3次元(3D)カラー・ディスプレイ・システム
【課題】本発明は、3次元(3D)カラー・ディスプレイ・システム、およびそのような3Dカラー・ディスプレイ・システムにおける液晶ディスプレイ(LCD)・パネル用のバックライトを提供する。
【解決手段】このバックライトは、右眼バックライト・モジュール、左眼バックライト・モジュール、およびバックライト制御モジュールを備える。右眼バックライト・モジュールは、右眼の画像が生成される、右眼の第1の色帯域、右眼の第2の色帯域、および右眼の第3の色帯域を、LCDパネルへ透過する。左眼バックライト・モジュールは、左眼の画像が生成される、左眼の第1の色帯域、左眼の第2の色帯域、および左眼の第3の色帯域を、LCDパネルへ透過する。バックライト制御モジュールが、右眼活性化期間中に右眼バックライト・モジュールを作動させ、左眼活性化期間中に左眼バックライト・モジュールを作動させ、右眼活性化期間と左眼活性化期間とが、あるスイッチング・レートで交番する。
【解決手段】このバックライトは、右眼バックライト・モジュール、左眼バックライト・モジュール、およびバックライト制御モジュールを備える。右眼バックライト・モジュールは、右眼の画像が生成される、右眼の第1の色帯域、右眼の第2の色帯域、および右眼の第3の色帯域を、LCDパネルへ透過する。左眼バックライト・モジュールは、左眼の画像が生成される、左眼の第1の色帯域、左眼の第2の色帯域、および左眼の第3の色帯域を、LCDパネルへ透過する。バックライト制御モジュールが、右眼活性化期間中に右眼バックライト・モジュールを作動させ、左眼活性化期間中に左眼バックライト・モジュールを作動させ、右眼活性化期間と左眼活性化期間とが、あるスイッチング・レートで交番する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、3次元(3D)カラー・ディスプレイ・システムに関し、具体的には3Dカラー・ディスプレイ・システムにおける液晶ディスプレイ(LCD)・パネル用のバックライトに関する。
【背景技術】
【0002】
3次元(3D)カラー・ディスプレイ・システムは、視聴者の右眼と左眼とに別個の画像を生成するのに様々な方策を用いる。最も広く普及した3Dカラー・ディスプレイ・システムのうち、受動的カラー・フィルタの眼鏡で見る、スペクトル的に異なる右眼画像および左眼画像を生成するのに色分解の方策を用いるプロジェクタ・ベースのシステムがあり、これは2004年3月2日発行のJorkeへの米国特許第6,698,890号、および2004年2月3日発行のSorensenらへの米国特許第6,687,003号に開示されている。しかし、ホーム・シアター・カテゴリーにおけるプロジェクタ・ベースのシステムの市場占有率は下降線をたどっている。したがって、ホーム・シアターで用いるフラットパネル・ディスプレイに基づく3Dカラー・ディスプレイ・システムに類似の色分解の方策を拡大するための様々な試みがなされている。
【0003】
フラットパネル・ディスプレイに基づくそのような3Dカラー・ディスプレイ・システムの一実施例が、2002年9月12日公開のSmithへの国際特許公開番号・国際公開第2002/071384号に開示されている。フラットパネル・ディスプレイは、スペクトル的に異なる右眼画像および左眼画像を生成するための液晶ディスプレイ(LCD)パネルを含み、これは右眼の赤色、緑色、青色(RGB)ピクセルおよび左眼のRGBピクセルを備える。右眼RGBピクセルが、右眼赤色帯域、右眼緑色帯域、および右眼青色帯域を透過して右眼画像を生成し、左眼RGBピクセルが、左眼赤色帯域、左眼緑色帯域、および左眼青色帯域を透過して左眼画像を生成する。残念ながら、右眼RGBピクセルおよび左眼RGBピクセルを備えるそのようなLCDパネルは、製造するのが困難で高くつく。その上、右眼RGBピクセルだけを用いて右眼画像が生成され、左眼RGBピクセルだけを用いて左眼画像が生成されるので、画像分解能が半分に低下する。
【0004】
フラットパネル・ディスプレイに基づくそのような3Dカラー・ディスプレイ・システムの別の実施例が、2008年11月13日公開のRamstadへの米国特許出願公開第2008/0278574号に開示されている。フラットパネル・ディスプレイは、スペクトル的に異なる右眼画像および左眼画像を生成するためのバックライトおよびLCDパネルを含む。バックライトは、少なくとも、黄色帯域ではなく緑色帯域を放射する第1の光源および緑色帯域ではなく黄色帯域を放射する第2の光源を備える。第1の光源と第2の光源との間で切り換えることにより、緑色帯域と黄色帯域とを交互に放射する。第1の光源、第2の光源、または第3の光源は、赤色帯域および青色帯域を放射する。LCDパネルは、赤色帯域を透過するRサブピクセルと、緑色帯域および黄色帯域を透過する緑色/黄色(G/Y)サブピクセルと、青色帯域を透過して、赤色帯域、緑色帯域、および青色帯域から右眼画像を生成し、黄色帯域から左眼画像を生成するBサブピクセルとを備える。残念ながら、Rサブピクセル、G/Yサブピクセル、およびBサブピクセルを備えるそのようなLCDパネルは、製造するのが困難で高くつく。その上、G/Yピクセルだけから左眼画像が生成されるので、視聴者の左眼が受け取るのは単色の画像情報のみである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】米国特許第6,698,890号
【特許文献2】米国特許第6,687,003号
【特許文献3】国際公開第2002/071384号
【特許文献4】米国特許出願公開第2008/0278574号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の目的は、色分解の方策を用いた簡単で効果的な3次元(3D)カラー・ディスプレイ・システムおよびそのような3Dカラー・ディスプレイ・システムの液晶ディスプレイ(LCD)・パネル用のバックライトを提供することにより、従来技術の短所を克服することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
したがって、本発明は、3Dカラー・ディスプレイ・システムであって、右眼画像と左眼画像をあるリフレッシュ・レートで交互に生成するためのLCDパネルと、バックライトとを含む3Dカラー・ディスプレイを備え、このバックライトは、右眼画像が生成される、右眼の第1の色帯域、右眼の第2の色帯域、および右眼の第3の色帯域を、活性化したときLCDパネルへ透過するための右眼バックライト・モジュールと、左眼画像が生成される、右眼の色帯域とはスペクトル的に異なる左眼の第1の色帯域、右眼の色帯域とはスペクトル的に異なる左眼の第2の色帯域、および右眼の色帯域とはスペクトル的に異なる左眼の第3の色帯域を、活性化したときLCDパネルへ透過するための左眼バックライト・モジュールと、右眼活性化期間中に右眼バックライト・モジュールを作動させ、左眼活性化期間中に左眼バックライト・モジュールを作動させるためのバックライト制御モジュールであって、右眼活性化期間と左眼活性化期間とが、あるスイッチング・レートで交番するバックライト制御モジュールとを備える、3Dカラー・ディスプレイ・システムに関する。
【0008】
本発明の別の態様は、3Dカラー・ディスプレイ・システムのLCDパネル用バックライトであって、右眼の画像が生成される、右眼の第1の色帯域、右眼の第2の色帯域、および右眼の第3の色帯域を、LCDパネルへ透過するための右眼バックライト・モジュールと、左眼の画像が生成される、右眼の色帯域とはスペクトル的に異なる左眼の第1の色帯域、右眼の色帯域とはスペクトル的に異なる左眼の第2の色帯域、および右眼の色帯域とはスペクトル的に異なる左眼の第3の色帯域を、LCDパネルへ透過するための左眼バックライト・モジュールと、右眼活性化期間中に右眼バックライト・モジュールを作動させ、左眼活性化期間中に左眼バックライト・モジュールを作動させるためのバックライト制御モジュールであって、右眼活性化期間と左眼活性化期間とが、あるスイッチング・レートで交番するバックライト制御モジュールとを備える、LCDパネル用バックライトに関する。
【0009】
本発明の例示的実施形態を表す添付図面を参照しながら、より詳細に本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】3次元(3D)カラー・ディスプレイ・システムの概略上面図である。
【図2】3Dカラー・ディスプレイのブロック図である。
【図3】液晶ディスプレイ(LCD)・ピクセルの概略断面図である。
【図4】赤色、緑色、青色(RGB)LCDピクセルのRGBサブピクセル・フィルタの、RGBの透過スペクトルのグラフである。
【図5】右眼バックライト・モジュールの第1の右眼透過スペクトルおよび左眼バックライト・モジュールの第1の左眼透過スペクトルのグラフである。
【図6】右眼バックライト・モジュールの第2の右眼透過スペクトルおよび左眼バックライト・モジュールの第2の左眼透過スペクトルのグラフである。
【図7】右眼カラー・フィルタの第1の右眼通過帯域スペクトルおよび左眼カラー・フィルタの第1の左眼通過帯域スペクトルのグラフである。
【図8】右眼カラー・フィルタの第2の右眼通過帯域スペクトルおよび左眼カラー・フィルタの第2の左眼通過帯域スペクトルのグラフである。
【図9】右眼色光源の第1の右眼放射スペクトルおよび左眼色光源の第1の左眼放射スペクトルのグラフである。
【図10】右眼色光源の第2の右眼放射スペクトルおよび左眼色光源の第2の左眼放射スペクトルのグラフである。
【図11】右眼バックライト・モジュールおよび左眼バックライト・モジュールに関するスイッチング・シーケンスのグラフである。
【図12】3Dカラー・ディスプレイのバックライトの第1の好ましい実施形態の概略断面図である。
【図13】図13Aは図12のバックライトにおいてチェッカーボード・パターンに配置された右眼バックライト・モジュールおよび左眼バックライト・モジュールの概略側面図である。図13Bは図12のバックライトにおいて平行パターンに配置された右眼バックライト・モジュールおよび左眼バックライト・モジュールの概略背面図である。
【図14】3Dカラー・ディスプレイのバックライトの第2の好ましい実施形態の概略断面図である。
【図15A】図14のバックライトにおいてチェッカーボード・パターンに配置された右眼バックライト・モジュールおよび左眼バックライト・モジュールの概略正面図である。
【図15B】図14のバックライトにおいて平行パターンに配置された右眼バックライト・モジュールおよび左眼バックライト・モジュールの概略正面図である。
【図16】3Dカラー・ディスプレイのバックライトの第3の好ましい実施形態の概略断面図である。
【図17】3Dカラー・ディスプレイのバックライトの第4の好ましい実施形態の概略断面図である。
【図18】3Dカラー・ディスプレイ・システムにおける右眼スループット・スペクトルおよび左眼スループット・スペクトルのグラフである。
【図19】3Dカラー・ディスプレイ・システムにおける右眼クロストーク・スペクトルおよび左眼クロストーク・スペクトルのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0011】
図1を参照すると、本発明は、ホーム・シアター、ビデオ・ゲーム・システムなどの用途向けに、色分解の方策を用いた3次元(3D)カラー・ディスプレイ・システム100を提供する。3Dカラー・ディスプレイ・システム100は、3D色眼鏡120を用いて見られる、スペクトル的に異なる右眼画像と左眼画像とを交互に表示するための3Dカラー・ディスプレイ110を備える。
【0012】
有利には、3Dカラー・ディスプレイ110は、3Dカラー・ディスプレイ110にいかなる物理的変更も加えることなく2次元(2D)カラー・ディスプレイとして機能することもできる。3Dカラー・ディスプレイ110が2Dカラー・ディスプレイとして機能するときには、3D色眼鏡120を使用する必要がない。
【0013】
3Dカラー・ディスプレイ110は、平面パネル液晶ディスプレイ(LCD)である。好ましくは、3Dカラー・ディスプレイ110は、薄膜トランジスタ(TFT)LCDなどのアクティブ・マトリクス型LCDである。3Dカラー・ディスプレイ110は、ねじれネマチック(TN)LCD、イン・プレイン・スイッチング(IPS)LCD、垂直配向(VA)LCD、または任意の他の適当なタイプのLCDでよい。
【0014】
図2を参照すると、3Dカラー・ディスプレイ110は、右眼画像と左眼画像とを交互に生成するためのLCDパネル130およびLCDパネル130を制御するための表示制御モジュール250を含む。具体的には、表示制御モジュール250は、LCDパネル130のリフレッシュ・レートで、LCDパネル130へ右眼画像情報と左眼画像情報とを交互に供給する。右眼画像情報と左眼画像とを用いて、右眼画像と左眼画像とが、LCDパネル130によって、このリフレッシュ・レートで交互に生成される。好ましくは、このリフレッシュ・レートは少なくとも120Hzである。表示制御モジュール250は、バックライト制御モジュール280も、LCDパネル130への右眼画像情報および左眼画像情報の供給と同期させる。
【0015】
図3を参照すると、LCDパネル130は複数のLCDピクセル331を備える。好ましくは、3Dカラー・ディスプレイ110は、例えば1080pの表示器であり、16:9の縦横比および1920×1080ピクセルの分解能を有する。各LCDピクセル331は、原色のサブピクセル、すなわち第1の色のサブピクセル、第2の色のサブピクセル、および第3の色のサブピクセルを備える。背面の偏波フィルタ332、液晶層334、および正面の偏波フィルタ336が、色サブピクセルに共通である。各色サブピクセルは、色サブピクセルの透過レベルを選択的に変化させるための個々のサブピクセルTFTの333a、333b、または333c、ならびに広範な色帯域を透過するための個々の色のサブピクセル・フィルタ335a、335b、または335cも含む。具体的には、第1の色のサブピクセルは、広範な第1の色の帯域を透過するための第1の色のサブピクセル・フィルタ335aを含み、第2の色のサブピクセルは、広範な第2の色の帯域を透過するための第2の色のサブピクセル・フィルタ335bを含み、第3の色のサブピクセルは、広範な第3の色の帯域を透過するための第3の色のサブピクセル・フィルタ335cを含む。
【0016】
一般に、複数のLCDピクセル331は、それぞれがRサブピクセル、Gサブピクセル、およびBサブピクセルを含む従来型の赤色、緑色、青色(RGB)LCDピクセルである。図4を参照すると、RGB LCDピクセルは、RGB透過スペクトル437を有するRGBサブピクセル・フィルタを含む。Rサブピクセルは、広範な赤色帯域438aを透過するためのRサブピクセル・フィルタを含み、Gサブピクセルは、広範な緑色帯域438bを透過するためのGサブピクセル・フィルタを含み、Bサブピクセルは、広範な青色帯域438cを透過するためのBサブピクセル・フィルタを含む。
【0017】
ほとんどの例では、LCDパネル130は、複数のLCDピクセル331の前に配置された、反射防止(AR)フィルム、防眩(AG)フィルム、プライバシー・フィルム、およびハードコート・フィルムなどの前面フィルムも備える。
【0018】
再び図1を参照すると、3Dカラー・ディスプレイ110は、スペクトル的に異なる右眼の色帯域と左眼の色帯域とをLCDパネル130へ交互に透過するために、LCDパネル130の背後に配置されたバックライト140も含む。LCDパネル130は、バックライト140によって縁端部照明され(edge−lit)てよく、より薄い設計が可能になり、あるいはバックライト140によって背面照明され(back−lit)てよく、局所的減光が可能になる。
【0019】
本発明によって、バックライト140のいくつかの異なる実施形態が提供され、それらのすべてが、右眼の第1の色帯域、右眼の第2の色帯域、および右眼の第3の色帯域を、LCDパネル130へ透過するための右眼バックライト・モジュール260と、右眼の色帯域とはスペクトル的に異なる左眼の第1の色帯域、右眼の色帯域とはスペクトル的に異なる左眼の第2の色帯域、および右眼の色帯域とはスペクトル的に異なる左眼の第3の色帯域を、LCDパネル130へ透過するための左眼バックライト・モジュール270とを備える。
【0020】
右眼の色帯域は原色の帯域であり、左眼の色帯域は、それと似ているがスペクトル的に異なる原色の帯域である。右眼の第1の色帯域と左眼の第1の色帯域とはスペクトル的に異なるが、どちらも第1の色のサブピクセル・フィルタ335aによって透過される広範な第1の色帯域の範囲に入る。同様に、右眼の第2の色帯域と左眼の第2の色帯域とはスペクトル的に異なるが、どちらも第2の色のサブピクセル・フィルタ335bによって透過される広範な第2の色帯域の範囲に入る。また同様に、右眼の第3の色帯域と左眼の第3の色帯域とはスペクトル的に異なるが、どちらも第3の色のサブピクセル・フィルタ335cによって透過される広範な第3の色帯域の範囲に入る。
【0021】
したがって、右眼の色帯域および左眼の色帯域が、狭いスペクトル幅を有することが望ましい。一般に、右眼の色帯域および左眼の色帯域のスペクトル幅は、それぞれ約100nm未満である。好ましくは、右眼の色帯域および左眼の色帯域のスペクトル幅は、それぞれ約75nm未満である。より好ましくは、右眼の色帯域および左眼の色帯域のスペクトル幅は、それぞれ約50nm未満である。
【0022】
右眼バックライト・モジュール260および左眼バックライト・モジュール270は、右眼の色帯域と左眼の色帯域とがスペクトル的に異なるという条件で、様々な透過スペクトルを有してよい。以下では、多数の可能性のうちの2つの実施例が説明される。
【0023】
図5を参照すると、バックライト140のいくつかの実施形態では、右眼バックライト・モジュール260は、630nmと670nmとの間の中心波長を有する右眼赤色帯域562a、540nmと580nmとの間の中心波長を有する右眼緑色帯域562b、および450nmと485nmとの間の中心波長を有する右眼青色帯域562cを含む第1の右眼透過スペクトル561を透過する。
【0024】
したがって、左眼バックライト・モジュール270は、590nmと625nmとの間の中心波長を有する左眼赤色帯域572a、490nmと530nmとの間の中心波長を有する左眼緑色帯域572b、および410nmと445nmとの間の中心波長を有する左眼青色帯域572cを含む第1の左眼透過スペクトル571を透過する。
【0025】
図6を参照すると、バックライト140の他の実施形態では、右眼バックライト・モジュール260は、630nmと670nmとの間の中心波長を有する右眼赤色帯域662a、490nmと530nmとの間の中心波長を有する右眼緑色帯域662b、および450nmと485nmとの間の中心波長を有する右眼青色帯域662cを含む第2の右眼透過スペクトル661を透過する。いくつかの例では、右眼の緑色帯域と青色帯域とが分割される代わりに、470nmと510nmとの間の中心波長を有する青色〜緑色帯域を形成してよい。
【0026】
したがって、左眼バックライト・モジュール270は、590nmと625nmとの間の中心波長を有する左眼赤色帯域672a、540nmと580nmとの間の中心波長を有する左眼緑色帯域672b、および410nmと445nmとの間の中心波長を有する左眼青色帯域672cを含む第2の左眼透過スペクトル671を透過する。いくつかの例では、右眼の赤色帯域と緑色帯域とが分割される代わりに、560nmと610nmとの間の中心波長を有する緑色〜赤色帯域を形成してよい。
【0027】
右眼バックライト・モジュール260および左眼バックライト・モジュール270の選択された透過スペクトルは、様々な手段によって生成されてよい。
【0028】
バックライト140のいくつかの実施形態では、選択された透過スペクトルは、光源およびカラー・フィルタによって生成される。そのような実施形態では、右眼バックライト・モジュール260は、右眼色帯域を含む光を放射するための1つまたは複数の右眼光源、ならびにLCDパネル130に右眼色帯域を透過する一方で左眼色帯域を阻止、すなわち反射および/または吸収するための1つまたは複数の右眼カラー・フィルタを含む。左眼バックライト・モジュール270は、同様に、左眼色帯域を含む光を放射するための1つまたは複数の左眼光源、ならびにLCDパネル130に左眼色帯域を透過する一方で右眼色帯域を阻止するための1つまたは複数の左眼カラー・フィルタを含む。
【0029】
一般に、1つまたは複数の右眼光源が、1つまたは複数の右眼光源の1つまたは複数の右眼群に配置され、1つまたは複数の左眼光源が、1つまたは複数の左眼光源の1つまたは複数の左眼群に配置される。次いで、1つまたは複数の右眼群および1つまたは複数の左眼群が、チェッカーボード・パターンまたは平行パターンなどの交番パターン、例えば水平または垂直のストライプに配置され、また、対応する交番パターンにおける1つまたは複数の右眼群および1つまたは複数の左眼群の前に、1つまたは複数の右眼カラー・フィルタおよび1つまたは複数の左眼カラー・フィルタが配置される。1つまたは複数の右眼カラー・フィルタおよび1つまたは複数の左眼カラー・フィルタは、モノリシック・フィルムとして形成されてよく、あるいは個別のフィルムとして形成されてよい。
【0030】
いくつかの例では、光源とカラー・フィルタとの間にフレネル・レンズ・フィルムなどのコリメーティング・レンズが配置されてよい。
【0031】
好ましくは、1つまたは複数の右眼光源および1つまたは複数の左眼光源は、白色発光ダイオード(LED)またはRGB LEDである。LEDは、スイッチング・スピードが速いので光源として特に有利である。その上、LEDを使用すると、局所的減光が、例えば1000000:1を上回る高い動的コントラスト比を達成することが可能になる。
【0032】
あるいは、1つまたは複数の右眼光源および1つまたは複数の左眼光源は、RGB固体レーザなどの任意の他の適当な高速スイッチング光源でよい。
【0033】
好ましくは、1つまたは複数の右眼カラー・フィルタは、右眼色帯域の75%超および左眼色帯域の5%未満を透過する。より好ましくは、1つまたは複数の右眼カラー・フィルタは、右眼色帯域の80%超および左眼色帯域の2%未満を透過する。最も好ましくは、1つまたは複数の右眼カラー・フィルタは、右眼色帯域の90%超および左眼色帯域の1%未満を透過する。
【0034】
同様に、1つまたは複数の左眼カラー・フィルタは、好ましくは、左眼色帯域の75%超および右眼色帯域の5%未満を透過する。より好ましくは、1つまたは複数の左眼カラー・フィルタは、左眼色帯域の80%超および右眼色帯域の2%未満を透過する。最も好ましくは、1つまたは複数の左眼カラー・フィルタは、左眼色帯域の90%超および右眼色帯域の1%未満を透過する。
【0035】
理想的には、1つまたは複数の右眼カラー・フィルタおよび1つまたは複数の左眼カラー・フィルタは、通過帯域と阻止帯域との間で急激に移行する通過帯域スペクトルを有する。
【0036】
一般に、1つまたは複数の右眼カラー・フィルタおよび1つまたは複数の左眼カラー・フィルタは、干渉フィルタである。好ましくは、1つまたは複数の右眼カラー・フィルタおよび1つまたは複数の左眼カラー・フィルタは、3帯域通過フィルタである。
【0037】
例えば、図7を参照すると、1つまたは複数の右眼カラー・フィルタは、約630nmを上回る右眼赤色通過帯域762a、約530nmと580nmとの間の右眼緑色通過帯域762b、および約440nmと485nmとの間の右眼青色通過帯域762cを含む第1の右眼透過スペクトル561を透過するための、第1の右眼通過帯域スペクトル761を有する1つまたは複数の3帯域通過フィルタでよい。
【0038】
したがって、1つまたは複数の左眼カラー・フィルタは、約580nmと630nmとの間の左眼赤色通過帯域772a、約485nmと530nmとの間の左眼緑色通過帯域772b、および約440nm未満の左眼青色通過帯域772cを有する第1の左眼透過スペクトル571を透過するための、第1の左眼通過帯域スペクトル771を有する1つまたは複数の3帯域通過フィルタでよい。
【0039】
あるいは、1つまたは複数の右眼カラー・フィルタおよび1つまたは複数の左眼カラー・フィルタは、2帯域通過フィルタでよい。
【0040】
別の実施例として、図8を参照すると、1つまたは複数の右眼カラー・フィルタは、約630nmを上回る右眼赤色通過帯域862a、および約440nmと530nmとの間の右眼青色〜緑色通過帯域862bを有する第2の右眼透過スペクトル661を透過するための、第2の右眼通過帯域スペクトル861を有する1つまたは複数の2帯域通過フィルタでよい。
【0041】
したがって、1つまたは複数の左眼カラー・フィルタは、約530nmと630nmとの間の左眼緑色〜赤色通過帯域872a、および約440nm未満の左眼青色通過帯域872bを有する第2の左眼透過スペクトル671を透過するための、第2の左眼通過帯域スペクトル871を有する1つまたは複数の2帯域通過フィルタでよい。
【0042】
別の代替形態として、1つまたは複数の右眼カラー・フィルタおよび1つまたは複数の左眼カラー・フィルタは、第1の色、第2の色および第3の色の単一帯域通過フィルタの組でよい。1つまたは複数の右眼光源および1つまたは複数の左眼光源がRGB LEDまたはRGB固体レーザである例では、1つまたは複数の右眼カラー・フィルタおよび1つまたは複数の左眼カラー・フィルタは、赤色、緑色および青色の単一帯域通過フィルタの組でよく、各帯域通過フィルタが、対応した色のLEDまたは固体レーザの上に配置されてよい。
【0043】
理想的には、RGB LEDまたはRGB固体レーザは、以下で説明されるように、カラー・フィルタが必要ないように選択される。
【0044】
バックライト140の他の実施形態では、選択された透過スペクトルは、色光源によって生成される。そのような実施形態では、右眼バックライト・モジュール260は、右眼の第1の色帯域だけを放射してLCDパネル130へ右眼の第1の色帯域を透過するための1つまたは複数の右眼の第1の色の光源、右眼の第2の色帯域だけを放射してLCDパネル130へ右眼の第2の色帯域を透過するための1つまたは複数の右眼の第2の色の光源、および右眼の第3の色帯域だけを放射してLCDパネル130へ右眼の第3の色帯域を透過するための1つまたは複数の右眼の第3の色の光源を含む。
【0045】
いくつかの例では、白バランスまたは光スループットを改善するために、1つまたは複数の右眼の第1の色の光源、1つまたは複数の右眼の第2の色の光源、および/または1つまたは複数の右眼の第3の色の光源は、それぞれ第1の色、第2の色、および/または第3の色のサブバンドを放射するために、複数のタイプの第1の色の光源、第2の色の光源、および/または第3の色の光源を含んでよい。10nmと25nmとの間に分離された中心波長を有する第1の色、第2の色、および/または第3の色のサブバンドが、それぞれ、右眼の第1の色帯域、右眼の第2の色帯域、および/または右眼の第3の色帯域をともに形成する。
【0046】
左眼バックライト・モジュール270は、同様に、左眼の第1の色帯域だけを放射してLCDパネル130へ左眼の第1の色帯域を透過するための1つまたは複数の左眼の第1の色の光源、左眼の第2の色帯域だけを放射してLCDパネル130へ左眼の第2の色帯域を透過するための1つまたは複数の左眼の第2の色の光源、および左眼の第3の色帯域だけを放射してLCDパネル130へ左眼の第3の色帯域を透過するための1つまたは複数の左眼の第3の色の光源を含む。
【0047】
いくつかの例では、白バランスまたは光スループットを改善するために、1つまたは複数の左眼の第1の色の光源、1つまたは複数の左眼の第2の色の光源、および/または1つまたは複数の左眼の第3の色の光源は、それぞれ第1の色、第2の色、および/または第3の色のサブバンドを放射するために、複数のタイプの第1の色の光源、第2の色の光源、および/または第3の色の光源を含んでよい。10nmと25nmとの間に分離された中心波長を有する第1の色、第2の色、および/または第3の色のサブバンドが、それぞれ、左眼の第1の色帯域、左眼の第2の色帯域、および/または左眼の第3の色帯域をともに形成する。
【0048】
一般に、右眼の色光源は、1つまたは複数の右眼の第1の色の光源、1つまたは複数の右眼の第2の色の光源、および1つまたは複数の右眼の第3の色の光源の、1つまたは複数の右眼群に配置され、また、左眼の色光源は、1つまたは複数の左眼の第1の色の光源、1つまたは複数の左眼の第2の色の光源、および1つまたは複数の左眼の第3の色の光源の、1つまたは複数の左眼群に配置される。次いで、1つまたは複数の右眼群および1つまたは複数の左眼群が、チェッカーボード・パターンまたは平行パターンなどの交番パターン、例えば水平または垂直のストライプに配置される。
【0049】
好ましくは、1つまたは複数の右眼の第1の色の光源および1つまたは複数の左眼の第1の色の光源は第1の色のLEDであり、1つまたは複数の右眼の第2の色の光源および1つまたは複数の左眼の第2の色の光源は第2の色のLEDであり、1つまたは複数の右眼の第3の色の光源および1つまたは複数の左眼の第3の色の光源は第3の色のLEDである。
【0050】
例えば、図9を参照すると、右眼の色光源は、第1の右眼透過スペクトル561に対応する第1の右眼発光スペクトル961を有してよい。1つまたは複数の右眼の第1の色の光源は、右眼赤色帯域962aを放射するための1つまたは複数の赤色LEDでよく、1つまたは複数の右眼の第2の色の光源は、右眼緑色帯域962bを放射するための1つまたは複数の緑色LEDでよく、また、右眼の第3の色の光源は、右眼青色帯域962cを放射するための1つまたは複数の青色LEDでよい。
【0051】
したがって、左眼の色光源は、第1の左眼透過スペクトル571に対応する第1の左眼発光スペクトル971を有してよい。1つまたは複数の左眼の第1の色の光源は、左眼赤色帯域972aを放射するための1つまたは複数の赤色LEDでよく、1つまたは複数の左眼の第2の色の光源は、左眼緑色帯域972bを放射するための1つまたは複数の緑色LEDでよく、また、左眼の第3の色の光源は、左眼青色帯域972cを放射するための1つまたは複数の青色LEDでよい。
【0052】
前述のように、任意の色の1つまたは複数の右眼または左眼の色光源は、色サブバンドを放射するための、第1のタイプの1つまたは複数の色LEDおよび第2のタイプの1つまたは複数の色LEDを含んでよく、これらが、対応する右眼または左眼の色帯域をともに形成する。
【0053】
図示の実施形態では、1つまたは複数の右眼の第1の色の光源は、赤色サブバンドを放射するための、第1のタイプの1つまたは複数の赤色LEDおよび第2のタイプの1つまたは複数の赤色LEDを含み、これらが右眼の赤色帯域962aをともに形成する。したがって、1つまたは複数の左眼の第1の色の光源は、赤色サブバンドを放射するための、第1のタイプの1つまたは複数の赤色LEDおよび第2のタイプの1つまたは複数の赤色LEDを含み、これらが左眼の赤色帯域972aをともに形成する。
【0054】
別の実施例として、図10を参照すると、右眼の色光源は、第2の右眼透過スペクトル661に対応する第2の右眼発光スペクトル1061を有してよい。1つまたは複数の右眼の第1の色の光源は、右眼赤色帯域1062aを放射するための1つまたは複数の赤色LEDでよく、1つまたは複数の右眼の第2の色の光源は、右眼緑色帯域1062bを放射するための1つまたは複数の緑色LEDでよく、また、右眼の第3の色の光源は、右眼青色帯域1062cを放射するための1つまたは複数の青色LEDでよい。
【0055】
したがって、左眼の色光源は、第2の左眼透過スペクトル671に対応する第2の左眼発光スペクトル1071を有してよい。1つまたは複数の左眼の第1の色の光源は、左眼赤色帯域1072aを放射するための1つまたは複数の赤色LEDでよく、1つまたは複数の左眼の第2の色の光源は、左眼緑色帯域1072bを放射するための1つまたは複数の緑色LEDでよく、また、左眼の第3の色の光源は、左眼青色帯域1072cを放射するための1つまたは複数の青色LEDでよい。
【0056】
図示の実施形態では、1つまたは複数の右眼の第1の色の光源は、赤色サブバンドを放射するための、第1のタイプの1つまたは複数の赤色LEDおよび第2のタイプの1つまたは複数の赤色LEDを含み、これらが右眼の赤色帯域1062aをともに形成する。したがって、1つまたは複数の左眼の第1の色の光源は、赤色サブバンドを放射するための、第1のタイプの1つまたは複数の赤色LEDおよび第2のタイプの1つまたは複数の赤色LEDを含み、これらが左眼の赤色帯域1072aをともに形成する。
【0057】
あるいは、右眼の色光源および左眼の色光源は、固体レーザなどの任意の他の適当な色光源でよい。固体レーザは、放射スペクトルが非常に狭いので、光源として特に有利である。
【0058】
例えば、1つまたは複数の右眼の第1の色の光源および1つまたは複数の左眼の第1の色の光源は、第1の色の固体レーザでよく、1つまたは複数の右眼の第2の色の光源および1つまたは複数の左眼の第2の色の光源は、第2の色の固体レーザでよく、また、1つまたは複数の右眼の第3の色の光源および1つまたは複数の左眼の第3の色の光源は、第3の色の固体レーザでよい。
【0059】
再び図2を参照すると、バックライト140のすべての実施形態が、右眼バックライト・モジュール260および左眼バックライト・モジュール270を制御するためのバックライト制御モジュール280も備える。具体的には、図11を参照すると、バックライト制御モジュール280は、右眼活性化期間1181中に右眼バックライト・モジュール260を作動させ、左眼活性化期間1182中に左眼バックライト・モジュール270を作動させる。一般に同一の期間である右眼活性化期間1181と左眼活性化期間1182とは、LCDパネル130のリフレッシュ・レートと同期したスイッチング・レートで交番する。
【0060】
バックライト制御モジュール280は、好ましくは上記のリフレッシュ・レートで、表示制御モジュール250から、右眼の画像情報と左眼の画像情報とを交互に受け取る。右眼の画像情報を受け取ったとき、バックライト制御モジュール280は、右眼活性化期間1181中に右眼色帯域を透過するように右眼バックライト・モジュール260を作動させてよい。左眼の画像情報を受け取ったとき、バックライト制御モジュール280は、左眼活性化期間1182中に左眼色帯域を透過するように左眼バックライト・モジュール270を作動させてよい。
【0061】
右眼バックライト・モジュール260および左眼バックライト・モジュール270は、バックライト制御モジュール280により、それぞれ右眼活性化期間1181中または左眼活性化期間1182中にのみ作動する。それぞれの画像情報の必要な輝度次第で、右眼バックライト・モジュール260および左眼バックライト・モジュール270は、様々なそれぞれの活性化期間1181中または1182中に、様々な期間にわたって作動してよい。例えば、右眼バックライト・モジュール260および左眼バックライト・モジュール270は、それぞれの活性化期間1181中または1182中に作動するのでなく、それぞれの活性化期間1181または1182の一部分で作動してよく、あるいはそれぞれの活性化期間1181または1182の全部にわたって作動してよい。右眼バックライト・モジュール260および左眼バックライト・モジュール270も、それぞれの活性化期間1181中または1182中に2度以上作動してよい。これらの可能性は、例示的右眼スイッチング・シーケンス1183および例示的左眼スイッチング・シーケンス1184によって図11に示されている。
【0062】
その上、LCDパネル130の別々部分向けの右眼バックライト・モジュール260および左眼バックライト・モジュール270が、それぞれの同一の活性化期間1181または1182の別の期間中に作動してよく、局所的減光が可能になる。
【0063】
3Dカラー・ディスプレイ110が2Dのカラー・ディスプレイとして機能するのが望ましい例では、バックライト制御モジュール280は、右眼バックライト・モジュール260と左眼バックライト・モジュール270とを同時に作動させる、あるいは右眼バックライト・モジュール260および左眼バックライト・モジュール270のうち1つだけを作動させるように設定されてよい。
【0064】
本発明をさらに明らかにするために、以下でバックライト140のいくつかの好ましい例示的実施形態を説明する。
【0065】
図12を参照すると、3Dカラー・ディスプレイ110aの縁端部照明されるLCDパネル130用のバックライト140aの第1の好ましい実施形態は、右眼バックライト・モジュール260aおよび左眼バックライト・モジュール270aを備える。右眼バックライト・モジュール260aは、右眼光源1263として白色LED、RGB LED、またはRGB固体レーザを含み、また、1つまたは複数の右眼カラー・フィルタ1264として、1つまたは複数の3帯域通過フィルタ、2帯域通過フィルタ、または、赤色、青色および緑色の単一帯域通過フィルタの組を含む。同様に、左眼バックライト・モジュール270aは、左眼光源1273として白色LED、RGB LED、またはRGB固体レーザを含み、また、1つまたは複数の左眼カラー・フィルタ1274として、1つまたは複数の3帯域通過フィルタ、2帯域通過フィルタ、または、赤色、青色および緑色の単一帯域通過フィルタの組を含む。
【0066】
バックライト140aは、ミラー1241、テーパ状光ガイド1242、拡散器1243、およびプリズム・フィルム1244をさらに備える。テーパ状光ガイド1242は、LCDパネル130の背後に配置され、また、右眼バックライト・モジュール260aおよび左眼バックライト・モジュール270aは、テーパ状光ガイド1242のそばに配置される。具体的には、図13Aおよび図13Bを参照すると、右眼バックライト・モジュール260aおよび左眼バックライト・モジュール270aは、チェッカーボード・パターン1345または平行パターン1346などの交番パターンに配置され、それらの前面がテーパ状光ガイド1242の側面に来る。すなわち、1つまたは複数の白色LED、RGB LED、またはRGB固体レーザの右眼群および左眼群が交番パターンに配置され、また、右眼および左眼の、3帯域通過フィルタ、2帯域通過フィルタ、または、赤色、緑色および青色の単一帯域通過フィルタの組が、右眼群および左眼群の前に、対応する交番パターンで配置される。ミラー1241は、テーパ状光ガイド1242の背後に配置され、また、拡散器1243およびプリズム・フィルム1244は、テーパ状光ガイド1242の前に配置される。
【0067】
したがって、右眼バックライト・モジュール260aおよび左眼バックライト・モジュール270aによってそれぞれ透過された右眼色帯域および左眼色帯域は、テーパ状光ガイド1242によって受け取られる。テーパ状光ガイド1242は、拡散器1243およびプリズム・フィルム1244を介して右眼色帯域および左眼色帯域をLCDパネル130へ誘導し、右眼色帯域および左眼色帯域が、LCDパネル130の背面にわたって均一に分散することを確実にする。拡散器1243は、右眼色帯域および左眼色帯域の分散を均質にするのに役立ち、プリズム・フィルム1244は、LCDパネル130に対して右眼色帯域および左眼色帯域を垂直に整列させる働きをする。ミラー1241は、テーパ状光ガイド1242の背面からの透過損を防止する。
【0068】
図14を参照すると、3Dカラー・ディスプレイ110bの背面照明されるLCDパネル130用のバックライト140bの第2の好ましい実施形態は、右眼バックライト・モジュール260bおよび左眼バックライト・モジュール270bを備える。右眼バックライト・モジュール260bは、右眼光源1463として白色LED、RGB LED、またはRGB固体レーザを含み、また、右眼カラー・フィルタ1464として、3帯域通過フィルタ、2帯域通過フィルタ、または、赤色、青色および緑色の単一帯域通過フィルタの組を含む。左眼バックライト・モジュール270bは、左眼光源1473として白色LED、RGB LED、またはRGB固体レーザを含み、また、左眼カラー・フィルタ1474として、3帯域通過フィルタ、2帯域通過フィルタ、または、赤色、青色および緑色の単一帯域通過フィルタの組を含む。
【0069】
バックライト140bは、第1の好ましい実施形態の拡散器1243およびプリズム・フィルム1244に加えて、平面状光ガイド1442をさらに備える。平面状光ガイド1442は、LCDパネル130の背後に配置され、また、右眼バックライト・モジュール260bおよび左眼バックライト・モジュール270bは、平面光ガイド1442の背後に配置される。具体的には、図15Aおよび図15Bを参照すると、右眼バックライト・モジュール260bおよび左眼バックライト・モジュール270bは、チェッカーボード・パターン1545または平行パターン1546などの交番パターンに配置され、それらの前面が平面状光ガイド1442の背面に来る。すなわち、1つまたは複数の白色LED、RGB LED、またはRGB固体レーザの右眼群および左眼群が交番パターンに配置され、また、右眼および左眼の、3帯域通過フィルタ、2帯域通過フィルタ、または、赤色と緑色と青色の単一帯域通過フィルタの組が、右眼群および左眼群の前に、対応する交番パターンで配置される。
【0070】
したがって、右眼バックライト・モジュール260bおよび左眼バックライト・モジュール270bによって透過された右眼色帯域および左眼色帯域は、平面状光ガイド1442によって受け取られる。平面状光ガイド1442は、拡散器1243およびプリズム・フィルム1244を介して右眼色帯域および左眼色帯域をLCDパネル130へ誘導し、右眼色帯域および左眼色帯域が、LCDパネル130の背面にわたって均一に分散することを確実にする。
【0071】
図16を参照すると、3Dカラー・ディスプレイ110cの縁端部照明されるLCDパネル130用のバックライト140cの第3の好ましい実施形態は、右眼バックライト・モジュール260cおよび左眼バックライト・モジュール270cを備える。右眼バックライト・モジュール260cは、右眼色光源1665として、赤色のLEDまたは固体レーザ、緑色のLEDまたは固体レーザ、および青色のLEDまたは固体レーザを含む。左眼バックライト・モジュール270cは、左眼色光源1675として、赤色のLEDまたは固体レーザ、緑色のLEDまたは固体レーザ、および青色のLEDまたは固体レーザを含む。
【0072】
バックライト140cは、第1の好ましい実施形態の、ミラー1241、テーパ状光ガイド1242、拡散器1243、およびプリズム・フィルム1244をさらに備える。右眼バックライト・モジュール260cおよび左眼バックライト・モジュール270cは、テーパ状光ガイド1242のそばに配置される。具体的には、右眼バックライト・モジュール260cおよび左眼バックライト・モジュール270cは、チェッカーボード・パターンまたは平行パターンなどの交番パターンに配置され、それらの前面がテーパ状光ガイド1242の側面に来る。すなわち、1つまたは複数の赤色のLEDまたは固体レーザ、1つまたは複数の緑色のLEDまたは固体レーザ、および1つまたは複数の青色のLEDまたは固体レーザの、右眼群ならびに左眼群が、交番パターンに配置される。
【0073】
図17を参照すると、3Dカラー・ディスプレイ110dの背面照明されるLCDパネル130用のバックライト140dの第4の好ましい実施形態は、右眼バックライト・モジュール260dおよび左眼バックライト・モジュール270dを備える。右眼バックライト・モジュール260dは、狭帯域の右眼色光源1765として、赤色のLEDまたは固体レーザ、緑色のLEDまたは固体レーザ、および青色のLEDまたは固体レーザを含む。左眼バックライト・モジュール270dは、赤色のLEDまたは固体レーザ、緑色のLEDまたは固体レーザ、および青色のLEDまたは固体レーザを含む。
【0074】
バックライト140dは、第1の好ましい実施形態の拡散器1243およびプリズム・フィルム1244に加えて、第2の好ましい実施形態の平面状光ガイド1442をさらに備える。右眼バックライト・モジュール260dおよび左眼バックライト・モジュール270dは、平面状光ガイド1442の背後に配置される。具体的には、右眼バックライト・モジュール260dおよび左眼バックライト・モジュール270dは、チェッカーボード・パターンまたは平行パターンなどの交番パターンに配置され、それらの前面が平面状光ガイド1442の背面に来る。すなわち、1つまたは複数の赤色のLEDまたは固体レーザ、1つまたは複数の緑色のLEDまたは固体レーザ、および1つまたは複数の青色のLEDまたは固体レーザの、右眼群ならびに左眼群が、交番パターンに配置される。
【0075】
再び図1を参照すると、3Dカラー・ディスプレイ・システム100は、3Dカラー・ディスプレイ110によって3Dカラー画像として生成された右眼画像および左眼画像を見るための受動的3D色眼鏡120も備える。3D色眼鏡120は、右眼色帯域を透過するための右眼カラー・フィルタ眼鏡121を含み、視聴者の右眼に右眼画像を表示する一方で左眼色帯域を阻止する。3D色眼鏡120は、左眼色帯域を透過するための左眼カラー・フィルタ眼鏡122も含み、視聴者の左眼に左眼画像を表示する一方で右眼色帯域を阻止する。
【0076】
好ましくは、右眼カラー・フィルタ眼鏡は、右眼色帯域の75%超および左眼色帯域の5%未満を透過する。より好ましくは、右眼カラー・フィルタ眼鏡は、右眼色帯域の80%超および左眼色帯域の2%未満を透過する。最も好ましくは、右眼カラー・フィルタ眼鏡は、右眼色帯域の90%超および左眼色帯域の1%未満を透過する。
【0077】
同様に、左眼カラー・フィルタ眼鏡は、好ましくは、左眼色帯域の75%超および右眼色帯域の5%未満を透過する。より好ましくは、左眼カラー・フィルタ眼鏡は、左眼色帯域の80%超および右眼色帯域の2%未満を透過する。最も好ましくは、左眼カラー・フィルタ眼鏡は、左眼色帯域の90%超および右眼色帯域の1%未満を透過する。
【0078】
一般に、右眼カラー・フィルタ眼鏡121および左眼カラー・フィルタ眼鏡122は、干渉フィルタである。好ましくは、右眼カラー・フィルタ眼鏡121および左眼カラー・フィルタ眼鏡122は、3帯域通過フィルタである。
【0079】
例えば、図7を参照すると、右眼カラー・フィルタ眼鏡121は、第1の右眼透過スペクトル561を透過するための、前述の第1の右眼通過帯域スペクトル761を有する3帯域通過フィルタでよい。したがって、左眼カラー・フィルタ眼鏡122は、第1の左眼透過スペクトル571を透過するための、前述の第1の左眼通過帯域スペクトル771を有する3帯域通過フィルタでよい。
【0080】
あるいは、右眼カラー・フィルタ眼鏡121および左眼カラー・フィルタ眼鏡122は、2帯域通過フィルタでよい。
【0081】
例えば、図8を参照すると、右眼カラー・フィルタ眼鏡121は、第2の右眼透過スペクトル661を透過するための、前述の第2の右眼通過帯域スペクトル861を有する2帯域通過フィルタでよい。したがって、左眼カラー・フィルタ眼鏡122は、第2の左眼透過スペクトル671を透過するための、前述の第2の左眼通過帯域スペクトル871を有する2帯域通過フィルタでよい。
【0082】
図18を参照すると、右眼スループット・スペクトル1861および左眼スループット・スペクトル1871が、3Dカラー・ディスプレイ・システム100の例示的実施形態の性能を特徴づける。例示的実施形態では、右眼色帯域および左眼色帯域は、それぞれ第1の右眼発光スペクトル961を有する右眼色光源または第1の左眼発光スペクトル971を有する左眼色光源によって放射され、次いで、RGB透過スペクトル437を有するRGBサブピクセル・フィルタを通過し、続いて、それぞれ第1の右眼通過帯域スペクトル761を有する右眼カラー・フィルタ眼鏡121または第1の左眼通過帯域スペクトル771を有する左眼カラー・フィルタ眼鏡122を通過する。
【0083】
右眼スループット・スペクトル1861は、相対的スループット強度、すなわち右眼色帯域の、放射された強度に対する視聴者の右眼が受け取った強度を示し、また、左眼スループット・スペクトル1871は、視聴者の左眼が受け取った左眼色帯域の相対的スループット強度を示す。好ましくは、視聴者の右眼および左眼がそれぞれ受け取る右眼色帯域および左眼色帯域の相対的スループット強度は、50%を上回る。より好ましくは、相対的スループット強度は75%を上回る。理想的には、相対的スループット強度は90%を上回る。
【0084】
図19を参照すると、右眼クロストーク・スペクトル1961および左眼クロストーク・スペクトル1971も、3Dカラー・ディスプレイ・システム100の例示的実施形態の性能を特徴づける。右眼クロストーク・スペクトル1961は、相対的クロストーク強度、すなわち左眼色帯域の、放射された強度に対する視聴者の右眼が受け取った強度を示し、また、左眼クロストーク・スペクトル1971は、視聴者の左眼が受け取った右眼色帯域の相対的スループット強度を示す。好ましくは、視聴者の左眼および右眼がそれぞれ受け取る右眼色帯域および左眼色帯域の相対的クロストーク強度は、20%未満である。より好ましくは、相対的クロストーク強度は10%未満である。理想的には、相対的クロストーク強度は5%未満である。
【0085】
信号対雑音比、すなわち、視聴者の右眼および左眼がそれぞれ受け取った右眼色帯域および左眼色帯域の、スループット強度対クロストーク強度の比が、50:1を上回ることも望ましい。好ましくは、信号対雑音比は100:1を上回る。より好ましくは、信号対雑音比は300:1を上回る。
【0086】
もちろん、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、本発明によって提供されたバックライト140および3Dカラー・ディスプレイ・システム100の多数の他の実施形態が構想され得る。
【符号の説明】
【0087】
100 3Dカラー・ディスプレイ・システム
110 3Dカラー・ディスプレイ
120 3D色眼鏡
121 右眼カラー・フィルタ眼鏡
122 左眼カラー・フィルタ眼鏡
130 LCDパネル
【技術分野】
【0001】
本発明は、3次元(3D)カラー・ディスプレイ・システムに関し、具体的には3Dカラー・ディスプレイ・システムにおける液晶ディスプレイ(LCD)・パネル用のバックライトに関する。
【背景技術】
【0002】
3次元(3D)カラー・ディスプレイ・システムは、視聴者の右眼と左眼とに別個の画像を生成するのに様々な方策を用いる。最も広く普及した3Dカラー・ディスプレイ・システムのうち、受動的カラー・フィルタの眼鏡で見る、スペクトル的に異なる右眼画像および左眼画像を生成するのに色分解の方策を用いるプロジェクタ・ベースのシステムがあり、これは2004年3月2日発行のJorkeへの米国特許第6,698,890号、および2004年2月3日発行のSorensenらへの米国特許第6,687,003号に開示されている。しかし、ホーム・シアター・カテゴリーにおけるプロジェクタ・ベースのシステムの市場占有率は下降線をたどっている。したがって、ホーム・シアターで用いるフラットパネル・ディスプレイに基づく3Dカラー・ディスプレイ・システムに類似の色分解の方策を拡大するための様々な試みがなされている。
【0003】
フラットパネル・ディスプレイに基づくそのような3Dカラー・ディスプレイ・システムの一実施例が、2002年9月12日公開のSmithへの国際特許公開番号・国際公開第2002/071384号に開示されている。フラットパネル・ディスプレイは、スペクトル的に異なる右眼画像および左眼画像を生成するための液晶ディスプレイ(LCD)パネルを含み、これは右眼の赤色、緑色、青色(RGB)ピクセルおよび左眼のRGBピクセルを備える。右眼RGBピクセルが、右眼赤色帯域、右眼緑色帯域、および右眼青色帯域を透過して右眼画像を生成し、左眼RGBピクセルが、左眼赤色帯域、左眼緑色帯域、および左眼青色帯域を透過して左眼画像を生成する。残念ながら、右眼RGBピクセルおよび左眼RGBピクセルを備えるそのようなLCDパネルは、製造するのが困難で高くつく。その上、右眼RGBピクセルだけを用いて右眼画像が生成され、左眼RGBピクセルだけを用いて左眼画像が生成されるので、画像分解能が半分に低下する。
【0004】
フラットパネル・ディスプレイに基づくそのような3Dカラー・ディスプレイ・システムの別の実施例が、2008年11月13日公開のRamstadへの米国特許出願公開第2008/0278574号に開示されている。フラットパネル・ディスプレイは、スペクトル的に異なる右眼画像および左眼画像を生成するためのバックライトおよびLCDパネルを含む。バックライトは、少なくとも、黄色帯域ではなく緑色帯域を放射する第1の光源および緑色帯域ではなく黄色帯域を放射する第2の光源を備える。第1の光源と第2の光源との間で切り換えることにより、緑色帯域と黄色帯域とを交互に放射する。第1の光源、第2の光源、または第3の光源は、赤色帯域および青色帯域を放射する。LCDパネルは、赤色帯域を透過するRサブピクセルと、緑色帯域および黄色帯域を透過する緑色/黄色(G/Y)サブピクセルと、青色帯域を透過して、赤色帯域、緑色帯域、および青色帯域から右眼画像を生成し、黄色帯域から左眼画像を生成するBサブピクセルとを備える。残念ながら、Rサブピクセル、G/Yサブピクセル、およびBサブピクセルを備えるそのようなLCDパネルは、製造するのが困難で高くつく。その上、G/Yピクセルだけから左眼画像が生成されるので、視聴者の左眼が受け取るのは単色の画像情報のみである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】米国特許第6,698,890号
【特許文献2】米国特許第6,687,003号
【特許文献3】国際公開第2002/071384号
【特許文献4】米国特許出願公開第2008/0278574号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の目的は、色分解の方策を用いた簡単で効果的な3次元(3D)カラー・ディスプレイ・システムおよびそのような3Dカラー・ディスプレイ・システムの液晶ディスプレイ(LCD)・パネル用のバックライトを提供することにより、従来技術の短所を克服することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
したがって、本発明は、3Dカラー・ディスプレイ・システムであって、右眼画像と左眼画像をあるリフレッシュ・レートで交互に生成するためのLCDパネルと、バックライトとを含む3Dカラー・ディスプレイを備え、このバックライトは、右眼画像が生成される、右眼の第1の色帯域、右眼の第2の色帯域、および右眼の第3の色帯域を、活性化したときLCDパネルへ透過するための右眼バックライト・モジュールと、左眼画像が生成される、右眼の色帯域とはスペクトル的に異なる左眼の第1の色帯域、右眼の色帯域とはスペクトル的に異なる左眼の第2の色帯域、および右眼の色帯域とはスペクトル的に異なる左眼の第3の色帯域を、活性化したときLCDパネルへ透過するための左眼バックライト・モジュールと、右眼活性化期間中に右眼バックライト・モジュールを作動させ、左眼活性化期間中に左眼バックライト・モジュールを作動させるためのバックライト制御モジュールであって、右眼活性化期間と左眼活性化期間とが、あるスイッチング・レートで交番するバックライト制御モジュールとを備える、3Dカラー・ディスプレイ・システムに関する。
【0008】
本発明の別の態様は、3Dカラー・ディスプレイ・システムのLCDパネル用バックライトであって、右眼の画像が生成される、右眼の第1の色帯域、右眼の第2の色帯域、および右眼の第3の色帯域を、LCDパネルへ透過するための右眼バックライト・モジュールと、左眼の画像が生成される、右眼の色帯域とはスペクトル的に異なる左眼の第1の色帯域、右眼の色帯域とはスペクトル的に異なる左眼の第2の色帯域、および右眼の色帯域とはスペクトル的に異なる左眼の第3の色帯域を、LCDパネルへ透過するための左眼バックライト・モジュールと、右眼活性化期間中に右眼バックライト・モジュールを作動させ、左眼活性化期間中に左眼バックライト・モジュールを作動させるためのバックライト制御モジュールであって、右眼活性化期間と左眼活性化期間とが、あるスイッチング・レートで交番するバックライト制御モジュールとを備える、LCDパネル用バックライトに関する。
【0009】
本発明の例示的実施形態を表す添付図面を参照しながら、より詳細に本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】3次元(3D)カラー・ディスプレイ・システムの概略上面図である。
【図2】3Dカラー・ディスプレイのブロック図である。
【図3】液晶ディスプレイ(LCD)・ピクセルの概略断面図である。
【図4】赤色、緑色、青色(RGB)LCDピクセルのRGBサブピクセル・フィルタの、RGBの透過スペクトルのグラフである。
【図5】右眼バックライト・モジュールの第1の右眼透過スペクトルおよび左眼バックライト・モジュールの第1の左眼透過スペクトルのグラフである。
【図6】右眼バックライト・モジュールの第2の右眼透過スペクトルおよび左眼バックライト・モジュールの第2の左眼透過スペクトルのグラフである。
【図7】右眼カラー・フィルタの第1の右眼通過帯域スペクトルおよび左眼カラー・フィルタの第1の左眼通過帯域スペクトルのグラフである。
【図8】右眼カラー・フィルタの第2の右眼通過帯域スペクトルおよび左眼カラー・フィルタの第2の左眼通過帯域スペクトルのグラフである。
【図9】右眼色光源の第1の右眼放射スペクトルおよび左眼色光源の第1の左眼放射スペクトルのグラフである。
【図10】右眼色光源の第2の右眼放射スペクトルおよび左眼色光源の第2の左眼放射スペクトルのグラフである。
【図11】右眼バックライト・モジュールおよび左眼バックライト・モジュールに関するスイッチング・シーケンスのグラフである。
【図12】3Dカラー・ディスプレイのバックライトの第1の好ましい実施形態の概略断面図である。
【図13】図13Aは図12のバックライトにおいてチェッカーボード・パターンに配置された右眼バックライト・モジュールおよび左眼バックライト・モジュールの概略側面図である。図13Bは図12のバックライトにおいて平行パターンに配置された右眼バックライト・モジュールおよび左眼バックライト・モジュールの概略背面図である。
【図14】3Dカラー・ディスプレイのバックライトの第2の好ましい実施形態の概略断面図である。
【図15A】図14のバックライトにおいてチェッカーボード・パターンに配置された右眼バックライト・モジュールおよび左眼バックライト・モジュールの概略正面図である。
【図15B】図14のバックライトにおいて平行パターンに配置された右眼バックライト・モジュールおよび左眼バックライト・モジュールの概略正面図である。
【図16】3Dカラー・ディスプレイのバックライトの第3の好ましい実施形態の概略断面図である。
【図17】3Dカラー・ディスプレイのバックライトの第4の好ましい実施形態の概略断面図である。
【図18】3Dカラー・ディスプレイ・システムにおける右眼スループット・スペクトルおよび左眼スループット・スペクトルのグラフである。
【図19】3Dカラー・ディスプレイ・システムにおける右眼クロストーク・スペクトルおよび左眼クロストーク・スペクトルのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0011】
図1を参照すると、本発明は、ホーム・シアター、ビデオ・ゲーム・システムなどの用途向けに、色分解の方策を用いた3次元(3D)カラー・ディスプレイ・システム100を提供する。3Dカラー・ディスプレイ・システム100は、3D色眼鏡120を用いて見られる、スペクトル的に異なる右眼画像と左眼画像とを交互に表示するための3Dカラー・ディスプレイ110を備える。
【0012】
有利には、3Dカラー・ディスプレイ110は、3Dカラー・ディスプレイ110にいかなる物理的変更も加えることなく2次元(2D)カラー・ディスプレイとして機能することもできる。3Dカラー・ディスプレイ110が2Dカラー・ディスプレイとして機能するときには、3D色眼鏡120を使用する必要がない。
【0013】
3Dカラー・ディスプレイ110は、平面パネル液晶ディスプレイ(LCD)である。好ましくは、3Dカラー・ディスプレイ110は、薄膜トランジスタ(TFT)LCDなどのアクティブ・マトリクス型LCDである。3Dカラー・ディスプレイ110は、ねじれネマチック(TN)LCD、イン・プレイン・スイッチング(IPS)LCD、垂直配向(VA)LCD、または任意の他の適当なタイプのLCDでよい。
【0014】
図2を参照すると、3Dカラー・ディスプレイ110は、右眼画像と左眼画像とを交互に生成するためのLCDパネル130およびLCDパネル130を制御するための表示制御モジュール250を含む。具体的には、表示制御モジュール250は、LCDパネル130のリフレッシュ・レートで、LCDパネル130へ右眼画像情報と左眼画像情報とを交互に供給する。右眼画像情報と左眼画像とを用いて、右眼画像と左眼画像とが、LCDパネル130によって、このリフレッシュ・レートで交互に生成される。好ましくは、このリフレッシュ・レートは少なくとも120Hzである。表示制御モジュール250は、バックライト制御モジュール280も、LCDパネル130への右眼画像情報および左眼画像情報の供給と同期させる。
【0015】
図3を参照すると、LCDパネル130は複数のLCDピクセル331を備える。好ましくは、3Dカラー・ディスプレイ110は、例えば1080pの表示器であり、16:9の縦横比および1920×1080ピクセルの分解能を有する。各LCDピクセル331は、原色のサブピクセル、すなわち第1の色のサブピクセル、第2の色のサブピクセル、および第3の色のサブピクセルを備える。背面の偏波フィルタ332、液晶層334、および正面の偏波フィルタ336が、色サブピクセルに共通である。各色サブピクセルは、色サブピクセルの透過レベルを選択的に変化させるための個々のサブピクセルTFTの333a、333b、または333c、ならびに広範な色帯域を透過するための個々の色のサブピクセル・フィルタ335a、335b、または335cも含む。具体的には、第1の色のサブピクセルは、広範な第1の色の帯域を透過するための第1の色のサブピクセル・フィルタ335aを含み、第2の色のサブピクセルは、広範な第2の色の帯域を透過するための第2の色のサブピクセル・フィルタ335bを含み、第3の色のサブピクセルは、広範な第3の色の帯域を透過するための第3の色のサブピクセル・フィルタ335cを含む。
【0016】
一般に、複数のLCDピクセル331は、それぞれがRサブピクセル、Gサブピクセル、およびBサブピクセルを含む従来型の赤色、緑色、青色(RGB)LCDピクセルである。図4を参照すると、RGB LCDピクセルは、RGB透過スペクトル437を有するRGBサブピクセル・フィルタを含む。Rサブピクセルは、広範な赤色帯域438aを透過するためのRサブピクセル・フィルタを含み、Gサブピクセルは、広範な緑色帯域438bを透過するためのGサブピクセル・フィルタを含み、Bサブピクセルは、広範な青色帯域438cを透過するためのBサブピクセル・フィルタを含む。
【0017】
ほとんどの例では、LCDパネル130は、複数のLCDピクセル331の前に配置された、反射防止(AR)フィルム、防眩(AG)フィルム、プライバシー・フィルム、およびハードコート・フィルムなどの前面フィルムも備える。
【0018】
再び図1を参照すると、3Dカラー・ディスプレイ110は、スペクトル的に異なる右眼の色帯域と左眼の色帯域とをLCDパネル130へ交互に透過するために、LCDパネル130の背後に配置されたバックライト140も含む。LCDパネル130は、バックライト140によって縁端部照明され(edge−lit)てよく、より薄い設計が可能になり、あるいはバックライト140によって背面照明され(back−lit)てよく、局所的減光が可能になる。
【0019】
本発明によって、バックライト140のいくつかの異なる実施形態が提供され、それらのすべてが、右眼の第1の色帯域、右眼の第2の色帯域、および右眼の第3の色帯域を、LCDパネル130へ透過するための右眼バックライト・モジュール260と、右眼の色帯域とはスペクトル的に異なる左眼の第1の色帯域、右眼の色帯域とはスペクトル的に異なる左眼の第2の色帯域、および右眼の色帯域とはスペクトル的に異なる左眼の第3の色帯域を、LCDパネル130へ透過するための左眼バックライト・モジュール270とを備える。
【0020】
右眼の色帯域は原色の帯域であり、左眼の色帯域は、それと似ているがスペクトル的に異なる原色の帯域である。右眼の第1の色帯域と左眼の第1の色帯域とはスペクトル的に異なるが、どちらも第1の色のサブピクセル・フィルタ335aによって透過される広範な第1の色帯域の範囲に入る。同様に、右眼の第2の色帯域と左眼の第2の色帯域とはスペクトル的に異なるが、どちらも第2の色のサブピクセル・フィルタ335bによって透過される広範な第2の色帯域の範囲に入る。また同様に、右眼の第3の色帯域と左眼の第3の色帯域とはスペクトル的に異なるが、どちらも第3の色のサブピクセル・フィルタ335cによって透過される広範な第3の色帯域の範囲に入る。
【0021】
したがって、右眼の色帯域および左眼の色帯域が、狭いスペクトル幅を有することが望ましい。一般に、右眼の色帯域および左眼の色帯域のスペクトル幅は、それぞれ約100nm未満である。好ましくは、右眼の色帯域および左眼の色帯域のスペクトル幅は、それぞれ約75nm未満である。より好ましくは、右眼の色帯域および左眼の色帯域のスペクトル幅は、それぞれ約50nm未満である。
【0022】
右眼バックライト・モジュール260および左眼バックライト・モジュール270は、右眼の色帯域と左眼の色帯域とがスペクトル的に異なるという条件で、様々な透過スペクトルを有してよい。以下では、多数の可能性のうちの2つの実施例が説明される。
【0023】
図5を参照すると、バックライト140のいくつかの実施形態では、右眼バックライト・モジュール260は、630nmと670nmとの間の中心波長を有する右眼赤色帯域562a、540nmと580nmとの間の中心波長を有する右眼緑色帯域562b、および450nmと485nmとの間の中心波長を有する右眼青色帯域562cを含む第1の右眼透過スペクトル561を透過する。
【0024】
したがって、左眼バックライト・モジュール270は、590nmと625nmとの間の中心波長を有する左眼赤色帯域572a、490nmと530nmとの間の中心波長を有する左眼緑色帯域572b、および410nmと445nmとの間の中心波長を有する左眼青色帯域572cを含む第1の左眼透過スペクトル571を透過する。
【0025】
図6を参照すると、バックライト140の他の実施形態では、右眼バックライト・モジュール260は、630nmと670nmとの間の中心波長を有する右眼赤色帯域662a、490nmと530nmとの間の中心波長を有する右眼緑色帯域662b、および450nmと485nmとの間の中心波長を有する右眼青色帯域662cを含む第2の右眼透過スペクトル661を透過する。いくつかの例では、右眼の緑色帯域と青色帯域とが分割される代わりに、470nmと510nmとの間の中心波長を有する青色〜緑色帯域を形成してよい。
【0026】
したがって、左眼バックライト・モジュール270は、590nmと625nmとの間の中心波長を有する左眼赤色帯域672a、540nmと580nmとの間の中心波長を有する左眼緑色帯域672b、および410nmと445nmとの間の中心波長を有する左眼青色帯域672cを含む第2の左眼透過スペクトル671を透過する。いくつかの例では、右眼の赤色帯域と緑色帯域とが分割される代わりに、560nmと610nmとの間の中心波長を有する緑色〜赤色帯域を形成してよい。
【0027】
右眼バックライト・モジュール260および左眼バックライト・モジュール270の選択された透過スペクトルは、様々な手段によって生成されてよい。
【0028】
バックライト140のいくつかの実施形態では、選択された透過スペクトルは、光源およびカラー・フィルタによって生成される。そのような実施形態では、右眼バックライト・モジュール260は、右眼色帯域を含む光を放射するための1つまたは複数の右眼光源、ならびにLCDパネル130に右眼色帯域を透過する一方で左眼色帯域を阻止、すなわち反射および/または吸収するための1つまたは複数の右眼カラー・フィルタを含む。左眼バックライト・モジュール270は、同様に、左眼色帯域を含む光を放射するための1つまたは複数の左眼光源、ならびにLCDパネル130に左眼色帯域を透過する一方で右眼色帯域を阻止するための1つまたは複数の左眼カラー・フィルタを含む。
【0029】
一般に、1つまたは複数の右眼光源が、1つまたは複数の右眼光源の1つまたは複数の右眼群に配置され、1つまたは複数の左眼光源が、1つまたは複数の左眼光源の1つまたは複数の左眼群に配置される。次いで、1つまたは複数の右眼群および1つまたは複数の左眼群が、チェッカーボード・パターンまたは平行パターンなどの交番パターン、例えば水平または垂直のストライプに配置され、また、対応する交番パターンにおける1つまたは複数の右眼群および1つまたは複数の左眼群の前に、1つまたは複数の右眼カラー・フィルタおよび1つまたは複数の左眼カラー・フィルタが配置される。1つまたは複数の右眼カラー・フィルタおよび1つまたは複数の左眼カラー・フィルタは、モノリシック・フィルムとして形成されてよく、あるいは個別のフィルムとして形成されてよい。
【0030】
いくつかの例では、光源とカラー・フィルタとの間にフレネル・レンズ・フィルムなどのコリメーティング・レンズが配置されてよい。
【0031】
好ましくは、1つまたは複数の右眼光源および1つまたは複数の左眼光源は、白色発光ダイオード(LED)またはRGB LEDである。LEDは、スイッチング・スピードが速いので光源として特に有利である。その上、LEDを使用すると、局所的減光が、例えば1000000:1を上回る高い動的コントラスト比を達成することが可能になる。
【0032】
あるいは、1つまたは複数の右眼光源および1つまたは複数の左眼光源は、RGB固体レーザなどの任意の他の適当な高速スイッチング光源でよい。
【0033】
好ましくは、1つまたは複数の右眼カラー・フィルタは、右眼色帯域の75%超および左眼色帯域の5%未満を透過する。より好ましくは、1つまたは複数の右眼カラー・フィルタは、右眼色帯域の80%超および左眼色帯域の2%未満を透過する。最も好ましくは、1つまたは複数の右眼カラー・フィルタは、右眼色帯域の90%超および左眼色帯域の1%未満を透過する。
【0034】
同様に、1つまたは複数の左眼カラー・フィルタは、好ましくは、左眼色帯域の75%超および右眼色帯域の5%未満を透過する。より好ましくは、1つまたは複数の左眼カラー・フィルタは、左眼色帯域の80%超および右眼色帯域の2%未満を透過する。最も好ましくは、1つまたは複数の左眼カラー・フィルタは、左眼色帯域の90%超および右眼色帯域の1%未満を透過する。
【0035】
理想的には、1つまたは複数の右眼カラー・フィルタおよび1つまたは複数の左眼カラー・フィルタは、通過帯域と阻止帯域との間で急激に移行する通過帯域スペクトルを有する。
【0036】
一般に、1つまたは複数の右眼カラー・フィルタおよび1つまたは複数の左眼カラー・フィルタは、干渉フィルタである。好ましくは、1つまたは複数の右眼カラー・フィルタおよび1つまたは複数の左眼カラー・フィルタは、3帯域通過フィルタである。
【0037】
例えば、図7を参照すると、1つまたは複数の右眼カラー・フィルタは、約630nmを上回る右眼赤色通過帯域762a、約530nmと580nmとの間の右眼緑色通過帯域762b、および約440nmと485nmとの間の右眼青色通過帯域762cを含む第1の右眼透過スペクトル561を透過するための、第1の右眼通過帯域スペクトル761を有する1つまたは複数の3帯域通過フィルタでよい。
【0038】
したがって、1つまたは複数の左眼カラー・フィルタは、約580nmと630nmとの間の左眼赤色通過帯域772a、約485nmと530nmとの間の左眼緑色通過帯域772b、および約440nm未満の左眼青色通過帯域772cを有する第1の左眼透過スペクトル571を透過するための、第1の左眼通過帯域スペクトル771を有する1つまたは複数の3帯域通過フィルタでよい。
【0039】
あるいは、1つまたは複数の右眼カラー・フィルタおよび1つまたは複数の左眼カラー・フィルタは、2帯域通過フィルタでよい。
【0040】
別の実施例として、図8を参照すると、1つまたは複数の右眼カラー・フィルタは、約630nmを上回る右眼赤色通過帯域862a、および約440nmと530nmとの間の右眼青色〜緑色通過帯域862bを有する第2の右眼透過スペクトル661を透過するための、第2の右眼通過帯域スペクトル861を有する1つまたは複数の2帯域通過フィルタでよい。
【0041】
したがって、1つまたは複数の左眼カラー・フィルタは、約530nmと630nmとの間の左眼緑色〜赤色通過帯域872a、および約440nm未満の左眼青色通過帯域872bを有する第2の左眼透過スペクトル671を透過するための、第2の左眼通過帯域スペクトル871を有する1つまたは複数の2帯域通過フィルタでよい。
【0042】
別の代替形態として、1つまたは複数の右眼カラー・フィルタおよび1つまたは複数の左眼カラー・フィルタは、第1の色、第2の色および第3の色の単一帯域通過フィルタの組でよい。1つまたは複数の右眼光源および1つまたは複数の左眼光源がRGB LEDまたはRGB固体レーザである例では、1つまたは複数の右眼カラー・フィルタおよび1つまたは複数の左眼カラー・フィルタは、赤色、緑色および青色の単一帯域通過フィルタの組でよく、各帯域通過フィルタが、対応した色のLEDまたは固体レーザの上に配置されてよい。
【0043】
理想的には、RGB LEDまたはRGB固体レーザは、以下で説明されるように、カラー・フィルタが必要ないように選択される。
【0044】
バックライト140の他の実施形態では、選択された透過スペクトルは、色光源によって生成される。そのような実施形態では、右眼バックライト・モジュール260は、右眼の第1の色帯域だけを放射してLCDパネル130へ右眼の第1の色帯域を透過するための1つまたは複数の右眼の第1の色の光源、右眼の第2の色帯域だけを放射してLCDパネル130へ右眼の第2の色帯域を透過するための1つまたは複数の右眼の第2の色の光源、および右眼の第3の色帯域だけを放射してLCDパネル130へ右眼の第3の色帯域を透過するための1つまたは複数の右眼の第3の色の光源を含む。
【0045】
いくつかの例では、白バランスまたは光スループットを改善するために、1つまたは複数の右眼の第1の色の光源、1つまたは複数の右眼の第2の色の光源、および/または1つまたは複数の右眼の第3の色の光源は、それぞれ第1の色、第2の色、および/または第3の色のサブバンドを放射するために、複数のタイプの第1の色の光源、第2の色の光源、および/または第3の色の光源を含んでよい。10nmと25nmとの間に分離された中心波長を有する第1の色、第2の色、および/または第3の色のサブバンドが、それぞれ、右眼の第1の色帯域、右眼の第2の色帯域、および/または右眼の第3の色帯域をともに形成する。
【0046】
左眼バックライト・モジュール270は、同様に、左眼の第1の色帯域だけを放射してLCDパネル130へ左眼の第1の色帯域を透過するための1つまたは複数の左眼の第1の色の光源、左眼の第2の色帯域だけを放射してLCDパネル130へ左眼の第2の色帯域を透過するための1つまたは複数の左眼の第2の色の光源、および左眼の第3の色帯域だけを放射してLCDパネル130へ左眼の第3の色帯域を透過するための1つまたは複数の左眼の第3の色の光源を含む。
【0047】
いくつかの例では、白バランスまたは光スループットを改善するために、1つまたは複数の左眼の第1の色の光源、1つまたは複数の左眼の第2の色の光源、および/または1つまたは複数の左眼の第3の色の光源は、それぞれ第1の色、第2の色、および/または第3の色のサブバンドを放射するために、複数のタイプの第1の色の光源、第2の色の光源、および/または第3の色の光源を含んでよい。10nmと25nmとの間に分離された中心波長を有する第1の色、第2の色、および/または第3の色のサブバンドが、それぞれ、左眼の第1の色帯域、左眼の第2の色帯域、および/または左眼の第3の色帯域をともに形成する。
【0048】
一般に、右眼の色光源は、1つまたは複数の右眼の第1の色の光源、1つまたは複数の右眼の第2の色の光源、および1つまたは複数の右眼の第3の色の光源の、1つまたは複数の右眼群に配置され、また、左眼の色光源は、1つまたは複数の左眼の第1の色の光源、1つまたは複数の左眼の第2の色の光源、および1つまたは複数の左眼の第3の色の光源の、1つまたは複数の左眼群に配置される。次いで、1つまたは複数の右眼群および1つまたは複数の左眼群が、チェッカーボード・パターンまたは平行パターンなどの交番パターン、例えば水平または垂直のストライプに配置される。
【0049】
好ましくは、1つまたは複数の右眼の第1の色の光源および1つまたは複数の左眼の第1の色の光源は第1の色のLEDであり、1つまたは複数の右眼の第2の色の光源および1つまたは複数の左眼の第2の色の光源は第2の色のLEDであり、1つまたは複数の右眼の第3の色の光源および1つまたは複数の左眼の第3の色の光源は第3の色のLEDである。
【0050】
例えば、図9を参照すると、右眼の色光源は、第1の右眼透過スペクトル561に対応する第1の右眼発光スペクトル961を有してよい。1つまたは複数の右眼の第1の色の光源は、右眼赤色帯域962aを放射するための1つまたは複数の赤色LEDでよく、1つまたは複数の右眼の第2の色の光源は、右眼緑色帯域962bを放射するための1つまたは複数の緑色LEDでよく、また、右眼の第3の色の光源は、右眼青色帯域962cを放射するための1つまたは複数の青色LEDでよい。
【0051】
したがって、左眼の色光源は、第1の左眼透過スペクトル571に対応する第1の左眼発光スペクトル971を有してよい。1つまたは複数の左眼の第1の色の光源は、左眼赤色帯域972aを放射するための1つまたは複数の赤色LEDでよく、1つまたは複数の左眼の第2の色の光源は、左眼緑色帯域972bを放射するための1つまたは複数の緑色LEDでよく、また、左眼の第3の色の光源は、左眼青色帯域972cを放射するための1つまたは複数の青色LEDでよい。
【0052】
前述のように、任意の色の1つまたは複数の右眼または左眼の色光源は、色サブバンドを放射するための、第1のタイプの1つまたは複数の色LEDおよび第2のタイプの1つまたは複数の色LEDを含んでよく、これらが、対応する右眼または左眼の色帯域をともに形成する。
【0053】
図示の実施形態では、1つまたは複数の右眼の第1の色の光源は、赤色サブバンドを放射するための、第1のタイプの1つまたは複数の赤色LEDおよび第2のタイプの1つまたは複数の赤色LEDを含み、これらが右眼の赤色帯域962aをともに形成する。したがって、1つまたは複数の左眼の第1の色の光源は、赤色サブバンドを放射するための、第1のタイプの1つまたは複数の赤色LEDおよび第2のタイプの1つまたは複数の赤色LEDを含み、これらが左眼の赤色帯域972aをともに形成する。
【0054】
別の実施例として、図10を参照すると、右眼の色光源は、第2の右眼透過スペクトル661に対応する第2の右眼発光スペクトル1061を有してよい。1つまたは複数の右眼の第1の色の光源は、右眼赤色帯域1062aを放射するための1つまたは複数の赤色LEDでよく、1つまたは複数の右眼の第2の色の光源は、右眼緑色帯域1062bを放射するための1つまたは複数の緑色LEDでよく、また、右眼の第3の色の光源は、右眼青色帯域1062cを放射するための1つまたは複数の青色LEDでよい。
【0055】
したがって、左眼の色光源は、第2の左眼透過スペクトル671に対応する第2の左眼発光スペクトル1071を有してよい。1つまたは複数の左眼の第1の色の光源は、左眼赤色帯域1072aを放射するための1つまたは複数の赤色LEDでよく、1つまたは複数の左眼の第2の色の光源は、左眼緑色帯域1072bを放射するための1つまたは複数の緑色LEDでよく、また、左眼の第3の色の光源は、左眼青色帯域1072cを放射するための1つまたは複数の青色LEDでよい。
【0056】
図示の実施形態では、1つまたは複数の右眼の第1の色の光源は、赤色サブバンドを放射するための、第1のタイプの1つまたは複数の赤色LEDおよび第2のタイプの1つまたは複数の赤色LEDを含み、これらが右眼の赤色帯域1062aをともに形成する。したがって、1つまたは複数の左眼の第1の色の光源は、赤色サブバンドを放射するための、第1のタイプの1つまたは複数の赤色LEDおよび第2のタイプの1つまたは複数の赤色LEDを含み、これらが左眼の赤色帯域1072aをともに形成する。
【0057】
あるいは、右眼の色光源および左眼の色光源は、固体レーザなどの任意の他の適当な色光源でよい。固体レーザは、放射スペクトルが非常に狭いので、光源として特に有利である。
【0058】
例えば、1つまたは複数の右眼の第1の色の光源および1つまたは複数の左眼の第1の色の光源は、第1の色の固体レーザでよく、1つまたは複数の右眼の第2の色の光源および1つまたは複数の左眼の第2の色の光源は、第2の色の固体レーザでよく、また、1つまたは複数の右眼の第3の色の光源および1つまたは複数の左眼の第3の色の光源は、第3の色の固体レーザでよい。
【0059】
再び図2を参照すると、バックライト140のすべての実施形態が、右眼バックライト・モジュール260および左眼バックライト・モジュール270を制御するためのバックライト制御モジュール280も備える。具体的には、図11を参照すると、バックライト制御モジュール280は、右眼活性化期間1181中に右眼バックライト・モジュール260を作動させ、左眼活性化期間1182中に左眼バックライト・モジュール270を作動させる。一般に同一の期間である右眼活性化期間1181と左眼活性化期間1182とは、LCDパネル130のリフレッシュ・レートと同期したスイッチング・レートで交番する。
【0060】
バックライト制御モジュール280は、好ましくは上記のリフレッシュ・レートで、表示制御モジュール250から、右眼の画像情報と左眼の画像情報とを交互に受け取る。右眼の画像情報を受け取ったとき、バックライト制御モジュール280は、右眼活性化期間1181中に右眼色帯域を透過するように右眼バックライト・モジュール260を作動させてよい。左眼の画像情報を受け取ったとき、バックライト制御モジュール280は、左眼活性化期間1182中に左眼色帯域を透過するように左眼バックライト・モジュール270を作動させてよい。
【0061】
右眼バックライト・モジュール260および左眼バックライト・モジュール270は、バックライト制御モジュール280により、それぞれ右眼活性化期間1181中または左眼活性化期間1182中にのみ作動する。それぞれの画像情報の必要な輝度次第で、右眼バックライト・モジュール260および左眼バックライト・モジュール270は、様々なそれぞれの活性化期間1181中または1182中に、様々な期間にわたって作動してよい。例えば、右眼バックライト・モジュール260および左眼バックライト・モジュール270は、それぞれの活性化期間1181中または1182中に作動するのでなく、それぞれの活性化期間1181または1182の一部分で作動してよく、あるいはそれぞれの活性化期間1181または1182の全部にわたって作動してよい。右眼バックライト・モジュール260および左眼バックライト・モジュール270も、それぞれの活性化期間1181中または1182中に2度以上作動してよい。これらの可能性は、例示的右眼スイッチング・シーケンス1183および例示的左眼スイッチング・シーケンス1184によって図11に示されている。
【0062】
その上、LCDパネル130の別々部分向けの右眼バックライト・モジュール260および左眼バックライト・モジュール270が、それぞれの同一の活性化期間1181または1182の別の期間中に作動してよく、局所的減光が可能になる。
【0063】
3Dカラー・ディスプレイ110が2Dのカラー・ディスプレイとして機能するのが望ましい例では、バックライト制御モジュール280は、右眼バックライト・モジュール260と左眼バックライト・モジュール270とを同時に作動させる、あるいは右眼バックライト・モジュール260および左眼バックライト・モジュール270のうち1つだけを作動させるように設定されてよい。
【0064】
本発明をさらに明らかにするために、以下でバックライト140のいくつかの好ましい例示的実施形態を説明する。
【0065】
図12を参照すると、3Dカラー・ディスプレイ110aの縁端部照明されるLCDパネル130用のバックライト140aの第1の好ましい実施形態は、右眼バックライト・モジュール260aおよび左眼バックライト・モジュール270aを備える。右眼バックライト・モジュール260aは、右眼光源1263として白色LED、RGB LED、またはRGB固体レーザを含み、また、1つまたは複数の右眼カラー・フィルタ1264として、1つまたは複数の3帯域通過フィルタ、2帯域通過フィルタ、または、赤色、青色および緑色の単一帯域通過フィルタの組を含む。同様に、左眼バックライト・モジュール270aは、左眼光源1273として白色LED、RGB LED、またはRGB固体レーザを含み、また、1つまたは複数の左眼カラー・フィルタ1274として、1つまたは複数の3帯域通過フィルタ、2帯域通過フィルタ、または、赤色、青色および緑色の単一帯域通過フィルタの組を含む。
【0066】
バックライト140aは、ミラー1241、テーパ状光ガイド1242、拡散器1243、およびプリズム・フィルム1244をさらに備える。テーパ状光ガイド1242は、LCDパネル130の背後に配置され、また、右眼バックライト・モジュール260aおよび左眼バックライト・モジュール270aは、テーパ状光ガイド1242のそばに配置される。具体的には、図13Aおよび図13Bを参照すると、右眼バックライト・モジュール260aおよび左眼バックライト・モジュール270aは、チェッカーボード・パターン1345または平行パターン1346などの交番パターンに配置され、それらの前面がテーパ状光ガイド1242の側面に来る。すなわち、1つまたは複数の白色LED、RGB LED、またはRGB固体レーザの右眼群および左眼群が交番パターンに配置され、また、右眼および左眼の、3帯域通過フィルタ、2帯域通過フィルタ、または、赤色、緑色および青色の単一帯域通過フィルタの組が、右眼群および左眼群の前に、対応する交番パターンで配置される。ミラー1241は、テーパ状光ガイド1242の背後に配置され、また、拡散器1243およびプリズム・フィルム1244は、テーパ状光ガイド1242の前に配置される。
【0067】
したがって、右眼バックライト・モジュール260aおよび左眼バックライト・モジュール270aによってそれぞれ透過された右眼色帯域および左眼色帯域は、テーパ状光ガイド1242によって受け取られる。テーパ状光ガイド1242は、拡散器1243およびプリズム・フィルム1244を介して右眼色帯域および左眼色帯域をLCDパネル130へ誘導し、右眼色帯域および左眼色帯域が、LCDパネル130の背面にわたって均一に分散することを確実にする。拡散器1243は、右眼色帯域および左眼色帯域の分散を均質にするのに役立ち、プリズム・フィルム1244は、LCDパネル130に対して右眼色帯域および左眼色帯域を垂直に整列させる働きをする。ミラー1241は、テーパ状光ガイド1242の背面からの透過損を防止する。
【0068】
図14を参照すると、3Dカラー・ディスプレイ110bの背面照明されるLCDパネル130用のバックライト140bの第2の好ましい実施形態は、右眼バックライト・モジュール260bおよび左眼バックライト・モジュール270bを備える。右眼バックライト・モジュール260bは、右眼光源1463として白色LED、RGB LED、またはRGB固体レーザを含み、また、右眼カラー・フィルタ1464として、3帯域通過フィルタ、2帯域通過フィルタ、または、赤色、青色および緑色の単一帯域通過フィルタの組を含む。左眼バックライト・モジュール270bは、左眼光源1473として白色LED、RGB LED、またはRGB固体レーザを含み、また、左眼カラー・フィルタ1474として、3帯域通過フィルタ、2帯域通過フィルタ、または、赤色、青色および緑色の単一帯域通過フィルタの組を含む。
【0069】
バックライト140bは、第1の好ましい実施形態の拡散器1243およびプリズム・フィルム1244に加えて、平面状光ガイド1442をさらに備える。平面状光ガイド1442は、LCDパネル130の背後に配置され、また、右眼バックライト・モジュール260bおよび左眼バックライト・モジュール270bは、平面光ガイド1442の背後に配置される。具体的には、図15Aおよび図15Bを参照すると、右眼バックライト・モジュール260bおよび左眼バックライト・モジュール270bは、チェッカーボード・パターン1545または平行パターン1546などの交番パターンに配置され、それらの前面が平面状光ガイド1442の背面に来る。すなわち、1つまたは複数の白色LED、RGB LED、またはRGB固体レーザの右眼群および左眼群が交番パターンに配置され、また、右眼および左眼の、3帯域通過フィルタ、2帯域通過フィルタ、または、赤色と緑色と青色の単一帯域通過フィルタの組が、右眼群および左眼群の前に、対応する交番パターンで配置される。
【0070】
したがって、右眼バックライト・モジュール260bおよび左眼バックライト・モジュール270bによって透過された右眼色帯域および左眼色帯域は、平面状光ガイド1442によって受け取られる。平面状光ガイド1442は、拡散器1243およびプリズム・フィルム1244を介して右眼色帯域および左眼色帯域をLCDパネル130へ誘導し、右眼色帯域および左眼色帯域が、LCDパネル130の背面にわたって均一に分散することを確実にする。
【0071】
図16を参照すると、3Dカラー・ディスプレイ110cの縁端部照明されるLCDパネル130用のバックライト140cの第3の好ましい実施形態は、右眼バックライト・モジュール260cおよび左眼バックライト・モジュール270cを備える。右眼バックライト・モジュール260cは、右眼色光源1665として、赤色のLEDまたは固体レーザ、緑色のLEDまたは固体レーザ、および青色のLEDまたは固体レーザを含む。左眼バックライト・モジュール270cは、左眼色光源1675として、赤色のLEDまたは固体レーザ、緑色のLEDまたは固体レーザ、および青色のLEDまたは固体レーザを含む。
【0072】
バックライト140cは、第1の好ましい実施形態の、ミラー1241、テーパ状光ガイド1242、拡散器1243、およびプリズム・フィルム1244をさらに備える。右眼バックライト・モジュール260cおよび左眼バックライト・モジュール270cは、テーパ状光ガイド1242のそばに配置される。具体的には、右眼バックライト・モジュール260cおよび左眼バックライト・モジュール270cは、チェッカーボード・パターンまたは平行パターンなどの交番パターンに配置され、それらの前面がテーパ状光ガイド1242の側面に来る。すなわち、1つまたは複数の赤色のLEDまたは固体レーザ、1つまたは複数の緑色のLEDまたは固体レーザ、および1つまたは複数の青色のLEDまたは固体レーザの、右眼群ならびに左眼群が、交番パターンに配置される。
【0073】
図17を参照すると、3Dカラー・ディスプレイ110dの背面照明されるLCDパネル130用のバックライト140dの第4の好ましい実施形態は、右眼バックライト・モジュール260dおよび左眼バックライト・モジュール270dを備える。右眼バックライト・モジュール260dは、狭帯域の右眼色光源1765として、赤色のLEDまたは固体レーザ、緑色のLEDまたは固体レーザ、および青色のLEDまたは固体レーザを含む。左眼バックライト・モジュール270dは、赤色のLEDまたは固体レーザ、緑色のLEDまたは固体レーザ、および青色のLEDまたは固体レーザを含む。
【0074】
バックライト140dは、第1の好ましい実施形態の拡散器1243およびプリズム・フィルム1244に加えて、第2の好ましい実施形態の平面状光ガイド1442をさらに備える。右眼バックライト・モジュール260dおよび左眼バックライト・モジュール270dは、平面状光ガイド1442の背後に配置される。具体的には、右眼バックライト・モジュール260dおよび左眼バックライト・モジュール270dは、チェッカーボード・パターンまたは平行パターンなどの交番パターンに配置され、それらの前面が平面状光ガイド1442の背面に来る。すなわち、1つまたは複数の赤色のLEDまたは固体レーザ、1つまたは複数の緑色のLEDまたは固体レーザ、および1つまたは複数の青色のLEDまたは固体レーザの、右眼群ならびに左眼群が、交番パターンに配置される。
【0075】
再び図1を参照すると、3Dカラー・ディスプレイ・システム100は、3Dカラー・ディスプレイ110によって3Dカラー画像として生成された右眼画像および左眼画像を見るための受動的3D色眼鏡120も備える。3D色眼鏡120は、右眼色帯域を透過するための右眼カラー・フィルタ眼鏡121を含み、視聴者の右眼に右眼画像を表示する一方で左眼色帯域を阻止する。3D色眼鏡120は、左眼色帯域を透過するための左眼カラー・フィルタ眼鏡122も含み、視聴者の左眼に左眼画像を表示する一方で右眼色帯域を阻止する。
【0076】
好ましくは、右眼カラー・フィルタ眼鏡は、右眼色帯域の75%超および左眼色帯域の5%未満を透過する。より好ましくは、右眼カラー・フィルタ眼鏡は、右眼色帯域の80%超および左眼色帯域の2%未満を透過する。最も好ましくは、右眼カラー・フィルタ眼鏡は、右眼色帯域の90%超および左眼色帯域の1%未満を透過する。
【0077】
同様に、左眼カラー・フィルタ眼鏡は、好ましくは、左眼色帯域の75%超および右眼色帯域の5%未満を透過する。より好ましくは、左眼カラー・フィルタ眼鏡は、左眼色帯域の80%超および右眼色帯域の2%未満を透過する。最も好ましくは、左眼カラー・フィルタ眼鏡は、左眼色帯域の90%超および右眼色帯域の1%未満を透過する。
【0078】
一般に、右眼カラー・フィルタ眼鏡121および左眼カラー・フィルタ眼鏡122は、干渉フィルタである。好ましくは、右眼カラー・フィルタ眼鏡121および左眼カラー・フィルタ眼鏡122は、3帯域通過フィルタである。
【0079】
例えば、図7を参照すると、右眼カラー・フィルタ眼鏡121は、第1の右眼透過スペクトル561を透過するための、前述の第1の右眼通過帯域スペクトル761を有する3帯域通過フィルタでよい。したがって、左眼カラー・フィルタ眼鏡122は、第1の左眼透過スペクトル571を透過するための、前述の第1の左眼通過帯域スペクトル771を有する3帯域通過フィルタでよい。
【0080】
あるいは、右眼カラー・フィルタ眼鏡121および左眼カラー・フィルタ眼鏡122は、2帯域通過フィルタでよい。
【0081】
例えば、図8を参照すると、右眼カラー・フィルタ眼鏡121は、第2の右眼透過スペクトル661を透過するための、前述の第2の右眼通過帯域スペクトル861を有する2帯域通過フィルタでよい。したがって、左眼カラー・フィルタ眼鏡122は、第2の左眼透過スペクトル671を透過するための、前述の第2の左眼通過帯域スペクトル871を有する2帯域通過フィルタでよい。
【0082】
図18を参照すると、右眼スループット・スペクトル1861および左眼スループット・スペクトル1871が、3Dカラー・ディスプレイ・システム100の例示的実施形態の性能を特徴づける。例示的実施形態では、右眼色帯域および左眼色帯域は、それぞれ第1の右眼発光スペクトル961を有する右眼色光源または第1の左眼発光スペクトル971を有する左眼色光源によって放射され、次いで、RGB透過スペクトル437を有するRGBサブピクセル・フィルタを通過し、続いて、それぞれ第1の右眼通過帯域スペクトル761を有する右眼カラー・フィルタ眼鏡121または第1の左眼通過帯域スペクトル771を有する左眼カラー・フィルタ眼鏡122を通過する。
【0083】
右眼スループット・スペクトル1861は、相対的スループット強度、すなわち右眼色帯域の、放射された強度に対する視聴者の右眼が受け取った強度を示し、また、左眼スループット・スペクトル1871は、視聴者の左眼が受け取った左眼色帯域の相対的スループット強度を示す。好ましくは、視聴者の右眼および左眼がそれぞれ受け取る右眼色帯域および左眼色帯域の相対的スループット強度は、50%を上回る。より好ましくは、相対的スループット強度は75%を上回る。理想的には、相対的スループット強度は90%を上回る。
【0084】
図19を参照すると、右眼クロストーク・スペクトル1961および左眼クロストーク・スペクトル1971も、3Dカラー・ディスプレイ・システム100の例示的実施形態の性能を特徴づける。右眼クロストーク・スペクトル1961は、相対的クロストーク強度、すなわち左眼色帯域の、放射された強度に対する視聴者の右眼が受け取った強度を示し、また、左眼クロストーク・スペクトル1971は、視聴者の左眼が受け取った右眼色帯域の相対的スループット強度を示す。好ましくは、視聴者の左眼および右眼がそれぞれ受け取る右眼色帯域および左眼色帯域の相対的クロストーク強度は、20%未満である。より好ましくは、相対的クロストーク強度は10%未満である。理想的には、相対的クロストーク強度は5%未満である。
【0085】
信号対雑音比、すなわち、視聴者の右眼および左眼がそれぞれ受け取った右眼色帯域および左眼色帯域の、スループット強度対クロストーク強度の比が、50:1を上回ることも望ましい。好ましくは、信号対雑音比は100:1を上回る。より好ましくは、信号対雑音比は300:1を上回る。
【0086】
もちろん、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、本発明によって提供されたバックライト140および3Dカラー・ディスプレイ・システム100の多数の他の実施形態が構想され得る。
【符号の説明】
【0087】
100 3Dカラー・ディスプレイ・システム
110 3Dカラー・ディスプレイ
120 3D色眼鏡
121 右眼カラー・フィルタ眼鏡
122 左眼カラー・フィルタ眼鏡
130 LCDパネル
【特許請求の範囲】
【請求項1】
3次元(3D)カラー・ディスプレイ・システムであって、
右眼画像と左眼画像をあるリフレッシュ・レートで交互に生成するための液晶ディスプレイ(LCD)パネルと、バックライトとを含む3Dカラー・ディスプレイを備え、
前記バックライトが、
前記右眼画像が生成される、右眼の第1の色帯域、右眼の第2の色帯域、および右眼の第3の色帯域を、活性化したとき前記LCDパネルへ透過するための右眼バックライト・モジュールと、
前記左眼画像が生成される、前記右眼の色帯域とはスペクトル的に異なる左眼の第1の色帯域、前記右眼の色帯域とはスペクトル的に異なる左眼の第2の色帯域、および前記右眼の色帯域とはスペクトル的に異なる左眼の第3の色帯域を、活性化したとき前記LCDパネルへ透過するための左眼バックライト・モジュールと、
右眼活性化期間中に前記右眼バックライト・モジュールを作動させ、左眼活性化期間中に前記左眼バックライト・モジュールを作動させるためのバックライト制御モジュールであって、前記右眼活性化期間と前記左眼活性化期間とが、あるスイッチング・レートで交番するバックライト制御モジュールとを備える、3Dカラー・ディスプレイ・システム。
【請求項2】
前記右眼色帯域および前記左眼色帯域が、100nm未満のスペクトル幅を有する請求項1に記載の3Dカラー・ディスプレイ・システム。
【請求項3】
前記右眼バックライト・モジュールが、
前記右眼色帯域を含む光を放射するための1つまたは複数の右眼光源と、
前記LCDパネルに前記右眼色帯域を透過し、かつ前記左眼色帯域を阻止するための1つまたは複数の右眼カラー・フィルタとを含み、
前記左眼バックライト・モジュールが、
前記左眼色帯域を含む光を放射するための1つまたは複数の左眼光源と、
前記LCDパネルに前記左眼色帯域を透過し、かつ前記右眼色帯域を阻止するための1つまたは複数の左眼カラー・フィルタとを含む、請求項1または2に記載の3Dカラー・ディスプレイ・システム。
【請求項4】
前記1つまたは複数の右眼光源が、1つまたは複数の右眼光源の1つまたは複数の右眼群に配置され、前記1つまたは複数の左眼光源が、1つまたは複数の左眼光源の1つまたは複数の左眼群に配置され、前記1つまたは複数の右眼群および前記1つまたは複数の左眼群が交番パターンに配置され、前記1つまたは複数の右眼カラー・フィルタおよび前記1つまたは複数の左眼カラー・フィルタが、対応する交番パターンにおける前記1つまたは複数の右眼群および前記1つまたは複数の左眼群の前に配置される、請求項3に記載の3Dカラー・ディスプレイ・システム。
【請求項5】
前記1つまたは複数の右眼光源および前記1つまたは複数の左眼光源が、白色発光ダイオード(LED)、赤色、緑色、青色(RGB)のLED、またはRGB固体レーザである、請求項3または4に記載の3Dカラー・ディスプレイ・システム。
【請求項6】
前記1つまたは複数の右眼カラー・フィルタおよび前記1つまたは複数の左眼カラー・フィルタが、3帯域通過フィルタ、2帯域通過フィルタ、または、赤色、緑色および青色の単一帯域通過フィルタの組である、請求項3から5のいずれか一項に記載の3Dカラー・ディスプレイ・システム。
【請求項7】
前記右眼バックライト・モジュールが、
前記右眼の第1の色帯域だけを放射して前記LCDパネルへ前記右眼の第1の色帯域を透過するための1つまたは複数の右眼の第1の色の光源と、
前記右眼の第2の色帯域だけを放射して前記LCDパネルへ前記右眼の第2の色帯域を透過するための1つまたは複数の右眼の第2の色の光源と、
前記右眼の第3の色帯域だけを放射して前記LCDパネルへ前記右眼の第3の色帯域を透過するための1つまたは複数の右眼の第3の色の光源とを含み、
前記左眼バックライト・モジュールが、
前記左眼の第1の色帯域だけを放射して前記LCDパネルへ前記左眼の第1の色帯域を透過するための1つまたは複数の左眼の第1の色の光源と、
前記左眼の第2の色帯域だけを放射して前記LCDパネルへ前記左眼の第2の色帯域を透過するための1つまたは複数の右眼の第2の色の光源と、
前記左眼の第3の色帯域だけを放射して前記LCDパネルへ前記左眼の第3の色帯域を透過するための1つまたは複数の右眼の第3の色の光源とを含む、請求項1または2に記載の3Dカラー・ディスプレイ・システム。
【請求項8】
前記右眼の色の光源が、1つまたは複数の右眼の第1の色の光源、1つまたは複数の右眼の第2の色の光源、および1つまたは複数の右眼の第3の色の光源の1つまたは複数の右眼群に配置され、前記左眼の色の光源が、1つまたは複数の左眼の第1の色の光源、1つまたは複数の左眼の第2の色の光源、および1つまたは複数の左眼の第3の色の光源の1つまたは複数の左眼群に配置され、前記1つまたは複数の右眼群および前記1つまたは複数の左眼群が交番パターンに配置される、請求項7に記載の3Dカラー・ディスプレイ・システム。
【請求項9】
前記1つまたは複数の右眼の第1の色の光源および前記1つまたは複数の左眼の第1の色の光源が、赤色LEDまたは赤色固体レーザであり、前記1つまたは複数の右眼の第2の色の光源および前記1つまたは複数の左眼の第2の色の光源が、緑色LEDまたは緑色固体レーザであり、前記1つまたは複数の右眼の第3の色の光源および前記1つまたは複数の左眼の第3の色の光源が、青色LEDまたは青色固体レーザである、請求項7または8に記載の3Dカラー・ディスプレイ・システム。
【請求項10】
前記スイッチング・レートが前記リフレッシュ・レートと同期する、請求項1から9のいずれか一項に記載の3Dカラー・ディスプレイ・システム。
【請求項11】
前記LCDパネルがバックライトによって縁端部照明されるものであり、前記バックライトが、前記右眼色帯域および前記左眼色帯域を前記LCDパネルに誘導するために、前記LCDパネルの背後に配置されたテーパ状光ガイドをさらに備え、前記右眼バックライト・モジュールおよび前記左眼バックライト・モジュールが、前記テーパ状光ガイドのそばに配置される、請求項1から10のいずれか一項に記載の3Dカラー・ディスプレイ・システム。
【請求項12】
前記LCDパネルがバックライトによって背面照明されるものであり、前記バックライトが、前記右眼色帯域および前記左眼色帯域を前記LCDパネルに誘導するために、前記LCDパネルの背後に配置された平面状光ガイドをさらに備え、前記右眼バックライト・モジュールおよび前記左眼バックライト・モジュールが、前記平面状光ガイドの背後に配置される、請求項1から10のいずれか一項に記載の3Dカラー・ディスプレイ・システム。
【請求項13】
前記右眼色帯域を透過し、前記左眼色帯域を阻止して、視聴者の右眼に前記右眼画像を表示するための右眼カラー・フィルタ眼鏡と、
前記左眼色帯域を透過し、前記右眼色帯域を阻止して、前記視聴者の左眼に前記左眼画像を表示するための左眼カラー・フィルタ眼鏡とを含む3D色眼鏡をさらに備える、請求項1から12のいずれか一項に記載の3Dカラー・ディスプレイ・システム。
【請求項14】
前記右眼カラー・フィルタ眼鏡および前記左眼カラー・フィルタ眼鏡が、2帯域通過フィルタまたは3帯域通過フィルタである、請求項13に記載の3Dカラー・ディスプレイ・システム。
【請求項15】
3Dカラー・ディスプレイ・システムのLCDパネル用バックライトであって、
右眼の画像が生成される、右眼の第1の色帯域、右眼の第2の色帯域、および右眼の第3の色帯域を、前記LCDパネルへ透過するための右眼バックライト・モジュールと、
左眼の画像が生成される、前記右眼の色帯域とはスペクトル的に異なる左眼の第1の色帯域、前記右眼の色帯域とはスペクトル的に異なる左眼の第2の色帯域、および前記右眼の色帯域とはスペクトル的に異なる左眼の第3の色帯域を、前記LCDパネルへ透過するための左眼バックライト・モジュールと、
右眼活性化期間中に前記右眼バックライト・モジュールを作動させ、左眼活性化期間中に前記左眼バックライト・モジュールを作動させるためのバックライト制御モジュールであって、前記右眼活性化期間と前記左眼活性化期間とが、あるスイッチング・レートで交番するバックライト制御モジュールとを備える、LCDパネル用バックライト。
【請求項1】
3次元(3D)カラー・ディスプレイ・システムであって、
右眼画像と左眼画像をあるリフレッシュ・レートで交互に生成するための液晶ディスプレイ(LCD)パネルと、バックライトとを含む3Dカラー・ディスプレイを備え、
前記バックライトが、
前記右眼画像が生成される、右眼の第1の色帯域、右眼の第2の色帯域、および右眼の第3の色帯域を、活性化したとき前記LCDパネルへ透過するための右眼バックライト・モジュールと、
前記左眼画像が生成される、前記右眼の色帯域とはスペクトル的に異なる左眼の第1の色帯域、前記右眼の色帯域とはスペクトル的に異なる左眼の第2の色帯域、および前記右眼の色帯域とはスペクトル的に異なる左眼の第3の色帯域を、活性化したとき前記LCDパネルへ透過するための左眼バックライト・モジュールと、
右眼活性化期間中に前記右眼バックライト・モジュールを作動させ、左眼活性化期間中に前記左眼バックライト・モジュールを作動させるためのバックライト制御モジュールであって、前記右眼活性化期間と前記左眼活性化期間とが、あるスイッチング・レートで交番するバックライト制御モジュールとを備える、3Dカラー・ディスプレイ・システム。
【請求項2】
前記右眼色帯域および前記左眼色帯域が、100nm未満のスペクトル幅を有する請求項1に記載の3Dカラー・ディスプレイ・システム。
【請求項3】
前記右眼バックライト・モジュールが、
前記右眼色帯域を含む光を放射するための1つまたは複数の右眼光源と、
前記LCDパネルに前記右眼色帯域を透過し、かつ前記左眼色帯域を阻止するための1つまたは複数の右眼カラー・フィルタとを含み、
前記左眼バックライト・モジュールが、
前記左眼色帯域を含む光を放射するための1つまたは複数の左眼光源と、
前記LCDパネルに前記左眼色帯域を透過し、かつ前記右眼色帯域を阻止するための1つまたは複数の左眼カラー・フィルタとを含む、請求項1または2に記載の3Dカラー・ディスプレイ・システム。
【請求項4】
前記1つまたは複数の右眼光源が、1つまたは複数の右眼光源の1つまたは複数の右眼群に配置され、前記1つまたは複数の左眼光源が、1つまたは複数の左眼光源の1つまたは複数の左眼群に配置され、前記1つまたは複数の右眼群および前記1つまたは複数の左眼群が交番パターンに配置され、前記1つまたは複数の右眼カラー・フィルタおよび前記1つまたは複数の左眼カラー・フィルタが、対応する交番パターンにおける前記1つまたは複数の右眼群および前記1つまたは複数の左眼群の前に配置される、請求項3に記載の3Dカラー・ディスプレイ・システム。
【請求項5】
前記1つまたは複数の右眼光源および前記1つまたは複数の左眼光源が、白色発光ダイオード(LED)、赤色、緑色、青色(RGB)のLED、またはRGB固体レーザである、請求項3または4に記載の3Dカラー・ディスプレイ・システム。
【請求項6】
前記1つまたは複数の右眼カラー・フィルタおよび前記1つまたは複数の左眼カラー・フィルタが、3帯域通過フィルタ、2帯域通過フィルタ、または、赤色、緑色および青色の単一帯域通過フィルタの組である、請求項3から5のいずれか一項に記載の3Dカラー・ディスプレイ・システム。
【請求項7】
前記右眼バックライト・モジュールが、
前記右眼の第1の色帯域だけを放射して前記LCDパネルへ前記右眼の第1の色帯域を透過するための1つまたは複数の右眼の第1の色の光源と、
前記右眼の第2の色帯域だけを放射して前記LCDパネルへ前記右眼の第2の色帯域を透過するための1つまたは複数の右眼の第2の色の光源と、
前記右眼の第3の色帯域だけを放射して前記LCDパネルへ前記右眼の第3の色帯域を透過するための1つまたは複数の右眼の第3の色の光源とを含み、
前記左眼バックライト・モジュールが、
前記左眼の第1の色帯域だけを放射して前記LCDパネルへ前記左眼の第1の色帯域を透過するための1つまたは複数の左眼の第1の色の光源と、
前記左眼の第2の色帯域だけを放射して前記LCDパネルへ前記左眼の第2の色帯域を透過するための1つまたは複数の右眼の第2の色の光源と、
前記左眼の第3の色帯域だけを放射して前記LCDパネルへ前記左眼の第3の色帯域を透過するための1つまたは複数の右眼の第3の色の光源とを含む、請求項1または2に記載の3Dカラー・ディスプレイ・システム。
【請求項8】
前記右眼の色の光源が、1つまたは複数の右眼の第1の色の光源、1つまたは複数の右眼の第2の色の光源、および1つまたは複数の右眼の第3の色の光源の1つまたは複数の右眼群に配置され、前記左眼の色の光源が、1つまたは複数の左眼の第1の色の光源、1つまたは複数の左眼の第2の色の光源、および1つまたは複数の左眼の第3の色の光源の1つまたは複数の左眼群に配置され、前記1つまたは複数の右眼群および前記1つまたは複数の左眼群が交番パターンに配置される、請求項7に記載の3Dカラー・ディスプレイ・システム。
【請求項9】
前記1つまたは複数の右眼の第1の色の光源および前記1つまたは複数の左眼の第1の色の光源が、赤色LEDまたは赤色固体レーザであり、前記1つまたは複数の右眼の第2の色の光源および前記1つまたは複数の左眼の第2の色の光源が、緑色LEDまたは緑色固体レーザであり、前記1つまたは複数の右眼の第3の色の光源および前記1つまたは複数の左眼の第3の色の光源が、青色LEDまたは青色固体レーザである、請求項7または8に記載の3Dカラー・ディスプレイ・システム。
【請求項10】
前記スイッチング・レートが前記リフレッシュ・レートと同期する、請求項1から9のいずれか一項に記載の3Dカラー・ディスプレイ・システム。
【請求項11】
前記LCDパネルがバックライトによって縁端部照明されるものであり、前記バックライトが、前記右眼色帯域および前記左眼色帯域を前記LCDパネルに誘導するために、前記LCDパネルの背後に配置されたテーパ状光ガイドをさらに備え、前記右眼バックライト・モジュールおよび前記左眼バックライト・モジュールが、前記テーパ状光ガイドのそばに配置される、請求項1から10のいずれか一項に記載の3Dカラー・ディスプレイ・システム。
【請求項12】
前記LCDパネルがバックライトによって背面照明されるものであり、前記バックライトが、前記右眼色帯域および前記左眼色帯域を前記LCDパネルに誘導するために、前記LCDパネルの背後に配置された平面状光ガイドをさらに備え、前記右眼バックライト・モジュールおよび前記左眼バックライト・モジュールが、前記平面状光ガイドの背後に配置される、請求項1から10のいずれか一項に記載の3Dカラー・ディスプレイ・システム。
【請求項13】
前記右眼色帯域を透過し、前記左眼色帯域を阻止して、視聴者の右眼に前記右眼画像を表示するための右眼カラー・フィルタ眼鏡と、
前記左眼色帯域を透過し、前記右眼色帯域を阻止して、前記視聴者の左眼に前記左眼画像を表示するための左眼カラー・フィルタ眼鏡とを含む3D色眼鏡をさらに備える、請求項1から12のいずれか一項に記載の3Dカラー・ディスプレイ・システム。
【請求項14】
前記右眼カラー・フィルタ眼鏡および前記左眼カラー・フィルタ眼鏡が、2帯域通過フィルタまたは3帯域通過フィルタである、請求項13に記載の3Dカラー・ディスプレイ・システム。
【請求項15】
3Dカラー・ディスプレイ・システムのLCDパネル用バックライトであって、
右眼の画像が生成される、右眼の第1の色帯域、右眼の第2の色帯域、および右眼の第3の色帯域を、前記LCDパネルへ透過するための右眼バックライト・モジュールと、
左眼の画像が生成される、前記右眼の色帯域とはスペクトル的に異なる左眼の第1の色帯域、前記右眼の色帯域とはスペクトル的に異なる左眼の第2の色帯域、および前記右眼の色帯域とはスペクトル的に異なる左眼の第3の色帯域を、前記LCDパネルへ透過するための左眼バックライト・モジュールと、
右眼活性化期間中に前記右眼バックライト・モジュールを作動させ、左眼活性化期間中に前記左眼バックライト・モジュールを作動させるためのバックライト制御モジュールであって、前記右眼活性化期間と前記左眼活性化期間とが、あるスイッチング・レートで交番するバックライト制御モジュールとを備える、LCDパネル用バックライト。
【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15A】
【図15B】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【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15A】
【図15B】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【公開番号】特開2010−204663(P2010−204663A)
【公開日】平成22年9月16日(2010.9.16)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2010−44666(P2010−44666)
【出願日】平成22年3月1日(2010.3.1)
【出願人】(502151820)ジェイディーエス ユニフェイズ コーポレーション (90)
【氏名又は名称原語表記】JDS Uniphase Corporation
【住所又は居所原語表記】430 N. McCarthy Boulevard, Milpitas, California, 95035, USA
【Fターム(参考)】
【公開日】平成22年9月16日(2010.9.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−44666(P2010−44666)
【出願日】平成22年3月1日(2010.3.1)
【出願人】(502151820)ジェイディーエス ユニフェイズ コーポレーション (90)
【氏名又は名称原語表記】JDS Uniphase Corporation
【住所又は居所原語表記】430 N. McCarthy Boulevard, Milpitas, California, 95035, USA
【Fターム(参考)】
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