NL1032125C2

NL1032125C2 - Hoge resolutie 2d/3d schakelbaar autostereoscopisch weergaveapparaat.

Info

Publication number: NL1032125C2
Application number: NL1032125A
Authority: NL
Inventors: Sergey Shestak; Sung-Yong Jung; Dae-Sik Kim
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2005-07-08
Filing date: 2006-07-06
Publication date: 2011-02-23
Also published as: CN100430778C; NL1032125A1; EP1742492A3; US8054329B2; EP1742492B1; EP1742492A2; MXPA06007849A; US20070008406A1; KR100813977B1; KR20070006553A; CN1916692A

Description

Titel: Hoge resolutie 2D/3D schakelbaar autostereoscopisch weergave- apparaat

Verwijzing naar gerelateerde octrooiaanvragen

Deze aanvraag roept de voorrang in van Koreaanse octrooiaanvraag no. 10-2005-0098668 en 10-2006-0049990, ingediend op 19 5 oktober 2005 en 2 juni 2006 respectievebjk, bij het Koreaanse Bureau voor Intellectuele Eigendom, en van US voorlopige octrooiaanvraag no. 60/697 384, ingediend op 8 juli 2005 bij het Amerikaanse Octrooi- en Merken Bureau, waarvan de inhoud hierbij door referentie in zijn geheel wordt op genomen.

10

Achtergrond van de uitvinding 1. Gebied van de uitvinding

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een hoge resolutie 15 tweedimensionaal (2D) - driedimensionaal (3D) schakelbaar autosteroscopisch weergave-apparaat, en heeft meer in het bijzonder betrekking op een hoge resolutie 2D-3D schakelbaar autostereoscopisch weergave-apparaat dat voorziet in een volledige resolutie van een weergavepaneel en zonder overspraak.

20 2. Beschrijving van de stand van de techniek

Een 3D weergave-apparaat produceert een linkeroogbeeld en een rechteroogbeeld met een binoculaire parallax en leidt de linker- en rechteroogbeelden apart naar respectievelijk een linkeroog en een 25 rechteroog. De gebruiker herkent het linkeroogbeeld en het rechteroogbeeld, gegeven door het 3D weergave-apparaat, door de retina van de 1032125 2 corresponderende ogen en kan dus een stereoscopisch 3D beeld zien. In het algemeen kunnen 3D weergave-apparaten ruwweg worden ingedeeld in een parallax barrière type 3D weergave-apparaat en een lensvormig type 3D weergave-apparaat.

5 In de parallax barrière 3D weergave-apparaten worden een linkeroogbeeld en een rechteroogbeeld weergegeven op afwisselende verticale kolommen van pixels en gescheiden door een zeer dun verticaal rooster, dat wil zeggen, een barrière. Het linkeroogbeeld in een verticale kolom en het rechteroogbeeld in een verticale kolom worden gescheiden door 10 de barrière, zodat de linker- en rechterogen respectievelijk beelden van verschillende gezichtspunten ontvangen om daardoor een 3D beeld te zien. Verwijzend naar Fig. 1 omvat een lensvormig type 3D weergave-apparaat 10 in het algemeen een weergavepaneel 11 omvattende linker- en rechterpixels L en R die afwisselend zijn ingericht om respectievelijk een 15 rechteroogbeeld en een linkeroogbeeld weer te geven, en een lensvormige lensplaat 12 geïnstalleerd voor het weergavepaneel 11 om de kijkzones van het linkeroogbeeld en het rechteroogbeeld te scheiden.

In een conventioneel 3D beeldweergave-apparaat zoals hierboven beschreven, worden het linkeroogbeeld en het rechteroogbeeld gelijktijdig 20 weergegeven op een enkel weergavepaneel, en dus is de resolutie van het 3D beeld zoals gezien door de gebruiker de helft van de resolutie van het weergavepaneel. Bovendien is een ingewikkelde structuur nodig om te kunnen schakelen tussen een 2D beeldmodus en een 3D beeldmodus.

Overeenkomstig wordt een 3D weergave-apparaat ontwikkeld dat 25 kan voorzien in een 3D beeld zonder een vermindering in resolutie, gebruik makend van een fast response vloeibaar kristal beeldscherm met een ververssnelheid van 120 Hz.

Bijvoorbeeld, Japans octrooi no. 2004-325494 beschrijft een 3D beeldweergave-apparaat dat een weergavepaneel heeft, een 30 beeldscheidingseenheid, en een lichtafbuigingseenheid. Het weergavepaneel 3 wisselt periodiek de afwisselend weergegeven rechter- en linkerbeelden, op een pixel-bij-pixel basis. De conventionele beeldscheidingseenheid, zoals een parallax barrière, wordt voor het weergavepaneel geplaatst en scheidt de rechter- en linkerbeelden die afwisselend worden weergegeven op het 5 weergavepaneel. Op dit punt wordt de lichtafbuigingseenheid gewisseld in synchronisatie met de wisselperiode van de rechter- en linkerbeelden van het weergavepaneel, en dus buigt het linkeroogbeeld naar het linkeroog en het rechteroogbeeld naar het rechteroog. In de hierboven beschreven configuratie kan een gebruiker nauwelijks de vermindering in resolutie 10 opmerken, omdat de locaties van het weergavepaneel waar het linkeroogbeeld en het rechteroogbeeld worden weergegeven met hoge snelheid worden gewisseld. Echter, de lichtafbuigingseenheid wordt gevormd uit een ferroelektrisch vloeibaar kristal, wat duur is, en lichtverlies door de parallaxbarrière is groot.

15 Fig. 2 is een schematisch aanzicht van een gerelateerd type 2D-3D

schakelbaar autostereoscopisch weergave-apparaat 20, dat wordt beschreven in US octrooi no 5 969 850. Verwijzend naar Fig. 2 omvat het 3D beeldweergave-apparaat 20 een tegenlichteenheid 21, een ruimtelijke lichtmodulator 22, een lensvormige lensplaat 23 en een fast response LCD 20 paneel 26. De ruimtelijke lichtmodulator 22 omvat een meervoud aan cellen 24 en 25, die worden geschakeld tussen een transparante toestand en een opake toestand overeenkomstig de aan/uit toestand van de aangeleverde stroom. Het LCD paneel 26 geeft afwisselend het linkeroogbeeld en het rechteroogbeeld weer op het gehele scherm bij een hoge ververssnelheid. De 25 ruimtelijke lichtmodulator 22 wordt gesynchroniseerd met de schakeltijd van de linker- en rechteroogbeelden van het LCD paneel 26 om de cellen 24 en 25 in een transparante of opake toestand te schakelen. Bijvoorbeeld, terwijl het LCD paneel 26 het linkeroogbeeld weergeeft, schakelt de ruimtelijke lichtmodulator 22 de linkeroogcel 24 naar een transparante 30 toestand, en dus gaat het licht doorgelaten door de tegenlichteenheid 21 4 alleen naar de linkeroogkijkzone 28 van de gebruiker. Terwijl het LCD paneel 26 het rechteroogbeeld weergeeft, schakelt de ruimtelijke lichtmodulator 22 naar de rechteroogcel 25 naar een transparante toestand, zodat het licht doorgelaten door de tegenlichteenheid 21 alleen naar de 5 rechteroogkijkzone 27 van de gebruiker gaat. In een algemene 2D modus, worden alle cellen 24 en 25 van de ruimtelijke lichtmodulator 22 aangezet.

Echter, in US octrooi no. 5 969 850 moet eveneens duur ferroelektrsich vloeibaar kristal worden gebruikt om te voorzien in een ruimtelijke lichtmodulator die bij hoge snelheid kan worden geschakeld.

10 Bovendien treedt in US octrooi no. 5 969 850 overspraak op tussen een linkeroogbeeld en een rechteroogbeeld voor de volgende redenen, en dus kan de gebruiker geen nauwkeurig 3D beeld kijken.

In het algemeen scannen meeste weergavepanelen een kader van boven tot onder. Dus, terwijl een vorig kader wordt weergegeven bij de 15 bodem van het scherm, wordt het volgende kader weergegeven bij de top van het scherm. Zoals getoond in fig. 3 wordt een rechteroogbeeld weergegeven op het gehele scherm op tijd 0, en wordt een linkeroogbeeld weergegeven op het gehele scherm op tijd T, waarbij T de tijd is die nodig is om een kader helemaal te scannen. Echter, aangezien het rechteroogbeeld 20 continu verandert naar het linkeroogbeeld tussen tijd 0 en tijd T, wordt het linkeroogbeeld weergegeven bij de top van het scherm en wordt gelijktijdig het rechteroogbeeld weergegeven op de bodem van het scherm. Als resultaat bestaat er een periode wanneer het linkeroogbeeld en het rechteroogbeeld het scherm delen. Daarom kunnen, wanneer zoals in US octrooi no 5 969 25 850, de cellen 24 en 25 van de ruimtelijke lichtmodulator 22 simpel afwisselend worden aan- en uitgezet, het linkeroogbeeld en het rechteroogbeeld niet volledig worden gescheiden en worden door het linkeroog en het rechteroog van de gebruiker gelijktijdig ervaren.

30 5

Samenvatting van de uitvinding

De onderhavige uitvinding voorziet in een hoge resolutie 2D-3D schakelbaar autostereoscopisch weergave-apparaat dat de achteruitgang 5 van de resolutie matigt en overspraak vermindert.

De onderhavige uitvinding voorziet eveneens in een hoge resolutie 2D-3D schakelbaar autostereoscopisch weergave-apparaat dat eenvoudig is van structuur en geen dure componenten vereist.

Overeenkomstig een aspect van de onderhavige uitvinding, is er 10 voorzien in een stereoscopisch weergave-apparaat omvattende: een tegenlichteenheid die licht uitzendt; een polariseerplaat die door de tegenlichteenheid doorgelaten licht zodanig verandert dat het licht slechts een specifieke polarisatierichting heeft; een polarisatieschakelaar die de polarisatierichting van invallend licht verandert; een dubbelbrekende 15 elementenrij omvattende een meervoud aan afwisselende eerste en tweede dubbelbrekende elementen die de polarisatierichting van invallend licht verandert zodat de polarisatie van door de eerste dubbelbrekende elementen doorgelaten licht loodrecht is op de polarisatie van door de tweede dubbelbrekende elementen doorgelaten licht; een lensvormige lensplaat die 20 invallend licht scheidt en uitzendt naar een eerste oogkijkzone en een tweede oogkijkzone; en een weergavepaneel dat een beeld weergeeft.

De polarisatieschakelaar wordt geschakeld tussen eerste tot derde toestanden waarin de polarisatierichtingen van doorgelaten licht van elkaar verschillen. In andere woorden, de polarisatieschakelaar wordt geschakeld 25 tussen de eerste toestand waarin de polarisatierichting van het invallende licht niet wordt veranderd, de tweede toestand waarin de polarisatierichting van het invallende licht wordt veranderd in een cirkelvormige polarisatie, en de derde toestand waarin de polarisatierichting van het invallende licht met 90 graden wordt veranderd.

6

De polarisatieschakelaar is een vloeibare kristal vertrager die elektrisch bestuurbaar is.

De dubbelbrekende elementenrij omvat een meervoud aan eerste en tweede verticale dubbelbrekende elementen die afwisselen langs een 5 horizontale richting.

De eerste en tweede dubbelbrekende elementen kunnen polarisatoren met voorafbepaalde polarisatievlakken zijn, en het polarisatievlak van de polarisator van het eerste dubbelbrekende element is loodrecht op het polarisatievlak van de polarisator van het tweede 10 dubbelbrekende element.

De eerste en tweede dubbelbrekende elementen kunnen vertragers zijn die het invallende licht vertragen met een voor afbepaalde fase, en waarbij het verschil tussen de fasevertragingen van de vertragers van de eerste en tweede dubbelbrekende elementen X/2 is.

15 De eerste en tweede dubbelbrekende elementen kunnen rotatoren zijn die het invallende licht draaien met een voorafbepaalde hoek, en waarbij het verschil tussen de rotatiehoeken van de rotatoren van de eerste en tweede dubbelbrekende elementen 90 graden is.

Als de polarisatieschakelaar in de eerste toestand is, is de 20 polarisatierichting van het door de eerste dubbelbrekende elementen doorgelaten licht loodrecht op het polarisatievlak aan een intreezijde van het weergavepaneel, en is de polarisatierichting van het door de tweede dubbelbrekende elementen doorgelaten licht parallel aan het polarisatievlak aan de intreezijde van het LCD paneel.

25 Als de polarisatieschakelaar in de derde toestand is, is de polarisatierichting van het door de eerste dubbelbrekende elementen doorgelaten licht parallel met het polarisatievlak aan de intreezijde van het LCD paneel, en is de polarisatierichting van het door de tweede dubbelbrekende elementen doorgelaten licht loodrecht op het polarisatievlak 30 aan de intreezijde van het LCD paneel.

7

Als de polarisatieschakelaar in de tweede toestand is, wordt het door de eerste en tweede dubbelbrekende elementen doorgelaten licht cirkelvormig gepolariseerd, of lineair gepolariseerd op 45 graden ten opzichte van het polarisatievlak aan de intreezijde van het LCD paneel.

5 De lensvormige lensplaat kan een meervoud aan verticale lensvormige lenzen omvatten die parallel zijn met de dubbelbrekende elementen van de dubbelbrekende elementenrij en die in een horizontale richting zijn ingericht. In dit geval is een spoed tussen de lenzen van de lensvormige lensplaat kleiner dan of gelijk aan een spoed tussen elk van 10 twee aangrenzende eerste dubbelbrekende elementen van de dubbelbrekende elementenrij of een spoed tussen elk van twee aangrenzende tweede dubbelbrekende elementen van de dubbelbrekende elementenrij.

De afstand tussen de lensvormige lensplaat en de dubbelbrekende 15 elementenrij is groter dan of gelijk aan de brandpuntsafstand van elk van de lensvormige lenzen.

De lensvormige lensplaat laat het door de eerste dubbelbrekende elementen doorgelaten licht door naar de eerste oogkijkzone en laat het door de tweede dubbelbrekende elementen doorgelaten licht door naar de tweede 20 oogkijkzone.

De tegenlichteenheid en de polarisatieschakelaar zijn elk verdeeld in een meervoud aan horizontale segmenten die opeenvolgend worden geschakeld in synchronisatie met de verticale scantijd van het LCD paneel.

De tegenlichteenheid en de polarisatieschakelaar zijn elk verdeeld 25 in een meervoud aan horizontale segmenten die onafhankelijk kunnen worden geschakeld en die in verticale richting zijn opgesteld, en waarbij het aantal segmenten van de tegenlichteenheid gelijk is aan het aantal segmenten van de polarisatieschakelaar.

De corresponderende segmenten van de tegenlichteenheid en de 30 polarisatieschakelaar worden gelijktijdig geschakeld.

8

Elk van de horizontale segmenten van de tegenlichteenheid en de polarisatieschakelaar komt overeen met een meervoud aan pixellijnen van het LCD paneel.

Elk horizontaal segment van de polarisatieschakelaar is in de eerste 5 toestand als de corresponderende pixellijnen van het LCD paneel een rechteroogbeeld weergeven, en in de derde toestand als de corresponderende pixellijnen van het LCD paneel een linkeroogbeeld weergeven.

Elk horizontaal segment van de polarisatieschakelaar wordt naar de eerste toestand geschakeld als de eerste pixellijn van de 10 corresponderende pixellijnen van het LCD paneel een rechteroogbeeld begint weer te geven, en wordt naar de derde toestand geschakeld als de eerste pixellijn van de corresponderende pixellijnen van het LCD paneel een linkeroogbeeld begint weer te geven.

Elk horizontaal segment van de tegenlichteenheid wordt aangezet 15 terwijl al de corresponderende pixellijnen het rechteroogbeeld of het linkeroogbeeld weergeven en worden uitgezet terwijl de corresponderende pixellijnen zich aan het omzetten zijn tussen de linker- en rechteroogbeelden.

20 Korte beschrijving van de figuren

De bovengenoemde en andere aspecten van de onderhavige uitvinding zullen duidelijker worden door in detail voorbeelduitvoeringen ervan te beschrijven onder verwijzing naar de bijgesloten figuren waarin:

25 Fig. 1 een schematisch aanzicht is van een lensvormig type 3D

beeldweergave-apparaat volgens de stand van de techniek;

Fig. 2 een schematisch aanzicht is van een soortgelijk 2D-3D schakelbaar autostereoscopisch weergave-apparaat dat een beeld geeft zonder afname in resolutie; 9

Fig. 3 een werking toont van het scannen van een linkeroogbeeld en een rechteroogbeeld op een weergavepaneel;

Fig. 4 een schematisch aanzicht is van een 2D-3D schakelbaar beelweergave-apparaat overeenkomstig een voorbeelduitvoering van de 5 onderhavige uitvinding;

Fig. 5 een rechteroogbeeld toont dat is weergegeven in het autostereoscopische weergave-apparaat van Fig. 4;

Fig. 6 een linkeroogbeeld toont dat is weergegeven in het autostereoscopische weergave-apparaat van Fig. 4;

10 Fig. 7 een uiteengenomen schematisch aanzicht is van een 2D-3D

schakelbaar beeldweergave-apparaat dat met behulp van een weergavepaneel problemen ondervangt die worden veroorzaakt door beeldscannen, overeenkomstig een andere voorbeelduitvoering van de onderhavige uitvinding; 15 Fig. 8 een werking toont van een polarisatieschakelaar die in het 2D-3D schakelbaar beeldweergave-apparaat van Fig. 7 is opgenomen;.

Fig. 9 een beeldscanwerkwijze toont wanneer een weergavepaneel een tweedimensionaal beeld weergeeft, overeenkomstig een voorbeelduitvoering van de onderhavige uitvinding; 20 Fig. 10 een grafiek is die een verandering in pixelwaarden van een pixellijn toont afhankelijk van de tijd;

Fig. 11 een grafiek is, die de schakelwerkwijze toont van een polarisatieschakelaar die in het 2D-3D beeldweergave-apparaat van Fig. 4 is opgenomen, afhankelijk van de tijd; 25 Fig. 12 een grafiek is, die de werkingen van een segment toont van een tegenlichteenheid en van de polarisatieschakelaar die in het 2D-3D schakelbaar beeldweergave-apparaat van Fig. 4 zijn opgenomen en die elk een meervoud aan segmenten hebben;

Figs. 13 en 14 de werkingen tonen van de segmenten van de 30 tegenlichteenheid en deze van de polarisatieschakelaar respectievelijk; en 10

Figs. 15 en 16 gelijktijdige weergave tonen van een tweedimensionaal beeld en een driedimensionaal beeld door een weergavepaneel.

5 Gedetailleerde beschrijving van voorbeelduitvoeringen van de uitvinding

De onderhavige uitvinding zal nu meer volledig worden beschreven onder verwijzing naar de begeleidende figuren, waarin 10 voorbeelduitvoeringen van de uitvinding zijn getoond.

Fig. 4 is een schematisch aanzicht van een hoge resolutie 2D-3D schakelbaar autostereoscopisch weergave-apparaat 30 overeenkomstig een voorbeelduitvoering van de onderhavige uitvinding.

Verwijzend naar Fig. 4 omvat het hoge resolutie 2D-3D 15 autostereoscopisch weergave-apparaat 30 een tegenlichteenheid 31, een polarisatieplaat 32 die alleen licht doorlaat met een voorafbepaalde polarisatiecomponent van licht uitgezonden door de tegenlichteenheid 31, een polarisatieschakelaar 33 die de polarisatierichting van het invallende licht omzet afhankelijk van elektrische controle, een dubbelbrekende 20 elementenrij 34 die is gevormd uit een meervoud aan afwisselende eerste en tweede dubbelbrekende elementen 34a en 34b die de polarisatierichtingen van het invallend licht veranderen, een lensvormige lensplaat 35 die het invallende licht scheidt in een linkeroogkijkzone en een rechteroogkijkzone, en een vloeibaar kristal weergavepaneel (LCD) 37 dat een beeld weergeeft. 25 Zoals algemeen bekend in de stand van de techniek omvat het LCD

paneel 37 polarisatieplaten 38a en 38b die zijn gevormd op een intree-oppervlak en een uitree-oppervlak, respectievelijk, van het LCD paneel 37. Overeenkomstig de onderhavige voorbeelduitvoering, zoals in een conventioneel hoge resolutie 3D beeldweergave-apparaat, geeft het LCD 30 paneel 37 afwisselend een rechteroogbeeld en een linkeroogbeeld in een 3D

11 modus weer afhankelijk van de tijd. Overeenkomstig kan een fast response LCD paneel met een ververssnelheid groter dan 120 Hz worden gebruikt als het LCD paneel 37 zodat de gebruiker het rechteroogbeeld en het linkeroogbeeld zonder trillen kan zien.

5 Overeenkomstig de onderhavige voorbeelduitvoering, kan de polarisatieschakelaar 33 worden geschakeld tussen eerste tot derde toestanden waarin de polarisatierichtingen van het licht doorgelaten door de polarisatieschakelaar 33 van elkaar met 45 graden verschillen.

Bijvoorbeeld, de polarisatieschakelaar 33 kan in een eerste toestand zijn 10 waarin de polarisatierichting van het invallende licht niet wordt veranderd, in een tweede toestand zijn waarin de polarisatierichting van invallend licht met 45 graden wordt veranderd, en in een derde toestand zijn waarin de polarisatierichting van invallend licht met 90 graden wordt veranderd. De hoeken waarmee de polarisatierichtingen van invallend licht worden 15 veranderd in de hierboven beschreven respectieve toestand zijn voorbeelden en kunnen variëren afhankelijk van de richtingen van de polarisatievlakken van de polarisatieplaat 32, de dubbelbrekende elementenrij 34 en het LCD paneel 37. Het is toereikend dat de polarisatierichtingen van het doorgelaten licht in de eerste tot derde toestand met 45 graden toename 20 verschillen. De polarisatieschakelaar 33 is een elektrisch controleerbare inrichting met drie anisotrope toestanden afhankelijk van de grootte van de aangebrachte spanning. Bijvoorbeeld kan de polarisatieschakelaar 33 een elektrisch controleerbare vloeibare kristal vertrager zijn. Wanneer de polarisatieschakelaar 33 een vloeibare kristal vertrager is, bijvoorbeeld, 25 wordt de fase van invallend licht niet vertraagd in de eerste toestand, en wordt de fase van invallend licht met een kwart golf (XI4) vertraagd in de tweede toestand, en wordt de fase van invallend licht met een halve golf QJ2) vertraagd in de derde toestand.

Zoals getoond in Fig. 4 omvat de dubbelbrekende elementenrij 34 30 een meervoud aan horizontaal afwisselend eerste en tweede dubbelbrekende 12 elementen 34a en 34b. Hoewel niet getoond in Fig. 4, strekken de eerste' en tweede dubbelbrekende elementen 34a en 34b zich verticaal uit en zijn afwisselend horizontaal ingericht in het hoge resolutie 2D-3D schakelbare autostereoscopische weergave-apparaat 30. Overeenkomstig de onderhavige 5 voorbeelduitvoering, verandert de dubbelbrekende elementenrij 34 de polarisatierichting van het invallend licht zodat de polarisatierichtingen van licht doorgelaten door de eerste dubbelbrekende elementen 34a loodrecht zijn op diegene van het licht doorgelaten door de tweede dubbelbrekende elementen 34b.

10 Bijvoorbeeld kunnen de eerste en tweede dubbelbrekende elementen 34a en 34b polarisatoren zijn met voorafbepaalde polarisatievlakken. In dit geval, kunnen de polarisatievlakken van de eerste dubbelbrekende elementen 34a orthogonaal op de polarisatievlakken van de tweede dubbelbrekende elementen 34b zijn. In plaats daarvan, kunnen de 15 eerste en tweede dubbelbrekende elementen 34a en 34b vertragers zijn die het invallend licht met een voorafbepaalde fase vertragen. In dit geval, kan het verschil tussen de fasevertragingen van de vertrager van de eerste dubbelbrekende elementen 34a en de vertrager van de tweede dubbelbrekende elmenten 34b M2 zijn. Bijvoorbeeld kunnen de eerste 20 dubbelbrekende elementen 34a de fase niet vertragen en kunnen de tweede dubbelbrekende elementen 34b de fase vertragen met M2, of kunnen de eerste dubbelbrekende elementen 34a de fase vertragen met -M4 en kunnen de tweede dubbelbrekende elementen 34b de fase vertragen met +M4. Overeenkomstig een andere voorbeelduitvoering kunnen de eerste en 25 tweede dubbelbrekende elementen 34a en 34b rotatoren zijn die het invallend licht met een voorafbepaalde hoek draaien. In dit geval kan het verschil tussen de hoeken waarmee de eerste dubbelbrekende elementen 34a en de tweede dubbelbrekende elementen 34b het licht draaien 90 graden zijn. Bijvoorbeeld kunnen de eerste dubbelbrekende elementen 34a 13 het invallend licht niet draaien en kunnen de tweede dubbelbrekende elementen 34b het invallend bcht met 90 graden draaien, of kunnen de eerste dubbelbrekende elementen 34a het invallend licht met -45 graden draaien en kunnen de tweede dubbelbrekende elementen 34b het invallend 5 bcht met +45 graden draaien.

Overeenkomstig een voorbeelduitvoering van de onderhavige uitvinding, kan het licht dat is doorgelaten door de polarisatieschakelaar 33 en de dubbelbrekende elementenrij 34 een van de volgende polarisatierichtingen hebben, afhankelijk van de toestand van de 10 polarisatieschakelaar 33. Dat betekent, in een eerste toestand, kan het licht doorgelaten door de eerste dubbelbrekende elementen 34a loodrecht zijn op het polarisatievlak 38a bij de intree van het LCD paneel 37, en kan het bcht doorgelaten door de tweede dubbelbrekende elementen 34b parallel zijn met het polarisatievlak 38a bij de intree van het LCD paneel 37. Als alternatief, 15 in een tweede toestand, kan het bcht doorgelaten door de eerste dubbelbrekende elementen 34a parallel zijn met het polarisatievlak 38a bij de intree van het LCD paneel 37 en kan het bcht doorgelaten door de tweede dubbelbrekende elementen 34b loodrecht zijn op het polarisatievlak 38a bij de intree van het LCD paneel 37. Ten slotte, in een derde toestand, 20 kan het bcht doorgelaten door de eerste en tweede dubbelbrekende elementen 34a en 34b cirkelvormig zijn gepolariseerd of lineair zijn gepolariseerd met een hoek van 45 graden ten opzichte van het polarisatievlak 38a bij de intree van het LCD paneel 37.

De lensvormige lensplaat 35 omvat een meervoud aan verticale 25 lensvormige lenzen die in horizontale richting zijn opgesteld.

Overeenkomstig strekken de lensvormige lenzen zich in de verticale richting van het 3D beeldweergave-apparaat 30 uit om parallel te zijn met de dubbelbrekende elementen 34a en 34b van de dubbelbrekende elementenrij 34. De lensvormige lensplaat 35 scheidt het invallende bcht en zendt het uit 30 naar een linkeroogkijkzone en een rechteroogkijkzone, en zodoende wordt 14 het licht doorgelaten door de lensvormige lensplaat 35 apart getoond in de linkeroogkijkzone en de rechteroogkijkzone bij een kijkafstand overeenkomstig de locatie op de lensvormige lensplaat 35 waarop het licht invallend is. Bijvoorbeeld, kan het licht uitgezonden door de eerste 5 dubbelbrekende elementen 34a naar de linkeroogkijkzone worden geleid via de lensvormige lensplaat 35. Het licht uitgezonden door de tweede dubbelbrekende elementen 34b kan naar de rechteroogkijkzone worden geleid via de lensvormige lensplaat 35.

Zoals algemeen bekend, kan de afstand tussen de 10 linkeroogkijkzone en de rechteroogkijkzone bij de kijkafstand ongeveer 65 mm zijn. Voor dit doel kan de spoed tussen de lensvormige lenzen van de lensvormige lensplaat 35 gelijk zijn aan, of, bij voorkeur, iets minder zijn dan een spoed tussen elk van twee aangrenzende eerste dubbelbrekende elementen 34a van de dubbelbrekende elementenrij 34 of een spoed tussen 15 elk van twee aangrenzende tweede dubbelbrekende elementen 34b van de dubbelbrekende elementenrij 34. Eveneens kan de afstand tussen de lensvormige lensplaat 35 en de dubbelbrekende elementenrij 34 gelijk zijn aan of, bij voorkeur, iets groter zijn dan de brandpuntsafstand tussen elk van de lensvormige lenzen. Zoals getoond in Fig. 4, kan een transparant 20 substraat 36 tussen de lensvormige lensplaat 35 en de dubbelbrekende elementenrij 34 worden geplaatst. Bijvoorbeeld kunnen de dubbelbrekende elementenrij 34 en de lensvormige lensplaat 35 aan beide oppervlakken van het transparante substraat 36 worden gehecht om de locaties van de lensvormige lensplaat 35 en de lensvormige lensplaat 33 relatief ten 25 opzichte van elkaar vast te zetten.

De werking van het hoge resolutie 2D-3D schakelbaar autostereoscopisch weergave-apparaat 30 zal nu meer volledig worden beschreven overeenkomstig voorbeelduitvoeringen. Voor de eenvoud van beschrijving wordt het aangenomen dat de polarisatieplaat 32 een 30 horizontale polarisatierichting heeft en dat het polarisatievlak 38a bij de 15 intree van het LCD paneel 37 een verticale polarisatierichting heeft. Bovendien wordt het aangenomen dat de polarisatieschakelaar 33 een vloeibare kristal vertrager is, die in een eerste toestand kan zijn waarin de polarisatierichting van invallend licht niet wordt veranderd, die in een 5 tweede toestand kan zijn waarin de polarisatierichting van invallend licht met 45 graden wordt veranderd, en die in een derde toestand kan zijn waarin de polarisatierichting van invallend licht met 90 graden wordt veranderd. Ook wordt het aangenomen dat de eerste dubbelbrekende elementen 34a vertragers zijn die de fases niet vertragen en dat de tweede 10 dubbelbrekende elementen 34b vertragers zijn die de fases vertragen met een halve golf (XI2).

Eerst zal het geval waarin de polarisatieschakelaar 33 in de eerste toestand is, worden beschreven. Wanneer de polarisatieschakelaar 33 in de eerste toestand is, wordt de polarisatierichting van het licht dat wordt 15 doorgelaten door de polarisatieplaat 32 en dat invallend is op de polarisatieschakelaar 33, niet veranderd. Overeenkomstig wordt het licht doorgelaten door de polarisatieschakelaar 33, horizontaal gepolariseerd.

Dan gaat het horizontaal gepolariseerde licht door de eerste en tweede dubbelbrekende elementen 34a en 34b. Het licht doorgelaten door de eerste 20 dubbelbrekende elementen 34a wordt in een toestand van horizontal polarisatie gehouden, maar de polarisatierichting van het licht doorgelaten door de tweede dubbelbrekende elementen 34b wordt met 90 graden veranderd en is dus verticaal gepolariseerd. Het licht doorgelaten door de eerste en tweede dubbelbrekende elementen 34a en 34b wordt gescheiden en 25 wordt door de lensvormige lensplaat 35 naar een linkeroogkijkzone en een rechteroogkijkzone geleid, respectievelijk. Echter, de polarisatie van het licht doorgelaten door de eerste dubbelbrekende elementen 34a is orthogonaal op het polarisatievlak 38a bij de intree van het LCD paneel 37, en dus wordt het licht doorgelaten door de eerste dubbelbrekende elementen 30 34a geblokkeerd. Aan de andere kant, zoals getoond in Fig. 5, gaat het licht 16 doorgelaten door de tweede dubbelbrekende elementen 34b door het LCD paneel 37 en kan het op een rechteroogkijkzone 40 worden afgebeeld omdat de polarisatie van het licht doorgelaten door de tweede dubbelbrekende elementen 34b parallel is met het polarisatievlak 38a bij de intree van het 5 LCD paneel 37. Overeenkomstig, wanneer het LCD paneel 37 het rechteroogbeeld weergeeft, neemt de gebruiker alleen het rechterbeeld door het rechteroog waar.

Wanneer de polarisatieschakelaar 33 in de derde toestand is, wordt de polarisatierichting van het licht invallend op de polarisatieschakelaar 33 10 via de polarisatieplaat 32 met 90 graden gedraaid. Daarna wordt het verticaal gepolariseerde licht door de eerste en tweede dubbelbrekende elementen 34a en 34b doorgelaten. Het licht doorgelaten door de eerste dubbelbrekende elementen 34a wordt in een toestand van verticale polarisatie gehouden en de polarisatierichting van het licht doorgelaten door 15 de tweede dubbelbrekende elementen 34b wordt met 90 graden veranderd en is dus horizontaal gepolariseerd. Het licht doorgelaten door de eerste en tweede dubbelbrekende elementen 34a en 34b wordt gescheiden en wordt door de lensvormige lensplaat 35 naar de linkeroogkijkzone en de rechteroogkijkzone geleid, respectievelijk. Echter, de polarisatie van het 20 licht doorgelaten door de tweede dubbelbrekende elementen 34b is loodrecht op het polarisatievlak 38a van het LCD paneel 37, en dus wordt het licht doorgelaten door de tweede dubbelbrekende elementen 34b geblokkeerd.

Aan de andere kant, zoals getoond in Fig. 6, gaat de polarisatie van het licht doorgelaten door de eerste dubbelbrekende elementen 34a door het LCD 25 paneel 37 en kan het op een linkeroogkijkzone 41 worden afgebeeld omdat het licht parallel is met het polarisatievlak 38a bij de intree van het LCD paneel 37. Overeenkomstig, wanneer het LCD paneel 37 het linkeroogbeeld weergeeft, neemt de gebruiker alleen het linkerbeeld door het linkeroog waar.

17

Overeenkomstig, in een 3D modus, kan de gebruiker een 3D beeld zien wanneer de polarisatieschakelaar 33 afwisselend is geschakeld naar de eerste toestand terwijl het LCD paneel 37 een rechteroogbeeld weergeeft en is geschakeld naar de derde toestand terwijl het LCD paneel 37 een 5 linkeroogbeeld weergeeft. Op dit moment moet het LCD paneel 37 schakelen tussen het rechteroogbeeld en het linkeroogbeeld bij een zeer hoge snelheid zodat de gebruiker geen trillen bespeurt. Dus, zoals hierboven beschreven, kan het LCD paneel 37 een fast response LCD zijn met een ververssnelheid van meer dan 120 Hz. Ook dient de polarisatieschakelaar 33 snel te 10 schakelen in synchronisatie met het LCD paneel 37. Dus, de polarisatieschakelaar 33 kan een elektrisch controleerbare vloeibaar kristal vertrager zijn. Nu zijn vloeibaar kristal vertragers met een schakelsnelheid van ongeveer 180 Hz beschikbaar tegen een relatief lage prijs.

Een 2D modus kan op twee wijzen worden gerealiseerd.

15 Bijvoorbeeld kan de polarisatieschakelaar 33 herhaaldelijk worden geschakeld tussen de eerste toestand en de derde toestand, en geeft het LCD paneel 37 een 2D beeld tweemaal opeenvolgend weer. Dan wordt hetzelfde beeld opeenvolgend waargenomen door het rechteroog en het linkeroog van de gebruiker, zodat de gebruiker een 2D beeld kan kijken.

20 Als alternatief wordt de polarisatieschakelaar 33 vastgezet in een tweede toestand, en geeft het LCD paneel 37 een 2D beeld weer bij een gewone snelheid. Wanneer de polarisatieschakelaar 33 in de tweede tostand is, is de polarisatierichting van het licht doorgelaten door de polarisatieplaat 32 en invallend op de polarisatieschakelaar 33 niet met 45 graden omgezet.

25 Dan wordt het licht doorgelaten door de eerste en tweede dubbelbrekende elementen 34a en 34b. Het licht doorgelaten door de eerste dubbelbrekende elementen 34a behoudt een 45 graden polarisatie en de polarisatie van het licht doorgelaten door de tweede dubbelbrekende elementen 34b wordt met 90 graden omgezet en dat licht heeft vervolgens een 135 graden polarisatie.

30 Als een resultaat gaat het licht dat is doorgelaten door de eerste en tweede 18 dubbelbrekende elementen 34a en 34b door het LCD paneel 37 en wordt afgebeeld zowel op de linkeroogkijkzone en de rechteroogkijkzone. Dus, wanneer het LCD paneel 37 een 2D beeld weergeeft, kan de gebruiker een 2D beeld door het linkeroog en het rechteroog zien.

5 Wanneer de polarisatieschakelaar 33 in de tweede toestand is, wordt de polarisatierichting van het licht invallend op de polarisatieschakelaar 33 niet met 45 graden gedraaid, maar kan de polarisatietoestand van het invallende licht worden veranderd zodat uittredend licht een cirkelvormige polarisatietoestand heeft. Bijvoorbeeld, 10 verandert de polarisatieschakelaar 33 de polarisatierichting van het invallend licht niet wanneer deze in de eerste toestand is, verandert de polarisatierichting van het invallend licht met 90 graden wanneer deze in de derde toestand is, en verandert de polarisatie van het invallend licht in een cirkelvormige polarisatie wanneer deze in de tweede toestand is. Zelfs 15 wanneer de polarisatie van invallend licht wordt veranderd naar een cirkelvormige polarisatie met de polarisatieschakelaar 33 in de tweede toestand, kan hetzelfde resultaat worden bereikt als datgene wanneer de polarisatierichting van het invallend licht met 45 graden wordt gedraaid.

Zoals hierboven beschreven geeft een algemeen LCD paneel geen 20 rechteroogbeeld op een tijdstip en daarna een linkeroogbeeld op een ander tijdstip, maar scant het achtereenvolgens opeenvolgende beelden van boven naar onder op het scherm. Overeenkomstig is er een periode wanneer het linkeroogbeeld en het rechteroogbeeld het scherm delen, en dus kan overspraak, dat een menging is van het linkeroogbeeld en het 25 rechteroogbeeld, optreden.

Fig. 7 is een schematisch aanzicht van een 2D-3D schakelbaar beeldweergave-apparaat dat problemen, veroorzaakt door beeldscannen door een weergavepaneel, ondervangt, overeenkomstig een andere voorbeelduitvoering van de onderhavige uitvinding. Het 3D beeldweergave-30 apparaat getoond in Fig. 7 heeft dezelfde structuur als dat van het 3D

19 beeldweergave-apparaat van Fig. 4 met uitzondering dat de tegenlichteenheid 31 en de polarisatieschakelaar 33 elk in N segmenten zijn verdeeld. In andere woorden, de tegenlichteenheid 31 en de polarisatieschakelaar 33 zijn elk verdeeld in een meervoud aan horizontale 5 segmenten die achtereenvolgens worden geschakeld in synchronisatie met de verticale scantijd van het LCD paneel 37. De segmenten van elk van de tegenlichteenheid 31 en de polarisatieschakelaar 33 kunnen onafhankelijk van elkaar worden geschakeld en dicht bij elkaar in de verticale richting worden ingericht.

10 Het aantal segmenten van elk van de tegenlichteenheid 31 en de polarisatieschakelaar 33 kan variëren overeenkomstig het ontwerp. Om overspraak helemaal tegen te gaan. kan elk van de segmenten van elk van de tegenlichteenheid 31 en de polarisatieschakelaar 33 overeenkomen met een pixellijn van het LCD paneel 37. Echter, dit kan te duur worden om te 15 realiseren. Dus, elk van de horizontale segmenten van elk van de tegenlichteenheid 31 en de polarisatieschakelaar 33 kan overeenkomen met een meervoud aan pixellijnen van het LCD paneel 37. Bijvoorbeeld, kan elk van de segmenten van elk van de tegenlichteenheid 31 en de polarisatieschakelaar 33 overeenkomen met honderd pixellijnen van het 20 LCD paneel 37. Het aantal segmenten van de tegenlichteenheid 31 is bij voorkeur gelijk aan het aantal segmenten van de polarisatieschakelaar 33.

Zoals hierboven beschreven, wanneer er een even aantal segmenten zijn in de tegenlichteenheid 31 en in de polarisatieschakelaar 33, kunnen de corresponderende segmenten van de tegenlichteenheid 31 en de 25 polarisatieschakelaar 33 gelijktijdig worden geschakeld. In andere woorden, elk van de horizontale segmenten van de tegenlichteenheid 31 wordt getrild in synchronisatie met de scantijd van de corresponderende pixellijnen van het LCD paneel 37. Ook wordt elk van de horizontale segmenten van de polarisatieschakelaar 33 geschakeld naar de eerste toestand wanneer de 30 corresponderende pixellijnen van het LCD paneel 37 het rechteroogbeeld 20 weergeven, en wordt geschakeld naar de derde toestand wanneer de corresponderende pixellijnen van het LCD paneel 37 een linkeroogbeeld weergeven. Fig. 8 toont een schakelwerkwijze van de polarisatieschakelaar 33. De polarisatieschakelaar 33 van Fig. 8 is in vier segmenten verdeeld en 5 dient als een vloeibare kristal vertrager, die invallend licht niet vertraagt wanneer die in een eerste toestand is en die de fase van invallend licht met een halve golflengte X (k/2) vertraagt, wanneer die in de derde toestand is. Zoals getoond in Fig. 8, wanneer de tijd 0 is, is de polarisatieschakelaar 33 in zijn geheel in de eerste toestand. Wanneer de tijd T is, is de 10 polarisatieschakelaar in zijn geheel in de derde toestand. Wanneer de tijd tussen 0 en T is, verandert de toestand van de polarisatieschakelaar 33 opeenvolgend van de eerste toestand naar de derde toestand in synchronisatie met het LCD paneel 37. De schakelwerkwijze van de polarisatieschakelaar 33 wordt gecontroleerd om nauwgezet te 15 synchroniseren met een werking van afwisselend weergeven van een rechteroogbeeld en een linkeroogbeeld op het LCD paneel 37 zoals getoond in Fig. 3. Als een resultaat, zelfs wanneer het linkeroogbeeld en het rechteroogbeeld het scherm van het LCD paneel 37 delen, wordt het meeste van het linkeroogbeeld doorgelaten naar het linkeroog, en wordt het meeste 20 van het rechteroogbeeld doorgelaten naar het rechteroogbeeld. Dus, zelfs wanneer het linkeroogbeeld en het rechteroogbeeld het scherm van het LCD paneel 37 delen, treedt overspraak nauwelijks op.

Wanneer het stereoscopische beeldweergave-apparaat van Fig. 7 in een 2D modus is, geeft het LCD paneel 37 twee identieke 2D beeldkaders 25 opeenvolgend weer zoals getoond in Fig. 9 en geeft daarna het volgende 2D beeldkader weer. Op dit moment schakelt de polarisatieschakelaar 33 tussen de eerste toestand en de derde toestand op een scannende wijze in synchronisatie met het LCD paneel 37, zoals getoond in Fig. 8. Dan wordt een identiek 2D beeld opeenvolgend waargenomen door het rechteroog en 30 het linkeroog van een gebruiker, zodat de gebruiker een 2D beeld kan zien.

21

De werkingen van de tegenlichteenheid 31 en de polarisatieschakelaar 33 zullen nu in meer detail worden beschreven. Wanneer het feit wordt beschouwd, dat een segment van elk van de tegenlichteenheid 31 en de polarisatieschakelaar 33 overeenkomt met een 5 meervoud aan pixellijnen, kan, om overspraak te minimaliseren, de tegenlichteenheid 31 en de polarisatieschakelaar 33 worden aangedreven zoals hieronder beschreven.

Fig. 10 is een grafiek die een verandering toont in pixelwaarden van een pixellijn van het LCD paneel 37 afhankelijk van de tijd. Zoals 10 getoond in Fig. 10 wordt elke pixellijn opeenvolgend geschakeld tussen de pixelwaarden overeenkomend met het linkeroogbeeld en het rechteroogbeeld. Zoals de grafiek van Fig. 10 toont, veranderen het linkeroogbeeld en het rechteroogbeeld in elke pixellijn niet onmiddellijk, maar benodigen een voorafbepaalde tijd. In andere woorden, na een 15 voorafbep aaide periode van tijd na het begin van weergave, wordt een volledig linkeroogbeeld of rechteroogbeeld weergegeven in elke pixellijn. Overeenkomstig worden linker en rechter oogbeelden gemengd gedurende een overangsperiode wanneer het linkeroogbeeld wordt omgezet naar het rechteroogbeeld of wanneer het rechteroogbeeld wordt omgezet naar het 20 linkeroogbeeld, en dus is het wenselijk dat het segment van de tegenlichteenheid 31 corresponderend met de pixellijn die overeenkomt met de overgangsperiode, wordt uitgezet.

Fig. 11 is een grafiek die de schakelwerkwijze toont van een vloeibare kristal vertrager gebruikt als polarisatieschakelaar 33, 25 afhankelijk van de tijd. Zoals getoond in de grafiek van Fig. 11, vindt de omzetting van de polarisatieschakelaar 33 van de eerste toestand (waarin de fasevertragingshoek 0 graden is) naar de derde toestand (waarin de fasevertragingshoek 180 graden is, dat is een halve golf) niet onmiddellijk plaats, maar benodigt een voorafbep aaide tijd. In andere woorden, de 30 polarisatieschakelaar 33 schakelt volledig van de eerste toestand naar de 22 derde toestand nadat een overgangsperiode is voorbijgegaan nadat het • schakelen is begonnen. Als de polarisatieschakelaar 33 en het LCD paneel 37 met dezelfde snelheid werken, kan de overgangssnelheid van de toestand van de polarisatieschakelaar 33 en de beeldovergangssnelheid van het LCD 5 paneel 37 ongeveer dezelfde zijn. Overeenkomstig begint de toestand van een segment van de polarisatieschakelaar 33 om te zetten bij het punt in de tijd wanneer het beeld weergegeven op de corresponderende pixellijn van het LCD paneel 37 begint te worden omgezet in een linkeroogbeeld of een rechteroogbeeld.

10 Overeenkomstig kan een segment van de polarisatieschakelaar 33 en een corresponderend segment van de tegenlichteenheid 31 werken zoals getoond in de grafieken van Fig. 12. De grafiek bovenaan Fig. 12 toont de verandering in pixelwaarden van de pixellijnen van het LCD paneel 37 dat correspondeert met de segmenten van de polarisatieschakelaar 33 en de 15 tegenlichteenheid 31. Bijvoorbeeld wordt het aangenomen dat een segment overeenkomt met 102 pixellijnen. Als het LCD paneel 37 een beeld van boven tot onder achtereenvolgens scant, zoals getoond in Fig. 12, is er een lichte vertraging bij de pixelwaarde variatielijnen van de eerste tot de 102de pixellijn. In dit geval, zoals getoond in Fig. 12, om overspraak te 20 minimaliseren, wordt het segment van de tegenlichteenheid 31 aangezet wanneer de 102de pixellijn begint om volledig een linkeroogbeeld weer te geven en wordt dan uitgezet wanneer de eerste pixellijn eindigt om volledig een linkeroogbeeld weer te geven. Dat betekent dat elk van de segmenten van de tegenlichteenheid 31 een pulswerkwijze kan uitvoeren, dat is, dat die 25 kunnen worden aangezet alleen wanneer alle corresponderende pixellijnen rechteroogbeelden of linkeroogbeelden weergeven en kunnen worden uitgezet terwijl de linker- en rechteroogbeelden worden geschakeld.

Aan de andere kant, zoals getoond in Fig. 12, wordt elk van de horizontale segmenten van de polarisatieschakelaar 33 geschakeld wanneer 30 de eerste pixellijn van de corresponderende pixellijnen van het LCD paneel 23 37 wordt omgezet naar een rechteroogbeeld of naar een linkeroogbeeld. Bijvoorbeeld, elk segment van de polarisatieschakelaar 33 wordt geschakeld naar de eerste toestand wanneer de eerste pixellijn begint een rechteroogbeeld weer te geven, en wordt naar de derde toestand geschakeld 5 wanneer de eerste pixellijn begint een linkeroogbeeld weer te geven.

Fig. 13 toont de opeenvolgende werkingen van een meervoud aan segmenten van de tegenlichteenheid 31, en Fig. 14 toont de opeenvolgende werkingen van een meervoud aan segmenten van de polarisatieschakelaar 33. Zoals hierboven beschreven, zijn de segmenten van de tegenlichteenheid 10 31 en de polarisatieschakelaar 33 ingericht langs een verticale richting, en scant het LCD paneel 37 een beeld van boven naar onder. Dus, zoals getoond in Figs. 13 en 14, worden de segmenten van de tegenlichteenheid 31 en de polarisatieschakelaar 33 opeenvolgend bediend van boven naar onder in synchronisatie met de verticale scantijd van het LCD paneel 37.

15 Wanneer het principe van het hierboven beschreven stereoscopische weergave-apparaat wordt toegepast, kan een 2D beeld en een 3D beeld tegelijk op een enkel weergavepaneel worden weergeven.

Fig. 15 toont een werking van het LCD paneel 37 afhankelijk van tijd wanneer een 3D beeld wordt weergegeven als hoofdbeeld en wanneer 20 gelijktijdig een kleiner 2D beeld wordt weergegeven als aanvullend beeld. In Fig. 15, wordt het 2D beeld als aanvullend beeld weergegeven in de vorm van een cirkel op het linker bovendeel van het LCD paneel 37. Echter, de locatie, vorm en grootte van het aanvullende beeld zijn niet beperkt tot datgene getoond in Fig. 15.

25 Verwijzend naar Fig. 15, wordt een 2D beeld 2D samen met een rechteroogbeeld R als eerste kader weergegeven op tijd 0. Op dit tijdstip schakelt de polarisatieschakelaar 33 tussen de eerste en derde toestanden in synchronisatie met het LCD paneel 37. Dus, worden zowel het rechteroogbeeld R en het 2D beeld 2D doorgelaten naar het rechter oog van 30 de kijker. Daarna, tussen tijd T/4 en tijd 3T/4, begint weergave van een 24 linkeroogbeeld L vanaf het bovendeel van het scherm. Zoals getoond in Fig. 15 omvat het linkeroogbeeld L eveneens een 2D beeld 2D als een aanvullend beeld. Overeenkomstig het principe van de onderhavige uitvinding, worden het rechteroogbeeld R en het 2D beeld 2D op het lagere deel van het scherm 5 nog doorgelaten naar het rechteroog van de kijker. Het linkeroogbeeld L en het 2D beeld 2D op het bovendeel van het scherm worden beide doorgelaten naar het linker oog van de kijker. Het 2D beeld 2D dat in het linkeroogbeeld L is opgenomen, is van hetzelfde kader als dat van het 2D beeld 2D dat in het rechteroogbeeld R is opgenomen. In andere woorden, als in de hierboven 10 beschreven wijze van het weergeven van een 2D beeld, wordt een identiek 2D beeld kader tweemaal weergegeven. Overeenkomstig neemt de waarnemer de cirkel op het linkerbovendeel van het scherm van Fig. 15 tweedimensionaal waar en neemt de rest van het scherm driedimensionaal waar.

15 Zoals getoond in Fig. 15, wordt op tijd T het linkeroogbeeld L op het gehele oppervlak van het scherm weergegeven, en wordt tegelijk het 2D beeld 2D deels op het linkerbovendeel van het scherm weergegeven. Zowel het linkeroogbeeld L en het 2D beeld 2D worden door het linkeroog van de kijker waargenomen. Daarna, op tijd 5T/4, begint weergaven van een 20 rechteroogbeeld R' als een tweede kader vanaf het bovendeel van het scherm. Het rechteroogbeeld R' omvat een 2D beeld 2D' van het tweede kader dat verschillend is van het 2D beeld 2D. Op deze wijze is het mogelijk dat een 3D beeld wordt weergegeven als hoofdbeeld en gelijktijdig een kleiner 2D beeld wordt weergegeven als aanvullend beeld.

25 Fig. 16 toont een werking van het LCD paneel 37 afhankelijk van tijd wanneer een 2D beeld wordt weergegeven als hoofdbeeld en gelijktijdig een kleiner 3D wordt weergegeven als een aanvullend beeld. In Fig. 16, wordt het 3D beeld als aanvullend beeld weergegeven in de vorm van een cirkel op het linkerbovendeel van het LCD paneel 37. Echter, de locatie, 25 vorm en grootte van het 3D aanvullende beeld zijn niet beperkt tot datgene getoond in Fig. 16.

Verwijzend naar Fig. 16, wordt een klein rechteroogbeeld R samen met een 2D beeld 2D als een eerste kader weergegeven op tijd 0. Op dit 5 tijdstip, vergelijkbaar met het geval van Fig. 15, schakelt de polarisatieschakelaar 33 tussen de eerste en derde toestanden in synchronisatie met het LCD paneel 37. Dus, worden zowel het rechteroogbeeld R en het 2D beeld 2D doorgelaten naar het rechter oog van de kijker. Daarna, tussen tijd T/4 en tijd 3T/4, wordt het 2D beeld 2D van 10 het eerste kader op tijdstip 0 herweergegeven door te beginnen vanaf het bovendeel van het scherm. In andere woorden, zoals in de hierboven beschreven wijze van het weergeven van een 2D beeld, wordt een identiek 2D beeld tweemaal weergegeven. Zoals getoond in Fig. 16, omvat het 2D beeld 2D op het linkerbovendeel van het scherm een linkeroogbeeld L. Ten 15 gevolge van het schakelen van de polarisatieschakelaar 33, worden het rechteroogbeeld R en het 2D beeld 2D op het lagere deel van het scherm nog doorgelaten naar het rechter oog van de kijker, terwijl het linkeroogbeeld L en het 2D beeld 2D op het bovendeel van het scherm worden doorgelaten naar het linkeroog van de kijker. Overeenkomstig, neemt de kijker de cirkel 20 op het linker bovendeel van het scherm van Fig. 16 driedimensionaal waar en neemt de rest van het scherm tweedimensionaal waar.

Zoals getoond in Fig. 16, op tijd T, wordt het 2D beeld 2D weergegeven op het hele oppervlak van het scherm, tegelijk wordt het linkeroogbeeld L deels weergegeven op het linkerdeel van het scherm. Zowel 25 het linkeroogbeeld L en het 2D beeld 2D worden door het linker oog van de kijker waargenomen. Daarna, op tijd 5T/4, begint weergaven van een 2D beeld 2D' als een tweede kader vanaf het bovendeel van het scherm. Het 2D beeld 2D' omvat een rechteroogbeeld R' van het tweede kader dat verschillend is van het rechteroogbeeld R.

26

Op deze wijze is het mogelijk dat een 2D beeld 2D wordt weergegeven als hoofdbeeld en gelijktijdig een kleiner 3D beeld wordt weergegeven als aanvullend beeld.

Tot hier toe zijn structuren en werkingen van het hoge resolutie 5 2D-3D schakelbare autostereoscopische weergave-apparaat overeenkomstig voorbeelduitvoeringen van de onderhavige uitvinding beschreven. Zoals hierboven beschreven, is een polarisatieschakelaar gebruikt zoals een vloeibare kristal vertrager, die snel kan worden geschakeld en kan worden voorzien tegen een relatief lage prijs. Dus, een autostereoscopisch weergave-10 apparaat overeenkomstig de onderhavige uitvinding kan relatief eenvoudig en goedkoop worden ingericht.

Bovendien, een tegenlichteenheid en een polarisatieschakelaar die in het autostereoscopische weergave-apparaat zijn opgenomen, overeenkomstig de onderhavige uitvinding, zijn elk verdeeld in een 15 meervoud aan segmenten. Elk van de segmenten werkt in synchronisatie met de verticale scantijd van het LCD paneel, en dus treedt overspraak zelden op.

Terwijl de onderhavige uitvinding in het bijzonder is getoond en beschreven onder verwijzing naar voorbeelduitvoeringen ervan, zal het door 20 de vakman worden begrepen dat verschillende veranderingen in vorm en details erin kunnen worden gemaakt zonder af te wijken van het wezen en het bereik van de onderhavige uitvinding als gedefinieerd door de volgende conclusies.

27

Referentielijst bij figuren 1-16 5 Figuur 7 - ref. 1 = kijkzone - ref. 2 = linkerbeeld - ref. 3 = rechterbeeld 10 Figuur 10-11 - ref. 4 = linkerbeeld niveau - ref. 5 = rechterbeeld niveau - ref. 6 = ware linker status - ref. 7 = ware rechter status 15 - ref. 8 = overgangsperiode - ref. 9 = vasthoudperiode - ref. 10 = linker - ref. 11 = rechter 20

Figuur 12 - ref. 12 = pixel schakelt - ref. 13 = pixel in le lijn schakelt - ref. 14 = pixel in 102de lijn schakelt 25 - ref. 15 = tegenlicht schakelt - ref. 16 = PS schakelt 1032125

Claims

1. Stereoscopisch weergave-apparaat omvattende: een tegenlichteenheid die licht uitzendt; een polariseerplaat die van het door de tegenlichteenheid doorgelaten licht alleen licht met een voorafbepaalde polarisatiecomponent 5 doorlaat; een polarisatieschakelaar die van invallend licht doorgelaten door de polarisatieplaat een polarisatierichting verandert; een dubbelbrekende elementenrij, omvattende een meervoud aan afwisselende eerste en tweede dubbelbrekende elementen die de 10 polarisatierichting van door de polarisatieschakelaar doorgelaten invallend licht verandert, zodat een polarisatierichting van door de eerste dubbelbrekende elementen doorgelaten licht loodrecht is op een polarisatierichting van door de tweede dubbelbrekende elementen doorgelaten licht; 15 een lensvormige lensplaat die door de dubbelbrekende elementenrij doorgelaten invallend licht scheidt en uitzendt naar een eerste oogkijkzone en een tweede oogkijkzone; en een weergavepaneel dat een beeld weergeeft.

2. Stereoscopisch weergave-apparaat volgens conclusie 1, waarbij de 20 polarisatieschakelaar wordt geschakeld tussen eerste, tweede en derde toestanden, en de polarisatierichting van het doorgelaten licht verschilt in de eerste, tweede en derde toestanden.

3. Stereoscopisch weergave-apparaat volgens conclusie 2, waarbij de polarisatieschakelaar wordt geschakeld tussen de eerste toestand waarin de 25 polarisatierichting van het invallende licht niet wordt veranderd, de tweede toestand waarin de polarisatierichting van het invallende licht wordt 1032125 veranderd in een cirkelvormige polarisatie, en de derde toestand waarin de polarisatierichting van het invallende licht met 90 graden wordt veranderd.

4. Stereoscopisch weergave-apparaat volgens conclusie 2, waarbij de polarisatieschakelaar een vloeibare kristal vertrager omvat die elektrisch 5 bestuurbaar is.

5. Stereoscopisch weergave-apparaat volgens conclusie 1, waarbij de eerste en tweede dubbelbrekende elementen zich verticaal uitstrekken en in horizontale richting afwisselend zijn ingericht.

6. Stereoscopisch weergave-apparaat volgens conclusie 5, waarbij de 10 eerste en tweede dubbelbrekende elementen polarisatoren omvatten die voor afbepaalde polarisatievlakken hebben en waarbij het polarisatievlak van de polarisatoren van het eerste dubbelbrekende element loodrecht is op het polarisatievlak van de polarisatoren van het tweede dubbelbrekende element.

7. Stereoscopisch weergave-apparaat volgens conclusie 5, waarbij de eerste en tweede dubbelbrekende elementen vertragers omvatten die het invallende licht vertragen met een voorafbepaaide fase, en waarbij een verschil tussen de fasevertragingen van de vertragers van de eerste en tweede dubbelbrekende elementen 7J2 is.

8. Stereoscopisch weergave-apparaat volgens conclusie 5, waarbij de eerste en tweede dubbelbrekende elementen rotatoren omvatten die het invallende licht draaien met een voorafbepaalde hoek, en waarbij een verschil tussen de rotatiehoeken van de rotatoren van de eerste en tweede dubbelbrekende elementen 90 graden is.

9. Stereoscopisch weergave-apparaat volgens conclusie 5, waarbij, als de polarisatieschakelaar in de eerste toestand is, de polarisatierichting van het door de eerste dubbelbrekende elementen doorgelaten licht loodrecht is op een polarisatievlak aan een intreezijde van het weergavepaneel, en de polarisatierichting van het door de tweede dubbelbrekende elementen doorgelaten licht parallel is aan het polarisatievlak aan de intreezijde van het weergavepaneel.

10. Stereoscopisch weergave-apparaat volgens conclusie 9, waarbij, als de polarisatieschakelaar in de derde toestand is, de polarisatierichting van 5 het door de eerste dubbelbrekende elementen doorgelaten licht parallel is met het polarisatievlak aan de intreezijde van het weergavepaneel, en de polarisatierichting van het door de tweede dubbelbrekende elementen doorgelaten licht loodrecht is op het polarisatievlak aan de intreezijde van het weergavepaneel.

11. Stereoscopisch weergave-apparaat volgens conclusie 10, waarbij, als de polarisatieschakelaar in de tweede toestand is, het door de eerste en tweede dubbelbrekende elementen doorgelaten licht cirkelvormig wordt gepolariseerd, of lineair wordt gepolariseerd op 45 graden ten opzichte van het polarisatievlak aan de intreezijde van het weergavepaneel.

12. Stereoscopisch weergave-apparaat volgens conclusie 5, waarbij de lensvormige lensplaat een meervoud aan verticale lensvormige lenzen omvat die parallel zijn aan de eerste en tweede dubbelbrekende elementen van de dubbelbrekende elementenrij en die in een horizontale richting zijn opgesteld.

13. Stereoscopisch weergave-apparaat volgens conclusie 12, waarbij een spoed tussen de verticale lensvormige lenzen van de lensvormige lensplaat kleiner is dan of gelijk is aan een spoed tussen elk van twee aangrenzende eerste dubbelbrekende elementen van de dubbelbrekende elementenrij of een spoed tussen elk van twee aangrenzende tweede 25 dubbelbrekende elementen van de dubbelbrekende elementenrij.

14. Stereoscopisch weergave-apparaat volgens conclusie 12, waarbij een afstand tussen de lensvormige lensplaat en de dubbelbrekende elementenrij groter is dan of gelijk is aan een brandpuntsafstand van elk van de verticale lensvormige lenzen.

15. Stereoscopisch weergave-apparaat volgens conclusie 12, waarbij de lensvormige lensplaat het door de eerste dubbelbrekende elementen doorgelaten licht, uitzendt naar de eerste oogkijkzone en het licht, doorgelaten door de tweede dubbelbrekende elementen, uitzendt naar de 5 tweede oogkijkzone.

16. Stereoscopisch weergave-apparaat volgens conclusie 1, waarbij elke tegenlichteenheid en polarisatieschakelaar verdeeld is in een meervoud aan horizontale segmenten die opeenvolgend worden geschakeld in synchronisatie met een verticale scantijd van het weergavepaneel.

17. Stereoscopisch weergave-apparaat volgens conclusie 1, waarbij elke tegenlichteenheid en polarisatieschakelaar verdeeld is in een meervoud aan horizontale segmenten die onafhankelijk kunnen worden geschakeld en in verticale richting worden opgesteld, en waarbij een aantal segmenten van de tegenlichteenheid gelijk is aan een aantal segmenten van de 15 polarisatieschakelaar.

18. Stereoscopisch weergave-apparaat volgens conclusie 17, waarbij de corresponderende segmenten van de tegenlichteenheid en de polarisatieschakelaar gelijktijdig worden geschakeld.

19. Stereoscopisch weergave-apparaat volgens conclusie 16, waarbij elk 20 van de horizontale segmenten van de tegenlichteenheid en de polarisatieschakelaar overeenkomen met een meervoud aan pixellijnen van het weergavepaneel.

20. Stereoscopisch weergave-apparaat volgens conclusie 19, waarbij elk horizontaal segment van de polarisatieschakelaar in de eerste toestand is, 25 als corresponderende pixellijnen van het weergavepaneel een rechteroogbeeld weergeven en in de derde toestand is, als de corresponderende pixellijnen van het weergavepaneel een linkeroogbeeld weergeven.

21. Stereoscopisch weergave-apparaat volgens conclusie 20, waarbij elk 30 horizontaal segment van de polarisatieschakelaar naar de eerste toestand wordt geschakeld als een eerste pixellijn van de corresponderende pixellijnen van het weergavepaneel het rechteroogbeeld begint weer te geven en naar de derde toestand wordt geschakeld als de eerste pixellijn van de corresponderende pixellijnen van het weergavepaneel het linkeroogbeeld 5 begint weer te geven.

22. Stereoscopisch weergave-apparaat volgens conclusie 19, waarbij elk horizontaal segment van de tegenlichteenheid wordt aangezet terwijl al de corresponderende pixellijnen het rechteroogbeeld of het linkeroogbeeld weergeven en wordt uitgezet terwijl de corresponderende pixellijnen zich 10 aan het omzetten zijn tussen de linker- en rechteroogbeelden.

23. Stereoscopisch weergave-apparaat volgens conclusie 16, waarbij het weergavepaneel afwisselend en opeenvolgend een rechteroogbeeld en een linkeroogbeeld weergeeft in een driedimensionale modus.

24. Stereoscopisch weergave-apparaat volgens conclusie 23, waarbij elk 15 van de horizontale segmenten van de polarisatieschakelaar naar de eerste toestand wordt geschakeld als corresponderende pixellijnen van het weergavepaneel het rechteroogbeeld weergeven, naar de derde toestand wordt geschakeld als de corresponderende pixellijnen van het weergavepaneel het linkeroogbeeld weergeven, en naar de tweede toestand 20 wordt geschakeld als het weergavepaneel in een tweedimensionale modus is.

25. Stereoscopisch weergave-apparaat volgens conclusie 16, waarbij het weergavepaneel twee identiek tweedimensionale beelden achtereenvolgens weergeeft in een tweedimensionale modus en dan een 25 volgend tweedimensionaal beeld weergeeft.

26. Stereoscopisch weergave-apparaat volgens conclusie 25, waarbij elk van de horizontale segmenten van de polarisatieschakelaar afwisselend wordt geschakeld tussen de eerste toestand en de derde toestand in synchronisatie met het weergavepaneel.

27. Stereoscopisch weergave-apparaat volgens conclusie 16, waarbij het tweedimensionale paneel een tweedimensionaal beeld en een driedimensionaal beeld gelijktijdig weergeeft.

28. Stereoscopisch weergave-apparaat volgens conclusie 27, waarbij 5 twee identieke dimensionale beelden achtereenvolgens worden weergegeven op een deel van het weergavepaneel en worden gevolgd door een volgend 2D beeld, en waarbij een rechteroogbeeld en een linkeroogbeeld opeenvolgend worden weergegeven op het overblijvende deel van het weergavepaneel.

29. Stereoscopisch weergave-apparaat volgens conclusie 28, waarbij elk 10 van de horizontale segmenten van de polarisatieschakelaar afwisselend wordt geschakeld tussen de eerste toestand en de derde toestand in synchronisatie met het weergavepaneel.

30. Stereoscopisch weergave-apparaat volgens conclusie 1, waarbij het weergavepaneel een vloeibaar kristal weergavepaneel omvat. 15 1 0 3 21 2 5