(57)【要約】  オートステレオスコピックディスプレイシステムの非１次視域に増加した鮮明度を提供するための方法およびシステムが、提供される。設計は、電子ディスプレイの前部表面と並列して配置されたレンティキュラースクリーンを備える。設計の改良が提供され、改良は、主焦点が電子ディスプレイの前部表面の後ろに位置されるように、電子ディスプレイの前部表面とレンティキュラースクリーン間の距離を固定することを含む。
2008547060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ディスプレイの前部表面に並列して配置されたレンティキュラースクリーンを有するオートステレオスコピックディスプレイシステムにおいて、主焦点が電子ディスプレイの前部表面の後ろに位置されるように、電子ディスプレイの前部表面とレンティキュラースクリーンの間の距離を固定することを含むことを特徴とするオートステレオスコピックディスプレイシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のオートステレオスコピックディスプレイシステムであって、電子ディスプレイの前部表面とレンティキュラースクリーン間の固定された距離が、主焦点が電子ディスプレイの前部表面の後ろに位置されるような厚さで作成されたレンティキュラーシートを含むことを特徴とするオートステレオスコピックディスプレイシステム。
【請求項３】
請求項１に記載のオートステレオスコピックディスプレイシステムであって、電子ディスプレイの前部表面とレンティキュラースクリーンの間で固定された距離が、主焦点が、電子ディスプレイの前部表面の後ろに位置されるような半径で作成されたレンティキュラーシートのレンティキュラー曲率を含むことを特徴とするオートステレオスコピックディスプレイシステム。
【請求項４】
請求項１に記載のオートステレオスコピックディスプレイシステムであって、レンティキュラースクリーンのためのベースライン設計を確立することをさらに含み、かつレンティキュラースクリーンのためのベースライン設計が、レンティキュラースクリーンの主焦点が電子ディスプレイの前部表面の後ろに位置されるように、変更されることを特徴とするオートステレオスコピックディスプレイシステム。
【請求項５】
請求項４に記載のオートステレオスコピックディスプレイシステムであって、電子ディスプレイの前部表面とレンティキュラースクリーンの間の固定された距離が、主焦点が電子ディスプレイの前部表面の後ろに位置されるような厚さで作成されたレンティキュラーシートを含むことを特徴とするオートステレオスコピックディスプレイシステム。
【請求項６】
請求項４に記載のオートステレオスコピックディスプレイシステムであって、電子ディスプレイの前部表面とレンティキュラースクリーン間で固定された距離が、主焦点が、電子ディスプレイの前部表面の後ろに位置されるような半径で作成されたレンティキュラーシートのレンティキュラー曲率を備えることを特徴とするオートステレオスコピックディスプレイシステム。
【請求項７】
請求項１に記載のオートステレオスコピックディスプレイシステムであって、電子ディスプレイの前部表面が、複数のピクセルを含み、かつ主焦点が前記複数のピクセル前部表面の後ろに位置されていることを特徴とするオートステレオスコピックディスプレイシステム。
【請求項８】
前部表面およびそれに付随するレンティキュラースクリーンを有するディスプレイ上にオートステレオスコピックイメージを表示するための方法であって、前記方法が、レンティキュラースクリーンによって確立された焦点が電子ディスプレイの前部表面の後ろに配置されるように、電子ディスプレイの前部表面とレンティキュラースクリーンの間の距離を確立することを含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法であって、確立する前にベースラインレンティキュラースクリーン設計を作成することをさらに含み、ベースライン焦点が、電子ディスプレイの前部表面の前に配置され、かつ前記確立することが、焦点を電子ディスプレイの前部表面の後ろへ移動させるように、レンティキュラースクリーン設計を変更することを含むベースラインレンティキュラースクリーン設計を変更することを含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の方法であって、確立することが、主焦点が電子ディスプレイの前部表面の後ろに位置されるような厚さでレンティキュラーシートを作成することを含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項８に記載の方法であって、確立することが、主焦点が電子ディスプレイの前部表面の後ろに位置されるように個々のレンティキュラー曲率半径を有するレンティキュラーシートを作成することを含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項９に記載の方法であって、確立することが、主焦点が電子ディスプレイの前部表面の後ろに位置されるような厚さで、レンティキュラーシートを作成することを含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項９に記載の方法であって、確立することが、主焦点が電子ディスプレイの前部表面の後ろに位置されるような個々のレンティキュラー曲率半径を有するレンティキュラーシートを作成することを含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項８に記載の方法であって、電子ディスプレイの前部表面が複数のピクセルを備え、かつ主焦点が複数のピクセルの前部表面の後ろに位置されていることを特徴とする方法。
【請求項１５】
前部表面を備える電子ディスプレイ、および
前記電子ディスプレイと並列しているレンティキュラーシートを備え、
前記電子ディスプレイの前部表面とレンティキュラースクリーンの間の距離が、システムに対する主焦点が、電子ディスプレイの前部表面の後ろに位置されるように確立されることを特徴とする、
オートステレオスコピックディスプレイシステム。
【請求項１６】
請求項１５に記載のオートステレオスコピックディスプレイシステムであって、電子ディスプレイの前部表面とレンティキュラースクリーンの間に確立された距離が、主焦点が、電子ディスプレイの前部表面の後ろに位置されるような厚さで作成されたレンティキュラーシートを備えることを特徴とするオートステレオスコピックディスプレイシステム。
【請求項１７】
請求項１５に記載のオートステレオスコピックディスプレイシステムであって、電子ディスプレイの前部表面とレンティキュラースクリーンの間に確立された距離が、主焦点が電子ディスプレイの前部表面の後ろに位置されるような半径で作成されたレンティキュラーシートのレンティキュラー曲率を備えることを特徴とするオートステレオスコピックディスプレイシステム。
【請求項１８】
請求項１５に記載のオートステレオスコピックディスプレイシステムであって、レンティキュラースクリーンのためのベースライン設計のためのベースライン設計を確立することをさらに含み、かつレンティキュラースクリーンのためのベースライン設計が、レンティキュラースクリーンの主焦点が電子ディスプレイの前部表面の後ろに位置されるように変更されることを特徴とするオートステレオスコピックディスプレイシステム。
【請求項１９】
請求項１８に記載のオートステレオスコピックディスプレイシステムであって、電子ディスプレイの前部表面とレンティキュラースクリーンで確立された距離が、主焦点が、電子ディスプレイの前部表面の後ろに位置されるような厚さで作成されたレンティキュラーシートを備えることを特徴とするオートステレオスコピックディスプレイシステム。
【請求項２０】
請求項１８に記載のオートステレオスコピックディスプレイシステムであって、電子ディスプレイの前部表面とレンティキュラースクリーンの間で確立された距離が、主焦点が電子ディスプレイの前部表面の後ろに位置されるような半径で作成された、レンティキュラーシートのレンティキュラー曲率を備えることを特徴とするオートステレオスコピックディスプレイシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本設計は一般に、オートステレオスコピックディスプレイの技術分野に関し、より具体的には、観察者がディスプレイの中央の左または右に対して位置しているところで、レンティキュラーパノラマグラムオートステレオスコピックディスプレイの向上した鮮明度および画像明瞭度を作成することに関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、その全体を参照によって本願に引用して援用する、２００５年６月２４日に提出された、発明人レニーリプトン他、“Ａｎ  Ａｕｔｏｓｔｅｒｅｏｓｃｏｐｉｃ  Ｄｉｓｐｌａｙ  ｗｉｔｈ  Ｉｎｃｒｅａｓｅｄ  Ｓｈａｒｐｎｅｓｓ  ｆｏｒ  Ｎｏｎ−Ｐｒｉｍａｒｙ  Ｖｉｅｗｉｎｇ  Ｚｏｎｅｓ”という題名の、米国特許仮出願整理番号第６０／６９４，０６０号の利益を請求する。
【０００３】
オートステレオスコピックディスプレイは、レンティキュラーシートを、遮断眼鏡など、個々の選択デバイスの使用を未然に防ぐために、立体画像を視認することを可能にするための選択デバイスとして使用している。これらの種類のディスプレイに対して使用される名称は、２つ以上の透視図が提供されるとき、「パノラマグラム」、またはときどき「パララックスパノラマグラム」である。スクリーンの平面で選択が行われる場合、多くの透視図が大きな角度範囲の視域を提供するために必要とされる。２つの視野が提供される場合、頭の動きがほとんど許されず、観察者は定位置に事実上ロックされる。このことは望ましくなく、この理由のために、観察者の自由な頭の運動およびの容易な位置決めを可能にするために、この作業は、複数の透視図またはパノラマグラムタイプのフラットパネルディスプレイに集中している。
【０００４】
パノラマグラム画像では、複数の透視図が、レンズシートの下方にマッピングされる。このことは、たとえば、オオコシ、“ＴｈｒｅｅＤｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，”ＡｃａｄｅｍｉｃＰｒｅｓｓ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，１９７６で議論されている。レンズシートは、レンズスクリーン、レンティキュラースクリーン、レンズアレイ、またはマイクロレンズアレイとして様々に周知である。レンティキュラーステレオスコピックディスプレイでは、水平方向の頭の運動が、観察者に視域内で、「見回し」能力と時には呼ばれる、透視図の変化を見えさせる。視域は、画像が視認されることができるところの領域である。次に、視域内の異なる位置にこれらの透視図の繰り返しがある。観察者が横方向に移動するとき、１次視域内で生じる透視図の変化は、２次、３次およびｎ次の周縁視域で繰り返される。これらの２次、３次およびｎ次の視域は、１次視域と同様の画像品質を有する。ｎ次の視域を越えると、かなりの画像品質が顕著に劣化する傾向がある。性能は、１次視域に関して対称的であり、視域の角度範囲も同様である。視域から視域への移行は通常、視認可能な画像の最大角度範囲を提供するすべての視域の合計で、短時間である。
【０００５】
【非特許文献１】“ＴｈｒｅｅＤｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，”，オオコシ，ＡｃａｄｅｍｉｃＰｒｅｓｓ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，１９７６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
オートステレオスコピックディスプレイの設計において、または特に、フラットパネルディスプレイと組み合わせて使用されるレンズシートにおいて、視域の角度範囲の制御が特に重要である。視域の角度範囲は、光学的設計によって制御される。光学設計者は、レンズシートのピッチ、焦点距離および厚さまたはディスプレイ表面からの距離、およびしたがって光源からの距離を変化させる可能性を彼または彼女の意のままに有する。オートステレオスコピックディスプレイに存在する挑戦は、高品質の１次視域および非１次視域でのすばらしい画像品質を提供し、かつそれに対応して、有用な視域の数を増加させる一方、それと同時に、画像品質を著しく犠牲にすることなく彼または彼女の頭を傾け、異なる視域へ移動することの可能性を観察者に提供することである。
【０００７】
前に使用可能であった設計はしたがって、特に非１次視域内での作成される画像の品質に問題を有し、有用な視域の数を制限していた。２次およびそれよりも高次の視域内で高品質の画像を視認者が受信することを可能にし、彼または彼女の頭を傾けること、ディスプレイから様々な距離に位置されることを可能にすることによって、画像のオートステレオスコピックディスプレイを強化または最適化する設計を提案することが有利である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本設計の一態様によると、オートステレオスコピックディスプレイシステムの非１次視域の鮮明度の増加を提供するための方法およびシステムが提供される。設計は、電子ディスプレイの前部表面と並列して配置されたレンティキュラースクリーンを備える。設計の改良が提供され、改良は、主焦点が電子ディスプレイの前部表面の後ろに位置されるように、電子ディスプレイの前部表面とレンティキュラースクリーンの間の距離を固定することを含む。
【０００９】
本発明のこれらおよびその他の利点が、本発明の以下の詳細な説明および添付の図面から当業者には明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
パノラマグラムは、図１Ａおよび１Ｂに描かれているようなコーデュロイまたはウォッシュタブ表面のように配列された一連の半円筒形のレンティキュラーを備える。各レンティキュラーの後ろには、鉛直方向に配向されたレンティキュラーの後ろに縞のように水平に配置された透視図で構成された画像の列がある。各カラム内で繰り返すこれらの透視図が、観察者によって見られる立体効果のための基礎を提供する。レンティキュラーの屈折特性が、左目および右目が、立体効果を生じさせるために適切な透視図を見ることを確実にする。
【００１１】
観察者が、ディスプレイの中心から横方向に遠ざかるとき、彼または彼女は、１次カラムに付随するレンティキュラーのすぐ後ろに位置された、１次カラムに隣接する画像カラムを見る。すなわち、同じレンティキュラーが、軸を外れて見られるとき、１次カラムの左または右に対する画像カラムとして使用される。限界内では、非１次視域内の画像は、１次視域のものと同様である。このような配置での観察者の頭または目の位置の重要度は、周知である。
【００１２】
視域の角度範囲は、立体の奥行き効果を制御することにおいて特に重要である。視域が狭いほど、立体効果が深くなる。視域が広いほど、頭を左右に動かして、高品質の立体画像を見ることが容易になる。狭い視域を有する設計は、広い視域を有する設計よりも大きな量の個々の視域を有する傾向があるが、より大きな全水平視角を必ずしも有さない。すなわち、設計者は視域の角度範囲と奥行き効果の間のバランスを求めるところの視域に対するディスプレイの設計には緊張がある。一方では、視域に対して考えられる限り最大の角度範囲を有することが望ましい。しかし、限定された数の透視図が与えられた場合、大きな角度範囲は、奥行き効果を減少させる。他方では、視域の角度範囲を減少させると、奥行き効果が増加するが、ステレオ画像が見られることができる視域内の位置を制限する。
【００１３】
オートステレオスコピックディスプレイ、または具体的にはフラットパネルディスプレイと組み合わせて使用されるレンズシートを設計することにおいて、視域の角度範囲の制御が、特に重要である。視域の角度範囲は、光学的設計によって制御される。光学設計者は、レンズシートの、ピッチ、焦点距離および厚さまたはディスプレイ表面からの距離、およびしたがって画像源からの距離を意のままに変化させる可能性を有する。類似の特性を有する２つの関連するタイプのレンズシートが、一般に使用可能であった。
【００１４】
パノラマグラムディスプレイが、複数の視域を有する場合、設計者は、視域の画像品質を最適化すること、およびディスプレイの有用性を強化するために視域の数を拡張することの両方をしようと試みる。本設計は、非１次視域の鮮明度および光学的品質を増加させる一方、使用可能な視域の数を相応に増加させる。本設計は、フラットパネル電子ディスプレイの文脈において主に議論されているが、提示された概念はまた、オートステレオスコピックハードコピィを見ること、およびラスターバリア選択デバイスを使用するものを含む他のタイプのディスプレイに適用される。
【００１５】
本設計は、サブピクセルストラクチャからのレンズの表面までの距離が、焦点距離よりも小さく、広い範囲の角度位置にわたって複数のユーザによって見られることを可能にすることによって、ディスプレイの有用性を増加させる効果を生じさせる、レンティキュラーレイである。本説明は、レンティキュラー光学系を特に目的にしているが、設計はまた、ラスターバリア選択デバイスに対しても適用可能である。
【００１６】
従来の解決法は、ディスプレイピクセルに正確に合焦していた。本設計は、ピクセルを過ぎて、すなわちピクセルの後ろに合焦させることによって、外側の視域の画像品質を増加させ、かつ最適化する。レンズの焦点をピクセル平面を配置することによって、レンズシートの視野の奥行き、すなわち近焦点と遠焦点の間の差が、輝度の増加に対して最適化される。このようにして、画像表面での鮮明度の範囲が増加される。焦点をこのように移行させることは、２次および３次の視域が増加した鮮明度を有することを可能にする。
【００１７】
この構成のために必要とされる、より長い焦点距離は、２つの方式で達成されることができる。その１つは、レンズの球形の表面に対してより大きな半径を使用することである。他方は、画像表面からのレンズの距離を減少させることである。議論を簡単にする目的のために、図２Ａおよび３Ａに示されているように固定された半径および屈折率が仮定されるが、レンティキュラーの曲率半径を変更することは、以下で議論されるように有益な結果を提供することができる。本設計は、レンズ表面、すなわち丸みを帯びたレンティキュラー表面からフラットパネルディスプレイのピクセル平面の間の距離に関して本明細書で説明されている。
【００１８】
パノラマグラムは、画像の複数の透視図を画像情報のインターデジテイティッドカラムにマッピングすることを必要とする。インターデジテーションに加えて、インターリービングという用語が使用される。Ｉｎｔｅｒｚｉｇｇｉｎｇ（商標）は、特定の特許技術に対する、ＳｔｅｒｅｏＧｒａｐｈｉｃｓ  Ｃｏｒｐによって使用されている術語である。米国特許第１，１２８，９７９号にヘスによって記載されているような、この最も簡単な形態では、左および右画像が、鉛直方向に光学的に輪切りされ、かつレンティキュラースクリーンの後ろに並列するように交番される。複数のビューを有する光学的に作成された古典的なハードコピータイプのパノラマグラムでは、各ビューが、鉛直方向に進むレンティキュラーのそれぞれの後ろの画像ストライプ内でサンプリングおよび配置される。このタイプのレンティキュラースクリーンが、図１Ａに示されている。ストライプの繰り返す透視図構成はカラムと呼ばれ、かつ１つのカラムは、鉛直方向に進むレンティキュラーと同じ幅であり、そのすぐ後ろにある。図１Ｂに示されているように、傾斜した（ウィニック）レンズアレイが使用されるとき、コンピュータインターデジテーションのために、ストライプおよびカラムの説明が単純化され、より複雑なマッピングが必要とされることがある。本明細書に開示されている原理は、このようなスクリーンと同じであり続け、かつ教示の目的のために、ストライプおよびカラムの表現が、部品２０４を含む図２Ａおよび３Ａの表現に対して、採用される。
【００１９】
図１Ａでは、レンティキュラーディスプレイが、電子ディスプレイ１０１に面した背部表面を有する半円筒形すなわちコーデュロイ様の構造１０２で作られている。電子ディスプレイ表面１０１は、フラットパネルディスプレイである。レンティキュラー１０２のピッチＰLが、レンティキュラーの幅として定義される。半円筒形の境界または交線は、相互に平行であり、かつディスプレイの鉛直方向縁部に対して平行である。仮定は、ディスプレイが従来の矩形形状を有するということである。図面は、同一縮尺ではなく、形状および寸法は、教示の目的のために誇張されている。
【００２０】
図１Ｂは、米国特許第３，４０９，３５１号にウィニックによって記載されている発明を採用している、このスキームでの変形形態を示している。半円筒形の交線の境界は、相互に平行であるが、ディスプレイの鉛直方向縁部と平行ではない、しかし、むしろ、ディスプレイの鉛直方向縁部から測定されたとき、（ω）によって示されているいくらかの角度だけ傾斜されている。要素１１２が、フラットパネルディスプレイ１０１をカバーしているこの対角線に進むレンズシートを示している。一般性を失うことなく、ここに説明されている技術は、標準的な鉛直方向に進むレンティキュラーアレイ、ウィニックの対角線に進むアレイ、または対角線に進むすなわちウィニックスタイルの教示を追従するラスターバリアアレイに適用される。
【００２１】
図２Ａは、レンティキュラーのすぐ下に配置されている単一のレンティキュラー２０２の断面、およびフラットパネルディスプレイのピクセルストラクチャ２０４Ａの関連する断面を示している。図２Ｂは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）のサブピクセルストラクチャ２０４Ｂを示す、断面２０４Ａの詳細な表現である。このような構成および関係は、鉛直方向に進むレンティキュラーならびにウィニック傾斜レンズシートの両方に、ならびに鉛直方向に進むすなわちウィニック傾斜であるラスターバリア選択デバイスに適用される。
【００２２】
図２Ａのレンティキュラーは、関連する焦点距離ｆ２１０およびピッチＰL２０６を有する半径２０８として示されている球半径Ｒを有する。レンティキュラーは、中央光軸から見たとき、中央焦点軸２０９に沿った１次焦点２２１が、直接ピクセルストラクチャ２０４Ａの表面になるような寸法にされている。線２１２は、１次の、つまり第１の視域内の画像形成に貢献するレンズによって送信された光線の幾何学的な表現である。軸を外れると、レンズは、同じ焦点距離ｆを有するが、線２１１によって示されているように、主焦点２２２はそれによって距離２１６だけピクセルストラクチャの前方になる。レンズによって形成され、かつｎ次の視域、すなわち最も外側の周縁視域での画像形成に貢献する光線の幾何学的表現が、線２１４によって示されている。
【００２３】
図２Ｃは、レンズシート２２０によって覆われた電子ディスプレイパネル２１８を示しており、前記シートは、図２Ａに示されているものなどの複数の個々のレンティキュラー要素から構成されている。ディスプレイの正面の空間内に、角度α２２２によって与えられるような角度範囲を有する第１のすなわち１次視域の幾何学的表現がある。全視域の全角度範囲は、角度β２２４として与えられている。視域は、空間内に扇型に広がっており、１次、２次および３次の視域を示す領域２２６として示されている。視域のそれぞれは、多かれ少なかれ鉛直方向のパイ形状の輪切りを生じさせる。図２Ｃは上面図であるため、許容可能な視域は、１次、２次および３次視域に対して１、２、および３の文字が付けられている。１次視域の周りの対称性が存在するため、この例に対しては、これは、受け入れ可能な３次元画像がある５つの視域の全体となる。３次の視域を超えて、特定のレンズシート設計に応じて追加の視域があることが可能である。いくつかの場合では、４次またはそれよりも高次の視域が存在してもよいが、この例では、すべての視域の全体的な水平範囲はともに、３次を超えない。
【００２４】
図３Ａおよび３Ｂは、本設計の新規な態様を示している。本設計は、鮮明な焦点が１次視域を構成するピクセルのいくらか後ろにあるように、レンティキュラーの焦点を調節することによって、周縁の視域に対してレンズによって送信される鮮明な画像情報の量を増加させることができる。
【００２５】
図３Ａは、図２Ａのように、単一のレンティキュラー３０２の断面、およびレンティキュラーのすぐ下方に配置された、フラットパネルピクセルストラクチャ２０４Ａの関連する断面を示している。レンティキュラー３０２は、レンティキュラー２０２と同じ球半径Ｒを有し、同じ焦点距離ｆ２１０および同じ幅すなわちピッチＰL２０６を備える。レンティキュラー２０２と３０２の間の本質的な差は、画像形成表面からレンズシートの距離であり、図３Ａに示されているものに対する距離は、図２Ａに示されているものに対する場合よりもいくらか小さい。中央焦点軸３０９に沿った１次焦点３２１が、ピクセル表面の後ろまたは下に配置され、このようにして視野の奥行きの配置を最適化する。このことは、表面における視野を増加させ、したがって２次または３次の（それよりも高次でさえも）視域に対する鮮明な焦点を増加させる。１次視域に対する表面を形成しているピクセル画像の後ろにレンズシート焦点を有することによって、２次および３次の視域の鮮明度が強化される。１次画像が鮮明なままであるが、これらの光学系の比較的低いｆ値のため、この調節を成功して実施するために十分な視野の奥行きがあるように、新しい焦点距離を注意深く選択するために注意がされなければならない。
【００２６】
線３１２が、レンズによって送信され、かつ第１のすなわち１次視域内での画像形成に貢献する光線の幾何学的な表現である。軸を外れて不変の焦点距離ｆ２１０を有するレンズが、距離３１６だけピクセルストラクチャの正面ではなく後ろに主焦点３２２を配置する、軸を外れた焦点距離線３１１として示されている。線３１４は、ｎ次の視域すなわち最も外側の周縁視域の、画像形成に対して貢献するレンズによって送信される波面の幾何学的表現を示している。この場合、軸を外れた焦点３２２が、ピクセル平面の後ろ（または少なくともピクセル平面での、正面ではない）すなわちフラットパネルピクセルストラクチャ２０４Ａの後ろにあるため、構成が、非１次視域に対して、適切な目に対して、より鮮明な合焦された画像を送信する。
【００２７】
図３Ｂは、角度α３２２が、いまや図２Ｃに示されている１次視域の水平方向の角度範囲よりもわずかに大きいように、このより深い焦点距離を使用して視域の範囲が増加されることを示している。同様に、第２のおよび第３の視域は、角度範囲がわずかに増加する。ここでの重要な特徴は、視域の角度範囲の変化ではなく、レンズのピクセル表面への新しい距離の結果として生じるレンズシートに対する焦点の位置である。この配置は、非１次視域の鮮明度を顕著に増加させ、１次視域の鮮明度を保持することがある。
【００２８】
図３Ｂの例では、図２Ｃと比較して、より良好な画像合焦が結果として生じるが、焦点がピクセル平面の前にあったとき、レンズは、これらの軸を外れた非１次視域画像形成のために必要とされる領域の画像の構成ピクセルを適切に合焦させないことになる。本設計を使用したディスプレイに対して軸を外れた角度で見る観察者は、それぞれの目に対してより鮮明な透視図を視認し、より良好な奥行きの認識を経験する。いくつかの場合では、この改良が、非立体の視認領域の許容可能な立体視認を有する周縁視域への変換を可能にする。したがって本設計の使用は、有用な視域の数を増加させることができる。
【００２９】
本議論は、レンティキュラーレンズ、および特に屈折またはレンティキュラーディスプレイに限定されている。設計は、ラスターバリアにも同様に適用されることができる。個々のレンティキュラーによる動作を示しているが、このレンティキュラーは数万のレンティキュラーで構成された全レンズシートの下で起こることを表している。
【００３０】
本設計は、様々なディスプレイおよびディスプレイシステムに実装されることができる。本設計が成功して実装されているところのこのようなシステムの１つは、２５６０×１６００のピクセルの解像度を有する３０インチ対角線ディスプレイスクリーンを備えるアップルシネマモニタである。このモニタの解像度は、現在の標準的なものよりも大きいが、より低い解像度のディスプレイに対する一般性は失われない。固定された光学的設計変数が、半径およびピッチに対して採用されることができ、かつレンティキュラーが、０．１２０インチ、０．０９０インチ、および０．０６０インチのガラス基板を含むがそれに限定されない、いくつかの厚さのガラス基板上に鋳造されることができる。半径を増加させ、それによって、焦点距離ｆを増加させることによって、同じ効果を達成することができる。
【００３１】
ピクセルストラクチャ上への画像情報のマッピングは、または上記で説明されたようなウィニックタイプのレンズシートの光学系を考慮するＳｔｅｒｅｏ  Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの特許のＩｎｔｅｒｚｉｇ（商標）インターデジテーション技術などのマッピング装置、方法、特徴を使用することを含む。傾斜したウィニックタイプの構成を使用するとき、ビューが、ディスプレイの水平縁部に対して平行に走るカラムおよび透視図ストライプを含む列でマッピングされるだけでなく、カラム内の鉛直（または実際の対角線の）方向にもマッピングされる。複数の透視図画像群が、たとえば９つの透視図画像群を含む自動立体効果を提供するために採用されてもよい。伝統的な鉛直方向に進むパノラマグラムに対して、ｎ個のストライプがカラム内で採用されてもよい。このような構成では、単一のレンティキュラーは、レンティキュラーの下方のカラム内の列に沿ったストライプの進行を含み、ストライプは、１からｎまで進む。９つのビューまたはストライプが、実装されてもよいが、各レンティキュラーの下に複数のビューがある限り、９つよりも少ないまたは多いビューに対する一般性の損失はない。
【００３２】
０．１２０インチガラスで作成された画像形成レンズが、アップルシネマモニタ構成内の１次、２次、および３次視域に対して許容可能であり、立体の画像の全体の５つの視域になる。０．０９０インチレンズもまた、最初の３次のための許容可能な視域を作成することができる。それぞれの側での４次視域は、平面的な画像または部分的に立体の次元を示すことができる。第１のすなわち１次視域の視角αは、前の、より厚いレンズと比較して、１から２度だけ、増加することになる。また、０．０６０インチレンズは、最初の３次に対する許容可能な立体の視域になることがあるが、より顕著には、４次はいかなる顕著な劣化したあるいは平面状の視認画像もない品質ステレオ３Ｄ画像を有する。０．０６０インチレンズを使用しているこの構成での４次視域は、すばらしい立体画像品質を提供することができ、かつ１次視域が、さらに１から２度の角度の増加を示すことができる。
【００３３】
上記で説明された結果は、この議論の目的のために、０．０９０インチの厚さのガラス基板の単一のレンティキュラーを表す図２Ａの繰り返し、および、０．０６０インチ基板の単一のレンティキュラーを表している図３Ａを、示し、記述している。０．０３０インチの差は、主焦点をフラットパネルディスプレイのピクセル平面の後ろへ移動させるのに十分である。ピクセル平面の後ろへ移動させることは、大量の光が、アクセスされ、軸を外れた角度へレンズを通って送信されることを可能にし、周縁視域での透視図の品質を増加させる。
【００３４】
本設計は、非１次視域の画像の明瞭性および鮮明度を増加させ、視域角度範囲を徐々に増加させ、またパノラマグラムタイプのオートステレオスコピックディスプレイの全体的な角度視認可能性を増加させるための視域を追加する。
【００３５】
図４は、本設計によるディスプレイシステムの設計の全体的な概念フローチャートを示している。図４から、本設計は、点４０１で、ベースライン構成を確立するステップをオプションで含み、ベースライン構成は、電子ディスプレイの前部表面と並列して配置されたレンティキュラースクリーンを備え、主焦点は電子ディスプレイの前部表面に、またはその正面のいずれかに配置されている。点４０２は、スクリーンの主焦点が、電子ディスプレイの前部表面の後ろにあるように、前部表面とレンティキュラースクリーンの間の距離を固定することを示している。このようにして距離を固定することは、奥行きまたは厚さなどのレンティキュラーの構造を変更すること、および必要とされる主焦点の配置を提供するレンティキュラーを有するレンティキュラースクリーンを作成すること、または基板の厚さを交互に配置または変更することを含むが、それに限定されない本明細書で開示された方法、機能または設計代替形態のいずれかを含む。レンティキュラーの曲率半径を変更することを含むがそれに限定されない他の変更が、採用されてもよい。点４０３は、特許のＩｎｔｅｒｚｉｇインターデジテーション技術を使用することなどを用いることによって、画像情報をディスプレイのピクセルストラクチャ上にマッピングすることを表している。
【００３６】
本明細書で説明されたデバイス、プロセスおよび特徴は、他のデバイス、プロセスおよび特徴を排除するものではなく、変形および追加が、達成すべき特定の目的に従って実装されてもよい。たとえば、本明細書で説明されたデバイスおよびプロセスが、同じデバイス内で同時に動作するように、または他の目的で働くように、特徴のさらなる組合せを提供するために、本明細書で説明されていない他のデバイスおよびプロセスと相互に動作可能なように一体化されても、または組み込まれてもよい。このように、図面に示されたおよび上記で説明された実施形態が、単に一例として提案されたことを理解されたい。本発明は特定の実施形態に限定されず、特許請求の範囲およびそれらの等価なものの範囲内に納まる様々な修正、組合せおよび置換に拡張される。
【００３７】
本明細書に示された設計および例示された特定の態様は、限定的でないことを意味し、本発明の教示および利益を組み込みながら代替となる構成要素を含むことができる。本発明は、その特定の実施形態とともにこのように説明されてきたが、本発明はさらに修正が可能であることを理解されよう。この適用は、全般的に本発明の原理に従う本発明のいずれかの変形形態、使用例または適用例をカバーするように意図されており、本発明が属している技術分野で周知のおよび一般的な実用内での本開示からのこのような離脱を含む。
【００３８】
特定の実施形態に関する前の説明は、一般的な概念から逸脱することなく、現在の知識を適用することによって、他の人々が様々な用途に対してシステムおよび方法を容易に修正および／または適応することができるという一般的な開示の性質を十分に表している。したがって、このような適応および修正は、開示された実施形態の等価物の意味および範囲内にある。本明細書で採用された表現および用語は、限定ではなく説明の目的のためである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１Ａ】レンティキュラーアレイの透視図である。
【図１Ｂ】ウィネックタイプのレンティキュラーアレイの透視図である。
【図２Ａ】レンティキュラーの後ろの、フラットパネルディスプレイに付随するピクセルの領域を示す、レンティキュラーアレイの単一のレンティキュラーの断面図である。
【図２Ｂ】単一のレンティキュラーのすぐ後ろの赤、緑および青サブピクセルを示すピクセルの領域の詳細図である。
【図２Ｃ】図２Ａの光学的設計の視空間の概略図である。
【図３Ａ】フラットパネルディスプレイに付随するレンティキュラーアレイの後ろのピクセルの領域を示すレンティキュラーアレイの単一のレンティキュラーの断面図である。
【図３Ｂ】図３Ａの光学的設計の視空間の概略図である。
【図４】本設計の動作の一般的なフローチャートである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【国際調査報告】
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