フルスクリーン三次元画像表示装置
【課題】フルスクリーン三次元画像表示装置を提供する。
【解決手段】フルスクリーン三次元画像表示装置は、従来の視差バリアーが表示するマルチシーン三次元画像において、シーン分離により、立体画像の解像度が低下するという現象に対して、動態液晶視差バリアーの装置100を提出し、マルチシーン画像動態合成と表示プロセスとバリアー電極動態駆動プロセスを通して、フルスクリーン画像の解像度により、マルチシーン三次元画像表示の目的を達成することができる。
【解決手段】フルスクリーン三次元画像表示装置は、従来の視差バリアーが表示するマルチシーン三次元画像において、シーン分離により、立体画像の解像度が低下するという現象に対して、動態液晶視差バリアーの装置100を提出し、マルチシーン画像動態合成と表示プロセスとバリアー電極動態駆動プロセスを通して、フルスクリーン画像の解像度により、マルチシーン三次元画像表示の目的を達成することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフルスクリーン三次元画像表示装置に関し、特に従来の視差バリアーが表示するマルチシーン三次元画像において、シーン分離により、立体画像の解像度が低下するという現象に対して、動態液晶視差バリアーの装置を提出し、マルチシーン画像動態合成と表示プロセスとバリアー電極動態駆動プロセスを通して、フルスクリーン画像の解像度により、マルチシーン三次元画像表示の目的を達成するフルスクリーン三次元画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１〜３は、従来の三種の視差バリアー構造の模式図である。
図１は、従来の垂直ストリップ状式視差バリアーの模式図で、図２は、従来の傾斜ストリップ状式視差バリアーの模式図で、図３は、従来の傾斜格子状式視差バリアーの模式図である。
【０００３】
垂直ストリップ状式視差バリアー(Vertical Strip Parallax Barrier)10、傾斜ストリップ状式視差バリアー(Slant and Strip Parallax Barrier)20、傾斜格子状式視差バリアー(Slant and Step Parallax Barrier)30の基本光学構造はみな、光透過部品11、21、31と遮光部品12、22、32を備える。
上記した三種の視差バリアーに関する原理、各視差バリアー構造の設計、光学作用、マルチシーン三次元画像の構成に関しては、非特許文献である「Theory of Parallax Barriers」、及び特許文献１、２、３を参照されたい。
一般に、液晶パネルの技術を利用し、視差バリアーを製造し、電圧の駆動を通して、該光透過部品11、21、31と該遮光部品12、22、32の光学効果を達成する。
【０００４】
図４は、従来の液晶視差バリアー構造の模式図である。
液晶視差バリアー50は、２個のリニア偏光板51、２個の透明基板(ガラス等)52、共電極層53、バリアー電極層56、２個の配向膜層54、液晶分子層55等部品により構成する。
従来の液晶視差バリアーの構造については、特許文献４を参照されたい。
該液晶分子層55は、一般にTN型の液晶材料を使用する。
該２個のリニア偏光板51は、それぞれ１個の偏光方向を備え、しかも両者間は相互垂直の状態を呈する。
該共電極層53と該バリアー電極層56は、ITOにより構成する透明導電極(以下、電極と略称)である。
該バリアー電極層56の電極構造57は、垂直ストリップ状式視差バリアー、傾斜ストリップ状式視差バリアー、或いは傾斜格子状式視差バリアー等バリアー構造により構成する。
該電極構造57と該共電極層53間の電圧がゼロである時、該液晶分子層55のすべての液晶分子は、螺旋状配列を呈する。
これにより、すべての入射光58は該液晶視差バリアー50(当然、前記各部品の光透過率は１００％ではなく、入射光に対して、いくらか吸收の現象を生じる)を透過する。
こうして、該液晶視差バリアー50は透明の状態を呈する。
【０００５】
図５に示すように、該電極構造57と該共電極層53との間に、適当な大きさの駆動電圧ｖ(適当な振幅と周期を備える方形波電気信号とすることができる)を加えると、該電極構造57と該共電極層53との間の液晶分子は、直立状配列を呈し、入射光58を遮蔽する効果を達成する(以下の説明で、黒色により該電極構造を図示する時には、該電極位置が光を遮蔽する効果を備えることを示す)。
これにより、該電極構造57は、視差バリアーの遮光部品となり、該電極構造57以外の区域は、視差バリアーの光透過部品と見なされる。
こうして、外部駆動電圧の制御により、該従来の液晶視差バリアーは、2D/3D切り替えの効果を達成する。
【０００６】
上記したように、該光透過部品11、21、31と該遮光部品12、22、32の光学作用は、最適可視距離上、かつ最適視点位置において、スクリーン画面上に表示するマルチシーン三次元画像(すなわち、視差効果を備える多数の単一シーン画像により合成して構成するフルスクリーンマルチシーン三次元画像)に対して、シーン分離の作用を行う。
こうして、該各自の最適視点位置において、単一シーン画像を表示する目的を達成する。
しかし、該分離された単一シーン画像において、それが備える画像の解像度は、シーン数の増加に従い低下し、最終的には、3D画像解像度低下の現象を引き起こす。
【０００７】
図示の便のため、以下では、垂直ストリップ状式視差バリアーとデュアルシーン画像により、該分離後の単一シーン画像解像度低下の現象について説明する。
図６は、従来のフルスクリーン画像構造の模式図である。
フルスクリーン画像70は、一般のフラットディスプレースクリーンの表示画面で、ＭｘＮ個のR、G、Bサブピクセル画像Ｖi,jにより構成する。
内、iとjは、該サブピクセル画像Ｖi,jの垂直と水平の位置で、しかもi=0〜M-1、j=0〜N-1である。
よって、
【数１】
の数学式を用い、該フルスクリーン画像70の構造を表すことができる。
また、該R、G、Bサブピクセルは、水平或いは垂直方向に沿って配列する。
【０００８】
図７は、デュアルシーン画像を合成前の左シーン画像構造の模式図である。
左シーン画像71は、ＭｘＮ個のR、G、Bサブピクセル画像
【数２】
により構成するフルスクリーン画像である。
図８は、デュアルシーン画像を合成前の右シーン画像構造の模式図である。
右シーン画像72は、ＭｘＮ個のR、G、Bサブピクセル画像
【数３】
により構成するフルスクリーン画像である。
【０００９】
図９は、デュアルシーン合成画像構造の模式図である。
デュアルシーン合成画像73は、該左シーン画像71と該右シーン画像72を、垂直に交差させて配列し、フルスクリーンのデュアルシーン合成画像73を構成する。
すなわち、該フルスクリーンの画像において、偶数行の位置には、左シーン偶数行位置上の画像
【数４】
を挿入し、奇数行の位置には、右シーン奇数行位置上の画像
【数５】
を挿入する。
よって、以下の公式を用い、該デュアルシーン合成画像73の構造を表すことができる。
【数６】
内、tは時間で、nは0からint(N/2)-1の整数で、intは整数を求める関数である。
【００１０】
また、傾斜ストリップ状式視差バリアーと傾斜格子状式視差バリアーに対して、以下の公式を用い、該デュアルシーン合成画像を表すことができる。
【数７】
内、Modは、剰余数を求める関数である。
【００１１】
図１０は、デュアルシーン画像分離作用の模式図である。
スクリーン60上に示すデュアルシーン合成画像73(部分のスクリーンとデュアルシーン合成画像のみを示す)に対して、該垂直ストリップ状式視差バリアー80は、最適可視距離Ｚ0上、かつ多数の最適視点位置Ｖ0、Ｖ1 (４個の最適視点位置のみを示す、しかも２個の最適視点位置Ｖ0、Ｖ1 、間の距離ＬV、すなわち両目間の平均距離を示す)において、該デュアルシーン合成画像73に対して、シーン分離の作用を行う。
すなわち、該最適視点位置Ｖ0、Ｖ1では、それぞれ単一シーン画像を表すことができ、しかも該分離された単一シーン画像は、ハーフスクリーン解像度の特徴を備える。
【００１２】
図１１は、該最適視点位置Ｖ0において出現するハーフスクリーン左シーン画像の模式図である。
該ハーフスクリーン左シーン画像
【数８】
は、該左シーン画像71の偶数行画像
【数９】
により構成する。
図１２は、該最適視点位置Ｖ1において出現するハーフスクリーン右シーン画像の模式図である。
該ハーフスクリーン右シーン画像
【数１０】
は、該右シーン画像72の奇数行画像
【数１１】
により構成する。
【００１３】
すなわち、シーン数が２個以上のマルチシーン画像において、シーン数が多くなればなるほど、表示させられる3D画像の解像度は低くなる。
例えば、４シーンの場合では、分離された後の単一シーン画像の解像度は、フルスクリーン解像度の四分の一に低下する。
本発明は、従来のフルスクリーン三次元画像表示装置の上記した欠点に鑑みてなされたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】台湾特許第097135421号明細書
【特許文献２】台湾特許第098113625号明細書
【特許文献３】台湾特許第098128986号明細書
【特許文献４】米国特許第 5,315,377号明細書
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】Sam H. Kaplan, Vol. 59, Journal of the SMPTE, 1952
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明が解決しようとする課題は、従来の視差バリアーが表示するマルチシーン三次元画像において、シーン分離により、立体画像の解像度が低下するという現象に対して、動態液晶視差バリアーの装置を提出し、マルチシーン画像動態合成と表示プロセスと一バリアー電極動態駆動プロセス，フルスクリーン画像の解像度により、マルチシーン三次元画像表示の目的を達成するフルスクリーン三次元画像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】
【００１７】
上記課題を解決するため、本発明は下記のフルスクリーン三次元画像表示装置を提供する。
フルスクリーン三次元画像表示装置は、従来の視差バリアーが表示するマルチシーン三次元画像において、シーン分離により、立体画像の解像度が低下するという現象に対して、動態液晶視差バリアーの装置を提出する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のフルスクリーン三次元画像表示装置は、従来の視差バリアーが表示するマルチシーン三次元画像において、シーン分離により、立体画像の解像度が低下するという現象に対して、動態液晶視差バリアーの装置を提出し、マルチシーン画像動態合成と表示プロセスとバリアー電極動態駆動プロセスを通して、フルスクリーン画像の解像度により、マルチシーン三次元画像を表示し、最適な三次元画像表示の目的を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】従来の垂直ストリップ状式視差バリアーの模式図である。
【図２】従来の傾斜ストリップ状式視差バリアーの模式図である。
【図３】従来の傾斜格子状式視差バリアーの模式図である。
【図４】従来の液晶視差バリアー構造の模式図である。
【図５】従来の液晶視差バリアー遮蔽作用の模式図である。
【図６】従来のフルスクリーン画像構造の模式図である。
【図７】合成前の左シーン画像構造の模式図である。
【図８】合成前の右シーン画像構造の模式図である。
【図９】デュアルシーン合成画像構造の模式図である。
【図１０】デュアルシーン画像分離作用の模式図である。
【図１１】ハーフスクリーン左シーン画像の模式図である。
【図１２】ハーフスクリーン右シーン画像の模式図である。
【図１３】本発明動態液晶視差バリアー装置第一実施例の構造を示す模式図である。
【図１４】入射光が電極Ｂ3により遮蔽される様子を示す模式図である。
【図１５】動態液晶視差バリアー装置が完全遮蔽状態を呈する様子の模式図である。
【図１６】デュアルシーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー装置作動の模式図である。
【図１７】デュアルシーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー装置作動の模式図である。
【図１８】デュアルシーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー電極作用の模式図である。
【図１９】デュアルシーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー電極作用の模式図である。
【図２０】デュアルシーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー装置が3D画像を表示する様子の模式図である。
【図２１】デュアルシーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー装置が3D画像を表示する様子の模式図である。
【図２２】デュアルシーン合成画像構造の模式図である。
【図２３】ハーフスクリーン左シーン画像の模式図である。
【図２４】ハーフスクリーン右シーン画像の模式図である。
【図２５】デュアルシーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアーの画像表示順序を示す模式図である。
【図２６】３シーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー電極作用の模式図である。
【図２７】３シーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー電極作用の模式図である。
【図２８】３シーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー電極作用の模式図である。
【図２９】３シーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー装置が3D画像を表示する様子の模式図である。
【図３０】３シーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー装置が3D画像を表示する様子の模式図である。
【図３１】３シーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー装置が3D画像を表示する様子の模式図である。
【図３２】３シーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアーの画像表示順序を示す模式図である。
【図３３】３シーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアーの画像表示順序を示す模式図である。
【図３４】４シーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアーの画像表示順序を示す模式図である。
【図３５】４シーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアーの画像表示順序を示す模式図である。
【図３６】本発明動態液晶視差バリアー装置第二実施例の構造を示す模式図である。
【図３７】本発明第二実施例において、上、下バリアー電極層が、上、下共電極層と電気的に連接する様子を示す模式図である。
【図３８】本発明第二実施例において、上、下バリアー電極層が、上、下共電極層と電気的に連接する様子を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【実施例】
【００２１】
[第一実施例]
図１３は、本発明動態液晶視差バリアー装置第一実施例の構造を示す模式図である。
動態液晶視差バリアー装置100は、上リニア偏光板101、上透明基材102、共電極層103、上配向膜層104、液晶分子層105、下配向膜層106、一対のバリアー電極層107、下透明基材111、下リニア偏光板112により構成する。
【００２２】
該上リニア偏光板101、該上透明基材102、該共電極層103、該上配向膜層104、該液晶分子層105、該下配向膜層106、該下透明基材111、該下リニア偏光板112は、上記したように、従来の液晶視差バリアーの構造と効果を備えるが、ここでは再記述を行わない。
該一対のバリアー電極層107は、２個のバリアー電極層108、110と絶縁層109により構成する。
該絶縁層109は、該２個のバリアー電極層108、110の電気を絶縁し、こうして該２個のバリアー電極層108、110間において、電気ショートの現象が起きることを回避することができる。
【００２３】
該２個のバリアー電極層は、上バリアー電極層108と下バリアー電極層110により構成する。
該上、下バリアー電極層上108、110は、空間周期分布を備える電極Ｂ2n、Ｂ2n+1 (すなわち、図示のＢ0、Ｂ2、Ｂ4、Ｂ6とＢ1、Ｂ3、Ｂ5、Ｂ7で、しかもnはゼロを含む正の整数)をそれぞれ装着する。
以下では説明の便のため、各電極に通し番号(すなわち、添字の数字)を付し、電極装着の位置を示す。
いわゆる空間周期分布を備える電極Ｂ2n、Ｂ2n+1、とは、各電極Ｂ2n、Ｂ2n+1がみな、相同の幅(すなわち電極幅
【数１２】
)を備え、非電極位置も、相同の幅 (すなわち非電極幅Ｂ0)を備え、しかも
【数１３】
の特徴を備える。
こうして、該単一の電極幅
【数１４】
と該単一の非電極幅Ｂ0は、電極基本周期幅
【数１５】
を構成する。
また、該電極Ｂ2n、Ｂ2n+1の装着位置は、電極幅
【数１６】
分だけ相対的に偏移する。
該上、下バリアー電極層108、110を実際に製造する際に生じる加工と組み立ての誤差を考慮し、該各電極Ｂ2nとＢ2n+1の電極幅
【数１７】
には、誤差修正量 △ｂ(図示なし)を適当に加えることができる。
これにより、電極幅は拡大して
【数１８】
となり、非電極幅は縮小してｂ0−△ｂとなる。
こうして、該電極基本周期幅は依然として
【数１９】
の関係を保ち、該動態液晶視差バリアー装置の光学特徴を維持することができ、さらには最適可視距離Ｚ0と両目間の平均距離ＬVの不変を維持することができる。
【００２４】
上記したように、従来の液晶視差バリアーの構造は、該上、下リニア偏光板101、112の偏光方向について、両者が相互に垂直な状態を呈する時には、該電極Ｂ2n、Ｂ2n+1は、外部電圧の駆動に基づき、遮光の効果を生じる。
こうして、視差バリアーの遮光部品を構成することができる。
一方、非電極位置は終始光透過の状態にある。
このため、視差バリアーの光透過部品を構成することができる。
よって、すべての電極Ｂ2nとＢ2n+1が、外部電圧の駆動がない時には、図１３に示すように、該動態液晶視差バリアー装置100は、透明の状態を呈し、入射光113は、該動態液晶視差バリアー装置100を完全に透過する。
もし、任意の電極(Ｂ3等)に対して、外部駆動電圧を加えると、図１４に示すように、該電極(Ｂ3等)を通過する入射光は遮蔽される。
また、もしすべての電極Ｂ2nとＢ2n+1に対して、外部駆動電圧を加えると、図１５に示すように、すべての入射光113は全部遮蔽され、該動態液晶視差バリアー装置100は、完全遮蔽の状態となる。
【００２５】
また、該上、下リニア偏光板101、112の偏光方向について、両者が相互に平行な状態を呈する時には、上記の図１３〜１５に示す各電極の入射光に対する作用は、反対の光学状態(図示なし)を呈する。
すなわち、任意の電極に対して、外部電圧の駆動がない時には、該電極は遮蔽の状態を呈し、外部電圧の駆動があると、該電極は、光透過の状態を呈する。
非電極位置に対しては、遮蔽の状態だけを呈する。
該上、下リニア偏光板101、112の偏光方向の違いは、各電極の光学状態に影響を及ぼすが、それは公知の現象であるため、ここでは再記述を行わない。
【００２６】
図示の便のため、以下では、垂直ストリップ状式視差バリアー、デュアルシーン、３シーン及び４シーン画像を通して、本発明の動態液晶視差バリアー装置をいかにして利用し、フルスクリーン画像解像度の3D画像表示効果を達成するかについて説明する。
図１６、１７は、デュアルシーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー装置作動の模式図である。
該デュアルシーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー装置100は、適当なバリアー電極幅
【数２０】
により構成される電極Ｂ2nとＢ2n+1を備え、これによりデュアルシーン画像を分離することができる。
図１６に示すように、時間点Ｔ0において、すべての該電極Ｂ2n+1に対して、適当な駆動電圧ｖを加え、これによりすべての電極Ｂ2n+1は、入射光を遮蔽する効果を達成する。
図１７に示すように、時間点Ｔ1において、すべての該電極Ｂ2nに対して、適当な駆動電圧ｖを加え、これによりすべての電極Ｂ2nは、入射光を遮蔽する効果を達成する。
【００２７】
図１８、１９は、デュアルシーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー電極作用の模式図である。
電極構造と作用の図示をより単純化するため、マス目を利用し、電極Ｂ2nとＢ2n+1の図示に代える。
しかも、空白或いは黒色により、電極に対する電圧の駆動が有る状態か、無い状態かを示す。
例えば、空白のマス目は、該電極が電圧により駆動されていない状態であることを示し、黒色のマス目は、該電極が電圧による駆動の状態にあることを示す。
【００２８】
よって、図１８に示すように、t=Ｔ0 である時、電極Ｂ2nは、電圧により駆動されていない状態で、電極Ｂ2n+1は、電圧により駆動されている状態にある。
よって、電極Ｂ2n位置では、光透過の作用を示し、電極Ｂ2n+1位置では、遮蔽の作用を示す。
以下では、この光学状態を、Ｔ0バリアー状態1000と略称する。
【００２９】
また、図１９に示すように、t=Ｔ1である時、電極Ｂ2nは、電圧により駆動されている状態で、電極Ｂ2n+1は、電圧により駆動されていない状態にある。
よって、電極Ｂ2n位置は、遮蔽の作用を示し、電極Ｂ2n+1位置は、光透過の作用を示す。
以下では、この光学状態を、Ｔ1バリアー状態1001と略称する。
【００３０】
図２０、２１は、デュアルシーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー装置が3D画像を表示する様子の模式図である。
図２０に示すように、t=Ｔ0である時、スクリーン60に表示するデュアルシーン合成画像73(すなわち、Σ0(t)。図９参照)は、該デュアルシーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー装置の状態が、Ｔ0バリアー状態1000にあるため、最適視点位置Ｖ0、Ｖ1において、該デュアルシーン画像73は、それぞれハーフスクリーン解像度を備える画像
【数２１】
(図１１参照)、
【数２２】
(図１２参照)に分離される。
【００３１】
図２１に示すように、t=Ｔ1である時、スクリーン60に表示するもう一つのデュアルシーン合成画像74(Σ1(t))は、図２２に示す、左シーン画像71の奇数行画像
【数２３】
と右シーン画像72の偶数行画像
【数２４】
により構成し、以下の公式を用い、該デュアルシーン合成画像74の構造を表す。
【数２５】
該デュアルシーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー装置の状態は、Ｔ1バリアー状態1001にあるため、最適視点位置Ｖ0、Ｖ1において、該デュアルシーン画像74は、ハーフスクリーン解像度を備える画像
【数２６】
(図２３参照)と
【数２７】
(図２４参照)にそれぞれ分離される。
【００３２】
以下では説明と図示の便のため、画像構造の数学式はみな、
【数２８】
の符号を省略する。
図２５は、デュアルシーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアーの画像表示順序を示す模式図である。
上記したように、一般のフラットディスプレーを利用し、3D画像を表示する時には、画像走査の垂直同期走査信号ｖsyncの順序(Ｔsyncを備える時間周期)を利用し、該垂直同期走査信号ｖsyncに同期の方式で、該２個のデュアルシーン合成画像73(Σ0(t))、74 (Σ1(t))を交替に表示し、及び電極Ｂ2nとＢ2n+1を交替に駆動する。
こうして初めて、最適視点位置Ｖ0、Ｖ1において、フルスクリーン解像度3D画像を提供する目的を達成することができる。
【００３３】
すなわち、t=Ｔ0、Ｔ2、Ｔ4、Ｔ6…である時、スクリーン60が表示するデュアルシーン合成画像73(Σ0(t))は、
【数２９】
により該電極Ｂ2nを駆動し、
【数３０】
の電圧により、該電極Ｂ2n+1を駆動する。
こうして、最適視点位置Ｖ0、Ｖ1において、該デュアルシーン画像73を、ハーフスクリーン解像度を備える画像
【数３１】
【数３２】
にそれぞれ分離することができる。
また、t=Ｔ1、Ｔ3、Ｔ5、Ｔ7…である時には、スクリーン60が表示するデュアルシーン合成画像74(Σ1(t))は、
【数３３】
により該電極Ｂ2nを駆動し、
【数３４】
の電圧により、該電極Ｂ2n+1を駆動する。
こうして、最適視点位置Ｖ0、Ｖ1において、該デュアルシーン画像74を、ハーフスクリーン解像度を備える画像
【数３５】
【数３６】
にそれぞれ分離することができる。
【００３４】
上記したように、Ｔsyncの周期により、該２個のデュアルシーン合成画像73、74を同期に切り換え、同期に、該電極Ｂ2n、Ｂ2n+1を交替に駆動する方式によるだけで、それぞれ最適視点位置Ｖ0、Ｖ1において、2Ｔsyncの時間内に、フルスクリーン解像度の3D画像
【数３７】
【数３８】
を提供する目的を達成することができる。
これにより、2Ｔsyncはフルスクリーン3D画像表示の周期となり、これにより、フルスクリーン解像度3D画像の表示は、2Ｔsyncを周期とし、該デュアルシーン合成画像の表示と、該各電極電圧の駆動を、絶えず繰り返す。
【００３５】
図２６〜２８は、３シーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー電極作用の模式図である。
図２６に示すように、t=Ｔ0である時、電極Ｂ3nは、電圧により駆動されていない状態(内、nはゼロを含む正の整数)にあり、一方、他の電極Ｂ3n+1、Ｂ3n+2は、電圧により駆動されている状態である。
よって、該電極Ｂ3n位置においては、光透過の作用を示し、他の電極Ｂ3n+1、Ｂ3n+2位置においては、遮蔽の作用を示す。
以下では、この光学状態を、Ｔ0バリアー状態2000と略称する。
【００３６】
図２７に示すように、t=Ｔ1である時、電極Ｂ3n+1は、電圧により駆動されていない状態にあり、一方、他の電極Ｂ3n、Ｂ3n+2は、電圧により駆動されている状態である。
よって、該電極Ｂ3n+1位置では、光透過の作用を示し、他の電極Ｂ3n、Ｂ3n+2位置では、遮蔽の作用を示す。
以下では、この光学状態を、Ｔ1バリアー状態2001と略称する。
【００３７】
図２８に示すように、t=Ｔ2である時、電極Ｂ3n+2は、電圧により駆動されていない状態にあり、一方、他の電極Ｂ3n、Ｂ3n+1は電圧により駆動されている状態である。
よって、該電極Ｂ3n+2位置では、光透過の作用を示し、他の電極Ｂ3n、Ｂ3n+1位置では、遮蔽の作用を示す。
以下では、この光学状態を、Ｔ2バリアー状態2002と略称する。
【００３８】
図２９〜３１は、３シーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー装置が3D画像を表示する様子の模式図である。
図２９に示すように、t=Ｔ0である時、スクリーン60に表示する３シーン合成画像83(すなわち、
【数３９】
)は、該３シーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー装置の状態は、Ｔ0バリアー状態2000にあるため、最適視点位置Ｖ0、Ｖ1、Ｖ2において、該３シーン合成画像83を、1/3フルスクリーン解像度を備える画像
【数４０】
【数４１】
【数４２】
にそれぞれ分離する 。
【００３９】
図３０に示すように、t=Ｔ1である時、スクリーン60に表示する３シーン合成画像84(すなわち、
【数４３】
)は、該３シーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー装置の状態が、Ｔ1バリアー状態2001にあるため、最適視点位置Ｖ0、Ｖ1、Ｖ2において、該３シーン画像84を、1/3フルスクリーン解像度を備える画像
【数４４】
【数４５】
【数４６】
にそれぞれ分離する。
【００４０】
図３１に示すように、t=Ｔ2である時、スクリーン60に表示する３シーン合成画像85(すなわち、
【数４７】
)は、該３シーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー装置の状態が、Ｔ2バリアー状態2002にあるため、最適視点位置Ｖ0、Ｖ1、Ｖ2において、該３シーン合成画像84を、1/3フルスクリーン解像度を備える画像
【数４８】
【数４９】
【数５０】
にそれぞれ分離する。
【００４１】
図３２、３３は、３シーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアーの画像表示順序を示す模式図である。
上記したように、一般のフラットディスプレーを利用し、3D画像を表示する時には、画像走査の垂直同期走査信号ｖsyncの順序(Ｔsyncを備える時間周期)を利用し、該垂直同期走査信号ｖsyncに同期の方式で、該３シーン合成画像83(すなわち、
【数５１】
)、84 (すなわち、
【数５２】
)、85 (すなわち、
【数５３】
)を交替に表示し、及び適当な電圧
【数５４】
【数５５】
【数５６】
により、電極Ｂ3n、Ｂ3n+1、Ｂ3n+2を交替に駆動する方式で、それぞれ最適視点位置Ｖ0、Ｖ1、Ｖ2において、3Ｔsyncの時間内で、
【数５７】
【数５８】
【数５９】
フルスクリーン解像度3D画像を提供する目的を達成する。
こうして、3Ｔsyncはフルスクリーン3D画像表示の周期となり、よって、フルスクリーン解像度3D画像の表示は、3Ｔsyncを周期として、該３シーン合成画像の表示、及び該各電極電圧の駆動を絶えず繰り返す。
【００４２】
上記したように、シーン数の違い(シーン数はＮｏ)に基づき、視差バリアーの方式を通して、フルスクリーン解像度の3D画像を表示する時には、フルスクリーン3D画像表示の周期内(すなわち、ＮｏｘＴsync)において、以下の関数により、該マルチシーン合成画像ΣT(t)、及び各電極の駆動電圧
【数６０】
を表すことができる。
【数６１】
【００４３】
内、kは、シーン通し番号数で、tは時間で、Ｔは作用時間点で、その値は、以下の演算関係により決定される。
【数６２】
内、intは正の整数を求める関数で、Modは剰余数を求める関数で、よってＴは0〜(No-1)である正の整数である。
また、Ｔ−ｋ<０である時、該Mod関数は、以下の演算関係を備える。
【数６３】
すなわち、式(4)〜(6)に基づき、異なる作用時間点Ｔにおいて、異なるマルチシーン合成画像の方法を生み出し、表示する。
以下ではこれを、マルチシーン画像動態合成と表示プロセスと呼ぶ。
【００４４】
すなわち、本発明が使用するマルチシーン合成画像は、時間Ｔの関数である。
また、該バリアー電極が、傾斜ストリップ状式視差バリアー或いは傾斜格子状式視差バリアーの構造を備える時には、該マルチシーン合成画像ΣT(t)は、以下公式により表される。
【数６４】
内、ｉ＋Ｔ−ｋ<０である時、該Mod関数は、以下の演算関係を備える。
【数６５】
また、各電極の駆動電圧
【数６６】
について、その値は、以下の演算関係により決定される。
【数６７】
【数６８】
内、ｍは電極通し番号数で、Ｔは式(5)により決定し、しかもｖは駆動電圧である。
すなわち、式(9)、(10)に基づき、異なる作用時間点Ｔにおいて、異なる電極駆動電圧の方法を生じる。
以下、それをバリアー電極動態駆動プロセスと呼ぶ。
【００４５】
すなわち、本発明が使用する各電極の駆動電圧は、時間Ｔの関数である。
また、上記したように、該上、下リニア偏光板101、112の偏光方向において、両者が相互に平行な状態を呈する時、各電極の駆動電圧
【数６９】
は、式(9)、(10)の逆関数で下の通りである。
【数７０】
【数７１】
【００４６】
図３４、３５は、式(4)及び式(9)、(10)に基づく、４シーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアーの画像の表示順序を示す模式図である。
４シーンの単一シーン画像は、それぞれ
【数７２】
【数７３】
【数７４】
【数７５】
である。
フルスクリーン3D画像表示の周期内(すなわち、4Ｔsync)において、しかもt=Ｔ0、Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3の作用時間点(すなわち、T=0,1,2,3)において、以下の数学式により、該４シーン合成画像の構造を表すことができる。
【数７６】
【００４７】
また、式(9)、(10)の特性に基づき、電極通し番号数に応じて、各電極の駆動電圧
【数７７】
を、
【数７８】
【数７９】
【数８０】
【数８１】
の４類に区分することができる。
内、nはゼロを含む正の整数である。
T=0,1,2,3の作用時間点である時、通し番号が4nである電極の駆動電圧
【数８２】
は、各０、ｖ、ｖ、ｖで、通し番号が4n+1である電極の駆動電圧
【数８３】
は、各ｖ、 ０、ｖ、ｖで、通し番号が4n+2である電極の駆動電圧
【数８４】
は、各ｖ、ｖ、０、ｖで、通し番号が4n+3である電極の駆動電圧
【数８５】
は、各ｖ、ｖ、ｖ、０である。
【００４８】
よって、T=0,1,2,3の作用時間点である時、スクリーン上に表示する該４シーン合成画像Σ0(t)、Σ1(t)、Σ2(t)、Σ3(t)は、該各電極が、
【数８６】
【数８７】
【数８８】
【数８９】
の電圧により駆動される時、最適視点Ｖ0、Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3において、
【数９０】
【数９１】
【数９２】
【数９３】
のフルスクリーン解像度の3D画像を提供することができる。
【００４９】
[第二実施例]
図３６は、本発明動態液晶視差バリアー装置第二実施例の構造を示す模式図である。
動態液晶視差バリアー装置200は、上リニア偏光板201、上透明基材202、上共電極層203、上絶縁層204、上バリアー電極層205、上配向膜層206、液晶分子層207、下配向膜層208、下バリアー電極層209、下絶縁層210、下共電極層211、下透明基材212、下リニア偏光板213により構成する。
【００５０】
本第二実施例は、第一実施例と完全に相同の効果を備えるが、両者の差異は、該上バリアー電極層205と該下バリアー電極層209を、それぞれ異なる透明基材上に装着する点である。
また、上、下電極の電圧による駆動のため、共電極層と絶縁層を増設する。
図３７、３８に示すように、該上バリアー電極層205は、該下共電極層211と電気的に連接し、該下バリアー電極層209は、該上共電極層203と電気的に連接する。
【００５１】
上記の本発明名称と内容は、本発明技術内容の説明に用いたのみで、本発明を限定するものではない。本発明の精神に基づく等価応用或いは部品（構造）の転換、置換、数量の増減はすべて、本発明の保護範囲に含むものとする。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は特許の要件である新規性を備え、従来の同類製品に比べ十分な進歩を有し、実用性が高く、社会のニーズに合致しており、産業上の利用価値は非常に大きい。
【符号の説明】
【００５３】
10 垂直ストリップ状式視差バリアー
20 傾斜ストリップ状式視差バリアー
30 傾斜格子状式視差バリアー
11、21、31 視差バリアーの光透過部品
12、22、32 視差バリアーの遮光部品
50 液晶視差バリアー
51 リニア偏光板
52 透明基板
53 共電極層
54 配向膜層
55 液晶分子層
56 バリアー電極層
57 バリアー電極層の電極構造
58、113 入射光
60 スクリーン
70 フルスクリーン画像
71 左シーン画像
72 右シーン画像
73 デュアルシーン合成画像
80 垂直ストリップ状式視差バリアー
83、84、85 ３シーン合成画像
100、200 動態液晶視差バリアー装置
101、201 上リニア偏光板
102、202 上透明基材
103、203、211 共電極層
104、206 上配向膜層
105、207 液晶分子層
106、208 下配向膜層
107 一対のバリアー電極層
108、205 上バリアー電極層
109、204、210 絶縁層
110、209 下バリアー電極層
111、212 下透明基材
112、213 下リニア偏光板
113 入射光
1000、2000 T0バリアー状態
1001、2001 T1バリアー状態
2002 T2バリアー状態
Ｖi,j サブピクセル画像
ＭｘＮ フルスクリーン画像サブピクセルユニットを構成する数
i サブピクセルの垂直位置
j サブピクセルの水平位置
k シーン通し番号数
m ゼロを含む正の整数
【数９４】
【数９５】
1/2フルスクリーン解像度を備えるシーン0画像
【数９６】
【数９７】
1/2フルスクリーン解像度を備えるシーン1画像
【数９８】
【数９９】
【数１００】
1/3フルスクリーン解像度を備えるシーン0画像
【数１０１】
【数１０２】
【数１０３】
1/3フルスクリーン解像度を備えるシーン1画像
【数１０４】
【数１０５】
【数１０６】
1/3フルスクリーン解像度を備えるシーン2画像
【数１０７】
【数１０８】
【数１０９】
【数１１０】
1/4フルスクリーン解像度を備えるシーン0画像
【数１１１】
【数１１２】
【数１１３】
【数１１４】
1/4フルスクリーン解像度を備えるシーン1画像
【数１１５】
【数１１６】
【数１１７】
【数１１８】
1/4フルスクリーン解像度を備えるシーン2画像
【数１１９】
【数１２０】
【数１２１】
【数１２２】
1/4フルスクリーン解像度を備えるシーン3画像
ΣT(t)、Σ0(t)、Σ1(t)、Σ2(t)、Σ3(t) シーン合成画像
t 時間
n ゼロを含む正の整数
int 整数を求める関数
Mod 剰余数を求める関数
Ｚ0 最適可視距離
Ｖ0、Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3 最適視点位置
ＬV 両目間の平均距離
Ｂ0、Ｂ2、Ｂ4、Ｂ6、Ｂ1、Ｂ3、Ｂ5、Ｂ7、Ｂ2n、Ｂ2n+1、Ｂ3n、Ｂ3n+1、Ｂ3n+2 電極
【数１２３】
電極幅
ｂ0 非電極幅
Ｐ 電極基本周期幅
△ｂ 誤差修正量
Ｔ、Ｔ1、Ｔ3、Ｔ5、Ｔ7、Ｔ0、Ｔ2、Ｔ4、Ｔ6 作用時間点
ｖsync 画像走査の垂直同期走査信号
Ｔsyncｖsync 時間周期
【数１２４】
【数１２５】
【数１２６】
【数１２７】
【数１２８】
【数１２９】
電極の駆動電圧
ｖ 駆動電圧
【技術分野】
【０００１】
本発明はフルスクリーン三次元画像表示装置に関し、特に従来の視差バリアーが表示するマルチシーン三次元画像において、シーン分離により、立体画像の解像度が低下するという現象に対して、動態液晶視差バリアーの装置を提出し、マルチシーン画像動態合成と表示プロセスとバリアー電極動態駆動プロセスを通して、フルスクリーン画像の解像度により、マルチシーン三次元画像表示の目的を達成するフルスクリーン三次元画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１〜３は、従来の三種の視差バリアー構造の模式図である。
図１は、従来の垂直ストリップ状式視差バリアーの模式図で、図２は、従来の傾斜ストリップ状式視差バリアーの模式図で、図３は、従来の傾斜格子状式視差バリアーの模式図である。
【０００３】
垂直ストリップ状式視差バリアー(Vertical Strip Parallax Barrier)10、傾斜ストリップ状式視差バリアー(Slant and Strip Parallax Barrier)20、傾斜格子状式視差バリアー(Slant and Step Parallax Barrier)30の基本光学構造はみな、光透過部品11、21、31と遮光部品12、22、32を備える。
上記した三種の視差バリアーに関する原理、各視差バリアー構造の設計、光学作用、マルチシーン三次元画像の構成に関しては、非特許文献である「Theory of Parallax Barriers」、及び特許文献１、２、３を参照されたい。
一般に、液晶パネルの技術を利用し、視差バリアーを製造し、電圧の駆動を通して、該光透過部品11、21、31と該遮光部品12、22、32の光学効果を達成する。
【０００４】
図４は、従来の液晶視差バリアー構造の模式図である。
液晶視差バリアー50は、２個のリニア偏光板51、２個の透明基板(ガラス等)52、共電極層53、バリアー電極層56、２個の配向膜層54、液晶分子層55等部品により構成する。
従来の液晶視差バリアーの構造については、特許文献４を参照されたい。
該液晶分子層55は、一般にTN型の液晶材料を使用する。
該２個のリニア偏光板51は、それぞれ１個の偏光方向を備え、しかも両者間は相互垂直の状態を呈する。
該共電極層53と該バリアー電極層56は、ITOにより構成する透明導電極(以下、電極と略称)である。
該バリアー電極層56の電極構造57は、垂直ストリップ状式視差バリアー、傾斜ストリップ状式視差バリアー、或いは傾斜格子状式視差バリアー等バリアー構造により構成する。
該電極構造57と該共電極層53間の電圧がゼロである時、該液晶分子層55のすべての液晶分子は、螺旋状配列を呈する。
これにより、すべての入射光58は該液晶視差バリアー50(当然、前記各部品の光透過率は１００％ではなく、入射光に対して、いくらか吸收の現象を生じる)を透過する。
こうして、該液晶視差バリアー50は透明の状態を呈する。
【０００５】
図５に示すように、該電極構造57と該共電極層53との間に、適当な大きさの駆動電圧ｖ(適当な振幅と周期を備える方形波電気信号とすることができる)を加えると、該電極構造57と該共電極層53との間の液晶分子は、直立状配列を呈し、入射光58を遮蔽する効果を達成する(以下の説明で、黒色により該電極構造を図示する時には、該電極位置が光を遮蔽する効果を備えることを示す)。
これにより、該電極構造57は、視差バリアーの遮光部品となり、該電極構造57以外の区域は、視差バリアーの光透過部品と見なされる。
こうして、外部駆動電圧の制御により、該従来の液晶視差バリアーは、2D/3D切り替えの効果を達成する。
【０００６】
上記したように、該光透過部品11、21、31と該遮光部品12、22、32の光学作用は、最適可視距離上、かつ最適視点位置において、スクリーン画面上に表示するマルチシーン三次元画像(すなわち、視差効果を備える多数の単一シーン画像により合成して構成するフルスクリーンマルチシーン三次元画像)に対して、シーン分離の作用を行う。
こうして、該各自の最適視点位置において、単一シーン画像を表示する目的を達成する。
しかし、該分離された単一シーン画像において、それが備える画像の解像度は、シーン数の増加に従い低下し、最終的には、3D画像解像度低下の現象を引き起こす。
【０００７】
図示の便のため、以下では、垂直ストリップ状式視差バリアーとデュアルシーン画像により、該分離後の単一シーン画像解像度低下の現象について説明する。
図６は、従来のフルスクリーン画像構造の模式図である。
フルスクリーン画像70は、一般のフラットディスプレースクリーンの表示画面で、ＭｘＮ個のR、G、Bサブピクセル画像Ｖi,jにより構成する。
内、iとjは、該サブピクセル画像Ｖi,jの垂直と水平の位置で、しかもi=0〜M-1、j=0〜N-1である。
よって、
【数１】
の数学式を用い、該フルスクリーン画像70の構造を表すことができる。
また、該R、G、Bサブピクセルは、水平或いは垂直方向に沿って配列する。
【０００８】
図７は、デュアルシーン画像を合成前の左シーン画像構造の模式図である。
左シーン画像71は、ＭｘＮ個のR、G、Bサブピクセル画像
【数２】
により構成するフルスクリーン画像である。
図８は、デュアルシーン画像を合成前の右シーン画像構造の模式図である。
右シーン画像72は、ＭｘＮ個のR、G、Bサブピクセル画像
【数３】
により構成するフルスクリーン画像である。
【０００９】
図９は、デュアルシーン合成画像構造の模式図である。
デュアルシーン合成画像73は、該左シーン画像71と該右シーン画像72を、垂直に交差させて配列し、フルスクリーンのデュアルシーン合成画像73を構成する。
すなわち、該フルスクリーンの画像において、偶数行の位置には、左シーン偶数行位置上の画像
【数４】
を挿入し、奇数行の位置には、右シーン奇数行位置上の画像
【数５】
を挿入する。
よって、以下の公式を用い、該デュアルシーン合成画像73の構造を表すことができる。
【数６】
内、tは時間で、nは0からint(N/2)-1の整数で、intは整数を求める関数である。
【００１０】
また、傾斜ストリップ状式視差バリアーと傾斜格子状式視差バリアーに対して、以下の公式を用い、該デュアルシーン合成画像を表すことができる。
【数７】
内、Modは、剰余数を求める関数である。
【００１１】
図１０は、デュアルシーン画像分離作用の模式図である。
スクリーン60上に示すデュアルシーン合成画像73(部分のスクリーンとデュアルシーン合成画像のみを示す)に対して、該垂直ストリップ状式視差バリアー80は、最適可視距離Ｚ0上、かつ多数の最適視点位置Ｖ0、Ｖ1 (４個の最適視点位置のみを示す、しかも２個の最適視点位置Ｖ0、Ｖ1 、間の距離ＬV、すなわち両目間の平均距離を示す)において、該デュアルシーン合成画像73に対して、シーン分離の作用を行う。
すなわち、該最適視点位置Ｖ0、Ｖ1では、それぞれ単一シーン画像を表すことができ、しかも該分離された単一シーン画像は、ハーフスクリーン解像度の特徴を備える。
【００１２】
図１１は、該最適視点位置Ｖ0において出現するハーフスクリーン左シーン画像の模式図である。
該ハーフスクリーン左シーン画像
【数８】
は、該左シーン画像71の偶数行画像
【数９】
により構成する。
図１２は、該最適視点位置Ｖ1において出現するハーフスクリーン右シーン画像の模式図である。
該ハーフスクリーン右シーン画像
【数１０】
は、該右シーン画像72の奇数行画像
【数１１】
により構成する。
【００１３】
すなわち、シーン数が２個以上のマルチシーン画像において、シーン数が多くなればなるほど、表示させられる3D画像の解像度は低くなる。
例えば、４シーンの場合では、分離された後の単一シーン画像の解像度は、フルスクリーン解像度の四分の一に低下する。
本発明は、従来のフルスクリーン三次元画像表示装置の上記した欠点に鑑みてなされたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】台湾特許第097135421号明細書
【特許文献２】台湾特許第098113625号明細書
【特許文献３】台湾特許第098128986号明細書
【特許文献４】米国特許第 5,315,377号明細書
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】Sam H. Kaplan, Vol. 59, Journal of the SMPTE, 1952
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明が解決しようとする課題は、従来の視差バリアーが表示するマルチシーン三次元画像において、シーン分離により、立体画像の解像度が低下するという現象に対して、動態液晶視差バリアーの装置を提出し、マルチシーン画像動態合成と表示プロセスと一バリアー電極動態駆動プロセス，フルスクリーン画像の解像度により、マルチシーン三次元画像表示の目的を達成するフルスクリーン三次元画像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】
【００１７】
上記課題を解決するため、本発明は下記のフルスクリーン三次元画像表示装置を提供する。
フルスクリーン三次元画像表示装置は、従来の視差バリアーが表示するマルチシーン三次元画像において、シーン分離により、立体画像の解像度が低下するという現象に対して、動態液晶視差バリアーの装置を提出する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のフルスクリーン三次元画像表示装置は、従来の視差バリアーが表示するマルチシーン三次元画像において、シーン分離により、立体画像の解像度が低下するという現象に対して、動態液晶視差バリアーの装置を提出し、マルチシーン画像動態合成と表示プロセスとバリアー電極動態駆動プロセスを通して、フルスクリーン画像の解像度により、マルチシーン三次元画像を表示し、最適な三次元画像表示の目的を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】従来の垂直ストリップ状式視差バリアーの模式図である。
【図２】従来の傾斜ストリップ状式視差バリアーの模式図である。
【図３】従来の傾斜格子状式視差バリアーの模式図である。
【図４】従来の液晶視差バリアー構造の模式図である。
【図５】従来の液晶視差バリアー遮蔽作用の模式図である。
【図６】従来のフルスクリーン画像構造の模式図である。
【図７】合成前の左シーン画像構造の模式図である。
【図８】合成前の右シーン画像構造の模式図である。
【図９】デュアルシーン合成画像構造の模式図である。
【図１０】デュアルシーン画像分離作用の模式図である。
【図１１】ハーフスクリーン左シーン画像の模式図である。
【図１２】ハーフスクリーン右シーン画像の模式図である。
【図１３】本発明動態液晶視差バリアー装置第一実施例の構造を示す模式図である。
【図１４】入射光が電極Ｂ3により遮蔽される様子を示す模式図である。
【図１５】動態液晶視差バリアー装置が完全遮蔽状態を呈する様子の模式図である。
【図１６】デュアルシーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー装置作動の模式図である。
【図１７】デュアルシーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー装置作動の模式図である。
【図１８】デュアルシーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー電極作用の模式図である。
【図１９】デュアルシーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー電極作用の模式図である。
【図２０】デュアルシーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー装置が3D画像を表示する様子の模式図である。
【図２１】デュアルシーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー装置が3D画像を表示する様子の模式図である。
【図２２】デュアルシーン合成画像構造の模式図である。
【図２３】ハーフスクリーン左シーン画像の模式図である。
【図２４】ハーフスクリーン右シーン画像の模式図である。
【図２５】デュアルシーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアーの画像表示順序を示す模式図である。
【図２６】３シーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー電極作用の模式図である。
【図２７】３シーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー電極作用の模式図である。
【図２８】３シーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー電極作用の模式図である。
【図２９】３シーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー装置が3D画像を表示する様子の模式図である。
【図３０】３シーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー装置が3D画像を表示する様子の模式図である。
【図３１】３シーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー装置が3D画像を表示する様子の模式図である。
【図３２】３シーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアーの画像表示順序を示す模式図である。
【図３３】３シーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアーの画像表示順序を示す模式図である。
【図３４】４シーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアーの画像表示順序を示す模式図である。
【図３５】４シーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアーの画像表示順序を示す模式図である。
【図３６】本発明動態液晶視差バリアー装置第二実施例の構造を示す模式図である。
【図３７】本発明第二実施例において、上、下バリアー電極層が、上、下共電極層と電気的に連接する様子を示す模式図である。
【図３８】本発明第二実施例において、上、下バリアー電極層が、上、下共電極層と電気的に連接する様子を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【実施例】
【００２１】
[第一実施例]
図１３は、本発明動態液晶視差バリアー装置第一実施例の構造を示す模式図である。
動態液晶視差バリアー装置100は、上リニア偏光板101、上透明基材102、共電極層103、上配向膜層104、液晶分子層105、下配向膜層106、一対のバリアー電極層107、下透明基材111、下リニア偏光板112により構成する。
【００２２】
該上リニア偏光板101、該上透明基材102、該共電極層103、該上配向膜層104、該液晶分子層105、該下配向膜層106、該下透明基材111、該下リニア偏光板112は、上記したように、従来の液晶視差バリアーの構造と効果を備えるが、ここでは再記述を行わない。
該一対のバリアー電極層107は、２個のバリアー電極層108、110と絶縁層109により構成する。
該絶縁層109は、該２個のバリアー電極層108、110の電気を絶縁し、こうして該２個のバリアー電極層108、110間において、電気ショートの現象が起きることを回避することができる。
【００２３】
該２個のバリアー電極層は、上バリアー電極層108と下バリアー電極層110により構成する。
該上、下バリアー電極層上108、110は、空間周期分布を備える電極Ｂ2n、Ｂ2n+1 (すなわち、図示のＢ0、Ｂ2、Ｂ4、Ｂ6とＢ1、Ｂ3、Ｂ5、Ｂ7で、しかもnはゼロを含む正の整数)をそれぞれ装着する。
以下では説明の便のため、各電極に通し番号(すなわち、添字の数字)を付し、電極装着の位置を示す。
いわゆる空間周期分布を備える電極Ｂ2n、Ｂ2n+1、とは、各電極Ｂ2n、Ｂ2n+1がみな、相同の幅(すなわち電極幅
【数１２】
)を備え、非電極位置も、相同の幅 (すなわち非電極幅Ｂ0)を備え、しかも
【数１３】
の特徴を備える。
こうして、該単一の電極幅
【数１４】
と該単一の非電極幅Ｂ0は、電極基本周期幅
【数１５】
を構成する。
また、該電極Ｂ2n、Ｂ2n+1の装着位置は、電極幅
【数１６】
分だけ相対的に偏移する。
該上、下バリアー電極層108、110を実際に製造する際に生じる加工と組み立ての誤差を考慮し、該各電極Ｂ2nとＢ2n+1の電極幅
【数１７】
には、誤差修正量 △ｂ(図示なし)を適当に加えることができる。
これにより、電極幅は拡大して
【数１８】
となり、非電極幅は縮小してｂ0−△ｂとなる。
こうして、該電極基本周期幅は依然として
【数１９】
の関係を保ち、該動態液晶視差バリアー装置の光学特徴を維持することができ、さらには最適可視距離Ｚ0と両目間の平均距離ＬVの不変を維持することができる。
【００２４】
上記したように、従来の液晶視差バリアーの構造は、該上、下リニア偏光板101、112の偏光方向について、両者が相互に垂直な状態を呈する時には、該電極Ｂ2n、Ｂ2n+1は、外部電圧の駆動に基づき、遮光の効果を生じる。
こうして、視差バリアーの遮光部品を構成することができる。
一方、非電極位置は終始光透過の状態にある。
このため、視差バリアーの光透過部品を構成することができる。
よって、すべての電極Ｂ2nとＢ2n+1が、外部電圧の駆動がない時には、図１３に示すように、該動態液晶視差バリアー装置100は、透明の状態を呈し、入射光113は、該動態液晶視差バリアー装置100を完全に透過する。
もし、任意の電極(Ｂ3等)に対して、外部駆動電圧を加えると、図１４に示すように、該電極(Ｂ3等)を通過する入射光は遮蔽される。
また、もしすべての電極Ｂ2nとＢ2n+1に対して、外部駆動電圧を加えると、図１５に示すように、すべての入射光113は全部遮蔽され、該動態液晶視差バリアー装置100は、完全遮蔽の状態となる。
【００２５】
また、該上、下リニア偏光板101、112の偏光方向について、両者が相互に平行な状態を呈する時には、上記の図１３〜１５に示す各電極の入射光に対する作用は、反対の光学状態(図示なし)を呈する。
すなわち、任意の電極に対して、外部電圧の駆動がない時には、該電極は遮蔽の状態を呈し、外部電圧の駆動があると、該電極は、光透過の状態を呈する。
非電極位置に対しては、遮蔽の状態だけを呈する。
該上、下リニア偏光板101、112の偏光方向の違いは、各電極の光学状態に影響を及ぼすが、それは公知の現象であるため、ここでは再記述を行わない。
【００２６】
図示の便のため、以下では、垂直ストリップ状式視差バリアー、デュアルシーン、３シーン及び４シーン画像を通して、本発明の動態液晶視差バリアー装置をいかにして利用し、フルスクリーン画像解像度の3D画像表示効果を達成するかについて説明する。
図１６、１７は、デュアルシーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー装置作動の模式図である。
該デュアルシーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー装置100は、適当なバリアー電極幅
【数２０】
により構成される電極Ｂ2nとＢ2n+1を備え、これによりデュアルシーン画像を分離することができる。
図１６に示すように、時間点Ｔ0において、すべての該電極Ｂ2n+1に対して、適当な駆動電圧ｖを加え、これによりすべての電極Ｂ2n+1は、入射光を遮蔽する効果を達成する。
図１７に示すように、時間点Ｔ1において、すべての該電極Ｂ2nに対して、適当な駆動電圧ｖを加え、これによりすべての電極Ｂ2nは、入射光を遮蔽する効果を達成する。
【００２７】
図１８、１９は、デュアルシーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー電極作用の模式図である。
電極構造と作用の図示をより単純化するため、マス目を利用し、電極Ｂ2nとＢ2n+1の図示に代える。
しかも、空白或いは黒色により、電極に対する電圧の駆動が有る状態か、無い状態かを示す。
例えば、空白のマス目は、該電極が電圧により駆動されていない状態であることを示し、黒色のマス目は、該電極が電圧による駆動の状態にあることを示す。
【００２８】
よって、図１８に示すように、t=Ｔ0 である時、電極Ｂ2nは、電圧により駆動されていない状態で、電極Ｂ2n+1は、電圧により駆動されている状態にある。
よって、電極Ｂ2n位置では、光透過の作用を示し、電極Ｂ2n+1位置では、遮蔽の作用を示す。
以下では、この光学状態を、Ｔ0バリアー状態1000と略称する。
【００２９】
また、図１９に示すように、t=Ｔ1である時、電極Ｂ2nは、電圧により駆動されている状態で、電極Ｂ2n+1は、電圧により駆動されていない状態にある。
よって、電極Ｂ2n位置は、遮蔽の作用を示し、電極Ｂ2n+1位置は、光透過の作用を示す。
以下では、この光学状態を、Ｔ1バリアー状態1001と略称する。
【００３０】
図２０、２１は、デュアルシーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー装置が3D画像を表示する様子の模式図である。
図２０に示すように、t=Ｔ0である時、スクリーン60に表示するデュアルシーン合成画像73(すなわち、Σ0(t)。図９参照)は、該デュアルシーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー装置の状態が、Ｔ0バリアー状態1000にあるため、最適視点位置Ｖ0、Ｖ1において、該デュアルシーン画像73は、それぞれハーフスクリーン解像度を備える画像
【数２１】
(図１１参照)、
【数２２】
(図１２参照)に分離される。
【００３１】
図２１に示すように、t=Ｔ1である時、スクリーン60に表示するもう一つのデュアルシーン合成画像74(Σ1(t))は、図２２に示す、左シーン画像71の奇数行画像
【数２３】
と右シーン画像72の偶数行画像
【数２４】
により構成し、以下の公式を用い、該デュアルシーン合成画像74の構造を表す。
【数２５】
該デュアルシーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー装置の状態は、Ｔ1バリアー状態1001にあるため、最適視点位置Ｖ0、Ｖ1において、該デュアルシーン画像74は、ハーフスクリーン解像度を備える画像
【数２６】
(図２３参照)と
【数２７】
(図２４参照)にそれぞれ分離される。
【００３２】
以下では説明と図示の便のため、画像構造の数学式はみな、
【数２８】
の符号を省略する。
図２５は、デュアルシーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアーの画像表示順序を示す模式図である。
上記したように、一般のフラットディスプレーを利用し、3D画像を表示する時には、画像走査の垂直同期走査信号ｖsyncの順序(Ｔsyncを備える時間周期)を利用し、該垂直同期走査信号ｖsyncに同期の方式で、該２個のデュアルシーン合成画像73(Σ0(t))、74 (Σ1(t))を交替に表示し、及び電極Ｂ2nとＢ2n+1を交替に駆動する。
こうして初めて、最適視点位置Ｖ0、Ｖ1において、フルスクリーン解像度3D画像を提供する目的を達成することができる。
【００３３】
すなわち、t=Ｔ0、Ｔ2、Ｔ4、Ｔ6…である時、スクリーン60が表示するデュアルシーン合成画像73(Σ0(t))は、
【数２９】
により該電極Ｂ2nを駆動し、
【数３０】
の電圧により、該電極Ｂ2n+1を駆動する。
こうして、最適視点位置Ｖ0、Ｖ1において、該デュアルシーン画像73を、ハーフスクリーン解像度を備える画像
【数３１】
【数３２】
にそれぞれ分離することができる。
また、t=Ｔ1、Ｔ3、Ｔ5、Ｔ7…である時には、スクリーン60が表示するデュアルシーン合成画像74(Σ1(t))は、
【数３３】
により該電極Ｂ2nを駆動し、
【数３４】
の電圧により、該電極Ｂ2n+1を駆動する。
こうして、最適視点位置Ｖ0、Ｖ1において、該デュアルシーン画像74を、ハーフスクリーン解像度を備える画像
【数３５】
【数３６】
にそれぞれ分離することができる。
【００３４】
上記したように、Ｔsyncの周期により、該２個のデュアルシーン合成画像73、74を同期に切り換え、同期に、該電極Ｂ2n、Ｂ2n+1を交替に駆動する方式によるだけで、それぞれ最適視点位置Ｖ0、Ｖ1において、2Ｔsyncの時間内に、フルスクリーン解像度の3D画像
【数３７】
【数３８】
を提供する目的を達成することができる。
これにより、2Ｔsyncはフルスクリーン3D画像表示の周期となり、これにより、フルスクリーン解像度3D画像の表示は、2Ｔsyncを周期とし、該デュアルシーン合成画像の表示と、該各電極電圧の駆動を、絶えず繰り返す。
【００３５】
図２６〜２８は、３シーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー電極作用の模式図である。
図２６に示すように、t=Ｔ0である時、電極Ｂ3nは、電圧により駆動されていない状態(内、nはゼロを含む正の整数)にあり、一方、他の電極Ｂ3n+1、Ｂ3n+2は、電圧により駆動されている状態である。
よって、該電極Ｂ3n位置においては、光透過の作用を示し、他の電極Ｂ3n+1、Ｂ3n+2位置においては、遮蔽の作用を示す。
以下では、この光学状態を、Ｔ0バリアー状態2000と略称する。
【００３６】
図２７に示すように、t=Ｔ1である時、電極Ｂ3n+1は、電圧により駆動されていない状態にあり、一方、他の電極Ｂ3n、Ｂ3n+2は、電圧により駆動されている状態である。
よって、該電極Ｂ3n+1位置では、光透過の作用を示し、他の電極Ｂ3n、Ｂ3n+2位置では、遮蔽の作用を示す。
以下では、この光学状態を、Ｔ1バリアー状態2001と略称する。
【００３７】
図２８に示すように、t=Ｔ2である時、電極Ｂ3n+2は、電圧により駆動されていない状態にあり、一方、他の電極Ｂ3n、Ｂ3n+1は電圧により駆動されている状態である。
よって、該電極Ｂ3n+2位置では、光透過の作用を示し、他の電極Ｂ3n、Ｂ3n+1位置では、遮蔽の作用を示す。
以下では、この光学状態を、Ｔ2バリアー状態2002と略称する。
【００３８】
図２９〜３１は、３シーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー装置が3D画像を表示する様子の模式図である。
図２９に示すように、t=Ｔ0である時、スクリーン60に表示する３シーン合成画像83(すなわち、
【数３９】
)は、該３シーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー装置の状態は、Ｔ0バリアー状態2000にあるため、最適視点位置Ｖ0、Ｖ1、Ｖ2において、該３シーン合成画像83を、1/3フルスクリーン解像度を備える画像
【数４０】
【数４１】
【数４２】
にそれぞれ分離する 。
【００３９】
図３０に示すように、t=Ｔ1である時、スクリーン60に表示する３シーン合成画像84(すなわち、
【数４３】
)は、該３シーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー装置の状態が、Ｔ1バリアー状態2001にあるため、最適視点位置Ｖ0、Ｖ1、Ｖ2において、該３シーン画像84を、1/3フルスクリーン解像度を備える画像
【数４４】
【数４５】
【数４６】
にそれぞれ分離する。
【００４０】
図３１に示すように、t=Ｔ2である時、スクリーン60に表示する３シーン合成画像85(すなわち、
【数４７】
)は、該３シーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアー装置の状態が、Ｔ2バリアー状態2002にあるため、最適視点位置Ｖ0、Ｖ1、Ｖ2において、該３シーン合成画像84を、1/3フルスクリーン解像度を備える画像
【数４８】
【数４９】
【数５０】
にそれぞれ分離する。
【００４１】
図３２、３３は、３シーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアーの画像表示順序を示す模式図である。
上記したように、一般のフラットディスプレーを利用し、3D画像を表示する時には、画像走査の垂直同期走査信号ｖsyncの順序(Ｔsyncを備える時間周期)を利用し、該垂直同期走査信号ｖsyncに同期の方式で、該３シーン合成画像83(すなわち、
【数５１】
)、84 (すなわち、
【数５２】
)、85 (すなわち、
【数５３】
)を交替に表示し、及び適当な電圧
【数５４】
【数５５】
【数５６】
により、電極Ｂ3n、Ｂ3n+1、Ｂ3n+2を交替に駆動する方式で、それぞれ最適視点位置Ｖ0、Ｖ1、Ｖ2において、3Ｔsyncの時間内で、
【数５７】
【数５８】
【数５９】
フルスクリーン解像度3D画像を提供する目的を達成する。
こうして、3Ｔsyncはフルスクリーン3D画像表示の周期となり、よって、フルスクリーン解像度3D画像の表示は、3Ｔsyncを周期として、該３シーン合成画像の表示、及び該各電極電圧の駆動を絶えず繰り返す。
【００４２】
上記したように、シーン数の違い(シーン数はＮｏ)に基づき、視差バリアーの方式を通して、フルスクリーン解像度の3D画像を表示する時には、フルスクリーン3D画像表示の周期内(すなわち、ＮｏｘＴsync)において、以下の関数により、該マルチシーン合成画像ΣT(t)、及び各電極の駆動電圧
【数６０】
を表すことができる。
【数６１】
【００４３】
内、kは、シーン通し番号数で、tは時間で、Ｔは作用時間点で、その値は、以下の演算関係により決定される。
【数６２】
内、intは正の整数を求める関数で、Modは剰余数を求める関数で、よってＴは0〜(No-1)である正の整数である。
また、Ｔ−ｋ<０である時、該Mod関数は、以下の演算関係を備える。
【数６３】
すなわち、式(4)〜(6)に基づき、異なる作用時間点Ｔにおいて、異なるマルチシーン合成画像の方法を生み出し、表示する。
以下ではこれを、マルチシーン画像動態合成と表示プロセスと呼ぶ。
【００４４】
すなわち、本発明が使用するマルチシーン合成画像は、時間Ｔの関数である。
また、該バリアー電極が、傾斜ストリップ状式視差バリアー或いは傾斜格子状式視差バリアーの構造を備える時には、該マルチシーン合成画像ΣT(t)は、以下公式により表される。
【数６４】
内、ｉ＋Ｔ−ｋ<０である時、該Mod関数は、以下の演算関係を備える。
【数６５】
また、各電極の駆動電圧
【数６６】
について、その値は、以下の演算関係により決定される。
【数６７】
【数６８】
内、ｍは電極通し番号数で、Ｔは式(5)により決定し、しかもｖは駆動電圧である。
すなわち、式(9)、(10)に基づき、異なる作用時間点Ｔにおいて、異なる電極駆動電圧の方法を生じる。
以下、それをバリアー電極動態駆動プロセスと呼ぶ。
【００４５】
すなわち、本発明が使用する各電極の駆動電圧は、時間Ｔの関数である。
また、上記したように、該上、下リニア偏光板101、112の偏光方向において、両者が相互に平行な状態を呈する時、各電極の駆動電圧
【数６９】
は、式(9)、(10)の逆関数で下の通りである。
【数７０】
【数７１】
【００４６】
図３４、３５は、式(4)及び式(9)、(10)に基づく、４シーン用垂直ストリップ状式動態液晶視差バリアーの画像の表示順序を示す模式図である。
４シーンの単一シーン画像は、それぞれ
【数７２】
【数７３】
【数７４】
【数７５】
である。
フルスクリーン3D画像表示の周期内(すなわち、4Ｔsync)において、しかもt=Ｔ0、Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3の作用時間点(すなわち、T=0,1,2,3)において、以下の数学式により、該４シーン合成画像の構造を表すことができる。
【数７６】
【００４７】
また、式(9)、(10)の特性に基づき、電極通し番号数に応じて、各電極の駆動電圧
【数７７】
を、
【数７８】
【数７９】
【数８０】
【数８１】
の４類に区分することができる。
内、nはゼロを含む正の整数である。
T=0,1,2,3の作用時間点である時、通し番号が4nである電極の駆動電圧
【数８２】
は、各０、ｖ、ｖ、ｖで、通し番号が4n+1である電極の駆動電圧
【数８３】
は、各ｖ、 ０、ｖ、ｖで、通し番号が4n+2である電極の駆動電圧
【数８４】
は、各ｖ、ｖ、０、ｖで、通し番号が4n+3である電極の駆動電圧
【数８５】
は、各ｖ、ｖ、ｖ、０である。
【００４８】
よって、T=0,1,2,3の作用時間点である時、スクリーン上に表示する該４シーン合成画像Σ0(t)、Σ1(t)、Σ2(t)、Σ3(t)は、該各電極が、
【数８６】
【数８７】
【数８８】
【数８９】
の電圧により駆動される時、最適視点Ｖ0、Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3において、
【数９０】
【数９１】
【数９２】
【数９３】
のフルスクリーン解像度の3D画像を提供することができる。
【００４９】
[第二実施例]
図３６は、本発明動態液晶視差バリアー装置第二実施例の構造を示す模式図である。
動態液晶視差バリアー装置200は、上リニア偏光板201、上透明基材202、上共電極層203、上絶縁層204、上バリアー電極層205、上配向膜層206、液晶分子層207、下配向膜層208、下バリアー電極層209、下絶縁層210、下共電極層211、下透明基材212、下リニア偏光板213により構成する。
【００５０】
本第二実施例は、第一実施例と完全に相同の効果を備えるが、両者の差異は、該上バリアー電極層205と該下バリアー電極層209を、それぞれ異なる透明基材上に装着する点である。
また、上、下電極の電圧による駆動のため、共電極層と絶縁層を増設する。
図３７、３８に示すように、該上バリアー電極層205は、該下共電極層211と電気的に連接し、該下バリアー電極層209は、該上共電極層203と電気的に連接する。
【００５１】
上記の本発明名称と内容は、本発明技術内容の説明に用いたのみで、本発明を限定するものではない。本発明の精神に基づく等価応用或いは部品（構造）の転換、置換、数量の増減はすべて、本発明の保護範囲に含むものとする。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は特許の要件である新規性を備え、従来の同類製品に比べ十分な進歩を有し、実用性が高く、社会のニーズに合致しており、産業上の利用価値は非常に大きい。
【符号の説明】
【００５３】
10 垂直ストリップ状式視差バリアー
20 傾斜ストリップ状式視差バリアー
30 傾斜格子状式視差バリアー
11、21、31 視差バリアーの光透過部品
12、22、32 視差バリアーの遮光部品
50 液晶視差バリアー
51 リニア偏光板
52 透明基板
53 共電極層
54 配向膜層
55 液晶分子層
56 バリアー電極層
57 バリアー電極層の電極構造
58、113 入射光
60 スクリーン
70 フルスクリーン画像
71 左シーン画像
72 右シーン画像
73 デュアルシーン合成画像
80 垂直ストリップ状式視差バリアー
83、84、85 ３シーン合成画像
100、200 動態液晶視差バリアー装置
101、201 上リニア偏光板
102、202 上透明基材
103、203、211 共電極層
104、206 上配向膜層
105、207 液晶分子層
106、208 下配向膜層
107 一対のバリアー電極層
108、205 上バリアー電極層
109、204、210 絶縁層
110、209 下バリアー電極層
111、212 下透明基材
112、213 下リニア偏光板
113 入射光
1000、2000 T0バリアー状態
1001、2001 T1バリアー状態
2002 T2バリアー状態
Ｖi,j サブピクセル画像
ＭｘＮ フルスクリーン画像サブピクセルユニットを構成する数
i サブピクセルの垂直位置
j サブピクセルの水平位置
k シーン通し番号数
m ゼロを含む正の整数
【数９４】
【数９５】
1/2フルスクリーン解像度を備えるシーン0画像
【数９６】
【数９７】
1/2フルスクリーン解像度を備えるシーン1画像
【数９８】
【数９９】
【数１００】
1/3フルスクリーン解像度を備えるシーン0画像
【数１０１】
【数１０２】
【数１０３】
1/3フルスクリーン解像度を備えるシーン1画像
【数１０４】
【数１０５】
【数１０６】
1/3フルスクリーン解像度を備えるシーン2画像
【数１０７】
【数１０８】
【数１０９】
【数１１０】
1/4フルスクリーン解像度を備えるシーン0画像
【数１１１】
【数１１２】
【数１１３】
【数１１４】
1/4フルスクリーン解像度を備えるシーン1画像
【数１１５】
【数１１６】
【数１１７】
【数１１８】
1/4フルスクリーン解像度を備えるシーン2画像
【数１１９】
【数１２０】
【数１２１】
【数１２２】
1/4フルスクリーン解像度を備えるシーン3画像
ΣT(t)、Σ0(t)、Σ1(t)、Σ2(t)、Σ3(t) シーン合成画像
t 時間
n ゼロを含む正の整数
int 整数を求める関数
Mod 剰余数を求める関数
Ｚ0 最適可視距離
Ｖ0、Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3 最適視点位置
ＬV 両目間の平均距離
Ｂ0、Ｂ2、Ｂ4、Ｂ6、Ｂ1、Ｂ3、Ｂ5、Ｂ7、Ｂ2n、Ｂ2n+1、Ｂ3n、Ｂ3n+1、Ｂ3n+2 電極
【数１２３】
電極幅
ｂ0 非電極幅
Ｐ 電極基本周期幅
△ｂ 誤差修正量
Ｔ、Ｔ1、Ｔ3、Ｔ5、Ｔ7、Ｔ0、Ｔ2、Ｔ4、Ｔ6 作用時間点
ｖsync 画像走査の垂直同期走査信号
Ｔsyncｖsync 時間周期
【数１２４】
【数１２５】
【数１２６】
【数１２７】
【数１２８】
【数１２９】
電極の駆動電圧
ｖ 駆動電圧
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フルスクリーン三次元画像表示装置は、フラットディスプレースクリーン、マルチシーン画像、マルチシーン画像動態合成と表示プロセス、バリアー電極動態駆動プロセス、動態液晶視差バリアーの装置により構成し、
該フラットディスプレースクリーンは、Ｔsync周期を備える画像走査垂直同期信号の順序に基づき、フルスクリーンの画像を表示し、該フルスクリーン画像は、ＭｘＮ個のR、G、Bサブピクセルにより構成し、該R、G、Bサブピクセルは、水平或いは垂直方向に沿って配列し、
該マルチシーン画像は、No個の視差効果を備える単一シーン画像Ｖkにより構成し、内、kは該単一シーン画像の通し番号数で、しかもkは0≦k≦No-1の正の整数で、NoはNo≧2の正の整数で、
該マルチシーン画像動態合成と表示プロセスは、該画像走査垂直同期信号の順序に基づき、異なる作用時間点Ｔにおいて、該No個の単一シーン画像Ｖkに対して、画像の合成を行い、マルチシーン合成画像ΣT(t)を構成し、該作用時間点TＴにおいて、該マルチシーン合成の画像ΣT(t)と同期に、該フラットディスプレースクリーンの上に表示し、
該バリアー電極動態駆動プロセスは、該画像走査垂直同期信号の順序に基づき、異なる作用時間点Ｔにおいて、該動態液晶視差バリアー装置の個別電極に対して、動態液晶電極駆動電圧
【数１】
を同期に出力し、
該動態液晶視差バリアーの装置は、該動態液晶電極駆動電圧
【数２】
の駆動により、バリアーの光学構造を変え、任意の最適視点において、該マルチシーン合成の画像ΣT(t)に対して、シーン分離の効果を達成し、周期がNoｘＴsyncであるフルスクリーン3D画像表示周期内において、フルスクリーン画像解像度を備える単一シーン画像を提供する目的を達成することを特徴とするフルスクリーン三次元画像表示装置。
【請求項２】
前記動態液晶視差バリアーの装置は、上リニア偏光板、上透明基材、共電極層、上配向膜層、液晶分子層、下配向膜層、一対のバリアー電極層、下透明基材、下リニア偏光板により構成することを特徴とする請求項１に記載のフルスクリーン三次元画像表示装置。
【請求項３】
前記上リニア偏光板と該下リニア偏光板の偏光方向について、両者間は、相互に垂直な状態、或いは相互に平行な状態の内の何れかを呈することを特徴とする請求項２に記載のフルスクリーン三次元画像表示装置。
【請求項４】
前記一対のバリアー電極層は、上バリアー電極層、下バリアー電極層、絶縁層により構成し、
該絶縁層は、該上、下バリアー電極層間に、電気ショートの現象が発生しないよう、該２個のバリアー電極層間の電気を絶縁することを特徴とする請求項２に記載のフルスクリーン三次元画像表示装置。
【請求項５】
前記上バリアー電極層と該下バリアー電極層は、空間周期分布特徴を備える多数の電極をそれぞれ装着、
該各電極はみな相同の幅
【数３】
を備え、非電極位置もまた、それぞれ相同の幅ｂ0を備え、しかも
【数４】
の関係を備え、
該単一の電極幅
【数５】
と該単一の非電極幅ｂ0は、電極基本周期幅
【数６】
を構成し、
また、該上、下バリアー電極層上の電極の装着位置は、電極幅
【数７】
だけ、相互に相対的に偏移することを特徴とする請求項４に記載のフルスクリーン三次元画像表示装置。
【請求項６】
前記電極幅は、増やして
【数８】
とでき、該非電極幅は、減らしてｂ0-△ｂとでき、
該△ｂは、ゼロ以上の誤差修正量であることを特徴とする請求項５に記載のフルスクリーン三次元画像表示装置。
【請求項７】
前記上、下バリアー電極層中の任意の電極に、適当な駆動電圧を加えることで、該単一電極位置の動態液晶視差バリアー装置は、遮蔽或いは光透過の状態を変えることを特徴とする請求項５に記載のフルスクリーン三次元画像表示装置。
【請求項８】
前記上、下バリアー電極層上の多数の電極は、垂直ストリップ状式視差バリアー、傾斜ストリップ状式視差バリアー、傾斜格子状式視差バリアーの内の何れか一つにより構成することを特徴とする請求項５に記載のフルスクリーン三次元画像表示装置。
【請求項９】
前記動態液晶視差バリアーの装置は、上リニア偏光板、上透明基材、上共電極層、上絶縁層、上バリアー電極層、上配向膜層、液晶分子層、下配向膜層、下バリアー電極層、下絶縁層、下共電極層、下透明基材、下リニア偏光板により構成することを特徴とする請求項１に記載のフルスクリーン三次元画像表示装置。
【請求項１０】
前記上リニア偏光板と該下リニア偏光板の偏光方向について、両者間は、相互に垂直な状態、或いは相互に平行な状態の内の何れかを呈することを特徴とする請求項９に記載のフルスクリーン三次元画像表示装置。
【請求項１１】
前記上バリアー電極層と該下バリアー電極層は、空間周期分布特徴を備える多数の電極をそれぞれ装着、該各電極はみな相同の幅
【数９】
を備え、非電極位置もまた、それぞれ相同の幅ｂ0を備え、しかも
【数１０】
の関係を備え、
該単一の電極幅
【数１１】
と該単一の非電極幅ｂ0は、電極基本周期幅
【数１２】
を構成し、
また、該上、下バリアー電極層上の電極の装着位置は、相互に電極幅
【数１３】
だけ相対的に偏移することを特徴とする請求項９に記載のフルスクリーン三次元画像表示装置。
【請求項１２】
前記電極幅は、増やして
【数１４】
とでき、該非電極幅は、減らしてｂ0-△ｂとでき、
内、該△ｂは、ゼロ以上の誤差修正量であることを特徴とする請求項１１に記載のフルスクリーン三次元画像表示装置。
【請求項１３】
前記上、下バリアー電極層中の任意の電極に、適当な駆動電圧を加えることで、該単一電極位置の動態液晶視差バリアー装置は、遮蔽或いは光透過の状態を変えることを特徴とする請求項１１に記載のフルスクリーン三次元画像表示装置。
【請求項１４】
前記上、下バリアー電極層上の多数の電極は、垂直ストリップ状式視差バリアー、傾斜ストリップ状式視差バリアー、傾斜格子状式視差バリアーの内の何れか一つにより構成することを特徴とする請求項１１に記載のフルスクリーン三次元画像表示装置。
【請求項１５】
前記単一シーン画像Ｖkの構成は、以下の公式により表され、
【数１５】
内、該
【数１６】
は、該フラットディスプレースクリーン画面上の第 i行と第j列位置にあるサブピクセル画像であることを特徴とする請求項１に記載のフルスクリーン三次元画像表示装置。
【請求項１６】
前記マルチシーン画像動態合成と表示プロセスにおいて、該バリアー電極が、垂直ストリップ状式視差バリアーを備える構造である時、
該マルチシーン合成画像ΣT(t)は、以下の公式により表され、
【数１７】
内、ｔは任意の時間で、Ｔは作用時間点で、その値は、以下の演算関係により決定され、
【数１８】
内、intは正の整数を求める関数で、Modは剰余数を求める関数で、
よって、Ｔは0≦T≦No-1 である正の整数で、また、Ｔ−ｋ<０である時、該Mod関数は、
【数１９】
の演算関係を備えることを特徴とする請求項１に記載のフルスクリーン三次元画像表示装置。
【請求項１７】
前記マルチシーン画像動態合成と表示プロセスにおいて、該バリアー電極が、傾斜ストリップ状式視差バリアー或いは傾斜格子状式視差バリアーの構造を備える時には、
該マルチシーン合成画像ΣT(t)は、以下の公式により表され、
【数２０】
内、ｔは任意の時間で、Ｔは作用時間点で、その値は、以下の演算関係により決定され、
【数２１】
内、intは正の整数を求める関数で、Modは剰余数を求める関数で、
よって、Ｔは0≦T≦No-1 の正の整数で、また、ｉ＋Ｔ−ｋ<０である時、該Mod関数は、
【数２２】
の演算関係を備えることを特徴とする請求項１に記載のフルスクリーン三次元画像表示装置。
【請求項１８】
前記バリアー電極動態駆動プロセスにおいて、該上、下リニア偏光板の偏光方向について、両者間が相互に垂直な状態を呈する時、該動態液晶電極駆動電圧
【数２３】
は、以下の公式により表され、
【数２４】
【数２５】
内、ｍは電極の通し番号数で、ｖはバリアー電極の駆動電圧信号で、ｔは任意の時間で、Ｔは作用時間点で、その値は、以下の演算関係により決定され、
【数２６】
内、intは正の整数を求める関数で、Modは剰余数を求める関数で、
よって、Ｔは0≦T≦No-1 の正の整数であることを特徴とする請求項１に記載のフルスクリーン三次元画像表示装置。
【請求項１９】
前記バリアー電極動態駆動プロセスにおいて、該上、下リニア偏光板の偏光方向について、両者間が相互に平行な状態を呈する時、該動態液晶電極駆動電圧
【数２７】
は、以下の公式により表され、
【数２８】
【数２９】
内、ｍは電極の通し番号数で、ｖはバリアー電極の駆動電圧信号で、ｔは任意の時間で、Ｔは作用時間点で、その値は、以下の演算関係により決定され、
【数３０】
内、intは正の整数を求める関数で、Modは剰余数を求める関数で、
よって、Ｔは0≦T≦No-1 の正の整数であることを特徴とする請求項１に記載のフルスクリーン三次元画像表示装置。
【請求項１】
フルスクリーン三次元画像表示装置は、フラットディスプレースクリーン、マルチシーン画像、マルチシーン画像動態合成と表示プロセス、バリアー電極動態駆動プロセス、動態液晶視差バリアーの装置により構成し、
該フラットディスプレースクリーンは、Ｔsync周期を備える画像走査垂直同期信号の順序に基づき、フルスクリーンの画像を表示し、該フルスクリーン画像は、ＭｘＮ個のR、G、Bサブピクセルにより構成し、該R、G、Bサブピクセルは、水平或いは垂直方向に沿って配列し、
該マルチシーン画像は、No個の視差効果を備える単一シーン画像Ｖkにより構成し、内、kは該単一シーン画像の通し番号数で、しかもkは0≦k≦No-1の正の整数で、NoはNo≧2の正の整数で、
該マルチシーン画像動態合成と表示プロセスは、該画像走査垂直同期信号の順序に基づき、異なる作用時間点Ｔにおいて、該No個の単一シーン画像Ｖkに対して、画像の合成を行い、マルチシーン合成画像ΣT(t)を構成し、該作用時間点TＴにおいて、該マルチシーン合成の画像ΣT(t)と同期に、該フラットディスプレースクリーンの上に表示し、
該バリアー電極動態駆動プロセスは、該画像走査垂直同期信号の順序に基づき、異なる作用時間点Ｔにおいて、該動態液晶視差バリアー装置の個別電極に対して、動態液晶電極駆動電圧
【数１】
を同期に出力し、
該動態液晶視差バリアーの装置は、該動態液晶電極駆動電圧
【数２】
の駆動により、バリアーの光学構造を変え、任意の最適視点において、該マルチシーン合成の画像ΣT(t)に対して、シーン分離の効果を達成し、周期がNoｘＴsyncであるフルスクリーン3D画像表示周期内において、フルスクリーン画像解像度を備える単一シーン画像を提供する目的を達成することを特徴とするフルスクリーン三次元画像表示装置。
【請求項２】
前記動態液晶視差バリアーの装置は、上リニア偏光板、上透明基材、共電極層、上配向膜層、液晶分子層、下配向膜層、一対のバリアー電極層、下透明基材、下リニア偏光板により構成することを特徴とする請求項１に記載のフルスクリーン三次元画像表示装置。
【請求項３】
前記上リニア偏光板と該下リニア偏光板の偏光方向について、両者間は、相互に垂直な状態、或いは相互に平行な状態の内の何れかを呈することを特徴とする請求項２に記載のフルスクリーン三次元画像表示装置。
【請求項４】
前記一対のバリアー電極層は、上バリアー電極層、下バリアー電極層、絶縁層により構成し、
該絶縁層は、該上、下バリアー電極層間に、電気ショートの現象が発生しないよう、該２個のバリアー電極層間の電気を絶縁することを特徴とする請求項２に記載のフルスクリーン三次元画像表示装置。
【請求項５】
前記上バリアー電極層と該下バリアー電極層は、空間周期分布特徴を備える多数の電極をそれぞれ装着、
該各電極はみな相同の幅
【数３】
を備え、非電極位置もまた、それぞれ相同の幅ｂ0を備え、しかも
【数４】
の関係を備え、
該単一の電極幅
【数５】
と該単一の非電極幅ｂ0は、電極基本周期幅
【数６】
を構成し、
また、該上、下バリアー電極層上の電極の装着位置は、電極幅
【数７】
だけ、相互に相対的に偏移することを特徴とする請求項４に記載のフルスクリーン三次元画像表示装置。
【請求項６】
前記電極幅は、増やして
【数８】
とでき、該非電極幅は、減らしてｂ0-△ｂとでき、
該△ｂは、ゼロ以上の誤差修正量であることを特徴とする請求項５に記載のフルスクリーン三次元画像表示装置。
【請求項７】
前記上、下バリアー電極層中の任意の電極に、適当な駆動電圧を加えることで、該単一電極位置の動態液晶視差バリアー装置は、遮蔽或いは光透過の状態を変えることを特徴とする請求項５に記載のフルスクリーン三次元画像表示装置。
【請求項８】
前記上、下バリアー電極層上の多数の電極は、垂直ストリップ状式視差バリアー、傾斜ストリップ状式視差バリアー、傾斜格子状式視差バリアーの内の何れか一つにより構成することを特徴とする請求項５に記載のフルスクリーン三次元画像表示装置。
【請求項９】
前記動態液晶視差バリアーの装置は、上リニア偏光板、上透明基材、上共電極層、上絶縁層、上バリアー電極層、上配向膜層、液晶分子層、下配向膜層、下バリアー電極層、下絶縁層、下共電極層、下透明基材、下リニア偏光板により構成することを特徴とする請求項１に記載のフルスクリーン三次元画像表示装置。
【請求項１０】
前記上リニア偏光板と該下リニア偏光板の偏光方向について、両者間は、相互に垂直な状態、或いは相互に平行な状態の内の何れかを呈することを特徴とする請求項９に記載のフルスクリーン三次元画像表示装置。
【請求項１１】
前記上バリアー電極層と該下バリアー電極層は、空間周期分布特徴を備える多数の電極をそれぞれ装着、該各電極はみな相同の幅
【数９】
を備え、非電極位置もまた、それぞれ相同の幅ｂ0を備え、しかも
【数１０】
の関係を備え、
該単一の電極幅
【数１１】
と該単一の非電極幅ｂ0は、電極基本周期幅
【数１２】
を構成し、
また、該上、下バリアー電極層上の電極の装着位置は、相互に電極幅
【数１３】
だけ相対的に偏移することを特徴とする請求項９に記載のフルスクリーン三次元画像表示装置。
【請求項１２】
前記電極幅は、増やして
【数１４】
とでき、該非電極幅は、減らしてｂ0-△ｂとでき、
内、該△ｂは、ゼロ以上の誤差修正量であることを特徴とする請求項１１に記載のフルスクリーン三次元画像表示装置。
【請求項１３】
前記上、下バリアー電極層中の任意の電極に、適当な駆動電圧を加えることで、該単一電極位置の動態液晶視差バリアー装置は、遮蔽或いは光透過の状態を変えることを特徴とする請求項１１に記載のフルスクリーン三次元画像表示装置。
【請求項１４】
前記上、下バリアー電極層上の多数の電極は、垂直ストリップ状式視差バリアー、傾斜ストリップ状式視差バリアー、傾斜格子状式視差バリアーの内の何れか一つにより構成することを特徴とする請求項１１に記載のフルスクリーン三次元画像表示装置。
【請求項１５】
前記単一シーン画像Ｖkの構成は、以下の公式により表され、
【数１５】
内、該
【数１６】
は、該フラットディスプレースクリーン画面上の第 i行と第j列位置にあるサブピクセル画像であることを特徴とする請求項１に記載のフルスクリーン三次元画像表示装置。
【請求項１６】
前記マルチシーン画像動態合成と表示プロセスにおいて、該バリアー電極が、垂直ストリップ状式視差バリアーを備える構造である時、
該マルチシーン合成画像ΣT(t)は、以下の公式により表され、
【数１７】
内、ｔは任意の時間で、Ｔは作用時間点で、その値は、以下の演算関係により決定され、
【数１８】
内、intは正の整数を求める関数で、Modは剰余数を求める関数で、
よって、Ｔは0≦T≦No-1 である正の整数で、また、Ｔ−ｋ<０である時、該Mod関数は、
【数１９】
の演算関係を備えることを特徴とする請求項１に記載のフルスクリーン三次元画像表示装置。
【請求項１７】
前記マルチシーン画像動態合成と表示プロセスにおいて、該バリアー電極が、傾斜ストリップ状式視差バリアー或いは傾斜格子状式視差バリアーの構造を備える時には、
該マルチシーン合成画像ΣT(t)は、以下の公式により表され、
【数２０】
内、ｔは任意の時間で、Ｔは作用時間点で、その値は、以下の演算関係により決定され、
【数２１】
内、intは正の整数を求める関数で、Modは剰余数を求める関数で、
よって、Ｔは0≦T≦No-1 の正の整数で、また、ｉ＋Ｔ−ｋ<０である時、該Mod関数は、
【数２２】
の演算関係を備えることを特徴とする請求項１に記載のフルスクリーン三次元画像表示装置。
【請求項１８】
前記バリアー電極動態駆動プロセスにおいて、該上、下リニア偏光板の偏光方向について、両者間が相互に垂直な状態を呈する時、該動態液晶電極駆動電圧
【数２３】
は、以下の公式により表され、
【数２４】
【数２５】
内、ｍは電極の通し番号数で、ｖはバリアー電極の駆動電圧信号で、ｔは任意の時間で、Ｔは作用時間点で、その値は、以下の演算関係により決定され、
【数２６】
内、intは正の整数を求める関数で、Modは剰余数を求める関数で、
よって、Ｔは0≦T≦No-1 の正の整数であることを特徴とする請求項１に記載のフルスクリーン三次元画像表示装置。
【請求項１９】
前記バリアー電極動態駆動プロセスにおいて、該上、下リニア偏光板の偏光方向について、両者間が相互に平行な状態を呈する時、該動態液晶電極駆動電圧
【数２７】
は、以下の公式により表され、
【数２８】
【数２９】
内、ｍは電極の通し番号数で、ｖはバリアー電極の駆動電圧信号で、ｔは任意の時間で、Ｔは作用時間点で、その値は、以下の演算関係により決定され、
【数３０】
内、intは正の整数を求める関数で、Modは剰余数を求める関数で、
よって、Ｔは0≦T≦No-1 の正の整数であることを特徴とする請求項１に記載のフルスクリーン三次元画像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【公開番号】特開２０１１−１３８１３４（Ｐ２０１１−１３８１３４Ａ）
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５６（Ｐ２０１１−５６）
【出願日】平成２３年１月４日（２０１１．１．４）
【出願人】（５０８２３２６３３）原創奈米科技股▲ふん▼有限公司 (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月４日（２０１１．１．４）
【出願人】（５０８２３２６３３）原創奈米科技股▲ふん▼有限公司 (9)
【Ｆターム（参考）】
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