(57)【要約】  表示を生成するための表示ピクセルのアレイを有する表示パネルで、前記ピクセルが行及び列に配列される表示パネルと、少なくとも2つの光出力配向素子アレイで、前記アレイが、前記表示パネル全面に異なる奥行きで順番に配列されており、それぞれのピクセルグループからの前記光出力を異なる方向に配向するように各アレイを制御可能にして立体画像を知覚可能にするアレイとを備える、自動立体表示装置。前記装置は、前記光出力配向機能を提供するため、任意の一前記アレイの選択的制御を操作でき、これにより、異なる知覚奥行き量を有する第1及び第2の三次元表示モードをそれぞれ提供する。
2009519487.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示を生成するための表示ピクセルのアレイを有する表示パネルであって、前記ピクセルが行及び列に配列される表示パネルと、
少なくとも2つの光出力配向素子アレイであって、前記アレイが、前記表示パネル全面に異なる奥行きで順番に配列されており、立体画像を知覚可能にするために、それぞれのピクセルグループからの前記光出力を異なる方向に配向するように、各アレイが制御可能であるアレイと、
を備える自動立体表示装置であって、
前記装置が、前記光出力配向機能を提供するため、任意の一前記アレイの選択的制御を操作でき、これにより、異なる知覚奥行き量を有する第1及び第2の三次元表示モードをそれぞれ提供する、
装置。
【請求項２】
光出力配向素子の各アレイが、電気光学材料を備え、前記アレイは、電位を前記電気光学材料に印加して、その屈折率を変えることにより、前記光出力配向機能を提供するように、制御可能である、請求項１に記載の自動立体表示装置。
【請求項３】
光出力配向素子の各アレイが、前記電気光学材料で形成される平行なレンティキュラ素子のアレイを備える、請求項２に記載の自動立体表示装置。
【請求項４】
それぞれ異なるアレイのレンティキュラ素子が、互いに平行である、請求項３に記載の自動立体表示装置。
【請求項５】
それぞれ異なるアレイのレンティキュラ素子が、互いに平行でない、請求項４に記載の自動立体表示装置。
【請求項６】
前記アレイの前記レンティキュラ素子ピッチの比率が、前記表示パネルからの前記アレイの隔たりの比率と等しい、請求項４に記載の自動立体表示装置。
【請求項７】
前記電気光学材料が、液晶材料を備える、請求項２から６の何れかに記載の自動立体表示装置。
【請求項８】
前記電気光学材料が、透明電極間に配置され、前記電極から前記電気光学材料に前記電位を印加する、請求項２から７の何れかに記載の自動立体表示装置。
【請求項９】
前記装置が、さらに、いずれのアレイも前記光出力配向機能を提供しないように、前記アレイの制御を操作することができ、これにより、二次元表示モードを提供する、請求項１から８の何れかに記載の自動立体表示装置。
【請求項１０】
３つ以上の光出力配向素子アレイを備え、前記装置が、対応する数の三次元表示モードを提供する、請求項１から９の何れかに記載の自動立体表示装置。
【請求項１１】
前記表示ピクセルは、前記表示ピクセルの長辺が列方向に延在する長方形状を有する、請求項１から１０の何れかに記載の自動立体表示装置。
【請求項１２】
表示ピクセルの行及び列が、直交する、請求項１から１１の何れかに記載の自動立体表示装置。
【請求項１３】
前記表示ピクセルが、液晶表示パネルである、請求項１から１２の何れかに記載の自動立体表示装置。
【請求項１４】
表示ピクセルが、前記表示ピクセルの行及び列の各交点に提供される、請求項１から１３の何れかに記載の自動立体表示装置。
【請求項１５】
自動立体表示を提供するために表示装置を操作する方法であって、
前記表示装置が、
表示ピクセルのアレイを有する表示パネルと、
前記表示パネル全面に異なる奥行きで順番に配列される光出力配向素子の第1アレイ及び第2アレイと、を備え、
前記方法が、
それぞれが異なる知覚奥行き量を提供する、第1及び第2の三次元表示モードのうちの1つを選択し、かつ
それぞれのピクセルグループからの前記光出力を異なる方向に配向するように前記光出力配向素子アレイのそれぞれの1つを制御して立体画像を知覚可能にし、光出力配向機能を提供しないように他方の前記アレイを制御する、
方法。
【請求項１６】
光出力配向素子の各アレイが、電気光学材料を備え、前記アレイは、電位を前記電気光学材料に印加して、その屈折率を変えることにより、前記光出力配向機能を提供するように制御可能である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記電気光学材料が、液晶材料を備える、請求項１５又は１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示を生成するための表示ピクセルのアレイを有する表示パネルを備えるタイプの自動立体表示装置、及び表示パネル全面に配列され、かつそれを通して表示ピクセルを見る、レンティキュラ(lenticular)素子といった、複数の画像化手段に関する。
【背景技術】
【０００２】
公知の自動立体表示装置は、英国特許第2,196,166 A号に記述される。この公知の装置は、表示ピクセルの行アレイ及び列アレイを有する二次元の液晶表示パネルを備え、この表示ピクセルは、空間光変調器として動作して表示を生成する。互いに平行に延在する細長いレンティキュラ素子のアレイが、表示ピクセルアレイに覆い被さり、かつ表示ピクセルが、これらのレンティキュラ素子を通して観察される。
【０００３】
このレンティキュラ素子は、素子のシートとして提供され、それぞれの素子が、細長い半円筒形のレンズ素子を備える。レンティキュラ素子は、表示パネルの列方向に延在し、各レンティキュラ素子が、隣接する複数の表示ピクセル列のそれぞれのグループに覆い被さる。
【０００４】
例えば、各レンティキュラ素子が2つの表示ピクセル列と関連する構成では、各列の表示ピクセルが、二次元のサブ画像それぞれの垂直スライスを提供する。このレンティキュラシートが、これら2つのスライスと、他方のレンティキュラ素子と関連する表示ピクセル列からの対応するスライスとを、シート正面に位置する利用者の左右の目に配向するので、利用者は単一の立体画像を観察できる。
【０００５】
他の構成では、各レンティキュラ素子は、行方向に隣接する4つ以上の表示ピクセルのグループと関連される。各グループでの対応する表示ピクセル列が、適切に配列されて、それぞれの二次元サブ画像からの垂直スライスを提供する。利用者の頭が左から右へ動くと、連続的に異なる一連の立体視が知覚されて、例えば、見回すような印象を作成する。
【０００６】
上述の装置は、効果的な三次元表示装置を提供する。しかし、立体視を提供するには、装置の水平解像度を犠牲にする必要がある。
【０００７】
さらには、利用者が相当な「奥行き」量を知覚するような三次元表示を提供するには、水平解像度のさらなる犠牲が必要となる。この水平解像度のさらなる犠牲は、表示によって作成される仮想体積要素の三次元格子に内在する特性に起因する。仮想ボクセルとして知られるこれらの要素は、表示装置のレンティキュラ素子の正面又は背後の奥行きと正比例する幅を有する。すなわち、大きな奥行き量を呈する表示は、それに応じて大きな仮想ボクセルを有する傾向があり、かつそれに応じて解像度が大きく低減する。
【０００８】
表示パネルピクセルとレンティキュラ素子との間の距離を増やすことにより、解像度を損なわずに、大きな奥行き量を有する表示を提供することが、提案されている。しかし、このような表示では、三次元画像を知覚する視領域が小さくなり、かつ視距離が、多くの用途について過度に大きくなるといった、望ましくない特徴がある。このような装置は、文字表示用途（通常、視距離が小さい）への使用に適さない。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明により、次のような自動立体表示装置が提供される。この自動立体表示装置は、表示を生成するための表示ピクセルのアレイを有する表示パネルで、前記ピクセルが行及び列に配列される表示パネルと、少なくとも2つの光出力配向素子アレイで、前記アレイが、前記表示パネル全面に異なる奥行きで順番に配列されており、それぞれのピクセルグループからの前記光出力を異なる方向に配向するように各アレイを制御可能にして立体画像を知覚可能にするアレイと、を備え、前記装置は、前記光出力配向機能を提供するため、任意の一前記アレイの選択的制御を操作でき、これにより、異なる知覚奥行き量を有する第1及び第2の三次元表示モードをそれぞれ提供する。
【００１０】
すなわち、本発明は、各表示モードが、光出力配向素子のそれぞれのアレイによって提供される複数の異なる三次元表示モードを有する自動立体表示装置を提供する。各モードでは、光出力配向機能を提供するもの以外のすべてのアレイが、透明材料の普通のシートであるかのように振る舞う。
【００１１】
これらのアレイは、表示パネルから異なる距離で離間されており、これにより、各表示モードは、異なる知覚奥行き量、すなわち、表示面からの異なる最大奥行き量の仮想ボクセルを所定解像度で生成する能力を含む、異なる特性を有することが可能になる。例えば、各表示モードは、第1モードがより高い水平解像度でより小さい知覚奥行き量を提供でき、かつ第2モードがより低い解像度でより大きな知覚奥行き量を提供できるように、異なる水平解像度を提供できる。
【００１２】
この場合、第1モードを、近い範囲から見るためのモニタモードとしても良い。このような視体験は、特に文字表示用途で、相対的に高い表示解像度からの恩恵を受ける。第2モードは、より長い距離から見るためのテレビジョンモードにしても良い。このような視体験は、相対的に大きな知覚奥行き量からの恩恵を受ける。
【００１３】
光出力配向素子の各アレイは、電気光学材料を備えてもよい。この場合、前記アレイは、電位を前記電気光学材料に印加して、その屈折率を変えることにより、前記光出力配向機能を提供するように制御可能であってもよい。実際の場合、アレイの光出力配向機能は、オン又はオフにスイッチできる。前記電気光学材料は、液晶材料を備えてもよい。当業者は、ネマチック液晶のような（複屈折性）液晶材料が採用される場合、光出力配向機能のスイッチングを達成するため、特定の偏光を加えた光を光出力配向素子に入力する必要があることを認識するであろう。
【００１４】
光出力配向素子の各アレイは、前記電気光学材料のシートとして形成される平行なレンティキュラ素子のアレイを備えてもよい。各レンティキュラ素子は、片側が平面で、かつもう一方の側が凸状のプロファイルを有してもよい。このようなレンティキュラ素子は、有効な自動立体表示装置を提供するのに特に適していることが分かっている。
【００１５】
それぞれ異なるアレイのレンティキュラ素子が、互いに平行でもよい。例えば、異なるアレイによって提供される異なる表示モードは、すべてが、レンティキュラ素子を採用する自動立体表示装置に通常な水平視差効果を提供する。
【００１６】
これに代えて、それぞれ異なるアレイのレンティキュラ素子は、互いに非平行でもよい。例えば、レンティキュラ素子は、水平及び垂直の視差効果を提供する表示モードを提供するため、直角であってもよい。
【００１７】
表示パネルから最遠に配置されるアレイのレンティキュラ素子ピッチは、より近いアレイのレンティキュラ素子ピッチよりも大きくできる。前記アレイの前記レンティキュラ素子ピッチの比率は、前記表示パネルからの前記アレイの距離の比率と等しくてもよい。このような配列は、実質的に同じ視領域を有する異なる表示モードを提供できる。
【００１８】
この電気光学材料は、この電気光学材料に電位を印加するための透明電極間に配置できる。
【００１９】
前記装置が、さらに、いずれのアレイも出力配向機能を提供しないように、前記アレイの制御を操作かのうであってもよい。この方法の場合、文字表示用途に理想的な普通の二次元表示モードが、提供される。
【００２０】
実際的な限界内で、この表示装置は、任意数の光出力配向素子アレイを備えることができ、この場合、この装置は、それに対応する数のさまざまな特性を有する三次元表示モードを提供する。例えば、異なるモードは、知覚奥行き、水平解像度、並びに視領域の位置及びサイズの異なる組み合わせを提供できる。
【００２１】
前記表示パネルは、液晶表示パネルでもよい。前記パネルの前記表示ピクセルは、前記表示ピクセルの長辺が列方向に延在する長方形状を有してもよい。表示ピクセルの行及び列は、直交させてもよく、かつ表示ピクセルは、前記表示ピクセルの行及び列の各交点に提供させてもよい。
【００２２】
本発明の別の観点によると、自動立体表示を提供するために表示装置を操作する方法であって、前記表示装置が、表示ピクセルのアレイを有する表示パネルと、前記表示パネル全面に異なる奥行きで順番に配列される光出力配向素子の少なくとも第1アレイ及び第2アレイを備え、前記方法では、第1及び第2の三次元表示モードのうち1つを選択し、前記表示モードが、それぞれが異なる知覚奥行き量を提供し、かつそれぞれのピクセルグループからの前記光出力を異なる方向に配向するように前記光出力配向素子アレイのそれぞれの1つを制御して立体画像を知覚可能にし、他方の前記アレイが光出力配向機能を提供しないように制御される、自動立体表示を提供するために表示装置を操作する方法が、提供される。
【００２３】
光出力配向素子の各アレイは、電気光学材料を備えてもよく、前記アレイは、電位を前記電気光学材料に印加して、その屈折率を変えることにより、前記光出力配向機能を提供するように、制御可能である。
【００２４】
前記電気光学材料が、液晶材料を備えてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
ここで、本発明の実施例が、以下の添付図面を参照して、単に例として説明される。
【００２６】
本発明は、複数の異なる三次元表示モードを有する表示装置を提供し、各表示モードが、表示パネル正面に位置する光出力配向素子のそれぞれのアレイによって提供される。各モードでは、光出力配向機能を提供するもの以外のすべてのアレイが、透明材料の普通のシートであるかのように振る舞う。これらのアレイは、表示パネルから異なる距離で離間されており、これにより、各表示モードは、異なる知覚奥行き量を含む、異なる特性を有することが可能になる。
【００２７】
図１は、公知の直視型自動立体表示装置1の線図的な斜視図である。公知の装置1は、表示を生成するための空間光変調器として動作するアクティブマトリックスタイプの液晶表示パネル3を備える。
【００２８】
表示パネル3は、行及び列に配列される表示ピクセル5の直交アレイを有する。明確さのために、表示ピクセル5は、少数しか図示されていない。実際には、表示パネル3は、約1000行かつ数1000列の表示ピクセル5を備える可能性がある。
【００２９】
液晶表示パネル3の構造は、完全に従来のものである。詳細には、パネル3は、離間された一対の透明ガラス基板を備え、その間には、整列されたねじれネマチック又は他の液晶材料が提供される。この基板は、それらの対向面に、透明インジウムスズ酸化物（ITO）電極のパターンが設けられる。偏光層も、基板の外部表面に提供される。
【００３０】
各表示ピクセル5は、基板上に対向する電極を備え、その間に液晶材料が介在する。表示ピクセル5の形状及びレイアウトは、電極の形状及びレイアウトにより決定される。表示ピクセル5は、一定のギャップで互いに離間される。
【００３１】
各表示ピクセル5は、薄膜トランジスタ（TFT）又は薄膜ダイオード（TFD）といったスイッチング素子と関連される。表示ピクセルは、表示を生成するため、スイッチング素子にアドレシング信号を提供することにより操作され、かつ適切なアドレシングの仕組みは、当業者には公知である。
【００３２】
表示ピクセル5間のギャップは、不透明の黒いマスクで覆われる。このマスクは、格子状の光吸収材料で提供される。このマスクは、スイッチング素子を覆い、かつ個々の表示ピクセル領域を定義する。
【００３３】
この表示パネル3は、この場合、表示ピクセルアレイの領域全面に延在する平面バックライトを備える光源7で照らされる。光源7からの光は、光を変調しかつ表示を生成するように駆動される個々の表示ピクセル5により、表示パネル3を通して配向される。
【００３４】
表示装置1もまた、表示パネル3の表示側全面に配列されるレンティキュラシート9を備え、この表示パネルが、ビュー形成機能を実行する。このレンティキュラシート9は、互いに平行に延在するレンティキュラ素子の行を備え、明瞭にするため、このうち1つのみを、誇張した寸法で示している。
【００３５】
レンティキュラ素子11は、凸状円筒形のレンズであり、かつ表示パネル3からの異なる画像又はビューを、表示装置1の正面に位置する利用者の目に提供する光出力配向手段として動作する。
【００３６】
図1に示される自動立体表示装置1は、複数の異なる斜視図を異なる方向に提供する能力がある。特に、各レンティキュラ素子11は、各行において表示ピクセル5の小さなグループを覆う。レンティキュラ素子11は、グループの各表示ピクセル5を異なる方向に投影し、複数の異なるビューを形成する。利用者の頭が左から右に動くと、利用者の目は、複数あるビューの異なるものを次々と感知する。
【００３７】
上で記載される公知の自動立体表示装置1に関連する問題は、過度な解像度損失を回避するため、提供可能な三次元奥行き知覚量が、制限されることにある。実際に、奥行きは往々にして±10mmに制限される。
【００３８】
ここで、奥行きと解像度損失との関係が、図2〜6を参照して記載され、これらの図は、図1に記載される表示装置の素子を線図的に示す。
【００３９】
図2を参照すると、自動立体表示装置1が、利用者の左目13及び右目15の正面に位置する。表示装置1では、スイッチが「オン」された表示パネルのあるピクセルからの光線7がレンティキュラ素子のアレイによって配向され、表示装置1の正面に仮想ピクセル19を作成する。この仮想ピクセル19は、ボクセルと呼ばれる。表示装置1とボクセル19との間の距離は、「奥行き」として利用者により知覚される。もちろん、目によって観察される光線のみが、ボクセル19の知覚に貢献する。
【００４０】
実際には、表示装置1のレンティキュラ素子は、図2に示すように、それぞれの表示ピクセルからの単一の光線17を単純には投影しない。むしろ、各レンティキュラ素子は、利用者の左目13又は右目15に向かって配向される「光線束」21を投影する。光線束21は、視距離が増すに連れて広くなる。それに応じて、レンティキュラ素子からの光線束21は、利用者の目13に向かって投影され、図3に示すように、小さな光線帯23のみが、目13によって直接観察される。束21のその他の光線25は、目13によって観察されない。
【００４１】
表示装置1の正面でのボクセル19の作成における光線束21の効果を、図4に示す。示されるように、2つの束21が、異なるレンティキュラ素子により配向されて表示装置の正面に収束し、これにより、ボクセル19が作成される。ボクセル19の幅は、目13、15によって受け止められる光線帯の幅、及びそれらが互いに交わる角度に依存する。
【００４２】
もちろん、多数のレンティキュラ素子からの光線束21が、表示装置1から投影される。利用者は、各光線束21の一部のみを観察するが、これら光線束21すべての複合効果により、利用者は、表示装置1の正面に大きなボクセル19を知覚する。これについては、図5で図示される。
【００４３】
ここでは、図5に示されるボクセル19の幅が、次の数式で定義されることを確認できる。
【数１】
2009519487.tif 000003
ここで、Qは、ボクセル19の幅であり、dは、表示パネル1のピクセルとレンティキュラ素子のアレイとの間の距離であり、pは表示パネルピクセルの幅であり、そしてZは、ボクセル19とレンティキュラ素子のアレイとの間の距離である。これらのパラメータは、図6で図示される。
【００４４】
数式1は、ピクセルとレンティキュラ素子のアレイとの間の距離dが1mmである表示装置について、10mmの知覚「奥行き」を提供すると、解像度が15分の1に低減されることを示す。この解像度損失は、文字表示といった近い範囲から観察する表示での用途には容認できない。しかしながら、高い解像度及び大きな知覚「奥行き」量の両方を有する表示装置の提供は不可能である。
【実施例１】
【００４５】
上述の問題は、図7で線図的に示される本発明による自動立体表示装置により、対処される。図7に示される装置31は、図1に示される装置1と多くの点で同様である。詳細には、装置31は、図1を参照して上に記載されるものと同じ光源を含む、表示パネル33を備える。
【００４６】
図7に示される表示装置31は、レンティキュラ素子の第1アレイ35及び第2アレイ37を備える点で、図1と異なり、これらの各アレイは、図1に示されるレンティキュラ素子のアレイとは異なる構造を有する。
【００４７】
ここで、各アレイ35、37の構造及び操作が、図8A及び図8Bを参照して記載される。
【００４８】
図8A及び図8Bは、図7に示される装置31に採用される場合のレンティキュラ素子のアレイ35、37を線図的に示す。このアレイは、一対の透明ガラス基板39、41を備え、これらの透明ガラス基板には、それらの対向面上に提供されるインジウムスズ酸化物（ITO）で形成された透明電極43、45がある。複製技術を使用して形成された逆レンズ構造47が、基板39と41との間で、上側の基板39に隣接して提供される。また、ネマチック液晶材料49も、基板39と41との間で、下側の基板41に隣接して提供される。
【００４９】
逆レンズ構造47により、液晶材料49は、図の断面で示されるように、逆レンズ構造47と下側の基板41との間で、平行で細長いレンティキュラ形状と見なされる。液晶材料に接している逆レンズ構造47及び下側の基板41の表面には、形作られた液晶材料を向き合わせするための向き合わせ層（図示せず）も提供される。
【００５０】
図8Aは、電位が電極43、45に印加されていない場合のアレイを示す。この状態の場合、液晶材料49の屈折率は、逆レンズアレイ47のものよりも実質的に高く、かつ図示されるように、レンティキュラ形状は、このため、光出力配向機能を提供する。
【００５１】
図8Bは、約50Vの交流電位が電極43、45に印加されている場合のアレイを示す。この状態の場合、液晶材料49の屈折率は、逆レンズアレイ47のものと実質的に同じであるため、図示されるように、レンティキュラ形状の光出力配向機能は、キャンセルされる。すなわち、この状態の場合、アレイは、効果的に「通過」モードで動作する。
【００５２】
液晶材料49の屈折率の変化は、特定の偏光を有する光のみに対するものであることが、当業者には、認識されるであろう。すなわち、表示パネル33からの光出力がアレイの液晶材料49に入って適切に偏光されるには、光偏光手段が、表示装置31の構造内に組み込まれる必要があることが、理解されるであろう。
【００５３】
図7に示される表示装置31での使用に適した光出力配向素子のアレイの構造及び操作のさらなる詳細は、米国特許第6,069,650号及び国際公開公報WO98/21620号で確認でき、これらは、参照として、その全内容が本願に組み込まれている。
【００５４】
図7を再び参照して、レンティキュラ素子35、37の第1及び第2アレイが、表示パネル33の全面に順番に配置され、かつ異なる距離で表示パネル33から離間されている。これらの距離はそれぞれd1及びd2として標記される。図を参照すると、d2はd1よりも大きい。d1は通常2mm、かつd2は通常4mmである。しかしながら、d1は、1mm〜5mmの範囲でよく、d2は、2mm〜10mmの範囲でよい。
【００５５】
アレイの隣接するレンティキュラ素子間のピッチは、図においてそれぞれP1及びP2として標記されている。図はあくまでも線図なので、ピッチの異なりは示されていない。このレンティキュラ素子ピッチは、表示パネル33の表示ピクセルピッチ及び表示装置31によって提供される別々のビューの数によって、ある程度支配される。しかし、レンティキュラ素子ピッチは、表示装置31がその表示モードすべてに対して共通の視領域を有するように選択される。このような配列は、次の数式で表されるように、レンティキュラ素子ピッチの比率が、表示パネル33とアレイ35、37との間の距離の比率と等しくなるように設定することにより、達成される。
【数２】
2009519487.tif 000004
【００５６】
図はあくまでも線図であり、このピッチの異なりは、示されていない。
【００５７】
図7に示される表示装置31は、コントローラ51も備える。コントローラ51は、利用者によって選択される表示モードにより、アレイ35、37の一方又は両方の電極間に選択的に電位を印加するように操作できる。以下に記載されるように、コントローラ51は、利用者によって選択される表示モードにより、表示パネル33への駆動信号を修正するように操作可能である。
【００５８】
図9Aは、表示装置31の二次元表示モードを示す。二次元モードの場合、電位は、アレイ35、37の両方の電極間に印加される。それに応じて、アレイ35、37の両方が、光出力配向機能を提供することなく、「通過」モードで動作する。二次元表示モードは、表示パネル33のものと同じ解像度を有する単一のビューを提供し、かつ、このため、文字表示モードとしての使用に理想的に適する。二次元表示モードなので、「奥行き」は、表示されない。
【００５９】
図9Bは、表示装置31の第1三次元表示モードを示す。第1三次元モードの場合、電位は、第2アレイ37のみの電極間に印加される。それに応じて、第2アレイ37が、光出力配向機能を提供することなく、「通過」モードで動作する。第1アレイ35は、「通過」モードで動作せず、かつその代わりに、光出力配向機能を提供する。
【００６０】
図9Cは、表示装置31の第2三次元表示モードを示す。第2三次元モードの場合、電位は、代わりに、第1アレイ35のみの電極間に印加される。それに応じて、第1アレイ35が、光出力配向機能を提供することなく、「通過」モードで動作する。そして、「通過」モードで動作しない第2アレイ37によって、光出力配向機能が、提供される。
【００６１】
こうして、2つの三次元表示モードは、光出力配向機能が表示パネル33から異なる距離で離間されたアレイによって提供される点で、異なることになる。図9Cに示される第2モードの離間は、図9Bに示される第1モードよりも大きい。その結果、第2モードの場合、ビューの開き角がより小さく、かつそのモードで提供される知覚奥行きは、より大きい、すなわち、数式1のdは、第1モードよりも第2モードで大きくなる。
【００６２】
すなわち、2つの三次元モード間をスイッチできる表示31が、提供される。第1モードの場合、光出力配向機能は、表示パネル33に近いアレイ35によって提供される。このモードは、限られた知覚奥行き量ではあるが、高い解像度を提供し、かつ、このため、高い解像度がより重要となる「モニタ」用途での使用に適する。第2モードの場合、光出力配向機能は、表示パネル33から遠いアレイ37によって提供される。このモードは、低い解像度を有するが、非常に大きな知覚奥行き量を提供し、かつ、このため、知覚奥行きがより重要となる「テレビジョン」用途での使用に適する。
【００６３】
上記のとおり、アレイ35、37のレンティキュラ素子ピッチは、異なる。それに応じて、利用者が、二次元モードを含めて、モード間をスイッチする場合、異なる形式の表示データで表示パネル33を駆動する必要がある。表示データの形式は、ソースで変更できる。しかしながら、図7に示される代表的な装置の場合、コントローラ51は、生表示データを各表示モードで必要とされる形式に処理する処理手段を含む。
【００６４】
本発明の特定の例が、上で記載されている。しかし、本発明の範囲から逸脱することなく、これらの実施例にさまざまな変更及び修正を行うことができることは、当業者には明らかであろう。例えば、ここでは、2つの三次元表示モードを有する表示装置が、記載されている。しかしながら、対応するアレイ数のレンティキュラ素子を単純に提供することにより、任意数の三次元表示モードが提供できることは、当業者には明らかであろう。同様に、二次元モードを省いてもよいことも、明らかであろう。
【００６５】
上に説明される例は、スイッチ可能な屈折率を有する液晶を備えるレンティキュラ素子を採用する。しかし、当業者には理解されるであろうが、勾配屈折率（GRIN）レンズを光出力配向素子として、代わりに採用してもよい。
【００６６】
上に説明される例は、例えば、範囲が50μm〜1000μmの表示ピクセルピッチを有する液晶表示パネルを採用する。しかし、有機発光ダイオード（OLED）又は陰極線管（CRT）表示装置といった、代替タイプの表示パネルを採用してもよいことが、当業者には明らかであろう。
【００６７】
上で説明されない一例では、時間通りに連続的にアドレスされた異なるアレイのレンティキュラ素子とともに、非常に速い応答時間を有する表示パネルが、使用できる。この方法の場合、異なるアレイの「奥行き」が、組み合わされて、非常に大きな「奥行き」を有する表示を提供できる。
【００６８】
上に説明される例は、分離かつ区別されたレンティキュラ素子のアレイを備え、これらのアレイ自体が、表示パネルから分離されている。しかし、その他の例では、コンポーネントの基板を組み合わせて、部品点数を低減できる。
【００６９】
上に説明される表示装置は、従来の自動立体表示装置で公知のように、表示ピクセルの列方向に、鋭角に傾斜したレンティキュラ素子を採用してもよい。
【００７０】
レンティキュラ素子の各アレイは、全体の代わりに、局部的にスイッチ可能でもよい。例えば、アレイは、アレイのある領域のみがスイッチできるようなパターンの電極とともに提供されてもよいし、又は電極が、アレイの限られた領域にのみ延在してもよい。この方法の場合、異なる表示モードが、表示領域の異なるウィンドウで提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】公知の自動立体表示装置の線図的な斜視図である。
【図２】図1に示すタイプの表示装置の操作特性を説明する図である。
【図３】図1に示すタイプの表示装置の操作特性を説明する図である。
【図４】図1に示すタイプの表示装置の操作特性を説明する図である。
【図５】図1に示すタイプの表示装置の操作特性を説明する図である。
【図６】図1に示すタイプの表示装置の操作特性を説明する図である。
【図７】本発明による自動立体表示装置を線図的に示す。
【図８Ａ】図7に示す表示装置の特定の素子の操作原理を説明する図である。
【図８Ｂ】図7に示す表示装置の特定の素子の操作原理を説明する図である。
【図９Ａ】図7に示す表示装置の操作原理を説明する図である。
【図９Ｂ】図7に示す表示装置の操作原理を説明する図である。
【図９Ｃ】図7に示す表示装置の操作原理を説明する図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【国際調査報告】
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