに示すように、殆どの液晶が面内に配向しているような場合、光ビームは液晶層１１０により再方向付けされず、それ故、実質的な影響はない。
【００３０】
しかしながら、液晶の配向の分布が、不均一な電界に基づいて配向される、例えば、図２Ａに示すように配向されるような場合、光ビームは、液晶層１１０により再方向付けられる、即ち、実質的に影響される。その場合、光変調要素１０５乃至１０８により変調される光ビームは、第１面に対して互いに異なる角度方向に再方向付けられる。その分布は、液晶層１１０が屈折率分布レンズ（ｇｒｉｎレンズ）の集合を構成するようなものである。液晶セル１０３を通って進む光ビームの光路は互いに異なる長さを有する。したがって、レンズ作用が存在する。レンズ作用量は、印加される電界により制御可能である。その場合、マルチビュー表示装置の実際のビュー構成はマルチビューのビュー構成である。光が方向付けられる互いに異なる角度方向の各々はそれぞれのビューに対応している。
【００３１】
その構成の作用は、選択された光の所定の空間パターンの生成に基づいている。その選択された光の所定の空間パターンの生成は、バックライト１１３の１つ又はそれ以上による光の生成及び光変調要素１０５乃至１０８の構造１０４による生成された光の変調の結果である。選択された光の所定の空間パターンの生成は光導電層１２０に供給され、その光導電層は、マルチビュー表示装置を構成するように用いられるバックライト１１３の１つ又はそれ以上により生成される光の波長に対して実質的に感度を有する。好適には、光導電層１２０は、画像をレンダリングするように生成される光ビームの波長に対して実質的に感度を有さない。任意に切り換え可能な光フィルタは、ある時間スロットの間に、光導電層を通って進む不所望の光ビームを遮断するように適用される。
【００３２】
光導電層１２０に選択された光の所定の空間パターンを備える結果として、インピーダンスの所定の空間パターンが光導電層１２０において生成される。換言すれば、光導電層１２０における空間位置の関数としてのインピーダンス又は抵抗率は、選択された光の所定の空間パターンを備えることにより変調される。そのことは、光変調要素１０５乃至１０８の構造１０４が光導電層１２０の空間位置の関数としてインピーダンスを変調するように用いられることを意味している。
【００３３】
導電層１１８及び１１９間に電圧を印加することにより、所定の電位差のパターンが、光導電層１２０における空間位置の関数としてのインピーダンス及び印加電圧により決定される液晶層１１０に適用されることが可能である。液晶層１１０及び光導電層１２０の組み合わせは電圧駆動部であることに留意されたい。特に、その組み合わせは、電圧駆動部の二次元構造として解釈され、それらの電圧駆動部は各々、それぞれの光量により独立して調整可能である。典型的には、例えば、Ｍｅｒｃｋ社のＬＣ材料ＴＬ２１３については、構成中に比較的多い量の光で照明される光導電層１２０と対応する液晶セル１０３の一部を通って進む光ビームは、構成中に比較的少ない量の光で照明される液晶セル１０３の他の経路を通って進む他の光ビームより短い光路を有する。負の誘電率異方性を有する液晶材料については、その光路長は、構成中に比較的多い光で照明される光導電層１２０と対応するセル１０３の一部を通って進む光についてよりも長い。図１Ｂは、図１Ａの構成可能なマルチビュー表示装置１００の光学ディレクトリ手段に対して光変調要素１０５乃至１０８の構造１０４により適用される光の所定の空間パターン１３０についての一次元表現を模式的に示している。図示している光の所定の空間パターン１３０は均一である。その結果、空間位置の関数としての光導電層１２０におけるインピーダンスは一定である。液晶層１１０の対向する側の間の電圧差は全て、互いに等しい。換言すれば、第１アライメント層１１４の面における異なる位置の間での電位差は存在しない。
【００３４】
図２Ａは、図１Ａの本発明にしたがった構成可能なマルチビュー表示装置の実施形態であって、それにより、代替の光の所定の空間パターンが光学ディレクトリ手段に適用される、実施形態を模式的に示している。図２Ｂは、図２Ａの構成可能なマルチビュー表示装置の光学ディレクトリ手段に光変調要素の構造により適用される代替の光の所定の空間パターンを模式的に示している。選択された光の空間パターンに基づく照明と導電層１１８及び１１９間の印加電圧差のために、液晶モジュール自体、図２Ａに示すように、再配向
する。
【００３５】
図３Ａは、１／６の傾斜角を有する９つのビューの表示装置としての本発明にしたがったマルチビュー表示装置を構成するように適用される光の所定の空間パターンを模式的に示している。光変調要素１０５乃至１０８の構造１０４の軸に対するレンズの光軸間の角度は傾斜角度を有するようになっている。米国特許第６０６４４２４合明細書においては、何が傾斜角度の有利点であるかが開示されている。その特許文献においては、９つのビューの所定のビュー構成を有するマルチビュー表示装置について開示されている。
【００３６】
図３Ｂは、１／３の傾斜角度を有する８つのビューの表示装置としての本発明にしたがったマルチビュー表示装置を構成するように適合される代替の光の所定の空間パターンを模式的に示している。
【００３７】
図３Ａ及び図３Ｂに示している光の所定の空間パターンは単なる例示である。代替の光の所定の空間パターン及び本発明にしたがったマルチビュー表示装置の対応するビュー構成が可能であることは明らかである。基本的には、何れのビュー構成が作られることが可能であり、即ち、何れの種類の屈折率分布レンズ構成が、光導電層１２０の適切な照明により得ることができる。そのことは、光変調要素１０５乃至１０８の構造１０４の解像度により、制御されることが可能なマルチビュー表示装置の次のようなパラメータが決定されることを意味している。
−  レンズの幅
−  レンズの長さ
−  レンズの焦点
−  レンズの傾斜角度
−  レンズの位置
レンズは、マルチビュー表示装置の対向する側にあるようにマルチビュー表示装置の第１端部から伸びていることが可能であることに留意されたい。代替として、レンズは、幅及び長さが実質的に互いに等しいレンズを有する二次元レンズレットアレイを構成する。
【００３８】
フレキシブルであるために、ビュー構成において互いに異なっているマルチビュー表示装置の複数の領域を構成することがまた、可能である。例えば、第１領域はシングルビュー領域として構成され、第２領域はマルチビュー領域として構成される。そのことは、本発明にしたがったマルチビュー表示装置は、異なる種類のシングルピクチャにおいて三次元データ及び二次元データを混合するように備えられることを意味している。それらの異なる領域の形状は実質的には、任意に選択されることが可能である。それらの領域の実際の形状は、光変調要素１０５乃至１０８の構造１０４の解像度により決定される。
【００３９】
図４Ａは、光変調要素１０５乃至１０８の構造１０４のタスクのスケジューリングの実施例を模式的に示している。横軸は時間に対応している。縦軸はタスクの種類を示している。同様に、光変調要素１０５乃至１０８の構造１０４は、次のような異なる目的／タスクについて用いられる。
−  光導電層１２０に選択された光の所定の空間パターンを適用することにより光学ディレクトリ手段を構成する。
−  光ビームを変調し、続いて、必要な方向に光ビームを方向付けるように備えられている光学ディレクトリ手段にその変調された光ビームを供給することにより、画像をレンダリングする。
【００４０】
典型的には、構成及びレンダリングは同時には行われない。そのことは、光変調要素１０５乃至１０８の構造１０４が画像のレンダリングについて用いられるタイムスロットにより交替される構成について、光変調要素１０５乃至１０８の構造１０４が用いられるタイムスロットが存在することを意味している。
【００４１】
基本的には、レンダリングの構成の間に、光変調要素１０５乃至１０８の構造１０４の操作における構造差は存在しない。そのことは、両方の場合／位相において、駆動値の画素マトリクスが光変調要素１０５乃至１０８の構造１０４に与えられることを意味している。しかしながら、典型的には、異なる位相の間に与えられる駆動値は互いに異なる。構成中、構成画素マトリクスＰＭＣ（ｉ）が、与えられ、ここで、ｉはインデックスであり、レンダリング中、レンダリング画素マトリクスＰＭＲ（ｉ）が与えられる。下記の表は、与えられる画素マトリクスの幾つかの実施例を示している。
【００４２】
図４Ａを参照されたい。
【表１】
2009511942.tif 000003
図４Ｂを参照されたい。
【表２】
2009511942.tif 000004
図４Ａにおいては、構成の期間Ｔｃがレンダリングの期間Ｔｒより短いことが示されている。しかしながら、そのことは必要ない。光の所定の空間パターンの２つの連続した書き込みの間の時間間隔、即ち、レンダリングＴｒの期間の最大長さは、液晶材料の緩和時間に依存する。液晶材料が粘性材料である場合、リフレッシュは、比較的長い期間については必要ない。
【００４３】
ユーザが照明パターン、即ち、選択された光の所定の空間パターンを見る／観測することを回避するように、マルチビュー表示装置を作動させる複数の有効な方法が存在している。第一に、Ｔｃは、特に、Ｔｒに対して十分に小さいように選択されることが可能である。その場合、小さい時間量においてのみ、照明パターンを実際に見ることができるが、十分に短い場合、実際にはそれは認識されない。
【００４４】
第二に、光導電層１２０を照明するように特定の波長又は波長の範囲を有する光を用いることが可能である。この特定の波長を有する光は、カラー（干渉）フィルタにより不可視的である又は遮られることが可能である。カラーフィルタのために、ビューアはまた、照明パターンを見ることはできない。更に、環境光は、光導電層１２０をアクティブにすることは可能でなく、それ故、スプリアスレンズ作用を生成することは可能でない。
【００４５】
特定の領域の構成のシングルビューは、特定の領域をフル照明することによるか又は特定の領域を照明しないことにより生成されることが可能であることに留意されたい。それらの両方の場合、光導電層１２０において電位差を有する空間パターンは生成されず、それ故、液晶材料の再方向付けは得られない。そのことは、レンズ作用は生成されず、それ故、光ビームは光学ディレクトリ手段により偏向されないことを意味している。
【００４６】
図５は、時間の関数として本発明にしたがったマルチビュー表示装置のシングルビューの構成についての複数の実施形態を模式的に示している。
−  第１のビュー構成５００は、シングルビューモード、即ち、２Ｄビューモードにある単一領域Ｂを有する。
−  第２のビュー構成５０２は、単一ビューモードの状態にある第１領域Ｂ及び９つのビューモードの状態にある第２領域Ｃを有する。
−  第３のビュー構成５０３は、単一ビューモードにある第１領域Ｄ、９つのビューモードの状態にある第２領域Ｅ及び５つのビューモードの状態にある第３領域Ｆを有する。
−  第４のビュー構成５０４は、傾斜角度１／６を有する９つのビューモードの状態にある第１領域Ｇ、及び傾斜角度１／３を有する９つのビューモードの状態にある第２領域Ｈを有する。
−  第５のビュー構成５０５は、単一ビューモード、即ち二次元ビューモードの状態にある１つの単一領域Ｉを有する。
【００４７】
上記で列挙したビュー構成は単に例示であることに留意されたい。それらのビュー構成は、本発明にしたがった構成可能なマルチビュー表示装置の実施形態のビュー構成の自由度を示すように与えられている。
【００４８】
図６は、アクティブマトリクスプレート６０２を有する本発明にしたがった構成可能なマルチビュー表示装置の他の実施形態を模式的に示している。アクティブマトリクスプレート６０２は、複数の独立した制御可能な要素７００を有する。それらの要素７００の各々は、そのようなアクティブマトリクスプレートの要素の電気回路の実施例を模式的に示している。
【００４９】
構成可能なマルチビュー表示装置の実施形態の動作は、図３乃至５と関連付けて上で説明しているものに対応している。構成可能なマルチビュー表示装置６００のこの実施形態の構造は、図１及び２と関連付けて説明している構成可能なマルチビュー表示装置１００の実施形態と実質的に同じである。それらの差は、単一の光導電層１２０の代わりに、この代替の実施形態６００は、アクティブマトリクスプレート６０２を有することである。そのアクティブマトリクスプレートは、実質的に互いに独立している異なる回路を制御することを可能にする。それらの回路の各々はそれら自体、光導体Ｒ１を有する。
【００５０】
本発明にしたがった構成可能なマルチビュー表示装置のこの実施形態においては、レンズ効果を生成する液晶層１１０に印加される電圧は、光学的にアドレス指定されるアクティブマトリクスプレート６０２により制御される。光学的にアドレス指定されるアクティブマトリクスプレート６０２の例については、国際公開第２００４／０７２９４０号パンフレットに記載されている。アクティブマトリクスプレート６０２は複数のプレート６０２に分割され、各々の要素の電位は、アドレス位相において、即ち、構成中に、光レジスタＲ１により収集される光により制御される。
【００５１】
図７は、アクティブマトリクスプレート６０２の要素７００の電気回路の実施形態を示している。その電気回路は：
−  能動電子要素、好適には、トランジスタＴ；及び
−  能動電子要素のコントロールゲート、即ち、ベースに接続された電圧ドライバであって、直列の抵抗Ｒ１、Ｒ２を有し、それにより、それらの抵抗の一は光抵抗Ｒ１である、電圧ドライバ；
を有する。
【００５２】
光抵抗Ｒ１の実際のインピーダンスは、構成の期間Ｔｃ中に光抵抗Ｒ１により受け入れられる光量により決定される。電源７０２により、電圧ドライバに印加される電圧、即ち、直列の抵抗Ｒ１、Ｒ２と組み合わせて、光抵抗Ｒ１の実際のインピーダンスは、能動電子要素Ｔのコントロールゲートに印加される実際の電圧を決定する。コントロールゲートに与えられるその実際の電圧は、能動電子要素Ｔにおける、即ち、第１コネクタ７０４及び第２コネクタ７０６間の実際の電圧を決定する。好適には、第２コネクタ７０６は、導電層１１９の最初の一に接続されている。第２コネクタ７０４は、アクティブマトリクスプレート６０２の面内に位置付けられている。そのことは、能動電子要素Ｔにおける実際の電圧は液晶層１１０における局所電圧を決定することを意味する。
【００５３】
典型的には、その動作は以下のようである。構成の期間Ｔｃにおいて光抵抗Ｒ１が受け入れる光が存在しない場合、光抵抗Ｒ１の抵抗率はかなり大きく、抵抗Ｔは閉状態にあり、液晶層１１０における局所電圧は電源７０２の駆動電圧に等しい。構成の期間Ｔｃにおいて光抵抗Ｒ１が受け入れる光が存在する場合、光抵抗Ｒ１の抵抗率は小さく、抵抗Ｔは（部分的に）開状態にある。その場合、液晶層１１０における局所電圧は低い。
【００５４】
光変調要素の構造により、実際のビュー構成においてマルチビュー表示装置を任意に設定することに代えて、実際のビュー構成においてマルチビュー表示装置を設定する代替の方法が可能である。電子的に制御されるアクティブマトリクス、即ち、光の所定のパターンに代えて、電子信号により直接、制御されるアクティブマトリクスについて考慮することが可能である。その場合、光変調要素の構造を用いる有利点は失われる。特定の有利点は、光学ディレクトリ手段と光変調要素との間の空間的アライメントが達成されることである。このことは、光変調要素の構造が実際に、光学ディレクトリ手段を位置付けるように用いられることによる。
【００５５】
上記の実施形態は、本発明を限定するのではなく、当業者は、同時提出の特許請求の範囲における範囲から逸脱することなく、代替の実施形態をデザインすることができることに留意する必要がある。用語‘を有する’は、請求項に列挙されていない要素又はステップの存在を排除するものではない。要素の単数表現は、その要素の複数の存在を排除するものではない。本発明は、複数の別個の要素を有するハードウェアにより及び適切にプログラムされたコンピュータにより実施されることが可能である。複数の手段を列挙している装置請求項においては、それらの手段の幾つかは、同一のハードウェア又はソフトウェアにより具現化されることが可能である。第１、第２及び第３等の表現を使用することは、何れの順序付けを表すのではない。それらの表現は名前として解釈されるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１Ａ】本発明にしたがった構成可能なマルチビュー表示装置の実施形態を模式的に示す図である。
【図１Ｂ】図１の構成可能なマルチビュー表示装置の光学ディレクトリ手段も光変調要素の構造により適用される光の所定の空間パターンの一次元表現を模式的に示す図である。
【図２Ａ】図１Ａの本発明にしたがった構成可能なマルチビュー表示装置の実施形態であって、それにより、光の代替の所定の空間パターンが光学ディレクトリ手段に適用されることを示す図である。
【図２Ｂ】図２Ａの構成可能なマルチビュー表示装置の光学ディレクトリ手段に変調要素の構造により適用される光の所定の空間パターンの一次元表現を模式的に示す図である。
【図３Ａ】１／６の傾斜角度を有する９つのビューの表示装置として、本発明にしたがったマルチビュー表示装置を構成するように適合されることが可能である光の所定の空間パターンを模式的に示す図である。
【図３Ｂ】１／３の傾斜角度を有する８つのビューの表示装置として、本発明にしたがったマルチビュー表示装置を構成するように適合されることが可能である代替の光の所定の空間パターンを模式的に示す図である。
【図４Ａ】光変調要素の構造のタスクをスケジューリング有する実施例の模式図である。
【図４Ｂ】光変調要素の構造のタスクをスケジューリング有する他の実施例の模式図である。
【図５】時間の関数として本発明にしたがった構成可能なマルチビュー表示装置の複数のビュー構成の模式図である。
【図６】各々の回路の電圧がそれぞれの光導体により制御されるアクティブマトリクスプレートを有する本発明にしたがった構成可能なマルチビュー表示装置の他の実施形態の模式図である。
【図７】アクティブマトリクスプレートの電気回路の実施例の模式図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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