(57)【要約】  ディスプレイ装置が、５ミリ秒未満のフレーム応答時間を有する液晶ディスプレイパネルと、液晶ディスプレイパネルを駆動して、少なくとも１秒当たり９０枚の画像の割合で液晶ディスプレイパネルに供給される画像の間を黒色化するように構成された駆動電子部品と、液晶ディスプレイパネルに光を供給するように配置されたバックライトとを有する。バックライトは、右目用固体光源と左目用固体光源との間で少なくとも９０ヘルツの割合で変調されることが可能な右目用固体光源及び左目用固体光源を有している。
2010528327.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
５ミリ秒未満のフレーム応答時間を有する液晶ディスプレイパネルと、
該液晶ディスプレイパネルを駆動して、少なくとも１秒当たり９０枚の画像の割合で前記液晶ディスプレイパネルに供給される画像の間を黒色化するように構成された駆動電子部品と、
前記液晶ディスプレイパネルに光を供給するように配置されたバックライトであって、右目用固体光源と左目用固体光源との間で少なくとも９０ヘルツの割合で変調されることが可能な右目用固体光源及び左目用固体光源を備えるバックライトとを備える、ディスプレイ装置。
【請求項２】
前記液晶ディスプレイパネルと前記バックライトとの間に設けられた両面プリズムフィルムを更に備える、請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項３】
前記液晶ディスプレイパネルが３ミリ秒未満のフレーム応答時間を有する、請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項４】
前記バックライトが、第１の光入力端部と、その反対側の第２の光入力端部とを備え、前記右目用固体光源が、前記第１の光入力端部の中に光を向けるように配置され、前記左目用固体光源が、前記第２の光入力端部の中に光を向けるように配置される、請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項５】
前記右目用固体光源及び前記左目用固体光源の作動及び停止を、１秒当たり９０フレーム以上の割合で前記液晶ディスプレイパネルに供給される画像フレームと同期させて、ちらつきのない画像ストリームを生成する同期駆動要素を更に備える、請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項６】
前記駆動電子部品が、前記液晶ディスプレイパネルを駆動して、画像を表示するのに必要な時間の５％〜３０％の範囲内の時間にわたって画像の間を黒色化する、請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項７】
前記液晶ディスプレイパネルが、光学的補償ベンドモード（an optionally compensated bend mode）液晶ディスプレイパネルである、請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項８】
前記駆動電子部品が、黒色化するように前記液晶ディスプレイパネルを強制するとき、前記右目用固体光源及び前記左目用固体光源の双方若しくは一方が点灯されるか、又はいずれも点灯されないことが可能である、請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項９】
５ミリ秒未満のフレーム応答時間を有する液晶ディスプレイパネルと、
少なくとも１秒当たり９０枚の画像の割合で前記液晶ディスプレイパネルに供給される画像を駆動するように構成され、各画像が、画像サイクル時間の７５％未満で完全に描画される駆動電子部品とを備える、ディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記液晶ディスプレイパネルに光を供給するように配置されたバックライトであって、右目用固体光源と左目用固体光源との間で少なくとも９０ヘルツの割合で変調されることが可能な複数の右目用固体光源及び複数の左目用固体光源を備えるバックライトを更に備える、請求項９に記載のディスプレイ装置。
【請求項１１】
前記液晶ディスプレイパネルと前記バックライトとの間に設けられた両面プリズムフィルムを更に備える、請求項１０に記載のディスプレイ装置。
【請求項１２】
前記右目用固体光源及び前記左目用固体光源の作動及び停止を、１秒当たり９０フレーム以上の割合で前記液晶ディスプレイパネルに供給される画像フレームと同期させて、ちらつきのない画像ストリームを生成する同期駆動要素を更に備える、請求項１０に記載のディスプレイ装置。
【請求項１３】
前記駆動電子部品が、前記液晶ディスプレイパネルを駆動して、１．８ミリ秒〜２．４ミリ秒の範囲内の時間にわたって、表示される黒色データで画像の間を黒色化し、前記右目用固体光源と前記左目用固体光源が共に、前記駆動電子部品が前記液晶ディスプレイパネルを黒色化するように駆動する間、不点灯である、請求項１０に記載のディスプレイ装置。
【請求項１４】
前記液晶ディスプレイパネルに光を供給するように配置されたバックライトであって、常に点灯される複数の固体光源を備えるバックライトを更に備え、前記液晶ディスプレイパネルに少なくとも１秒当たり９０枚の画像の割合で供給される画像と同期されることが可能なシャッター眼鏡を更に備える、請求項９に記載のディスプレイ装置。
【請求項１５】
各画像が、画像サイクル時間の６０％未満で完全に描画される、請求項９に記載のディスプレイ装置。
【請求項１６】
５ミリ秒未満のフレーム応答時間を有する液晶ディスプレイパネルと、
該液晶ディスプレイパネルを駆動して、少なくとも１秒当たり９０枚の画像の割合で前記液晶ディスプレイパネルに供給される画像の間を、表示された黒色データで黒色化するように構成された駆動電子部品と、
前記液晶ディスプレイパネルに光を供給するように配置された区分走査バックライトであって、前記バックライトの第１の端部と第２の端部との間に延びる複数の区分を備え、各区分が、ある区分高さと、右目用固体光源と左目用固体光源との間で少なくとも９０ヘルツの割合で変調されることが可能な右目用固体光源及び左目用固体光源とを有し、各区分の右目用固体光源及び各区分の左目用固体光源が、特定のパターンでオン及びオフにされるように構成される区分走査バックライトとを備える、ディスプレイ装置。
【請求項１７】
前記液晶ディスプレイパネルと前記区分走査バックライトとの間に設けられた両面プリズムフィルムを更に備える、請求項１６に記載のディスプレイ装置。
【請求項１８】
前記液晶ディスプレイパネルが３ミリ秒未満のフレーム応答時間を有する、請求項１６に記載のディスプレイ装置。
【請求項１９】
各右目用固体光源及び各左目用固体光源の独立した作動及び停止を、１秒当たり９０フレーム以上の割合で前記液晶ディスプレイパネルに供給される画像フレームと同期させて、ちらつきのない画像ストリームを生成する同期駆動要素を更に備える、請求項１６に記載のディスプレイ装置。
【請求項２０】
前記駆動電子部品が、前記液晶ディスプレイパネルを駆動して、表示された黒色データで画像の間を黒色化するように構成され、前記表示された黒色データが、少なくとも選択された区分の高さ以上の画像高さを有する、請求項１６に記載のディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、バックライト付きの液晶ディスプレイ装置に関し、具体的には、左目用画像と右目用画像との間の視覚的クロストークを低減するように、液晶ディスプレイ装置を使用してステレオ３Ｄ画像を表示することに関する。
【背景技術】
【０００２】
ステレオスコピック３Ｄディスプレイは通常、個人の右目及び左目の視点からの視差を伴う画像を観測者に提示する。観測者の両眼に視差画像を時系列的に与える方法が２つある。一方の方法では、観測者は、交互に切り替わる左用／右用画像の表示と同期して視聴者の目から光を透過させるか又は遮断する一対のシャッター又は３Ｄ眼鏡を利用する。同様に、もう一方の方法では、右目及び左目の視点が、観測者のそれぞれの目に、ただし３Ｄ眼鏡を使用することなく、交互に表示され提示される。この第２の方法は、オートステレオスコピックと呼ばれており、許容される頭部の動きに制限はあるが、別個の眼鏡を必要としないため、時にステレオ３Ｄ視聴に望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、ディスプレイの任意の点又はピクセルにおける画像が、典型的には１／６０秒以下である次の画像リフレッシュ時間にそのピクセルが更新されるまで安定であるようなサンプルホールド式のディスプレイ装置である。そのようなサンプルホールド式のシステムにおいて、異なる画像を表示するには、具体的には、オートステレオスコピック表示用の交互に入れ替わる左用画像と右用画像を表示するには、例えば、左目用画像の光源が右目用のデータの表示中にはオンとならず、逆もまた同様となるように、光源の綿密なタイミングシーケンスが要求される。
【０００４】
ステレオスコピック３Ｄ表示を、左及び右フレームがＬＣＤに順次書込まれるＬＣＤパネル上で動作させる場合、新しい画像がＬＣＤ上に描画される際に左／右クロストークが生じることがある。ＬＣＤはサンプルホールド式のディスプレイ装置であるので、古い画像の各ラインは、新しいデータが書込まれるまで残存し、また、次いで新しいデータが書き込まれた後、古い画像データが消え去り、新しいデータが完全に提示されるまで、ある時間（ＬＣＤ応答時間）が存在する。更に、ＬＣＤパネルの遷移又は応答時間は、白色から黒色（Ｗ−Ｂ）又は黒色から白色（Ｂ−Ｗ）への遷移が灰色から灰色（Ｇ−Ｇ）への遷移時間よりも大いに短時間となり得るなど、多くの場合、２つの画像の輝度又は濃度値の差に依存する。これらの事例のいずれに対しても、左用画像又は右用画像がそれぞれ完全に安定化し、かつ左用又は右用バックライトがオンになる前に、左目又は右目がＬＣＤ上の画像を見る場合、クロストークが生じることがあり、ステレオスコピック３Ｄ効果が低下する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、バックライト付きの液晶ディスプレイ装置に関し、具体的には、左目用画像と右目用画像との間の視覚的クロストークを低減する液晶ディスプレイ装置に関する。
【０００６】
第１の実施形態において、ディスプレイ装置は、５ミリ秒未満のフレーム応答時間を有する液晶ディスプレイパネルと、液晶ディスプレイパネルを駆動して、少なくとも１秒当たり９０枚の画像の割合で液晶ディスプレイパネルに供給される画像の間を黒色化するように構成された駆動電子部品と、液晶ディスプレイパネルに光を供給するように配置された指向性バックライトとを有する。バックライトは、右目用固体光源と左目用固体光源との間で少なくとも９０ヘルツの割合で変調されることが可能な右目用固体光源と左目用固体光源とを有している。
【０００７】
別の実施形態において、ディスプレイ装置は、５ミリ秒未満のフレーム応答時間を有する液晶ディスプレイパネルと、液晶ディスプレイパネルを駆動して、少なくとも１秒当たり９０枚の画像の割合で液晶ディスプレイパネルに供給される画像の間を黒色化するように構成された駆動電子部品とを有する。各画像は、通常のＬＣＤパネルよりも高速なピクセルクロックを使用して、画像表示時間の７５％未満で完全に描画される。この装置は、液晶ディスプレイパネルに光を供給するように配置されたバックライトを更に有する。バックライトは、右目用固体光源と左目用固体光源との間で少なくとも９０ヘルツの割合で変調されることが可能な複数の右目用固体光源と複数の左目用固体光源とを有してもよい。この実施形態において、液晶ディスプレイパネルは、画像が画像表示時間の７５％未満で完全に描画される場合、画像の間を黒色化するように駆動される必要がない。画像を黒色化するように駆動すること、及び／又は、表示時間未満に画像を描画することにより、このディスプレイを、オートステレオスコピック表示法としても、ＬＣＤパネルを使用するがシャッター眼鏡を必要とする従来のステレオスコピック３Ｄ表示法としても使用することが可能となる。シャッター眼鏡が使用される場合、バックライト光源は、電力消費を低減するために上述のように変調されるか、若しくは、ここでも電力消費を低減するために左目用及び右目用画像光源を互い違いのフレーム上ではなく同時にオン及びオフにして変調されることができ、又は、バックライトは、その動作を簡潔にするためにオンのままにされることができ、代わりに、シャッター眼鏡は、バックライトが上述のようにオフとなっている間、両目が閉ざされるように制御される。
【０００８】
更なる実施形態において、ディスプレイ装置は、５ミリ秒未満のフレーム応答時間を有する液晶ディスプレイパネルと、液晶ディスプレイパネルを駆動して、少なくとも１秒当たり９０枚の画像の割合で液晶ディスプレイパネルに供給される画像の間を黒色化するように構成された駆動電子部品と、液晶ディスプレイパネルに光を供給するように配置された区分走査バックライトとを有する。区分走査バックライトは、バックライトの第１の端部と第２の端部との間に延びる複数の区分を有し、各区分は、ある区分高さと、右目用固体光源と左目用固体光源との間で少なくとも９０ヘルツの割合で変調されることが可能な右目用固体光源と左目用固体光源とを有する。各区分の右目用固体光源及び各区分の左目用固体光源は、特定のパターンでオン及びオフにされるように構成される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明は、添付の図面と共に、本発明の様々な実施形態に関する以下の詳細な説明を考慮して、より完全に理解され得る。
【図１】例示的なディスプレイ装置の概略的側面図。
【図２Ａ】動作中である例示的なディスプレイ装置の概略的側面図。
【図２Ｂ】動作中である例示的なディスプレイ装置の概略的側面図。
【図３】黒色データ挿入を示す透過率の図。
【図４】表示画像に関連した右用及び左用光源の作動を示すタイミング図。
【図５】例示的な区分走査バックライトの概略的正面図。
【図６Ａ】表示画像のサイクル時間に関連した、圧縮画像の描画を示すタイミング図。
【図６Ｂ】表示画像のサイクル時間に関連した、圧縮画像の描画を示すタイミング図。
【００１０】
図は必ずしも一定の縮尺ではない。図で用いられている同様の符号は、同様の構成要素を指す。しかしながら、所与の図における構成要素を指すために符号を用いることは、同じ符号で記された、別の図における構成要素を限定することを意図したものではないことが理解される。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下の説明において、添付の図面を参照するが、それらの図面は本願の一部をなすものであり、また、いくつかの特定の実施形態を実例として示すものである。他の実施形態が企図され、本発明の範囲又は趣旨から逸脱することなく作られ得ることが理解される。以下の詳細な説明はしたがって、限定的な意味で解釈されるものではない。
【００１２】
本明細書で用いられるすべての科学的用語及び技術的用語は、特に明記しない限り、当該技術分野において広く用いられている意味を有するものである。本明細書において与えられる定義は、本明細書でたびたび用いられている特定の用語の理解を容易にするものであり、本開示の範囲を限定することを意図したものではない。
【００１３】
特に明記しない限り、本明細書及び特許請求の範囲において用いられる、機構の大きさ、数量、及び物理特性を表すすべての数値は、いかなる場合にも「約」という用語で修飾されるものとして理解される。したがって、そうでない旨を明記しない限り、先の明細書及び添付の特許請求の範囲に記載された数値的指標は、本願において開示される教示を利用する当業者が得ようと求める所望の特性に応じて変化し得る概算値である。
【００１４】
数値の範囲を端点によって列挙したものは、その範囲に包含されるすべての数値（例えば、１〜５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、及び５を含む）及びその範囲内の任意の範囲を含む。
【００１５】
本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用するとき、その内容に別段の明確な指示がない限り、「ａ」、「ａｎ」、及び「その（ｔｈｅ）」という単数形には、複数の指示物を有する実施形態が包含される。本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用するとき、その内容に別段の明確な指示がない限り、「又は」という用語は概して、「及び／又は」を含めた意味で用いられている。
【００１６】
「オートステレオスコピック」という用語は、ユーザー又は視聴者の側で専用のヘッドギア又は眼鏡を使用することなく視聴されることができる３次元画像を表示することを指す。これらの方法では、画像は平坦な装置によって生成されるが、奥行知覚が視聴者に生じる。ステレオスコピック３Ｄという用語は、オートステレオスコピック装置の分野を包含するが、平坦な装置からのステレオスコピック３Ｄを見るために専用のヘッドギア、典型的にはシャッター眼鏡が必要となるステレオスコピック３Ｄ表示の場合をも含む。
【００１７】
本開示は、バックライト付きの液晶ディスプレイ装置に関し、具体的には、左目用画像と右目用画像との間の視覚的クロストークを低減する液晶ディスプレイ装置に関する。液晶ディスプレイは、５ミリ秒未満のフレーム応答時間と、オートステレオスコピック液晶ディスプレイを駆動して右目用画像と左目用画像との間を黒色化するように構成された駆動電子部品とを有する。いくつかの実施形態において、液晶ディスプレイの駆動電子部品は、画像全体が画像サイクル時間の７５％以内で描画されるように、画像ピクセルラインがアドレスされる割合を増加させることができる。いくつかの実施形態において、バックライトは、黒色データが画像フレーム間の１つのバックライト区分内で表示される区分走査バックライトである。これらの実施形態のうちの１つ以上が、シャッター眼鏡ステレオスコピック３Ｄ表示モードで又はオートステレオスコピック表示モードで平面ディスプレイから３Ｄ可視化機能を提供することが可能な単一のディスプレイに組み込まれてよい。本開示はそのように限定されるものではないが、本発明の様々な態様の理解が、以下に示す実施例の議論を通じて得られる。
【００１８】
液晶ディスプレイは、任意の特定の点における画像が、典型的には１／６０秒以下である次の画像リフレッシュ時間にその点又はピクセルが更新されるまで安定であるようなサンプルホールド式のディスプレイ装置である。そのようなサンプルホールド式のシステムにおいて、ディスプレイの順次的なリフレッシュ期間中に、異なる画像、具体的には、３Ｄ表示用の交互に入れ替わる左用画像と右用画像を表示するには、例えば、左目用光源が右目用のデータの表示中にはオンとならず、逆もまた同様となるように、バックライト光源の綿密なシーケンスが要求される。
【００１９】
図１は、例示的なディスプレイ装置１０の概略的側面図である。このディスプレイ装置は、１０ミリ秒未満、又は５ミリ秒未満、又は３ミリ秒未満のフレーム応答時間を有する液晶ディスプレイパネル２０と、液晶ディスプレイパネル２０に光を供給するように配置されたバックライト３０とを有している。バックライト３０は、右目用画像の固体光源３２と左目用画像の固体光源３４との間で少なくとも９０ヘルツの割合で変調されることが可能な右目用画像の固体光源３２及び左目用画像の固体光源３４を有している。両面プリズムフィルム４０が、液晶ディスプレイパネル２０とバックライト３０との間に設けられている。
【００２０】
液晶ディスプレイパネル２０及び／又はバックライト３０は、任意の有効な形状又は外形を有することができる。多数の実施形態において、液晶ディスプレイパネル２０及びバックライト３０は、正方形又は長方形の形状を有する。しかしながら、いくつかの実施形態において、液晶ディスプレイパネル２０及び／又はバックライト３０は、５つ以上の辺を有するか又は湾曲した形状である。本開示は、シャッター眼鏡又は複数の光導体及びそれに関連した液晶ディスプレイパネルを必要とするものを含めた任意のステレオスコピック３Ｄバックライトに関するが、本開示は、オートステレオスコピックディスプレイに特に有用である。
【００２１】
同期駆動要素５０が、バックライト３０の光源３２、３４、及び液晶ディスプレイパネル２０に電気的に接続されている。同期駆動要素５０は、画像フレームが１秒当たり９０フレーム以上の割合で液晶ディスプレイパネル２０に供給されるとき、右目用画像の固体光源３２及び左目用画像の固体光源３４の作動及び停止（すなわち変調）を同期させて、ちらつきのない静止画像シーケンス、ビデオストリーム、又はレンダリングされたコンピュータグラフィックスを生成する。画像（例えば、ビデオ又はコンピュータでレンダリングされたグラフィックス）の供給源６０が、同期駆動要素５０に接続されており、画像フレーム（例えば、右目用画像及び左目用画像）を液晶ディスプレイパネル２０に供給する。
【００２２】
液晶ディスプレイパネル２０は、１０ミリ秒未満又は５ミリ秒未満のフレーム応答時間を有する任意の透過性の液晶ディスプレイパネルであることができる。１０ミリ秒未満、又は５ミリ秒未満、又は３ミリ秒未満のフレーム応答時間を有する市販の透過性の液晶ディスプレイパネルは、例えば、東芝松下ディスプレイ社（Toshiba Matsushita Display）（ＴＭＤ）の光学的補償ベンドモード（optionally compensated bend：ＯＣＢ）モードパネルＬＴＡ０９０Ａ２２０Ｆ（日本国の東芝松下ディスプレイテクノロジー社（Toshiba Matsushita Display Technology Co., Ltd.））である。
【００２３】
バックライト３０は、少なくとも９０ヘルツ、又は１００ヘルツ、又は１１０ヘルツ、又は１２０ヘルツ、又は１２０ヘルツ超の割合で右目用画像の固体光源３２と左目用画像の固体光源３４との間で変調されることができる任意の有用なバックライトであることができる。図示のバックライト３０は、右目用画像の固体光源３２に隣接する第１の光入力表面３１、及び、その反対側の、左目用画像の固体光源３４に隣接する第２の光入力表面３３、並びに光出力表面３５を有している。固体光源は、少なくとも９０ヘルツの割合で変調されることができる任意の有用な固体光源であることができる。多数の実施形態において、固体光源は、例えば日亜ＮＳＳＷ０２０Ｂ（日本国の日亜化学工業社（Nichia Chemical Industries, Ltd.））などの複数の発光ダイオードである。他の実施形態において、固体光源は、複数のレーザーダイオード又は有機発光ダイオード（すなわちＯＬＥＤ）である。固体光源は、白色、赤色、青色、及び／又は緑色など、任意の数の可視光線波長を発することができる。バックライトは、両端に光源を有する光学的に明澄な材料の単一層、又は、１層ごとに光源を有する光学的に明澄な材料の二重（又はそれ以上の）層であることができ、その二重層は、各層ごとに所望の方向に光を優先的に抽出する。
【００２４】
両面プリズムフィルム４０は、第１の側面上のレンズ状構造とその反対側の側面上のプリズム状構造とを有する任意の有用なプリズムフィルムであることができる。両面プリズムフィルム４０は、表示された画像において視聴者が奥行を知覚するような適当な角度で、バックライトから液晶ディスプレイパネル２０に光を透過させる。有用な両面プリズムフィルムが米国特許公報第２００５／００５２７５０号及び同第２００５／０２７６０７１号に記載されており、これらの公報は、本開示と矛盾しない範囲で本願に組み込まれる。
【００２５】
画像の供給源６０は、例えばビデオの供給源又はコンピュータでレンダリングされたグラフィックの供給源など、画像フレーム（例えば右目用画像及び左目用画像）を供給することが可能な任意の有用な画像の供給源であることができる。多数の実施形態において、ビデオの供給源は、５０ヘルツ〜６０ヘルツ以上で画像フレームを供給することができる。多数の実施形態において、コンピュータでレンダリングされたグラフィックの供給源は、１００ヘルツ〜１２０ヘルツ以上で画像フレームを供給することができる。
【００２６】
コンピュータでレンダリングされたグラフィックの供給源は、ゲームコンテンツ、医学画像コンテンツ、計算機支援設計コンテンツなどを供給することができる。コンピュータでレンダリングされたグラフィックの供給源は、例えば、Ｎｖｉｄｉａ  ＦＸ５２００グラフィックスカード、Ｎｖｉｄｉａ  ＧｅＦｏｒｃｅ  ９７５０  ＧＴＸグラフィックスカード、又は、ラップトップコンピュータなどの可搬式のためのＮｖｉｄｉａ  ＧｅＦｏｒｃｅ  ＧＯ  ７９００  ＧＳグラフィックスカードなどのグラフィックス処理装置を有してもよい。コンピュータでレンダリングされたグラフィックの供給源はまた、例えば、ＯｐｅｎＧＬ、ＤｉｒｅｃｔＸ、又はＮｖｉｄｉａ専用の３Ｄステレオドライバなどの適切なステレオドライバソフトウェアを組み入れることもできる。
【００２７】
ビデオの供給源は、ビデオコンテンツを供給することができる。ビデオの供給源は、例えばＮｖｉｄｉａ  Ｑｕａｄｒｏ  ＦＸ  １４００グラフィックスカードなどのグラフィックス処理装置を有することができる。ビデオの供給源はまた、例えば、ＯｐｅｎＧＬ、ＤｉｒｅｃｔＸ、又はＮｖｉｄｉａ専用の３Ｄステレオドライバなどの適切なステレオドライバソフトウェアを組み入れることもできる。
【００２８】
同期駆動要素５０は、右目用画像の固体光源３２及び左目用画像の固体光源３４の作動及び停止（すなわち変調）を、１秒当たり９０フレーム以上の割合で液晶ディスプレイパネル２０に供給される画像フレームと同期させて、ちらつきのないビデオ又はレンダリングされたコンピュータグラフィックスを生成する任意の有用な駆動要素を含むことができる。同期駆動要素５０は、例えば特注の固体光源駆動電子部品に結合されたＷｅｓｔａｒ  ＶＰ−７ビデオアダプタ（ミズーリ州セントチャールズ（St. Charles）のウェスターディスプレイテクノロジー社（Westar Display Technologies, Inc.））などのビデオインターフェイスを有することができる。
【００２９】
図２Ａ及び図２Ｂは、動作中である例示的なディスプレイ装置１０の概略的側面図である。図２Ａにおいて、左目用画像の固体光源３４は照明されており、右目用画像の固体光源３２は照明されていない。この状態で、左目用画像の固体光源３４から発せられた光は、バックライト３０と、両面プリズムフィルムシート４０と、視聴者又は観測者の左目１ａに向けられた左目用画像を示す液晶パネル２０とを透過する。図２Ｂにおいて、右目用画像の固体光源３２は照明されており、左目用画像の固体光源３４は照明されていない。この状態で、右目用の固体光源３２から発せられた光は、バックライト３０と、両面プリズムフィルムシート４０と、視聴者又は観測者の右目１ｂに向けられた右目用画像を示す液晶パネル２０とを透過する。
【００３０】
１秒あたり、少なくとも４５枚の左目用画像及び少なくとも４５枚の右目用画像（左目用画像と右目用画像とで交互に切り替わり、画像はおそらくは以前の画像の対を繰り返すものである）を視聴者に示すことで、ちらつきのない３Ｄ画像が視聴者に示される。したがって、コンピュータでレンダリングされた画像又は静止画像カメラ若しくはビデオ画像カメラから取得された画像による、異なる右視点画像及び左視点画像の対が表示されると、光源３２及び３４の切り替えと同期して表示される場合、視聴者は２つの異なる画像を視覚的に融合することができ、フラットパネルディスプレイから奥行の知覚が生み出される。この視覚的にちらつきのない動作の限界は、上で議論したように、液晶ディスプレイパネル上に表示されている新しい画像が安定化するまでバックライトがオンとなるべきでなく、さもなければクロストーク及び劣ったステレオスコピック画像が知覚されるということである。
【００３１】
本開示は、この限界を克服する方法としての、画像フレーム間への黒色データ挿入について述べるものである。この黒色データ挿入では、一般に、新しい画像が表示ライン上に描画される前に、以前の画像が消去される。したがって、黒色データ挿入は視覚的クロストークの低減を支援し、それによってステレオ画像の明視化及び観測者の３Ｄ視聴体験を改善する。
【００３２】
図３は、黒色データ挿入を示す透過率の図である。左用画像は４０％の透過レベルで表示されており、右用画像は６０％の透過レベルで表示されている。これらの透過レベルは任意であり、本明細書において説明を目的として使用されている。ＬＣＤパネル駆動電子部品は、液晶ディスプレイパネルを駆動して有効な時間にわたって任意の画像Ｒ、Ｌ、Ｒ、Ｌ、．．．の間を黒色化（すなわち、およそ０％の透過）するように構成されている。多数の実施形態において、駆動電子部品は、液晶ディスプレイパネルを駆動して、通常の画像表示時間の５％〜３０％の範囲内にある時間、又は通常の画像表示時間の１０％〜３０％の範囲内にある時間、又は通常の画像表示時間の１８％〜２４％の範囲内にある時間にわたって画像間を黒色化する。したがって、１０ミリ秒のフレームサイクル時間において、画像表示時間のうちの０．５ミリ秒〜３ミリ秒、又は１．０ミリ秒〜３ミリ秒、又は１．８ミリ秒〜２．４ミリ秒が黒色となる。この黒色データ挿入では、新しい画像が表示ライン上に描画される前に、以前の画像が消去される。
【００３３】
この黒色データ挿入は、液晶ディスプレイパネルの応答時間を特にＧ−Ｇ遷移に対して改善し、以前のすべての画像データが、以前の画像の濃度値にかかわらずディスプレイから除去されることを確実にすることによって、視覚的クロストークの低減を支援し、それによってステレオ画像の明視化及び観測者の３Ｄ視聴体験を改善する。
【００３４】
駆動電子部品が、黒色データ挿入を用いて黒色化するように液晶ディスプレイパネルを強制するか又は駆動するとき、右目用固体光源及び左目用固体光源は、所望により、双方又は一方が点灯されるか、いずれもが点灯されないことが可能である。いくつかの実施形態において、駆動電子部品が、黒色データ挿入を用いて黒色化するように液晶ディスプレイパネルを強制するか又は駆動するとき、右目用固体光源及び左目用固体光源の双方が点灯されない。いくつかの実施形態において、駆動電子部品が、黒色データ挿入を用いて黒色化するように液晶ディスプレイパネルを駆動するとき、右目用固体光源及び左目用固体光源の双方が点灯される。いくつかの実施形態において、駆動電子部品が、黒色データ挿入を用いて黒色化するように液晶ディスプレイパネルを駆動するとき、右目用固体光源又は左目用固体光源のいずれか一方が点灯される。
【００３５】
図４は、表示画像のシーケンスＲ、Ｌに関連した右用及び左用光源の作動を示す例示的なタイミング図である。図示のように、１０ミリ秒の各フレームサイクル時間のうちの約２．５ミリ秒では、右用及び左用光源の双方が点灯していない。黒色データ挿入及び圧縮画像の描画時間（以下で議論する）と組み合わせたこの点灯計画は、一般に、新しい画像が表示ライン上に描画される前に以前の画像を消去し、以前の画像が消滅するまでディスプレイを不点灯に維持し、視覚的クロストークの低減を支援し、それによってステレオ画像の明視化及び観測者の３Ｄ視聴体験を改善する。
【００３６】
図５は、例示的な区分走査バックライト３０の概略的正面図である。区分走査バックライト３０は、上述した黒色データ挿入技法と共に利用することができる。区分走査バックライト３０は、上述したように、液晶ディスプレイパネルに光を供給するように配置されている。区分走査バックライト３０は、バックライト３０の第１の端部３１と第２の端部３３との間に延びる複数の区分３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６、３０７、３０８、３０９を有し、各区分３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６、３０７、３０８、３０９は、区分高さＨと、右目用固体光源３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６、３２７、３２８、３２９と左目用固体光源３４１、３４２、３４３、３４４、３４５、３４６、３４７、３４８、３４９との間で少なくとも９０ヘルツの割合で変調されることが可能な右目用固体光源３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６、３２７、３２８、３２９及び左目用固体光源３４１、３４２、３４３、３４４、３４５、３４６、３４７、３４８、３４９とを有している。各区分３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６、３０７、３０８、３０９の右目用固体光源３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６、３２７、３２８、３２９、及び各区分の左目用固体光源３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６、３０７、３０８、３０９は、ＬＣＤパネルの表示パターンに対応する特定のパターンでオン及びオフにされるように構成されている。ＬＣＤの表示パターンは、典型的にはディスプレイの頂部からディスプレイの底部まで順次的であるが、ＬＣＤパネルの頂部及び中央部に同時にアドレスするデュアルチャネルアドレッシングを使用するといった他のパターン、並びに他のシーケンスが考えられる。９個の区分並びに対応する右目用固体光源及び左目用固体光源が図示されているが、任意の実用的な数の区分並びに対応する右目用固体光源及び左目用固体光源を利用することができる。
【００３７】
図示の実施形態において、以前の右用画像は、ディスプレイ３０の４つの区分３０６、３０７、３０８、３０９上に表示され、新しい左用画像は、４つの区分３０１、３０２、３０３、３０４上に表示されており、１つの区分３４５は、黒色データを表示し、新しい左用画像が隣接区分３０４上に描画される前に、右用画像を本質的に消去している。加えて、対応する右目用固体光源３２５及び左目用固体光源３４５は、黒色データの提示を改善するために、点灯されないか又は不点灯にされることが可能である。下向きの矢印は、画像の消去及び書き込みの方向を示している。多数の実施形態において、各画像のサイクル時間は、１５ミリ秒未満、又は１１ミリ秒未満、又は１０ミリ秒未満である。多数の実施形態において、駆動電子部品は、液晶ディスプレイパネルを駆動して、表示される黒色データで画像の間を黒色化するように構成されており、表示される黒色データは、少なくとも選択された区分３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６、３０７、３０８、３０９の高さＨ以上の画像高さを有している。
【００３８】
図６Ａ及び６Ｂは、表示画像のサイクル時間に関連した、仮想区分とも呼ばれる圧縮画像のリフレッシュを示すタイミング図である。このディスプレイ駆動構成は、視覚的クロストークを更に低減し、それによってステレオ画像の明視化及び観測者の３Ｄ視聴体験を改善するために、上述した黒色データ挿入技法と共に利用することができ、あるいは、このディスプレイ駆動構成は、黒色データ挿入を用いずに使用することができる。仮想区分を実現するために、駆動電子部品は、ピクセルクロックを増加させるように構成されており、そのため、各画像は、画像サイクル時間の７５％未満で完全に描画されるか、又は画像サイクル時間の６０％以下で完全に描画される。
【００３９】
通常の、つまり圧縮されていない画像の表示においては、図６Ａに示すように、各画像リフレッシュに対し、水平同期Ｈｓｙｎｃ期間によって制御される画像ライン期間で各ピクセルライン１、２、３、４、．．．ｎが、おおよそ、１つの画像サイクルの持続時間を表示ラインの本数で除算し、同期、フロントポーチ及びバックポーチのタイミングための比較的少数の付加的ラインを加えた時間内にリフレッシュされる。例えば、４８０本の表示ラインを有する非圧縮画像は、画像の４８０本のラインに加えて、同期の２本のラインと、フロントポーチ時間の１８本のラインと、バックポーチ時間の２５本のラインとで構成される合計５２５本のＨｓｙｎｃタイミングラインを有することができ、全５２５本のラインは、１００Ｈｚのディスプレイの場合、約１０ミリ秒で完全に描画される。しかしながら、図６Ｂは、ピクセルクロック速度を増大させて液晶駆動電子部品を動作させる圧縮モード又は仮想区分モードを示している。仮想区分動作モードにおいて、増加したピクセルクロックの水平同期Ｈｓｙｎｃ期間で各ピクセルライン１、２、３、４、．．．ｎが、単一のラインをリフレッシュするのに必要な通常の時間の７５％又は６０％以下でリフレッシュされる。入力画像の割合は依然として、例えば１０ｍｓであり、より高速な表示更新の末と受け入れデータの末との間に、バックライトがオンにされることができ、より高輝度な表示がもたらされるので、画像表示時間がより高速になると、画像をディスプレイに書き込むか又は描画するのに必要な、より短い時間の末に、仮想ディスプレイ区分が得られる。例えば、４８０本のピクセルラインを有する圧縮された又は仮想区分画像は、より高速なピクセルクロックを有する１００Ｈｚのディスプレイの場合、約７．５ミリ秒又は６ミリ秒以下で完全に描画され、更なる１７５本又は３５０本以上の画像ラインの間、十分に高速な液晶ディスプレイパネルを用いると、適切な光源はオンのままにされることができ、ディスプレイの輝度が顕著に増加する。
【００４０】
ピクセルクロックを増加して仮想区分を生成し、それによってディスプレイの輝度を増加させるという構想は、黒色データ挿入を用いても用いなくても使用することができる。更に、シャッター眼鏡と共に機能するステレオスコピック３Ｄ液晶ディスプレイを可能にするために、黒色データ挿入、仮想区分を生成するためのより高速なピクセルクロック、及び／又は区分走査バックライトのうちのいずれか又はすべての技法を使用することができる。
【００４１】
このようにして、「黒色データ挿入を用いたステレオスコピック３Ｄ液晶ディスプレイ装置」の実施形態が開示される。本発明が、開示されたもの以外の実施形態で実施され得ることは、当業者には理解されよう。開示された実施形態は、限定ではなく説明を目的として提示されたものであり、本発明は、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【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５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【国際調査報告】
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