JP2011085941A - Z軸冗長ディスプレイ/多層ディスプレイ - Google Patents
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Abstract
【課題】表示情報の1つ以上の平面を示すためのディスプレイシステムを提供する。
【解決手段】該ディスプレイシステムは、実質的にディスプレイモジュールの表示面と垂直をなすZ軸方向に沿ってスタックされた形状において、間隔を空けた関係で配置される2つ以上のディスプレイモジュールを含み得る。各ディスプレイモジュールは選択的に、視覚画像を表示するために活性化されるか、静止状態にするために不活性化され得る。さらに、ディスプレイモジュールがビューイメージを表示するために活性化されるとき、該ビューイメージは静止状態にするために不活性化された先のディスプレイモジュールを通じて見られ得る。
【選択図】図1
【解決手段】該ディスプレイシステムは、実質的にディスプレイモジュールの表示面と垂直をなすZ軸方向に沿ってスタックされた形状において、間隔を空けた関係で配置される2つ以上のディスプレイモジュールを含み得る。各ディスプレイモジュールは選択的に、視覚画像を表示するために活性化されるか、静止状態にするために不活性化され得る。さらに、ディスプレイモジュールがビューイメージを表示するために活性化されるとき、該ビューイメージは静止状態にするために不活性化された先のディスプレイモジュールを通じて見られ得る。
【選択図】図1
Description
本発明は、初期のフラットパネルディスプレイの分野に関し、特にシステムで実行される時についてである。システムにおいて、冗長性は潜在的なデバイス故障にもかかわらずディスプレイの性能を継続して保証するために、要望および/または要求される。本発明はまた、各スクリーン上で表示される情報の異なる分類レベルを表示するディスプレイを直接利用する多レベルセキュリティアプリケーションに適用する(すなわち、異なるセキュリティレベルのハードウェア分離)。本発明はまた、3次元(3D)イメージングアプリケーションに適用し、明確なZ軸情報は三次元画像技術に頼ることなくオーバーレイレプリケーションを介して直接見られ、さらに「リアリティオーバーレイ」可能性を要求するアプリケーションに適用する。
(背景情報)
さまざまな重要な用途(ミッションクリティカル、フライトクリティカル、スペースクリティカル)において、ディスプレイシステムは、最小レベルのフォールトランス、フラットパネルディスプレイおよび隣接タンデム二重設置の方法によって冗長性に達するCRTを基本とする対応物を示さなければならない。ディスプレイを収容するコンソールの表面上の追加部分は、バックアップディスプレイおよび計測デバイスの設置のために規定どおりに配置される。一部の用途(例えば、航空電子光学、軍用車両配備、など)において、上記の貴重な「実際の区域(real estate)」は、貴重なコンソール表面部分を使い尽くす第1および第2のディスプレイでいっぱいになったコンソールをもたらす。
さまざまな重要な用途(ミッションクリティカル、フライトクリティカル、スペースクリティカル)において、ディスプレイシステムは、最小レベルのフォールトランス、フラットパネルディスプレイおよび隣接タンデム二重設置の方法によって冗長性に達するCRTを基本とする対応物を示さなければならない。ディスプレイを収容するコンソールの表面上の追加部分は、バックアップディスプレイおよび計測デバイスの設置のために規定どおりに配置される。一部の用途(例えば、航空電子光学、軍用車両配備、など)において、上記の貴重な「実際の区域(real estate)」は、貴重なコンソール表面部分を使い尽くす第1および第2のディスプレイでいっぱいになったコンソールをもたらす。
冗長性は、コンソールのX−Y表面上の追加部分に配置することによって伝統的に成し遂げられた。X−Y方向の拡張は、多くのディスプレイデバイスが共通に有するある要因によって要求される。つまり、それらは不透明な構造である。それらは本質的に不透明な構造なので、開発中の冗長ディスプレイソリューションでのZ軸を利用することが出来ない。したがって、X−Yコンソール表面上のより多くの部分を使い尽くす代わりに、Z軸を利用するディスプレイシステムの技術が必要であり、多くの有意な利点が生じる。
Z軸が利用される本発明の第1の利点は、Z軸を利用することによって成し遂げられる冗長性が、ディスプレイコンソール上の表面部分を直接的に使える状態にする点である。第2の利点は、スペースセービングが、より大きく読み易いディスプレイに容易に形を変え得る点である。第3の利点は、システムの配線経路がより短くなり、信頼性がより増す点である。第4の利点は、航空電子工学で特に明白な人間工学に基づく点である。バックアップディスプレイは、コンソール内の正確な同一の場所に占めるので、ユーザーは重要な情報を得るためにコンソール上の別の場所を凝視する必要がない。全ての情報は、全ての状況のもとで同じ場所で表示される。
フラットパネルディスプレイが透明な場合、二つ一組、三つ一組などと、Z軸方向に積み重ねる意味がない。上記の配置につながるフラットパネルディスプレイは、4つの性質を示す。つまり、内在的に透明でなければならず、好ましくないオーバーレイを避けるために「オフモード」にして動作を停止しなければならず、Z軸に沿って比較的薄くなければならず、そして冗長な実行を要求する特定の環境に対してサバイバビリティ基準を満たさなければならない。(例えば、環境は、最初の液晶ディスプレイの配置に対して作用する、極端な温度を受ける冗長性を必要とする。一部の厳密な配置は、電磁気パルスに耐える必要があり得る。)
現在のディスプレイ技術に共通して、実質的には要求された透明度を表示しない。よって、冗長ディスプレイ構成物のZ軸配置を利用する冗長性の達成の可能性を探ることはほとんどない。これまでと同様に間違いなく急を要するにもかかわらず、未解決の問題は残されている。
現在のディスプレイ技術に共通して、実質的には要求された透明度を表示しない。よって、冗長ディスプレイ構成物のZ軸配置を利用する冗長性の達成の可能性を探ることはほとんどない。これまでと同様に間違いなく急を要するにもかかわらず、未解決の問題は残されている。
本発明は、Z軸冗長ディスプレイ/多層ディスプレイと呼ばれ、これら4つの基準を満たすディスプレイに対して、この達成困難な目標を達成する。ディスプレイ技術に共通して、実際にはこれらの基準を満たし、従ってそれらをZ軸冗長ディスプレイ/多層ディスプレイの完成に導くことは、米国特許第5,319,491号で開示されるディスプレイであり、ここに、全体が本明細書中に援用される。
米国特許第5,319,491号のディスプレイ(以下、「TMOSディスプレイ」と呼ぶ)は、Z軸冗長ディスプレイ中のシステム的な構成に対して、公知の適切な候補である。それは必要な透明度を示し、電力なしでオフモードに動作を停止させ、デバイス冗長性全体の耐障害性を要求するアプリケーションと関連する、性能/環境/残存の基準を満たす。
本発明はTMOSディスプレイを、より広範な体系的な構成で扱う。この構成は、広範に理解され、互いに平行に間隔を空けた関係での2つ以上のTMOSディスプレイの配置を必要とし、前記の関係は、全ての構成要素であるTMOSディスプレイのパネルを平行に保っている。TMOSディスプレイが、再生されるターゲットモジュールとして利用される(推奨されるように)場合、それらの隙間の間隔は、エバネッセント結合によって引き起こされたディスプレイ間のクロストークを避けるために、各TMOSディスプレイ導波路を通過する最も低い周波数の光の波長よりも名目上は長い。隙間のギャップは、TMOSディスプレイが画像を生成するために漏れ全反射の原理を利用するので、高屈折率の材料で満たされ得る。ギャップは、空気(1.00〜1.06)によって示されるのと非常に近い屈折率の空気または材料で満たされ得る。本発明は、以上に述べられた基準を満たすTMOSディスプレイの他にディスプレイに具体化され得る。すなわち、これらの代わりとなる候補に内在する制限は、構成物の配置に直接的に影響する。ここから先、用語「モジュール」は、TMOSディスプレイまたはここで平板状にされる基本的な可能性の基準を満たす、一般的に同等な代わりの候補の意味として使用される。用語「構成物(construct)」は、上記の構成で得られた利益を保証するために、平行な間隔の関係である、2つ以上のモジュールのシステム的な構成と呼ばれる。
構成物の第1のディスプレイは、最上部/最前部のモジュールであり得、バックアップディスプレイは、その下部/後に配置される1つ以上のモジュールである。一実施形態において、バックアップディスプレイが静止している間、第1のディスプレイのみが動作する。第1のディスプレイが故障した場合、適切な回路構成は、故障したという事実を検出するか、オペレーター動作によって通告され、第1のディスプレイの電源が切られ、次のバックアップディスプレイを活性化させ、ビデオ信号を後半に新ルートで送る。単一の冗長性を越え得る場合、第2のディスプレイの故障は、第3のディスプレイなどの起動を引き起こし、したがって、必要とされる追加的な冗長性を保証する。
本発明は、構成物の正確な位置関係でモジュールを保持するための、任意の特定の取り付け技術と無関係である。それは、ここで開示された顕著な特徴が明白であるディスプレイ冗長性の全ての実行を広範にカバーする。構成物内でモジュールを置き換えるゆとりを与える上記の取り付け技術の複雑なレベルであり得る。故障した第1のディスプレイからバックアップディスプレイに(あるモジュールから別のモジュールに)情報を新ルートで送る方法の多くの違いもまたあり得る。本発明は、現在および将来の洗練されたデバイスの機能および有効性から、最も重要な構成を開示する。
異なる安全性/分類レベルを伝えるデータ間の、いわゆる「ハードウェア分離」を成し遂げるために、同一の平行なモジュール配置が適用され得る。ここで、駆動回路構成は冗長性に適応させず、むしろモジュール「スタック」内の特定のモジュールで、特定の安全性のゆとりレベルを持つディスプレイデータを保持する。適切な安全性のゆとりが不足するシステムのユーザーは、モジュールが不活性化され、さもなければ静止されるので、類似のモジュールに制限される情報を受信しない。ユーザーがゆとりを持つためのスタック内のモジュールのみが活性化され、情報を表示することを可能にする。
スタックを備える大多数のモジュールでは、モジュールにより表わされる個々の平面中の2次元で映された物体の断面部分をエンコードすることによって、明確な3次元物体をエミュレートすることができる。このエミュレーションスキーマに従うZ軸粒度(granularity)のレベルは、スタックを備えるモジュールの数に比例し、モジュール間の間隔に反比例する。
「リアリティオーバーレイ」アプリケーションに冗長性を適用することはまた、計画中のデバイスに、開示された構成物の原理を適用することによって、難なく成し遂げられる。両方のモジュールが透明であるとき、リアリティーオーバーレイ基準(通常、監視者の目に近いディスプレイを通して現実の世界を見る能力)は、第1のディスプレイの基本動作モードか、表示可能イメージを表示する構成物内の第2ディスプレイの緊急バックアップモードに基づいて維持される。
リアリティオーバーレイディスプレイアプリケーションの場合、上記の層が上記のシステムの本質である「シースルー」と一致する限りは、構成物の最後の部分を備える不透明層はない。しかし、上記の不透明(黒)層は、イメージが生成されるのに備えて、参照ブラックバックグラウンドを提供するために使用され得る。構造内の上記の不透明なバックグラウンドを実行するために2つの異なる方法がある。(1)不透明なバックグラウンドが静的であるとき(固定され、黒さは不変である)、それがカーボンナノフォームの拡張した平面シートである場合、層は全ての他のモジュールの後ろ側に配置されなければならない。(2)不透明なバックグラウンドが動的であるとき(透明モードと不透明モード間の切り換えが可能である)、この層は上記の(1)とのどちらにでも位置決めされ得るか、各モジュールの後ろ側に複製され得るので、構造の各層は、それ自身が動的バックグラウンドを有す。
上記のことは、より理解され得る本発明の詳細な説明のために、本発明の1つ以上の実施形態の特徴および技術的な利点をかなり広範囲に述べた。本発明の付加的な特徴および利点は、本発明の請求項の目的を構成する以下に記載される。
下記の詳細な説明が下記の図面と関連して考慮されるとき、本発明のより良い理解が得られ得る。
(詳細な説明)
以下の説明では、多くの特定の詳細が本発明の十分な理解を提供するために記載されている。しかし、本発明がそのような特定の詳細なしで実行し得ることは、当業者に明白である。他の実例において、周知の回路およびアルゴリズムは、不要な詳細で本発明を不明確にしないために、ブロック図形式で示される。大抵の部分において、タイミング考慮などに関する詳細は、そのような詳細が本発明の完全な理解を得るために必要がなく、通常の当業者の技術の範囲内であるので、省略される。
以下の説明では、多くの特定の詳細が本発明の十分な理解を提供するために記載されている。しかし、本発明がそのような特定の詳細なしで実行し得ることは、当業者に明白である。他の実例において、周知の回路およびアルゴリズムは、不要な詳細で本発明を不明確にしないために、ブロック図形式で示される。大抵の部分において、タイミング考慮などに関する詳細は、そのような詳細が本発明の完全な理解を得るために必要がなく、通常の当業者の技術の範囲内であるので、省略される。
背景情報の部分で記載したように、Z軸方向に間隔を空けて配置される透明なディスプレイ(ディスプレイスタッキング)の全ては、人間工学の向上(装置の任意の一部での、第1およびバックアップのディスプレイにおける位置の同一)とともに、可変なシステム冗長特性を提供し得る。既に述べたように、透明なディスプレイが、TMOSディスプレイに基づくものであろうと、必須の特性を有する同等の代替技術であろうと、モジュールと呼ばれ、一方では、システム中のモジュールの構成は、構成物(construct)と呼ばれる。一実施形態における本発明の一般的な原理は、図1に図示される。構成物は、第1のモジュール100および第2のバックアップモジュール101で構成され、第1の平面は、取り付け手段がどれでも適宜に選択されることによって、実質的に平行に間隔を空けた関係102で維持される(図示せず)。(注記、本発明は、上記のような平行な構成に制限されない。すなわち、互いに角度をつけたモジュール配置であっても適用可能である)。本発明は、効果的なディスプレイ冗長性の達成に関し、正確な配置関係でディスプレイを取り付けるための方法を概括する。上記の取り付け方法は、衝撃および振動を吸収するメカニズム、信号接続などを含み得る。本発明は、モジュールを取り付ける、任意の上記の高度な知識と共存する。すなわち、実際には、本発明の任意の所定の実施のために最終的に選択される取り付け方法の効果を導く。間隔102は、ノーマルおよびバックアップディスプレイモードの両方で、構成物に要求される見易さを提供するために選択され得る(すなわち、100が要求された画像を表示しているとき、および100が破損または使用不能で、101が要求された画像を表示しているとき、現在静止しているモジュール100を通り抜けて表示される)。間隔102は、ゼロまたはそれよりも大きい大きさであり得る。
各モジュール100、101は、図13に図示されるように、一般にピクセルすなわち画素と呼ばれる光シャッターのマトリックスを含み得る。図13は、ピクセル1302のフラットパネルマトリックスをさらに備える導光基板1301を備える、モジュール100、101を図示する。透明な(例えば、ガラス、プラスチックなど)基板1303は、導光基板1301の背後にあり、基板1301と平行関係にあり得る。モジュール100、101は、その全体が本明細書中に援用される米国特許番号第5,319,491号において開示されるような、示されたそれらの要素以外の要素を備え得ることに留意されたい。本明細書中で考察される各モジュールが、図13に示されるように構成され得ることにさらに留意されたい。
図14Aおよび14Bで図示されるような各ピクセル1302は、ガラス基板1303、導光基板1401、透明な導電性グラウンド層1402、変形可能なエラストマー層1403、および透明電極1404を備え得る。
ピクセル1302は、ディスク1405として簡単に示される(しかし、ディスクの形状に制限はない)透明な要素をさらに備え、ディスクは、電極1404の上部に配置され、好ましくは、導光基板1401を構成する材料と同一の、高光屈折率の材料で形成される。
この特定の実施形態では、導光基板1401とディスク1405との間の間隔が非常に正確に制御される必要がある。特に、静止状態において、導光基板1401とディスク1405との間の間隔は、導かれた光の波長のおよそ1.5倍であるが、任意の場合でのこの間隔は、1波長よりも長く維持されなければならないということが知られている。したがって、グラウンド層1402、変形可能なエラストマー層1403、および電極1404の相対的な厚さは、正確に調節される。活性状態において、ディスク1405は、以下に考察されるように、導光基板1401の上部表面から1波長以下の間隔で、容量性作用によって引っ張られなければならない。
動作中において、ピクセル1302はエバネッセント(evanescent)結合効果を利用し、それによって、TIR(全内的反射)は、くぼみ1406を生じる静電誘引効果を受け、変形可能なエラストマー層1403の配置構造を改変することによって、ピクセル1302で妨害される(図14Bに示され得る)。この結果生じたくぼみ1406は、ディスク1405を導光基板のエバネッセント場の範囲内に導く(一般的には導光基板1401から外へ、1波長の間隔で広がる)。光の電磁波の性質は、光に介在性(intervening)の低屈折率クラッドを「ジャンプ」させる。すなわち、静電気的に動作する動的な凹面1406に取り付けられた接続ディスク1405を越えて、変形可能なエラストマー層1403は、したがってガイダンス状態およびTIRを無効にする。光線1407(図14Aに示す)は、静止の導光状態を表示する。光線208(図14Bに示す)は動的な状態であり、光は導光基板1401からつながっている。
電極1404とグラウンド層1402との間隔は、例えば1マイクロメートルと、非常に小さく、室温加硫シリコンの薄い堆積物のような、変形可能な層1403によって占有される。電圧が低い間、キャパシタの平行電極板(実質的には、平行板キャパシタを形成する電極1404およびグラウンド層1402)間の電界は、図14Bに図示されるように、可変性のエラストマー層1403を変形する変形力をかけるために、十分強い。導光基板1401内に導かれる光は、存在する屈折率によって、臨界角よりも大きい入射角でゆがみを引き起こし、電極1404およびディスク1405を通じて基板1401の中から出てくる光と結合する。
キャパシタの平行電極板間の電界は、キャパシタの充電および放電によって制御され得、そして電極1404とグラウンド層1402との間に効率的に誘引力を生じる。キャパシタを充電することによって、極板間の静電気力の強さは増大し、その結果、図14Bに図示されるように、エラストマー層1403のゆがみを増加させ、電極1404およびディスク1405を通じて基板1401の中から出てくる光の結合を終わらせる。キャパシタを放電することによってエラストマー層1403は最初の配置状態に戻り、その結果、図14Aに示されるように、光導波基板1401から出る光の結合を終わらせる。ピクセル1302の機能に関する付加的な詳細は、米国特許番号第5,319,491号で開示され、その全体が本明細書中に援用される。
図1に戻り、図1が単一冗長性(単一バックアップモジュール)を示す構成物を図示するのに対して、図2は二重冗長性(第1モジュールを補助するための第2および第3のモジュールの両方を利用する)の構造の本発明の実施形態を図示している。第1のモジュール200は、第1のバックアップモジュール201と平行関係で配置され、次いで第2のバックアップモジュール202と平行関係で配置されている。第1と第2のモジュールとの間隔(203)および第2と第3のモジュールとの間隔(204)は、以前に図1の各所で開示された基準を満たす。
図3は、システム冗長性の任意の不定のレベルおよび本発明の実施形態による欠陥の許容範囲に対して本発明を概括する。第1のディスプレイ300は、連結スタッキング配列する平行関係302で配置された補助的なディスプレイを有し、スタックの最後のモジュール301まで表わされる冗長性の最後のレベルまで増す。この構成物の各要素の間隔301は、図1での隙間の間隔のように、定められた基準を満たす。スタックでの任意のモジュールは、第1のディスプレイとして使用され得る。さらに、1つ以上のモジュールが、同時にアクティブであり得る。
図4は、図1の構成物に、本発明の実施形態による静的不透明(黒)平面バックグラウンドの追加を図示する。モジュール400は、バックアップモジュール401と平行な間隔の関係403で配置され、一方で静的な不透明の平面バックグラウンド402は、それ自身がバックアップモジュール402と平行な関係404で配置される。平面バックグラウンド402は、静的と呼ばれる。なぜなら、それは永久に不透明であり、不透明状態と透明状態が動的に変わる能力がないからである。全体として構成物に対して対照させるバックグラウンドを提供し、動作時の400および活性化時の401と、ビデオ信号でエンコードされた画像の表示は両方とも、構成物に供給される。
図5は、図1の構成物に、本発明の実施形態による少なくとも1つの動的不透明(黒)平面バックグラウンドの追加を図示する。第1のモジュール500は、バックアップモジュール502と平行な間隔の関係で配置され、他方では、500と502の両方とも、それらと平行な間隔の関係で配置された不透明背面バックグラウンド(501および503のそれぞれ)を付随し、その結果、501は500と502との間に位置を定められ、一方で503は、501から502の反対側に位置を定められる。不透明平面バックグラウンド501は、不透明モードから透明モードに動的に変わる能力がなければならなず、一方で502は、静的不透明平面バックグラウンドまたは動的不透明平面バックグラウンドのどちらかである。500が動作するとき、501は不透明(黒)モードであり得る。500が破損または不活性化している場合、要素501は次いで、502にとって望ましい透明になり、500および501の組み合わせを通じて表示され、503は実際に静的ではなく動的である場合に不透明に設定される。
図6は、図1のような、単一冗長構成物のアルゴリズムの本発明の実施形態を図示する。アルゴリズムは、図4のような静的平面バックグラウンドが組み込まれた実例に適用される。図6を参照すると、単一冗長構成物のアルゴリズム600は、第1のディスプレイの破損がステップ601において検出されたかどうかを決定し得る。破損が検出されなかった場合、次いで、オペレーターがバックアップディスプレイへの転換を開始するかどうかについて、ステップ602において決定が行なわれる。オペレーターがバックアップディスプレイに転換しない場合は、次いでステップ603において、システムクロックが第1のディスプレイ破損検出およびオペレーターコマンドの周期的なポーリングを開始する。システムクロックが第1のディスプレイ破損検出およびオペレーターコマンドの周期的なポーリングを開始することに次いで、ステップ601において、第1のディスプレイ破損が検出されるかどうかどうかについての決定が行なわれる。
第1のディスプレイ破損が検出された場合、次いで、ステップ604において、第1のディスプレイは、静止して完全に透明な状態で配置するために不活性状態にされる。ステップ602を参照すると、オペレーターがバックアップディスプレイへの転換を始めた場合、次いでステップ604において、第1のディスプレイは静止して、完全に透明な状態で配置するために不活性化させる。
ステップ605において、第2のディスプレイが活性化され、ビデオ信号は第1のディスプレイに代わって第2のディスプレイにルートを定められる。
動的平面バックグラウンドが実行される場合には、図7の改変されたアルゴリズムが課され得る。両方のアルゴリズム(図6および7)は容易に拡張することができると理解され、したがって、図2または図3で開示されるような、より複雑な構成物に対して、より高いシステム冗長性で処理するために、技術的に見識のある誰もが改変し得る。
図7を参照すると、図7は動的平面バックグラウンドが実行するアルゴリズム700の本発明の実施形態を図示する。ステップ701において、第1のディスプレイ破損が検出されるかどうかについての決定が行なわれる。破損が検出されなかった場合、次いでステップ702において、オペレーターがバックアップディスプレイへの変換を始めるかどうかについて決定が行なわれる。オペレーターがバックアップディスプレイへの転換を開始しなかった場合、ステップ703において、システムクロックが第1のディスプレイの破損検出およびオペレーターコマンドの周期的なポーリングを開始する。システムクロックが第1のディスプレイの破損検出およびオペレーターコマンドの周期的なポーリングを開始することに次いで、ステップ701において、第1のディスプレイ破損が検出されるかどうかについての決定が行なわれる。
第1のディスプレイの破損が検出された場合、次いでステップ704において、第1のディスプレイが、静止して完全に透明な状態で第1のディスプレイを配置するために、不活性状態にされる。ステップ703を参照すると、オペレーターがバックアップディスプレイへの転換を始めた場合、次いでステップ704において、第1のディスプレイは、静止して完全に透明な状態で配置するために不活性状態にされる。
ステップ705において、第1のディスプレイの動的不透明バック層が不活性状態にされ、それによって第1のディスプレイの動的不透明バック層は透明になる。さらに、ステップ705において、第2のディスプレイの動的バック層が活性化され、それによって第2のディスプレイの動的バック層は不透明になる。
ステップ706において、第2のディスプレイが活性化され、そしてビデオ信号は第1のディスプレイに代わって第2のディスプレイにルート決めされる。
図8は、ディスプレイ情報のハードウェア分離が多レベルの安全性を達成するために必要とされる状態についての、本発明の実施形態のアプリケーションを図示する。例示的な目的に対し、モジュール800は「非機密(unclassified)」と判断される情報を表示するために組み込まれ、一方でモジュール801は「機密(confidential)」と判断される情報を表示するために組み込まれ、一方でモジュール802は「秘密(secret)」と判断される情報を表示するために組み込まれる。この三重の構成物は、どのディスプレイが活性化し、そして活性化していないのかを、ユーザーパスワードの分析によって決定し得る、一部の情報システムであり、したがって、機密情報の表示において、さまざまな安全性レベルのハードウェア分離を提供する。平行な間隔で配置された関係803および804は、以前に開示された上記の間隔への一般的な基準に従う。異なるモジュールの異なる分野の情報を表示するための方法は、以下に考察される。
図15は、本発明の実施形態による、異なるモジュールの異なる分野の情報を表示するための、方法1500の本発明の実施形態のフローチャートである。
図15を参照すると、ステップ1501において、第1のモジュール、例えばモジュール800(図8)は、非機密情報を表示するために組み込まれる。一実施形態において、ユーザーが非機密情報を読み出すことを許可するために、指定されたパスワードを入力する場合のみ、第1のモジュールが非機密情報を表示するように組み込まれ得る。
ステップ1502において、第2モジュール、例えばモジュール801(図8)は、機密情報を表示するために組み込まれる。一実施形態において、ユーザーが機密情報を読み出すことを許可するために、指定されたパスワードを入力する場合のみ、第2のモジュールが機密情報を表示するように組み込まれ得る。機密情報を読み出すことを許可するパスワードは、ユーザーが非機密情報を許可するパスワードと異なり得る。
ステップ1503において、第3モジュール、例えばモジュール802(図8)は、秘密情報を表示するために組み込まれている。一実施形態において、ユーザーが秘密情報を読み出すことを許可するために、指定されたパスワードを入力する場合のみ、第3のモジュールが秘密情報を表示するように組み込まれ得る。
図9を参照すると、図9は本発明の実施形態による多くのモジュール(900,901、そしてそれらの間に点線で描かれた全てのモジュール)から構成される、任意の複雑な構成物の利用の可能性を図示している。各々のモジュールは、スタックでその隣接する対象物と平行な間隔の関係902で配置される。生成された三次元の画像の性質は、モジュールの数に比例し、間隔902に反比例する。そして、構成物のZ軸精度を規定する。適切にエンコードされた情報に加えて、この構成物を使用する擬似三次元画像を生成することが可能である。図9によって示された例は、構成物を備えるモジュール900からモジュール901までの平面と垂直である中心軸を有する固体シリンダーである。構成物を備えるスタックの各モジュールは、表示された三次元対象物とモジュールの平面との間の交差の線を表示する。従って、900と901との間のモジュールは、シリンダーの外側のみを表示するように示される。光学的出力電力の過度の指向性は、構成物の範囲内に表示される固体の要求される効果を低下させる。
図10は、本発明の実施形態による単純な(単一レベル)冗長性を組み込む、「現実のオーバーレイ」ディスプレイシステムを図示する。通常動作中、監視者はモジュール1000および1001の両方を通じて全体を検分する。モジュール1000は、第1ディスプレイであり、モジュールを通じて見られるような実在の画像にオーバーレイされた情報を表示し得たり、表示し得なかったりする。1000上に現われ得る、上記の表示された情報は忠告され得、またはターゲット焦点、デジタル処理で質が高められた画像などを含む。モジュール1000が壊れ、監視者によって外されれば、モジュール1000と平行な間隔の関係1002で配置されたモジュール1001は活性化され、そして監視者は1000および1001を通じて実体面を再度表示する。しかし、オーバーレイされた情報は、1000よりもむしろ1001の表面から送られる。定義により、現実のオーバーレイディスプレイアプリケーションは、本明細書中の他のディスプレイアプリケーションに見出し得るような、任意の不透明な要素を組み込まない。
図11は、図8の記載で詳細に説明されるようなハードウェア分離を使用する、多層の安全性を実行するための方法1100のフローチャートの本発明の実施形態である。さまざまな用語(ログイン、ポーリングなど)は、限定的な意味で解釈されない。但し、システムセキュリティの当業者の誰もが周知の一般原則に沿って広範である。
図11を参照し、ステップ1101において、ログインフラグが第1のセキュリティレベルにセットされるかどうかについての決定が行なわれる。ログインフラグが第1のセキュリティレベルにセットされない場合、次いでステップ1102において、ログインフラグが第2のセキュリティレベルにセットされるかどうかについての決定が行なわれる。ログインフラグが第2のセキュリティレベルにセットされない場合、次いでステップ1103において、ログインフラグが第3のセキュリティレベルにセットされるかどうかについての決定が行なわれる。ログインフラグが第3のセキュリティレベルにセットされない場合、次いでステップ1104において、全ての安全なディスプレイが不活性化させ、ログインモードに戻される。ステップ1105において、ユーザーは、ディスプレイを活性であると決定するセキュリティフラグをセットするシステムにログインする。ディスプレイを活性であると決定するセキュリティフラグをセットすることによって、ログインフラグがステップ1101での第1のセキュリティレベルにセットされるかどうかについての決定が行なわれる。
ログインフラグが第1のセキュリティレベルにセットされる場合、次いでステップ1106において、ディスプレイ800(図8)が保全許可の第1のレベルと結び付き活性化される。ステップ1109において、ユーザーはシステムからのログアウトまたは他の信号(semaphore)を停止させるためにフラグを活性化させる。システムからのログアウトまたは不活性化させるためのフラグを活性化させることによって、全ての安全なディスプレイが不活性化され、そしてステップ1104のログインモードに戻される。
ログインフラグが第2のセキュリティレベルにセットされる場合、次いでステップ1107において、ディスプレイ801(図8)が保全許可の第2のレベルと結び付き活性化される。ステップ1109において、ユーザーはシステムからのログアウトまたは他のセマフォを停止させるためにフラグを活性化させる。システムからのログアウトまたは不活性化させるためのフラグを活性化させることによって、全ての安全なディスプレイが不活性化され、そしてステップ1104のログインモードに戻される。
ログインフラグが第3のセキュリティレベルにセットされる場合、次いでステップ1108において、ディスプレイ802(図8)が保全許可の第3のレベルと結び付き活性化される。ステップ1109において、ユーザーはシステムからのログアウトまたは他のセマフォを停止させるためにフラグを活性化させる。システムからのログアウトまたは不活性化させるためのフラグを活性化させることによって、全ての安全なディスプレイが不活性化され、そしてステップ1104のログインモードに戻される。
図12は、図9に示される多重のオーバーレイされたディスプレイを使用する、擬似三次元画像を実行するための方法1200の本発明の実施形態である。このシステムで表示される対象物の表面のでこぼこに比例したエネルギーを伝え続けるために、対象物の表面のみが生成される。包括的な(すなわち、900および901自身を含む)ディスプレイ900とディスプレイ901との間の各々の要素によって形成される仮想平面を有するこの表面の交差部分は、適切な情報を図9で検討された構成物の各要素に供給するためのエンコード構造を提供する。
図12を参照し、ステップ1201において、ディスプレイの仮想平面を有する三次元対象物の表面の交差部分は、900(図9)と901(図9)との間に配置される多層内の各ディスプレイに対して決定される。ステップ1202において、予測された交差部分が存在するかどうか、そしてエンコードされ得るかについての決定が行なわれる。
予測された交差部分が存在し、そしてエンコードされ得る場合、次いでステップ1203において、三次元固体間の交差部分の線および選択されたディスプレイの仮想平面は、エンコードされ、そして画像はディスプレイ上に生成される。ステップ1204において、900と901との間の全てのディスプレイがポーリングされるかどうかについての決定が行なわれる。
しかし、予測された交差部分が存在しないおよび/またはエンコードし得ない場合、次いでステップ1204において、900と901との間の全てのディスプレイがポーリングされるかどうかについての決定が行なわれる。
900と901との間の全てのディスプレイがポーリングされない場合、次いでステップ1201において、ディスプレイの仮想平面を有する三次元対象物の表面の挿入物は、900と901との間に配置される多層内の各ディスプレイに対して決定される。
しかし、900と901との間の全てのディスプレイがポーリングされた場合、次いでステップ1205において、三次元対象物を描写するデータを含む画像データのフレームが受容される。画像データのフレームを受容することによって、ディスプレイの仮想平面を有する三次元対象物の表面の挿入物は、ステップ1201における900と901との間に配置される多層内の各ディスプレイに対して決定される。
システムおよび方法は、様々な実施形態に関連して記載されるが、本明細書中に規定された特定の方法に制限されるという意図はない。これに対して、代替、改変および均等物のような範囲に渡ることを意図し、添付された請求の範囲によって規定されるような本発明の精神および範囲内に合理的に含まれ得る。
100 第1のモジュール
101 第2のバックアップモジュール
102 間隔
200 第1のモジュール
201 第1のバックアップモジュール
202 第2のバックアップモジュール
203 間隔
204 間隔
300 第1のディスプレイ
301 モジュール
400 モジュール
401 バックアップモジュール
402 平面バックグラウンド
500 第1のモジュール
501 背面バックグラウンド
502 バックアップモジュール
503 背面バックグラウンド
800 モジュール
801 モジュール
802 モジュール
900 モジュール
901 モジュール
902 間隔
1000 モジュール
1001 モジュール
1301 導光基板
1302 ピクセル
1303 透明基板
1401 導光基板
1402 導電性グラウンド層
1403 エラストマー層
1404 透明電極
1405 ディスク
1406 くぼみ
1407 光線
101 第2のバックアップモジュール
102 間隔
200 第1のモジュール
201 第1のバックアップモジュール
202 第2のバックアップモジュール
203 間隔
204 間隔
300 第1のディスプレイ
301 モジュール
400 モジュール
401 バックアップモジュール
402 平面バックグラウンド
500 第1のモジュール
501 背面バックグラウンド
502 バックアップモジュール
503 背面バックグラウンド
800 モジュール
801 モジュール
802 モジュール
900 モジュール
901 モジュール
902 間隔
1000 モジュール
1001 モジュール
1301 導光基板
1302 ピクセル
1303 透明基板
1401 導光基板
1402 導電性グラウンド層
1403 エラストマー層
1404 透明電極
1405 ディスク
1406 くぼみ
1407 光線
Claims (40)
- カラー画像を提供するために構成される、第1の視覚的に透明なカラーディスプレイモジュールと、
該第1のカラーディスプレイモジュールのディスプレイ表面に垂直のZ軸に実質的に沿ってスタックされた構造において、該第1のカラーディスプレイモジュールと間隔を空けた関係で配置される第2のディスプレイモジュールと、を備えたディスプレイシステムであって、
各ディスプレイモジュールは、選択的に、視覚画像を表示するために活性化されるか、または静止状態に不活性化され得、該第2のディスプレイモジュールがその視覚画像を表示するために活性化されるとき、前記第2のディスプレイモジュールに表示される視覚画像が、前記第1のカラーディスプレイモジュールが静止状態にあるとき、前記第1のカラーディスプレイモジュールを通して前記第2のディスプレイモジュールに表示される視覚画像を見る視聴者の視点から歪んでいない状態で現れる、ディスプレイシステム。 - 実質的にZ軸に沿ったスタック構造において、前記第2のディスプレイモジュールと間隔を空けた関係で配置される第3のディスプレイモジュールをさらに備える、請求項1に記載のディスプレイシステム。
- 前記第2のディスプレイモジュールがその視覚画像を表示する活性状態にあるとき、前記第1のカラーモジュールは静止状態で視覚的に透明である、請求項1に記載のディスプレイシステム。
- 単一ディスプレイモジュールが、ちょうどよい時点で画像を表示するために活性化される、請求項1に記載のディスプレイシステム。
- 前記ディスプレイモジュールの両方が、同時にそれらの各々の画像を表示するために活性化される、請求項1に記載のディスプレイシステム。
- 前記第1のディスプレイモジュールからZ軸方向に遠位の前記第2のディスプレイモジュールの背後に配置される静的不透明層をさらに備え、該第2のディスプレイモジュールが視覚的に透明なカラーディスプレイモジュールである、請求項1に記載のディスプレイシステム。
- 前記第1のディスプレイモジュールからZ軸方向に遠位の前記第2のディスプレイモジュールの背後に配置される動的不透明層をさらに備え、該動的不透明層は不透明視覚状態にするために活性化され、透明視覚状態にするために不活性化され得る、請求項1に記載のディスプレイシステム。
- 前記第1のディスプレイモジュールからZ軸方向に遠位の前記第2のディスプレイモジュールの背後に配置される不透明層と、該第1のディスプレイモジュールと第2のディスプレイモジュールとの間に配置される動的不透明層とをさらに備え、該動的不透明層は、視覚的に不透明状態にするために活性化され、視覚的に透明状態にするために不活性化され得る、請求項1に記載のディスプレイシステム。
- 前記第1のディスプレイモジュールおよび前記第2のディスプレイモジュールが、X軸およびY軸に沿って互いに実質的に平行である、請求項1に記載のディスプレイシステム。
- 前記第1のディスプレイモジュールおよび前記第2のディスプレイモジュールは、X軸およびY軸に沿って互いに平行ではなく、前記第2のディスプレイモジュールによって表示される視覚画像が、該第1のディスプレイモジュールを通して見えるように位置調整されている、請求項1に記載のディスプレイシステム。
- ディスプレイシステムを動作する方法であって、
第1の視覚的に透明なカラーディスプレイモジュールを提供する工程であって、該第1の視覚的に透明なディスプレイモジュールが、第1の画像を表示するために活性化され、静止状態にするために不活性化され得る、工程と、
該第1のカラーディスプレイモジュールのディスプレイ表面に垂直のZ軸に実質的に沿ってスタックされた構造において該第1のカラーディスプレイモジュールと間隔を空けた関係で配置された第2のディスプレイモジュールを提供する工程であって、該第2のディスプレイモジュールが、選択的に第2の画像を表示するために活性化され、静止状態にするために不活性化され得る、工程と、
その各々の画像を表示するためにディスプレイモジュールを活性化する工程であって、該第2のディスプレイモジュールが前記第2の画像を表示するために活性化される時、前記第2の画像が、前記第1のディスプレイモジュールが静止状態にあるとき、前記第1のディスプレイモジュールを通して前記第2の画像を見る視聴者の視点から歪んでいない状態で現れる、工程と
を包含する、方法。 - Z軸に実質的に沿ったスタック構造の前記第2のディスプレイモジュールと間隔を空けた関係で配置される第3のディスプレイモジュールを提供する工程をさらに包含し、該第3のディスプレイモジュールは、第3の画像を表示するために選択的に活性化され、静止状態にするために不活性化され得、該第3のディスプレイモジュールが前記第3の画像を表示するために活性化される時、前記第3の画像は、前記第1及び第2のディスプレイモジュールが共に静止状態にあるとき、前記第1及び第2のディスプレイモジュールを通して前記第3の画像を見るとき、視聴者の視点から歪んでいない状態で現れる、請求項11に記載の方法。
- ちょうどよい時点におけるその各々の画像を表示するための単一のディスプレイモジュールを活性化する工程をさらに包含し、前記第2のディスプレイが前記第2の画像を表示するために活性化される時、前記第1のディスプレイモジュールは静止状態において視覚的に透明である、請求項11に記載の方法。
- それらの各々の画像を表示するために、2つ以上のディスプレイモジュールを同時に活性化する工程をさらに包含する、請求項11に記載の方法。
- 前記カラーディスプレイモジュールからZ軸方向に遠位の前記第2のディスプレイモジュールの背後に配置される静的不透明層を提供する工程をさらに包含し、該第2のディスプレイモジュールが視覚的に透明である、請求項11に記載の方法。
- 前記第1のディスプレイモジュールからZ軸方向に遠位の前記第2のディスプレイモジュールの背後に配置される動的不透明層を提供する工程をさらに包含し、該動的不透明層は不透明な視覚状態のために活性化され、透明な視覚状態のために不活性化され得る、請求項11に記載の方法。
- 前記動的不透明層を不透明な視覚状態にするために活性化する工程をさらに包含する、請求項16に記載の方法。
- 前記動的不透明層を透明な視覚状態のために不活性化する工程をさらに包含する、請求項16に記載の方法。
- 前記第1のディスプレイモジュールからZ軸方向に遠位の前記第2のディスプレイモジュールの背後に配置される不透明層、および該第1のディスプレイモジュールと第2のディスプレイモジュールとの間に配置される動的不透明層を提供する工程をさらに包含し、該動的不透明層は、視覚的に不透明な状態にするために活性化され、視覚的に透明状態にするために不活性化され得る、請求項11に記載の方法。
- 画像を表示するために前記第1のディスプレイモジュールを活性化する工程と、視覚的に不透明な状態にするために前記動的不透明層を活性化する工程と、をさらに包含する、請求項19に記載の方法。
- 前記第1の画像を表示するために前記第1のディスプレイモジュールを活性化する工程と、視覚的に透明な状態にするために前記動的不透明層を不活性化する工程と、をさらに包含する、請求項19に記載の方法。
- 前記第2の画像を表示するために前記第2のディスプレイモジュールを活性化する工程をさらに包含し、前記第1のディスプレイモジュールは静止状態で視覚的に透明であり、動的不透明層は不活性化されて視覚的に透明な状態である、請求項19に記載の方法。
- 前記第2のディスプレイモジュールの背後に配置される前記不透明層はまた、視覚的に不透明な視覚状態にするために活性化され、視覚的に透明な状態にするために不活性化されるように設定可能な動的不透明層であり、請求項19に記載の方法。
- 前記第1のディスプレイモジュールからZ軸方向に遠位の前記第3のディスプレイモジュールの背後に配置される動的不透明層を提供する工程をさらに包含し、該動的不透明層は不透明な視覚状態にするために活性化され、透明な視覚状態にするために不活性化され得る、請求項12に記載の方法。
- 前記第1ディスプレイモジュールからZ軸方向に遠位の前記第3のディスプレイモジュールの背後に配置される不透明層と、該第1のディスプレイモジュールと第2のディスプレイモジュールとの間に配置される動的不透明層を提供する工程をさらに包含し、該動的不透明層は視覚的に不透明な状態にするために活性化され、視覚的に透明状態にするために不活性化され得る、請求項12に記載の方法。
- 第1のディスプレイ面を有する第1の視覚的に透明なカラーディスプレイモジュールと、
第2のディスプレイ面を有する第2のディスプレイモジュールと、を備えるディスプレイシステムであって、
前記第1及び第2のディスプレイモジュールが、前記第1のディスプレイ面に垂直なZ軸に実質的に沿ったスタック構造に配置され、前記第1及び第2のディスプレイ面が同一のX−Y平面において位置調整されず、
前記第1及び第2のディスプレイモジュールの各々は、選択的に、視覚画像を表示するために活性化されるか、視覚的に透明な静止状態にするために不活性化され得、該第2のディスプレイモジュールがその各々の視覚画像を表示するために活性化される時、前記第2のディスプレイモジュールに表示される視覚画像が、前記第1のディスプレイモジュールが視覚的に透明な静止状態にあるとき、前記第1のディスプレイモジュールを通して前記第2のディスプレイモジュールに表示される視覚画像を見る視聴者の視点から歪んでいない状態で現れる、ディスプレイシステム。 - 第3のディスプレイ面を有する第3のディスプレイモジュールをさらに備え、該第3のディスプレイモジュールがZ軸に実質的に沿ったスタック構造において、前記第2のディスプレイモジュールと間隔を空けた関係で配置され、前記第1、第2及び第3のディスプレイ面が同一のX−Y平面において位置調整されていない、請求項26に記載のディスプレイシステム。
- 前記第1、第2及び第3のディスプレイ面は、それらの各々のX軸およびY軸に沿って互いに平行ではなく、前記第2のディスプレイモジュールによって表示された視覚画像は、該第1のディスプレイモジュールを通して視聴者によって見ることができるように位置調整されている、請求項27に記載のディスプレイシステム。
- 前記第1のディスプレイモジュールからZ軸方向に遠位の前記第2のディスプレイモジュールの背後に配置された動的不透明層をさらに備え、該動的不透明層が不透明な視覚状態にするために活性化され、透明な視覚状態にするために不活性化され得る、請求項26に記載のディスプレイシステム。
- 前記第1のディスプレイモジュールからZ軸方向に遠位の前記第2のディスプレイモジュールの背後に配置された第1の不透明層と、該第1のディスプレイモジュールと該第2のディスプレイモジュールとの間に配置された第2の不透明層とをさらに備え、前記第2の不透明層は、視覚的に不透明な視覚状態にするために活性化され、視覚的に透明な状態にするために不活性化されるように構成される動的不透明層である、請求項26に記載のディスプレイシステム。
- 前記第1のディスプレイモジュールからZ軸方向に遠位の前記第3のディスプレイモジュールの背後に配置された第3の不透明層をさらに備え、前記第3の不透明層は不透明な視覚状態にするために活性化され、透明な視覚状態にするために不活性化されるように構成される動的不透明層であり、前記第2の不透明層は不透明な視覚状態にするために活性化され、透明な視覚状態にするために不活性化されるように構成される動的不透明層である、請求項27に記載のディスプレイシステム。
- 前記第1のディスプレイモジュールからZ軸方向に遠位の前記第3のディスプレイモジュールの背後に配置された不透明層と、該第1のディスプレイモジュールと該第2のディスプレイモジュールとの間に配置された動的不透明層とをさらに備え、該動的不透明層は視覚的に不透明な視覚状態にするために活性化され、視覚的に透明な状態にするために不活性化され得る、請求項27に記載のディスプレイシステム。
- 前記第1の視覚的に透明なカラーディスプレイモジュールが、導光板及び光源を備え、前記第1のカラーディスプレイモジュールが活性状態にあるとき、前記光源が、フィードル順次式カラー光を前記導光板の端部に進める、請求項1に記載のディスプレイシステム。
- 前記第1の視覚的に透明なカラーディスプレイモジュールが、漏れ全反射(FTIR)ディスプレイモジュールである、請求項1に記載のディスプレイシステム。
- 前記第1の視覚的に透明なカラーディスプレイモジュールが、漏れ全反射(FTIR)ディスプレイモジュールである、請求項11に記載の方法。
- 前記第1の視覚的に透明なカラーディスプレイモジュールが、漏れ全反射(FTIR)ディスプレイモジュールである、請求項26に記載のディスプレイシステム。
- Z軸に実質的に沿ってスタックされた構造において、前記第3のディスプレイと間隔を空けた関係で配置される1つ以上の追加のディスプレイモジュールを備え、前記ディスプレイシステムが、活性化し、前記第1、第2、第3及び1つ以上の追加のディスプレイモジュールの各々に擬似三次元画像の一部を表示することにより擬似三次元画像を表示するために構成される、請求項2に記載のディスプレイシステム。
- 前記第1の視覚的に透明なカラーディスプレイモジュールが、漏れ全反射(FTIR)ディスプレイモジュールの原理に基づいた前記カラー画像を表示する働きをするように構成される、請求項1に記載のディスプレイシステム。
- 前記第1、第2及び第3のディスプレイモジュールの2つ以上を同時に活性化する工程と、
前記2つ以上の活性化されたディスプレイモジュールの各々の画像を同時に表示する工程と、を備え、
前記2つ以上の活性化されたディスプレイモジュールの各々の画像が表示されるとき、前記表示された各々の画像が、視聴者の視点から重ね合わされた状態で現れる、請求項12に記載の方法。 - 前記第1、第2及び第3の画像が各々、第1、第2及び第3の安全検査認証を対象とする情報をそれぞれ含み、
前記ディスプレイシステムを動作する方法が、
前記第1の安全検査認証が提供された場合のみ、前記第1のディスプレイモジュールに前記第1の画像を表示する工程と、
前記第2の安全検査認証が提供された場合のみ、前記第2のディスプレイモジュールに前記第2の画像を表示する工程と、
前記第3の安全検査認証が提供された場合のみ、前記第3のディスプレイモジュールに前記第3の画像を表示する工程と、
をさらに備える、請求項12に記載の方法。
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