ピクセル化された照明装置を備える自動立体ディスプレイ
自動立体ディスプレイが開示される。自動立体ディスプレイ装置が、複数の垂直なピクセルストライプを有するピクセル化されたバックライトを含む。各ピクセルストライプが左眼用光源と右眼用光源とを有する。画像ディスプレイパネルが、バックライトの複数の垂直なピクセルストライプと位置合わせされた複数の画像ストライプを表示するように構成されている。レンズアレイが、ピクセル化されたバックライトと画像ディスプレイパネルとの間にある。レンズアレイが複数のレンズストライプで形成される。各レンズストライプが右眼用レンズと左眼用レンズとを含み、バックライトの複数の垂直なピクセルストライプが複数のレンズストライプと位置合わせされている。左眼用光源からの光が、画像ストライプを通り、かつ左眼用レンズを介して左眼用位置に向けられ、右眼用光源からの光が、画像ストライプを通り、かつ右眼用レンズを介して右眼用位置に向けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ピクセル化された照明装置を備える自動立体ディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動立体ディスプレイは、通常、右眼用と左眼用の個々の視点からの視差を有する画像を観察者に示す。観察者の両方の目に視差画像を提供するのに、２つの方法がある。１つの方法では、観察者が、左／右画像ディスプレイの交代と同期化して視聴者の眼から光を透過又は遮断する１対のシャッター又は３Ｄメガネを利用する。同様に、別の方法では、右眼及び左眼の視点が交互に表示され、３Ｄメガネを使用せずに観察者のそれぞれの眼にいたる。この第２の方法は、自動立体視と呼ばれ、別個のメガネが不要であるのでステレオ３Ｄ観察に望ましい。
【０００３】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、サンプルアンドホールド表示装置であり、ディスプレイの任意の点又はピクセルにおける画像は、そのピクセルが次の画像リフレッシュ時間、通常は１／６０秒又はそれより速い時間で更新されるまで、安定している。このようなサンプルアンドホールドシステムでは、異なる画像を表示するために、具体的には自動立体ディスプレイ用の交互の左及び右の画像を表示するためには、例えば、右眼用データが表示されている間に左眼用画像光源がオンではなく、また逆も同様であるように、光源のタイミング順序付けを注意深く行なう必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
高品質の自動立体画像を得るためには、右及び左の光源が画像ディスプレイと同期してオン／オフになることを確保することが重要である。しかしながら、画像は時間的に多重化されるので、一方の目は視聴時間の半分ブラックデータを見ることになり、多くの場合「ちらつき」が起こり、これが視聴者に不快感をもたらす。自動立体ディスプレイ、特に６０ヘルツ以下のリフレッシュレートで作動するディスプレイにおけるちらつきの解消が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、ピクセル化された照明装置を備える自動立体ディスプレイに関する。
【０００６】
代表的な実施形態において、自動立体ディスプレイ装置が、複数の垂直なピクセルストライプを有するピクセル化されたバックライトを含む。各ピクセルストライプが、左眼用光源と右眼用光源とを有する。画像ディスプレイパネルが、バックライトの複数の垂直なピクセルストライプと位置合わせされている複数の画像ストライプを表示するように構成される。レンズアレイが、ピクセル化されたバックライトと画像ディスプレイパネルとの間にある。このレンズアレイが複数のレンズストライプで形成される。各レンズストライプが右眼用レンズと左眼用レンズとを含み、かつバックライトの複数の垂直なピクセルストライプが複数のレンズストライプと位置合わせされている。左眼用光源からの光が、画像ストライプを通り、かつ左眼用レンズを介して左眼用位置に向けられ、及び右眼用光源からの光が、画像ストライプを通り、かつ右眼用レンズを介して右眼用位置に向けられる。
【０００７】
別の代表的な実施形態において、自動立体画像を表示する方法が、複数の垂直なピクセルストライプを有するピクセル化されたバックライトで液晶ディスプレイパネルを照射する工程を含む。各ピクセルストライプが左眼用光源と右眼用光源とを有する。次に、液晶ディスプレイパネル上の交互の画像ストライプとして、右の光源を用いた右眼用画像の前半と、左眼用光源を用いた左眼用画像の前半とを同時に表示する工程。この画像ストライプがピクセルストライプと位置合わせされ、右眼用画像が視聴者の右眼に向けて方向付けられ、かつ左眼用画像は視聴者の左眼に向けて方向付けられる。次に、液晶ディスプレイパネル上の交互の画像ストライプとして、右の光源を用いた右眼用画像の後半と、左眼用光源を用いた左眼用画像の後半を同時に表示する工程。この画像ストライプがピクセルストライプと位置合わせされ、右眼用画像が視聴者の右眼に向けて方向付けられ、かつ左眼用画像が視聴者の左眼に向けて方向付けられて、３Ｄ画像を形成する。
【０００８】
別の代表的な実施形態において、自動立体ディスプレイ装置が、複数の垂直なピクセルストライプを有するピクセル化されたバックライトを含む。各ピクセルストライプは左眼用光源と右眼用光源とを有する。画像ディスプレイパネルが、バックライトの複数の垂直なピクセルストライプと位置合わせされた複数の画像ストライプを表示するように構成されている。レンズアレイは、ピクセル化されたバックライトと画像ディスプレイパネルとの間にある。レンズアレイは複数のレンズストライプで形成される。各レンズストライプが右眼用レンズと左眼用レンズとを含み、バックライトの複数の垂直なピクセルストライプが複数のレンズストライプと位置合わせされている。左眼用光源からの光が、画像ストライプを通り、かつ左眼用レンズを介して左眼用位置に向けられ、右眼用光源からの光が、画像ストライプを通り、かつ右眼用レンズを介して右眼用位置に向けられる。画像ディスプレイパネルが、右眼用画像及び左眼用画像を同時表示して３Ｄ画像を形成するように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
添付の図面と共に以下の本発明の様々な実施形態の詳細な説明を検討することで、本開示は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正面図。
【図２】図１に示される代表的なディスプレイの概略断面図。
【図３】図１に示される代表的な装置の空間多重化方式の概略図。
【図４Ａ】作動中である図１の例示的なディスプレイ装置の概略断面図。
【図４Ｂ】作動中である図１の例示的なディスプレイ装置の概略断面図。
【００１０】
図面は、必ずしも一定の比率の縮尺ではない。図中で用いられる類似の数字は、類似の構成要素を示す。しかし、所与の図中の構成要素を意味する数字の使用は、同一数字で表示した別の図中の構成要素を制約するものではないことは理解されよう。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次の記述において、本明細書の一部を構成する添付の図面を参照し、幾つかの特定の実施形態を例として示す。本開示の範囲及び趣旨から逸脱することなく、その他の実施形態が検討され、作成され得ることを理解されたい。したがって、以下の「発明を実施するための形態」は、限定する意味で理解すべきではない。
【００１２】
本明細書で使用するすべての科学用語及び専門用語は、特に指示がない限り、当該技術分野において一般的に使用される意味を有する。本明細書にて提供される定義は、本明細書でしばしば使用される幾つかの用語の理解を促進しようとするものであり、本開示の範囲を限定するものではない。
【００１３】
他に指示がない限り、本明細書及び特許請求の範囲で使用される特徴の大きさ、量、物理特性を表わす数字はすべて、どの場合においても用語「約」によって修飾されるものとして理解されるべきである。それ故に、そうでないことが示されない限り、前述の明細書及び添付の特許請求の範囲で示される数値パラメータは、当業者が本明細書で開示される教示内容を用いて、目標対象とする所望の特性に応じて、変化し得る近似値である。
【００１４】
端点による数値範囲の詳述には、その範囲内に組み入れられる全ての数が包含され（例えば１〜５には、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、及び５が包含される）並びにその範囲内のあらゆる範囲が包含される。
【００１５】
本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用されるとき、単数形「ある（ａ及びａｎ）」及び「その（the）」は、その内容が特に明確に指示しない限り、複数の指示対象を有する実施形態を包含する。本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用されるとき、用語「又は」は、その内容について別段の明確な指示がない限り、一般的に「及び／又は」を含む意味で用いられる。
【００１６】
用語「立体表示用」は、ユーザー又は視聴者の側で特別なヘッドギア又はメガネを使用することなく見ることができる三次元画像を表示することを指す。これらの方法は、画像が平面デバイスによって生成されたとしても、視聴者に奥行き感覚を作り出す。
【００１７】
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１／５０（又は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アンド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、左眼用光源が右眼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順序付けが要求される。
【００１８】
本開示は、ピクセル化された照明装置を備える自動立体ディスプレイに関する。ディスプレイが、光学レンズアレイに光を提供して、視聴者の右眼又は左眼のいずれかに向かう指向性光を生成する、ピクセル化された照明装置を備える。各ディスプレイフレームが２つのフィールドから構成されている。第１のフィールドが、ソースフレームの左及び右画像からの交互のストライプからなり、第２のフィールドが、ソースフレームからの残りの左及び右画像からの交互のストライプからなる。同時に、ピクセルの半分が右眼に向けられ、残りの半分が左眼に向けられる。各フィールドにおいて、それぞれの眼がソース画像を構成するピクセルの数の半分のみを見るが、次のフィールドによって画像の残りの半分が提示されるので、組み合わされたフィールドがソース画像の最大解像度を眼に提供し、ちらつき感はない。本開示は自動立体ディスプレイに特に有用である。本開示は３Ｄ静止画ディスプレイにも有用である。本開示は、右及び左画像フィールドが同じ又は類似である２Ｄ画像ディスプレイにも有用である。本開示はそのように限定されていないが、本開示の様々な態様の理解が、以下に示す例の考察を通じて得られる。
【００１９】
図１は、例示的なディスプレイ装置１０の概略的正面図である。ディスプレイ装置１０が画像ディスプレイパネル１５を備える。画像ディスプレイパネル１５が複数の垂直な画像ストライプＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ（本明細書では垂直なピクセルストライプＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆとも呼ばれる）を表示するように構成されている。本開示を通して６個の垂直な画像ストライプが例示されているが、画像ディスプレイパネル１５は、任意の有用な数の画像ストライプ、例えば、１０個以上、５０個以上、１００個以上、又は１０００個以上を有することができることは理解される。ディスプレイ装置１０が、任意の有用な形状又は構成を有することができる。多くの実施形態において、ディスプレイ装置１０が正方形状又は矩形状を有する。
【００２０】
画像ディスプレイパネル１５が、任意の有用なディスプレイであることができる。多くの実施形態において、画像ディスプレイパネル１５が、リフレッシュレートが１２０ヘルツ以下、若しくは９０ヘルツ以下、又は６０ヘルツ以下である液晶ディスプレイパネルである。いくつかの実施形態において、画像ディスプレイパネル１５が強誘電性ディスプレイパネルである。多くの実施形態において、画像ディスプレイパネル１５の各画像ストライプＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ又は垂直なピクセルストライプＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆが、例えば、赤色ピクセルと、緑色ピクセルと、及び青色ピクセルなどの２つ以上の色付けされたピクセルを含む。
【００２１】
画像ディスプレイパネル１５が、右眼用画像と左眼用画像とを同時に表示することができる。以下により詳細に記述されるように、右眼用画像の前半及び左眼用画像の前半は、交互の画像ストライプとして、画像ディスプレイパネル１５上に同時に表示される。次に、右眼用画像の後半及び左眼用画像の後半が、交互の画像ストライプとして、画像ディスプレイパネル１５上に同時に表示される。
【００２２】
図２は、図１に示される代表的なディスプレイ１０の概略断面図である。ディスプレイ装置１０が、上記の複数の垂直な画像ストライプＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ（ピクセルの縦列）を有する画像ディスプレイパネル１５を含む。ピクセル化されたバックライト３０が、液晶ディスプレイパネル１５に光を供給するように位置決めされている。レンズアレイ２０が、光学的に画像ディスプレイパネル１５とピクセル化されたバックライト３０との間にある。
【００２３】
垂直な画像ストライプＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、又はピクセルの縦列Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆが、任意の有用な構成に配置された赤、青、及び緑に色付けされたピクセルを含むことができる。多くの実施形態において、垂直な画像ストライプＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ又はピクセルの縦列Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆが、垂直な画像ストライプＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ又はピクセルの縦列Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆに沿って垂直に配置された、赤、青、及び緑に色付けされたピクセルを含む。色付けされたピクセルが、水平な（垂直なピクセルの縦列に直交する）単一色のピクセル線として配置されることができる。
【００２４】
ピクセル化されたバックライト３０が、複数の垂直なピクセルストライプ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅ、３０Ｆを含む。多くの実施形態において、垂直なピクセルストライプが、垂直な画像ストライプと位置合わせされている。各垂直なピクセルストライプ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅ、３０Ｆが、右眼用光源３２と左眼用光源３１とを含む。多くの実施形態において、右眼用光源３２及び左眼用光源３１が、固体光源である。固体光源が、例えば、９０ヘルツ以下、６０ヘルツ以下、又は５０ヘルツ以下などの任意の有用なレートで変調されることができる、任意の有用な固体光源となり得る。多くの実施形態において、固体光源が複数個の発光ダイオードである。他の実施形態において、固体光源が複数個のレーザーダイオード又は有機発光ダイオード（即ち、ＯＬＥＤ）である。固体光源が、白、赤、青及び／又は緑などのあらゆる可視光波長を放射することができる。
【００２５】
レンズアレイ２０が、複数の垂直なレンズストライプ２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅ、２０Ｆを含む。多くの実施形態において、垂直なレンズストライプが、垂直な画像ストライプ及び垂直なピクセルストライプと位置合わせされている。垂直なレンズストライプ２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅ、２０Ｆのそれぞれが、右眼用レンズ２２と左眼用レンズ２１とを含む。右眼用レンズ２２が、右眼用光源３２からの光を透過して、これを画像ディスプレイパネル１５を介して視聴者の右眼１ｂに向ける。左眼用レンズ２１が、左眼用光源３１からの光を透過して、これを画像ディスプレイパネル１５を介して視聴者の左眼１ａに向ける。多くの実施形態において、右眼用レンズ２２及び左眼用レンズ２１が、レンズ状の断面輪郭を有する。レンズアレイ２０が２個の個別レンズを有して図示されているが、右眼用レンズ２２及び左眼用レンズ２１が、上記のように光を方向付けるのに十分な、複合形状を有する、又は小平面を有する単一レンズであり得ることは理解される。
【００２６】
動作中、ピクセル化されたバックライト３０からの光がレンズアレイ２０を透過し、画像ディスプレイパネル１５を照射する。例えば、画像ストライプＡが、ピクセルストライプ３０Ａの右眼用光源３２及びレンズストライプ２０Ａの右画像レンズ２２によって供給された光で、右眼用画像の一部分を表示する。次に、画像ストライプＡが、ピクセルストライプ３０Ａの左眼用光源３１及びレンズストライプ２０Ａの左画像レンズ２１によって供給された光で、左眼用画像の一部分を表示する。したがって、動作中、各ピクセルストライプの左眼用光源３１又は右眼用光源３２の一方のみが、レンズストライプを介して光を画像ストライプに供給する。
【００２７】
同期駆動要素５０が、ピクセル化されたバックライト３０の光源３１、３２及び画像ディスプレイパネル１５と電気的に接続されている。同期駆動要素５０が、１秒当たり９０フレーム以下、又は１秒当たり６０フレーム以下のレートで、画像フレームが画像ディスプレイパネル１５に供給されるように、右眼用画像の固体光源３２及び左眼用画像の固体光源３１の作動及び停止（即ち、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）ソース６０が、同期駆動素子５０に接続され、画像フレーム（例えば、右眼用画像及び左眼用画像）を画像ディスプレイパネル１５に供給する。
【００２８】
画像ソース６０が、例えば、ビデオソース又はコンピュータでレンダリング（描画）されたグラフィックソースなどの画像フレーム（例えば、第１の画像視野及び左眼用画像視野）を供給することができる任意の有用な画像ソースであってよい。多くの実施形態において、ビデオソースが、１秒当たり２４フレーム〜１秒当たり３０フレーム、又はそれ以上の画像フレームを供給することができる。多く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が、５０ヘルツ〜６０ヘルツ（１秒当たりのフレーム）、又はそれ以上の画像フレームを供給することができる。
【００２９】
コンピュータでレンダリングされたグラフィックソースが、ゲームコンテンツ、医用撮像（medical imaging）コンテンツ、コンピュータ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ソースが、例えば、Ｎｖｉｄｉａ ＦＸ５２００グラフィックカード、Ｎｖｉｄｉａ ＧｅＦｏｒｃｅ ９７５０ ＧＴＸグラフィックカード、又はノートパソコンなどの携帯型ソリューションにはＮｖｉｄｉａ ＧｅＦｏｒｃｅ ＧＯ ７９００ ＧＳグラフィックカードなどの、グラフィック処理ユニットを含むことができる。コンピュータでレンダリングされたグラフィックソースはまた、例えば、ＯｐｅｎＧＬ、ＤｉｒｅｃｔＸ、又はＮｖｉｄｉａの特許権下にある３Ｄステレオドライバーなどの、適切なステレオドライバーソフトウェアを組み込むこともできる。
【００３０】
ビデオソースがビデオコンテンツを供給することができる。ビデオソースが、例えば、Ｎｖｉｄｉａ Ｑｕａｄｒｏ ＦＸ１４００グラフィックカードなどのグラフィック処理ユニットを含むことができる。ビデオソースがまた、例えば、ＯｐｅｎＧＬ、ＤｉｒｅｃｔＸ、又はＮｖｉｄｉａの特許権下にある３Ｄステレオドライバーなどの、適切なステレオドライバーソフトウェアを組み込むこともできる。
【００３１】
同期駆動要素５０が、右眼用画像の固体光源３２及び左眼用画像の固体光源３１の作動及び停止（即ち変調）を、画像ディスプレイパネル１５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３Ｄビデオ又はレンダリングされた３Ｄ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。同期駆動素子５０が、例えば、カスタムの固体光源駆動電子装置と連結したＷｅｓｔａｒ ＶＰ−７ビデオアダプタ（Ｗｅｓｔａｒ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．，Ｓｔ．Ｃｈａｒｌｅｓ，Ｍｉｓｓｏｕｒｉ）などの、ビデオインターフェースを含むことができる。
【００３２】
図３は、図１に示される代表的な装置の空間多重化方式の概略図である。ソースフレームが、左画像フィールドと右画像フィールドとを含む（例えば、２つのフィールド＝１つのフレーム、左画像フィールド＋右画像フィールド）。各右画像及び左画像が、ディスプレイパネルの垂直な画像ストライプ（例えば、ピクセルの縦列）に対応する垂直なストライプに分割されている。したがって、例示の左画像及び右画像が、図１のディスプレイ装置１０に対応するように６つの画像ストライプ（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ）に分割されている。ディスプレイ装置が、例えば、１／６０秒（又は１／５０秒）などの任意の有用な時間の間フィールド１を表示し、次に、例えば、１／６０秒（又は１／５０秒）などの任意の有用な時間の間フィールド２に変調する。ディスプレイ装置が、画像バッファモジュールと時間遅延モジュールとを含んでもよいことは理解される。
【００３３】
フィールド１が、画像ストライプＡ、Ｃ、及びＥで表示される左画像の半分であるレフト１、レフト３、レフト５をそれぞれ表示し、フィールド１はまた、画像ストライプＢ、Ｄ、及びＦで表示される右画像の半分であるライト２、ライト４、ライト６をそれぞれ表示する。フィールド２が、画像ストライプＢ、Ｄ、及びＦで表示される左画像の残りの半分であるレフト２、レフト４、レフト６をそれぞれ表示し、フィールド２はまた、画像ストライプＡ、Ｃ、及びＥで表示される右画像の半分であるライト１、ライト３、ライト５をそれぞれ表示する。こうして、各画像ストライプ（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ）が、右眼用画像及び左眼用画像の一部分の表示を繰り返す。更に、画像ストライプ（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ）が、ディスプレイにわたって右画像と左画像とをインターレースする。
【００３４】
図４Ａ及び図４Ｂは、動作中である図１の例示的なディスプレイ装置の概略断面図である。図４Ａは、図３のフィールド１を表示しているディスプレイ装置の動作を示す。図４Ｂは、図３のフィールド２を表示しているディスプレイ装置の動作を示す。図４Ａ及び図４Ｂは、左画像の一部分及び右画像の一部分を同時に表示し、その後、左画像の残りの部分及び右画像の残りの部分を同時に表示することによって、どのように３Ｄ画像が形成されるかを示している。図４Ａ及び図４Ｂは合わさって、図３に関連して説明したような左（眼用）画像及び右（眼用）画像で構成されるソースフレームの３Ｄ画像を視聴者に提供する。
【００３５】
図４Ａは、レフト１、レフト３、レフト５の画像部分を視聴者の左眼１ｂに表示すると同時に、ライト２、ライト４、ライト６の画像部分を視聴者の右眼１ａに表示するディスプレイ装置を示す。各フィールドの表示時間が、例えば、１／５０秒、又は１／６０秒などの、任意の有用な持続時間となり得る。
【００３６】
レフト１の画像がＡ画像ストライプに表示され、かつ３０Ａ垂直なピクセルストライプの左の光源３１によって照射される。光が、垂直なレンズストライプ２０Ａの左眼用レンズ２１によって、視聴者の左眼１ｂに向けられる。レフト３の画像がＣ画像ストライプに表示され、かつ３０Ｃ垂直なピクセルストライプの左の光源３１によって照射される。光が、垂直なレンズストライプ２０Ｃの左眼用レンズ２１によって、視聴者の左眼１ｂに向けられる。レフト５の画像がＥ画像ストライプに表示され、かつ３０Ｅ垂直なピクセルストライプの左の光源３１によって照射される。光が、垂直なレンズストライプ２０Ｅの左眼用レンズ２１によって、視聴者の左眼１ｂに向けられる。レフト１、レフト３、レフト５の画像部分が、同時に視聴者の左眼１ｂに表示される。
【００３７】
ライト２の画像がＢ画像ストライプに表示され、かつ３０Ｂ垂直なピクセルストライプの右の光源３２によって照射される。光が、垂直なレンズストライプ２０Ｂの右眼用レンズ２２によって、視聴者の右眼１ａに向けられる。ライト４の画像がＤ画像ストライプに表示され、かつ３０Ｄ垂直なピクセルストライプの右の光源３２によって照射される。光が、垂直なレンズストライプ２０Ｄの右眼用レンズ２２によって、視聴者の右眼１ａに向けられる。ライト６の画像がＦ画像ストライプに表示され、かつ３０Ｆ垂直なピクセルストライプの右の光源３２によって照射される。光が、垂直なレンズストライプ２０Ｆの右眼用レンズ２２によって、視聴者の右眼１ａに向けられる。ライト２、ライト４、ライト６の画像部分が、同時に視聴者の右眼１ａに表示される。
【００３８】
図４Ｂは、レフト２、レフト４、レフト６の画像部分を視聴者の左眼１ｂに表示すると同時に、ライト１、ライト３、ライト５の画像部分を視聴者の右眼１ａに表示するディスプレイ装置を示す。各フィールドの表示時間が、例えば、１／６０秒などの、任意の有用な持続時間となり得る。
【００３９】
レフト２の画像がＢ画像ストライプに表示され、かつ３０Ｂ垂直なピクセルストライプの左の光源３１によって照射される。光が、垂直なレンズストライプ２０Ｂの左眼用レンズ２１によって、視聴者の左眼１ｂへ向けられる。レフト４の画像がＤ画像ストライプに表示され、かつ３０Ｄ垂直なピクセルストライプの左の光源３１によって照射される。光が、垂直なレンズストライプ２０Ｄの左眼用レンズ２１によって、視聴者の左眼１ｂに向けられる。レフト６の画像がＦ画像ストライプに表示され、かつ３０Ｆ垂直なピクセルストライプの左の光源３１によって照射される。光が、垂直なレンズストライプ２０Ｆの左眼用レンズ２１によって、視聴者の左眼１ｂに向けられる。レフト２、レフト４、レフト６の画像部分が、同時に視聴者の左眼１ｂに表示される。
【００４０】
ライト１の画像がＡ画像ストライプに表示され、かつ３０Ａ垂直なピクセルストライプの右の光源３２によって照射される。光が、垂直なレンズストライプ２０Ａの右眼用レンズ２２によって、視聴者の右眼１ａに向けられる。ライト３の画像がＣ画像ストライプに表示され、かつ３０Ｃ垂直なピクセルストライプの右の光源３２によって照射される。光が、垂直なレンズストライプ２０Ｃの右眼用レンズ２２によって、視聴者の右眼１ａに向けられる。ライト５の画像がＥ画像ストライプに表示され、かつ３０Ｅ垂直なピクセルストライプの右の光源３２によって照射される。光が、垂直なレンズストライプ２０Ｅの右眼用レンズ２２によって、視聴者の右眼１ａに向けられる。ライト１、ライト３、ライト５の画像部分が、同時に視聴者の右眼１ａに表示される。
【００４１】
各フィールド（即ち、フィールド１及びフィールド２）において、それぞれの眼がソース画像を構成するピクセルの数の半分のみを見るが、次のフィールドによって画像の残りの半分が提示されるので、組み合わされたフィールドはソース画像の最大解像度を眼に提供する。このように、視聴者が、ソース画像が１秒当たり３０フレームのレートで画像ディスプレイパネルに供給されるときでさえも、３Ｄ画像ディスプレイの「ちらつき」を知覚しない。したがって、９０ヘルツ以下又は６０ヘルツのリフレッシュレートを有するディスプレイパネルは、ちらつきのない自動立体３Ｄ画像を表示することが可能である。
【００４２】
このように、自動立体ディスプレイ用のピクセル化された照明装置の実施形態が開示される。本発明は、開示されたもの以外の実施形態でも実施可能であることを当業者は理解するであろう。開示された実施形態は、例証の目的で提示されているのであって、制限するものではなく、本発明は、次に続く請求項によってのみ限定される。
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ピクセル化された照明装置を備える自動立体ディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動立体ディスプレイは、通常、右眼用と左眼用の個々の視点からの視差を有する画像を観察者に示す。観察者の両方の目に視差画像を提供するのに、２つの方法がある。１つの方法では、観察者が、左／右画像ディスプレイの交代と同期化して視聴者の眼から光を透過又は遮断する１対のシャッター又は３Ｄメガネを利用する。同様に、別の方法では、右眼及び左眼の視点が交互に表示され、３Ｄメガネを使用せずに観察者のそれぞれの眼にいたる。この第２の方法は、自動立体視と呼ばれ、別個のメガネが不要であるのでステレオ３Ｄ観察に望ましい。
【０００３】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、サンプルアンドホールド表示装置であり、ディスプレイの任意の点又はピクセルにおける画像は、そのピクセルが次の画像リフレッシュ時間、通常は１／６０秒又はそれより速い時間で更新されるまで、安定している。このようなサンプルアンドホールドシステムでは、異なる画像を表示するために、具体的には自動立体ディスプレイ用の交互の左及び右の画像を表示するためには、例えば、右眼用データが表示されている間に左眼用画像光源がオンではなく、また逆も同様であるように、光源のタイミング順序付けを注意深く行なう必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
高品質の自動立体画像を得るためには、右及び左の光源が画像ディスプレイと同期してオン／オフになることを確保することが重要である。しかしながら、画像は時間的に多重化されるので、一方の目は視聴時間の半分ブラックデータを見ることになり、多くの場合「ちらつき」が起こり、これが視聴者に不快感をもたらす。自動立体ディスプレイ、特に６０ヘルツ以下のリフレッシュレートで作動するディスプレイにおけるちらつきの解消が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、ピクセル化された照明装置を備える自動立体ディスプレイに関する。
【０００６】
代表的な実施形態において、自動立体ディスプレイ装置が、複数の垂直なピクセルストライプを有するピクセル化されたバックライトを含む。各ピクセルストライプが、左眼用光源と右眼用光源とを有する。画像ディスプレイパネルが、バックライトの複数の垂直なピクセルストライプと位置合わせされている複数の画像ストライプを表示するように構成される。レンズアレイが、ピクセル化されたバックライトと画像ディスプレイパネルとの間にある。このレンズアレイが複数のレンズストライプで形成される。各レンズストライプが右眼用レンズと左眼用レンズとを含み、かつバックライトの複数の垂直なピクセルストライプが複数のレンズストライプと位置合わせされている。左眼用光源からの光が、画像ストライプを通り、かつ左眼用レンズを介して左眼用位置に向けられ、及び右眼用光源からの光が、画像ストライプを通り、かつ右眼用レンズを介して右眼用位置に向けられる。
【０００７】
別の代表的な実施形態において、自動立体画像を表示する方法が、複数の垂直なピクセルストライプを有するピクセル化されたバックライトで液晶ディスプレイパネルを照射する工程を含む。各ピクセルストライプが左眼用光源と右眼用光源とを有する。次に、液晶ディスプレイパネル上の交互の画像ストライプとして、右の光源を用いた右眼用画像の前半と、左眼用光源を用いた左眼用画像の前半とを同時に表示する工程。この画像ストライプがピクセルストライプと位置合わせされ、右眼用画像が視聴者の右眼に向けて方向付けられ、かつ左眼用画像は視聴者の左眼に向けて方向付けられる。次に、液晶ディスプレイパネル上の交互の画像ストライプとして、右の光源を用いた右眼用画像の後半と、左眼用光源を用いた左眼用画像の後半を同時に表示する工程。この画像ストライプがピクセルストライプと位置合わせされ、右眼用画像が視聴者の右眼に向けて方向付けられ、かつ左眼用画像が視聴者の左眼に向けて方向付けられて、３Ｄ画像を形成する。
【０００８】
別の代表的な実施形態において、自動立体ディスプレイ装置が、複数の垂直なピクセルストライプを有するピクセル化されたバックライトを含む。各ピクセルストライプは左眼用光源と右眼用光源とを有する。画像ディスプレイパネルが、バックライトの複数の垂直なピクセルストライプと位置合わせされた複数の画像ストライプを表示するように構成されている。レンズアレイは、ピクセル化されたバックライトと画像ディスプレイパネルとの間にある。レンズアレイは複数のレンズストライプで形成される。各レンズストライプが右眼用レンズと左眼用レンズとを含み、バックライトの複数の垂直なピクセルストライプが複数のレンズストライプと位置合わせされている。左眼用光源からの光が、画像ストライプを通り、かつ左眼用レンズを介して左眼用位置に向けられ、右眼用光源からの光が、画像ストライプを通り、かつ右眼用レンズを介して右眼用位置に向けられる。画像ディスプレイパネルが、右眼用画像及び左眼用画像を同時表示して３Ｄ画像を形成するように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
添付の図面と共に以下の本発明の様々な実施形態の詳細な説明を検討することで、本開示は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正面図。
【図２】図１に示される代表的なディスプレイの概略断面図。
【図３】図１に示される代表的な装置の空間多重化方式の概略図。
【図４Ａ】作動中である図１の例示的なディスプレイ装置の概略断面図。
【図４Ｂ】作動中である図１の例示的なディスプレイ装置の概略断面図。
【００１０】
図面は、必ずしも一定の比率の縮尺ではない。図中で用いられる類似の数字は、類似の構成要素を示す。しかし、所与の図中の構成要素を意味する数字の使用は、同一数字で表示した別の図中の構成要素を制約するものではないことは理解されよう。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次の記述において、本明細書の一部を構成する添付の図面を参照し、幾つかの特定の実施形態を例として示す。本開示の範囲及び趣旨から逸脱することなく、その他の実施形態が検討され、作成され得ることを理解されたい。したがって、以下の「発明を実施するための形態」は、限定する意味で理解すべきではない。
【００１２】
本明細書で使用するすべての科学用語及び専門用語は、特に指示がない限り、当該技術分野において一般的に使用される意味を有する。本明細書にて提供される定義は、本明細書でしばしば使用される幾つかの用語の理解を促進しようとするものであり、本開示の範囲を限定するものではない。
【００１３】
他に指示がない限り、本明細書及び特許請求の範囲で使用される特徴の大きさ、量、物理特性を表わす数字はすべて、どの場合においても用語「約」によって修飾されるものとして理解されるべきである。それ故に、そうでないことが示されない限り、前述の明細書及び添付の特許請求の範囲で示される数値パラメータは、当業者が本明細書で開示される教示内容を用いて、目標対象とする所望の特性に応じて、変化し得る近似値である。
【００１４】
端点による数値範囲の詳述には、その範囲内に組み入れられる全ての数が包含され（例えば１〜５には、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、及び５が包含される）並びにその範囲内のあらゆる範囲が包含される。
【００１５】
本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用されるとき、単数形「ある（ａ及びａｎ）」及び「その（the）」は、その内容が特に明確に指示しない限り、複数の指示対象を有する実施形態を包含する。本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用されるとき、用語「又は」は、その内容について別段の明確な指示がない限り、一般的に「及び／又は」を含む意味で用いられる。
【００１６】
用語「立体表示用」は、ユーザー又は視聴者の側で特別なヘッドギア又はメガネを使用することなく見ることができる三次元画像を表示することを指す。これらの方法は、画像が平面デバイスによって生成されたとしても、視聴者に奥行き感覚を作り出す。
【００１７】
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１／５０（又は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アンド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、左眼用光源が右眼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順序付けが要求される。
【００１８】
本開示は、ピクセル化された照明装置を備える自動立体ディスプレイに関する。ディスプレイが、光学レンズアレイに光を提供して、視聴者の右眼又は左眼のいずれかに向かう指向性光を生成する、ピクセル化された照明装置を備える。各ディスプレイフレームが２つのフィールドから構成されている。第１のフィールドが、ソースフレームの左及び右画像からの交互のストライプからなり、第２のフィールドが、ソースフレームからの残りの左及び右画像からの交互のストライプからなる。同時に、ピクセルの半分が右眼に向けられ、残りの半分が左眼に向けられる。各フィールドにおいて、それぞれの眼がソース画像を構成するピクセルの数の半分のみを見るが、次のフィールドによって画像の残りの半分が提示されるので、組み合わされたフィールドがソース画像の最大解像度を眼に提供し、ちらつき感はない。本開示は自動立体ディスプレイに特に有用である。本開示は３Ｄ静止画ディスプレイにも有用である。本開示は、右及び左画像フィールドが同じ又は類似である２Ｄ画像ディスプレイにも有用である。本開示はそのように限定されていないが、本開示の様々な態様の理解が、以下に示す例の考察を通じて得られる。
【００１９】
図１は、例示的なディスプレイ装置１０の概略的正面図である。ディスプレイ装置１０が画像ディスプレイパネル１５を備える。画像ディスプレイパネル１５が複数の垂直な画像ストライプＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ（本明細書では垂直なピクセルストライプＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆとも呼ばれる）を表示するように構成されている。本開示を通して６個の垂直な画像ストライプが例示されているが、画像ディスプレイパネル１５は、任意の有用な数の画像ストライプ、例えば、１０個以上、５０個以上、１００個以上、又は１０００個以上を有することができることは理解される。ディスプレイ装置１０が、任意の有用な形状又は構成を有することができる。多くの実施形態において、ディスプレイ装置１０が正方形状又は矩形状を有する。
【００２０】
画像ディスプレイパネル１５が、任意の有用なディスプレイであることができる。多くの実施形態において、画像ディスプレイパネル１５が、リフレッシュレートが１２０ヘルツ以下、若しくは９０ヘルツ以下、又は６０ヘルツ以下である液晶ディスプレイパネルである。いくつかの実施形態において、画像ディスプレイパネル１５が強誘電性ディスプレイパネルである。多くの実施形態において、画像ディスプレイパネル１５の各画像ストライプＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ又は垂直なピクセルストライプＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆが、例えば、赤色ピクセルと、緑色ピクセルと、及び青色ピクセルなどの２つ以上の色付けされたピクセルを含む。
【００２１】
画像ディスプレイパネル１５が、右眼用画像と左眼用画像とを同時に表示することができる。以下により詳細に記述されるように、右眼用画像の前半及び左眼用画像の前半は、交互の画像ストライプとして、画像ディスプレイパネル１５上に同時に表示される。次に、右眼用画像の後半及び左眼用画像の後半が、交互の画像ストライプとして、画像ディスプレイパネル１５上に同時に表示される。
【００２２】
図２は、図１に示される代表的なディスプレイ１０の概略断面図である。ディスプレイ装置１０が、上記の複数の垂直な画像ストライプＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ（ピクセルの縦列）を有する画像ディスプレイパネル１５を含む。ピクセル化されたバックライト３０が、液晶ディスプレイパネル１５に光を供給するように位置決めされている。レンズアレイ２０が、光学的に画像ディスプレイパネル１５とピクセル化されたバックライト３０との間にある。
【００２３】
垂直な画像ストライプＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、又はピクセルの縦列Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆが、任意の有用な構成に配置された赤、青、及び緑に色付けされたピクセルを含むことができる。多くの実施形態において、垂直な画像ストライプＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ又はピクセルの縦列Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆが、垂直な画像ストライプＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ又はピクセルの縦列Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆに沿って垂直に配置された、赤、青、及び緑に色付けされたピクセルを含む。色付けされたピクセルが、水平な（垂直なピクセルの縦列に直交する）単一色のピクセル線として配置されることができる。
【００２４】
ピクセル化されたバックライト３０が、複数の垂直なピクセルストライプ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅ、３０Ｆを含む。多くの実施形態において、垂直なピクセルストライプが、垂直な画像ストライプと位置合わせされている。各垂直なピクセルストライプ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅ、３０Ｆが、右眼用光源３２と左眼用光源３１とを含む。多くの実施形態において、右眼用光源３２及び左眼用光源３１が、固体光源である。固体光源が、例えば、９０ヘルツ以下、６０ヘルツ以下、又は５０ヘルツ以下などの任意の有用なレートで変調されることができる、任意の有用な固体光源となり得る。多くの実施形態において、固体光源が複数個の発光ダイオードである。他の実施形態において、固体光源が複数個のレーザーダイオード又は有機発光ダイオード（即ち、ＯＬＥＤ）である。固体光源が、白、赤、青及び／又は緑などのあらゆる可視光波長を放射することができる。
【００２５】
レンズアレイ２０が、複数の垂直なレンズストライプ２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅ、２０Ｆを含む。多くの実施形態において、垂直なレンズストライプが、垂直な画像ストライプ及び垂直なピクセルストライプと位置合わせされている。垂直なレンズストライプ２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅ、２０Ｆのそれぞれが、右眼用レンズ２２と左眼用レンズ２１とを含む。右眼用レンズ２２が、右眼用光源３２からの光を透過して、これを画像ディスプレイパネル１５を介して視聴者の右眼１ｂに向ける。左眼用レンズ２１が、左眼用光源３１からの光を透過して、これを画像ディスプレイパネル１５を介して視聴者の左眼１ａに向ける。多くの実施形態において、右眼用レンズ２２及び左眼用レンズ２１が、レンズ状の断面輪郭を有する。レンズアレイ２０が２個の個別レンズを有して図示されているが、右眼用レンズ２２及び左眼用レンズ２１が、上記のように光を方向付けるのに十分な、複合形状を有する、又は小平面を有する単一レンズであり得ることは理解される。
【００２６】
動作中、ピクセル化されたバックライト３０からの光がレンズアレイ２０を透過し、画像ディスプレイパネル１５を照射する。例えば、画像ストライプＡが、ピクセルストライプ３０Ａの右眼用光源３２及びレンズストライプ２０Ａの右画像レンズ２２によって供給された光で、右眼用画像の一部分を表示する。次に、画像ストライプＡが、ピクセルストライプ３０Ａの左眼用光源３１及びレンズストライプ２０Ａの左画像レンズ２１によって供給された光で、左眼用画像の一部分を表示する。したがって、動作中、各ピクセルストライプの左眼用光源３１又は右眼用光源３２の一方のみが、レンズストライプを介して光を画像ストライプに供給する。
【００２７】
同期駆動要素５０が、ピクセル化されたバックライト３０の光源３１、３２及び画像ディスプレイパネル１５と電気的に接続されている。同期駆動要素５０が、１秒当たり９０フレーム以下、又は１秒当たり６０フレーム以下のレートで、画像フレームが画像ディスプレイパネル１５に供給されるように、右眼用画像の固体光源３２及び左眼用画像の固体光源３１の作動及び停止（即ち、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）ソース６０が、同期駆動素子５０に接続され、画像フレーム（例えば、右眼用画像及び左眼用画像）を画像ディスプレイパネル１５に供給する。
【００２８】
画像ソース６０が、例えば、ビデオソース又はコンピュータでレンダリング（描画）されたグラフィックソースなどの画像フレーム（例えば、第１の画像視野及び左眼用画像視野）を供給することができる任意の有用な画像ソースであってよい。多くの実施形態において、ビデオソースが、１秒当たり２４フレーム〜１秒当たり３０フレーム、又はそれ以上の画像フレームを供給することができる。多く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が、５０ヘルツ〜６０ヘルツ（１秒当たりのフレーム）、又はそれ以上の画像フレームを供給することができる。
【００２９】
コンピュータでレンダリングされたグラフィックソースが、ゲームコンテンツ、医用撮像（medical imaging）コンテンツ、コンピュータ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ソースが、例えば、Ｎｖｉｄｉａ ＦＸ５２００グラフィックカード、Ｎｖｉｄｉａ ＧｅＦｏｒｃｅ ９７５０ ＧＴＸグラフィックカード、又はノートパソコンなどの携帯型ソリューションにはＮｖｉｄｉａ ＧｅＦｏｒｃｅ ＧＯ ７９００ ＧＳグラフィックカードなどの、グラフィック処理ユニットを含むことができる。コンピュータでレンダリングされたグラフィックソースはまた、例えば、ＯｐｅｎＧＬ、ＤｉｒｅｃｔＸ、又はＮｖｉｄｉａの特許権下にある３Ｄステレオドライバーなどの、適切なステレオドライバーソフトウェアを組み込むこともできる。
【００３０】
ビデオソースがビデオコンテンツを供給することができる。ビデオソースが、例えば、Ｎｖｉｄｉａ Ｑｕａｄｒｏ ＦＸ１４００グラフィックカードなどのグラフィック処理ユニットを含むことができる。ビデオソースがまた、例えば、ＯｐｅｎＧＬ、ＤｉｒｅｃｔＸ、又はＮｖｉｄｉａの特許権下にある３Ｄステレオドライバーなどの、適切なステレオドライバーソフトウェアを組み込むこともできる。
【００３１】
同期駆動要素５０が、右眼用画像の固体光源３２及び左眼用画像の固体光源３１の作動及び停止（即ち変調）を、画像ディスプレイパネル１５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３Ｄビデオ又はレンダリングされた３Ｄ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。同期駆動素子５０が、例えば、カスタムの固体光源駆動電子装置と連結したＷｅｓｔａｒ ＶＰ−７ビデオアダプタ（Ｗｅｓｔａｒ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．，Ｓｔ．Ｃｈａｒｌｅｓ，Ｍｉｓｓｏｕｒｉ）などの、ビデオインターフェースを含むことができる。
【００３２】
図３は、図１に示される代表的な装置の空間多重化方式の概略図である。ソースフレームが、左画像フィールドと右画像フィールドとを含む（例えば、２つのフィールド＝１つのフレーム、左画像フィールド＋右画像フィールド）。各右画像及び左画像が、ディスプレイパネルの垂直な画像ストライプ（例えば、ピクセルの縦列）に対応する垂直なストライプに分割されている。したがって、例示の左画像及び右画像が、図１のディスプレイ装置１０に対応するように６つの画像ストライプ（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ）に分割されている。ディスプレイ装置が、例えば、１／６０秒（又は１／５０秒）などの任意の有用な時間の間フィールド１を表示し、次に、例えば、１／６０秒（又は１／５０秒）などの任意の有用な時間の間フィールド２に変調する。ディスプレイ装置が、画像バッファモジュールと時間遅延モジュールとを含んでもよいことは理解される。
【００３３】
フィールド１が、画像ストライプＡ、Ｃ、及びＥで表示される左画像の半分であるレフト１、レフト３、レフト５をそれぞれ表示し、フィールド１はまた、画像ストライプＢ、Ｄ、及びＦで表示される右画像の半分であるライト２、ライト４、ライト６をそれぞれ表示する。フィールド２が、画像ストライプＢ、Ｄ、及びＦで表示される左画像の残りの半分であるレフト２、レフト４、レフト６をそれぞれ表示し、フィールド２はまた、画像ストライプＡ、Ｃ、及びＥで表示される右画像の半分であるライト１、ライト３、ライト５をそれぞれ表示する。こうして、各画像ストライプ（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ）が、右眼用画像及び左眼用画像の一部分の表示を繰り返す。更に、画像ストライプ（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ）が、ディスプレイにわたって右画像と左画像とをインターレースする。
【００３４】
図４Ａ及び図４Ｂは、動作中である図１の例示的なディスプレイ装置の概略断面図である。図４Ａは、図３のフィールド１を表示しているディスプレイ装置の動作を示す。図４Ｂは、図３のフィールド２を表示しているディスプレイ装置の動作を示す。図４Ａ及び図４Ｂは、左画像の一部分及び右画像の一部分を同時に表示し、その後、左画像の残りの部分及び右画像の残りの部分を同時に表示することによって、どのように３Ｄ画像が形成されるかを示している。図４Ａ及び図４Ｂは合わさって、図３に関連して説明したような左（眼用）画像及び右（眼用）画像で構成されるソースフレームの３Ｄ画像を視聴者に提供する。
【００３５】
図４Ａは、レフト１、レフト３、レフト５の画像部分を視聴者の左眼１ｂに表示すると同時に、ライト２、ライト４、ライト６の画像部分を視聴者の右眼１ａに表示するディスプレイ装置を示す。各フィールドの表示時間が、例えば、１／５０秒、又は１／６０秒などの、任意の有用な持続時間となり得る。
【００３６】
レフト１の画像がＡ画像ストライプに表示され、かつ３０Ａ垂直なピクセルストライプの左の光源３１によって照射される。光が、垂直なレンズストライプ２０Ａの左眼用レンズ２１によって、視聴者の左眼１ｂに向けられる。レフト３の画像がＣ画像ストライプに表示され、かつ３０Ｃ垂直なピクセルストライプの左の光源３１によって照射される。光が、垂直なレンズストライプ２０Ｃの左眼用レンズ２１によって、視聴者の左眼１ｂに向けられる。レフト５の画像がＥ画像ストライプに表示され、かつ３０Ｅ垂直なピクセルストライプの左の光源３１によって照射される。光が、垂直なレンズストライプ２０Ｅの左眼用レンズ２１によって、視聴者の左眼１ｂに向けられる。レフト１、レフト３、レフト５の画像部分が、同時に視聴者の左眼１ｂに表示される。
【００３７】
ライト２の画像がＢ画像ストライプに表示され、かつ３０Ｂ垂直なピクセルストライプの右の光源３２によって照射される。光が、垂直なレンズストライプ２０Ｂの右眼用レンズ２２によって、視聴者の右眼１ａに向けられる。ライト４の画像がＤ画像ストライプに表示され、かつ３０Ｄ垂直なピクセルストライプの右の光源３２によって照射される。光が、垂直なレンズストライプ２０Ｄの右眼用レンズ２２によって、視聴者の右眼１ａに向けられる。ライト６の画像がＦ画像ストライプに表示され、かつ３０Ｆ垂直なピクセルストライプの右の光源３２によって照射される。光が、垂直なレンズストライプ２０Ｆの右眼用レンズ２２によって、視聴者の右眼１ａに向けられる。ライト２、ライト４、ライト６の画像部分が、同時に視聴者の右眼１ａに表示される。
【００３８】
図４Ｂは、レフト２、レフト４、レフト６の画像部分を視聴者の左眼１ｂに表示すると同時に、ライト１、ライト３、ライト５の画像部分を視聴者の右眼１ａに表示するディスプレイ装置を示す。各フィールドの表示時間が、例えば、１／６０秒などの、任意の有用な持続時間となり得る。
【００３９】
レフト２の画像がＢ画像ストライプに表示され、かつ３０Ｂ垂直なピクセルストライプの左の光源３１によって照射される。光が、垂直なレンズストライプ２０Ｂの左眼用レンズ２１によって、視聴者の左眼１ｂへ向けられる。レフト４の画像がＤ画像ストライプに表示され、かつ３０Ｄ垂直なピクセルストライプの左の光源３１によって照射される。光が、垂直なレンズストライプ２０Ｄの左眼用レンズ２１によって、視聴者の左眼１ｂに向けられる。レフト６の画像がＦ画像ストライプに表示され、かつ３０Ｆ垂直なピクセルストライプの左の光源３１によって照射される。光が、垂直なレンズストライプ２０Ｆの左眼用レンズ２１によって、視聴者の左眼１ｂに向けられる。レフト２、レフト４、レフト６の画像部分が、同時に視聴者の左眼１ｂに表示される。
【００４０】
ライト１の画像がＡ画像ストライプに表示され、かつ３０Ａ垂直なピクセルストライプの右の光源３２によって照射される。光が、垂直なレンズストライプ２０Ａの右眼用レンズ２２によって、視聴者の右眼１ａに向けられる。ライト３の画像がＣ画像ストライプに表示され、かつ３０Ｃ垂直なピクセルストライプの右の光源３２によって照射される。光が、垂直なレンズストライプ２０Ｃの右眼用レンズ２２によって、視聴者の右眼１ａに向けられる。ライト５の画像がＥ画像ストライプに表示され、かつ３０Ｅ垂直なピクセルストライプの右の光源３２によって照射される。光が、垂直なレンズストライプ２０Ｅの右眼用レンズ２２によって、視聴者の右眼１ａに向けられる。ライト１、ライト３、ライト５の画像部分が、同時に視聴者の右眼１ａに表示される。
【００４１】
各フィールド（即ち、フィールド１及びフィールド２）において、それぞれの眼がソース画像を構成するピクセルの数の半分のみを見るが、次のフィールドによって画像の残りの半分が提示されるので、組み合わされたフィールドはソース画像の最大解像度を眼に提供する。このように、視聴者が、ソース画像が１秒当たり３０フレームのレートで画像ディスプレイパネルに供給されるときでさえも、３Ｄ画像ディスプレイの「ちらつき」を知覚しない。したがって、９０ヘルツ以下又は６０ヘルツのリフレッシュレートを有するディスプレイパネルは、ちらつきのない自動立体３Ｄ画像を表示することが可能である。
【００４２】
このように、自動立体ディスプレイ用のピクセル化された照明装置の実施形態が開示される。本発明は、開示されたもの以外の実施形態でも実施可能であることを当業者は理解するであろう。開示された実施形態は、例証の目的で提示されているのであって、制限するものではなく、本発明は、次に続く請求項によってのみ限定される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各ピクセルストライプが左眼用光源と右眼用光源とを含む複数の垂直なピクセルストライプを有するピクセル化されたバックライトと、
前記バックライトの複数の垂直なピクセルストライプと位置合わせされている複数の画像ストライプを表示するように構成された画像ディスプレイパネルと、
前記ピクセル化されたバックライトと前記画像ディスプレイパネルとの間にあって、複数のレンズストライプで形成されたレンズアレイであって、各レンズストライプが右眼用レンズと左眼用レンズとを含み、かつ前記バックライトの複数の垂直なピクセルストライプが前記複数のレンズストライプと位置合わせされている、レンズアレイと、を備え、
前記左眼用光源からの光が、画像ストライプを通り、かつ前記左眼用レンズを介して左眼用位置に向けられ、及び前記右眼用光源からの光が、画像ストライプを通り、かつ前記右眼用レンズを介して右眼用位置に向けられる、自動立体ディスプレイ装置。
【請求項２】
前記画像ディスプレイパネルが、右眼用画像及び左眼用画像を同時表示して３Ｄ画像を形成するように構成されている、請求項１に記載の自動立体ディスプレイ装置。
【請求項３】
前記画像ディスプレイパネルが液晶ディスプレイパネルである、請求項１に記載の自動立体ディスプレイ装置。
【請求項４】
各画像ストライプが、赤色ピクセル、緑色ピクセル、及び青色ピクセルを含む、請求項１に記載の自動立体ディスプレイ装置。
【請求項５】
前記右眼用レンズ及び前記左眼用レンズがレンズ状である、請求項１に記載の自動立体ディスプレイ装置。
【請求項６】
前記左眼用光源及び右眼用光源が固体光源を備える、請求項１に記載の自動立体ディスプレイ装置。
【請求項７】
前記画像ディスプレイパネルが、前記ピクセルストライプ内の交互の右眼用画像及び左眼用画像を同時表示して３Ｄ画像を形成するように構成されている、請求項１に記載の自動立体ディスプレイ装置。
【請求項８】
前記画像ディスプレイパネルが９０ヘルツ以下のリフレッシュレートを有する、請求項１に記載の自動立体ディスプレイ装置。
【請求項９】
自動立体画像を表示する方法であって、
各ピクセルストライプが左眼用光源及び右眼用光源で形成される複数の垂直なピクセルストライプを有するピクセル化されたバックライトで液晶ディスプレイパネルを照射する工程と、
前記液晶ディスプレイパネル上で前記ピクセルストライプと位置合わせされた交互の画像ストライプとして、前記右の光源を用いて視聴者の右眼に向けて方向付けられた右眼用画像の前半と、前記左眼用光源を用いて視聴者の左眼に向けて方向付けられた左眼用画像の前半とを同時に表示する工程と、
前記液晶ディスプレイパネル上で前記ピクセルストライプと位置合わせされた交互の画像ストライプとして、前記右の光源を用いて視聴者の右眼に向けて方向付けられた右眼用画像の後半と、前記左眼用光源を用いて視聴者の左眼に向けて方向付けられた左眼用画像の後半とを同時に表示して３Ｄ画像を形成する工程と、を含む方法。
【請求項１０】
前記右の光源を用いた右眼用画像の前半の表示と、前記左眼用光源を用いた左眼用画像の前半の表示とが、１／５０秒以下の間発生する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記右の光源を用いた右眼用画像の後半の表示と、前記左眼用光源を用いた左眼用画像の後半の表示とが、１／５０秒以下の間発生する、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記左眼用光源からの光が、画像ストライプを通り、かつ前記左眼用レンズを介して前記視聴者の左眼に向けられ、前記右眼用光源からの光が、画像ストライプを通り、かつ前記右眼用レンズを介して前記視聴者の右眼に向けられる、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
各画像ストライプが、右眼用画像の表示と左眼用画像の表示とを繰り返す、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
各左眼用光源が左眼用レンズと位置合わせされ、各右眼用光源が右眼用レンズと位置合わせされている、請求項８に記載の方法。
【請求項１５】
前記左眼用光源及び右眼用光源が固体光源を備える、請求項８に記載の方法。
【請求項１６】
各画像ストライプが、赤色ピクセルと、緑色ピクセルと、及び青色ピクセルとを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１７】
前記右の光源を用いた右眼用画像の前半の表示と、前記左眼用光源を用いた左眼用画像の前半の表示とが１／５０秒間発生し、前記右の光源を用いた右眼用画像の後半の表示と、前記左眼用光源を用いた左眼用画像の後半の表示とが１／５０秒間発生する、請求項８に記載の方法。
【請求項１８】
前記液晶ディスプレイパネルが６０ヘルツ以下のリフレッシュレートを有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１９】
各ピクセルストライプが左眼用光源と右眼用光源とを含む複数の垂直なピクセルストライプを有するピクセル化されたバックライトと、
前記バックライトの複数の垂直なピクセルストライプと位置合わせされた複数の画像ストライプを表示するように構成された画像ディスプレイパネルと、
前記ピクセル化されたバックライトと前記画像ディスプレイパネルとの間にあって、複数のレンズストライプで形成されたレンズアレイであって、各レンズストライプが右眼用レンズと左眼用レンズとを含み、かつ前記バックライトの複数の垂直なピクセルストライプが前記複数のレンズストライプと位置合わせされている、レンズアレイと、を備え、
前記左眼用光源からの光が、画像ストライプを通り、かつ前記左眼用レンズを介して左眼用位置に向けられ、前記右眼用光源からの光が、画像ストライプを通り、かつ前記右眼用レンズを介して右眼用位置に向けられ、そして前記画像ディスプレイパネルが右眼用画像及び左眼用画像を同時表示して３Ｄ画像を形成するように構成される、自動立体ディスプレイ装置。
【請求項２０】
前記画像ディスプレイパネルが、前記ピクセルストライプ内の交互の右眼用画像及び左眼用画像を同時表示して３Ｄ画像を形成するように構成される、請求項１９に記載の自動立体ディスプレイ装置。
【請求項１】
各ピクセルストライプが左眼用光源と右眼用光源とを含む複数の垂直なピクセルストライプを有するピクセル化されたバックライトと、
前記バックライトの複数の垂直なピクセルストライプと位置合わせされている複数の画像ストライプを表示するように構成された画像ディスプレイパネルと、
前記ピクセル化されたバックライトと前記画像ディスプレイパネルとの間にあって、複数のレンズストライプで形成されたレンズアレイであって、各レンズストライプが右眼用レンズと左眼用レンズとを含み、かつ前記バックライトの複数の垂直なピクセルストライプが前記複数のレンズストライプと位置合わせされている、レンズアレイと、を備え、
前記左眼用光源からの光が、画像ストライプを通り、かつ前記左眼用レンズを介して左眼用位置に向けられ、及び前記右眼用光源からの光が、画像ストライプを通り、かつ前記右眼用レンズを介して右眼用位置に向けられる、自動立体ディスプレイ装置。
【請求項２】
前記画像ディスプレイパネルが、右眼用画像及び左眼用画像を同時表示して３Ｄ画像を形成するように構成されている、請求項１に記載の自動立体ディスプレイ装置。
【請求項３】
前記画像ディスプレイパネルが液晶ディスプレイパネルである、請求項１に記載の自動立体ディスプレイ装置。
【請求項４】
各画像ストライプが、赤色ピクセル、緑色ピクセル、及び青色ピクセルを含む、請求項１に記載の自動立体ディスプレイ装置。
【請求項５】
前記右眼用レンズ及び前記左眼用レンズがレンズ状である、請求項１に記載の自動立体ディスプレイ装置。
【請求項６】
前記左眼用光源及び右眼用光源が固体光源を備える、請求項１に記載の自動立体ディスプレイ装置。
【請求項７】
前記画像ディスプレイパネルが、前記ピクセルストライプ内の交互の右眼用画像及び左眼用画像を同時表示して３Ｄ画像を形成するように構成されている、請求項１に記載の自動立体ディスプレイ装置。
【請求項８】
前記画像ディスプレイパネルが９０ヘルツ以下のリフレッシュレートを有する、請求項１に記載の自動立体ディスプレイ装置。
【請求項９】
自動立体画像を表示する方法であって、
各ピクセルストライプが左眼用光源及び右眼用光源で形成される複数の垂直なピクセルストライプを有するピクセル化されたバックライトで液晶ディスプレイパネルを照射する工程と、
前記液晶ディスプレイパネル上で前記ピクセルストライプと位置合わせされた交互の画像ストライプとして、前記右の光源を用いて視聴者の右眼に向けて方向付けられた右眼用画像の前半と、前記左眼用光源を用いて視聴者の左眼に向けて方向付けられた左眼用画像の前半とを同時に表示する工程と、
前記液晶ディスプレイパネル上で前記ピクセルストライプと位置合わせされた交互の画像ストライプとして、前記右の光源を用いて視聴者の右眼に向けて方向付けられた右眼用画像の後半と、前記左眼用光源を用いて視聴者の左眼に向けて方向付けられた左眼用画像の後半とを同時に表示して３Ｄ画像を形成する工程と、を含む方法。
【請求項１０】
前記右の光源を用いた右眼用画像の前半の表示と、前記左眼用光源を用いた左眼用画像の前半の表示とが、１／５０秒以下の間発生する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記右の光源を用いた右眼用画像の後半の表示と、前記左眼用光源を用いた左眼用画像の後半の表示とが、１／５０秒以下の間発生する、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記左眼用光源からの光が、画像ストライプを通り、かつ前記左眼用レンズを介して前記視聴者の左眼に向けられ、前記右眼用光源からの光が、画像ストライプを通り、かつ前記右眼用レンズを介して前記視聴者の右眼に向けられる、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
各画像ストライプが、右眼用画像の表示と左眼用画像の表示とを繰り返す、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
各左眼用光源が左眼用レンズと位置合わせされ、各右眼用光源が右眼用レンズと位置合わせされている、請求項８に記載の方法。
【請求項１５】
前記左眼用光源及び右眼用光源が固体光源を備える、請求項８に記載の方法。
【請求項１６】
各画像ストライプが、赤色ピクセルと、緑色ピクセルと、及び青色ピクセルとを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１７】
前記右の光源を用いた右眼用画像の前半の表示と、前記左眼用光源を用いた左眼用画像の前半の表示とが１／５０秒間発生し、前記右の光源を用いた右眼用画像の後半の表示と、前記左眼用光源を用いた左眼用画像の後半の表示とが１／５０秒間発生する、請求項８に記載の方法。
【請求項１８】
前記液晶ディスプレイパネルが６０ヘルツ以下のリフレッシュレートを有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１９】
各ピクセルストライプが左眼用光源と右眼用光源とを含む複数の垂直なピクセルストライプを有するピクセル化されたバックライトと、
前記バックライトの複数の垂直なピクセルストライプと位置合わせされた複数の画像ストライプを表示するように構成された画像ディスプレイパネルと、
前記ピクセル化されたバックライトと前記画像ディスプレイパネルとの間にあって、複数のレンズストライプで形成されたレンズアレイであって、各レンズストライプが右眼用レンズと左眼用レンズとを含み、かつ前記バックライトの複数の垂直なピクセルストライプが前記複数のレンズストライプと位置合わせされている、レンズアレイと、を備え、
前記左眼用光源からの光が、画像ストライプを通り、かつ前記左眼用レンズを介して左眼用位置に向けられ、前記右眼用光源からの光が、画像ストライプを通り、かつ前記右眼用レンズを介して右眼用位置に向けられ、そして前記画像ディスプレイパネルが右眼用画像及び左眼用画像を同時表示して３Ｄ画像を形成するように構成される、自動立体ディスプレイ装置。
【請求項２０】
前記画像ディスプレイパネルが、前記ピクセルストライプ内の交互の右眼用画像及び左眼用画像を同時表示して３Ｄ画像を形成するように構成される、請求項１９に記載の自動立体ディスプレイ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【公表番号】特表２０１１−５２５２５３（Ｐ２０１１−５２５２５３Ａ）
【公表日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５１４６６１（Ｐ２０１１−５１４６６１）
【出願日】平成２１年５月２０日（２００９．５．２０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０４４５７８
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１５４９２５
【国際公開日】平成２１年１２月２３日（２００９．１２．２３）
【出願人】（５０５００５０４９）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (2,080)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２０日（２００９．５．２０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０４４５７８
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１５４９２５
【国際公開日】平成２１年１２月２３日（２００９．１２．２３）
【出願人】（５０５００５０４９）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (2,080)
【Ｆターム（参考）】
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