JP2010256432A - ２ｄ−３ｄ切り換え方式 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化が可能で、かつ、ばらつきの影響の少ない２Ｄ−３Ｄ切り換え方式を提供する。
【解決手段】２Ｄ−３Ｄ切り換え方式は、ＩＴＯ付き封止ケース１０１と、ＩＴＯ付き封止ケース１０１中に封入され、その底面に配置されたＩＴＯレンチキュラーレンズ１０３と、ＩＴＯ付き封止ケース１０１中に封入された、正又は負の極性を有し、ＩＴＯレンチキュラーレンズ１０３と略同一の屈折率の第１の媒質（媒質Ｂ）２０２と、ＩＴＯ付き封止ケース１０１中に封入された、第１の媒質（媒質Ｂ）２０２とは反対の極性を有し、第１の媒質（媒質Ｂ）２０２の屈折率とは異なる第２の媒質（媒質Ａ）２０１と、ＩＴＯ付き封止ケース１０１又はＩＴＯレンチキュラーレンズ１０３の底部に密着して設けられた表示装置３０１と、を具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、２Ｄ−３Ｄ切り換え方式に関し、特にレンチキュラーレンズ（蒲鉾型レンズ）を応用した３Ｄディスプレィにおいて３Ｄ表示から２Ｄ表示へ画像を切り換える２Ｄ−３Ｄ切り換え方式に関するものである。

３Ｄ表示（立体表示）の方式として、レンチキュラーレンズ（蒲鉾型レンズ）による目の視差を利用した方式が知られている。これは、レンチキュラーレンズのレンズの効果で左右の目に映る像が別々となるため脳内で擬似的に３Ｄが再現されるというものである。

しかし、このようなレンチキュラーレンズを用いた３Ｄ表示の方式では、レンズの特性により、単純な２Ｄ画像（平面画像）を表示させると、画像の解像度が劣化し、文字などの場合にはザギが発生するという課題があった。

このような課題を解決するために、種々の２Ｄ−３Ｄ切り換え方式が提案されている。例えば、特許文献１には、レンチキュラーレンズの前に透明の箱状の容器を配置し、容器の中に液体を充填した場合は２Ｄ表示になり、液体を排出した場合には３Ｄ表示になることが記載されている。また、特許文献２には、自動立体表示装置において、異なる屈折率を有する２つの流体を封入するレンズセルと、各レンズセルの側部において２つの個別に制御可能な電極とを用いて正確な３Ｄ画像を表示することが記載されている。さらに、特許文献３には、レンズアレーを液体レンズで構成して３Ｄ表示させることが記載されている。

特開平８−０６８９６１号公報 特表２００７−５３４０１３号公報 特開２００７−０２５６０１号公報

しかしながら、特許文献１の従来技術では、液体充填排出機構なるポンプ、タンク等の大掛かりな機構制御が必要な為、小型化やコスト低減が課題となる。また、特許文献２のように、流体を封入したレンズセルで構成する方式では、収差の制御や温度変化時の再現性が困難であった。さらに、特許文献３のように、レンズアレーを液体レンズで構成する方式では、制御方法が複雑な上、レンズアレー個々のバラつきが発生しやすい為、個々の補正が必要という課題があった。

本発明は、これらの従来技術の課題を解決するもので、小型化が可能で、かつ、ばらつきの影響の少ない２Ｄ−３Ｄ切り換え方式を提供することを目的とする。

本発明の２Ｄ−３Ｄ切り換え方式は、ＩＴＯ付き封止ケースと、前記ＩＴＯ付き封止ケース中に封入され、前記ＩＴＯ付き封止ケースの底面に配置されたＩＴＯレンチキュラーレンズと、前記ＩＴＯ付き封止ケース中に封入された、正又は負の極性を有し、前記ＩＴＯレンチキュラーレンズと略同一の屈折率の第１の媒質と、前記ＩＴＯ付き封止ケース中に封入された、前記第１の媒質とは反対の極性を有し、前記第１の媒質の屈折率とは異なる第２の媒質と、前記ＩＴＯ付き封止ケース又は前記ＩＴＯレンチキュラーレンズの底部に密着して設けられた表示装置と、を具備する。

本発明の２Ｄ−３Ｄ切り換え方式によれば、小型化が可能で、かつ、ばらつきの影響の少ない２Ｄ−３Ｄ切り換え方式を提供することができる。

本発明の実施の形態１における構成斜視図 本発明の実施の形態１におけるＩＴＯ詳細斜視図 本発明の実施の形態１における断面斜視図 本発明の実施の形態１における媒質位置１を示す図 本発明の実施の形態１における媒質位置２を示す図 本発明の実施の形態１における媒質の動き１を示す図 本発明の実施の形態１における媒質の動き２を示す図 本発明の実施の形態２における２Ｄ−３Ｄ切り換え表示を示す斜視図 本発明の実施の形態２における２Ｄ−３Ｄ部分切り換え表示を示す斜視図 本発明の実施の形態２における媒質位置斜視図

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１における２Ｄ−３Ｄ切り換え方式は、レンチキュラーレンズ上部に、２種の屈折率の異なる媒質を封止するものである。例えば、媒質Ａとして屈折率１、媒質Ｂとして屈折率をレンチキュラーレンズと同一のものを使用する。また、媒質Ａと媒質Ｂは、例えば、互いに極性を持ち、極性が反対の関係にあるもの又は一方が真空若しくは空気を使用するものである。

図１は、本発明の実施の形態１における２Ｄ−３Ｄ切り換え方式の構成を示す斜視図である。図１において、ＩＴＯ付き封止ケース１０１とＩＴＯレンチキュラーレンズ１０３とで挟み込まれた空間０．３ｍｍ〜０．５ｍｍの中に媒質Ａ２０１と媒質Ｂ２０２と分離用ＩＴＯ１０２を中間に配置し屈折率１のものを用い、図１の左図に示すように封止した２Ｄ−３Ｄ切り換え装置５０１とする。そのように封止された本方式の２Ｄ−３Ｄ切り換え装置５０１の最下部に例えば３．２インチ〜１００インチの表示装置３０１を密着させて配置することで２Ｄ−３Ｄ表示を容易に切り換えることが可能となる。

このとき媒質Ａ２０１の屈折率１、媒質Ｂ２０２の屈折率をＩＴＯレンチキュラーレンズ１０３と同一のものとし、媒質Ａ２０１と媒質Ｂ２０２は極性を持つものを用いる。また、媒質Ａ２０１はプラスの極性、媒質Ｂ２０２はマイナス極性とし双方の媒質の極性は反対の関係になるように構成する。ここで、媒質Ａ２０１、媒質Ｂ２０２は、流体ならびに粉流体等を用いても良く、粉流体を使用する場合は媒質Ｂ２０２に相当する粉流体をＩＴＯレンチキュラーレンズ１０３と同等の屈折の粉流体とし媒質Ａ２０１に相当するものは真空または空気などを利用することで同様の効果を得ことができる。それぞれ極性を持った媒質は電圧、ならびに電流により印加するプラス極性、マイナス極性により電極側へ引き寄せられ媒質が移動する。

図２に、本発明の実施の形態１における透明電極（ＩＴＯ）詳細斜視図を示す。図２に示すように、媒質の移動にはＩＴＯ付き封止ケース１０１、分離用ＩＴＯ１０２、ＩＴＯレンチキュラーレンズ１０３のそれぞれに透明電極（ＩＴＯ）を設け、ＩＴＯによるＴＦＴマトリックスを形成しているものである。特に、分離用ＩＴＯ１０２は媒質の中に設けられるため、媒質Ａ２０１と媒質Ｂ２０２とが自由に通り抜けられるように、透明電極（ＩＴＯ）にはＴＦＴマトリックス配置した電極との間に媒質が通り抜けられる穴または隙間（例えば、５０μｍ〜２００μｍ）を開けた構造とする。

ＩＴＯ付き封止ケース１０１の内側へＩＴＯレンチキュラーレンズ１０３はレンズ側に透明電極を配置し、ＩＴＯをレンチキュラーレンズのスリットに沿ってＴＦＴマトリックス配置する。
例えば、レンチキュラーレンズ１本当たり８画像入れる場合において、レンチキュラーレンズ１０３の線数が１００ＬＰＩのときは、表示装置３０１の解像度は８００ＰＰＩとなる。このとき、１レンズスリット間に８ピクセル入るように表示装置３０１を配置する。ＩＴＯ付き封止ケース１０１と分離用ＩＴＯ１０２とＩＴＯレンチキュラーレンズ１０３のＺ方向の間隔は各々の５０μｍ程度とする。ＩＴＯ付き封止ケース１０１とＩＴＯレンチキュラーレンズ１０３は、表示装置３０１をブロック毎に表示切り換える場合は、Ｘ，Ｙ方向を表示装置３０１のピクセル位置と合わせて配置する。分離用ＩＴＯ１０２は、表示装置３０１やＩＴＯレンチキュラーレンズ１０３のＸ，Ｙ方向の位置に関係なく配置できる。

なお、上記において、ＬＰＩとは、１インチ（約２．５４ｃｍ）あたりのレンズ数のことである。また、ＬＰＩのことを線数ということもある。また、ＰＰＩとは、ｐｉｘｅｌ ｐｅｒ ｉｎｃｈの略で、ピクセル密度の単位である。１インチあたりのピクセルの数を表す（１平方インチあたりではない）。

図３に、本発明の実施の形態１における２Ｄ−３Ｄ切り換え方式の斜視図と断面図を示す。図３の斜視図においては、図を見易くするために、媒質Ａ２０１及び媒質Ｂ２０２は省略している。図３の断面図は、封止されている状態のそれぞれの面視から見たＡ断面とＢ断面を示す。

図２、３に示すように、ＩＴＯ付き封止ケース１０１の透明電極（ＩＴＯ）をケースにＴＦＴマトリックス形成し、媒質Ａ２０１、媒質Ｂ２０２をＴＦＴマトリックスへ加える印加電圧、または電流よりＩＴＯ付き封止ケース１０１側またはＩＴＯレンチキュラーレンズ１０３側に媒質を自由に引き寄せられるようにする。

本発明の実施の形態１における媒質位置１としては、図４に示すように、媒質Ａ２０１がＩＴＯ付き封止ケース１０１側に引き寄せられ、媒質Ｂ２０２がＩＴＯレンチキュラーレンズ１０３側に引き寄せられている位置とする。図４に示すように、媒質Ａ２０１をプラス極性、媒質Ｂ２０２をマイナス極性とすると、媒質Ｂ２０２はＩＴＯレンチキュラーレンズ１０３と同じ屈折率であるため、ＩＴＯレンチキュラーレンズ１０３は、レンズの効果を発揮しない状態となり、２Ｄ表示となる。このときの各電極の極性は、媒質が固定されるような極性を印加する。具体的には、ＩＴＯ付き封止ケース１０１には、媒質Ａ２０１を引き寄せるためマイナス極性を印加する。一方、ＩＴＯレンチキュラーレンズ１０３には、媒質Ｂ２０２を引き寄せるためプラス極性を印加する。

次に、本発明の実施の形態１における媒質位置２としては、図５に示すように、媒質Ａ２０１がＩＴＯレンチキュラーレンズ１０３側へ引き寄せられ、ＩＴＯ付き封止ケース１０１には媒質Ｂ２０２が引き寄せられる位置とする。図５に示すように、媒質Ａ２０１をＩＴＯレンチキュラーレンズ１０３側へ引き寄せるため、ＩＴＯレンチキュラーレンズ１０３にマイナス極性を印加し、ＩＴＯ付き封止ケース１０１にはプラス極性を印加する。これにより、媒質Ａ２０１がＩＴＯレンチキュラーレンズ１０３側へ引き寄せられ、媒質Ｂ２０２がＩＴＯレンチキュラーレンズ１０３側に引き寄せられて、レンズの効果を生み３Ｄ表示が可能となる。

なお、媒質が移動中の状態では、分離用ＩＴＯ１０２には、容易に両媒質が通り抜けられるように印加電圧を与えないようにしてもよいし、移動効率を向上させるために分離用ＩＴＯ１０２へ適宜適正な極性を与えることも可能である。また、分離用ＩＴＯ１０２には、媒質の移動後の媒質境界を安定させるために、分離用ＩＴＯ１０２をＩＴＯレンチキュラーレンズ１０３と同一の極性にすることもできる。分離用ＩＴＯ１０２とＩＴＯレンチキュラーレンズ１０３の極性を同一の極性にすることで、媒質Ａと媒質Ｂとの界面がＩＴＯレンチキュラーレンズ１０３の表面の形状（蒲鉾形状）又はこれと同様の形状になることを防ぐことができる。すなわち、分離用ＩＴＯ１０２を設けることにより、媒質Ａと媒質Ｂとの界面を平坦にすることができ、媒質Ａと媒質Ｂとの界面の形状によるレンズ効果が発生しないようにする。

なお、このとき、おのおのの透明電極（ＩＴＯ）に印加する電圧、電流は、静的または動的なものを加えてもよく、特に動的に矩形を加えることで消費電流などの削減を行うことも可能となる。
ができる。

次に、本実施の形態１における２Ｄ−３Ｄ切り換え方式のいくつかの応用例を示す。

図６に、本発明の実施の形態１における媒質の動き１を示す。図６に示すように、ＩＴ
Ｏ付き封止ケース１０１とＩＴＯレンチキュラーレンズ１０３との中間に１０２分離用ＩＴＯを形成し、密閉したケースの中に媒質Ａ２０１（プラス極性）と媒質Ｂ２０２（マイナス極性）を持った媒質を封止する。この構成において、ＩＴＯ付き封止ケース１０１、分離用ＩＴＯ１０２、ＩＴＯレンチキュラーレンズ１０３の極性を入れ換えることにより、媒質Ａ２０１、媒質Ｂ２０２を移動させることができる。さらに、分離用ＩＴＯ１０２は、図６に示すように、ＩＴＯ付き封止ケース１０１とＩＴＯレンチキュラーレンズ１０３の極性変化によって媒質Ａ２０１、媒質Ｂ２０２が移動する際、ある一定の時間経過を持って、分離用ＩＴＯ１０２に極性を与えることにより、ケース中間部に浮遊する媒質Ａ２０１、媒質Ｂ２０２の一部を瞬時に分離することができ、媒質分離の促進の働きを有する。また、おのおのの透明電極（ＩＴＯ）に加える印加電圧を調整することにより、媒質の移動速度を上げることや遅くすることが可能となり、２Ｄ−３Ｄの切り換わり方に変化をもたせることができる。さらに、分離用ＩＴＯ１０２は、図６に示すように、媒質分離の促進の働きを有する。また、分離用ＩＴＯ１０２は、ＩＴＯレンチキュラーレンズ１０３側に分離した媒質がＩＴＯレンチキュラーレンズ１０３の湾曲部と同形状にならないようにする働きも有する。これにより、媒質がレンズと同形状になることで起こりうる２次的なレンズ効果を防止する働きを有し、境界面を安定させる役割を果たす。

図７には、本発明の実施の形態１における媒質の動き２を示す。図７に示すように、ＩＴＯ付き封止ケース１０１、分離用ＩＴＯ１０２、ＩＴＯレンチキュラーレンズ１０３の電極に加える極性を順繰りに入れ換えて媒質を回転させながら移動させることで、２Ｄから３Ｄに切り換えるローリングの演出効果も可能である。

以上で説明したように、本実施の形態１の２Ｄ−３Ｄ切り換え方式によれば、小型化が可能で、かつ、ばらつきの影響の少ない２Ｄ−３Ｄ切り換え方式を提供することができる。

また、本実施の形態１の２Ｄ−３Ｄ切り換え方式は、小型化が可能で、かつ、ばらつきの影響が少ないので、携帯電話機等の携帯電子機器の２Ｄ−３Ｄ切り換え表示部として用いることも好適である。また、携帯電話機等の携帯電子機器における２Ｄ−３Ｄ切り換え表示方法として応用することも好適である。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について説明する。なお、特に言及しない限り、本実施の形態２においても、基本的な思想は実施の形態１と同様である。

図１０は、本発明の実施の形態３における媒質位置を示す斜視図である。

図１０に示すように、媒質Ａ２０１を真空又は空気とした媒質で構成し、媒質Ｂ２０２をレンズと同じ屈折率を持たせた酸化チタン等の粉流（数ｎｍ〜５０ｎｍ）で可視光領域を透過できるものとし、ＴＦＴマトリクス制御により約７０Ｖ以上の電圧を印加することで粉流を移動させる。

図８は、本発明の実施の形態３における２Ｄ−３Ｄ切り換え表示を示す斜視図である。図８には、全面を２Ｄ−３Ｄ切り換え表示する場合を示す。図８の右図は、端末装置４０１の２Ｄ表示時であり、雪だるまやメール表示が平面に表示される。図８の左図は、３Ｄ表示図であり、雪だるまやメール表示が飛び出したように立体表示される。３Ｄの表示は図１０に示すように、左側部分に媒質Ａ２０１を満たすことで、媒質Ａ２０１とＩＴＯレンチキュラーレンズ１０３の屈折率が異なる為、レンズによる屈折率が生じ、３Ｄ効果が得られる。反対に図１０の上図のように、右側部分に媒質Ｂ２０２を満たすことで、媒質Ｂ２０２とＩＴＯレンチキュラーレンズ１０３の屈折率が同じ為、２Ｄ表示になる。

図９には、２Ｄ−３Ｄ部分切り換え表示の斜視図を示す。図９では、部分的に２Ｄ表示、３Ｄ表示が可能な例を示しており、例えば端末装置４０１の上部２Ｄエリアでは表示が２Ｄ表示、下部の３Ｄエリアでは表示が３Ｄ表示になっている。その制御方法は、全面書き換えの場合と基本的には同じで、部分的に２Ｄ、３Ｄのエリアで媒質Ａ２０１、媒質Ｂ２０２を移動させ、２Ｄ−３Ｄの部分表示切り換えを行っている。また、図９の右図では２Ｄ表示エリアが媒質Ａ２０１で満たされ、３Ｄレンズ効果により、２Ｄ画質が落ちる。

図１０に示すように、ＩＴＯ付き封止ケース１０１、ＩＴＯレンチキュラーレンズ１０３はマイナス極性に印加することで、媒質Ａ２０１を３Ｄエリアに移動し３Ｄエリアは媒質Ａ２０１で満たされ、この結果、３Ｄエリアは３Ｄ表示する。反対にＩＴＯ付き封止ケース１０１やＩＴＯレンチキュラーレンズ１０３をプラス極性に印加することで、媒質Ｂ２０２は２Ｄエリアに移動し、２Ｄエリアは媒質Ｂ２０２で満さる。この為ＩＴＯレンチキュラーレンズ１０３の効果が発揮されなくなり、２Ｄ表示になる。

本発明の２Ｄ−３Ｄ切り換え方式によれば、小型化が可能で、かつ、ばらつきの影響を少なくできるので、２Ｄ−３Ｄ切り換え方式として有用である。

１０１ ＩＴＯ付き封止ケース
１０２ 分離用ＩＴＯ
１０３ ＩＴＯレンチキュラーレンズ
２０１ 媒質Ａ
２０２ 媒質Ｂ
３０１ 表示装置
４０１ 端末装置
５０１ ２Ｄ−３Ｄ切り替え装置

Claims (8)

1. ＩＴＯ付き封止ケースと、
   前記ＩＴＯ付き封止ケース中に封入され、前記ＩＴＯ付き封止ケースの底面に配置されたＩＴＯレンチキュラーレンズと、
   前記ＩＴＯ付き封止ケース中に封入された、正又は負の極性を有し、前記ＩＴＯレンチキュラーレンズと略同一の屈折率の第１の媒質と、
   前記ＩＴＯ付き封止ケース中に封入された、前記第１の媒質とは反対の極性を有し、前記第１の媒質の屈折率とは異なる第２の媒質と、
   前記ＩＴＯ付き封止ケース又は前記ＩＴＯレンチキュラーレンズの底部に密着して設けられた表示装置と、を具備する
   ２Ｄ−３Ｄ切り換え方式。
2. 前記ＩＴＯ付き封止ケース中に封入されて、前記第１の媒質と前記第２の媒質との分離を行うための分離用ＩＴＯを具備する
   請求項１に記載の２Ｄ−３Ｄ切り換え方式。
3. 前記ＩＴＯ付き封止ケース中に封入されて、前記第１の媒質と前記第２の媒質との界面を平坦にするための分離用ＩＴＯを具備する
   請求項１に記載の２Ｄ−３Ｄ切り換え方式。
4. 前記ＩＴＯ付き封止ケース中に封入されて、前記第１の媒質と前記第２の媒質との分離速度を向上するための分離用ＩＴＯを具備する
5. 前記ＩＴＯ付き封止ケースのＩＴＯ及び前記ＩＴＯレンチキュラーレンズに印加する電圧を制御することにより、極性を切り換え振動させることで、３Ｄ画像又は２Ｄ画像が揺らいで見える演出効果を加えて表示させることを可能とした
   請求項１に記載の２Ｄ−３Ｄ切り換え方式。
6. 前記ＩＴＯ付き封止ケースのＩＴＯ前記ＩＴＯレンチキュラーレンズに印加する電圧を制御することにより、媒質を部分的に入れ替えさせて、３Ｄ画像と２Ｄ画像とを混在させて表示することを可能とした
   請求項１に記載の２Ｄ−３Ｄ切り換え方式。
7. 前記ＩＴＯ付き封止ケースのＩＴＯ、前記ＩＴＯレンチキュラーレンズ及び前記分離用ＩＴＯに印加する電圧を制御することにより、極性を切り換え振動させることで、３Ｄ画像又は２Ｄ画像が揺らいで見える演出効果を加えて表示させることを可能とした
   請求項２に記載の２Ｄ−３Ｄ切り換え方式。
8. 前記ＩＴＯ付き封止ケースのＩＴＯ、前記ＩＴＯレンチキュラーレンズ及び前記分離用ＩＴＯに印加する電圧を制御することにより、媒質を部分的に入れ替えさせて、３Ｄ画像と２Ｄ画像とを混在させて表示することを可能とした
   請求項２に記載の２Ｄ−３Ｄ切り換え方式。