JP4795436B2 - 平面領域を有する裸眼立体視ディスプレイ - Google Patents

Description

通常はフラットパネルに関する電子裸眼立体視ディスプレイの技術は、現在ではさまざまなアプリケーションに利用可能なまでに進歩している。それぞれのアプリケーションに専用の裸眼立体視ディスプレイが利用できるが、ワードプロセッシングなどの平面表示アプリケーションと立体表示アプリケーションとの間を行き来しながら、両方の種類のアプリケーションで鮮明なイメージが得られることを求めるコンピュータユーザが存在する。裸眼立体視モードと平面モードのいずれでも機能するが同時に両方のモードで機能させることはできないデュアルモードモニタを実現する技術は存在する。

レンチキュラ（またはラスタバリア（raster barrier））選択装置を使用するディスプレイでは、レンズシート断片の屈折特性によって、デスクトップアイコン、タスクバー、ドロップダウンメニューなどの小さいポイント数の字体や高解像度イメージ要素が歪んでしまうことが大きな問題となる。したがって、レンズシートを配置した裸眼立体視モニタは、通常は、立体視情報と微細な字体やアイコンとを同時に表示するために使用することができない。この問題を解決するために、これまでにさまざまな手法が検討されてきた。たとえば、同時係属中の米国特許出願第０９／９４３，８９０号「裸眼立体視レンチキュラスクリーン（ＡＵＴＯＳＴＥＲＥＯＳＣＯＰＩＣ ＬＥＮＴＩＣＵＬＡＲ ＳＣＲＥＥＮ）」には、レンチキュラスクリーンなどのオーバーレイを用いるディスプレイが開示されている。レンチキュラのリッジ（ridge）がフラットパネル面側に向かって内向きに設けられ、フラットパネル面とレンチキュラのリッジとの間にチャンバが形成され、このチャンバが液体を保持し、液体を抜いて空にすると３Ｄ表示を提供して液体で満たすとスクリーンの屈折特性が打ち消される。

米国特許第５，５００，７６５号「２Ｄ／３Ｄ切り替え可能な裸眼立体視ディスプレイ（ＣＯＮＶＥＲＴＩＢＬＥ ２Ｄ／３Ｄ ＡＵＴＯＳＴＥＲＥＯＳＣＯＰＩＣ ＤＩＳＰＬＡＹ）」には、レンチキュラオーバーレイがフラットパネル前面と密に接触しているがリッジは外向きであるディスプレイが開示されている。レンチキュラの「屈折」特性を打ち消すには、レンチキュラオーバーレイと嵌め合うようにリッジが逆向きになっているレンチキュラスクリーンを、レンチキュラオーバーレイのレンチキュラスクリーン上に適切な位置合わせで配置することで、重ね合わさるスクリーンが元の屈折を無効にする。

別の手法としては、フラットパネルディスプレイに密に並置すると正しい位置合わせで堅固に保持される、取り外し可能なレンチキュラスクリーンの製造が挙げられる。

シャープ株式会社やＤＴＩテクノロジーズ社のプレスリリースに記載された別の手法では、液晶変調器を映像ディスプレイ表面に適切に近接させて用いる。この変調器は、オンとオフを切り替えてラスタバリアとクリアカバーシートとの間を移行できるルーリング（ruling）で構成されている。ラスタバリアモードでは、立体視イメージを表示することができる。これは周知技術であるので、ここでは説明しない。しかしながら、光学的観点から、レンズシートとラスタバリアとの間には多かれ少なかれ互換性があり、一方に対して作成された情報を他方を用いて表示できることに注目されたい。よって、ここに開示する本発明の技術をレンチキュラシートに関連付けて説明するが、この技術は原理的にはラスタバリア選択装置技術にも適用することができる。

米国特許出願第０９／９４３，８９０号 米国特許第５，５００，７６５号

これら２状態を用いる手法（立体と平面）にどのような利点が存在しても、これらの手法では、ディスプレイスクリーンの一部の領域では裸眼立体視によって、また一部の領域では平面モードによって鮮明な表示をユーザが確認できるようにすることに関する本質的な問題を解決することはできない。ここでは、ディスプレイの選択された領域で立体視情報と平面情報の両方を同時に表示する方法を開示する。

デュアルモードレンズシートを開示する。このレンズシートは少なくとも１つの屈折領域と少なくとも１つの非屈折領域を有する。レンズシートをディスプレイに密に並置して保持すると、屈折領域では立体視内容を表示し、同時に非屈折領域では平面内容を表示することができる。ある好適な実施形態では、非屈折領域がレンズシートの一方の側に垂直方向に延びる列を形成し、屈折領域がレンズシートの他方の側に垂直方向に延びる列を形成する。屈折領域は、約１．３：１のアスペクト比を有する画面積を定義すると好適である。屈折領域はレンチキュラからなり、レンチキュラは通常はディスプレイの水平端と直角をなす方向に設けられるが、ディスプレイの水平端に対して任意の角度をなす方向に設けてもよい。

図１は、屈折領域１０２と非屈折領域１０３とを有するレンズシート１０１を示す。図２は、図１に示すレンズシートの小領域１０の透視図である。よって、レンズシート１０１は、一部が屈折性を有し、一部が非屈折性を有する。

屈折領域１０２は、表面が通常は円や扇形の切片であり、罫線がコーデュロイ状またはたらい状（washtub-like）であるレンチキュラ１０４を有する。ヘス（Ｈｅｓｓ）による米国特許第１，１２８，９７９号に初めてこのようなレンチキュラが記載され、このようなレンチキュラを用いた裸眼立体視ディスプレイシステムを記載した従来技術文献は多数存在する。このようなレンチキュラの使用および製造は周知であるので、ここでは説明しない。

非屈折領域１０３は、カバーガラスのように機能し、レンチキュラ領域１０２の屈折特性を持たないが、斜光線はこの領域を通る際にある程度屈折される。

上述したように、レンズシートは、フラットパネルディスプレイに用いると小さいポイント数のテキストやイメージの細部を歪ませることができる。このため、例えばコンピュータグラフィックス表示のユーザが平面的な素材を判読できる何らかの手段を生み出す必要がある。スクリーンのある部分を非屈折用として割り当てることによって、その非屈折領域ではそのスクリーンに固有の解像度が用いられる。ソフトウェアアプリケーションで平面的な素材をその特定の領域に配置したり、ユーザがコンピュータのマウスや標準のＧＵＩ技術を用いてその素材をドラッグアンドドロップで非屈折領域に移動したりすることができる。

図１では、非屈折領域１０３がレンズシートの一方の側で垂直方向に延びる列として示されている。図に示すような垂直方向に延びる列ではなく、矩形、三角形、または水平方向に延びる行を覆う（など、さまざまな形状、大きさ、位置の領域に対応する）領域を容易に想定することもできる。さまざま可能性が考えられる。例えばアプリケーション開発者がドロップダウンメニューの表示位置を制御する場合、このようなスキームは理想的である。適切な裸眼立体視イメージをレンチキュラ領域１０２に配置すると、ユーザはそのイメージを鮮明に表示することができる。

さまざまな製造技術を用いて屈折領域と非屈折領域の配置を実現することができる。レンチキュラは基板に成形、塗布、または積層することができ、型または成形工具の一部を平面にして非屈折領域を作成することができる。実質的には基板を用いずに素材全体において一方の部分に設けられたレンチキュラ部分と他方の部分に設けられたレンチキュラのない部分とを連続させる、種々のスタンピング技術やプレス技術を用いることができる。

非屈折領域１０３が互いに平行な２つの平面１０３ｔ，１０３ｂを有し、このような素材がコンピュータや類似のディスプレイで画像のフレーミングに用いたり反射防止スクリーンとして用いたりするカバーガラスやカバーシートと同等であることは明らかである。

図ではレンチキュラが垂直方向に延びている、つまり、各レンチキュラ間の境界が垂直方向、すなわちディスプレイの水平端と直角をなす方向に設けられた平行線を形成しているが、ウィネク（Ｗｉｎｎｅｋ）による米国特許第３，４０９，３５１号の開示内容を用いて、レンズシートの水平端と垂直端がディスプレイの水平端と垂直端に対応し、かつ実際は水平端が実質的に水平線に平行であると仮定して、これらのレンチキュラ、厳密にはその境界線をレンズシートの水平端と直角以外の角度をなすように設けることができる。

さまざまな変形が可能であるが、本発明の本質は、レンズシート上にレンチキュラのある領域とレンチキュラのない領域とが存在することである。レンズシートは、裏面をディスプレイの平面と平行にして、その平面と密に近接する位置に保持される。通常は、このようなディスプレイは、液晶スクリーンやプラズマスクリーンなどのフラットパネルディスプレイである。屈折領域と非屈折領域の配置にはさまざまな変形が可能であることや、開示目的上、製造技術について簡単に説明または提案を行ったが、ここで説明した技術を特定の製造技術に限定する開示内容が一切ないことは、当業者に明らかである。

約１．８：１の高精細度テレビジョンアスペクト比に準拠するコンピュータグラフィックス用やテレビなどの他の用途に合わせた新しいディスプレイスクリーンも存在する。通常のコンピュータグラフィックス（およびテレビジョンスクリーン）では１．３：１のアスペクト比を用いるので、画像の左端または右端に垂直方向に延びる非屈折の列を用いながら１．３：１のレンチキュラ画面積を確保するスキームが有用であることは容易に理解できる。つまり、ユーザが望むアスペクト比１．３：１の画面積を確保し、残りを非屈折領域として割り当てて文字と数字やアイコンおよびこれらに類似する素材を最も好適に表示することができる。

本発明による、屈折領域と非屈折領域とを有するレンズシートの概略図である。 図１のレンズシートの一部の斜視図である。

Claims (6)

1. 裸眼立体視ディスプレイであって、
   立体視イメージと平面イメージの両方を同時に表示するディスプレイと、
   前記ディスプレイに密に並置して保持されるレンズシートと
   を備え、
   該レンズシートは、屈折領域と互いに平行な２つの平面を有する平面領域とを含み、該屈折領域は、複数の凸面のレンチキュラを有し、前記立体視イメージを受信して該立体視イメージを閲覧者に鮮明に表示するように構成されており、該平面領域は、前記平面イメージを受信して該平面イメージを前記閲覧者に鮮明に表示するように構成されている、裸眼立体視ディスプレイ。
2. 請求項１に記載の裸眼立体視ディスプレイにおいて、前記平面領域が前記レンズシートの一方の側に形成され、前記屈折領域が前記レンズシートの他方の側に垂直方向に延びる列を形成し、前記平面領域と前記屈折領域の境界が垂直方向に延びる、裸眼立体視ディスプレイ。
3. 請求項１または２に記載の裸眼立体視ディスプレイにおいて、前記屈折領域が約１．３：１のアスペクト比を有する画面積を定義する、裸眼立体視ディスプレイ。
4. 請求項1から３のいずれか一項に記載の裸眼立体視ディスプレイにおいて、前記レンチキュラと前記レンズシートの垂直方向の長さが等しい、裸眼立体視ディスプレイ。
5. 請求項４に記載の裸眼立体視ディスプレイにおいて、前記レンチキュラが前記レンズシートの水平端と直角をなす方向に設けられている、裸眼立体視ディスプレイ。
6. 請求項４に記載の裸眼立体視ディスプレイにおいて、前記レンチキュラが前記レンズシートの水平端と鋭角をなす方向に設けられている、裸眼立体視ディスプレイ。

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