３次元画像表示装置における色の比の改良
視野角に応じて異なるビューが表示されるように３次元画像を表示する表示装置は、画像を表示する、複数の別々にアドレス可能な画素を有する表示パネルを有する。各画素は、グループ内の異なる画素が画像の異なるビューに対応するようにグループ化されている。各画素は、画像内の各物理的位置に関するカラークラスタで構成される。表示ドライバが、受け取った画像データに従って画像を生成するために各画素の透過特性を制御する。表示パネルの各画素に与えられる駆動信号は、見る方向に依存しない各クラスタに関する画像の色を生成するようにグループ内の各画素及びクラスタ内の各グループの光透過度を変える色補正値を用いて調節される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に係り、特に３次元又は立体画像を表示する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
３次元画像の生成は、一般に、表示装置が該表示装置のユーザの左右の目に異なるビューを与えることができることを要する。これは、特別に作られたゴーグルを使用することによってユーザのそれぞれの目に直接的に異なる画像を与えることにより実現され得る。１つの例では、ディスプレイがタイムシーケンシャルのやり方で右のビューと左のビューとを交互に与え、これらのビューは同期のとられるビューイングゴーグルにより見る人の対応する目に入る。対照的に、本発明は、画像の異なるビューが単一の表示パネルに対する視野角に応じて見られる表示装置の種類に関するものである。以下、これらは該して３次元表示装置と呼ばれる。
【０００３】
そのような３次元表示装置の１つの既知の種類は、視差バリア法が実現された液晶ディスプレイである。そのようなシステムが図１に示されている。
【０００４】
図１を参照すると、視差バリアタイプの表示装置１００は、複数の別個の光源を与えるバックパネル１１を有している。図示されているように、バックパネル１１は、表面全体にわたって分散する複数のスリット１４ａないし１４ｄを有する不透明のマスク又はバリア層１３により覆われた（フォトルミネセンスパネルのような）面光源１２として形成され得る。この場合、上記スリット１４のそれぞれは線光源の役割を果たす。
【０００５】
液晶表示パネル（ＬＣＤ）１５は（例えば図１において１ないし１０の参照符号が付された）複数の画素を有しており、これらはそれぞれの光透過特性を変化させるために既知の技術により電気的な信号によって別々にアドレス可能である。バックパネル１１は、線光源１４のそれぞれが画素のグループ１６に対応するようにＬＣＤパネル１５に対して接近して配置されている。例えば、グループ１６１として示されている画素１ないし５はスリット１４ａに対応し、グループ１６２として示されている画素６ないし１０はスリット１４ｂに対応している等である。
【０００６】
画素のグループ１６の各画素は、対応する線光源１４ａが当該ビューに対応する画素１ないし５の１つを介して見られるように画像の複数の可能なビュー（Ｖ−２，Ｖ−１，Ｖ０，Ｖ１，Ｖ２）のうちの１つのビューＶに対応する。各グループ１６の画素数は、存在する画像のビューの数を決定し、図示されている装置では５つである。ビューの数が大きくなるほど、３次元効果がよりリアルになり、より傾斜した視野角が与えられる。
【０００７】
本明細書全体において、我々は表示パネルの全ての画素により生成される画像全体を表示される「画像」と呼んでおり、上記画像は特定の視野角により決定される複数の「ビュー」により構成される。
【０００８】
上述の従来技術の装置には問題が存在する。上記ＬＣＤパネルの各画素の光透過係数は視野角に強く依存する。従って、全ての画素１ないし５が等しく駆動される場合、光源１４ａの見られる強度はそれぞれのビューに関して異なって現れる。例えば、Ｖ０はＶ２とは異なる。同様に、ＬＣＤパネル１５の各画素の光透過係数は、色（すなわち、波長）に強く依存する。従って、上記光源の見られる強度はそれぞれの色に関して異なって現れる。
【０００９】
そのようなディスプレイは、３原色（例えばＲＧＢ）のそれぞれに異なる画素（及び異なる画素のグループ１６）を与えることに依存するので、これらのアーチファクトは個々の色のレンダリングが視野角の関数として変化することを意味する。これは、画像の異なるビューを目にする際に、最適状態に及ばない画像及び望ましくない色のアーチファクトを招く。
【００１０】
ＵＳ２００３／００５２８３６公報には、カラー表示装置の前方に位置する複数のカラーフィルタを伴う特別に作られた遮光マスクを用いる３次元画像装置が説明されている。上記遮光マスクは、異なる視野角における３原色の輝度比を維持する役割を果たす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、画像の異なるビューが視野角に応じて表示される３次元画像を表示する表示装置における望ましくない色のアーチファクトを克服又は緩和することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
１つの観点によれば、本発明は、視野角に応じて異なるビューが表示されるように３次元画像を表示する表示装置であって、上記画像を表示する、複数の別々にアドレス可能な画素を有する表示パネルであって、グループ内の異なる画素が上記画像の異なるビューに対応するように上記画素がグループ化された当該表示パネルと、受け取った画像データに従って画像を生成するために各画素の光学的特性を制御する表示ドライバと、上記光学的特性の所定の視野角依存性を補償するためにグループ内の少なくとも幾つかの画素の上記光学的特性を更に制御する色補償装置とを含む当該表示装置を提供する。
【００１３】
他の観点によれば、本発明は、視野角に応じて画像の異なるビューが表示されるように表示装置に３次元の上記画像を表示する方法であって、表示パネルにおいて複数の別々にアドレス可能な画素のそれぞれに関して画素データ値を形成するために画像データを処理するステップであって、上記画素は、グループ内の異なる画素が上記画像の異なるビューに対応するようにグループ化され、上記画素データ値は画像を生成するために対応する画素の光学的特性を制御する当該ステップと、上記光学的特性の所定の視野角依存性を補償するために各グループ内の少なくとも幾つかの画素データ値に色補正値を与えるステップと、上記画像を生成するように表示パネルの画素を駆動するため、補正された上記画素データ値を用いるステップとを含む当該方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施の形態が、添付の図面を参照して例として説明される。
【００１５】
図１を参照して、視差バリアタイプの３次元画像表示装置の基本的な機能は既に説明されている。表示パネル１５及びバックパネル１１の照明源の同様の構造が、本発明の好ましい実施の形態において用いられ得る。しかしながら、以下において明らかになるように他の構成が用いられてもよいことが理解されるであろう。
【００１６】
一般に、本発明は複数の別々にアドレス可能である画素１〜１０を有する表示パネル１５を用い、これらの画素はグループ１６１，１６２内の異なる画素１〜５又は６〜１０がそれぞれ画像の異なるビューに対応するようにグループ化されている。表示パネル１５は、各画素の光学的特性が電気的な制御信号により変化して画像を生成する任意の好適な電気光学装置であり得る。上記表示パネルは液晶ディスプレイであることが好ましい。
【００１７】
複数の別個の光源１４ａ〜１４ｄを有する照明源は、画素の各グループ１６が当該光源のうちの対応するものから光を受け取るように配置されて設けられていることが好ましい。これは、図１の面光源１２及びマスク１３の配列として存在し得るが、画素のライン、個々の画素又は画素のブロックとして光源１４を与える画素化された光源としても設けられ得る。
【００１８】
更に、上記複数の別個の光源は、連続する高強度のライトスポットを与えるバックライト及びレンズアレイ（例えば、レンティキュラシートアレイ）として設けられる事実上の（virtual）光源であり得る。そのような構成は図７に示されている。表示装置８０は、ＬＣＤパネル７５と、面光源７２と、レンズアレイ７１とを含んでいる。図１と関連して説明されたものと同様に、上記レンズアレイは、それぞれが上記ＬＣＤパネルの複数の画素を照らすようＬＣＤパネルの平面のわずかに外側の複数の別個の焦点７３に面光源７２からの光を集束させる。
【００１９】
図２ａを参照すると、表示パネル１５の画素の各グループ１６は、画像における１つの物理的な空間的位置に対応している。各物理的な空間１７に関して３つの分離して近接配置された画素のグループ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂが存在し、１つのグループは各原色に関するものであり、それにより、既知のカラー表示技術に従って実効的な認識される色を当該物理的な位置に与える画素のクラスタ１７が形成されている。
【００２０】
図２ｂに模式的に示されているように、上記表示装置は、各画素がそれらの間において共有される白色光源１４のビューに特定の色及び強度を付与するために、ある波長の光を吸収又は反射する画素を含む表示パネル１５を含み得る。その場合、カラークラスタ１７の各画素のグループ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂは、（例えば、表示パネルに適切なカラーフィルタを組み込むことにより）異なる波長において光を吸収するように選択される。
【００２１】
代替として、図２ａに示されているように、カラークラスタ１７の画素の各グループ１６は、可能な３つの異なる原色の光源のうちの１つを基準として配置され得る。従って、光源１４Ｒは赤色であり、光源１４Ｇは緑色であり、光源１４Ｂは青色であり得る。その場合、画素のグループ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂがカラークラスタ１７を形成する。
【００２２】
表示パネル１５における画素のグループの一部が図２ｃに示されている。幅ｗの光源１４は、上記表示パネルの平面の法線に対してそれぞれの視野角φ０，φ１，…，φ７の画素のグループ０，…，７に対応しており、これらの画素を介して見られる。画素のグループ１６の半分のみが図示されており、画素のグループ１６を完全なものにするためには画素０の左側に更に７つの画素が存在することが理解されるであろう。
【００２３】
各画素は、幅ｐ０，ｐ１，…，ｐ７を有している。各幅ｐ０，…，ｐ７は等しいことが好ましいが、通過する光の入射角をある程度補償するために異なっていることも可能である。バックパネルの照明源１４と表示パネル１５との距離は、ｈとして図示してされている。好ましい表示装置ではｈ＝２．３ｍｍ、ｐ０＝２００μｍ、ｗ＝５０μｍであるが、これらの値は大きく変化し得る。
【００２４】
図３は、φ＝０°の視野角（例えば画素０）に関する９０°ねじれネマティックＬＣＤの形態の表示パネル１５についての透過度（Ｔ）対電圧（Ｖ）特性３０を示している。赤色、緑色及び青色の波長の透過度に関する曲線が、曲線３３，３４，３２としてそれぞれ示されている。第４の曲線３１は、白色光を表しており、白色光をモデル化するための加重平均である。０ないし１Ｖの範囲の駆動電圧の下において動作する画素に関する光の透過係数は、波長によって約０．８と１．０との間で変動することに注意されたい。
【００２５】
図４は、φ＝６０°の視野角（例えば画素７）に関する９０°ねじれネマティックＬＣＤの形態の表示パネル１５についての透過度（Ｔ）対電圧（Ｖ）特性４０を示している。赤色、緑色及び青色の波長の透過度に関する曲線が、曲線４３，４４，４２としてそれぞれ示されている。第４の曲線４１は、白色光を表しており、白色光をモデル化するための加重平均である。０〜１Ｖの範囲の駆動電圧の下において動作する画素に関する光の透過係数は、波長によって約０．７３と０．９２との間で変動することに注意されたい。
【００２６】
図３を参照すると、画素のカラークラスタから「白色」のビューを生成するために、３つのＲＧＢ画素のそれぞれにほぼ同じ駆動電圧が与えられる。しかしながら、その場合、上記ＲＧＢ画素は幾らか異なる輝度を有するようであり、これは白色の画像の画素ではなく、わずかに色付いた画素（典型的には見た目は幾らか黄色）をもたらす。各色の画素から同じ輝度を得て、画素のカラークラスタを真の白色にするために、故意に異なる電圧で異なるＲＧＢ画素を駆動することによってこれを補償することが可能である。
【００２７】
しかしながら、３つの異なるＲＧＢ画素を駆動する電圧の最適な選択は、表示パネルが見られる角度の関数であることが図４から明らかである。従って、上記画素０を介して見られる理想的な「白」色を確立する駆動電圧は、他の全ての画素１ないし７に対しては最適状態に及ばない。
【００２８】
本発明は、視野角を補正するようにグループ１６の各画素０，…，７の光学的特性を制御する色補償装置を提供する。従って、グループ１６Ｒの各赤色の画素に与えられる色補正ファクタは当該グループ内における画素の位置０，…，７によって異なる。同様に、グループ１６Ｇの各緑色の画素に与えられる色補正ファクタもまた当該グループ内における画素の位置０，…，７によって異なる。同様に、グループ１６Ｂの各青色の画素に与えられる色補正ファクタもまた当該グループ内における画素の位置０，…，７によって異なる。一般に、これらの３つの色補正ファクタは異なることに注意されたい。この色補償装置は、画素の１つのグループ１６により表示される色を表示パネルのある位置又はカラークラスタに関する他の画素のグループにより表示される色に対して実質的に正規化することが好ましい。これにより、カラーレンダリングは視野角に依存しなくなる。色の正規化という表現は、色三角形におけるカラーポイント及び各色の絶対強度の正規化を意味するように取り扱われる。
【００２９】
異なるディスプレイのタイプ及び透過型ディスプレイ対反射型ディスプレイに関して異なる色補正ファクタが必要とされる。適切な色補正ファクタは、当業者に知られている技術によって決定される適切に生成された透過／反射係数から決定され得る。
【００３０】
図３及び図４に示されている例は、以下の構成を有するＬＣＤに関して光透過のシミュレーションが行われて決定された。上記ＬＣＤは、４．７５μｍのセルギャップを有し、ｎｏ＝１．４７９４，ｎｅ＝１．５７９４の屈折率を有する液晶材料ZLI-4792により充填された。この材料の典型的な弾性定数は、スプレー／ツイスト／ベンド定数がそれぞれ１３．２ｅ−１２Ｎ／６．４ｅ−１２Ｎ／１９．８ｅ−１２Ｎである。この配向は、９０°ＴＮモード、より具体的には交差する偏光子を伴うｅモードの構成が得られるものであった。上記液晶の配向は、両方の基板上に２．５°のプレチルトを有すると仮定された。
【００３１】
図５は、色補償装置を組み込んだ表示装置１０１の実施の形態の一例を模式的に示している。
【００３２】
画像処理器５０は、複数のビューφ０，…，φ７のそれぞれに関するＲＧＢ画素データを含む画像情報のストリームを受け取る。上記画像情報は、表示装置５３に描写され得るように、処理され、デジタル形式でフレームバッファ５１に記憶される。フレームバッファ５１は、例えば３色のセット５５，５６，５７で配された複数のページ５８を含んでいる。各セットは、３原色ＲＧＢの１つに対応している。各セット５５，５６，５７は、各ビューφ０，φ１，…，φ７、すなわち各画素のグループ１６に関する画素データを含んでいる。
【００３３】
上記フレームバッファ５１は表示ドライバ５２によってアクセスされ、表示ドライバ５２は、フレーム記憶部５１に記憶された値のそれぞれに従って表示パネル５３の各画素に適切な駆動電圧及び／又は電流信号を与える。一般的な原則として、
（ｉ）表示ドライバ５２により選択された駆動パラメータの値が適切に修正されるよう補正ファクタを含むようにフレーム記憶部５１に記憶された画像データをデジタル方式で修正するか、又は
（ｉｉ）フレーム記憶部５１に記憶された画像データを未修正のままにするが、表示ドライバ５２の出力に補正ファクタを適用する
ことによって、色補償装置による色補正値の適用が与えられ得ることを理解されたい。
【００３４】
第１の実施の形態においては、（破線で示されている）色補償装置６０は、例えば画像処理器５０によりアクセス可能なルックアップテーブルとして設けられている。このルックアップテーブルは補正値の複数のページ６１，６２，６３を有しており、各ページは上記画像処理器により受け取られる画像データに与えられるべき視野角φ０１，…，φ７の１つに対応している。画像処理器５０は、画像データについての適切な補正を得て、この補償されたデータをフレーム記憶部５１に記憶する。
【００３５】
これに関連する「補正値」という表現は、「代替（substitution）」値又は「オフセット」値を含み得る。言い換えれば、ある入力画素値ｘｉに関して、ルックアップテーブル６１〜６３は、ｘｉの場所において上記フレーム記憶部に記憶されるべき（φの関数としての）代替値ｘｓを与える。代替として、ある入力画素値ｘｉに関して、ルックアップテーブル６１〜６３は、当該入力値と組み合わせられるオフセット値ｘｏとｘｉの場所において上記フレーム記憶部に記憶される結果ｘｉ＋ｘｏとを与えてもよい。
【００３６】
この実施の形態の特別の利点は、従来のＬＣＤドライバ装置からハードウェアを変更する必要がある場合においてもほんのわずかに変更することにより実現され得ることである。画像処理器５０の機能はソフトウェアにおいて実現され、色補償装置６０の機能もまたソフトウェア実行として実現され得る。
【００３７】
この第１の実施の形態の変形例では、補償装置６０は、画像処理器５０によりフレーム記憶部５１に既に記憶されたデータに基づいて画像処理器５０とは無関係に動作し得る。これは、フレーム記憶部５１に第２のアクセスポート６４を用いることによりもたらされる。この実施の形態における補償装置６０は、画像処理器５０（例えば、これがカスタマイズされたグラフィクス処理器である場合）の動作を妨げることなくソフトウェアモジュールとしても実現され得る。この場合においても、ルックアップテーブル６１〜６３は、上記色補償装置によって実現されるべき代替値又はオフセット値を与え得る。
【００３８】
第２の実施の形態では、各画素駆動信号のための色補償装置は、アナログドメインにおいてリアルタイムで実行され得る。すなわち、表示ドライバ５２により生成される各画素信号に補正電圧オフセットを与えることにより実行され得る。従って、この実施の形態では、特定のオフセット電圧及び／又は電流を表示ドライバによるそれらの出力に与えるために、表示ドライバ５２と表示パネル５３との間に色補正装置７０が導入される。
【００３９】
完全を期すために、ハイブリッドシステムが、補償装置６０によりフレーム記憶部５１に与えられるデジタル補正値の技術及び補償装置７０により表示ドライバの出力に与えられるアナログオフセットの技術の両方を採用し得ることに注意されたい。適切な寄与は両方によりなされるが、これはより複雑な解決策である。例えば、色補償装置７０により与えられるアナログオフセット又は補正値は表示パネルの作用を透過−電圧特性３０，４０の適切な部分に移動させるように選択される一方で、デジタル補正値は上記透過−電圧特性の傾き又はレベルの差を補償するように選択される。
【００４０】
本明細書において説明されているような色補償装置６０は、図１及び図２に示されているような３次元ディスプレイ以外の他の３次元ディスプレイの形態にもまた適用され得ることにも注意されたい。図６を参照すると、本発明はレンティキュラ３次元表示装置２００にも適用され得ることに気付くであろう。このレンティキュラ表示装置では、液晶表示パネル１１５は、図１の場合と同様に、各グループ１１６１，１１６２に配された複数の画素（ａ１ないしｂ８が図示されている。）を含んでいる。ＬＣＤアレイ１１５の上部には、かまぼこ形の（cylindrical）レンズ１２１，１２２よりなるレンティキュラアレイ１２０が配されている。上記レンティキュラアレイは、上記液晶パネルの画素のグループに局所的な集束を与えるために光学材料よりなる任意の波形板又は別個の若しくは接合されたレンズのアレイを含み得る。
【００４１】
図６に示されている装置では、８個の画素となるように各レンズ素子の幅が選択され、これは８個のビューの３次元ディスプレイに対応する。勿論、各レンズ素子の幅は、必要とされる角度分解能に応じて異なる画素数に対応するように選択されてもよい。上記ＬＣＤの画素ａ１ないしａ８は異なるビューに画像化される。例えば、画素ａ２及び画素ａ４から発せられる光線が図示されている。ＬＣＤ基板１１６において、画素ａ２により発せられる光線は、画素ａ４により発せられる光線と比較して大きく傾斜して伝播することが分かる。これらの間の角度は、概して２つのビューの間の角度（θ）とほぼ等しい。
【００４２】
レンティキュラタイプの３次元表示装置では、異なるビューの光線は異なる角度で液晶層を通って進むことが分かる。従って、色の角度依存性の問題は、依然として存在し、図５と関連して説明されたような色補償装置によって解決される。
【００４３】
上述したような本発明はまた、通常液晶ディスプレイの最適化に重大な影響を及ぼす。ＬＣＤパネルの視野角依存性は、かなり不良であることが一般的に知られている。図８は、補償フォイルを伴わない標準的な９０°ねじれネマティック（ＴＮ）透過型ＬＣＤに関してコントラスト（強度の関数）及びグレースケールの反転がいかに視野角に依存するかを示している。水平方向の視野角はディスプレイの平面に対する法線から−６０°と＋６０°との間においてｘ軸上に示されており、垂直方向の視野角はディスプレイの平面に対する法線から−６０°と＋６０°との間においてｙ軸上に示されている。
【００４４】
上記ＬＣＤの偏光子の光軸９０，９１及び液晶配向子の光軸９２の向きが、図のより下方の部分に示されている。
【００４５】
図８から、画質は視野角に強く依存することが分かる。図８に示されている例に関して、最適な視野角は左上部から右下部へ伸びる斜めのライン９４により表されており、上記ライン９４の右側及び上側の見る位置に関してグレースケールの反転が生じる。
【００４６】
従来、テレビ及びコンピュータのモニタのような最も重要なアプリケーションに関して、水平ビューイング方向の性能を最大化することは垂直ビューイング方向の性能を最大化することよりも重要であることが認識されている。例えば、テレビのアプリケーションについては、表示装置の複数の見る人は、通常スクリーンに対してほぼ一致した目の高さで（すなわち、ｙ軸に沿って非常に少ない変動量で）並ぶが、ｘ軸に関連する水平方向の視野角は大きく変動し得る。同様に、コンピュータのモニタの前に着席したユーザは、作業中にｙ軸に沿ってよりもｘ軸に沿って頭の位置を動かす傾向が強い。
【００４７】
従って、慣習では、ＬＣＤは図８に示されている向きから４５°反時計回りに回転しており、その偏光軸は使用時にディスプレイのｘ軸及びｙ軸に対して約４５°である。この点で、表示装置の性能は、水平方向の視野角に関して最適化されるが、垂直方向の視野角に関しては妥協される。
【００４８】
３次元ＬＣＤディスプレイは、ｘ軸及びｙ軸に関する視野角依存性の最適化と同じ問題に苦しんでいる。
【００４９】
しかしながら、本発明において、カラーレンダリングの最適化は、上述したような色補償装置６０及び／又は７０を用いるディスプレイを駆動する際の電子工学的技術により達成され得ることが認識された。
【００５０】
従って、表示パネルの固有の光学的特性が垂直方向の視野角の変動に対して最適化される向きを表示装置に与えることがより適切である。水平方向の視野角の変動は、本明細書において述べられているような電子工学的な駆動技術を用いて対処及び最適化される。
【００５１】
このように、好ましい装置では、上述した３次元表示装置は、通常の使用時に、表示パネルの第１の軸に対する角度の関数として異なるビューを与える各グループ１６内の画素を有すると共に、ディスプレイの上記第１の軸と直交する第２の軸に関する視野角依存性を最小化するように配向された表示パネルの偏光素子を有するよう配される。
【００５２】
最も一般的な意味では、表示パネルの固有の光学的特性は、ｙ軸に対して視野角依存性が低減又は実質的に最小化され、色補償装置６０及び／又は７０がｙ軸を横切る軸に関する視野角依存性を低減又は実質的に最小化する役割を果たすようなものである。上記色補償装置６０及び／又は７０は、ｙ軸と直交する軸（すなわちｘ軸）に関する視野角依存性を低減又は実質的に最小化する役割を果たすことがより好ましい。最も好ましい装置では、ディスプレイが通常に使用される際に、ｘ軸が水平軸と定義され、ｙ軸が垂直軸と定義される。
【００５３】
他の実施の形態は、添付の特許請求の範囲の範囲内において意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】視差バリア法を用いて３次元画像を表示するＬＣＤ装置の既存の設計の模式的な断面図を示している。
【図２ａ】バックパネルの光源と並置されたＬＣＤディスプレイの一部の模式的な斜視図を示している。
【図２ｂ】バックパネルの光源と並置されたＬＣＤディスプレイの一部の模式的な斜視図を示している。
【図２ｃ】視差バリアＬＣＤ装置の形状を説明する際に有効な模式的な断面図を示している。
【図３】３原色のそれぞれ及び白色光用の加重平均についてのφ＝０（すなわち、ディスプレイの平面に対して垂直）の視野角に関する９０°ねじれネマティックＬＣＤの透過度対電圧曲線を示している。
【図４】３原色のそれぞれ及び白色光用の加重平均についてのφ＝６０の視野角に関する９０°ねじれネマティックＬＣＤの透過度対電圧曲線を示している。
【図５】本発明の実施の形態による表示装置の模式的なブロック図を示している。
【図６】レンティキュラアレイを利用する本発明の一実施の形態を示している。
【図７】表示装置と共に使用するのに好適な光源の他の形態を示している。
【図８】本発明によるディスプレイの最適化の原理を説明する際に有効な通常の液晶表示パネルの視野角特性のグラフを示している。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に係り、特に３次元又は立体画像を表示する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
３次元画像の生成は、一般に、表示装置が該表示装置のユーザの左右の目に異なるビューを与えることができることを要する。これは、特別に作られたゴーグルを使用することによってユーザのそれぞれの目に直接的に異なる画像を与えることにより実現され得る。１つの例では、ディスプレイがタイムシーケンシャルのやり方で右のビューと左のビューとを交互に与え、これらのビューは同期のとられるビューイングゴーグルにより見る人の対応する目に入る。対照的に、本発明は、画像の異なるビューが単一の表示パネルに対する視野角に応じて見られる表示装置の種類に関するものである。以下、これらは該して３次元表示装置と呼ばれる。
【０００３】
そのような３次元表示装置の１つの既知の種類は、視差バリア法が実現された液晶ディスプレイである。そのようなシステムが図１に示されている。
【０００４】
図１を参照すると、視差バリアタイプの表示装置１００は、複数の別個の光源を与えるバックパネル１１を有している。図示されているように、バックパネル１１は、表面全体にわたって分散する複数のスリット１４ａないし１４ｄを有する不透明のマスク又はバリア層１３により覆われた（フォトルミネセンスパネルのような）面光源１２として形成され得る。この場合、上記スリット１４のそれぞれは線光源の役割を果たす。
【０００５】
液晶表示パネル（ＬＣＤ）１５は（例えば図１において１ないし１０の参照符号が付された）複数の画素を有しており、これらはそれぞれの光透過特性を変化させるために既知の技術により電気的な信号によって別々にアドレス可能である。バックパネル１１は、線光源１４のそれぞれが画素のグループ１６に対応するようにＬＣＤパネル１５に対して接近して配置されている。例えば、グループ１６１として示されている画素１ないし５はスリット１４ａに対応し、グループ１６２として示されている画素６ないし１０はスリット１４ｂに対応している等である。
【０００６】
画素のグループ１６の各画素は、対応する線光源１４ａが当該ビューに対応する画素１ないし５の１つを介して見られるように画像の複数の可能なビュー（Ｖ−２，Ｖ−１，Ｖ０，Ｖ１，Ｖ２）のうちの１つのビューＶに対応する。各グループ１６の画素数は、存在する画像のビューの数を決定し、図示されている装置では５つである。ビューの数が大きくなるほど、３次元効果がよりリアルになり、より傾斜した視野角が与えられる。
【０００７】
本明細書全体において、我々は表示パネルの全ての画素により生成される画像全体を表示される「画像」と呼んでおり、上記画像は特定の視野角により決定される複数の「ビュー」により構成される。
【０００８】
上述の従来技術の装置には問題が存在する。上記ＬＣＤパネルの各画素の光透過係数は視野角に強く依存する。従って、全ての画素１ないし５が等しく駆動される場合、光源１４ａの見られる強度はそれぞれのビューに関して異なって現れる。例えば、Ｖ０はＶ２とは異なる。同様に、ＬＣＤパネル１５の各画素の光透過係数は、色（すなわち、波長）に強く依存する。従って、上記光源の見られる強度はそれぞれの色に関して異なって現れる。
【０００９】
そのようなディスプレイは、３原色（例えばＲＧＢ）のそれぞれに異なる画素（及び異なる画素のグループ１６）を与えることに依存するので、これらのアーチファクトは個々の色のレンダリングが視野角の関数として変化することを意味する。これは、画像の異なるビューを目にする際に、最適状態に及ばない画像及び望ましくない色のアーチファクトを招く。
【００１０】
ＵＳ２００３／００５２８３６公報には、カラー表示装置の前方に位置する複数のカラーフィルタを伴う特別に作られた遮光マスクを用いる３次元画像装置が説明されている。上記遮光マスクは、異なる視野角における３原色の輝度比を維持する役割を果たす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、画像の異なるビューが視野角に応じて表示される３次元画像を表示する表示装置における望ましくない色のアーチファクトを克服又は緩和することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
１つの観点によれば、本発明は、視野角に応じて異なるビューが表示されるように３次元画像を表示する表示装置であって、上記画像を表示する、複数の別々にアドレス可能な画素を有する表示パネルであって、グループ内の異なる画素が上記画像の異なるビューに対応するように上記画素がグループ化された当該表示パネルと、受け取った画像データに従って画像を生成するために各画素の光学的特性を制御する表示ドライバと、上記光学的特性の所定の視野角依存性を補償するためにグループ内の少なくとも幾つかの画素の上記光学的特性を更に制御する色補償装置とを含む当該表示装置を提供する。
【００１３】
他の観点によれば、本発明は、視野角に応じて画像の異なるビューが表示されるように表示装置に３次元の上記画像を表示する方法であって、表示パネルにおいて複数の別々にアドレス可能な画素のそれぞれに関して画素データ値を形成するために画像データを処理するステップであって、上記画素は、グループ内の異なる画素が上記画像の異なるビューに対応するようにグループ化され、上記画素データ値は画像を生成するために対応する画素の光学的特性を制御する当該ステップと、上記光学的特性の所定の視野角依存性を補償するために各グループ内の少なくとも幾つかの画素データ値に色補正値を与えるステップと、上記画像を生成するように表示パネルの画素を駆動するため、補正された上記画素データ値を用いるステップとを含む当該方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施の形態が、添付の図面を参照して例として説明される。
【００１５】
図１を参照して、視差バリアタイプの３次元画像表示装置の基本的な機能は既に説明されている。表示パネル１５及びバックパネル１１の照明源の同様の構造が、本発明の好ましい実施の形態において用いられ得る。しかしながら、以下において明らかになるように他の構成が用いられてもよいことが理解されるであろう。
【００１６】
一般に、本発明は複数の別々にアドレス可能である画素１〜１０を有する表示パネル１５を用い、これらの画素はグループ１６１，１６２内の異なる画素１〜５又は６〜１０がそれぞれ画像の異なるビューに対応するようにグループ化されている。表示パネル１５は、各画素の光学的特性が電気的な制御信号により変化して画像を生成する任意の好適な電気光学装置であり得る。上記表示パネルは液晶ディスプレイであることが好ましい。
【００１７】
複数の別個の光源１４ａ〜１４ｄを有する照明源は、画素の各グループ１６が当該光源のうちの対応するものから光を受け取るように配置されて設けられていることが好ましい。これは、図１の面光源１２及びマスク１３の配列として存在し得るが、画素のライン、個々の画素又は画素のブロックとして光源１４を与える画素化された光源としても設けられ得る。
【００１８】
更に、上記複数の別個の光源は、連続する高強度のライトスポットを与えるバックライト及びレンズアレイ（例えば、レンティキュラシートアレイ）として設けられる事実上の（virtual）光源であり得る。そのような構成は図７に示されている。表示装置８０は、ＬＣＤパネル７５と、面光源７２と、レンズアレイ７１とを含んでいる。図１と関連して説明されたものと同様に、上記レンズアレイは、それぞれが上記ＬＣＤパネルの複数の画素を照らすようＬＣＤパネルの平面のわずかに外側の複数の別個の焦点７３に面光源７２からの光を集束させる。
【００１９】
図２ａを参照すると、表示パネル１５の画素の各グループ１６は、画像における１つの物理的な空間的位置に対応している。各物理的な空間１７に関して３つの分離して近接配置された画素のグループ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂが存在し、１つのグループは各原色に関するものであり、それにより、既知のカラー表示技術に従って実効的な認識される色を当該物理的な位置に与える画素のクラスタ１７が形成されている。
【００２０】
図２ｂに模式的に示されているように、上記表示装置は、各画素がそれらの間において共有される白色光源１４のビューに特定の色及び強度を付与するために、ある波長の光を吸収又は反射する画素を含む表示パネル１５を含み得る。その場合、カラークラスタ１７の各画素のグループ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂは、（例えば、表示パネルに適切なカラーフィルタを組み込むことにより）異なる波長において光を吸収するように選択される。
【００２１】
代替として、図２ａに示されているように、カラークラスタ１７の画素の各グループ１６は、可能な３つの異なる原色の光源のうちの１つを基準として配置され得る。従って、光源１４Ｒは赤色であり、光源１４Ｇは緑色であり、光源１４Ｂは青色であり得る。その場合、画素のグループ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂがカラークラスタ１７を形成する。
【００２２】
表示パネル１５における画素のグループの一部が図２ｃに示されている。幅ｗの光源１４は、上記表示パネルの平面の法線に対してそれぞれの視野角φ０，φ１，…，φ７の画素のグループ０，…，７に対応しており、これらの画素を介して見られる。画素のグループ１６の半分のみが図示されており、画素のグループ１６を完全なものにするためには画素０の左側に更に７つの画素が存在することが理解されるであろう。
【００２３】
各画素は、幅ｐ０，ｐ１，…，ｐ７を有している。各幅ｐ０，…，ｐ７は等しいことが好ましいが、通過する光の入射角をある程度補償するために異なっていることも可能である。バックパネルの照明源１４と表示パネル１５との距離は、ｈとして図示してされている。好ましい表示装置ではｈ＝２．３ｍｍ、ｐ０＝２００μｍ、ｗ＝５０μｍであるが、これらの値は大きく変化し得る。
【００２４】
図３は、φ＝０°の視野角（例えば画素０）に関する９０°ねじれネマティックＬＣＤの形態の表示パネル１５についての透過度（Ｔ）対電圧（Ｖ）特性３０を示している。赤色、緑色及び青色の波長の透過度に関する曲線が、曲線３３，３４，３２としてそれぞれ示されている。第４の曲線３１は、白色光を表しており、白色光をモデル化するための加重平均である。０ないし１Ｖの範囲の駆動電圧の下において動作する画素に関する光の透過係数は、波長によって約０．８と１．０との間で変動することに注意されたい。
【００２５】
図４は、φ＝６０°の視野角（例えば画素７）に関する９０°ねじれネマティックＬＣＤの形態の表示パネル１５についての透過度（Ｔ）対電圧（Ｖ）特性４０を示している。赤色、緑色及び青色の波長の透過度に関する曲線が、曲線４３，４４，４２としてそれぞれ示されている。第４の曲線４１は、白色光を表しており、白色光をモデル化するための加重平均である。０〜１Ｖの範囲の駆動電圧の下において動作する画素に関する光の透過係数は、波長によって約０．７３と０．９２との間で変動することに注意されたい。
【００２６】
図３を参照すると、画素のカラークラスタから「白色」のビューを生成するために、３つのＲＧＢ画素のそれぞれにほぼ同じ駆動電圧が与えられる。しかしながら、その場合、上記ＲＧＢ画素は幾らか異なる輝度を有するようであり、これは白色の画像の画素ではなく、わずかに色付いた画素（典型的には見た目は幾らか黄色）をもたらす。各色の画素から同じ輝度を得て、画素のカラークラスタを真の白色にするために、故意に異なる電圧で異なるＲＧＢ画素を駆動することによってこれを補償することが可能である。
【００２７】
しかしながら、３つの異なるＲＧＢ画素を駆動する電圧の最適な選択は、表示パネルが見られる角度の関数であることが図４から明らかである。従って、上記画素０を介して見られる理想的な「白」色を確立する駆動電圧は、他の全ての画素１ないし７に対しては最適状態に及ばない。
【００２８】
本発明は、視野角を補正するようにグループ１６の各画素０，…，７の光学的特性を制御する色補償装置を提供する。従って、グループ１６Ｒの各赤色の画素に与えられる色補正ファクタは当該グループ内における画素の位置０，…，７によって異なる。同様に、グループ１６Ｇの各緑色の画素に与えられる色補正ファクタもまた当該グループ内における画素の位置０，…，７によって異なる。同様に、グループ１６Ｂの各青色の画素に与えられる色補正ファクタもまた当該グループ内における画素の位置０，…，７によって異なる。一般に、これらの３つの色補正ファクタは異なることに注意されたい。この色補償装置は、画素の１つのグループ１６により表示される色を表示パネルのある位置又はカラークラスタに関する他の画素のグループにより表示される色に対して実質的に正規化することが好ましい。これにより、カラーレンダリングは視野角に依存しなくなる。色の正規化という表現は、色三角形におけるカラーポイント及び各色の絶対強度の正規化を意味するように取り扱われる。
【００２９】
異なるディスプレイのタイプ及び透過型ディスプレイ対反射型ディスプレイに関して異なる色補正ファクタが必要とされる。適切な色補正ファクタは、当業者に知られている技術によって決定される適切に生成された透過／反射係数から決定され得る。
【００３０】
図３及び図４に示されている例は、以下の構成を有するＬＣＤに関して光透過のシミュレーションが行われて決定された。上記ＬＣＤは、４．７５μｍのセルギャップを有し、ｎｏ＝１．４７９４，ｎｅ＝１．５７９４の屈折率を有する液晶材料ZLI-4792により充填された。この材料の典型的な弾性定数は、スプレー／ツイスト／ベンド定数がそれぞれ１３．２ｅ−１２Ｎ／６．４ｅ−１２Ｎ／１９．８ｅ−１２Ｎである。この配向は、９０°ＴＮモード、より具体的には交差する偏光子を伴うｅモードの構成が得られるものであった。上記液晶の配向は、両方の基板上に２．５°のプレチルトを有すると仮定された。
【００３１】
図５は、色補償装置を組み込んだ表示装置１０１の実施の形態の一例を模式的に示している。
【００３２】
画像処理器５０は、複数のビューφ０，…，φ７のそれぞれに関するＲＧＢ画素データを含む画像情報のストリームを受け取る。上記画像情報は、表示装置５３に描写され得るように、処理され、デジタル形式でフレームバッファ５１に記憶される。フレームバッファ５１は、例えば３色のセット５５，５６，５７で配された複数のページ５８を含んでいる。各セットは、３原色ＲＧＢの１つに対応している。各セット５５，５６，５７は、各ビューφ０，φ１，…，φ７、すなわち各画素のグループ１６に関する画素データを含んでいる。
【００３３】
上記フレームバッファ５１は表示ドライバ５２によってアクセスされ、表示ドライバ５２は、フレーム記憶部５１に記憶された値のそれぞれに従って表示パネル５３の各画素に適切な駆動電圧及び／又は電流信号を与える。一般的な原則として、
（ｉ）表示ドライバ５２により選択された駆動パラメータの値が適切に修正されるよう補正ファクタを含むようにフレーム記憶部５１に記憶された画像データをデジタル方式で修正するか、又は
（ｉｉ）フレーム記憶部５１に記憶された画像データを未修正のままにするが、表示ドライバ５２の出力に補正ファクタを適用する
ことによって、色補償装置による色補正値の適用が与えられ得ることを理解されたい。
【００３４】
第１の実施の形態においては、（破線で示されている）色補償装置６０は、例えば画像処理器５０によりアクセス可能なルックアップテーブルとして設けられている。このルックアップテーブルは補正値の複数のページ６１，６２，６３を有しており、各ページは上記画像処理器により受け取られる画像データに与えられるべき視野角φ０１，…，φ７の１つに対応している。画像処理器５０は、画像データについての適切な補正を得て、この補償されたデータをフレーム記憶部５１に記憶する。
【００３５】
これに関連する「補正値」という表現は、「代替（substitution）」値又は「オフセット」値を含み得る。言い換えれば、ある入力画素値ｘｉに関して、ルックアップテーブル６１〜６３は、ｘｉの場所において上記フレーム記憶部に記憶されるべき（φの関数としての）代替値ｘｓを与える。代替として、ある入力画素値ｘｉに関して、ルックアップテーブル６１〜６３は、当該入力値と組み合わせられるオフセット値ｘｏとｘｉの場所において上記フレーム記憶部に記憶される結果ｘｉ＋ｘｏとを与えてもよい。
【００３６】
この実施の形態の特別の利点は、従来のＬＣＤドライバ装置からハードウェアを変更する必要がある場合においてもほんのわずかに変更することにより実現され得ることである。画像処理器５０の機能はソフトウェアにおいて実現され、色補償装置６０の機能もまたソフトウェア実行として実現され得る。
【００３７】
この第１の実施の形態の変形例では、補償装置６０は、画像処理器５０によりフレーム記憶部５１に既に記憶されたデータに基づいて画像処理器５０とは無関係に動作し得る。これは、フレーム記憶部５１に第２のアクセスポート６４を用いることによりもたらされる。この実施の形態における補償装置６０は、画像処理器５０（例えば、これがカスタマイズされたグラフィクス処理器である場合）の動作を妨げることなくソフトウェアモジュールとしても実現され得る。この場合においても、ルックアップテーブル６１〜６３は、上記色補償装置によって実現されるべき代替値又はオフセット値を与え得る。
【００３８】
第２の実施の形態では、各画素駆動信号のための色補償装置は、アナログドメインにおいてリアルタイムで実行され得る。すなわち、表示ドライバ５２により生成される各画素信号に補正電圧オフセットを与えることにより実行され得る。従って、この実施の形態では、特定のオフセット電圧及び／又は電流を表示ドライバによるそれらの出力に与えるために、表示ドライバ５２と表示パネル５３との間に色補正装置７０が導入される。
【００３９】
完全を期すために、ハイブリッドシステムが、補償装置６０によりフレーム記憶部５１に与えられるデジタル補正値の技術及び補償装置７０により表示ドライバの出力に与えられるアナログオフセットの技術の両方を採用し得ることに注意されたい。適切な寄与は両方によりなされるが、これはより複雑な解決策である。例えば、色補償装置７０により与えられるアナログオフセット又は補正値は表示パネルの作用を透過−電圧特性３０，４０の適切な部分に移動させるように選択される一方で、デジタル補正値は上記透過−電圧特性の傾き又はレベルの差を補償するように選択される。
【００４０】
本明細書において説明されているような色補償装置６０は、図１及び図２に示されているような３次元ディスプレイ以外の他の３次元ディスプレイの形態にもまた適用され得ることにも注意されたい。図６を参照すると、本発明はレンティキュラ３次元表示装置２００にも適用され得ることに気付くであろう。このレンティキュラ表示装置では、液晶表示パネル１１５は、図１の場合と同様に、各グループ１１６１，１１６２に配された複数の画素（ａ１ないしｂ８が図示されている。）を含んでいる。ＬＣＤアレイ１１５の上部には、かまぼこ形の（cylindrical）レンズ１２１，１２２よりなるレンティキュラアレイ１２０が配されている。上記レンティキュラアレイは、上記液晶パネルの画素のグループに局所的な集束を与えるために光学材料よりなる任意の波形板又は別個の若しくは接合されたレンズのアレイを含み得る。
【００４１】
図６に示されている装置では、８個の画素となるように各レンズ素子の幅が選択され、これは８個のビューの３次元ディスプレイに対応する。勿論、各レンズ素子の幅は、必要とされる角度分解能に応じて異なる画素数に対応するように選択されてもよい。上記ＬＣＤの画素ａ１ないしａ８は異なるビューに画像化される。例えば、画素ａ２及び画素ａ４から発せられる光線が図示されている。ＬＣＤ基板１１６において、画素ａ２により発せられる光線は、画素ａ４により発せられる光線と比較して大きく傾斜して伝播することが分かる。これらの間の角度は、概して２つのビューの間の角度（θ）とほぼ等しい。
【００４２】
レンティキュラタイプの３次元表示装置では、異なるビューの光線は異なる角度で液晶層を通って進むことが分かる。従って、色の角度依存性の問題は、依然として存在し、図５と関連して説明されたような色補償装置によって解決される。
【００４３】
上述したような本発明はまた、通常液晶ディスプレイの最適化に重大な影響を及ぼす。ＬＣＤパネルの視野角依存性は、かなり不良であることが一般的に知られている。図８は、補償フォイルを伴わない標準的な９０°ねじれネマティック（ＴＮ）透過型ＬＣＤに関してコントラスト（強度の関数）及びグレースケールの反転がいかに視野角に依存するかを示している。水平方向の視野角はディスプレイの平面に対する法線から−６０°と＋６０°との間においてｘ軸上に示されており、垂直方向の視野角はディスプレイの平面に対する法線から−６０°と＋６０°との間においてｙ軸上に示されている。
【００４４】
上記ＬＣＤの偏光子の光軸９０，９１及び液晶配向子の光軸９２の向きが、図のより下方の部分に示されている。
【００４５】
図８から、画質は視野角に強く依存することが分かる。図８に示されている例に関して、最適な視野角は左上部から右下部へ伸びる斜めのライン９４により表されており、上記ライン９４の右側及び上側の見る位置に関してグレースケールの反転が生じる。
【００４６】
従来、テレビ及びコンピュータのモニタのような最も重要なアプリケーションに関して、水平ビューイング方向の性能を最大化することは垂直ビューイング方向の性能を最大化することよりも重要であることが認識されている。例えば、テレビのアプリケーションについては、表示装置の複数の見る人は、通常スクリーンに対してほぼ一致した目の高さで（すなわち、ｙ軸に沿って非常に少ない変動量で）並ぶが、ｘ軸に関連する水平方向の視野角は大きく変動し得る。同様に、コンピュータのモニタの前に着席したユーザは、作業中にｙ軸に沿ってよりもｘ軸に沿って頭の位置を動かす傾向が強い。
【００４７】
従って、慣習では、ＬＣＤは図８に示されている向きから４５°反時計回りに回転しており、その偏光軸は使用時にディスプレイのｘ軸及びｙ軸に対して約４５°である。この点で、表示装置の性能は、水平方向の視野角に関して最適化されるが、垂直方向の視野角に関しては妥協される。
【００４８】
３次元ＬＣＤディスプレイは、ｘ軸及びｙ軸に関する視野角依存性の最適化と同じ問題に苦しんでいる。
【００４９】
しかしながら、本発明において、カラーレンダリングの最適化は、上述したような色補償装置６０及び／又は７０を用いるディスプレイを駆動する際の電子工学的技術により達成され得ることが認識された。
【００５０】
従って、表示パネルの固有の光学的特性が垂直方向の視野角の変動に対して最適化される向きを表示装置に与えることがより適切である。水平方向の視野角の変動は、本明細書において述べられているような電子工学的な駆動技術を用いて対処及び最適化される。
【００５１】
このように、好ましい装置では、上述した３次元表示装置は、通常の使用時に、表示パネルの第１の軸に対する角度の関数として異なるビューを与える各グループ１６内の画素を有すると共に、ディスプレイの上記第１の軸と直交する第２の軸に関する視野角依存性を最小化するように配向された表示パネルの偏光素子を有するよう配される。
【００５２】
最も一般的な意味では、表示パネルの固有の光学的特性は、ｙ軸に対して視野角依存性が低減又は実質的に最小化され、色補償装置６０及び／又は７０がｙ軸を横切る軸に関する視野角依存性を低減又は実質的に最小化する役割を果たすようなものである。上記色補償装置６０及び／又は７０は、ｙ軸と直交する軸（すなわちｘ軸）に関する視野角依存性を低減又は実質的に最小化する役割を果たすことがより好ましい。最も好ましい装置では、ディスプレイが通常に使用される際に、ｘ軸が水平軸と定義され、ｙ軸が垂直軸と定義される。
【００５３】
他の実施の形態は、添付の特許請求の範囲の範囲内において意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】視差バリア法を用いて３次元画像を表示するＬＣＤ装置の既存の設計の模式的な断面図を示している。
【図２ａ】バックパネルの光源と並置されたＬＣＤディスプレイの一部の模式的な斜視図を示している。
【図２ｂ】バックパネルの光源と並置されたＬＣＤディスプレイの一部の模式的な斜視図を示している。
【図２ｃ】視差バリアＬＣＤ装置の形状を説明する際に有効な模式的な断面図を示している。
【図３】３原色のそれぞれ及び白色光用の加重平均についてのφ＝０（すなわち、ディスプレイの平面に対して垂直）の視野角に関する９０°ねじれネマティックＬＣＤの透過度対電圧曲線を示している。
【図４】３原色のそれぞれ及び白色光用の加重平均についてのφ＝６０の視野角に関する９０°ねじれネマティックＬＣＤの透過度対電圧曲線を示している。
【図５】本発明の実施の形態による表示装置の模式的なブロック図を示している。
【図６】レンティキュラアレイを利用する本発明の一実施の形態を示している。
【図７】表示装置と共に使用するのに好適な光源の他の形態を示している。
【図８】本発明によるディスプレイの最適化の原理を説明する際に有効な通常の液晶表示パネルの視野角特性のグラフを示している。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
視野角に応じて異なるビューが表示されるように３次元画像を表示する表示装置であって、
前記画像を表示する、複数の別々にアドレス可能な画素を有する表示パネルであって、グループ内の異なる画素が前記画像の異なるビューに対応するように前記画素がグループ化された当該表示パネルと、
受け取った画像データに従って画像を生成するために各画素の光学的特性を制御する表示ドライバと、
前記光学的特性の所定の視野角依存性を補償するためにグループ内の少なくとも幾つかの画素の前記光学的特性を更に制御する色補償装置と
を含む当該表示装置。
【請求項２】
複数の別個の照明源による照明を与えるバックパネルを更に含み、前記表示パネルにおける画素の各グループが前記別個の照明源の対応する１つから光を受け取るように配置された請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記バックパネルは複数の線照明源による照明を与える請求項２記載の表示装置。
【請求項４】
前記バックパネルは複数の点照明源による照明を与える請求項２記載の表示装置。
【請求項５】
前記表示パネルは、前記バックパネルが配されている側と反対の側から見る光透過型の表示パネルである請求項２記載の表示装置。
【請求項６】
前記表示パネルの近傍に配置されたレンティキュラアレイを更に含み、このアレイ内の各レンズ部は前記表示パネルの選択された画素からの光を集束させる請求項１記載の表示装置。
【請求項７】
前記アレイ内の各レンズ部は前記画素のグループと共働する請求項６記載の表示装置。
【請求項８】
前記光学的特性は光透過特性であり、前記表示ドライバ及び前記色補償装置は表示されるべき３次元カラー画像に応じて各画素を通過する光の量を制御する請求項１ないし７のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項９】
前記色補償装置は、グループ内の各画素に関して与えられるべき補正値を含むルックアップテーブルを有する請求項１ないし８のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記補正値は前記グループ内の対応する画素の視野角に応じて選択される請求項９記載の表示装置。
【請求項１１】
前記補正値は、前記視野角に依存しないよう画素のグループにより表示されるように色三角形におけるカラーポイント及び／又は色の強度を実質的に正規化するように選択される請求項１０記載の表示装置。
【請求項１２】
前記ルックアップテーブルは、フレーム記憶部に与えられるべき視野角の関数として代替値又はオフセット値を含む請求項９記載の表示装置。
【請求項１３】
前記色補償装置は、前記表示ドライバから受け取った画素駆動電圧を調節する請求項８記載の表示装置。
【請求項１４】
前記表示パネルは前記画像内の各物理的位置に関するカラークラスタを含み、クラスタはそれぞれが異なる原色に対応する複数の前記グループを有すると共に、前記色補償装置は、見る方向に依存しない各クラスタに関する画像の色を生成するようにグループ内の各画素及びクラスタ内の各グループの前記光学的特性を制御する請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１５】
前記表示パネルの固有の前記光学的特性は、視野角依存性がｙ軸に関して低減又は実質的に最小化されるように構成され、前記色補償装置は前記ｙ軸を横切る軸に関して視野角依存性を低減又は実質的に最小化する役割を果たす請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１６】
前記色補償装置は、前記ｙ軸と直交する軸（すなわちｘ軸）に関して視野角依存性を低減又は実質的に最小化する役割を果たす請求項１５記載の表示装置。
【請求項１７】
物体に組み込まれており、前記ｘ軸は前記物体が通常使用される際に水平軸として定義され、前記ｙ軸は前記物体が通常使用される際に垂直軸として定義される請求項１６記載の表示装置。
【請求項１８】
視野角に応じて画像の異なるビューが表示されるように表示装置に３次元の前記画像を表示する方法であって、
表示パネルにおいて複数の別々にアドレス可能な画素のそれぞれに関して画素データ値を形成するために画像データを処理するステップであって、前記画素は、グループ内の異なる画素が前記画像の異なるビューに対応するようにグループ化され、前記画素データ値は画像を生成するために対応する画素の光学的特性を制御する当該ステップと、
前記光学的特性の所定の視野角依存性を補償するために各グループ内の少なくとも幾つかの画素データ値に色補正値を与えるステップと、
前記画像を生成するように表示パネルの画素を駆動するため、補正された前記画素データ値を用いるステップと
を含む当該方法。
【請求項１９】
前記光学的特性は光透過特性であり、与えられる前記色補正値は表示されるべき３次元カラー画像に応じて各画素を通過する光の量を制御するよう構成される請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記色補正値は、グループ内の各画素に関して与えられるべき補正値を含むルックアップテーブルから得られる請求項１８記載の方法。
【請求項２１】
前記補正値は、前記グループ内の対応する画素の視野角に応じて選択される請求項１９記載の方法。
【請求項２２】
前記補正値は、前記視野角に依存しないよう画素のグループにより表示されるように色三角形におけるカラーポイント及び／又は色の強度を実質的に正規化するように選択される請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
前記色補正値は前記表示パネルの透過度対電圧特性から得られ、前記補正された画素データ値は前記表示パネルに印加される画素駆動電圧を調節するために用いられる請求項１８記載の方法。
【請求項２４】
前記画素は前記画像内の各物理的位置に関するカラークラスタ内に配置され、クラスタはそれぞれが異なる原色に対応する複数の前記画素のグループを有し、前記色補正値は、見る方向に依存しない各クラスタに関する画像の色を生成するようにグループ内の各画素及びクラスタ内の各グループの前記光学的特性を制御するよう構成される請求項１８ないし２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
視野角依存性がｙ軸に関して低減又は実質的に最小化されるように前記表示パネルの固有の前記光学的特性を構成し、前記ｙ軸を横切る軸に関して視野角依存性を低減又は実質的に最小化するように前記色補正値を与えるステップを更に含む請求項１８ないし２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
前記色補正値は、前記ｙ軸と直交する軸（すなわちｘ軸）に関して視野角依存性を低減又は実質的に最小化するように与えられる請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
前記ｘ軸は前記表示パネルが通常使用される際に水平軸であり、前記ｙ軸は前記表示パネルが通常使用される際に垂直軸である請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
プログラムがコンピュータにロードされる際に、前記コンピュータに請求項１８ないし２７のいずれか１項に記載のプロシージャを実行させるコンピュータプログラムコード手段を持つコンピュータにより読み取り可能な媒体を有するコンピュータプログラム製品。
【請求項２９】
電子データの伝送により分配可能であり、プログラムがコンピュータにロードされる際に前記コンピュータに請求項１８ないし２７のいずれか１項に記載のプロシージャを実行させるコンピュータプログラムコード手段を有する当該コンピュータプログラム。
【請求項１】
視野角に応じて異なるビューが表示されるように３次元画像を表示する表示装置であって、
前記画像を表示する、複数の別々にアドレス可能な画素を有する表示パネルであって、グループ内の異なる画素が前記画像の異なるビューに対応するように前記画素がグループ化された当該表示パネルと、
受け取った画像データに従って画像を生成するために各画素の光学的特性を制御する表示ドライバと、
前記光学的特性の所定の視野角依存性を補償するためにグループ内の少なくとも幾つかの画素の前記光学的特性を更に制御する色補償装置と
を含む当該表示装置。
【請求項２】
複数の別個の照明源による照明を与えるバックパネルを更に含み、前記表示パネルにおける画素の各グループが前記別個の照明源の対応する１つから光を受け取るように配置された請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記バックパネルは複数の線照明源による照明を与える請求項２記載の表示装置。
【請求項４】
前記バックパネルは複数の点照明源による照明を与える請求項２記載の表示装置。
【請求項５】
前記表示パネルは、前記バックパネルが配されている側と反対の側から見る光透過型の表示パネルである請求項２記載の表示装置。
【請求項６】
前記表示パネルの近傍に配置されたレンティキュラアレイを更に含み、このアレイ内の各レンズ部は前記表示パネルの選択された画素からの光を集束させる請求項１記載の表示装置。
【請求項７】
前記アレイ内の各レンズ部は前記画素のグループと共働する請求項６記載の表示装置。
【請求項８】
前記光学的特性は光透過特性であり、前記表示ドライバ及び前記色補償装置は表示されるべき３次元カラー画像に応じて各画素を通過する光の量を制御する請求項１ないし７のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項９】
前記色補償装置は、グループ内の各画素に関して与えられるべき補正値を含むルックアップテーブルを有する請求項１ないし８のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記補正値は前記グループ内の対応する画素の視野角に応じて選択される請求項９記載の表示装置。
【請求項１１】
前記補正値は、前記視野角に依存しないよう画素のグループにより表示されるように色三角形におけるカラーポイント及び／又は色の強度を実質的に正規化するように選択される請求項１０記載の表示装置。
【請求項１２】
前記ルックアップテーブルは、フレーム記憶部に与えられるべき視野角の関数として代替値又はオフセット値を含む請求項９記載の表示装置。
【請求項１３】
前記色補償装置は、前記表示ドライバから受け取った画素駆動電圧を調節する請求項８記載の表示装置。
【請求項１４】
前記表示パネルは前記画像内の各物理的位置に関するカラークラスタを含み、クラスタはそれぞれが異なる原色に対応する複数の前記グループを有すると共に、前記色補償装置は、見る方向に依存しない各クラスタに関する画像の色を生成するようにグループ内の各画素及びクラスタ内の各グループの前記光学的特性を制御する請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１５】
前記表示パネルの固有の前記光学的特性は、視野角依存性がｙ軸に関して低減又は実質的に最小化されるように構成され、前記色補償装置は前記ｙ軸を横切る軸に関して視野角依存性を低減又は実質的に最小化する役割を果たす請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１６】
前記色補償装置は、前記ｙ軸と直交する軸（すなわちｘ軸）に関して視野角依存性を低減又は実質的に最小化する役割を果たす請求項１５記載の表示装置。
【請求項１７】
物体に組み込まれており、前記ｘ軸は前記物体が通常使用される際に水平軸として定義され、前記ｙ軸は前記物体が通常使用される際に垂直軸として定義される請求項１６記載の表示装置。
【請求項１８】
視野角に応じて画像の異なるビューが表示されるように表示装置に３次元の前記画像を表示する方法であって、
表示パネルにおいて複数の別々にアドレス可能な画素のそれぞれに関して画素データ値を形成するために画像データを処理するステップであって、前記画素は、グループ内の異なる画素が前記画像の異なるビューに対応するようにグループ化され、前記画素データ値は画像を生成するために対応する画素の光学的特性を制御する当該ステップと、
前記光学的特性の所定の視野角依存性を補償するために各グループ内の少なくとも幾つかの画素データ値に色補正値を与えるステップと、
前記画像を生成するように表示パネルの画素を駆動するため、補正された前記画素データ値を用いるステップと
を含む当該方法。
【請求項１９】
前記光学的特性は光透過特性であり、与えられる前記色補正値は表示されるべき３次元カラー画像に応じて各画素を通過する光の量を制御するよう構成される請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記色補正値は、グループ内の各画素に関して与えられるべき補正値を含むルックアップテーブルから得られる請求項１８記載の方法。
【請求項２１】
前記補正値は、前記グループ内の対応する画素の視野角に応じて選択される請求項１９記載の方法。
【請求項２２】
前記補正値は、前記視野角に依存しないよう画素のグループにより表示されるように色三角形におけるカラーポイント及び／又は色の強度を実質的に正規化するように選択される請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
前記色補正値は前記表示パネルの透過度対電圧特性から得られ、前記補正された画素データ値は前記表示パネルに印加される画素駆動電圧を調節するために用いられる請求項１８記載の方法。
【請求項２４】
前記画素は前記画像内の各物理的位置に関するカラークラスタ内に配置され、クラスタはそれぞれが異なる原色に対応する複数の前記画素のグループを有し、前記色補正値は、見る方向に依存しない各クラスタに関する画像の色を生成するようにグループ内の各画素及びクラスタ内の各グループの前記光学的特性を制御するよう構成される請求項１８ないし２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
視野角依存性がｙ軸に関して低減又は実質的に最小化されるように前記表示パネルの固有の前記光学的特性を構成し、前記ｙ軸を横切る軸に関して視野角依存性を低減又は実質的に最小化するように前記色補正値を与えるステップを更に含む請求項１８ないし２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
前記色補正値は、前記ｙ軸と直交する軸（すなわちｘ軸）に関して視野角依存性を低減又は実質的に最小化するように与えられる請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
前記ｘ軸は前記表示パネルが通常使用される際に水平軸であり、前記ｙ軸は前記表示パネルが通常使用される際に垂直軸である請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
プログラムがコンピュータにロードされる際に、前記コンピュータに請求項１８ないし２７のいずれか１項に記載のプロシージャを実行させるコンピュータプログラムコード手段を持つコンピュータにより読み取り可能な媒体を有するコンピュータプログラム製品。
【請求項２９】
電子データの伝送により分配可能であり、プログラムがコンピュータにロードされる際に前記コンピュータに請求項１８ないし２７のいずれか１項に記載のプロシージャを実行させるコンピュータプログラムコード手段を有する当該コンピュータプログラム。
【図１】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図２ｃ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図２ｃ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公表番号】特表２００７−５１３３６０（Ｐ２００７−５１３３６０Ａ）
【公表日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５３０９５２（Ｐ２００６−５３０９５２）
【出願日】平成１６年９月３０日（２００４．９．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００４／０５１９２５
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０３４５２８
【国際公開日】平成１７年４月１４日（２００５．４．１４）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月３０日（２００４．９．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００４／０５１９２５
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０３４５２８
【国際公開日】平成１７年４月１４日（２００５．４．１４）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【Ｆターム（参考）】
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