JP3027506B2 - 空間光変調器及び方向性ディスプレイ - Google Patents
空間光変調器及び方向性ディスプレイInfo
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
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- H04N13/302—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
- H04N13/31—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using parallax barriers
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- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
- H04N13/30—Image reproducers
- H04N13/324—Colour aspects
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
- G02F1/133514—Colour filters
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- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、空間光変調器及び方向
性ディスプレイに関する。このようなディスプレイは、
三次元（３Ｄ）ディスプレイを提供するために使用され
得る。
性ディスプレイに関する。このようなディスプレイは、
三次元（３Ｄ）ディスプレイを提供するために使用され
得る。
【０００２】
【従来の技術】欧州特許公開公報第0387033号及び欧州
特許公開公報第0400992号は、ディスプレイの画素が多
数のグループに分類されており、そのグループのそれぞ
れが、相互に切れ目なく連続している複数の画素から構
成されているフレーム間引きシステムを開示している。
積分期間内の１フレーム期間にオンになる画素の数は、
階調データに応じて選択される。オンになる画素の数が
一定に保たれるフレーム期間は、フリッカが生じないよ
うに十分に短く設定される。公知の３Ｄディスプレイ
は、薄膜トランジスタツイステッドネマティック型液晶
ディスプレイの表面に配置されたレンティキュラースク
リーンを備えている。このレンティキュラースクリーン
のピッチは液晶ディスプレイ中の絵素（画素）の水平方
向のピッチの整数倍に実質的に等しい。画素は、縦横に
配列され、レンティキュラースクリーンの各レンティキ
ュールの後ろの画素の各縦列が対象物の二次元（２Ｄ）
ビューを表す情報を含むようにディスプレイはアドレス
される。このレンティキュラースクリーンによって２Ｄ
ビューのそれぞれが適切な方向に再生され、３Ｄ画像
（イメージ）が見える。
特許公開公報第0400992号は、ディスプレイの画素が多
数のグループに分類されており、そのグループのそれぞ
れが、相互に切れ目なく連続している複数の画素から構
成されているフレーム間引きシステムを開示している。
積分期間内の１フレーム期間にオンになる画素の数は、
階調データに応じて選択される。オンになる画素の数が
一定に保たれるフレーム期間は、フリッカが生じないよ
うに十分に短く設定される。公知の３Ｄディスプレイ
は、薄膜トランジスタツイステッドネマティック型液晶
ディスプレイの表面に配置されたレンティキュラースク
リーンを備えている。このレンティキュラースクリーン
のピッチは液晶ディスプレイ中の絵素（画素）の水平方
向のピッチの整数倍に実質的に等しい。画素は、縦横に
配列され、レンティキュラースクリーンの各レンティキ
ュールの後ろの画素の各縦列が対象物の二次元（２Ｄ）
ビューを表す情報を含むようにディスプレイはアドレス
される。このレンティキュラースクリーンによって２Ｄ
ビューのそれぞれが適切な方向に再生され、３Ｄ画像
（イメージ）が見える。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】公知の型の液晶ディス
プレイ（ＬＣＤ）は、このようにして生成される３Ｄ画
像の質を低下させる欠点を多数有している。第一に、薄
膜トランジスタツイステッドネマティック型ＬＣＤの解
像度は、薄膜トランジスタの応答、アドレス用の構成、
及び低製造歩どまりにより制限される。その結果、２Ｄ
画像のそれぞれの適正な水平方向の解像度を維持したま
ま得ることのできるビューの数は制限されることとな
る。
プレイ（ＬＣＤ）は、このようにして生成される３Ｄ画
像の質を低下させる欠点を多数有している。第一に、薄
膜トランジスタツイステッドネマティック型ＬＣＤの解
像度は、薄膜トランジスタの応答、アドレス用の構成、
及び低製造歩どまりにより制限される。その結果、２Ｄ
画像のそれぞれの適正な水平方向の解像度を維持したま
ま得ることのできるビューの数は制限されることとな
る。
【０００４】第二に、各画素に薄膜トランジスタを用い
れば、光がトランジスタを通過するのを防ぐブラックマ
スクの使用が必要となる。ブラックマスクは、画素の縦
列と縦列との間に延びており、レンティキュラースクリ
ーンによってイメージされると、隣り合う２Ｄビューの
間に画像の無情報領域を生み出す。このように、３Ｄデ
ィスプレイの出力は連続した視差（パララックス）を有
していない。
れば、光がトランジスタを通過するのを防ぐブラックマ
スクの使用が必要となる。ブラックマスクは、画素の縦
列と縦列との間に延びており、レンティキュラースクリ
ーンによってイメージされると、隣り合う２Ｄビューの
間に画像の無情報領域を生み出す。このように、３Ｄデ
ィスプレイの出力は連続した視差（パララックス）を有
していない。
【０００５】細長い円柱収束レンティキュールを備えた
レンティキュラースクリーンを用いると、一方向、即ち
水平方向のみの情報が、方向性を持った情報として復号
されて得られる。ＬＣＤの水平方向の解像度は、表示す
ることのできる２Ｄビューの数を決定する。しかしなが
ら、一般に、ＬＣＤの水平方向及び垂直方向の画素の解
像度は実質的に等しく、その結果、４つの２Ｄビューを
提供する型のディスプレイの場合、ディスプレイの水平
方向の解像度は、垂直方向の解像度の４分の１である。
レンティキュラースクリーンを用いると、一方向、即ち
水平方向のみの情報が、方向性を持った情報として復号
されて得られる。ＬＣＤの水平方向の解像度は、表示す
ることのできる２Ｄビューの数を決定する。しかしなが
ら、一般に、ＬＣＤの水平方向及び垂直方向の画素の解
像度は実質的に等しく、その結果、４つの２Ｄビューを
提供する型のディスプレイの場合、ディスプレイの水平
方向の解像度は、垂直方向の解像度の４分の１である。
【０００６】図１に示す従来の型のＬＣＤは、規則的な
パターンまたはアレイをなして縦横に配列された複数の
画素を有する。このＬＣＤ１はカラーの表示を行い、赤
画素２、青画素３、及び緑画素４を有している。ＬＣＤ
１は薄膜トランジスタツイステッドネマティック型であ
り、画素と画素はブラックマスク５により隔てられてい
る。従って、画素の各縦列は、切れずにつながった垂直
な不透明なブラックマスク５の細長片によって隣りの縦
列から隔てられている。ブラックマスク５は、光がＬＣ
Ｄ１の薄膜トランジスタを通過することを防ぐ。
パターンまたはアレイをなして縦横に配列された複数の
画素を有する。このＬＣＤ１はカラーの表示を行い、赤
画素２、青画素３、及び緑画素４を有している。ＬＣＤ
１は薄膜トランジスタツイステッドネマティック型であ
り、画素と画素はブラックマスク５により隔てられてい
る。従って、画素の各縦列は、切れずにつながった垂直
な不透明なブラックマスク５の細長片によって隣りの縦
列から隔てられている。ブラックマスク５は、光がＬＣ
Ｄ１の薄膜トランジスタを通過することを防ぐ。
【０００７】３Ｄ表示を行うためには、ＬＣＤ１の画素
の前面にレンティキュラースクリーン６が配置される。
レンティキュラースクリーン６は、垂直方向に延びる複
数のレンティキュールを有し、各レンティキュールは、
円筒状に光を収束させる。レンティキュールは垂直方向
に延び、例えば平凸円柱レンズあるいはグレーデッドイ
ンデックス（ＧＲＩＮ）円柱レンズとして形成されう
る。各レンティキュールは、複数の画素縦列（図１では
４つの縦列）の上方に配置され、画素の各縦列は２Ｄビ
ューの垂直なスライスを提供する。各画素の形状は、各
画素の右側面から突出する小さな矩形の延長部を持つ矩
形である。
の前面にレンティキュラースクリーン６が配置される。
レンティキュラースクリーン６は、垂直方向に延びる複
数のレンティキュールを有し、各レンティキュールは、
円筒状に光を収束させる。レンティキュールは垂直方向
に延び、例えば平凸円柱レンズあるいはグレーデッドイ
ンデックス（ＧＲＩＮ）円柱レンズとして形成されう
る。各レンティキュールは、複数の画素縦列（図１では
４つの縦列）の上方に配置され、画素の各縦列は２Ｄビ
ューの垂直なスライスを提供する。各画素の形状は、各
画素の右側面から突出する小さな矩形の延長部を持つ矩
形である。
【０００８】図２に示すように、画素の各縦列が２Ｄ画
像の細い垂直なスライスを表示するように、３Ｄディス
プレイが後方から適切に照明されて、画像データがＬＣ
Ｄ１の画素に与えられれば、スクリーン６の各レンティ
キュールは、そのレンティキュールに関連する４つの画
素縦列からの出力光ビーム７〜１０を出射する。光ビー
ム７〜１０の広がる方向は、画像の捕捉の間に各２Ｄビ
ューが記録された方向に対応する。光ビーム７〜１０
が、目のそれぞれで隣り合う光ビームを見るように観察
者にとらえられるときに、３Ｄ画像が知覚される。
像の細い垂直なスライスを表示するように、３Ｄディス
プレイが後方から適切に照明されて、画像データがＬＣ
Ｄ１の画素に与えられれば、スクリーン６の各レンティ
キュールは、そのレンティキュールに関連する４つの画
素縦列からの出力光ビーム７〜１０を出射する。光ビー
ム７〜１０の広がる方向は、画像の捕捉の間に各２Ｄビ
ューが記録された方向に対応する。光ビーム７〜１０
が、目のそれぞれで隣り合う光ビームを見るように観察
者にとらえられるときに、３Ｄ画像が知覚される。
【０００９】しかしながら、画素の縦列と縦列との間に
あるブラックマスク５の縦方向の部分もまた、１１〜１
５で表した方向に像を結ぶ。さらに光ビーム７〜１０
は、１６〜１８のように明るさが減少した領域を含んで
いる。明るさの減少は、主となる画素部から延びる矩形
の突出部が像を結ぶために生じる。このため、ディスプ
レイの出力は連続した視差を有していない。
あるブラックマスク５の縦方向の部分もまた、１１〜１
５で表した方向に像を結ぶ。さらに光ビーム７〜１０
は、１６〜１８のように明るさが減少した領域を含んで
いる。明るさの減少は、主となる画素部から延びる矩形
の突出部が像を結ぶために生じる。このため、ディスプ
レイの出力は連続した視差を有していない。
【００１０】本発明はこのような現状に鑑みてなされた
ものであり、切れ目なく連続した視差を有する表示を実
現することのできる空間光変調器、並びにこのような変
調器を用いた方向性ディスプレイを提供することが本発
明の目的である。
ものであり、切れ目なく連続した視差を有する表示を実
現することのできる空間光変調器、並びにこのような変
調器を用いた方向性ディスプレイを提供することが本発
明の目的である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の空間光変調器
は、第一の方向に延びる横列、並びに該第一の方向に実
質的に垂直な第二の方向に延びる縦列としてそれぞれ配
列された複数の画素を備えるとともに、内部に導電体及
び／または駆動装置が内部に設けられた空間光変調器で
あって、横列における隣接する画素同士が適当な間隔を
あけてそれぞれ配置されるとともに、縦列における隣接
する画素同士が適当な間隔をあけてそれぞれ配置され
て、前記導電体及び／または駆動装置を隠すための不透
明領域が各画素の間に設けられており、しかも、不透明
領域が第二の方向に実質的に繋がっていないことを特徴
としており、そのことにより上記目的が達成される。
は、第一の方向に延びる横列、並びに該第一の方向に実
質的に垂直な第二の方向に延びる縦列としてそれぞれ配
列された複数の画素を備えるとともに、内部に導電体及
び／または駆動装置が内部に設けられた空間光変調器で
あって、横列における隣接する画素同士が適当な間隔を
あけてそれぞれ配置されるとともに、縦列における隣接
する画素同士が適当な間隔をあけてそれぞれ配置され
て、前記導電体及び／または駆動装置を隠すための不透
明領域が各画素の間に設けられており、しかも、不透明
領域が第二の方向に実質的に繋がっていないことを特徴
としており、そのことにより上記目的が達成される。
【００１２】また、本発明の空間光変調器は、第一の方
向に延びる横列、並びに該第一の方向に実質的に垂直な
第二の方向に延びる縦列としてそれぞれ配列された複数
の画素群を備えるとともに、内部に導電体及び／または
駆動装置が内部に設けられた空間光変調器であって、横
列における隣接する画素群同士が適当な間隔をあけてそ
れぞれ配置されるとともに、縦列における隣接する画素
群同士が適当な間隔をあけてそれぞれ配置されて、前記
導電体及び／または駆動装置を隠すための不透明領域が
各画素群の間に設けられており、しかも、不透明領域が
第二の方向に実質的に繋がっていないことを特徴とす
る。
向に延びる横列、並びに該第一の方向に実質的に垂直な
第二の方向に延びる縦列としてそれぞれ配列された複数
の画素群を備えるとともに、内部に導電体及び／または
駆動装置が内部に設けられた空間光変調器であって、横
列における隣接する画素群同士が適当な間隔をあけてそ
れぞれ配置されるとともに、縦列における隣接する画素
群同士が適当な間隔をあけてそれぞれ配置されて、前記
導電体及び／または駆動装置を隠すための不透明領域が
各画素群の間に設けられており、しかも、不透明領域が
第二の方向に実質的に繋がっていないことを特徴とす
る。
【００１３】前記各画素群は、それぞれ、異なる３色の
画素が第二方向に沿って配置されることによって構成さ
れている。
画素が第二方向に沿って配置されることによって構成さ
れている。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】前記空間光変調器は、液晶素子をさらに備
えていてもよい。
えていてもよい。
【００１８】前記空間光変調器は、前記液晶素子は薄膜
トランジスタツイステッドネマティック型ディスプレイ
であってもよい。
トランジスタツイステッドネマティック型ディスプレイ
であってもよい。
【００１９】本発明の方向性ディスプレイは、前記空間
光変調器を備えており、そのことにより上記目的を達成
する。
光変調器を備えており、そのことにより上記目的を達成
する。
【００２０】前記方向性ディスプレイは、前記第二の方
向に延びている複数の細長い円柱収束レンズを有する第
一のレンティキュラースクリーンをさらに備えており、
前記空間光変調器における横列および縦列に配列される
画素または画素群の領域が、各円柱収束レンズに対応し
て形成されている。
向に延びている複数の細長い円柱収束レンズを有する第
一のレンティキュラースクリーンをさらに備えており、
前記空間光変調器における横列および縦列に配列される
画素または画素群の領域が、各円柱収束レンズに対応し
て形成されている。
【００２１】前記方向性ディスプレイは、前記第二の方
向に延びている複数のスリットを有する第一のパララッ
クスバリアをさらに備えており、前記空間光変調器にお
ける横列および縦列に配列される画素または画素群の領
域が、各スリットに対応して形成されている。
向に延びている複数のスリットを有する第一のパララッ
クスバリアをさらに備えており、前記空間光変調器にお
ける横列および縦列に配列される画素または画素群の領
域が、各スリットに対応して形成されている。
【００２２】前記方向性ディスプレイは、前記第二の方
向に延びている複数の細長い円柱収束レンズであって、
それぞれが絵素の各縦列と整合するように配置されてい
る収束レンズを有する第二のレンティキュラースクリー
ンをさらに備えていてもよい。
向に延びている複数の細長い円柱収束レンズであって、
それぞれが絵素の各縦列と整合するように配置されてい
る収束レンズを有する第二のレンティキュラースクリー
ンをさらに備えていてもよい。
【００２３】前記方向性ディスプレイは、前記第二の方
向に延びている複数のスリットであって、それぞれが絵
素の各縦列と整合するように配置されているスリットを
有する第二のパララックスバリアをさらに備えていても
よい。
向に延びている複数のスリットであって、それぞれが絵
素の各縦列と整合するように配置されているスリットを
有する第二のパララックスバリアをさらに備えていても
よい。
【００２４】
【作用】本発明によると、空間光変調器、並びに３Ｄデ
ィスプレイなどの方向性ディスプレイにおいて、水平及
び垂直の両方向の情報が、２Ｄビューの間の連続した視
差を有する方向性を持った情報として復号されうるよう
な画素構造を提供することができる。これは、現存する
変調器及びディスプレイにより利用可能な画素の解像度
を用いて達成できる。表示することのできるビューの数
を増やすために、垂直及び水平の両方向の解像度を利用
することも可能である。
ィスプレイなどの方向性ディスプレイにおいて、水平及
び垂直の両方向の情報が、２Ｄビューの間の連続した視
差を有する方向性を持った情報として復号されうるよう
な画素構造を提供することができる。これは、現存する
変調器及びディスプレイにより利用可能な画素の解像度
を用いて達成できる。表示することのできるビューの数
を増やすために、垂直及び水平の両方向の解像度を利用
することも可能である。
【００２５】
【実施例】以下、本発明を添付の図面を参照しながら実
施例に基づいて説明する。全図面を通じて、同じ参照符
号はそれぞれ同じ構成要素を示す。
施例に基づいて説明する。全図面を通じて、同じ参照符
号はそれぞれ同じ構成要素を示す。
【００２６】図３に示す３Ｄディスプレイは、ＬＣＤ１
とレンティキュラースクリーン６とを備えている。ＬＣ
Ｄ１は、画素が水平方向の横列及び垂直方向の縦列から
なる図１とは異なるパターンを形成するように配置され
ているという点で、図１に示すＬＣＤとは異なる。特
に、各画素は、赤画素２、青画素３及び緑画素４を有す
る複合画素であり得る。画素は、水平方向においては切
れ目なく配置される。言い換えると、画素と画素とを隔
てるつながった垂直なブラックマスク部はない。これを
達成するために、一番目の横列の各複合画素２０は、水
平方向に隣接する二番目の横列の複合画素２１とは、垂
直方向には間隔をあけて配置される。しかし、複合画素
２０の右側の端は、複合画素２１の左側の端と同じ垂直
な線上にある。従って、図１と比較すると、スクリーン
６の各レンティキュールによりイメージされる画素の縦
列の数は二倍となって８となるのに対して、ＬＣＤ１の
垂直方向の解像度は事実上半減する。
とレンティキュラースクリーン６とを備えている。ＬＣ
Ｄ１は、画素が水平方向の横列及び垂直方向の縦列から
なる図１とは異なるパターンを形成するように配置され
ているという点で、図１に示すＬＣＤとは異なる。特
に、各画素は、赤画素２、青画素３及び緑画素４を有す
る複合画素であり得る。画素は、水平方向においては切
れ目なく配置される。言い換えると、画素と画素とを隔
てるつながった垂直なブラックマスク部はない。これを
達成するために、一番目の横列の各複合画素２０は、水
平方向に隣接する二番目の横列の複合画素２１とは、垂
直方向には間隔をあけて配置される。しかし、複合画素
２０の右側の端は、複合画素２１の左側の端と同じ垂直
な線上にある。従って、図１と比較すると、スクリーン
６の各レンティキュールによりイメージされる画素の縦
列の数は二倍となって８となるのに対して、ＬＣＤ１の
垂直方向の解像度は事実上半減する。
【００２７】図４に示すように、スクリーン６の各レン
ティキュールは、８本の出力光ビーム２２〜２９を供給
する。これらの出力光ビームは、角度的には切れ目なく
続いており、連続した水平方向の視差を有する８個の異
なる２Ｄビューを表す。従って、図２に示した１１のよ
うな「黒色」領域、並びに１６のような「灰色」領域は
なくなり、観察者は、実質的に一定の強度で、かつ間隙
のない３Ｄ画像を知覚することができる。さらに、３Ｄ
画像フレームのそれぞれに対する２Ｄビューの数は、垂
直方向の解像度を半減させることにより倍増する。
ティキュールは、８本の出力光ビーム２２〜２９を供給
する。これらの出力光ビームは、角度的には切れ目なく
続いており、連続した水平方向の視差を有する８個の異
なる２Ｄビューを表す。従って、図２に示した１１のよ
うな「黒色」領域、並びに１６のような「灰色」領域は
なくなり、観察者は、実質的に一定の強度で、かつ間隙
のない３Ｄ画像を知覚することができる。さらに、３Ｄ
画像フレームのそれぞれに対する２Ｄビューの数は、垂
直方向の解像度を半減させることにより倍増する。
【００２８】前述の利点は、光のスループットの減少と
いう犠牲を払って、図３のディスプレイによって達成さ
れる。スループットの減少は、図１に示したディスプレ
イに比べてブラックマスク５の面積が増加したこと、２
Ｄビューが間に黒い線の入った交互に並んだ線から成り
立っていること、並びに垂直方向の解像度が低下したこ
とが理由である。しかしながら、数多くの応用において
は犠牲よりもはるかに多くの利点が得られ、より質の高
い３Ｄディスプレイを得ることができる。
いう犠牲を払って、図３のディスプレイによって達成さ
れる。スループットの減少は、図１に示したディスプレ
イに比べてブラックマスク５の面積が増加したこと、２
Ｄビューが間に黒い線の入った交互に並んだ線から成り
立っていること、並びに垂直方向の解像度が低下したこ
とが理由である。しかしながら、数多くの応用において
は犠牲よりもはるかに多くの利点が得られ、より質の高
い３Ｄディスプレイを得ることができる。
【００２９】図５は、図３に示したＬＣＤ１及びレンテ
ィキュラースクリーン６が、特願平第５−１１３３７９
号（英国特許出願第9210399.3号）に開示されたタイプ
の「ハイブリッドサンドイッチ」配置３０においても用
いられうることを示している。ＬＣＤ１及びスクリーン
６に加えて、ハイブリッドサンドイッチ３０は、ディフ
ューザ３１と「入力」レンティキュラースクリーン３２
とを有している。レンティキュラースクリーン３２はス
クリーン６と類似しているが、レンティキュールのピッ
チは、ＬＣＤ１の画素の縦列のピッチと実質的に等し
い。ハイブリッドサンドイッチ３０は、順次発光しうる
複数の光源３３（図には二つの光源を示す）と補正レン
ズ３４とを用いて照射される。この３Ｄディスプレイの
動作は、上記特許出願に記載されており、本発明におい
ても参照されている。
ィキュラースクリーン６が、特願平第５−１１３３７９
号（英国特許出願第9210399.3号）に開示されたタイプ
の「ハイブリッドサンドイッチ」配置３０においても用
いられうることを示している。ＬＣＤ１及びスクリーン
６に加えて、ハイブリッドサンドイッチ３０は、ディフ
ューザ３１と「入力」レンティキュラースクリーン３２
とを有している。レンティキュラースクリーン３２はス
クリーン６と類似しているが、レンティキュールのピッ
チは、ＬＣＤ１の画素の縦列のピッチと実質的に等し
い。ハイブリッドサンドイッチ３０は、順次発光しうる
複数の光源３３（図には二つの光源を示す）と補正レン
ズ３４とを用いて照射される。この３Ｄディスプレイの
動作は、上記特許出願に記載されており、本発明におい
ても参照されている。
【００３０】図６は、図５の３Ｄディスプレイを修正し
た例を示しており、入力レンティキュラースクリーン３
２はパララックスバリア３５に置き換えられている。パ
ララックスバリア３５は、スクリーン３２のレンティキ
ュールに対応する複数の垂直なスリットを有している。
スリットのピッチは、レンティキュールのピッチと同じ
である。
た例を示しており、入力レンティキュラースクリーン３
２はパララックスバリア３５に置き換えられている。パ
ララックスバリア３５は、スクリーン３２のレンティキ
ュールに対応する複数の垂直なスリットを有している。
スリットのピッチは、レンティキュールのピッチと同じ
である。
【００３１】図７は、出力レンティキュラースクリーン
６が、複数の垂直なスリットを有する出力パララックス
バリア３６に置き換えられている点で、図５に示すディ
スプレイとは異なるディスプレイを示している。パララ
ックスバリア３６の垂直なスリットは、スクリーン６の
レンティキュールに対応し、かつレンティキュールと同
じ間隔を空けて配置されている。
６が、複数の垂直なスリットを有する出力パララックス
バリア３６に置き換えられている点で、図５に示すディ
スプレイとは異なるディスプレイを示している。パララ
ックスバリア３６の垂直なスリットは、スクリーン６の
レンティキュールに対応し、かつレンティキュールと同
じ間隔を空けて配置されている。
【００３２】図８はさらに修正した実施例を示してい
る。図８のディスプレイは、レンティキュラースクリー
ン６が図７のパララックスバリア３６に置き換えられ、
かつレンティキュラースクリーン３２が図６のパララッ
クスバリア３５に置き換えられている点で図５に示され
るディスプレイとは異なる。
る。図８のディスプレイは、レンティキュラースクリー
ン６が図７のパララックスバリア３６に置き換えられ、
かつレンティキュラースクリーン３２が図６のパララッ
クスバリア３５に置き換えられている点で図５に示され
るディスプレイとは異なる。
【００３３】図９は、ＬＣＤ１が、個々の色画素２、３
及び４が図示されるように配置されている点で図３に示
したＬＣＤとは異なる３Ｄディスプレイを示している。
従って、二つの隣り合うビューの色画素を混合すること
により、前述した各２Ｄビューの交互の線の間での黒い
線の発生は実質的に低減され、画素の隣り合う横列間で
より多くの「混合」が起こることとなる。
及び４が図示されるように配置されている点で図３に示
したＬＣＤとは異なる３Ｄディスプレイを示している。
従って、二つの隣り合うビューの色画素を混合すること
により、前述した各２Ｄビューの交互の線の間での黒い
線の発生は実質的に低減され、画素の隣り合う横列間で
より多くの「混合」が起こることとなる。
【００３４】図１０は、２Ｄビューの数が図１に示した
型のディスプレイに比べて三倍に増えている点で図３に
示したものとは異なる３Ｄディスプレイを示す。これ
は、垂直方向の解像度が図１に示したディスプレイの３
分の１となるという犠牲を払って達成される。図３及び
図９のディスプレイの場合と同様に、画素は、ブラック
マスク５が垂直方向につながった縦列を形成しないよう
に配列される。従って、図１０のディスプレイは、完全
な３Ｄ画像もしくはフレームを作り出す１２個の２Ｄビ
ューについて水平方向に連続した視差を与える。
型のディスプレイに比べて三倍に増えている点で図３に
示したものとは異なる３Ｄディスプレイを示す。これ
は、垂直方向の解像度が図１に示したディスプレイの３
分の１となるという犠牲を払って達成される。図３及び
図９のディスプレイの場合と同様に、画素は、ブラック
マスク５が垂直方向につながった縦列を形成しないよう
に配列される。従って、図１０のディスプレイは、完全
な３Ｄ画像もしくはフレームを作り出す１２個の２Ｄビ
ューについて水平方向に連続した視差を与える。
【００３５】図１１は、図３、図９あるいは図１０に示
した型のＬＣＤ１を用いた３Ｄディスプレイの別のタイ
プを示す。このディスプレイは、ＬＣＤ１をコンデンサ
レンズ４１を通して照射する光源４０を備えている。投
射レンズ４２は画素の画像をディフューザ４３に投射す
る。ディフューザ４３の前面にはスクリーン６と同じタ
イプのレンティキュラースクリーン４４が配置される
が、レンティキュラースクリーン４４のレンティキュー
ルのピッチは、ディフューザ４３に投射される画素の画
像及びＬＣＤ１の画素の水平方向のピッチの割合に比例
して増大される。従って、図１１の３Ｄディスプレイ
は、垂直方向の解像度が減少することと引き換えに、水
平方向に連続した視差と、より多くの２Ｄビューとを提
供する。
した型のＬＣＤ１を用いた３Ｄディスプレイの別のタイ
プを示す。このディスプレイは、ＬＣＤ１をコンデンサ
レンズ４１を通して照射する光源４０を備えている。投
射レンズ４２は画素の画像をディフューザ４３に投射す
る。ディフューザ４３の前面にはスクリーン６と同じタ
イプのレンティキュラースクリーン４４が配置される
が、レンティキュラースクリーン４４のレンティキュー
ルのピッチは、ディフューザ４３に投射される画素の画
像及びＬＣＤ１の画素の水平方向のピッチの割合に比例
して増大される。従って、図１１の３Ｄディスプレイ
は、垂直方向の解像度が減少することと引き換えに、水
平方向に連続した視差と、より多くの２Ｄビューとを提
供する。
【００３６】図１２は、ＬＣＤ１が完全な３Ｄ画像ある
いはフレームを作り出す２Ｄビューを提供するという点
で、図３に示したものとは異なる３Ｄディスプレイを示
す。レンティキュラースクリーン６の各レンティキュー
ルの下に、画素が縦に二列をなして配列され、その列そ
れぞれが２Ｄビューのうち一つの垂直方向のスライスを
表す。二列の縦列中で並んでいる画素は、同じ横列に配
置され、赤画素２、青画素３、緑画素４のそれぞれは複
合画素として配列される。隣り合う縦列は、幅１〜２ミ
クロンの間隙５０で隔てられる。このため、各レンティ
キュールの下方の縦列に並んだ画素は完全に切れ目なく
並んでいるわけではないが、間隔５０は観察者には知覚
されないほど狭い。それゆえ、このような縦二列の画素
は、水平方向には実質的に切れ目なく並んでいることに
なる。
いはフレームを作り出す２Ｄビューを提供するという点
で、図３に示したものとは異なる３Ｄディスプレイを示
す。レンティキュラースクリーン６の各レンティキュー
ルの下に、画素が縦に二列をなして配列され、その列そ
れぞれが２Ｄビューのうち一つの垂直方向のスライスを
表す。二列の縦列中で並んでいる画素は、同じ横列に配
置され、赤画素２、青画素３、緑画素４のそれぞれは複
合画素として配列される。隣り合う縦列は、幅１〜２ミ
クロンの間隙５０で隔てられる。このため、各レンティ
キュールの下方の縦列に並んだ画素は完全に切れ目なく
並んでいるわけではないが、間隔５０は観察者には知覚
されないほど狭い。それゆえ、このような縦二列の画素
は、水平方向には実質的に切れ目なく並んでいることに
なる。
【００３７】図１３は、図３に示したディスプレイに類
似している３Ｄディスプレイを示すが、このディスプレ
イはまた、図１２に示したディスプレイとも類似点があ
る。なぜなら、このＬＣＤの（各レンティキュールに関
連した）画素の各群２０及び２１は、それに隣接する画
素群と間隔を置いて配置されているからである。このよ
うに配置することにより、視覚する際のローブ、即ち図
１４に示すローブ２２ａ及び２９ａの端に間隙が生ずる
ことになる。このような配置により、観察者はより容易
に３Ｄ画像を視覚できるようになる。
似している３Ｄディスプレイを示すが、このディスプレ
イはまた、図１２に示したディスプレイとも類似点があ
る。なぜなら、このＬＣＤの（各レンティキュールに関
連した）画素の各群２０及び２１は、それに隣接する画
素群と間隔を置いて配置されているからである。このよ
うに配置することにより、視覚する際のローブ、即ち図
１４に示すローブ２２ａ及び２９ａの端に間隙が生ずる
ことになる。このような配置により、観察者はより容易
に３Ｄ画像を視覚できるようになる。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
観察者がディスプレイに対して横方向に移動するとき
に、ディスプレイ出力の灰色及び黒色領域のせいで生じ
る画像の損失を防止、あるいは実質的に低減することが
できるＬＣＤ及び３Ｄディスプレイを提供できる。より
多くの２Ｄビューを提供してディスプレイによって与え
られる３Ｄ画像の質を向上するためには、垂直方向の解
像度が犠牲にされ得る。このタイプのディスプレイは、
３Ｄテレビ、３Ｄコンピュータ援用デザイン及びグラフ
ィクス、３Ｄ医用イメージング、バーチャルリアリテ
ィ、並びにコンピュータゲームに用いることができる。
さらに、このようなディスプレイは、３Ｄ画像情報以外
の方向性を有する情報の表示を提供するために用いるこ
ともできる。
観察者がディスプレイに対して横方向に移動するとき
に、ディスプレイ出力の灰色及び黒色領域のせいで生じ
る画像の損失を防止、あるいは実質的に低減することが
できるＬＣＤ及び３Ｄディスプレイを提供できる。より
多くの２Ｄビューを提供してディスプレイによって与え
られる３Ｄ画像の質を向上するためには、垂直方向の解
像度が犠牲にされ得る。このタイプのディスプレイは、
３Ｄテレビ、３Ｄコンピュータ援用デザイン及びグラフ
ィクス、３Ｄ医用イメージング、バーチャルリアリテ
ィ、並びにコンピュータゲームに用いることができる。
さらに、このようなディスプレイは、３Ｄ画像情報以外
の方向性を有する情報の表示を提供するために用いるこ
ともできる。
【図１】ＬＣＤを用いた３Ｄディスプレイの従来のタイ
プの概略正面図である。
プの概略正面図である。
【図２】図１のディスプレイの動作を示す平面図であ
る。
る。
【図３】本発明の第１の実施例を構成するＬＣＤを備え
た３Ｄディスプレイの概略正面図である。
た３Ｄディスプレイの概略正面図である。
【図４】図３のディスプレイの動作を示す平面図であ
る。
る。
【図５】本発明の第２の実施例を構成する３Ｄディスプ
レイの概略断面図である。
レイの概略断面図である。
【図６】本発明の修正した実施例の図５と同様の図であ
る。
る。
【図７】本発明の修正した実施例の図５と同様の図であ
る。
る。
【図８】本発明の修正した実施例の図５と同様の図であ
る。
る。
【図９】本発明の第３の実施例を構成するＬＣＤを組み
込んだ３Ｄディスプレイの概略正面図である。
込んだ３Ｄディスプレイの概略正面図である。
【図１０】本発明の第４の実施例を構成するＬＣＤを組
み込んだ３Ｄディスプレイの概略正面図である。
み込んだ３Ｄディスプレイの概略正面図である。
【図１１】本発明の第５の実施例を構成する３Ｄディス
プレイの概略平面図である。
プレイの概略平面図である。
【図１２】本発明の第６の実施例を構成するＬＣＤを組
み込んだ３Ｄディスプレイの概略正面図である。
み込んだ３Ｄディスプレイの概略正面図である。
【図１３】本発明の別の実施例を構成する３Ｄディスプ
レイの概略正面図である。
レイの概略正面図である。
【図１４】図１３のディスプレイの動作を示す平面図で
ある。
ある。
１ 液晶ディスプレイ ２ 赤画素 ３ 青画素 ４ 緑画素 ５ ブラックマスク ６ レンティキュラースクリーン ７、８、９、１０ 出力光ビーム １１、１２、１３、１４、１５ 出力光ビーム中の「黒
色」領域 １６、１７、１８ 出力光ビーム中の「灰色」領域 ２０ 一番目の横列の複合画素 ２１ 二番目の横列の複合画素 ２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９ 出
力光ビーム ３０ ハイブリッドサンドイッチ配置 ３１ ディフューザ ３２ 入力レンティキュラースクリーン ３３ 順次発光性光源 ３４ 補正レンズ ３５、３６ パララックスバリア ４０ 光源 ４１ コンデンサレンズ ４２ 投射レンズ ４３ ディフューザ ４４ レンティキュラースクリーン ５０ 画素の縦列間の間隙
色」領域 １６、１７、１８ 出力光ビーム中の「灰色」領域 ２０ 一番目の横列の複合画素 ２１ 二番目の横列の複合画素 ２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９ 出
力光ビーム ３０ ハイブリッドサンドイッチ配置 ３１ ディフューザ ３２ 入力レンティキュラースクリーン ３３ 順次発光性光源 ３４ 補正レンズ ３５、３６ パララックスバリア ４０ 光源 ４１ コンデンサレンズ ４２ 投射レンズ ４３ ディフューザ ４４ レンティキュラースクリーン ５０ 画素の縦列間の間隙
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−344795（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−86090（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−306618（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−22417（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−3596（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−66917（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−173289（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−207118（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−210988（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/1335 G02B 27/22 G03B 35/18
Claims (8)
- 【請求項１】 第一の方向に延びる横列、並びに該第一
の方向に実質的に垂直な第二の方向に延びる縦列として
それぞれ配列された複数の画素を備えるとともに、内部
に導電体及び／または駆動装置が内部に設けられた空間
光変調器であって、 横列における隣接する画素同士が適当な間隔をあけてそ
れぞれ配置されるとともに、縦列における隣接する画素
同士が適当な間隔をあけてそれぞれ配置されて、前記導
電体及び／または駆動装置を隠すための不透明領域が各
画素の間に設けられており、しかも、不透明領域が第二
の方向に実質的に繋がっていないことを特徴とする 空間
光変調器。 - 【請求項２】 第一の方向に延びる横列、並びに該第一
の方向に実質的に垂直な第二の方向に延びる縦列として
それぞれ配列された複数の画素群を備えるとともに、内
部に導電体及び／または駆動装置が内部に設けられた空
間光変調器であって、 横列における隣接する画素群同士が適当な間隔をあけて
それぞれ配置されるとともに、縦列における隣接する画
素群同士が適当な間隔をあけてそれぞれ配置されて、前
記導電体及び／または駆動装置を隠すための不透明領域
が各画素群の間に設けられており、しかも、不透明領域
が第二の方向に実質的に繋がっていないことを特徴とす
る 空間光変調器。 - 【請求項３】 前記各画素群は、それぞれ、異なる３色
の画素が第二方向に沿って配置されることによって構成
されている請求項２に記載の空間光変調器。 - 【請求項４】 液晶素子をさらに備えている、請求項１
から３のいずれか一つに記載の空間光変調器。 - 【請求項５】 前記液晶素子は薄膜トランジスタツイス
テッドネマティック型ディスプレイである、請求項４に
記載の空間光変調器。 - 【請求項６】 請求項１から５のいずれか一つに記載の
空間光変調器を備えている方向性ディスプレイ。 - 【請求項７】 前記第二の方向に延びている複数の細長
い円柱収束レンズを有する第一のレンティキュラースク
リーンをさらに備えており、前記空間光変調 器における
横列および縦列に配列される画素または画素群の領域
が、各円柱収束レンズに対応して形成されている請求項
６に記載の方向性ディスプレイ。 - 【請求項８】 前記第二の方向に延びている複数のスリ
ットを有する第一のパララックスバリアをさらに備えて
おり、前記空間光変調器における横列および縦列に配列
される画素または画素群の領域が、各スリットに対応し
て形成されている請求項６に記載の方向性ディスプレ
イ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9310548.4 | 1993-05-21 | ||
| GB9310548A GB2278223A (en) | 1993-05-21 | 1993-05-21 | Spatial light modulator and directional display |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH075420A JPH075420A (ja) | 1995-01-10 |
| JP3027506B2 true JP3027506B2 (ja) | 2000-04-04 |
Family
ID=10735921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6107099A Expired - Fee Related JP3027506B2 (ja) | 1993-05-21 | 1994-05-20 | 空間光変調器及び方向性ディスプレイ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5602658A (ja) |
| EP (1) | EP0625861B1 (ja) |
| JP (1) | JP3027506B2 (ja) |
| DE (1) | DE69425926T2 (ja) |
| GB (1) | GB2278223A (ja) |
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| KR20180047248A (ko) * | 2016-10-31 | 2018-05-10 | 삼성전자주식회사 | 3차원 이미지를 표시하는 패널 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 |
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