高速液晶素子を用いた新しい時分割多方向画像方式三次元ディスプレイの設計指針の確立

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近年のコンピュータの情報処理能力の著しい向上により、三次元画像データが広く用いられるようになってきている。このため、空間的に立体像が表示できる三次元ディスプレイに対するニーズが高まってきている。本研究では、このような三次元ディスプレイの実現に向けて新規表示デバイスの設計指針の確立を目的とした。特別な眼鏡なしで容易に立体像の得られる方式として、多方向画像方式がある。しかし、この方式は正しく観察できる狭い範囲からずれると、不自然な三次元画像が観察されるという問題があった。この問題を解決するために、時分割で必要な画像情報を提示することにより、観察位置からはずれた場合には不自然な三次元画像ではなく、歪みのない二次元画像が観察されるという方式を新たに考案した。この方式は、光の方向を時分割で高速に切り替える光源と、これに同期して必要な画像を高速に切り替える透過型の表示デバイスにより構成される。画像を高速に切り替える透過型表示デバイスには、中間調表示が可能で高速応答特性を有する液晶が必要である。そこで、液晶の高速化に必要な動的分子配向変化について解析を行い、液晶デバイスの高速化の条件を明らかにした。この結果、新しい高速液晶表示モードを用いることにより、最低三方向の画像表示ができることを示した。一方、光の方向を切り替えるデバイスとして、発光光源の手前にライトバルブとして動作する液晶セルを置き、微細なレンティキュラーレンズを組み合わせることにより実現できることを光学ソフトウェアによる設計と基礎実験から確認した。以上により、新規時分割方式の三次元ディスプレイの設計条件を明らかにすると共に、本システムの実現性を示すことができた。