(57)【要約】  多視像自動立体ディスプレイ装置（１０１）は、画像形成手段（１０３）と、視像形成手段（１０９，１１７）と、駆動手段（１１９）とを含む。駆動手段は、駆動周期の第一部分において、第一の複数の視像のためのディスプレイデータで第一群のディスプレイ画素（１０５）を駆動し、駆動周期の第二部分において、第二の複数の視像のためのディスプレイデータで第一群のディスプレイ画素を駆動する。第二の複数の視像は、第一の複数の視像に対して異なる方向に投射され、それによって、装置の視野角を広げる。
2010501083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイを生成するためのディスプレイ画素の配列を有する画像形成手段を含み、前記ディスプレイ画素は、行列に配置され、
前記画像形成手段と位置合わせされて位置付けられ且つ透過状態と遮断状態との間で切り換え可能な視像形成素子の配列を有する視像形成手段を含み、前記視像形成素子は、それぞれ、前記ディスプレイ画素の群の出力を異なる水平方向に投射される複数の視像に集束するよう構成され、
ディスプレイデータで前記画像形成手段を駆動し且つ前記視像形成手段の前記視像形成素子を切り換えるよう構成される駆動手段を含み、
該駆動手段は、
駆動周期の第一部分において、第一の複数の視像のためのディスプレイデータで第一群のディスプレイ画素を駆動し、互いに水平方向に隣接する第一視像形成素子及び第二視像形成素子を透過状態及び遮断状態にそれぞれ切り換えることで、前記第一の複数の視像が、前記第一視像形成素子を通じて観察可能であり、
前記駆動周期の第二部分において、第二の複数の視像のためのディスプレイデータで前記第一群のディスプレイ画素を駆動し、前記第一視像形成素子及び前記第二視像形成素子を遮断状態及び透過状態にそれぞれ切り換えることで、前記第二の複数の視像が、前記第二視像形成素子を通じて観察可能である、
多視像自動立体ディスプレイ装置。
【請求項２】
前記画像形成手段は、液晶ディスプレイパネル又はプラズマディスプレイパネルを含む、請求項１に記載の多視像自動立体ディスプレイ装置。
【請求項３】
前記視像形成手段は、前記画像形成手段のための空間的に切り換え可能な背面照明を含む、請求項１又は２に記載の多視像自動立体ディスプレイ装置。
【請求項４】
前記視像形成手段の前記視像形成素子は、透過性スリット又はレンズ状レンズを含む、請求項１又は２に記載の多視像自動立体ディスプレイ装置。
【請求項５】
前記視像形成素子は、それぞれ、透過状態及び遮断状態をもたらすよう切り換え可能であるよう構成される液晶材料を含む、請求項４に記載の多視像自動立体ディスプレイ装置。
【請求項６】
前記視像形成手段の前記視像形成素子は、前記透過状態及び前記遮断状態をもたらすよう、前記視像形成手段の配列と直列に配置される、空間的に切り換え可能なバリアを含む、請求項４に記載の多視像自動立体ディスプレイ装置。
【請求項７】
前記空間的に切り換え可能なバリアは、前記透過状態と前記遮断状態との間で切り換え可能であるよう構成される、請求項６に記載の多視像自動立体ディスプレイ装置。
【請求項８】
前記空間的に切り換え可能なバリアは、前記視像形成素子の配列に対して位置付けられる、請求項６又は７に記載の多視像自動立体ディスプレイ装置。
【請求項９】
前記空間的に切り換え可能なバリアは、
前記画像形成手段からの光が第一方向に偏光されるよう、前記画像形成手段と前記視像形成素子の配列との間に配置される光偏光層と、
そこを通じて透過される光の偏光方向を前記第一方向から第二方向に変更するために、多数の前記視像形成素子と位置合わせされて形成される位相差板と、
前記第一方向及び前記第二方向に偏光される光を選択的に遮断するよう配置される光学的構成とを含み、
前記空間的に切り換え可能なバリアの素子は、前記光学的構成によって遮断される光の偏光方向を変更することによって、前記透過状態と前記遮断状態との間で切り換え可能であるよう構成される、
請求項６に記載の多視像自動立体ディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記光学的構成は、光の偏光方向を選択的に変更するためのロータ手段と、前記第一方向又は前記第二方向に偏光される光の透過を遮断するための偏光層とを含む、請求項９に記載の多視像自動立体ディスプレイ装置。
【請求項１１】
前記空間的に切り換え可能なバリアの前記光偏光層は、前記画像形成手段の機能的な部分を形成する、請求項９又は１０に記載の多視像自動立体ディスプレイ装置。
【請求項１２】
前記視像形成素子の前記視像形成機能は切り換え可能であり、前記駆動手段は、前記視像形成素子及び／又は前記空間的に切り換え可能なバリアが透過的であり且つ前記視像形成機能を遂行しないよう切り換えられる、二次元モードの動作をもたらすよう構成され、前記駆動手段は、単一視像のためのディスプレイデータで前記画像形成手段を駆動するよう構成される、請求項６乃至１１のうちのいずれか１項に記載の多視像自動立体ディスプレイ装置。
【請求項１３】
各群のディスプレイ画素は、各群の出力が２つの視像形成素子を通じて交互に観察され得るよう、前記２つの視像形成素子と関連付けられる、請求項１乃至１２のうちのいずれか１項に記載の多視像自動立体ディスプレイ装置。
【請求項１４】
各群のディスプレイ画素は、それが関連付けられる前記２つの視像形成素子の間に水平方向に配置される、請求項１３に記載の多視像自動立体ディスプレイ装置。
【請求項１５】
前記画像形成手段のフレーム率は、少なくとも１００Ｈｚである、請求項１３又は１４に記載の多視像自動立体ディスプレイ装置。
【請求項１６】
前記視像形成素子は、前記画像形成手段の列方向に斜めに傾斜される、請求項１乃至１５のうちのいずれか１項に記載の多視像自動立体ディスプレイ装置。
【請求項１７】
前記画像形成手段の前記ディスプレイ画素は、直交する行列に配置される、請求項１乃至１６のうちのいずれか１項に記載の多視像自動立体ディスプレイ装置。
【請求項１８】
前記視像形成手段は、
第一方向及び第二方向に選択的に偏光される光を生成するよう配置される背面照明を含み、
該背面照明からの光を透過するために水平方向に配置される複数の狭いスリットの形態の前記視像形成素子を有する、前記画像形成手段と前記背面照明との間に配置される光バリアを含み、そこを通じて透過される光の偏光方向を変更するために、多数の前記スリットが配置され、
前記画像形成手段と前記光バリアとの間に配置され、且つ、第一偏光方向又は第二偏光方向を有する光を透過し且つ前記第一偏光方向及び前記第二偏光方向の他方を有する光を遮断するよう構成される、光偏光層を含み、
前記視像形成素子は、前記背面照明によって生成される光の偏光方向を変更することによって、透過状態と遮断状態との間で切り換えられる、
請求項１に記載の多視像自動立体ディスプレイ装置。
【請求項１９】
前記視像形成手段の前記背面照明は、複数の光源を含み、各光源は、第一方向又は第二方向に偏光される光を生成し、前記第一方向及び前記第二方向に偏光される光を生成するよう配置される前記光源は、選択的に活性化されるよう構成される、請求項１８に記載の多視像自動立体ディスプレイ装置。
【請求項２０】
前記視像形成手段の前記光偏光層は、前記画像形成手段の機能的な部分である、請求項１８又は１９に記載の多視像自動立体ディスプレイ装置。
【請求項２１】
前記視像形成手段の前記光バリアの多数の前記スリットは、そこを通じて透過される光の偏光方向を変更するための半波位相差板を備える、請求項１８乃至２０のうちのいずれか１項に記載の多視像自動立体ディスプレイ装置。
【請求項２２】
前記駆動手段は、前記駆動周期の前記第一部分及び前記第二部分のそれぞれにおいて、前記透過状態と前記遮断状態を有する前記視像形成素子が前記ディスプレイ画素の行方向及び列方向に交互に分配されるよう、前記視像形成素子を切り換えるよう構成される、請求項１に記載の多視像自動立体ディスプレイ装置。
【請求項２３】
多視像自動立体ディスプレイ装置を駆動する方法であって、
前記装置は、ディスプレイを生成するために行列に配置されるディスプレイ画素の配列を有する画像形成手段と、該画像形成手段と位置合わせされて位置付けられ且つ視像形成素子の配列を有する視像形成手段とを含み、各視像形成素子は、前記ディスプレイ画素の群の出力を異なる水平方向に投射される複数の視像に集束するよう構成され、
当該方法は、
駆動周期の第一部分において、第一の複数の視像のためのディスプレイデータで第一群のディスプレイ画素を駆動するステップと、互いに水平方向に隣接する第一視像形成素子及び第二視像形成素子を透過状態及び遮断状態にそれぞれ切り換えるステップとを含み、前記第一の複数の視像は、前記第一視像形成素子を通じて観察可能であり、
前記駆動周期の第二部分において、第二の複数の視像のためのディスプレイデータで前記第一群のディスプレイ画素を駆動するステップと、前記第一視像形成素子及び前記第二視像形成素子を遮断状態及び透過状態にそれぞれ切り換えるステップとを含み、前記第二の複数の視像は、前記第二視像形成素子を通じて観察可能である、
方法。
【請求項２４】
前記視像形成素子の透過状態及び遮断状態の間で切り換えるステップは、液晶材料を横断して電場を適用するステップを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
各群の画素の出力が、前記２つの視像形成素子を通じて交互に観察可能であるよう、前記駆動周期の前記第二部分の直ぐ後に、後続の駆動周期の第一部分が続く、請求項２３又は２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記画像形成手段は、少なくとも１００Ｈｚのフレーム率で駆動される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
二次元モードの動作を提供するステップをさらに含み、
前記視像形成素子は、透過的であり且つ前記視像形成機能を遂行しないよう切り換えられ、
駆動手段が、単一視像のためのディスプレイデータで前記画像形成手段を駆動する、
請求項２３乃至２６のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項２８】
多視像自動立体ディスプレイ装置のためのディスプレイドライバであって、
前記装置は、ディスプレイを生成するために行列に配置されるディスプレイ画素の配列を有する画像形成手段と、該画像形成手段と位置合わせされて位置付けられ且つ視像形成素子の配列を有する視像形成手段とを含み、各視像形成素子は、前記ディスプレイ画素の群の出力を異なる水平方向に投射される複数の視像に集束するよう構成され、当該ディスプレイドライバは、ディスプレイデータで前記画像形成手段を駆動するためであり、前記視像形成手段の前記視像形成素子を切り換えるためであり、当該ディスプレイドライバは、
駆動周期の第一部分において、第一の複数の視像のためのディスプレイデータで第一群のディスプレイ画素を駆動し、互いに水平方向に隣接する第一視像形成素子及び第二視像形成素子を透過状態及び遮断状態にそれぞれ切り換えることで、前記第一の複数の視像は、前記第一視像形成素子を通じて観察可能であり、
前記駆動周期の第二部分において、第二の複数の視像のためのディスプレイデータで前記第一群のディスプレイ画素を駆動し、前記第一視像形成素子及び前記第二視像形成素子を透過状態及び遮断状態にそれぞれ切り換えることで、前記第二の複数の視像は、前記第二視像形成素子を通じて観察可能である、
ディスプレイドライバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイ画素の配列を有するディスプレイパネルのような画像形成手段と、視像形成手段とを含む、自動立体ディスプレイ装置に関する。視像形成手段は、画像形成素子の上に配置されるレンズ状素子の配列であり得る。ディスプレイ画素は、画像形成素子を通じて見られる。本発明は、自動立体ディスプレイ装置を駆動する方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
既知の自動立体ディスプレイ装置が、ＧＢ２１９６１６６Ａに記載されている。この既知の装置は、ディスプレイを生成する画像形成素子として作用するディスプレイ画素の行列配列を有する二次元液晶ディスプレイパネルを含む。互いに平行に延びる細長いレンズ状素子の配列が、ディスプレイ画素の上に位置し、視像形成素子として作用する。ディスプレイ画素は、これらのレンズ状素子を通じて観察される。
【０００３】
レンズ状素子は、シート状素子として提供され、それらのそれぞれは、細長い半円筒状レンズ素子を含む。レンズ状素子は、ディスプレイパネルの列方向に延び、各レンズ状素子は、ディスプレイ画素のそれぞれの群の２つ又はそれよりも多くの隣接する列の内に位置する。
【０００４】
例えば、各レンチキュラーがディスプレイ画素の２つの列と関連付けられる構成では、各列内のディスプレイ画素は、それぞれの二次元副画像の垂直スライスを提供する。レンチキュラーシートは、これらの２つのスライス及び他のレンチキュラーと関連付けられるディスプレイ画素列からの対応するスライスを、シートの前に位置付けられる使用者の左目及び右目に向けるので、使用者は、単一の立体画像を観察する。
【０００５】
他の構成では、各レンチキュラーは、行方向において、３つ又はそれよりも多くの隣接するディスプレイ画素と関連付けられる。各群内のディスプレイ画素の対応する列は、それぞれの二次元副画像から垂直スライスを提供するよう適切に配置される。使用者の手が左から右に移動されると、一連の連続的な異なる立体視像が知覚され、例えば、見回し印象を創成する。
【０００６】
上記された装置は、効果的な三次元ディスプレイをもたらす。しかしながら、立体視像を提供するために、装置の水平解像度に必要な犠牲があることが理解されよう。例えば、６００行及び８００列のディスプレイ画素の配列を有するディスプレイパネルが、４つの視野の自動立体ディスプレイをもたらし得る。その場合には、各視野は、６００行及び２００列のディスプレイ画素の配列を含む。この垂直解像度と水平解像度との間の実質的な差は、望ましくない。
【０００７】
さらに、ディスプレイの視野角とディスプレイ内の三次元奥行きの知覚との間に妥協があることも理解されよう。具体的には、広い視野角を有するディスプレイを提供するために、投射視野を大きな角度、例えば、６０°に亘って分布することが必要である。しかしながら、そのようなディスプレイは、ほんの少しの奥行知覚しかない浅い三次元画像をもたらす。対称的に、良好な奥行きを備える現実的な三次元画像を提供するために、小さい視野角に亘って全ての投射視像を集中することが必要である。過剰なブラーを伴わずに三次元ディスプレイが知覚される奥行範囲は、ｎ／ｔａｎ（θ／２）にほぼ比例し、ここで、ｎは、視像の数であり、θは、ディスプレイの視野角であることが示され得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
良好な画像解像度、広い視野角、及び、良好な奥行知覚を有するディスプレイを提供することが、本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は独立請求項によって定められる。従属請求項は有利な実施態様を提供する。
【００１０】
本発明は、画像形成手段及び視像形成手段を有する種類の多視像自動立体ディスプレイ装置を提供する。装置は、異なる視像(view)のための情報で各画素を順次的に駆動するよう構成される駆動手段を含む。異なる視像は、ディスプレイ画素の駆動と同期して、視像形成素子を透過状態及び遮断状態の間で切り換えることによって、異なる方向に投射される。それによって、異なる視像は、それぞれの異なる角度で、視像形成素子の異なるものを通じて順次的に投射される。第二の複数の視像は、異なる方向で第一の複数の視像に投射される。このようにして、装置の視野角は広げられ得る。
【００１１】
よって、本発明は、ディスプレイ解像度の如何なる犠牲も伴わずに、視像の数及び視野角が倍加される多視像自動立体ディスプレイ装置を提供する。これは、異なる視像のための情報で画像形成手段を順次的に駆動することによって、並びに、視像が投射される角度を制御するために視像形成手段の視像形成素子を切り換えることによって本質的に達成される。よって、ディスプレイ装置はより大きな奥行知覚を使用者に提供し、且つ／或いは、より大きな視野角を有する。画像形成手段のフレーム率（及び視像形成手段の切換え速度）が低すぎないならば、使用者は画像品質における如何なる劣化をも検出しない。
【００１２】
駆動周期の第一部分において、第一の複数の視像は、第一（透過）視像形成素子を通じて観察可能である。しかしながら、これらの視像は、透過状態にある他の視像形成素子を通じても観察可能である。これらの視像は、異なる方向に投射される反復視像である。同様に、駆動周期の第二部分において、第二の複数の視像は、その時に透過状態にある第二視像形成素子を含む少数の視像形成素子を通じて観察可能である。やはり、これらの視像は、反復視像である。
【００１３】
本発明の実施態様において、画像形成手段は、液晶ディスプレイパネル又はプラズマディスプレイパネルを含む。これらの種類のディスプレイパネルは、フレームフリッカ（ちらつき）のような画像品質の如何なる劣化をも防止するよう、高いフレーム率で駆動され得る。
【００１４】
特定の実施態様において、視像形成手段は、画像形成手段のための空間的に切り換え可能な背面照明（バックライト）を含む。視像形成効果は、画像形成手段から背面照明を有効距離だけ離間し、背面照明の特定部分を照明することによってもたらされる。
【００１５】
他の実施態様において、視像形成手段は、透過性スリット又はレンズ状レンズの形態の視像形成素子の配列を含む。スリット又はレンズは、好ましくは、画像形成手段の列方向と平行な或いは画像形成手段の列方向に対して鋭角な主軸を備えて配置される。
【００１６】
レンズ状レンズは、視像形成素子として特に好ましい。何故ならば、それらは良好なレベルの輝度を有するディスプレイ装置を提供するからである。各視像形成素子は、好ましくは、全体的にレンズ状レンズとして提供されるが、一部の実施態様では、１つ又はそれよりも多くのレンズの部分が視像形成素子を形成し得る。
【００１７】
特定の実施態様において、視像形成素子は、それぞれ、透過状態と遮断状態との間で切り換え可能であるよう配置される液晶材料を含む。より具体的には、視像形成素子は、それぞれ、液晶整列層と、透明な電極と、偏光膜との間に提供される液晶材料を含み得る。偏光膜の偏光方向は、好ましくは、互いに対して実質的に垂直であるよう配置される。その場合には、切換え機能は、電極を横断して電圧を印可することによって提供され、それは電極を生じさせ、液晶材料に偏光膜に対する異なる向きを取らせる。
【００１８】
代替的に、他の実施態様では、視像形成手段は、透過状態及び遮断状態をもたらすよう、視像形成素子の配列と直列に配置される空間的に切り換え可能なバリアをさらに含む。この場合には、空間的に切り換え可能なバリアは、好ましくは、視像形成素子の配列に可能な限り近接して位置付けられる。
【００１９】
例えば、空間的に切り換え可能なバリアは、画像形成手段からの光が第一方向に偏光されるよう、画像形成手段と視像形成素子の配列との間に配置される光偏光層と、そこを通じて透過される光の偏光方向を第一方向から第二方向に変更するために、多数の視像形成素子と位置合わせされて形成される位相差板と、第一方向及び第二方向に偏光される光を選択的に遮断するよう配置される光学的構成とを含み、空間的に切り換え可能なバリアの素子は、光学的構成によって遮断される光の偏光方向を変更することによって、透過状態と遮断状態との間で切り換え可能であるよう構成される。バリアの光偏光層は、画像形成手段の機能的な部分を形成し得る。
【００２０】
この場合には、光学的構成は、光の偏光方向を選択的に変更するためのロータ手段と、第一方向又は第二方向に偏光される光の透過を遮断するための偏光層とを含む。
【００２１】
１つの実施態様において、視像形成素子の視像形成機能は、視像形成効果がもたらされない「オフ」状態と視像形成効果がもたらされる「オン」状態との間で切り換え可能である。これは、例えば、２つの値の間で切り換え可能な屈折率を有する液晶レンズ状素子を提供することによって実現され得る。第一の値の屈折率は、界面材料の屈折率の同じであり、第二の値の屈折率は、界面材料の屈折率に対する差である。視像形成効果は、界面に屈折率の差があるときにだけもたらされる。
【００２２】
もし視像形成機能がこのように切り換え可能であるならば、駆動手段は、二次元モードの動作をもたらすよう構成され得る。その場合には、視像形成素子及び／又は空間的に切り換え可能なバリアは、透過的であり且つ視像形成機能を遂行しないよう切り換えられ、駆動手段は、単一視像のためのディスプレイデータで画像形成装置を駆動するよう構成される。このようにして、装置は、より高い水平解像度を有する従来的な二次元ディスプレイとして動作し得る。そのようなモードは、例えば、モニタ用途のために有用である。
【００２３】
好適実施態様において、ディスプレイ画素の各群は、２つの視像形成素子と関連付けられるので、各群の出力は、２つの視像形成素子を通じて交互に観察可能である。そのような装置は、従来的な自動立体ディスプレイ装置の二倍の視像を有する。ディスプレイ画素の各群は、それが関連付けられる２つの視像形成素子の間の中間に水平方向に配置され得る。これらの実施態様では、スクリーンフリッカ(flicker)を防止するために、少なくとも１００Ｈｚのフレーム率を有する画像形成手段が好ましい。
【００２４】
実施態様において、視像形成素子は、画像形成手段の列方向に斜めに傾斜され得る。このようにして、多数視像をもたらすために必要とされる解像度損失は、水平方向と垂直方向との間で共有され得る。画像形成手段のディスプレイ画素は、好ましくは、直交する行列に配置される。
【００２５】
具体的な実施態様において、視像形成手段の視像形成素子は、背面照明からの光の偏光方向を変更し且つ偏光器層及び位相差板層の構成を提供することによって透過状態と遮断状態との間で切り換え可能であり、光は偏光器層及び位相差板層を通じて通らなければならない。
【００２６】
具体的には、この実施態様において、視像形成手段は、空間的に切り換え可能な背面照明を含み、視像形成素子は、水平方向に離間した透過性スリットを含み、そのスリットは、背面照明と画像形成手段との間に配置されるバリア内に形成される。より具体的には、背面照明は、水平方向に交互の偏光方向を有する光を提供するよう配置される偏光された光源の配列を含む。スリットの交互のものは、そこを通じて透過される光の偏光方向を変更するための位相差板、例えば、半波位相差板を備える。視像形成手段は、バリアと画像形成手段との間に配置される偏光層をさらに含む。使用中、異なる偏光方向を有する、即ち、光源の異なるものからの光は、偏光層の結果として、スリットの異なるものを通じて選択的に透過される。
【００２７】
偏光層は、画像形成手段及び視像形成手段の両方の機能的な部分を形成し得る。例えば、もし画像形成手段が液晶ディスプレイパネルであるならば、これが当て嵌まり得る。
【００２８】
この実施態様において、スリットの形態にある視像形成素子は、背面照明からの光がスリットを通じて制限され、それによって、視像を形成するという意味において、ディスプレイ画素の群の出力を集束するよう構成可能である。これらの視像は、画像に形成される背面照明からの光がスリットを通じて透過されるという意味において、これらの視像形成素子を通じて観察可能である。
【００２９】
好適実施態様において、駆動手段は、駆動手段は、駆動周期の第一部分及び第二部分のそれぞれにおいて、透過状態と遮断状態を有する視像形成素子がディスプレイ画素の行方向及び列方向に交互に分配されるよう、視像形成素子を切り換えるよう構成される。視像形成素子をこのように切り換えることによって、クローリング(crawling)のようなインターレース駆動に関連付けられる望ましくない効果が回避され得る。
【００３０】
本発明は、多視像自動立体ディスプレイ装置を駆動する方法も提供し、装置は、ディスプレイを生成するために行列に配置されるディスプレイ画素の配列を有する画像形成手段と、画像形成手段と位置合わせされて位置付けられ且つ視像形成素子の配列を有する視像形成手段とを含み、各視像形成素子は、ディスプレイ画素の群の出力を異なる水平方向に投射される複数の視像に集束するよう構成され、当該方法は、
駆動周期の第一部分において、第一の複数の視像のためのディスプレイデータで第一群のディスプレイ画素を駆動するステップと、互いに水平方向に隣接する第一視像形成素子及び第二視像形成素子を透過状態及び遮断状態にそれぞれ切り換えるステップとを含み、第一の複数の視像は、第一視像形成素子を通じて観察可能であり、
駆動周期の第二部分において、第二の複数の視像のためのディスプレイデータで第一群のディスプレイ画素を駆動するステップと、第一視像形成素子及び第二視像形成素子を遮断状態及び透過状態にそれぞれ切り換えるステップとを含み、第二の複数の視像は、第二視像形成素子を通じて観察可能である。
【００３１】
第二の複数の視像は、第一の複数の視像に対して異なる方向に投射される。このようにして、装置の視野角は広げられ得る。
【００３２】
実施態様において、視像形成素子の透過状態と遮断状態との間の切換えは、液晶材料に亘って電場を加えるステップを含む。
【００３３】
各群の画素の出力が、２つの視像形成素子を通じて交互に観察可能であるよう、駆動周期の第二部分の直ぐ後に、後続の駆動周期の第一部分が続く。
【００３４】
画像形成手段は、スクリーンフリッカを防止するために、好ましくは、少なくとも１００Ｈｚのフレーム率で駆動される。
【００３５】
本方法は、二次元モードの動作を提供するステップをさらに含み、視像形成素子は、透過的であり且つ視像形成機能を遂行しないよう切り換えられ、駆動手段が、単一視像のためのディスプレイデータで画像形成手段を駆動する。このようにして、装置は、従来的な二次元ディスプレイとして動作する。
【００３６】
本発明は、多視像自動立体ディスプレイ装置のためのディスプレイドライバも提供し、装置は、ディスプレイを生成するために行列に配置されるディスプレイ画素の配列を有する画像形成手段と、画像形成手段と位置合わせされて位置付けられ且つ視像形成素子の配列を有する視像形成手段とを含み、各視像形成素子は、ディスプレイ画素の群の出力を異なる水平方向に投射される複数の視像に集束するよう構成され、ディスプレイドライバは、ディスプレイデータで画像形成手段を駆動するためであり、視像形成手段の視像形成素子を切り換えるためであり、ディスプレイドライバは、
駆動周期の第一部分において、第一の複数の視像のためのディスプレイデータで第一群のディスプレイ画素を駆動し、互いに水平方向に隣接する第一視像形成素子及び第二視像形成素子を透過状態及び遮断状態にそれぞれ切り換えることで、第一の複数の視像は、第一視像形成素子を通じて観察可能であり、
駆動周期の第二部分において、第二の複数の視像のためのディスプレイデータで第一群のディスプレイ画素を駆動し、第一視像形成素子及び第二視像形成素子を透過状態及び遮断状態にそれぞれ切り換えることで、第二の複数の視像は、第二視像形成素子を通じて観察可能である。
【００３７】
米国特許第６，０６４，４２４号は、細長いレンズ状素子がディスプレイパネルの列方向に対して斜めに傾斜されている点を除き、上述されたものと類似する自動立体ディスプレイ装置を開示している。レンズ状素子を傾斜することによって、さもなければ要求されるであろう、水平解像度の減少の一部が垂直解像度に移転される。よって、装置によって表示される視像の数を増大するために垂直解像度及び水平解像度の双方を「消耗」することが可能になる。それにも拘わらず、広い視野角及び／又は良好な奥行知覚を有するディスプレイを得るために解像度を犠牲にすることが依然として必要である。
【００３８】
ＥＰ１４８９８５８Ａ２も、空間的に切り換え可能な光バリアがディスプレイパネルとレンズ状素子の配列との間に追加的に設けられている点を除き、上述されたものと類似する自動立体ディスプレイ装置を開示している。使用中、光バリアは、レンズ状素子と整列された複数のスリット領域を提供するよう制御され、各スリット領域は、所定の周期で、透過状態と遮断状態との間で切り換えられる。スリット領域の切換えと同期して、ディスプレイパネルが、複数の視像のための画像データの異なる部分で駆動される。切換え及び駆動周期は、使用者が視像のための画像データの全てを観察するのに十分短く、使用者の両眼は、周期に亘る各視像のための画像データの異なる部分を統合する。よって、解像度の如何なる減少も伴わずに、複数視像を有する自動立体ディスプレイ装置を提供することが可能になる。しかしながら、ディスプレイの視野角とディスプレイの奥行知覚との間の妥協が残る。
【００３９】
本発明の実施態様が、付属の図面を参照して、純粋に一例として今や記載される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】既知の自動立体ディスプレイ装置を概略的に示す斜視図である。
【図２】図１に示されるディスプレイ装置を概略的に示す正面図である。
【図３】他の既知の自動立体ディスプレイ装置を概略的に示す平面図である。
【図４】本発明に従った自動立体ディスプレイ装置を概略的に示す斜視図である。
【図５Ａ】図４に示されるディスプレイ装置の動作を示す説明図である。
【図５Ｂ】図４に示されるディスプレイ装置の動作を示す説明図である。
【図６Ａ】図４に示されるディスプレイ装置の動作を示すさらなる説明図である。
【図６Ｂ】図４に示されるディスプレイ装置の動作を示すさらなる説明図である。
【図７Ａ】本発明に従った他の自動立体ディスプレイ装置を概略的に示す平面図である。
【図７Ｂ】本発明に従った他の自動立体ディスプレイ装置を概略的に示す平面図である。
【図８Ａ】本発明に従った他の自動立体ディスプレイ装置を概略的に示す平面図である。
【図８Ｂ】本発明に従った他の自動立体ディスプレイ装置を概略的に示す平面図である。
【図９】本発明に従った他の自動立体ディスプレイ装置を概略的に示す平面図である。
【図１０】本発明に従った他の自動立体ディスプレイ装置を概略的に示す平面図である。
【図１１】本発明に従った他の自動立体ディスプレイ装置の空間的に切換え可能なバリアを概略的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
本発明は、画像形成素子と視像形成素子とを有する種類の多視像自動立体ディスプレイ装置を提供する。装置は、異なる視像のための情報を備える各画素を順次的に駆動するよう構成される駆動手段を含む。異なる視像は、ディスプレイ画素の駆動と同期して、透過状態と遮断状態との間で視像形成素子の視像形成素子を切り換えることによって、異なる方向に投射される。それによって、異なる視像は、それぞれ異なる角度で、視像形成素子の異なる素子を通じて順次的に投射される。
【００４２】
図１は、既知の多視像自動立体ディスプレイ装置１の概略的な斜視図である。既知の装置１は、ディスプレイを生成する画像形成手段として作用するアクティブマトリックス型液晶ディスプレイパネル３を含む。
【００４３】
ディスプレイパネル３は、行列に配列されたディスプレイ画素５の直交配列を有する。明瞭性のために、少数のディスプレイ画素５のみが図面中に示されている。実際には、ディスプレイパネル３は、約千行及び数千列のディスプレイ画素５を含み得る。
【００４４】
液晶ディスプレイパネル３の構造は、完全に従来的である。具体的には、パネル３は、一対の離間した透明ガラス基板を含み、それらの間には、整列されたねじれネマチック又は他の液晶材料が設けられる。基板は、それらの面する表面上に、透明なインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）電極のパターンを支持する。偏光層も、基板の外表面上に設けられる。
【００４５】
各ディスプレイ画素５は、基板上に対向する電極を含み、それらの間には、液晶材料が介在している。ディスプレイ画素５の形状及び配列は、電極の形状及び配列によって決定される。ディスプレイ画素５は、間隙によって互いに規則的に離間される。
【００４６】
各ディスプレイ画素５は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）又は薄膜ダイオード（ＴＦＤ）のような切換え素子と関連付けられる。ディスプレイ画素は、切換え素子にアドレス付け信号を提供することによってディスプレイを生成するよう動作され、適切なアドレス付けスキームは、当業者に既知である。
【００４７】
ディスプレイパネル３は、この場合には、ディスプレイ画素配列の地域を覆って延在する平面背面照明を含む光源７によって照明される。光源７からの光は、ディスプレイパネル３を通じて方向付けられ、個々のディスプレイ画素５は、光を変調し且つディスプレイを生成するよう駆動される。
【００４８】
ディスプレイ装置１は、ディスプレイパネル３のディスプレイ側を覆って配置されるレンズ状シート９も含み、それは視像形成機能を遂行する。レンズ状シート９は、互いに平行に延びるレンズ状素子１１の行を含み、その１つだけが明瞭性の故に誇張された寸法で示されている。レンズ状素子１１は、視像形成機能を遂行する視像形成素子として作用する。
【００４９】
レンズ状素子１１は、凸状円筒形レンズの形態であり、それらは、ディスプレイパネル３からディスプレイ層１の正面に位置付けられる使用者の両眼に異なる視像又は複数の視像をもたらす、光出力方向付け手段として作用する。
【００５０】
図１に示される自動立体ディスプレイ装置１は、異なる方向に幾つかの異なる斜視図をもたらし得る。具体的には、各レンズ状素子１１は、各行内の小さい群のディスプレイ画素５の上に位置する。レンズ状素子１１は、幾つかの異なる視像を形成するよう、異なる方向に各ディスプレイ画素５の群を投射する。使用者の頭が左から右に移動すると、彼／彼女の両眼は、次々に、幾つかの視像の異なる視像（ビュー）を受け取る。
【００５１】
図２は、上述されたようなレンズ型画像化構成の動作原理を示し、光源７、ディスプレイパネル３、及び、レンズ状シート９を示している。その構成は、異なる方向にそれぞれ投射される３つの視像をもたらす。ディスプレイパネル３の各画素は、１つの具体的な視像のための情報で駆動される。
【００５２】
図３は、バリア型画像化構成の動作原理を示している。バリア型構成はレンズ型構成と類似し、光源７及びディスプレイパネル３を含む。しかしながら、レンズ状シートの代わりに、バリア型構成は、複数の狭いスリット１５を定めるバリア装置１３を備える。図面中に示されるように、バリア型構成は、複数の視像をもたらす視像形成素子として動作する点で、レンズ型構成と実質的に同様に動作する。図示される実施例では、２つの視像がもたらされる。
【００５３】
本発明者は、上述された装置の視像の数及び／又は視野角が１つよりも多くの視像のための情報でディスプレイパネルの画素を順次的に駆動することによって増大され得ることを認識した。その際に、本発明者は、各画素の出力を１つよりも多くの方向にどのように方向付けるかの問題を認識し且つ解決した。
【００５４】
図４は、本発明に従った多視像自動立体ディスプレイ装置１０１の概略的な斜視図である。装置１０１は、図１及び２に示される装置１に類似している。具体的には、装置１０１は、画像形成機能を遂行するディスプレイパネル１０３と、ディスプレイパネル１０３のための光源１０７と、視像形成機能を遂行するレンズ状シート１０９とを含む。これらの素子は、図１を参照して上述されたものと同一である。
【００５５】
図４を参照すると、本発明に従った装置１０１は、透過状態及び遮断状態をもたらすようレンズ状シート１１７と直列に配置された、空間的に切り換え可能なバリア１１７を追加的に含む。装置１０１は、ディスプレイパネル１０３を駆動するための並びにバリア１１７を切り換えるためのディスプレイドライバ１１９も含む。
【００５６】
バリア１１７は、透過型液晶ディスプレイと類似する構造を有する。具体的には、バリア１１７は、一対の離間した透明なガラス基板を含み、それらの間には、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。基板は、それらの面する表面上に、透明なインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）のパターンを支持する。偏光層も基板の外表面上に提供される。
【００５７】
バリア１１７の各挟装可能なバリア素子は、基板上に対向する電極を含み、それらの間には、液晶材料が介在している。バリア素子の形状及び配列は、レンズ状素子１１１の形状及び配列と一致するので、各レンズ状素子１１１は、対応するバリア素子と位置合わせされる。
【００５８】
各バリア素子は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）又は薄膜ダイオード（ＴＦＤ）のような切換え素子と関連付けられる。バリア素子は、切換え素子にアドレス付け信号を提供することによって、透過状態と遮断状態との間で切り換えられ、適切なアドレス付けスキームは、当業者に既知である。
【００５９】
バリア１１７は、如何なる望ましくない視差効果をも最小限化するよう、レンズ状シート１０９の平坦な側と接触するよう位置付けられる。
【００６０】
上述されたように、ディスプレイドライバ１１９は、複数の視像のための情報でディスプレイパネル１０３を駆動し且つ透過状態と遮断状態との間でバリア１１７のバリア素子を切り換えるよう配置される。ディスプレイドライバ１１９は、図５Ａ、５Ｂ、６Ａ、６Ｂを参照して今や記載される特定の駆動技法を使用して、この駆動を遂行するよう配置される。
【００６１】
図５Ａ、５Ｂ、６Ａ、及び、６Ｂは、本発明に従った装置１０１の動作原理を示している。図５Ａ及び６Ａは、駆動周期の第一半期の間の装置１０１を示し、図５Ｂ及び６Ｂは、駆動周期の第二半期の間の装置を示している。
【００６２】
図５Ａ及び５Ｂに示されるように、各レンズ状素子１１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、ディスプレイパネル１０３の３つのディスプレイ画素の群の上に位置する。従って、各群の画素は、３つの異なる視像のための出力を同時に投射可能であり、その出力はレンズ状素子によって別個の視像に形成される。バリア１１７は、透過状態と遮断状態との間でレンズ状素子１１１を切り換え得るよう、レンズ状素子１１１の直ぐ下に或いはレンズ状素子１１１と接触して提供される。
【００６３】
図５Ａを参照すると、駆動周期の第一半期において、ディスプレイドライバ１１９は、バリア１１７のバリア素子の交互の素子を透過状態に切り換え、残余の素子を遮断状態に切り換える。３つのレンズ状素子１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃを含む装置１０１の一部を示す図５Ａにおいて、２つの外側のレンズ状素子１１１ａ，１１１ｃは遮断的であり、中央のレンズ状素子１１１ｂは透過的である。バリア素子及びレンズ状素子のこの構造は、装置１０１のより大きな地域を示す図６Ａに示されており、そこでは、奇数素子が透過的であり、偶数素子（陰影付き）が遮断的である。
【００６４】
バリア素子を上述された構造に切り換えるのと実質的に同時に、ディスプレイドライバ１１９は、第一の３つの視像、即ち、視像１，２，３のための情報で、中央レンズ状素子１１１ｂの下に位置する画素の群を駆動する。具体的には、郡中の各画素は、３つの視像の異なる視像の画素のための情報で駆動される。３つの異なる視像のための出力は、従来的な方法で、中央レンズ状素子１１１ｂによって異なる方向に投射される。図面中には、明瞭性を期するために、視像２のための出力だけが示されている。点線は、遮断状態にあるレンズ状素子によって遮断される視像の投射を示している。
【００６５】
３つの視像からの出力も、同時に透過状態にあるレンズ状素子の多のもの（図示せず）を通じて投射される。これらの視像は、効果的に「反復された」視像である。
【００６６】
図５Ｂを参照すると、駆動周期の第二半期において、ディスプレイドライバ１１９は、バリア１１７のバリア素子の全てを反対状態に切り換える。よって、駆動周期の第一半期において透過的であったバリア素子は、遮断状態に切り換えられ、逆もまた同様である。図５Ａ中に示される装置１０１の同一部分を示す図５Ｂでは、２つの外側のレンズ状素子１１１ａ，１１１ｃは透過的であり、中央のレンズ状素子１１１ｂは遮断的である。図６Ｂに示されるバリア素子及びレンズ状素子のこの構造は、装置１０１のより大きな地域を示しており、そこでは、偶数素子は透過的であり、奇数素子（陰影付き）は遮断的である。
【００６７】
バリア素子を上述された構造に切り換えるのと実質的に同時に、ディスプレイドライバ１１９は、第一の３つの視像１，２，３と異なる第二の３つの視像、即ち、視像１’，２’，３’のための情報で、中央レンズ状素子１１１ｂの下に位置する画素の群を駆動する。具体的には、郡中の各画素は、３つの追加的な視像の異なる視像の画素のための情報で駆動される。これらの３つの追加的な視像のための出力は、駆動周期の第一半期における最初の３つの視像のための場合のように、レンズ状素子によって異なる方向に投射される。しかしながら、駆動周期の第二半期では、中央レンズ状素子１１１ｂは、遮断状態に切り換えられ、よって、３つの追加的な視像は、外側のレンズ状素子１１１ａ，１１１ｃによって異なる方向に投射される。図面中には、明瞭性を期して、視像２’のための出力だけが示されている。点線は、遮断状態にあるレンズ状素子によって遮断される視像の投射を示している。反復視像も、同時に透過状態にあるレンズ状素子（図示せず）の他のものを通じて投射される。
【００６８】
よって、駆動周期の全体に亘って、中央レンズ状素子１１１ｂの下に位置する３つのディスプレイ画素の群は、６つの異なる視像で駆動され且つ６つの異なる視像のための出力をもたらす。これらの視像は、異なるレンズ状素子１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃによって異なる方向に投射される。具体的には、第一の３つの視像は、中央レンズ状素子１１１ｂ（及びその他）を通じて投射され、第二の３つの視像は、外側のレンズ状素子１１１ａ，１１１ｃ（及びその他）を通じて投射される。各画素の出力を投射するために異なるレンズ状素子を使用することは、視像の総数が倍加されるのみならず、ディスプレイ装置１０１の視野角も増大されることも保証する。
【００６９】
図５Ａ及び５Ｂを参照すると、外側のレンズ状素子１１１ａ，１１１ｃの下に位置する画素は、データで駆動され、上述された中央レンズ状素子１１１ｂの下に位置するディスプレイ画素と類似の方法で動作することが付記される。具体的には、駆動周期の両方の部分において、透過状態にあるレンズ状素子の下に位置する画素は、第一の３つの視像１，２，３のための情報で駆動され、それらの視像は、直ぐ上に位置付けられるレンズ状素子によって投射される。遮断状態にあるレンズ状素子の下に位置する画素は、第二の３つの視像１’，２’，３’のための情報で駆動され、それらの視像は、レンズ状素子によって画素の左及び右に投射される。レンズ状素子を通じて画素の左及び右に投射される視像１’，２’，３’は、反復視像である、即ち、それらは同じである。
【００７０】
当業者によって理解されるように、どの時点においても、視像の半分のための情報が、装置１０１によって投射される。よって、装置のフレーム率が十分に高いならば、６つの視像のいずれが観察されるかに拘わらず、使用者は如何なるスクリーンフリッカにも気付かない。
【００７１】
この実施態様におけるディスプレイパネル１０３は、１００Ｈｚのフレーム率を有する液晶ディスプレイ装置である。そのようなフレーム率は、例えば、その詳細が当業者に既知の光学的に補償された複屈折（ＯＣＢ）液晶効果を使用して達成され得る。
【００７２】
２つの異なる視像のための情報を順次的に出力するよう各画素を使用することは、従来的な自動立体ディスプレイ装置と比較して、ディスプレイ解像度に減少がないことをもたらす。
【００７３】
図７Ａ及び７Ｂは、本発明に従った第二の多視像自動立体ディスプレイ装置を示している。この装置２０１は、バリア２１７の切換えがレンズ状素子２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃの配置と対応しない点を除き、上述された装置１０１と同じである。代わりに、バリア２１７の透過部分及び遮断部分は、レンズ状シート２１１に対して効果的にシフトされている。当業者は、図４に示される装置のディスプレイパネル１０３を駆動するデータと比較して、ディスプレイパネル２０３を駆動するデータが修正されていることを理解するであろう。
【００７４】
図７Ａ及び７Ｂに示される実施態様は、有効解像度が倍加されるディスプレイをもたらす。具体的には、使用者が図２に示される種類の既知の多視像自動立体ディスプレイ装置を見るとき、各画素がレンズ状素子の幅ぐらい大きく見える。しかしながら、図７Ａ及び７Ｂに示される実施態様を用いるならば、レンズ状素子の半分のみが駆動周期の第一半期におけるディスプレイに寄与する。転ず状素子の多の半分は、駆動周期の第二半期におけるディスプレイに寄与する。よって、この実施態様では、水平解像度は、効果的に倍加される。
【００７５】
図８Ａ及び８Ｂは、本発明に従った第三の多視像自動立体ディスプレイ装置３０１を示している。この装置３０１は、レンズ状シート１０３及び切り換え可能なバリア１１７が単一の切り換え可能なバリア３１７によって置換されている点を除き、上述された装置１０１と同じであり、単一の切り換え可能なバリア３１７は、複数の狭いスリット３１７ａ，３１７ｂ，３１７ｃを使用して視像形成機能を提供し、透過状態と遮断状態との間で切り換え可能である。バリア３１７は、ディスプレイパネル３０３の背後に配置されている。第三の装置３０１は、バリア３１７を全体的に透過的に単に切り換えることによって、従来的な二次元ディスプレイ装置のような二次元モードで追加的に動作され得る。
【００７６】
図９は、本発明に従った第四の多視像立体ディスプレイ装置４０１を示している。装置４０１は、ディスプレイ画素の配列を有する従来的な液晶ディスプレイパネル４０３を含み、それは画像形成機能を提供する。ディスプレイパネル４０３は、偏光器４０３ａと分析器４０３ｂとを含む複数の層を含む。図面中、ディスプレイパネル４０３は、偏光器４０３ａが図面の平面に対して垂直に偏光されない光を遮断する、即ち、それがこの方向に偏光される光のみを透過するよう構成される。
【００７７】
視像形成手段として、第四の装置４０１は、狭いスリット４１７ａを備えて形成される光バリア４１７と位置合わせされて配置される光源４０７の配列を含み、そのスリット４１７ａは、視像形成素子である。スリット４１７ａよりも幾分少ない光源４０７がある。ディスプレイパネル４０３の偏光器４０３も、視像形成手段の機能的な部分を形成する。
【００７８】
光源４０７は、それぞれ、偏光された光を生成するよう構成され、この目的のために、各光源４０７は、偏光器４０７ａ，４０７ｂを含む。光源４０７は、図面中に示されるように、交互の偏光方向を有する偏光器４０７ａ，４０７ｂを備えて水平方向に配置される。具体的には、第一群の偏光器４０７ａは、光を図面の平面と平行な方向に偏光し、第二群の偏光器４０７ｂは、光を図面の平面に対して垂直な方向に偏光する。各偏光方向の合理的に均一な光がもたらされ得るならば、光源４０７の数は重大ではない。
【００７９】
光バリア４１７の複数の狭いスリット４１７ａは、光を透過するよう配置される。スリット４１７ａの交互のものは、スリット４１７ａを通過する光の偏光方向を変更するための半波位相差板(half  wave  retarder)を備える。
【００８０】
使用中、ディスプレイパネル４０３は、上述された装置１０１の場合のように、異なる複数の視像のためのディスプレイデータで順次的に駆動される。この駆動と同期して、異なる偏光器４０７ａ，４０７ｂを有する光源４０７が順次的に励磁されるので、光源４０７は交互の偏光方向を有する光を生成する。
【００８１】
駆動周期の第一半期において、偏光器４０７ａを有する光源４０７が励磁される。図面中に示されるように、これらの光源から偏光された光は、バリア４１７のスリット４１７ａを通じて透過され、スリット４１７ａの交互のものは、リターダ４１７ｂによって偏光されるその偏光方向を有する。ディスプレイパネル４０３の偏光器４０３ａは、図面の平面に対して垂直に偏光される光、即ち、バリア４１７のスリット４１７ａの交互のものによって透過される光のみを透過する。この光はディスプレイ画素を通じて透過され、第一の複数の視像を形成する。
【００８２】
駆動周期の第二半期において、偏光器４０７ｂを有する光源が励磁される。図面中に示されるように、これらの源からの光は、ディスプレイパネルの偏光器４０３ａがスリット４１７ａの異なるものによって透過された偏光された光を透過する点を除き、上述されたのと類似の方法で透過され且つ偏光される。スリット４１７ａの異なるものからのこの光は、ディスプレイ画素を通じて透過され、第二の複数の視像を形成する。
【００８３】
よって、実質的に、光源４０７、光バリア４１７、及び、ディスプレイパネル４０３の偏光器４０３ａは、透過状態と遮断状態との間で切り換え可能な視像形成素子の配列として効果的に機能する。切換えは、光源４０７からの光の偏光方向を変更することによって遂行される。
【００８４】
図１０は、本発明に従った第五の多視像立体ディスプレイ装置５０１を示している。装置５０１は、図４乃至６を参照して上述されたものと類似しており、従って、画像形成機能を遂行するディスプレイパネル５０３と、ディスプレイパネル５０３のための光源（図示せず）と、視像形成機能を遂行するレンズ状シート５０９とを含む。図４乃至６の実施態様のように、これらの素子は、図１を参照して上述されたものと同一である。ディスプレイパネル５０３は、具体的には、偏光器５０３ａと分析器５０３ｂとを含む複数の層を含み、従って、偏光された画像光をもたらす。
【００８５】
本発明に従った第五の装置５０１も、ディスプレイパネル５０３を駆動するためのディスプレイドライバ（図示せず）を含み、それは図４乃至６を参照して上述されたディスプレイドライバ１１９と類似する。
【００８６】
第五の装置５０１は、透過状態及び遮断状態をもたらすよう、レンズ状シート５０９と位置合わせされて配置される空間的に切り換え可能なバリア５１７も有する。しかしながら、空間的に切り換え可能なバリア５１７の構造は、上述されたものと有意に異なる。
【００８７】
具体的には、第五の装置５０１の空間的に切り換え可能なバリア５１７は、レンズ状素子５１１の交互のものの平坦な表面に対して（水平方向に）配置される半波位相差板５１７ａと、偏光される光を選択的に遮断するためにレンズ状シート５０９を覆って配置される光学的構成５１７ｂとを含む。
【００８８】
半波位相差板５１７ａは、５０〜１００μｍの厚さを有する薄い箔の形態にある。半波位相差板５１７ａは、そこを通じて透過される光の偏光方向を９０度だけ回転するよう方向付けられる。よって、ディスプレイパネル５０３からの偏光された光は、半波位相差板５１７ａを備える交互のレンズ状素子５１１を通じて透過され、その偏光方向を変化させるのに対し、他のレンズ状素子５１１を通じて透過される光は、その偏光方向における変化を受けない。
【００８９】
偏光される光を選択的に遮断するための光学的構成５１７ｂは、ディスプレイパネル５０３又は半波位相差板５１７ａのいずれかからの偏光された光を選択的に遮断するよう配置される偏光器と直列に通過する光の偏光方向を回転するためのロータを含む。ロータ及び偏光器は図１０中に単一ユニットとして示されているが、それらは、実際には、互いに分離され得るし、ロータは、偏光器と別個に、例えば、ディスプレイパネル５０３とレンズ状シート５０９との間に配置さえされ得る。図１０に示される装置５０１において、光学的構成５１７ｂは、偏光器層と組み合わされた切り換え可能な液晶セルである。
【００９０】
使用中、ディスプレイパネル５０３は、上述された装置５０１の場合と同じように、異なる複数の視像のためのディスプレイデータで順次的に駆動される。この駆動と同期して、光学的構成５１７ｂは、異なる偏光方向を有する光を順次的に遮断するよう動作されるので、ディスプレイパネル５０３からの光は、レンズ状素子５１１の交互のものを通じて順次的に透過される。
【００９１】
駆動周期の第一半期において、光学的構成５１７ｂは、ディスプレイパネル５０３からの偏光された光を遮断するよう動作される。よって、その偏光方向が半波位相差板５１７ａによって変えられる、従って、レンズ状素子５１１の交互のものを通じても透過される光のみが、光学的構成５１７ｂによって透過される。
【００９２】
駆動周期の第二半期において、光学的構成５１７ｂは、半波位相差板５１７ａからの偏光された光を遮断するよう動作される。よって、その偏光方向が半波位相差板５１７ａによって変えられない、従って、レンズ状素子５１１の他のものを通じて透過された光のみが、光学的構成５１７ｂによって透過される。
【００９３】
よって、実質的に、半波位相差板５１７ａ及び光学的構成５１７ｂは、切り換え可能なバリアとして効果的に動作する。しかしながら、半波位相差板５１７ａのみが、レンズ状素子５１１に対して配置される必要があり、半波位相差板５１７ａの単純な構造及び受動的な動作は、無視し得る視差効果を伴って、これが達成されるのを可能にする。
【００９４】
図１０に示される構成は、画像形成手段が液晶ディスプレイパネルである場合に特に適切である。何故ならば、これらの種類の装置は、偏光された画像光を放射するからである。しかしながら、画像形成手段が偏光された画像光をもたらすための偏光層を備えるならば、その構成は、他の種類の画像形成手段と共に使用され得る。
【００９５】
図１１は、本発明に従った第六の他視像自動立体ディスプレイ装置の空間的に切り換え可能なバリア６１７を示している。第六の装置は、図４乃至６を参照して上述されたものと類似しており、バリアの透過バリア素子及び遮断バリア素子の構成において異なるだけである。
【００９６】
具体的には、上述された装置において、バリア素子は、列内で透過状態と遮断状態との間で切り換えられるよう構成され、それはクローリング問題のような望ましくないアーチファクトを引き起こし得る。第六の装置では、バリア素子の透過状態及び遮断状態は、駆動周期内のあらゆる時点で、図１１に示されるようなチェッカーボード構成を有する。
【００９７】
図１１に示されるチェッカーボード構成は、上述された装置の交互列に基づく構成よりも均一に分配される透過及び遮断パターンをもたらす。他の構成がそれぞれディスプレイパネル面積の合計半分になるならば、他の構成が透過状態及び遮断状態に適用され得る。しかしながら、その構成をディスプレイパネルの画素構成と整列させるのが好ましい。よって、バリア構成の素子の垂直ピッチは、下に位置するディスプレイパネルの垂直画素ピッチの整数倍と等しくなければならない。同様に、バリア構成及びでディスプレイ画素の水平方向境界は、整列されなければならない。
【００９８】
本発明の好適実施態様が上述された。しかしながら、様々な変更及び修正が、本発明から逸脱せずに、実施態様になされ得ることが当業者に明らかであろう。本発明の範囲は、付属の請求項によって定められる。
【００９９】
例えば、視像形成手段としてレンズ状シートを含む図４に示される実施態様は、図８Ａ及び８Ｂに示される実施態様によって提供されるものに類似して、二次元モードの動作を追加的にもたらすよう修正され得る。これはレンズ状素子が視像形成効果がもたらされない「オフ」状態と視像形成効果がもたらされる「オン」状態との間で切り換え可能であるレンズ状シートを提供することによって達成され得る。これは、例えば、２つの値の間で切り換え可能な屈折率を有する液晶レンズ状素子を提供することによって実現され得る。屈折率の第一の値は、界面材料の屈折率と同じであり、屈折率の第二の値は、界面材料の屈折率に対する差である。視像形成効果は、界面に屈折率の差がないときにだけもたらされる。適切な切り換え可能なレンズ状素子の構造及び動作のさらなる詳細は、米国特許第６，０６９，６５０号中に見い出され得る。
【０１００】
特定の実施態様では、レンズ状素子及び／又は切り換え可能なバリアの切換え部分は、ディスプレイパネルの列方向に対して傾斜され得る。このようにして、水平解像度と垂直解像度との間のあらゆる不一致が減少され得る。傾斜レンズ状素子の使用に関するさらなる情報は、米国特許第６，０６４，４２４号中に見い出され得る。
【０１０１】
異なる数の視像を有する実施態様は当業者に明らかであろう。これは異なる数の視像が装置から同時に投射され得るよう異なる数の画素を提供することによって或いは異なる数の視像のための情報で各画素を順次的に駆動することによって達成され得る。視像の角度方向は、ディスプレイ画素、切り換え可能なバリア、及び、レンズ状素子の相対的な場所を変更することによって調節され得る。
【０１０２】
上述された実施態様において、バリア素子は、薄膜トランジスタ又は薄膜ダイオードによって活性的に駆動される。しかしながら、これらの及び特定の他の実施態様では、１つの基板上の単純構造の櫛状電極パターン及び他の基板上の連続的な電極を使用することによって、トランジスタ又はダイオードを用いずにバリア素子を受動的に駆動することも適切である。
【図１】
2010501083.tif 000003
【図２】
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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】
2010501083.tif 000010
【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
2010501083.tif 000014
【図９】
2010501083.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成21年2月27日(2009.2.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2010501083.tif 000016
【図２】
2010501083.tif 000017
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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