立体表示装置及びその表示方法
【課題】本発明は、画像の解像度が悪くなることを防ぎ、画像の解像度と画質を向上させることができる立体表示装置を提供する。
【解決手段】表示モジュールと液晶レンズ配列及び駆動電圧源を含む立体表示装置において、前記表示モジュールは、１つの周期で少なくとも２つの視差付き画像を表示する。前記少なくとも２つの視差付き画像は、完璧な左目画像と右目画像を分割させる後再度組み合わせさせる画像である。前記駆動電圧源は、前記液晶レンズ配列を駆動して２つの視差付き画像の中で左目画像に対応する画像を左目可視範囲にガイドし、右目画像に対応する画像を右目可視範囲にガイドする。
【解決手段】表示モジュールと液晶レンズ配列及び駆動電圧源を含む立体表示装置において、前記表示モジュールは、１つの周期で少なくとも２つの視差付き画像を表示する。前記少なくとも２つの視差付き画像は、完璧な左目画像と右目画像を分割させる後再度組み合わせさせる画像である。前記駆動電圧源は、前記液晶レンズ配列を駆動して２つの視差付き画像の中で左目画像に対応する画像を左目可視範囲にガイドし、右目画像に対応する画像を右目可視範囲にガイドする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体表示装置とその表示方法に関し、特に高解像度の立体表示装置とその表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、主に使われている表示装置は平面表示装置である。科学技術の発展に伴って３Ｄ（Three-Dimensional）立体表示技術が開発されている。３Ｄ立体表示技術は、人類の左右それぞれの目が少し違う像を見ている現象（即ち、両眼視差）によって、物体の縦、横、高さを認識し、立体映像を感知する技術である。３Ｄ立体表示装置は、人工的に両眼視差を形成して両眼に少し違う２つの像が送られるようにし、且つ使用者の両眼に送られる少し違う２つの像によって脳が３Ｄ像を感知するようにする表示装置である。従来の３Ｄ立体表示装置は、補助的装置を使わなければ３Ｄ像を見ることができない。例えば、３Ｄヘルメット、３Ｄ偏光メガネ、シャッター式メガネなどのような補助的装置を使わなければ３Ｄ像を見ることができない。現在、補助的装置を使わなくても３Ｄ像を見ることができる裸眼式立体表示装置（autostereoscopic display）がある。今の裸眼式立体表示装置は、主に２Ｄ（Two-Dimensional）平面表示装置（液晶表示装置、プラズマ表示装置、電界放出表示装置、有機エレクトロルミネッセンスなどを含む）に光学格子を設置する裸眼式立体表示装置である。２Ｄ平面表示装置に使われる光学格子は、細隙光学格子、柱面光学格子などに分離することができる。それにより、前記裸眼式立体表示装置を細隙光学格子式立体表示装置とマイクロレンズ配列式立体表示装置に分離することができる。
【０００３】
前記細隙光学格子式立体表示装置は、障壁を通して光線を左目と右目の方向の光線に分離させて両眼視差を形成し、３Ｄ画像を得る。前記細隙光学格子式立体表示装置は、３Ｄ画像を表示することができるが、障壁によって一部の光線が遮断されるので、光線の利用率が悪くなる。前記マイクロレンズ配列式立体表示装置で光線を遮断されないので、光線の利用率が前記細隙光学格子式立体表示装置よりよい。しかし、前記マイクロレンズ配列式立体表示装置に使われる柱面光学格子の構造が固定されているので、焦点、格子の間の距離を調節することができない。
【０００４】
前記問題を解決するために、電気駆動式液晶レンズを使う立体表示装置を提案している。例えば、１９９６年２月２０日に公開されるアメリカの特開ＵＳ５４９３４２７号公報に公開される電気駆動式液晶レンズ付き立体表示装を参照することができる。前記電気駆動式液晶レンズ付き立体表示装は、一般の２Ｄ表示装置に電気駆動式液晶レンズを設置させる表示装置である。前記電気駆動式液晶レンズは、上基板と、下基板と、前記上基板に形成される複数の長手状電極と、前記下基板に形成される電極層と、前記長手状電極と電極層との間の形成される液晶層と、を含む。前記長手状電極と電極層に所定の電圧を印加すると、上基板と下基板との間に電界が発生し、前記液晶層の液晶分子の向きが変えられる。各長手状電極に違う電圧を印加する場合、各長手状電極の附近に置かれる各液晶分子の向きが変えられる量が違うので、入射される光線を屈折させる各長手状電極の附近に置かれる各液晶分子の屈折率が違いなる。これにより、柱面光学格子に似ている液晶レンズを得ることができる。即ち、前記液晶レンズに入射される光線が屈折率が違う各液晶分子に屈折される後、柱面光学格子から出る。前記液晶レンズは、前記長手状電極と電極層に電圧を印加することにより得るものであるので、各長手状電極に印加する電圧量と各長手状電極に印加する各電圧の分布を調節することにより液晶レンズの焦点、格子の間の距離を容易に調節することができる。
【０００５】
前記電気駆動式液晶レンズ付き立体表示装の画像形成の原理と細隙光学格子式立体表示装置及びマイクロレンズ配列式立体表示装置の画像形成の原理が同じである。これらの立体表示装置は、まず表示パネルの画素を半分ずつ分けて左画素と右画素を形成する。次に、左画素で左目観測用画像を形成し、右画素で右目観測用画像を形成する。次に、光学格子或いは液晶レンズを通して左目観測用画像と右目観測用画像の伝導方向を変えて、左目観測用画像を左目の観測範囲に送り、右目観測用画像を右目の観測範囲に送る。前記左目観測用画像がすべての画素の半分によって形成され、右目観測用画像がすべての画素のほかの半分によって形成されるので、表示パネルの解像度がもとの半分になり、立体表示装置の解像度と画質が悪くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】アメリカ特開ＵＳ５４９３４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の主な目的は、画像の解像度が悪くなることを防ぎ、画像の解像度と画質を向上させることができる立体表示装置及びその表示方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明では、表示モジュールと液晶レンズ配列及び駆動電圧源を含む立体表示装置を提供する。前記立体表示装置において、前記表示モジュールは、１つの周期で少なくとも２つの視差付き画像を表示する。前記少なくとも２つの視差付き画像は、完璧な左目画像と右目画像を分割させる後再度組み合わせさせる画像である。前記駆動電圧源は、前記液晶レンズ配列を駆動して２つの視差付き画像の中で左目画像に対応する画像を左目可視範囲にガイドし、右目画像に対応する画像を右目可視範囲にガイドする。
【０００９】
前記立体表示装置において、前記１つの周期が第一時間と第二時間を含む。前記第一時間に表示される視差付き画像は、第一左目画像の全解像度の半分から構成される第一左目画像と第一右目画像の全解像度の半分から構成される第一右目画像を含む。前記駆動電圧源は、前記液晶レンズ配列を駆動して第一左目画像を左目可視範囲にガイドし、第一右画像を右目可視範囲にガイドする。前記第二時間に表示される視差付き画像は、全左目画像で第一左目画像を除いて得る第二左目画像と、全右目画像で第一右目画像を除いて得る第二右目画像を含む。前記第二左目画像が形成される表示モジュールの位置が前記第一右目画像が形成される表示モジュールの位置に対応し、前記第二右目画像が形成される表示モジュールの位置が前記第一左目画像が形成される表示モジュールの位置に対応する。前記駆動電圧源は、前記液晶レンズ配列を駆動して、液晶レンズ配列が第一時間の液晶レンズ配列より所定のサイズ移動する。且つ、第二左目画像を左目可視範囲にガイドし、第二右画像を右目可視範囲にガイドする。
【００１０】
前記立体表示装置において、前記液晶レンズ配列は、第一基板と、第二基板と、第一電極と、第二電極と、液晶層と、を含む。前記第一電極は、前記第一基板に形成される複数の長手状電極を含む。前記第二電極は、前記第二基板の表面に形成されている。前記液晶層は、前記第一電極と第二電極との間に形成されている。前記駆動電圧源は、複数の長手状電極と第二電極との間の電位差を制御して液晶レンズ配列を形成し、且つ各長手状電極と第二電極との間の電位差を制御して液晶レンズ配列を移動させる。
【００１１】
前記立体表示装置において、前記第一電極と前記第一基板の間には、第三電極と、前記第一電極と第三電極との間に形成される第一絶縁層と、第二絶縁層と、がさらに設置されている。前記第二電極と液晶層の間には、複数の長手状電極を含む第四電極と、前記第二電極と第四電極との間に形成される第二絶縁層と、がさらに設置されている。前記駆動電圧源が第一時間には、第一電極と第二電極だけを駆動して液晶レンズ配列を形成する。第二時間には、第三電極と第四電極だけを駆動して液晶レンズ配列を形成する。第二時間に形成する液晶レンズ配列は、第一時間に形成する液晶レンズ配列より所定の距離が移動されている。
【００１２】
前記立体表示装置において、前記所定の距離は、視差付き画像で左目画像に属する画像ユニットの半分と、前記左目画像に隣接する右目画像に属する画像ユニットの半分と、の合計と同じである。
【００１３】
前記立体表示装置において、前記周期が人目の視覚滞在に必要する最長時間より小さい、若しくは、同じである。
【００１４】
上記課題を解決するために本発明では、以下のステップを含む立体画像表示方法を提供する。前記表示モジュールが１つの周期で少なくとも２つの視差付き画像を表示する。前記少なくとも２つの視差付き画像は、完璧な左目画像と右目画像を分割させる後再度組み合わせさせる画像である。各視差付き画像は、左目画像と右目画像の一部の画像を含む。前記一部の画像が前記視差付き画像に置かれる位置と、左目画像或いは右目画像に置かれる位置が同じである。前記駆動電圧源は、前記液晶レンズ配列を駆動して各視差付き画像で左目画像に対応する画像を左目可視範囲にガイドし、右目画像に対応する画像を右目可視範囲にガイドする。
【００１５】
前記立体画像表示方法において、前記１つの周期は、第一時間と第二時間を含む。前記第一時間に表示される視差付き画像は、第一左目画像の全解像度の半分から構成される第一左目画像と第一右目画像の全解像度の半分から構成される第一右目画像を含む。前記駆動電圧源は、前記液晶レンズ配列を駆動して第一左目画像を左目可視範囲にガイドし、第一右画像を右目可視範囲にガイドする。前記第二時間に表示される視差付き画像は、全左目画像で第一左目画像を除いて得る第二左目画像と、全右目画像で第一右目画像を除いて得る第二右目画像を含む。前記第二左目画像が形成される表示モジュールの位置は、前記第一右目画像が形成される表示モジュールの位置に対応する。前記第二右目画像が形成される表示モジュールの位置は、前記第一左目画像が形成される表示モジュールの位置に対応する。前記駆動電圧源は、前記液晶レンズ配列を駆動して、液晶レンズ配列が第一時間の液晶レンズ配列より所定のサイズ移動する一方、第二左目画像を左目可視範囲にガイドし、第二右画像を右目可視範囲にガイドする。
【００１６】
前記立体画像表示方法において、前記液晶レンズ配列は、第一基板と、第二基板と、第一電極と、第二電極と、液晶層と、を含む。前記第一電極は、前記第一基板に形成される複数の長手状電極を含む。前記第二電極は、前記第二基板の表面に形成されている。前記液晶層は、前記第一電極と第二電極との間に形成されている。前記駆動電圧源は、複数の長手状電極と第二電極との間の電位差を制御して液晶レンズ配列を形成し、各長手状電極と第二電極との間の電位差を制御して液晶レンズ配列の移動を実現する。
【００１７】
前記立体画像表示方法において、前記第一電極と前記第一基板の間には、第三電極と、前記第一電極と第三電極との間に形成される第一絶縁層と、第二絶縁層と、がさらに設置されている。前記第二電極と液晶層の間には、複数の長手状電極を含む第四電極と、前記第二電極と第四電極との間に形成される第二絶縁層と、がさらに設置されている。前記駆動電圧源は、第一時間で第一電極と第二電極だけを駆動して液晶レンズ配列を形成し、第二時間で第三電極と第四電極だけを駆動して液晶レンズ配列を形成し、且つ第二時間に形成する液晶レンズ配列は、第一時間に形成する液晶レンズ配列より所定の距離が移動されている。
【００１８】
前記立体画像表示方法において、前記所定の距離は、視差付き画像で左目画像に属する画像ユニットの半分と、前記左目画像に隣接する右目画像に属する画像ユニットの半分との合計と同じである。
【００１９】
前記立体画像表示方法において、前記周期は、人目の視覚滞在に必要する最長時間より小さい、若しくは、同じである。
【００２０】
上記課題を解決するために本発明では、表示モジュールと、液晶レンズ配列と、駆動装置を含む立体表示装置を提供する。前記表示モジュールは、前記第一時間で第一左目画像と第一右目画像を表示し、前記第二時間で第二左目画像と第二右目画像を表示する。前記第一左目画像が表示される位置は、第二右目画像が表示される位置に対応し、前記第一右目画像が表示される位置は、第二左目画像が表示される位置に対応する。且つ、前記第一左目画像と第二左目画像によって完璧な１つのフレームの左目画像が形成され、第一右目画像と第二右目画像によって完璧な１つのフレームの右目画像が形成される。前記液晶レンズ配列は、複数のレンズユニットを構成する。前記駆動装置は、前記レンズユニットを制御して第一時間のレンズユニットが第二時間のレンズユニットに対して一定の距離移動するようにする。且つ、第一時間と第二時間で第一左目画像と第二左目画像が全部左目可視区域にガイドされ、第一右目画像と第二右目画像が全部右目可視区域にガイドされるようにする。
【００２１】
前記立体表示装置において、前記表示モジュールで1つのフレームの左目画像を複数の左目画像ユニットに分けて、等間隔に平行に配列される一部の左目画像ユニットを第一左目画像にし、等間隔に平行に配列される他の左目画像ユニットを第二左目画像にする。同時に、1つのフレームの右目画像を複数の右目画像ユニットに分けて、等間隔に平行に配列される一部の右目画像ユニットを第一右目画像にし、等間隔に平行に配列される他の右目画像ユニットを第二左目画像にする。
【００２２】
前記立体表示装置において、前記液晶レンズ配列は、第一基板と、第二基板と、第一電極と、第二電極と、液晶層と、を含む。前記第一電極は、前記第一基板に離間して形成される複数の長手状電極を含む。前記第二電極は、前記第二基板の表面に形成されている。前記液晶層は、前記第一電極と第二電極との間に形成されている。
【００２３】
前記立体表示装置において、前記駆動電圧源は、第一電極と第二電極との間の電位差を制御して液晶レンズ配列を形成する。且つ、前記駆動電圧源は、第一電極と第二電極との間の電位差を制御して液晶レンズ配列を移動させる。
【００２４】
前記立体表示装置において、前記第一電極と前記第一基板の間には、第三電極と、前記第一電極と第三電極との間に形成される第一絶縁層と、第二絶縁層と、がさらに設置されている。前記第二電極と液晶層の間には、複数の長手状電極を含む第四電極と、前記第二電極と第四電極との間に形成される第二絶縁層と、がさらに設置されている。前記駆動電圧源は、第一時間で第一電極と第二電極を駆動して液晶レンズ配列を形成する。前記駆動電圧源は、第二時間で第三電極と第四電極を駆動して第一時間に形成する液晶レンズ配列より所定の距離が移動される液晶レンズ配列を形成する。
【００２５】
上記課題を解決するために本発明では、以下のステップを含む立体画像表示方法を提供する。即ち、第一左目画像と第一右目画像を同時に表示するステップと、第一左目画像を左目可視範囲にガイドさせ、第一右目画像を右目可視範囲にガイドさせるために複数のレンズユニットを形成するステップと、第二左目画像と第二右目画像を同時に表示して、前記第一左目画像が表示される位置が第二右目画像が表示される位置に対応し、前記第一右目画像が表示される位置が第二左目画像が表示される位置に対応し、且つ第一左目画像と第二左目画像によって完璧な１つのフレームの左目画像が形成され、第一右目画像と第二右目画像によって完璧な１つのフレームの右目画像が形成されるようにするステップと、
前記レンズユニットを一定の距離移動させて、第二左目画像が左目可視区域にガイドされ、第二右目画像が右目可視区域にガイドされるようにするステップと、を含む。
【発明の効果】
【００２６】
前記本発明の立体表示装置において、液晶レンズ配列が解像度が低下される左目画像と右目画像を再度組合させさせて表示するので、左目可視範囲の左目が完璧な左目画像を見、右目可視範囲の右目が完璧な右目画像を見ることができる。即ち、左目画像の半分と右目画像の半分が遮断されないので、解像度が損失されなく、観測者が全解像度の画像を見ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る立体表示装置を示す簡略図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る液晶レンズ配列を示す図である。
【図３】本発明の液晶レンズ配列により２Ｄ画像を表示することを示す図である。
【図４】第一電極に印加される電圧を示す図である。
【図５】液晶表示層によってレンズユニットが形成されることを示す図である。
【図６】第一電極に印加される電圧を示す座標図である。
【図７】本発明の液晶レンズ配列により３Ｄ画像を表示することを示す図である。
【図８】視差付き画像が分割されることを示す図である。
【図９】分割される視差付き画像を組み合わせさせることを示す図である。
【図１０】本発明の第一実施形態に係る高解像度の立体表示装置を示す図である。
【図１１】本発明の第二実施形態に係る液晶レンズ配列を示す図である。
【図１２】前記第四電極の長手状電極と第一電極の長手状電極を示す図である。
【図１３】視差付き画像が分割されることを示す図である。
【図１４】分割される視差付き画像を組み合わせさせることを示す図である。
【図１５】本発明の第二実施形態に係る高解像度の立体表示装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明に添付される図面を参照しながら本発明の実施形態に対して詳しく説明する。図面に対する理解を簡単にするために図面の局部のサイズを拡大して示す場合がある。
【００２９】
図１は、本発明に係る立体表示装置を示す簡略図である。本発明の立体表示装置は、液晶レンズ配列１００と、駆動電圧源５００と、表示モジュール３００と、を含む。前記表示モジュール３００は、平面画像を表示する一方、表示される平面画像を前記液晶レンズ配列１００に入射する。前記表示モジュール３００は、液晶表示装置、プラズマ表示装置、電界放出表示装置或いは有機エレクトロルミネッセンスなどである。図１で、前記表示モジュール３００を１つのパネルで示すが、実は表示パネルと表示回路なども含んでいる。前記液晶レンズ配列１００は、前記表示モジュール３００から伝送される平面画像を表示するか、或いは平面画像を立体画像に変えて立体画像を表示する。
【００３０】
図２は、本発明の第一実施形態に係る液晶レンズ配列を示す図である。図２の液晶レンズ配列１００は、第一基板１０１と、第二基板１０２と、第一電極１０３と、第二電極１０４と、液晶層１０５と、を含む。
【００３１】
前記第一基板１０１と第二基板１０２は、対向に配置されている。前記第一基板１０１は透明な平板状基板である。前記第一基板１０１の材料として透明なガラス、石英或いは合成樹脂を使うことができる。前記第二基板１０２も透明な平板状基板である。前記第二基板１０２の材料として透明なガラス、石英或いは合成樹脂を使うことができる。
【００３２】
前記第一電極１０３は、前記第二基板１０２に接近する前記第一基板１０１の表面に形成されている複数の長手状電極１０３１を含む。前記複数の長手状電極１０３１は、前記第一基板１０１の表面に離間して形成されている。好ましくは、複数の長手状電極１０３１の中の同士が平行し、隣接する２つの長手状電極１０３の間の距離が同じなように複数の長手状電極１０３１を配置することがよい（他の実施形態で、隣接する２つの長手状電極の間の距離が違うように設置してもよい。隣接する２つの長手状電極の間の距離が同じだということは必要な条件ではない）。
【００３３】
前記第二電極１０４は、前記第一電極１０３に対向するように前記第一基板１０１に接近する前記第二基板１０２の表面に形成されている。前記第一電極１０３と第二電極１０４は、透明な導電材料から構成されている。前記第一電極１０３と第二電極１０４の材料として、酸化インジウムスズ（Indium Tin Oxides、ＩＴＯ）、酸化インジュウム亜鉛（Indium Zinc Oxide、ＩＺＯ）或いは非結晶酸化インジウムスズ（a-Indium Tin Oxides、ａ−ＩＴＯ）を使うことができる。
【００３４】
前記液晶層１０５は、前記第一電極１０３と第二電極１０４との間に位置するように前記第一基板１０１と第二基板１０２との間にシールされている。前記第一基板１０１と第二基板１０２の周囲が紫外線（Ultraviolet Rays、ＵＶ）封止剤によってシールされているので、第一基板１０１と第二基板１０２との間にスペースが形成され、前記液晶層１０５が前記スペースにシールされている。前記液晶層１０５は、複数の棒状液晶分子１０５１から構成されている。棒状液晶分子１０５１の長さの方向を軸方向という。前記複数の棒状液晶分子１０５１の向きは、前記第一電極１０３と第二電極１０４との間に生ずる電界によって変えられる。即ち、前記棒状液晶分子１０５１の軸方向が変えられる。本実施形態で、正誘電率異方性液晶分子から構成される液晶分子１０５１を例にして説明する。
【００３５】
２Ｄ画像に得るために、前記第一電極１０３と第二電極１０４との間の電位差をゼロにし、前記液晶層１０５の棒状液晶分子１０５１の軸方向が前記第一基板１０１及び第二基板１０２に平行するようにする。前記第二基板１０２に垂直する方向に沿う光線を前記液晶レンズ配列１００に入射させる場合、液晶レンズ配列１００の一側に偏光フィルタを設置して、偏光フィルタによる偏光の方向が前記棒状液晶分子１０５１の軸方向に平行するようにする。前記光線が順に第二基板１０２、第二電極１０４、液晶層１０５、第一電極１０３及び第一基板１０１を透過すると、液晶レンズ配列１００の前に位置する人が２Ｄ画像を見ることができる。光線の透過方向は、図３を参照することができる。
【００３６】
３Ｄ画像に得るために、前記駆動電圧源５００を通して前記第二電極１０４に定電圧印加し、別々に前記第一電極１０３の各長手状電極１０３１に異なる電圧を印加する。図４に示すように、隣接する２つの長手状電極１０３１に不同な電圧が印加されている。連続に配列されるｎ個の長手状電極１０３１群の例において、第一目の長手状電極１０３１に最小電圧Ｖｍｉｎが印加され、第ｎ目の長手状電極１０３１に最大電圧Ｖｍａｘが印加される。第一目の長手状電極１０３１から第ｎ目の長手状電極１０３１までの順序で長手状電極１０３１に印加される電圧がだんだん高まる。且つ、第一目の長手状電極１０３１を対称軸する場合に、第一目の長手状電極１０３１の上側に位置する第ｎ目の長手状電極１０３１と、下側に位置する第ｎ目の長手状電極１０３１に同じな電圧が印加される。第一目の長手状電極１０３１から上側の第ｎ目の長手状電極１０３１までの順序或いは下側の第ｎ目の長手状電極１０３１までの順序で、長手状電極１０３１に印加される電圧がだんだん高まる。小さい電圧が印加される長手状電極１０３１の附近の棒状液晶分子１０５１の軸方向は少し変えられ、大きい電圧が印加される長手状電極１０３１の附近の棒状液晶分子１０５１の軸方向は多く変えられる。各棒状液晶分子１０５１の軸方向が変えられる量が違うので、各棒状液晶分子１０５１の屈折率が違いなる。屈折率が規則的に変わる複数の棒状液晶分子１０５１によって、同じであり且つ隣接する複数のレンズ構造が形成される。
【００３７】
説明を簡単にするために、液晶レンズ配列１００によって形成される各々のレンズ構造をレンズユニット１０５２という。図５に示すように、各レンズユニット１０５２の中心線を０に示し、各レンズユニット１０５２の外縁をＥに示す。１つのレンズユニット１０５２の中心線０と外縁Ｅとの間には、ｎ個の長手状電極１０３１が入っている。前記中心線０から外縁Ｅまでの方向で、長手状電極１０３１に印加される電圧が次第に変化される。前記中心線０の位置の長手状電極１０３１には、最小電圧Ｖｍｉｎが印加される。一般的な場合で、前記最小電圧Ｖｍｉｎが棒状液晶分子１０５１の軸方向を変えることができる起動電圧Ｖ（threshold voltage）より大きい。前記起動電圧Ｖは、以下の公式によって得ることができる。
【数１】
前記公式で、Δεは液晶の誘電率異方性であり、Ｋ１は液晶層の弾性係数であり、ε0は自由空間の誘電率である。前記中心線０から外縁Ｅまでの方向で、各長手状電極１０３１に印加される電圧がだんだん高まる。前記外縁Ｅの位置の長手状電極１０３１には、最大電圧Ｖｍａｘが印加される。且つ、１つのレンズユニット１０５２で中心線０を対称軸にする場合、中心線０に対称する２つの長手状電極１０３１に同じな電圧が印加される。
【００３８】
前記中心線０から外縁Ｅまでの方向に沿う各長手状電極１０３１に印加する電圧は、同量に増やすか、少量ずつ増やす後に大量ずつ増やすか、或いは大量ずつ増やす後に少量ずつ増やすことができる。各長手状電極１０３１に印加する電圧は、実の表示需要に従って決めることができる。図６は、１つのレンズユニット１０５２に印加される電圧を示す図である。
【００３９】
前記第二基板１０２に垂直する方向に前記液晶レンズ配列１００に入射する光線が、前記第二基板１０２及び第二電極１０４を透過する後、いずれかのレンズユニット１０５２に入射される。前記中心線０から外縁Ｅまでの方向で、各棒状液晶分子１０５１の不同な軸方向の変動量により各棒状液晶分子１０５１が違う屈折率を有するようになる。違う屈折率を有している各棒状液晶分子１０５１によって、前記液晶レンズ配列１００が柱面光学格子に似ている光学格子になる。即ち、前記液晶レンズ配列１００が光線に与える影響と柱面光学格子が光線に与える影響が似ている。前記光線が視差を有している左目画像Ｌと右目画像Ｒにより構成される場合、前記左目画像Ｌが前記棒状液晶分子１０５１によって左目可視範囲に入射され、前記右目画像Ｒが前記棒状液晶分子１０５１によって右目可視範囲に入射される。図７に示すように、前記左目可視範囲と右目可視範囲との間の距離と、左目と右目との間の距離が同じ場合、観測者が３Ｄ画像を見ることができる。
【００４０】
高解像度の３Ｄ画像を得るために、前記第一電極１０３の長手状電極１０３１に印加する電圧を前記中心線０から外縁Ｅまでの方向に沿って周期的に移動させて、前記液晶レンズ配列１００のレンズユニット１０５２が移動するようにする。即ち、前記液晶レンズ配列１００のレンズユニット１０５２が前記中心線０から外縁Ｅまでの方向に沿って周期的に移動するようにする。前記液晶レンズ配列１００のレンズユニット１０５２を連続的に移動させる場合、レンズユニット１０５２が流れることのようになる。
【００４１】
以下、図８を参照しながら、前記表示モジュール３００が前記液晶レンズ配列１００に平面画像を提供することから説明する。一般的に、観測者が立体画像を見ようとすると、左目と右目に視差を有している左目画像Ｌと右目画像Ｒを別々に提供しなければならない。１つのフレーム（One Frame）の左目画像Ｌを隣接する２つのフレームの画像に分けて、第一時間内には第一左目画像１０を表示し、第二時間内には第二左目画像２０を表示することができる。前記第一左目画像１０と第二左目画像２０は、完璧な１つのフレームの左目画像Ｌを構成する。１つのフレームの右目画像Ｒを隣接する２つのフレームの画像に分けて、第一時間内には第一右目画像３０を表示し、第二時間内には第右左目画像４０を表示することができる。前記第一右目画像３０と第二右目画像４０は、完璧な１つのフレームの右目画像Ｒを構成する。人目に視覚の滞在が存在し、第一時間及び第二時間の周期が人目の視覚滞在に必要する時間より小さい、若しくは、同じであるので、観測者の左目で完璧な左目画像Ｌを見、右目で完璧な右目画像Ｒを見ることができる。
【００４２】
前記第一左目画像１０は、隣接する同士の間の距離が同じであり、同士が平行するように配列される複数の画像ユニットＬ１を含む。隣接する前記画像ユニットＬ１の間ごとには、間隙Ｂ＿Ｌ１が形成されている。本実施形態で、すべての画像ユニットを同じなＬ１で示したが、各画像ユニットＬ１が同じなことを表示することではなく、第一時間内に複数の画像ユニットＬ１が第一左目画像１０を表示することを説明する。前記第二左目画像２０は、隣接する同士の間の距離が同じであり、同士が平行するように配列される複数の画像ユニットＬ２を含む。前記第一右目画像３０は、隣接する同士の間の距離が同じであり、同士が平行するように配列される複数の画像ユニットＲ１を含む。前記第二右目画像４０は、隣接する同士の間の距離が同じであり、同士が平行するように配列される複数の画像ユニットＲ２を含む。隣接する前記画像ユニットＬ２の間ごとには、間隙Ｂ＿Ｌ２が形成され、隣接する前記画像Ｒ１の間ごとには、間隙Ｂ＿Ｒ１が形成され、隣接する前記画像ユニットＲ２の間ごとには、間隙Ｂ＿Ｒ２が形成されている。本実施形態で、前記間隙Ｂ＿Ｌ１、間隙Ｂ＿Ｌ２、間隙Ｂ＿Ｒ１及び間隙Ｂ＿Ｒ２のサイズが同じに形成されている。前記第一左目画像１０の画像ユニットＬ１は、前記第一右目画像３０間隙Ｂ＿Ｒ１に対応する位置に形成され、前記第一右目画像３０の画像ユニットＲ１は、前記第一左目画像１０の間隙Ｂ＿Ｌ１に対応する位置に形成されている。従って、前記第一左目画像１０と第一右目画像３０が第一時間に完璧な画像を形成することができる。前記第二左目画像２０の画像ユニットＬ２は、前記第二右目画像４０間隙Ｂ＿Ｒ２に対応する位置に形成され、前記第二右目画像４０の画像ユニットＲ２は、前記第二左目画像２０の間隙Ｂ＿Ｌ２に対応する位置に形成されている。従って、前記第二左目画像２０と第二右目画像４０が第一時間に完璧な画像を形成することができる。
【００４３】
図９に示すように、画像ユニットＬ１が第一右目画像３０の間隙Ｂ＿Ｒ１に入り、且つ画像ユニットＲ１が記第一左目画像１０の間隙Ｂ＿Ｌ１に入るように、第一時間の第一左目画像１０と第一時間の第一右目画像３０を組み合わせさせると、第一時間の画像Ｔ１を形成することができる。同じな原理で、画像ユニットＬ２が第二右目画像４０の間隙Ｂ＿Ｒ２に入り、且つ画像ユニットＲ２が記第二左目画像２０の間隙Ｂ＿Ｌ２に入るように、第二時間の第二左目画像２０と第一時間の第二右目画像４０を組み合わせさせると、第二時間の画像Ｔ２を形成することができる。
【００４４】
前記第一時間と第二時間は隣接する時間であり、且つ第一時間の長さと第二時間の長さが同じである。前記表示モジュール３００のリフレッシュレート（refresh rate）が１２０Ｈｚである場合、リフレッシュレートの６０Ｈｚで第一時間の画像Ｔ１を表示し、他のリフレッシュレートの６０Ｈｚで第二時間の画像Ｔ２を表示する。リフレッシュレート１２０の中で、画像Ｔ１と画像Ｔ２が交替的に表示される。
【００４５】
本実施形態で、前記表示モジュール３００の１つのリフレッシュ周期の中の第一時間と第二時間を例にして説明する。図１０は、本発明の第一実施形態に係る高解像度の立体表示装置を示す図である。
【００４６】
前記第一時間で、前記表示装置３００が第一時間の画像Ｔ１を示す。この場合、前記液晶レンズ配列１００のレンズユニット１０５２は、第一時間の画像Ｔ１の画像ユニットＬ１と画像ユニットＲ１に対応する。前記画像ユニットＬ１と画像ユニットＲ１は、中心線Ｏに対称する。前記画像ユニットＬ１は、前記レンズユニット１０５２によって前記左目可視範囲に送られ、前記画像ユニットＲ１は、前記レンズユニット１０５２によって前記左目可視範囲に送られる。前記内容は、図１０の実線を参照することができる。
【００４７】
前記第二時間で、前記第一電極１０３の長手状電極１０３１に印加される電圧が中心線Ｏから辺縁Ｅまでの方向に沿って画像ユニットＬのサイズぐらい移動されると、前記液晶レンズ配列１００も画像ユニットＬのサイズぐらい移動される（或いは、左目画像に属する画像ユニットの半分と、前記左目画像に隣接する右目画像に属する画像ユニットの半分と、の合計ぐらい移動させてもよい）。これにより、前記表示モジュール３００が第二時間の画像Ｔ２を表示することができる。この場合、前記液晶レンズ配列１００のレンズユニット１０５２は、第二時間の画像Ｔ２の画像ユニットＬ２と画像ユニットＲ２に対応する。前記画像ユニットＬ２と画像ユニットＲ２は、中心線Ｏに対称する。前記画像ユニットＬ２は、前記レンズユニット１０５２によって前記左目可視範囲に送られ、前記画像ユニットＲ２は、前記レンズユニット１０５２によって前記右目可視範囲に送られる。前記内容は、図１０の点線を参照することができる。
【００４８】
前記第一時間と第二時間で、左目可視範囲の左目が完璧な左目画像Ｌを見、右目可視範囲の右目が完璧な右目画像Ｒを見ることができる。即ち、左目画像Ｌの半分と右目画像Ｒの半分が遮断されないので、解像度が損失されなく、観測者が全解像度の画像を見ることができる。
【００４９】
本実施形態で、表示モジュール３００が第一時間に表示する画像Ｔ１は、左目画像Ｌを分割させる後再度組み合わせさせる画像であり、第二時間に表示する画像Ｔ２は、右目画像Ｒを分割させる後再度組み合わせさせる画像である。前記左目画像Ｌと右目画像Ｒを分割させる最小単位は、画像ユニットＬ１、Ｌ２、Ｒ１或いはＲ２である。他の実施形態で、左目画像Ｌと右目画像Ｒを複数（２より大きい数字）の画像ユニットに分割させる後、前記液晶レンズ配列１００を視差の有する画像が分割される最小単位ぐらい移動させて、立体画像表示を実現することができる。
【００５０】
図１１は、本発明の第二実施形態に係る液晶レンズ配列を示す図である。
図１１の液晶レンズ配列２００は、第一基板２０１と、第二基板２０２と、第一電極２０３と、第二電極２０４と、第三電極２０５と、第四電極２０６と、第一絶縁層２０７と、第二絶縁層２０８と、液晶層２０９と、を含む。
【００５１】
前記第一基板２０１と第二基板２０２は、対向に配置されている。前記第一基板２０１は透明な平板状基板である。前記第一基板２０１の材料として透明なガラス、石英或いは合成樹脂を使うことができる。前記第二基板２０２も透明な平板状基板である。前記第二基板２０２の材料として透明なガラス、石英或いは合成樹脂を使うことができる。
【００５２】
前記第三電極２０５は、前記第二基板２０２に対向する前記第一基板２０１の表面に形成されている。
【００５３】
前記第一絶縁層２０７は、前記第二基板２０２に対向する前記第三電極２０５の表面に形成され、且つ透明な材料から構成される絶縁層である。
【００５４】
前記第一電極２０３は、前記第二基板２０２に対向する前記第一絶縁層２０７の表面に形成され、複数の長手状電極２０３１を含む。前記複数の長手状電極２０３１は、前記第一絶縁層２０７の表面に離間して形成されている。好ましくは、複数の長手状電極２０３１の中の同士が平行し、隣接する２つの長手状電極２０３の間の距離が同じなように配置することがよい（他の実施形態で、隣接する２つの長手状電極の間の距離が違うように設置してもよい。隣接する２つの長手状電極の間の距離が同じだということは必要な条件ではない）。
【００５５】
前記第二電極２０４は、前記第一電極２０３に対向するように、前記第一基板２０１に接近する第二基板２０２の表面に形成されている。
【００５６】
前記第二絶縁層２０８は、前記第一絶縁層２０７に対向するように、前記第一基板２０１に接近する前記第二電極２０４の表面に形成されている。前記第二絶縁層２０８は、透明な材料から構成される絶縁層である。
【００５７】
前記第四電極２０６は、前記第一基板２０１に接近する前記第二絶縁層２０８の表面に形成され、複数の複数の長手状電極２０６１を含む。前記複数の長手状電極２０６１は、前記第二絶縁層２０８の表面に離間して形成されている。好ましくは、複数の長手状電極２０３１の中の同士が平行し、隣接する２つの長手状電極２０３の間の距離が同じなように配置することがよい。一番近い前記第四電極２０６の長手状電極２０６１と前記第一電極２０３の長手状電極２０３１との間の連結線は、前記第二基板２０２の表面に垂直するか垂直しない。即ち、前記第四電極２０６の長手状電極２０６１は、第四電極２０６の長手状電極２０６１に一番近い前記第一電極２０３の長手状電極２０３１の正面にあるか、少し偏移されている。前記内容は、図１２を参照することができる。
【００５８】
前記第一電極２０３、第二電極２０４、第三電極２０５及び第四電極２０６は、透明な導電材料から構成されている。これらの電極の材料として、酸化インジウムスズ、酸化インジュウム亜鉛或いは非結晶酸化インジウムスズを使うことができる。
【００５９】
前記液晶層２０９は、前記第一基板２０１と第二基板２０２との間にシールされている。前記第一基板２０１と第二基板２０２の周囲が紫外線封止剤によってシールされているので、第一基板２０１と第二基板２０２との間にスペースが形成され、前記液晶層２０９が前記スペースにシールされている。前記液晶層２０９は、複数の棒状液晶分子２０９１から構成されている。棒状液晶分子２０９１の長さの方向を軸方向という。
【００６０】
２Ｄ画像に得るために、前記第一電極２０３と第二電極２０４と、第三電極２０５と、第四電極２０６との間の電位差をゼロにし、前記液晶層２０９の棒状液晶分子２０９１の軸方向が前記第一基板２０１及び第二基板２０２に平行するようにする。前記第二基板２０２に垂直する方向に沿う光線を前記液晶レンズ配列２００に入射させる場合、液晶レンズ配列２００の一側に偏光フィルタを設置して、偏光フィルタによる偏光の方向が前記棒状液晶分子２０９１の軸方向に平行するようにする。前記光線が順に第二基板２０２、第二電極２０４、第二絶縁層２０８、第四電極２０６、液晶層２０９、第一電極２０３、第一絶縁層２０７、第三電極２０５及び第一基板２０１を通すと、液晶レンズ配列２００の前に位置する人が２Ｄ画像を見ることができる。
【００６１】
３Ｄ画像に得るために、前記駆動電圧源５００を通して、隣接する長手状電極２０３１の電圧が違うように前記第一電極２０３の各々の長手状電極２０３１に異なる電圧を印加し、前記第二電極２０４には定電圧を印加し、前記第三電極２０５は接地させ、前記第四電極２０６には電圧を印加しない。これによって液晶レンズ配列を形成する。また、隣接する長手状電極２０６１の電圧が違うように前記第四電極２０６の各々の長手状電極２０６１に異なる電圧を印加し、前記第三電極２０５には定電圧を印加し、前記第二電極２０４は接地させ、前記第一電極２０３には電圧を印加しない。３Ｄ画像に得る過程は、第一実施形態での説明を参照することができるのでここで再度説明しない。
【００６２】
高解像度の３Ｄ画像を得るために、前記第一電極２０３の長手状電極２０３１と前記第四電極２０６の長手状電極２０６１に電圧を交替的に印加して、前記液晶レンズ配列２００のレンズユニット２０９２が中心線０から外縁Ｅまでの方向に沿って移動するようにする。本実施形態の表示モジュールが各時間に表示する画像は、第一実施形態の説明を参照することができる。以下、図１３と図１４を一緒に参照なさい。図１３は、視差を有する画像が分割されることを示す図である。図１４は、分割される視差の有する画像を組み合わせさせることを示す図である。
【００６３】
第一時間で、前記第一電極２０３の各々の長手状電極２０３１には周期的に変化する電圧を印加し、第二電極２０４には定電圧を印加し、第三電極２０５は接地させるか電圧を印加しなく、第四電極２０６には電圧を印加しない。これによって、第一時間の液晶レンズ配列を形成する。前記第一時間で、表示モジュールが第一時間の画像Ｔ１を表示する。前記液晶レンズ配列２００のレンズユニット２０９２は、第一時間の画像Ｔ１の画像ユニットＬ１と画像ユニットＲ１に対応する。前記画像ユニットＬ１と画像ユニットＲ１は、中心線Ｏに対称する。前記画像ユニットＬ１は前記レンズユニット２０９２によって前記左目可視範囲に送られ、前記画像ユニットＲ１は前記レンズユニット２０９２によって前記左目可視範囲に送られる。前記内容は、図１５の実線を参照することができる。
【００６４】
前記第二時間で、第四電極２０６の各々の長手状電極２０６１に周期的な電圧を印加し、第三電極２０５には定電圧を印加し、第二電極２０４は接地させるか電圧を印加しなく、第一電極２０３には電圧を印加しない。第二時間と第一時間の状態を比較すると、第二時間の液晶レンズ配列２００のレンズユニット２０９２が中心線Ｏから辺縁Ｅまでの方向に沿って画像ユニットＬ１のサイズぐらい移動される。この場合、前記表示モジュールが第二時間の画像Ｔ２を表示する。前記液晶レンズ配列２００のレンズユニット２０９２は、第二時間の画像Ｔ２の画像ユニットＬ２と画像ユニットＲ２に対応する。前記画像ユニットＬ２と画像ユニットＲ２は、中心線Ｏに対称する。前記画像ユニットＬ２は、液晶レンズ配列２００によって前記左目可視範囲に送られ、前記画像ユニットＲ２は、液晶レンズ配列２００によって前記右目可視範囲に送られる。前記内容は、図１５の点線を参照することができる。
【００６５】
前記ように、前記第一時間と第二時間で、左目可視範囲の左目が完璧な左目画像Ｌを見、右目可視範囲の右目が完璧な右目画像Ｒを見ることができる。即ち、左目画像Ｌの半分と右目画像Ｒの半分が遮断されないので、解像度が損失されなく、観測者が全解像度の画像を見ることができる。
【００６６】
高解像度の表示効果を得ることは、前記２つの実施形態の液晶レンズ配列に制限されていることはない。電気で調節することができるすべての電気駆動液晶レンズ配列は、皆本発明の目的を実現することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１００、２００ 液晶レンズ配列
１０１、２０１ 第一基板
１０２、２０２ 第二基板
１０３、 ２０３ 第一電極
１０３１、２０３１、２０６１ 長手状電極
１０４、２０４ 第二電極
１０５、２０９ 液晶層
１０５１、２０９１ 棒状液晶分子
２０５ 第三電極
２０６ 第四電極
２０７ 第一絶縁層
２０８ 第二絶縁層
３００ 表示モジュール
５００ 駆動電圧源
Ｖｍｉｎ 最小電圧
Ｖｍａｘ 最大電圧
Ｌ 左目画像
Ｒ 右目画像
０ 中心線
Ｅ 外縁
Ｌ１ 画像ユニット
Ｂ＿Ｌ１ 間隙
Ｌ２ 画像ユニット
Ｂ＿Ｌ２ 間隙
Ｒ１ 画像ユニット
Ｂ＿Ｒ１ 間隙
Ｒ２ 画像ユニット
Ｂ＿Ｒ２ｂ間隙
Ｔ１、Ｔ２ 画像
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体表示装置とその表示方法に関し、特に高解像度の立体表示装置とその表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、主に使われている表示装置は平面表示装置である。科学技術の発展に伴って３Ｄ（Three-Dimensional）立体表示技術が開発されている。３Ｄ立体表示技術は、人類の左右それぞれの目が少し違う像を見ている現象（即ち、両眼視差）によって、物体の縦、横、高さを認識し、立体映像を感知する技術である。３Ｄ立体表示装置は、人工的に両眼視差を形成して両眼に少し違う２つの像が送られるようにし、且つ使用者の両眼に送られる少し違う２つの像によって脳が３Ｄ像を感知するようにする表示装置である。従来の３Ｄ立体表示装置は、補助的装置を使わなければ３Ｄ像を見ることができない。例えば、３Ｄヘルメット、３Ｄ偏光メガネ、シャッター式メガネなどのような補助的装置を使わなければ３Ｄ像を見ることができない。現在、補助的装置を使わなくても３Ｄ像を見ることができる裸眼式立体表示装置（autostereoscopic display）がある。今の裸眼式立体表示装置は、主に２Ｄ（Two-Dimensional）平面表示装置（液晶表示装置、プラズマ表示装置、電界放出表示装置、有機エレクトロルミネッセンスなどを含む）に光学格子を設置する裸眼式立体表示装置である。２Ｄ平面表示装置に使われる光学格子は、細隙光学格子、柱面光学格子などに分離することができる。それにより、前記裸眼式立体表示装置を細隙光学格子式立体表示装置とマイクロレンズ配列式立体表示装置に分離することができる。
【０００３】
前記細隙光学格子式立体表示装置は、障壁を通して光線を左目と右目の方向の光線に分離させて両眼視差を形成し、３Ｄ画像を得る。前記細隙光学格子式立体表示装置は、３Ｄ画像を表示することができるが、障壁によって一部の光線が遮断されるので、光線の利用率が悪くなる。前記マイクロレンズ配列式立体表示装置で光線を遮断されないので、光線の利用率が前記細隙光学格子式立体表示装置よりよい。しかし、前記マイクロレンズ配列式立体表示装置に使われる柱面光学格子の構造が固定されているので、焦点、格子の間の距離を調節することができない。
【０００４】
前記問題を解決するために、電気駆動式液晶レンズを使う立体表示装置を提案している。例えば、１９９６年２月２０日に公開されるアメリカの特開ＵＳ５４９３４２７号公報に公開される電気駆動式液晶レンズ付き立体表示装を参照することができる。前記電気駆動式液晶レンズ付き立体表示装は、一般の２Ｄ表示装置に電気駆動式液晶レンズを設置させる表示装置である。前記電気駆動式液晶レンズは、上基板と、下基板と、前記上基板に形成される複数の長手状電極と、前記下基板に形成される電極層と、前記長手状電極と電極層との間の形成される液晶層と、を含む。前記長手状電極と電極層に所定の電圧を印加すると、上基板と下基板との間に電界が発生し、前記液晶層の液晶分子の向きが変えられる。各長手状電極に違う電圧を印加する場合、各長手状電極の附近に置かれる各液晶分子の向きが変えられる量が違うので、入射される光線を屈折させる各長手状電極の附近に置かれる各液晶分子の屈折率が違いなる。これにより、柱面光学格子に似ている液晶レンズを得ることができる。即ち、前記液晶レンズに入射される光線が屈折率が違う各液晶分子に屈折される後、柱面光学格子から出る。前記液晶レンズは、前記長手状電極と電極層に電圧を印加することにより得るものであるので、各長手状電極に印加する電圧量と各長手状電極に印加する各電圧の分布を調節することにより液晶レンズの焦点、格子の間の距離を容易に調節することができる。
【０００５】
前記電気駆動式液晶レンズ付き立体表示装の画像形成の原理と細隙光学格子式立体表示装置及びマイクロレンズ配列式立体表示装置の画像形成の原理が同じである。これらの立体表示装置は、まず表示パネルの画素を半分ずつ分けて左画素と右画素を形成する。次に、左画素で左目観測用画像を形成し、右画素で右目観測用画像を形成する。次に、光学格子或いは液晶レンズを通して左目観測用画像と右目観測用画像の伝導方向を変えて、左目観測用画像を左目の観測範囲に送り、右目観測用画像を右目の観測範囲に送る。前記左目観測用画像がすべての画素の半分によって形成され、右目観測用画像がすべての画素のほかの半分によって形成されるので、表示パネルの解像度がもとの半分になり、立体表示装置の解像度と画質が悪くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】アメリカ特開ＵＳ５４９３４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の主な目的は、画像の解像度が悪くなることを防ぎ、画像の解像度と画質を向上させることができる立体表示装置及びその表示方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明では、表示モジュールと液晶レンズ配列及び駆動電圧源を含む立体表示装置を提供する。前記立体表示装置において、前記表示モジュールは、１つの周期で少なくとも２つの視差付き画像を表示する。前記少なくとも２つの視差付き画像は、完璧な左目画像と右目画像を分割させる後再度組み合わせさせる画像である。前記駆動電圧源は、前記液晶レンズ配列を駆動して２つの視差付き画像の中で左目画像に対応する画像を左目可視範囲にガイドし、右目画像に対応する画像を右目可視範囲にガイドする。
【０００９】
前記立体表示装置において、前記１つの周期が第一時間と第二時間を含む。前記第一時間に表示される視差付き画像は、第一左目画像の全解像度の半分から構成される第一左目画像と第一右目画像の全解像度の半分から構成される第一右目画像を含む。前記駆動電圧源は、前記液晶レンズ配列を駆動して第一左目画像を左目可視範囲にガイドし、第一右画像を右目可視範囲にガイドする。前記第二時間に表示される視差付き画像は、全左目画像で第一左目画像を除いて得る第二左目画像と、全右目画像で第一右目画像を除いて得る第二右目画像を含む。前記第二左目画像が形成される表示モジュールの位置が前記第一右目画像が形成される表示モジュールの位置に対応し、前記第二右目画像が形成される表示モジュールの位置が前記第一左目画像が形成される表示モジュールの位置に対応する。前記駆動電圧源は、前記液晶レンズ配列を駆動して、液晶レンズ配列が第一時間の液晶レンズ配列より所定のサイズ移動する。且つ、第二左目画像を左目可視範囲にガイドし、第二右画像を右目可視範囲にガイドする。
【００１０】
前記立体表示装置において、前記液晶レンズ配列は、第一基板と、第二基板と、第一電極と、第二電極と、液晶層と、を含む。前記第一電極は、前記第一基板に形成される複数の長手状電極を含む。前記第二電極は、前記第二基板の表面に形成されている。前記液晶層は、前記第一電極と第二電極との間に形成されている。前記駆動電圧源は、複数の長手状電極と第二電極との間の電位差を制御して液晶レンズ配列を形成し、且つ各長手状電極と第二電極との間の電位差を制御して液晶レンズ配列を移動させる。
【００１１】
前記立体表示装置において、前記第一電極と前記第一基板の間には、第三電極と、前記第一電極と第三電極との間に形成される第一絶縁層と、第二絶縁層と、がさらに設置されている。前記第二電極と液晶層の間には、複数の長手状電極を含む第四電極と、前記第二電極と第四電極との間に形成される第二絶縁層と、がさらに設置されている。前記駆動電圧源が第一時間には、第一電極と第二電極だけを駆動して液晶レンズ配列を形成する。第二時間には、第三電極と第四電極だけを駆動して液晶レンズ配列を形成する。第二時間に形成する液晶レンズ配列は、第一時間に形成する液晶レンズ配列より所定の距離が移動されている。
【００１２】
前記立体表示装置において、前記所定の距離は、視差付き画像で左目画像に属する画像ユニットの半分と、前記左目画像に隣接する右目画像に属する画像ユニットの半分と、の合計と同じである。
【００１３】
前記立体表示装置において、前記周期が人目の視覚滞在に必要する最長時間より小さい、若しくは、同じである。
【００１４】
上記課題を解決するために本発明では、以下のステップを含む立体画像表示方法を提供する。前記表示モジュールが１つの周期で少なくとも２つの視差付き画像を表示する。前記少なくとも２つの視差付き画像は、完璧な左目画像と右目画像を分割させる後再度組み合わせさせる画像である。各視差付き画像は、左目画像と右目画像の一部の画像を含む。前記一部の画像が前記視差付き画像に置かれる位置と、左目画像或いは右目画像に置かれる位置が同じである。前記駆動電圧源は、前記液晶レンズ配列を駆動して各視差付き画像で左目画像に対応する画像を左目可視範囲にガイドし、右目画像に対応する画像を右目可視範囲にガイドする。
【００１５】
前記立体画像表示方法において、前記１つの周期は、第一時間と第二時間を含む。前記第一時間に表示される視差付き画像は、第一左目画像の全解像度の半分から構成される第一左目画像と第一右目画像の全解像度の半分から構成される第一右目画像を含む。前記駆動電圧源は、前記液晶レンズ配列を駆動して第一左目画像を左目可視範囲にガイドし、第一右画像を右目可視範囲にガイドする。前記第二時間に表示される視差付き画像は、全左目画像で第一左目画像を除いて得る第二左目画像と、全右目画像で第一右目画像を除いて得る第二右目画像を含む。前記第二左目画像が形成される表示モジュールの位置は、前記第一右目画像が形成される表示モジュールの位置に対応する。前記第二右目画像が形成される表示モジュールの位置は、前記第一左目画像が形成される表示モジュールの位置に対応する。前記駆動電圧源は、前記液晶レンズ配列を駆動して、液晶レンズ配列が第一時間の液晶レンズ配列より所定のサイズ移動する一方、第二左目画像を左目可視範囲にガイドし、第二右画像を右目可視範囲にガイドする。
【００１６】
前記立体画像表示方法において、前記液晶レンズ配列は、第一基板と、第二基板と、第一電極と、第二電極と、液晶層と、を含む。前記第一電極は、前記第一基板に形成される複数の長手状電極を含む。前記第二電極は、前記第二基板の表面に形成されている。前記液晶層は、前記第一電極と第二電極との間に形成されている。前記駆動電圧源は、複数の長手状電極と第二電極との間の電位差を制御して液晶レンズ配列を形成し、各長手状電極と第二電極との間の電位差を制御して液晶レンズ配列の移動を実現する。
【００１７】
前記立体画像表示方法において、前記第一電極と前記第一基板の間には、第三電極と、前記第一電極と第三電極との間に形成される第一絶縁層と、第二絶縁層と、がさらに設置されている。前記第二電極と液晶層の間には、複数の長手状電極を含む第四電極と、前記第二電極と第四電極との間に形成される第二絶縁層と、がさらに設置されている。前記駆動電圧源は、第一時間で第一電極と第二電極だけを駆動して液晶レンズ配列を形成し、第二時間で第三電極と第四電極だけを駆動して液晶レンズ配列を形成し、且つ第二時間に形成する液晶レンズ配列は、第一時間に形成する液晶レンズ配列より所定の距離が移動されている。
【００１８】
前記立体画像表示方法において、前記所定の距離は、視差付き画像で左目画像に属する画像ユニットの半分と、前記左目画像に隣接する右目画像に属する画像ユニットの半分との合計と同じである。
【００１９】
前記立体画像表示方法において、前記周期は、人目の視覚滞在に必要する最長時間より小さい、若しくは、同じである。
【００２０】
上記課題を解決するために本発明では、表示モジュールと、液晶レンズ配列と、駆動装置を含む立体表示装置を提供する。前記表示モジュールは、前記第一時間で第一左目画像と第一右目画像を表示し、前記第二時間で第二左目画像と第二右目画像を表示する。前記第一左目画像が表示される位置は、第二右目画像が表示される位置に対応し、前記第一右目画像が表示される位置は、第二左目画像が表示される位置に対応する。且つ、前記第一左目画像と第二左目画像によって完璧な１つのフレームの左目画像が形成され、第一右目画像と第二右目画像によって完璧な１つのフレームの右目画像が形成される。前記液晶レンズ配列は、複数のレンズユニットを構成する。前記駆動装置は、前記レンズユニットを制御して第一時間のレンズユニットが第二時間のレンズユニットに対して一定の距離移動するようにする。且つ、第一時間と第二時間で第一左目画像と第二左目画像が全部左目可視区域にガイドされ、第一右目画像と第二右目画像が全部右目可視区域にガイドされるようにする。
【００２１】
前記立体表示装置において、前記表示モジュールで1つのフレームの左目画像を複数の左目画像ユニットに分けて、等間隔に平行に配列される一部の左目画像ユニットを第一左目画像にし、等間隔に平行に配列される他の左目画像ユニットを第二左目画像にする。同時に、1つのフレームの右目画像を複数の右目画像ユニットに分けて、等間隔に平行に配列される一部の右目画像ユニットを第一右目画像にし、等間隔に平行に配列される他の右目画像ユニットを第二左目画像にする。
【００２２】
前記立体表示装置において、前記液晶レンズ配列は、第一基板と、第二基板と、第一電極と、第二電極と、液晶層と、を含む。前記第一電極は、前記第一基板に離間して形成される複数の長手状電極を含む。前記第二電極は、前記第二基板の表面に形成されている。前記液晶層は、前記第一電極と第二電極との間に形成されている。
【００２３】
前記立体表示装置において、前記駆動電圧源は、第一電極と第二電極との間の電位差を制御して液晶レンズ配列を形成する。且つ、前記駆動電圧源は、第一電極と第二電極との間の電位差を制御して液晶レンズ配列を移動させる。
【００２４】
前記立体表示装置において、前記第一電極と前記第一基板の間には、第三電極と、前記第一電極と第三電極との間に形成される第一絶縁層と、第二絶縁層と、がさらに設置されている。前記第二電極と液晶層の間には、複数の長手状電極を含む第四電極と、前記第二電極と第四電極との間に形成される第二絶縁層と、がさらに設置されている。前記駆動電圧源は、第一時間で第一電極と第二電極を駆動して液晶レンズ配列を形成する。前記駆動電圧源は、第二時間で第三電極と第四電極を駆動して第一時間に形成する液晶レンズ配列より所定の距離が移動される液晶レンズ配列を形成する。
【００２５】
上記課題を解決するために本発明では、以下のステップを含む立体画像表示方法を提供する。即ち、第一左目画像と第一右目画像を同時に表示するステップと、第一左目画像を左目可視範囲にガイドさせ、第一右目画像を右目可視範囲にガイドさせるために複数のレンズユニットを形成するステップと、第二左目画像と第二右目画像を同時に表示して、前記第一左目画像が表示される位置が第二右目画像が表示される位置に対応し、前記第一右目画像が表示される位置が第二左目画像が表示される位置に対応し、且つ第一左目画像と第二左目画像によって完璧な１つのフレームの左目画像が形成され、第一右目画像と第二右目画像によって完璧な１つのフレームの右目画像が形成されるようにするステップと、
前記レンズユニットを一定の距離移動させて、第二左目画像が左目可視区域にガイドされ、第二右目画像が右目可視区域にガイドされるようにするステップと、を含む。
【発明の効果】
【００２６】
前記本発明の立体表示装置において、液晶レンズ配列が解像度が低下される左目画像と右目画像を再度組合させさせて表示するので、左目可視範囲の左目が完璧な左目画像を見、右目可視範囲の右目が完璧な右目画像を見ることができる。即ち、左目画像の半分と右目画像の半分が遮断されないので、解像度が損失されなく、観測者が全解像度の画像を見ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る立体表示装置を示す簡略図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る液晶レンズ配列を示す図である。
【図３】本発明の液晶レンズ配列により２Ｄ画像を表示することを示す図である。
【図４】第一電極に印加される電圧を示す図である。
【図５】液晶表示層によってレンズユニットが形成されることを示す図である。
【図６】第一電極に印加される電圧を示す座標図である。
【図７】本発明の液晶レンズ配列により３Ｄ画像を表示することを示す図である。
【図８】視差付き画像が分割されることを示す図である。
【図９】分割される視差付き画像を組み合わせさせることを示す図である。
【図１０】本発明の第一実施形態に係る高解像度の立体表示装置を示す図である。
【図１１】本発明の第二実施形態に係る液晶レンズ配列を示す図である。
【図１２】前記第四電極の長手状電極と第一電極の長手状電極を示す図である。
【図１３】視差付き画像が分割されることを示す図である。
【図１４】分割される視差付き画像を組み合わせさせることを示す図である。
【図１５】本発明の第二実施形態に係る高解像度の立体表示装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明に添付される図面を参照しながら本発明の実施形態に対して詳しく説明する。図面に対する理解を簡単にするために図面の局部のサイズを拡大して示す場合がある。
【００２９】
図１は、本発明に係る立体表示装置を示す簡略図である。本発明の立体表示装置は、液晶レンズ配列１００と、駆動電圧源５００と、表示モジュール３００と、を含む。前記表示モジュール３００は、平面画像を表示する一方、表示される平面画像を前記液晶レンズ配列１００に入射する。前記表示モジュール３００は、液晶表示装置、プラズマ表示装置、電界放出表示装置或いは有機エレクトロルミネッセンスなどである。図１で、前記表示モジュール３００を１つのパネルで示すが、実は表示パネルと表示回路なども含んでいる。前記液晶レンズ配列１００は、前記表示モジュール３００から伝送される平面画像を表示するか、或いは平面画像を立体画像に変えて立体画像を表示する。
【００３０】
図２は、本発明の第一実施形態に係る液晶レンズ配列を示す図である。図２の液晶レンズ配列１００は、第一基板１０１と、第二基板１０２と、第一電極１０３と、第二電極１０４と、液晶層１０５と、を含む。
【００３１】
前記第一基板１０１と第二基板１０２は、対向に配置されている。前記第一基板１０１は透明な平板状基板である。前記第一基板１０１の材料として透明なガラス、石英或いは合成樹脂を使うことができる。前記第二基板１０２も透明な平板状基板である。前記第二基板１０２の材料として透明なガラス、石英或いは合成樹脂を使うことができる。
【００３２】
前記第一電極１０３は、前記第二基板１０２に接近する前記第一基板１０１の表面に形成されている複数の長手状電極１０３１を含む。前記複数の長手状電極１０３１は、前記第一基板１０１の表面に離間して形成されている。好ましくは、複数の長手状電極１０３１の中の同士が平行し、隣接する２つの長手状電極１０３の間の距離が同じなように複数の長手状電極１０３１を配置することがよい（他の実施形態で、隣接する２つの長手状電極の間の距離が違うように設置してもよい。隣接する２つの長手状電極の間の距離が同じだということは必要な条件ではない）。
【００３３】
前記第二電極１０４は、前記第一電極１０３に対向するように前記第一基板１０１に接近する前記第二基板１０２の表面に形成されている。前記第一電極１０３と第二電極１０４は、透明な導電材料から構成されている。前記第一電極１０３と第二電極１０４の材料として、酸化インジウムスズ（Indium Tin Oxides、ＩＴＯ）、酸化インジュウム亜鉛（Indium Zinc Oxide、ＩＺＯ）或いは非結晶酸化インジウムスズ（a-Indium Tin Oxides、ａ−ＩＴＯ）を使うことができる。
【００３４】
前記液晶層１０５は、前記第一電極１０３と第二電極１０４との間に位置するように前記第一基板１０１と第二基板１０２との間にシールされている。前記第一基板１０１と第二基板１０２の周囲が紫外線（Ultraviolet Rays、ＵＶ）封止剤によってシールされているので、第一基板１０１と第二基板１０２との間にスペースが形成され、前記液晶層１０５が前記スペースにシールされている。前記液晶層１０５は、複数の棒状液晶分子１０５１から構成されている。棒状液晶分子１０５１の長さの方向を軸方向という。前記複数の棒状液晶分子１０５１の向きは、前記第一電極１０３と第二電極１０４との間に生ずる電界によって変えられる。即ち、前記棒状液晶分子１０５１の軸方向が変えられる。本実施形態で、正誘電率異方性液晶分子から構成される液晶分子１０５１を例にして説明する。
【００３５】
２Ｄ画像に得るために、前記第一電極１０３と第二電極１０４との間の電位差をゼロにし、前記液晶層１０５の棒状液晶分子１０５１の軸方向が前記第一基板１０１及び第二基板１０２に平行するようにする。前記第二基板１０２に垂直する方向に沿う光線を前記液晶レンズ配列１００に入射させる場合、液晶レンズ配列１００の一側に偏光フィルタを設置して、偏光フィルタによる偏光の方向が前記棒状液晶分子１０５１の軸方向に平行するようにする。前記光線が順に第二基板１０２、第二電極１０４、液晶層１０５、第一電極１０３及び第一基板１０１を透過すると、液晶レンズ配列１００の前に位置する人が２Ｄ画像を見ることができる。光線の透過方向は、図３を参照することができる。
【００３６】
３Ｄ画像に得るために、前記駆動電圧源５００を通して前記第二電極１０４に定電圧印加し、別々に前記第一電極１０３の各長手状電極１０３１に異なる電圧を印加する。図４に示すように、隣接する２つの長手状電極１０３１に不同な電圧が印加されている。連続に配列されるｎ個の長手状電極１０３１群の例において、第一目の長手状電極１０３１に最小電圧Ｖｍｉｎが印加され、第ｎ目の長手状電極１０３１に最大電圧Ｖｍａｘが印加される。第一目の長手状電極１０３１から第ｎ目の長手状電極１０３１までの順序で長手状電極１０３１に印加される電圧がだんだん高まる。且つ、第一目の長手状電極１０３１を対称軸する場合に、第一目の長手状電極１０３１の上側に位置する第ｎ目の長手状電極１０３１と、下側に位置する第ｎ目の長手状電極１０３１に同じな電圧が印加される。第一目の長手状電極１０３１から上側の第ｎ目の長手状電極１０３１までの順序或いは下側の第ｎ目の長手状電極１０３１までの順序で、長手状電極１０３１に印加される電圧がだんだん高まる。小さい電圧が印加される長手状電極１０３１の附近の棒状液晶分子１０５１の軸方向は少し変えられ、大きい電圧が印加される長手状電極１０３１の附近の棒状液晶分子１０５１の軸方向は多く変えられる。各棒状液晶分子１０５１の軸方向が変えられる量が違うので、各棒状液晶分子１０５１の屈折率が違いなる。屈折率が規則的に変わる複数の棒状液晶分子１０５１によって、同じであり且つ隣接する複数のレンズ構造が形成される。
【００３７】
説明を簡単にするために、液晶レンズ配列１００によって形成される各々のレンズ構造をレンズユニット１０５２という。図５に示すように、各レンズユニット１０５２の中心線を０に示し、各レンズユニット１０５２の外縁をＥに示す。１つのレンズユニット１０５２の中心線０と外縁Ｅとの間には、ｎ個の長手状電極１０３１が入っている。前記中心線０から外縁Ｅまでの方向で、長手状電極１０３１に印加される電圧が次第に変化される。前記中心線０の位置の長手状電極１０３１には、最小電圧Ｖｍｉｎが印加される。一般的な場合で、前記最小電圧Ｖｍｉｎが棒状液晶分子１０５１の軸方向を変えることができる起動電圧Ｖ（threshold voltage）より大きい。前記起動電圧Ｖは、以下の公式によって得ることができる。
【数１】
前記公式で、Δεは液晶の誘電率異方性であり、Ｋ１は液晶層の弾性係数であり、ε0は自由空間の誘電率である。前記中心線０から外縁Ｅまでの方向で、各長手状電極１０３１に印加される電圧がだんだん高まる。前記外縁Ｅの位置の長手状電極１０３１には、最大電圧Ｖｍａｘが印加される。且つ、１つのレンズユニット１０５２で中心線０を対称軸にする場合、中心線０に対称する２つの長手状電極１０３１に同じな電圧が印加される。
【００３８】
前記中心線０から外縁Ｅまでの方向に沿う各長手状電極１０３１に印加する電圧は、同量に増やすか、少量ずつ増やす後に大量ずつ増やすか、或いは大量ずつ増やす後に少量ずつ増やすことができる。各長手状電極１０３１に印加する電圧は、実の表示需要に従って決めることができる。図６は、１つのレンズユニット１０５２に印加される電圧を示す図である。
【００３９】
前記第二基板１０２に垂直する方向に前記液晶レンズ配列１００に入射する光線が、前記第二基板１０２及び第二電極１０４を透過する後、いずれかのレンズユニット１０５２に入射される。前記中心線０から外縁Ｅまでの方向で、各棒状液晶分子１０５１の不同な軸方向の変動量により各棒状液晶分子１０５１が違う屈折率を有するようになる。違う屈折率を有している各棒状液晶分子１０５１によって、前記液晶レンズ配列１００が柱面光学格子に似ている光学格子になる。即ち、前記液晶レンズ配列１００が光線に与える影響と柱面光学格子が光線に与える影響が似ている。前記光線が視差を有している左目画像Ｌと右目画像Ｒにより構成される場合、前記左目画像Ｌが前記棒状液晶分子１０５１によって左目可視範囲に入射され、前記右目画像Ｒが前記棒状液晶分子１０５１によって右目可視範囲に入射される。図７に示すように、前記左目可視範囲と右目可視範囲との間の距離と、左目と右目との間の距離が同じ場合、観測者が３Ｄ画像を見ることができる。
【００４０】
高解像度の３Ｄ画像を得るために、前記第一電極１０３の長手状電極１０３１に印加する電圧を前記中心線０から外縁Ｅまでの方向に沿って周期的に移動させて、前記液晶レンズ配列１００のレンズユニット１０５２が移動するようにする。即ち、前記液晶レンズ配列１００のレンズユニット１０５２が前記中心線０から外縁Ｅまでの方向に沿って周期的に移動するようにする。前記液晶レンズ配列１００のレンズユニット１０５２を連続的に移動させる場合、レンズユニット１０５２が流れることのようになる。
【００４１】
以下、図８を参照しながら、前記表示モジュール３００が前記液晶レンズ配列１００に平面画像を提供することから説明する。一般的に、観測者が立体画像を見ようとすると、左目と右目に視差を有している左目画像Ｌと右目画像Ｒを別々に提供しなければならない。１つのフレーム（One Frame）の左目画像Ｌを隣接する２つのフレームの画像に分けて、第一時間内には第一左目画像１０を表示し、第二時間内には第二左目画像２０を表示することができる。前記第一左目画像１０と第二左目画像２０は、完璧な１つのフレームの左目画像Ｌを構成する。１つのフレームの右目画像Ｒを隣接する２つのフレームの画像に分けて、第一時間内には第一右目画像３０を表示し、第二時間内には第右左目画像４０を表示することができる。前記第一右目画像３０と第二右目画像４０は、完璧な１つのフレームの右目画像Ｒを構成する。人目に視覚の滞在が存在し、第一時間及び第二時間の周期が人目の視覚滞在に必要する時間より小さい、若しくは、同じであるので、観測者の左目で完璧な左目画像Ｌを見、右目で完璧な右目画像Ｒを見ることができる。
【００４２】
前記第一左目画像１０は、隣接する同士の間の距離が同じであり、同士が平行するように配列される複数の画像ユニットＬ１を含む。隣接する前記画像ユニットＬ１の間ごとには、間隙Ｂ＿Ｌ１が形成されている。本実施形態で、すべての画像ユニットを同じなＬ１で示したが、各画像ユニットＬ１が同じなことを表示することではなく、第一時間内に複数の画像ユニットＬ１が第一左目画像１０を表示することを説明する。前記第二左目画像２０は、隣接する同士の間の距離が同じであり、同士が平行するように配列される複数の画像ユニットＬ２を含む。前記第一右目画像３０は、隣接する同士の間の距離が同じであり、同士が平行するように配列される複数の画像ユニットＲ１を含む。前記第二右目画像４０は、隣接する同士の間の距離が同じであり、同士が平行するように配列される複数の画像ユニットＲ２を含む。隣接する前記画像ユニットＬ２の間ごとには、間隙Ｂ＿Ｌ２が形成され、隣接する前記画像Ｒ１の間ごとには、間隙Ｂ＿Ｒ１が形成され、隣接する前記画像ユニットＲ２の間ごとには、間隙Ｂ＿Ｒ２が形成されている。本実施形態で、前記間隙Ｂ＿Ｌ１、間隙Ｂ＿Ｌ２、間隙Ｂ＿Ｒ１及び間隙Ｂ＿Ｒ２のサイズが同じに形成されている。前記第一左目画像１０の画像ユニットＬ１は、前記第一右目画像３０間隙Ｂ＿Ｒ１に対応する位置に形成され、前記第一右目画像３０の画像ユニットＲ１は、前記第一左目画像１０の間隙Ｂ＿Ｌ１に対応する位置に形成されている。従って、前記第一左目画像１０と第一右目画像３０が第一時間に完璧な画像を形成することができる。前記第二左目画像２０の画像ユニットＬ２は、前記第二右目画像４０間隙Ｂ＿Ｒ２に対応する位置に形成され、前記第二右目画像４０の画像ユニットＲ２は、前記第二左目画像２０の間隙Ｂ＿Ｌ２に対応する位置に形成されている。従って、前記第二左目画像２０と第二右目画像４０が第一時間に完璧な画像を形成することができる。
【００４３】
図９に示すように、画像ユニットＬ１が第一右目画像３０の間隙Ｂ＿Ｒ１に入り、且つ画像ユニットＲ１が記第一左目画像１０の間隙Ｂ＿Ｌ１に入るように、第一時間の第一左目画像１０と第一時間の第一右目画像３０を組み合わせさせると、第一時間の画像Ｔ１を形成することができる。同じな原理で、画像ユニットＬ２が第二右目画像４０の間隙Ｂ＿Ｒ２に入り、且つ画像ユニットＲ２が記第二左目画像２０の間隙Ｂ＿Ｌ２に入るように、第二時間の第二左目画像２０と第一時間の第二右目画像４０を組み合わせさせると、第二時間の画像Ｔ２を形成することができる。
【００４４】
前記第一時間と第二時間は隣接する時間であり、且つ第一時間の長さと第二時間の長さが同じである。前記表示モジュール３００のリフレッシュレート（refresh rate）が１２０Ｈｚである場合、リフレッシュレートの６０Ｈｚで第一時間の画像Ｔ１を表示し、他のリフレッシュレートの６０Ｈｚで第二時間の画像Ｔ２を表示する。リフレッシュレート１２０の中で、画像Ｔ１と画像Ｔ２が交替的に表示される。
【００４５】
本実施形態で、前記表示モジュール３００の１つのリフレッシュ周期の中の第一時間と第二時間を例にして説明する。図１０は、本発明の第一実施形態に係る高解像度の立体表示装置を示す図である。
【００４６】
前記第一時間で、前記表示装置３００が第一時間の画像Ｔ１を示す。この場合、前記液晶レンズ配列１００のレンズユニット１０５２は、第一時間の画像Ｔ１の画像ユニットＬ１と画像ユニットＲ１に対応する。前記画像ユニットＬ１と画像ユニットＲ１は、中心線Ｏに対称する。前記画像ユニットＬ１は、前記レンズユニット１０５２によって前記左目可視範囲に送られ、前記画像ユニットＲ１は、前記レンズユニット１０５２によって前記左目可視範囲に送られる。前記内容は、図１０の実線を参照することができる。
【００４７】
前記第二時間で、前記第一電極１０３の長手状電極１０３１に印加される電圧が中心線Ｏから辺縁Ｅまでの方向に沿って画像ユニットＬのサイズぐらい移動されると、前記液晶レンズ配列１００も画像ユニットＬのサイズぐらい移動される（或いは、左目画像に属する画像ユニットの半分と、前記左目画像に隣接する右目画像に属する画像ユニットの半分と、の合計ぐらい移動させてもよい）。これにより、前記表示モジュール３００が第二時間の画像Ｔ２を表示することができる。この場合、前記液晶レンズ配列１００のレンズユニット１０５２は、第二時間の画像Ｔ２の画像ユニットＬ２と画像ユニットＲ２に対応する。前記画像ユニットＬ２と画像ユニットＲ２は、中心線Ｏに対称する。前記画像ユニットＬ２は、前記レンズユニット１０５２によって前記左目可視範囲に送られ、前記画像ユニットＲ２は、前記レンズユニット１０５２によって前記右目可視範囲に送られる。前記内容は、図１０の点線を参照することができる。
【００４８】
前記第一時間と第二時間で、左目可視範囲の左目が完璧な左目画像Ｌを見、右目可視範囲の右目が完璧な右目画像Ｒを見ることができる。即ち、左目画像Ｌの半分と右目画像Ｒの半分が遮断されないので、解像度が損失されなく、観測者が全解像度の画像を見ることができる。
【００４９】
本実施形態で、表示モジュール３００が第一時間に表示する画像Ｔ１は、左目画像Ｌを分割させる後再度組み合わせさせる画像であり、第二時間に表示する画像Ｔ２は、右目画像Ｒを分割させる後再度組み合わせさせる画像である。前記左目画像Ｌと右目画像Ｒを分割させる最小単位は、画像ユニットＬ１、Ｌ２、Ｒ１或いはＲ２である。他の実施形態で、左目画像Ｌと右目画像Ｒを複数（２より大きい数字）の画像ユニットに分割させる後、前記液晶レンズ配列１００を視差の有する画像が分割される最小単位ぐらい移動させて、立体画像表示を実現することができる。
【００５０】
図１１は、本発明の第二実施形態に係る液晶レンズ配列を示す図である。
図１１の液晶レンズ配列２００は、第一基板２０１と、第二基板２０２と、第一電極２０３と、第二電極２０４と、第三電極２０５と、第四電極２０６と、第一絶縁層２０７と、第二絶縁層２０８と、液晶層２０９と、を含む。
【００５１】
前記第一基板２０１と第二基板２０２は、対向に配置されている。前記第一基板２０１は透明な平板状基板である。前記第一基板２０１の材料として透明なガラス、石英或いは合成樹脂を使うことができる。前記第二基板２０２も透明な平板状基板である。前記第二基板２０２の材料として透明なガラス、石英或いは合成樹脂を使うことができる。
【００５２】
前記第三電極２０５は、前記第二基板２０２に対向する前記第一基板２０１の表面に形成されている。
【００５３】
前記第一絶縁層２０７は、前記第二基板２０２に対向する前記第三電極２０５の表面に形成され、且つ透明な材料から構成される絶縁層である。
【００５４】
前記第一電極２０３は、前記第二基板２０２に対向する前記第一絶縁層２０７の表面に形成され、複数の長手状電極２０３１を含む。前記複数の長手状電極２０３１は、前記第一絶縁層２０７の表面に離間して形成されている。好ましくは、複数の長手状電極２０３１の中の同士が平行し、隣接する２つの長手状電極２０３の間の距離が同じなように配置することがよい（他の実施形態で、隣接する２つの長手状電極の間の距離が違うように設置してもよい。隣接する２つの長手状電極の間の距離が同じだということは必要な条件ではない）。
【００５５】
前記第二電極２０４は、前記第一電極２０３に対向するように、前記第一基板２０１に接近する第二基板２０２の表面に形成されている。
【００５６】
前記第二絶縁層２０８は、前記第一絶縁層２０７に対向するように、前記第一基板２０１に接近する前記第二電極２０４の表面に形成されている。前記第二絶縁層２０８は、透明な材料から構成される絶縁層である。
【００５７】
前記第四電極２０６は、前記第一基板２０１に接近する前記第二絶縁層２０８の表面に形成され、複数の複数の長手状電極２０６１を含む。前記複数の長手状電極２０６１は、前記第二絶縁層２０８の表面に離間して形成されている。好ましくは、複数の長手状電極２０３１の中の同士が平行し、隣接する２つの長手状電極２０３の間の距離が同じなように配置することがよい。一番近い前記第四電極２０６の長手状電極２０６１と前記第一電極２０３の長手状電極２０３１との間の連結線は、前記第二基板２０２の表面に垂直するか垂直しない。即ち、前記第四電極２０６の長手状電極２０６１は、第四電極２０６の長手状電極２０６１に一番近い前記第一電極２０３の長手状電極２０３１の正面にあるか、少し偏移されている。前記内容は、図１２を参照することができる。
【００５８】
前記第一電極２０３、第二電極２０４、第三電極２０５及び第四電極２０６は、透明な導電材料から構成されている。これらの電極の材料として、酸化インジウムスズ、酸化インジュウム亜鉛或いは非結晶酸化インジウムスズを使うことができる。
【００５９】
前記液晶層２０９は、前記第一基板２０１と第二基板２０２との間にシールされている。前記第一基板２０１と第二基板２０２の周囲が紫外線封止剤によってシールされているので、第一基板２０１と第二基板２０２との間にスペースが形成され、前記液晶層２０９が前記スペースにシールされている。前記液晶層２０９は、複数の棒状液晶分子２０９１から構成されている。棒状液晶分子２０９１の長さの方向を軸方向という。
【００６０】
２Ｄ画像に得るために、前記第一電極２０３と第二電極２０４と、第三電極２０５と、第四電極２０６との間の電位差をゼロにし、前記液晶層２０９の棒状液晶分子２０９１の軸方向が前記第一基板２０１及び第二基板２０２に平行するようにする。前記第二基板２０２に垂直する方向に沿う光線を前記液晶レンズ配列２００に入射させる場合、液晶レンズ配列２００の一側に偏光フィルタを設置して、偏光フィルタによる偏光の方向が前記棒状液晶分子２０９１の軸方向に平行するようにする。前記光線が順に第二基板２０２、第二電極２０４、第二絶縁層２０８、第四電極２０６、液晶層２０９、第一電極２０３、第一絶縁層２０７、第三電極２０５及び第一基板２０１を通すと、液晶レンズ配列２００の前に位置する人が２Ｄ画像を見ることができる。
【００６１】
３Ｄ画像に得るために、前記駆動電圧源５００を通して、隣接する長手状電極２０３１の電圧が違うように前記第一電極２０３の各々の長手状電極２０３１に異なる電圧を印加し、前記第二電極２０４には定電圧を印加し、前記第三電極２０５は接地させ、前記第四電極２０６には電圧を印加しない。これによって液晶レンズ配列を形成する。また、隣接する長手状電極２０６１の電圧が違うように前記第四電極２０６の各々の長手状電極２０６１に異なる電圧を印加し、前記第三電極２０５には定電圧を印加し、前記第二電極２０４は接地させ、前記第一電極２０３には電圧を印加しない。３Ｄ画像に得る過程は、第一実施形態での説明を参照することができるのでここで再度説明しない。
【００６２】
高解像度の３Ｄ画像を得るために、前記第一電極２０３の長手状電極２０３１と前記第四電極２０６の長手状電極２０６１に電圧を交替的に印加して、前記液晶レンズ配列２００のレンズユニット２０９２が中心線０から外縁Ｅまでの方向に沿って移動するようにする。本実施形態の表示モジュールが各時間に表示する画像は、第一実施形態の説明を参照することができる。以下、図１３と図１４を一緒に参照なさい。図１３は、視差を有する画像が分割されることを示す図である。図１４は、分割される視差の有する画像を組み合わせさせることを示す図である。
【００６３】
第一時間で、前記第一電極２０３の各々の長手状電極２０３１には周期的に変化する電圧を印加し、第二電極２０４には定電圧を印加し、第三電極２０５は接地させるか電圧を印加しなく、第四電極２０６には電圧を印加しない。これによって、第一時間の液晶レンズ配列を形成する。前記第一時間で、表示モジュールが第一時間の画像Ｔ１を表示する。前記液晶レンズ配列２００のレンズユニット２０９２は、第一時間の画像Ｔ１の画像ユニットＬ１と画像ユニットＲ１に対応する。前記画像ユニットＬ１と画像ユニットＲ１は、中心線Ｏに対称する。前記画像ユニットＬ１は前記レンズユニット２０９２によって前記左目可視範囲に送られ、前記画像ユニットＲ１は前記レンズユニット２０９２によって前記左目可視範囲に送られる。前記内容は、図１５の実線を参照することができる。
【００６４】
前記第二時間で、第四電極２０６の各々の長手状電極２０６１に周期的な電圧を印加し、第三電極２０５には定電圧を印加し、第二電極２０４は接地させるか電圧を印加しなく、第一電極２０３には電圧を印加しない。第二時間と第一時間の状態を比較すると、第二時間の液晶レンズ配列２００のレンズユニット２０９２が中心線Ｏから辺縁Ｅまでの方向に沿って画像ユニットＬ１のサイズぐらい移動される。この場合、前記表示モジュールが第二時間の画像Ｔ２を表示する。前記液晶レンズ配列２００のレンズユニット２０９２は、第二時間の画像Ｔ２の画像ユニットＬ２と画像ユニットＲ２に対応する。前記画像ユニットＬ２と画像ユニットＲ２は、中心線Ｏに対称する。前記画像ユニットＬ２は、液晶レンズ配列２００によって前記左目可視範囲に送られ、前記画像ユニットＲ２は、液晶レンズ配列２００によって前記右目可視範囲に送られる。前記内容は、図１５の点線を参照することができる。
【００６５】
前記ように、前記第一時間と第二時間で、左目可視範囲の左目が完璧な左目画像Ｌを見、右目可視範囲の右目が完璧な右目画像Ｒを見ることができる。即ち、左目画像Ｌの半分と右目画像Ｒの半分が遮断されないので、解像度が損失されなく、観測者が全解像度の画像を見ることができる。
【００６６】
高解像度の表示効果を得ることは、前記２つの実施形態の液晶レンズ配列に制限されていることはない。電気で調節することができるすべての電気駆動液晶レンズ配列は、皆本発明の目的を実現することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１００、２００ 液晶レンズ配列
１０１、２０１ 第一基板
１０２、２０２ 第二基板
１０３、 ２０３ 第一電極
１０３１、２０３１、２０６１ 長手状電極
１０４、２０４ 第二電極
１０５、２０９ 液晶層
１０５１、２０９１ 棒状液晶分子
２０５ 第三電極
２０６ 第四電極
２０７ 第一絶縁層
２０８ 第二絶縁層
３００ 表示モジュール
５００ 駆動電圧源
Ｖｍｉｎ 最小電圧
Ｖｍａｘ 最大電圧
Ｌ 左目画像
Ｒ 右目画像
０ 中心線
Ｅ 外縁
Ｌ１ 画像ユニット
Ｂ＿Ｌ１ 間隙
Ｌ２ 画像ユニット
Ｂ＿Ｌ２ 間隙
Ｒ１ 画像ユニット
Ｂ＿Ｒ１ 間隙
Ｒ２ 画像ユニット
Ｂ＿Ｒ２ｂ間隙
Ｔ１、Ｔ２ 画像
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示モジュールと、液晶レンズ配列と、駆動電圧源と、を含む立体表示装置において、
前記表示モジュールは、１つの周期で少なくとも２つの視差付き画像を表示し、
前記少なくとも２つの視差付き画像は、完璧な左目画像と右目画像を分割させる後再度組み合わせさせる画像であり、
前記駆動電圧源は、前記液晶レンズ配列を駆動して２つの視差付き画像の中で左目画像に対応する画像を左目可視範囲にガイドし、右目画像に対応する画像を右目可視範囲にガイドすることを特徴とする立体表示装置。
【請求項２】
前記１つの周期は、第一時間と第二時間を含み、
前記第一時間に表示される視差付き画像は、第一左目画像の全解像度の半分から構成される第一左目画像と第一右目画像の全解像度の半分から構成される第一右目画像を含み、
前記駆動電圧源は、前記液晶レンズ配列を駆動して第一左目画像を左目可視範囲にガイドし、第一右画像を右目可視範囲にガイドし、
前記第二時間に表示される視差付き画像は、全左目画像で第一左目画像を除いて得る第二左目画像と、全右目画像で第一右目画像を除いて得る第二右目画像を含み、
前記第二左目画像が形成される表示モジュールの位置が前記第一右目画像が形成される表示モジュールの位置に対応し、前記第二右目画像が形成される表示モジュールの位置が前記第一左目画像が形成される表示モジュールの位置に対応し、
前記駆動電圧源は、前記液晶レンズ配列を駆動して、液晶レンズ配列が第一時間の液晶レンズ配列より所定のサイズ移動する一方、第二左目画像を左目可視範囲にガイドし、第二右画像を右目可視範囲にガイドすることを特徴とする請求項１に記載の立体表示装置。
【請求項３】
前記液晶レンズ配列は、第一基板と、第二基板と、第一電極と、第二電極と、液晶層と、を含み、
前記第一電極は、前記第一基板に形成される複数の長手状電極を含み、
前記第二電極は、前記第二基板の表面に形成され、
前記液晶層は、前記第一電極と第二電極との間に形成され、
前記駆動電圧源は、複数の長手状電極と第二電極との間の電位差を制御して液晶レンズ配列を形成し、各長手状電極と第二電極との間の電位差を制御して液晶レンズ配列の移動を実現することを特徴とする請求項２に記載の立体表示装置。
【請求項４】
前記第一電極と前記第一基板の間には、第三電極と、前記第一電極と第三電極との間に形成される第一絶縁層と、第二絶縁層と、がさらに設置され、
前記第二電極と液晶層の間には、複数の長手状電極を含む第四電極と、前記第二電極と第四電極との間に形成される第二絶縁層と、がさらに設置され、
前記駆動電圧源は、第一時間で第一電極と第二電極だけを駆動して液晶レンズ配列を形成し、第二時間で第三電極と第四電極だけを駆動して液晶レンズ配列を形成し、前記第二時間に形成する液晶レンズ配列は、第一時間に形成する液晶レンズ配列より所定の距離が移動されていることを特徴とする請求項３に記載の立体表示装置。
【請求項５】
前記所定の距離は、視差付き画像で左目画像に属する画像ユニットの半分と、前記左目画像に隣接する右目画像に属する画像ユニットの半分と、の合計と同じであることを特徴とする請求項２〜４の何れかに記載の立体表示装置。
【請求項６】
前記周期は、人目の視覚滞在に必要する最長時間より小さい、若しくは、同じであることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の立体表示装置。
【請求項７】
立体画像表示方法において、
前記表示モジュールが１つの周期で少なくとも２つの視差付き画像を表示し、前記少なくとも２つの視差付き画像は、完璧な左目画像と右目画像を分割させる後再度組み合わせさせる画像であり、各視差付き画像は、左目画像と右目画像の一部の画像を含み、前記一部の画像が前記視差付き画像に置かれる位置と、左目画像或いは右目画像に置かれる位置が同じであり、
前記駆動電圧源は、前記液晶レンズ配列を駆動して各視差付き画像で左目画像に対応する画像を左目可視範囲にガイドし、右目画像に対応する画像を右目可視範囲にガイドすることを特徴とする立体画像表示方法。
【請求項８】
前記１つの周期は、第一時間と第二時間を含み、
前記第一時間に表示される視差付き画像は、第一左目画像の全解像度の半分から構成される第一左目画像と第一右目画像の全解像度の半分から構成される第一右目画像を含み、
前記駆動電圧源は、前記液晶レンズ配列を駆動して第一左目画像を左目可視範囲にガイドし、第一右画像を右目可視範囲にガイドし、
前記第二時間に表示される視差付き画像は、全左目画像で第一左目画像を除いて得る第二左目画像と、全右目画像で第一右目画像を除いて得る第二右目画像を含み、
前記第二左目画像が形成される表示モジュールの位置が前記第一右目画像が形成される表示モジュールの位置に対応し、前記第二右目画像が形成される表示モジュールの位置が前記第一左目画像が形成される表示モジュールの位置に対応し、
前記駆動電圧源は、前記液晶レンズ配列を駆動して、液晶レンズ配列が第一時間の液晶レンズ配列より所定のサイズ移動する一方、第二左目画像を左目可視範囲にガイドし、第二右画像を右目可視範囲にガイドすることを特徴とする請求項７に記載の立体画像表示方法。
【請求項９】
前記液晶レンズ配列は、第一基板と、第二基板と、第一電極と、第二電極と、液晶層と、を含み、
前記第一電極は、前記第一基板に形成される複数の長手状電極を含み、
前記第二電極は、前記第二基板の表面に形成され、
前記液晶層は、前記第一電極と第二電極との間に形成され、
前記駆動電圧源は、複数の長手状電極と第二電極との間の電位差を制御して液晶レンズ配列を形成し、各長手状電極と第二電極との間の電位差を制御して液晶レンズ配列の移動を実現することを特徴とする請求項８に記載の立体画像表示方法。
【請求項１０】
前記第一電極と前記第一基板の間には、第三電極と、前記第一電極と第三電極との間に形成される第一絶縁層と、第二絶縁層と、がさらに設置され、
前記第二電極と液晶層の間には、複数の長手状電極を含む第四電極と、前記第二電極と第四電極との間に形成される第二絶縁層と、がさらに設置され、
前記駆動電圧源は、第一時間で第一電極と第二電極だけを駆動して液晶レンズ配列を形成し、第二時間で第三電極と第四電極だけを駆動して液晶レンズ配列を形成し、且つ第二時間に形成する液晶レンズ配列は、第一時間に形成する液晶レンズ配列より所定の距離が移動されていることを特徴とする請求項９に記載の立体画像表示方法。
【請求項１１】
前記所定の距離は、視差付き画像で左目画像に属する画像ユニットの半分と、前記左目画像に隣接する右目画像に属する画像ユニットの半分との合計と同じであることを特徴とする請求項８〜１０の何れかに記載の立体画像表示方法。
【請求項１２】
前記周期は、人目の視覚滞在に必要する最長時間より小さい、若しくは、同じであることを特徴とする請求項７〜１０の何れかに記載の立体画像表示方法。
【請求項１３】
前記第一時間には第一左目画像と第一右目画像を表示し、前記第二時間には第二左目画像と第二右目画像を表示して、前記第一左目画像が表示される位置が第二右目画像が表示される位置に対応し、前記第一右目画像が表示される位置が第二左目画像が表示される位置に対応し、且つ第一左目画像と第二左目画像によって完璧な１つのフレームの左目画像が形成され、第一右目画像と第二右目画像によって完璧な１つのフレームの右目画像が形成されるようにする前記表示モジュールと、
複数のレンズユニットを形成する液晶レンズ配列と、
前記レンズユニットを制御して第一時間のレンズユニットが第二時間のレンズユニットに対して一定の距離移動し、第一時間と第二時間で第一左目画像と第二左目画像が全部左目可視区域にガイドされ、第一右目画像と第二右目画像が全部右目可視区域にガイドされるようにする駆動装置と、含むことを特徴とする立体表示装置。
【請求項１４】
前記表示モジュールで、1つのフレームの左目画像を複数の左目画像ユニットに分けて、等間隔に平行に配列される一部の左目画像ユニットを第一左目画像にし、等間隔に平行に配列される他の左目画像ユニットを第二左目画像にする同時に、1つのフレームの右目画像を複数の右目画像ユニットに分けて、等間隔に平行に配列される一部の右目画像ユニットを第一右目画像にし、等間隔に平行に配列される他の右目画像ユニットを第二左目画像にすることを特徴とする請求項１３に記載の立体表示装置。
【請求項１５】
前記液晶レンズ配列は、第一基板と、第二基板と、第一電極と、第二電極と、液晶層と、を含み、
前記第一電極は、前記第一基板に離間して形成される複数の長手状電極を含み、
前記第二電極は、前記第二基板の表面に形成され、
前記液晶層は、前記第一電極と第二電極との間に形成されていることを特徴とする請求項１３に記載の立体表示装置。
【請求項１６】
前記駆動電圧源は、第一電極と第二電極との間の電位差を制御して液晶レンズ配列を形成し、第一電極と第二電極との間の電位差を制御して液晶レンズ配列を移動させることを特徴とする請求項１５に記載の立体表示装置。
【請求項１７】
前記第一電極と前記第一基板の間には、第三電極と、前記第一電極と第三電極との間に形成される第一絶縁層と、第二絶縁層と、がさらに設置され、
前記第二電極と液晶層の間には、複数の長手状電極を含む第四電極と、前記第二電極と第四電極との間に形成される第二絶縁層と、がさらに設置され、
前記駆動電圧源は、第一時間で第一電極と第二電極を駆動して液晶レンズ配列を形成し、第二時間で第三電極と第四電極を駆動して第一時間に形成する液晶レンズ配列より所定の距離が移動される液晶レンズ配列を形成することを特徴とする請求項１５に記載の立体表示装置。
【請求項１８】
第一左目画像と第一右目画像を同時に表示するステップと、
第一左目画像を左目可視範囲にガイドさせ、第一右目画像を右目可視範囲にガイドさせるために複数のレンズユニットを形成するステップと、
第二左目画像と第二右目画像を同時に表示して、前記第一左目画像が表示される位置が第二右目画像が表示される位置に対応し、前記第一右目画像が表示される位置が第二左目画像が表示される位置に対応し、且つ第一左目画像と第二左目画像によって完璧な１つのフレームの左目画像が形成され、第一右目画像と第二右目画像によって完璧な１つのフレームの右目画像が形成されるようにするステップと、
前記レンズユニットを一定の距離移動させて、第二左目画像が左目可視区域にガイドされ、第二右目画像が右目可視区域にガイドされるようにするステップと、を含むことを特徴とする立体画像表示方法。
【請求項１】
表示モジュールと、液晶レンズ配列と、駆動電圧源と、を含む立体表示装置において、
前記表示モジュールは、１つの周期で少なくとも２つの視差付き画像を表示し、
前記少なくとも２つの視差付き画像は、完璧な左目画像と右目画像を分割させる後再度組み合わせさせる画像であり、
前記駆動電圧源は、前記液晶レンズ配列を駆動して２つの視差付き画像の中で左目画像に対応する画像を左目可視範囲にガイドし、右目画像に対応する画像を右目可視範囲にガイドすることを特徴とする立体表示装置。
【請求項２】
前記１つの周期は、第一時間と第二時間を含み、
前記第一時間に表示される視差付き画像は、第一左目画像の全解像度の半分から構成される第一左目画像と第一右目画像の全解像度の半分から構成される第一右目画像を含み、
前記駆動電圧源は、前記液晶レンズ配列を駆動して第一左目画像を左目可視範囲にガイドし、第一右画像を右目可視範囲にガイドし、
前記第二時間に表示される視差付き画像は、全左目画像で第一左目画像を除いて得る第二左目画像と、全右目画像で第一右目画像を除いて得る第二右目画像を含み、
前記第二左目画像が形成される表示モジュールの位置が前記第一右目画像が形成される表示モジュールの位置に対応し、前記第二右目画像が形成される表示モジュールの位置が前記第一左目画像が形成される表示モジュールの位置に対応し、
前記駆動電圧源は、前記液晶レンズ配列を駆動して、液晶レンズ配列が第一時間の液晶レンズ配列より所定のサイズ移動する一方、第二左目画像を左目可視範囲にガイドし、第二右画像を右目可視範囲にガイドすることを特徴とする請求項１に記載の立体表示装置。
【請求項３】
前記液晶レンズ配列は、第一基板と、第二基板と、第一電極と、第二電極と、液晶層と、を含み、
前記第一電極は、前記第一基板に形成される複数の長手状電極を含み、
前記第二電極は、前記第二基板の表面に形成され、
前記液晶層は、前記第一電極と第二電極との間に形成され、
前記駆動電圧源は、複数の長手状電極と第二電極との間の電位差を制御して液晶レンズ配列を形成し、各長手状電極と第二電極との間の電位差を制御して液晶レンズ配列の移動を実現することを特徴とする請求項２に記載の立体表示装置。
【請求項４】
前記第一電極と前記第一基板の間には、第三電極と、前記第一電極と第三電極との間に形成される第一絶縁層と、第二絶縁層と、がさらに設置され、
前記第二電極と液晶層の間には、複数の長手状電極を含む第四電極と、前記第二電極と第四電極との間に形成される第二絶縁層と、がさらに設置され、
前記駆動電圧源は、第一時間で第一電極と第二電極だけを駆動して液晶レンズ配列を形成し、第二時間で第三電極と第四電極だけを駆動して液晶レンズ配列を形成し、前記第二時間に形成する液晶レンズ配列は、第一時間に形成する液晶レンズ配列より所定の距離が移動されていることを特徴とする請求項３に記載の立体表示装置。
【請求項５】
前記所定の距離は、視差付き画像で左目画像に属する画像ユニットの半分と、前記左目画像に隣接する右目画像に属する画像ユニットの半分と、の合計と同じであることを特徴とする請求項２〜４の何れかに記載の立体表示装置。
【請求項６】
前記周期は、人目の視覚滞在に必要する最長時間より小さい、若しくは、同じであることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の立体表示装置。
【請求項７】
立体画像表示方法において、
前記表示モジュールが１つの周期で少なくとも２つの視差付き画像を表示し、前記少なくとも２つの視差付き画像は、完璧な左目画像と右目画像を分割させる後再度組み合わせさせる画像であり、各視差付き画像は、左目画像と右目画像の一部の画像を含み、前記一部の画像が前記視差付き画像に置かれる位置と、左目画像或いは右目画像に置かれる位置が同じであり、
前記駆動電圧源は、前記液晶レンズ配列を駆動して各視差付き画像で左目画像に対応する画像を左目可視範囲にガイドし、右目画像に対応する画像を右目可視範囲にガイドすることを特徴とする立体画像表示方法。
【請求項８】
前記１つの周期は、第一時間と第二時間を含み、
前記第一時間に表示される視差付き画像は、第一左目画像の全解像度の半分から構成される第一左目画像と第一右目画像の全解像度の半分から構成される第一右目画像を含み、
前記駆動電圧源は、前記液晶レンズ配列を駆動して第一左目画像を左目可視範囲にガイドし、第一右画像を右目可視範囲にガイドし、
前記第二時間に表示される視差付き画像は、全左目画像で第一左目画像を除いて得る第二左目画像と、全右目画像で第一右目画像を除いて得る第二右目画像を含み、
前記第二左目画像が形成される表示モジュールの位置が前記第一右目画像が形成される表示モジュールの位置に対応し、前記第二右目画像が形成される表示モジュールの位置が前記第一左目画像が形成される表示モジュールの位置に対応し、
前記駆動電圧源は、前記液晶レンズ配列を駆動して、液晶レンズ配列が第一時間の液晶レンズ配列より所定のサイズ移動する一方、第二左目画像を左目可視範囲にガイドし、第二右画像を右目可視範囲にガイドすることを特徴とする請求項７に記載の立体画像表示方法。
【請求項９】
前記液晶レンズ配列は、第一基板と、第二基板と、第一電極と、第二電極と、液晶層と、を含み、
前記第一電極は、前記第一基板に形成される複数の長手状電極を含み、
前記第二電極は、前記第二基板の表面に形成され、
前記液晶層は、前記第一電極と第二電極との間に形成され、
前記駆動電圧源は、複数の長手状電極と第二電極との間の電位差を制御して液晶レンズ配列を形成し、各長手状電極と第二電極との間の電位差を制御して液晶レンズ配列の移動を実現することを特徴とする請求項８に記載の立体画像表示方法。
【請求項１０】
前記第一電極と前記第一基板の間には、第三電極と、前記第一電極と第三電極との間に形成される第一絶縁層と、第二絶縁層と、がさらに設置され、
前記第二電極と液晶層の間には、複数の長手状電極を含む第四電極と、前記第二電極と第四電極との間に形成される第二絶縁層と、がさらに設置され、
前記駆動電圧源は、第一時間で第一電極と第二電極だけを駆動して液晶レンズ配列を形成し、第二時間で第三電極と第四電極だけを駆動して液晶レンズ配列を形成し、且つ第二時間に形成する液晶レンズ配列は、第一時間に形成する液晶レンズ配列より所定の距離が移動されていることを特徴とする請求項９に記載の立体画像表示方法。
【請求項１１】
前記所定の距離は、視差付き画像で左目画像に属する画像ユニットの半分と、前記左目画像に隣接する右目画像に属する画像ユニットの半分との合計と同じであることを特徴とする請求項８〜１０の何れかに記載の立体画像表示方法。
【請求項１２】
前記周期は、人目の視覚滞在に必要する最長時間より小さい、若しくは、同じであることを特徴とする請求項７〜１０の何れかに記載の立体画像表示方法。
【請求項１３】
前記第一時間には第一左目画像と第一右目画像を表示し、前記第二時間には第二左目画像と第二右目画像を表示して、前記第一左目画像が表示される位置が第二右目画像が表示される位置に対応し、前記第一右目画像が表示される位置が第二左目画像が表示される位置に対応し、且つ第一左目画像と第二左目画像によって完璧な１つのフレームの左目画像が形成され、第一右目画像と第二右目画像によって完璧な１つのフレームの右目画像が形成されるようにする前記表示モジュールと、
複数のレンズユニットを形成する液晶レンズ配列と、
前記レンズユニットを制御して第一時間のレンズユニットが第二時間のレンズユニットに対して一定の距離移動し、第一時間と第二時間で第一左目画像と第二左目画像が全部左目可視区域にガイドされ、第一右目画像と第二右目画像が全部右目可視区域にガイドされるようにする駆動装置と、含むことを特徴とする立体表示装置。
【請求項１４】
前記表示モジュールで、1つのフレームの左目画像を複数の左目画像ユニットに分けて、等間隔に平行に配列される一部の左目画像ユニットを第一左目画像にし、等間隔に平行に配列される他の左目画像ユニットを第二左目画像にする同時に、1つのフレームの右目画像を複数の右目画像ユニットに分けて、等間隔に平行に配列される一部の右目画像ユニットを第一右目画像にし、等間隔に平行に配列される他の右目画像ユニットを第二左目画像にすることを特徴とする請求項１３に記載の立体表示装置。
【請求項１５】
前記液晶レンズ配列は、第一基板と、第二基板と、第一電極と、第二電極と、液晶層と、を含み、
前記第一電極は、前記第一基板に離間して形成される複数の長手状電極を含み、
前記第二電極は、前記第二基板の表面に形成され、
前記液晶層は、前記第一電極と第二電極との間に形成されていることを特徴とする請求項１３に記載の立体表示装置。
【請求項１６】
前記駆動電圧源は、第一電極と第二電極との間の電位差を制御して液晶レンズ配列を形成し、第一電極と第二電極との間の電位差を制御して液晶レンズ配列を移動させることを特徴とする請求項１５に記載の立体表示装置。
【請求項１７】
前記第一電極と前記第一基板の間には、第三電極と、前記第一電極と第三電極との間に形成される第一絶縁層と、第二絶縁層と、がさらに設置され、
前記第二電極と液晶層の間には、複数の長手状電極を含む第四電極と、前記第二電極と第四電極との間に形成される第二絶縁層と、がさらに設置され、
前記駆動電圧源は、第一時間で第一電極と第二電極を駆動して液晶レンズ配列を形成し、第二時間で第三電極と第四電極を駆動して第一時間に形成する液晶レンズ配列より所定の距離が移動される液晶レンズ配列を形成することを特徴とする請求項１５に記載の立体表示装置。
【請求項１８】
第一左目画像と第一右目画像を同時に表示するステップと、
第一左目画像を左目可視範囲にガイドさせ、第一右目画像を右目可視範囲にガイドさせるために複数のレンズユニットを形成するステップと、
第二左目画像と第二右目画像を同時に表示して、前記第一左目画像が表示される位置が第二右目画像が表示される位置に対応し、前記第一右目画像が表示される位置が第二左目画像が表示される位置に対応し、且つ第一左目画像と第二左目画像によって完璧な１つのフレームの左目画像が形成され、第一右目画像と第二右目画像によって完璧な１つのフレームの右目画像が形成されるようにするステップと、
前記レンズユニットを一定の距離移動させて、第二左目画像が左目可視区域にガイドされ、第二右目画像が右目可視区域にガイドされるようにするステップと、を含むことを特徴とする立体画像表示方法。
【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】
【公開番号】特開２０１１−１５０３４４（Ｐ２０１１−１５０３４４Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９４４６（Ｐ２０１１−９４４６）
【出願日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【出願人】（５１１０１８０４４）深▲せん▼超多維光電子有限公司 (2)
【氏名又は名称原語表記】Ｓｈｅｎｚｈｅｎ Ｓｕｐｅｒ Ｐｅｒｆｅｃｔ Ｏｐｔｉｃｓ Ｌｉｍｉｔｅｄ
【住所又は居所原語表記】Ｓｕｉｔｅ １０１，Ｂｌｏｃｋ Ｈ−１，Ｅａｓｔ ｏｆ Ｅａｓｔｅｒｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐａｒｋ，Ｏｖｅｒｓｅａｓ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｔｏｗｎ，Ｎａｎｓｈａｎ，Ｓｈｅｎｚｈｅｎ， Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ， ＣＨＩＮＡ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【出願人】（５１１０１８０４４）深▲せん▼超多維光電子有限公司 (2)
【氏名又は名称原語表記】Ｓｈｅｎｚｈｅｎ Ｓｕｐｅｒ Ｐｅｒｆｅｃｔ Ｏｐｔｉｃｓ Ｌｉｍｉｔｅｄ
【住所又は居所原語表記】Ｓｕｉｔｅ １０１，Ｂｌｏｃｋ Ｈ−１，Ｅａｓｔ ｏｆ Ｅａｓｔｅｒｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐａｒｋ，Ｏｖｅｒｓｅａｓ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｔｏｗｎ，Ｎａｎｓｈａｎ，Ｓｈｅｎｚｈｅｎ， Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ， ＣＨＩＮＡ
【Ｆターム（参考）】
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