(57)【要約】  ３Ｄ区分及び２Ｄ区分を有するＬＣＤ装置。装置は、ＬＣＤパネルと、バックライトを備えた光ガイドと、ＬＣＤパネルと光ガイドとの間に配置された埋込型３Ｄ−２Ｄフィルムスタックとを含む。３Ｄ区分及び２Ｄ区分は、３Ｄ及び２Ｄ形式で視覚コンテンツの同時表示をもたらす。装置は、３Ｄ区分及び２Ｄ区分間にバリアを提供するフレームも含むことができ、ディスプレイを向上させるその他の機能を含むことができる。
2010541019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
立体的３Ｄディスプレイ及び２Ｄディスプレイであって、
液晶ディスプレイパネルと、
左目用画像及び右目用画像を交互に切り替えることで前記液晶ディスプレイパネルを駆動するように構成された駆動電子装置と、
前記液晶ディスプレイに光を供給するように配置された光ガイド及びバックライトと、
前記液晶ディスプレイパネルと前記光ガイドとの間に配置された３Ｄフィルムと、
を含み、
前記ディスプレイが、３Ｄ形式で視覚情報を提供する３Ｄ区分と、２Ｄ形式で視覚情報を提供する２Ｄ区分と、を含む、ディスプレイ。
【請求項２】
前記液晶ディスプレイパネルと前記光ガイドとの間にフレームを更に含み、前記フレームが、前記３Ｄ区分と前記２Ｄ区分との間にバリアを含む、請求項１に記載のディスプレイ。
【請求項３】
前記フレームが、２つ以上の区分を含み、第１区分が前記３Ｄ区分に相当し、第２区分が前記２Ｄ区分に相当する、請求項２に記載のディスプレイ。
【請求項４】
前記フレームが、前記第１区分と前記第２区分との間にベゼルを含む、請求項３に記載のディスプレイ。
【請求項５】
前記３Ｄ区分及び２Ｄ区分が、実質均一な知覚輝度を有する、請求項１に記載のディスプレイ。
【請求項６】
前記３Ｄフィルムが、両面プリズムフィルムを含む、請求項１に記載のディスプレイ。
【請求項７】
前記光ガイドと前記２Ｄ区分との間に配置されたディフューザーを更に含む、請求項１に記載のディスプレイ。
【請求項８】
前記フレームがアルミニウムから構成される、請求項２に記載のディスプレイ。
【請求項９】
前記バックライトが、前記光ガイドの第１側部に複数の第１ＬＥＤを含み、前記第１側部と反対側の前記光ガイドの第２側部に複数の第２ＬＥＤを含む、請求項１に記載のディスプレイ。
【請求項１０】
前記液晶ディスプレイパネルと反対側前記光ガイドの表面上にリフレクターを更に含む、請求項１に記載のディスプレイ。
【請求項１１】
前記液晶ディスプレイパネルが、前記ベゼルに隣接して配置された非コンテンツ領域（no content zone）を含む、請求項４に記載のディスプレイ。
【請求項１２】
立体的３Ｄディスプレイ及び２Ｄディスプレイであって、
液晶ディスプレイパネルと、
左目用画像及び右目用画像を交互に切り替えることで前記液晶ディスプレイパネルを駆動するように構成された駆動電子装置と、
前記液晶ディスプレイに光を供給するように配置された光ガイド及びバックライトと、
前記液晶ディスプレイパネルと前記光ガイドとの間に配置された両面プリズムフィルムと、
前記両面プリズムフィルムの一部のみと前記液晶ディスプレイパネルとの間に配置された光拡散フィルムと、
を含み、
前記ディスプレイが、３Ｄ形式で視覚情報を提供する３Ｄ区分と、２Ｄ形式で視覚情報を提供する２Ｄ区分とを含む、ディスプレイ。
【請求項１３】
前記液晶ディスプレイパネルと前記光ガイドとの間にフレームを更に含み、前記フレームが、前記３Ｄ区分と前記２Ｄ区分との間にバリアを含む、請求項１２に記載のディスプレイ。
【請求項１４】
前記フレームが、２つ以上の区分を含み、第１区分が前記３Ｄ区分に相当し、第２区分が前記２Ｄ区分に相当する、請求項１３に記載のディスプレイ。
【請求項１５】
ディフューザーが、前記フレームに当接するとともに前記２Ｄ区分に相当する前記第１区分を覆っており、ディフューザーフィルムが第２の３Ｄ区分を覆っていない、請求項１４に記載のディスプレイ。
【請求項１６】
前記バリアが、前記液晶ディスプレイパネルに向けられている幅の狭い末端部と、前記両面プリズムフィルムに向けられている幅の広い末端部とを有するテーパ状のウェッジ型形状を含む、請求項１３に記載のディスプレイ。
【請求項１７】
前記光拡散フィルムが、前記両面プリズムフィルムから前記液晶ディスプレイパネルを分離する、請求項１２に記載のディスプレイ。
【請求項１８】
前記液晶ディスプレイパネルが、前記両面プリズムフィルムと同一の広がりを持つ、請求項１２に記載のディスプレイ。
【請求項１９】
前記バックライトが、前記光ガイドの第１側部に複数の第１ＬＥＤを含み、前記第１側部と反対側の前記光ガイドの第２側部に複数の第２ＬＥＤを含む、請求項１２に記載のディスプレイ。
【請求項２０】
前記液晶ディスプレイパネルと反対側の前記光ガイドの表面上にリフレクターを更に含む、請求項１２に記載のディスプレイ。
【請求項２１】
立体的３Ｄディスプレイであって、
液晶ディスプレイパネルと、
左目用画像及び右目用画像を交互に切り替えることで前記液晶ディスプレイパネルを駆動するように構成された駆動電子装置と、
前記液晶ディスプレイに光を供給するように配置された光ガイド及びバックライトと、
前記液晶ディスプレイパネルと前記光ガイドとの間に配置された両面プリズムフィルムと、
を含み、
前記ディスプレイが、３Ｄ形式で視覚情報を提供する３Ｄ区分を含むとともに、視聴者が視差情報を効果的に認識できるように前記３Ｄ区分内に十分な視差の奥行き手掛かり（disparity depth cues）を有する、ディスプレイ。
【請求項２２】
前記３Ｄ区分が、ディスプレイベゼルに隣接した非コンテンツ領域（no content zone）を含む、請求項２１に記載のディスプレイ。
【請求項２３】
立体的３Ｄディスプレイであって、
液晶ディスプレイパネルと、
左目用画像及び右目用画像を交互に切り替えることで前記液晶ディスプレイパネルを駆動するように構成された駆動電子装置と、
前記液晶ディスプレイに光を供給するように配置された光ガイド及びバックライトと、
前記液晶ディスプレイパネルと前記光ガイドとの間に配置された両面プリズムフィルムと、
を含み、
前記ディスプレイが、前記光ガイドの長さ方向に沿って実質均一な知覚輝度を提供する、ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、バックライト付き液晶ディスプレイ装置に関し、特に２Ｄ画像と共に立体３Ｄ画像を表示することに関する。
【背景技術】
【０００２】
立体的３Ｄディスプレイは通常、個人の右目及び左目の視点からの視差を伴う画像を観測者に提示する。観測者の両眼に視差画像を時系列的に与える方法が２つある。一方の方法では、観測者は、交互に切り替わる左用／右用画像の表示と同期して視聴者の目から光を透過させるか又は遮断する一対のシャッター又は３Ｄ眼鏡を利用する。同様に、もう一方の方法では、右目及び左目の視点が、観測者のそれぞれの目に、ただし３Ｄ眼鏡を使用することなく、交互に表示され提示される。この第２の方法は、オート立体的と呼ばれており、許容される頭部の動きに制限はあるが、別個の眼鏡を必要としないため、時に立体３Ｄ視聴に望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、ディスプレイの任意の点又はピクセルにおける画像が、典型的には１／６０秒以下である次の画像リフレッシュ時間にそのピクセルが更新されるまで安定であるようなサンプルホールド式のディスプレイ装置である。そのようなサンプルホールド式のシステムにおいて、異なる画像を表示するには、具体的には、オート立体的表示用の交互に入れ替わる左用画像と右用画像を表示するには、例えば、左目用画像の光源が右目用のデータの表示中にはオンとならず、逆もまた同様となるように、光源の綿密なタイミングシーケンスが要求される。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示は、バックライト付き液晶ディスプレイ装置に関し、特に埋込型３Ｄフィルムスタックを使用して２Ｄ画像と共に立体３Ｄ画像を表示することに関する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
添付の図面と共に以下の本発明の様々な実施形態の詳細な説明を検討することで、本発明はより完全に理解され得る。
【図１】例示的なディスプレイ装置の概略的側面図。
【図２Ａ】動作中である例示的なディスプレイ装置の概略的側面図。
【図２Ｂ】動作中である例示的なディスプレイ装置の概略的側面図。
【図３】自動車のダッシュボード用の３Ｄ−２Ｄディスプレイを示す図。
【図４】３Ｄ−２Ｄディスプレイの断面側面図。
【図５】３Ｄ領域と２Ｄ領域との間にバリアを有する３Ｄ−２Ｄディスプレイの断面側面図。
【図６】３Ｄ領域と２Ｄ領域との間にバリアを有する３Ｄ−２Ｄディスプレイの斜視図。
【図７】３Ｄ−２Ｄディスプレイで３Ｄ区分と２Ｄ区分との間にバリアを提供するフレームの斜視図。
【図８】３Ｄ−２Ｄディスプレイで３Ｄ区分と２Ｄ区分との間にバリアを提供する、線８−８に沿って切断された図７のフレームの断面図であり、バリアにおけるベゼルを示す。
【図９】左目の見え方、中心の見え方、及び右目の見え方を示す図。
【図１０】ディスプレイベゼルの上に浮いているように知覚される黒い楕円を示す図。
【図１１】ディスプレイベゼルの背後に映っているように知覚される黒い楕円を示す図。
【図１２】ディスプレイベゼルの上に浮いているように知覚される黒い楕円を示し、非コンテンツ領域を含む図。
【図１３】相対的な視差を判断する十分な機能がない立体的ディスプレイを示す図。
【図１４】相対的な視差を判断する十分な機能を含む立体的ディスプレイを示す図。
【図１５】ロゴを有し、相対的な視差を判断する十分な機能を含む、立体的ディスプレイを示す図。
【図１６】３Ｄフィルムを通過する最大の光の強度又は輝度のグラフ。
【図１７】３Ｄ−２Ｄディスプレイの２Ｄ領域の光の強度又は輝度の角度プロット。
【図１８】３Ｄ−２Ｄディスプレイの３Ｄ領域の光の強度又は輝度の角度プロット。
【図１９】埋込型フィルムスタックを備えた３Ｄ−２Ｄディスプレイの白色度、つまり輝度の測定値のグラフ。
【図２０】３Ｄディスプレイの白色度、つまり輝度の測定値を示すグラフ。
【０００６】
図は正確な縮尺であるとは限らない。図で用いられる同様の番号は同様の構成部品を指す。しかしながら、所定の図中の構成要素を指す数字の使用は、同じ数字を付けられた別の図中の構成要素を限定することを意図するものではないことが理解されよう。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
次の記述において、本明細書の一部を構成する添付の図面を参照し、幾つかの特定の実施形態を例として示す。本発明の範囲又は趣旨を逸脱せずに、その他の実施形態が考えられ、実施され得ることを理解すべきである。したがって、以下の「発明を実施するための形態」は、限定する意味で理解すべきではない。
【０００８】
本発明で使用する全ての科学用語及び専門用語は、特に指示がない限り、当該技術分野において一般的に使用される意味を有する。本明細書にて提供される定義は、本明細書でしばしば使用されるある種の用語の理解を促進しようとするものであり、本開示の範囲を限定するものではない。
【０００９】
他に指示がない限り、本明細書及び特許請求の範囲で使用される形状、量、物理特性を表わす数字は全て、どの場合においても用語「約」によって修飾されるものとして理解されるべきである。それ故に、そうでないことが示されない限り、前述の明細書及び添付の特許請求の範囲で示される数値パラメータは、当業者が本明細書で開示される教示内容を用いて、目標対象とする所望の特性に応じて、変化し得る近似値である。
【００１０】
端点による数値範囲の詳述には、その範囲内に組み入れられる全ての数が包含され（例えば１〜５には、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、及び５が包含される）並びにその範囲内のあらゆる範囲が包含される。
【００１１】
本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用されるとき、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、その内容が特に明確に指示しない限り、複数の指示対象を有する実施形態を包含する。本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用されるとき、用語「又は」は、その内容が特に明確に指示しない限り、一般的に「及び／又は」を包含する意味で用いられる。
【００１２】
「オート立体的」という用語は、ユーザー又は視聴者の側で専用のヘッドギア又は眼鏡を使用することなく視聴されることができる３次元画像を表示することを指す。これらの方法は、画像が平坦な装置によって生成されたとしても、視聴者に奥行き感覚を作り出す。立体的３Ｄという用語は、オート立体的装置の分野を包含するが、平坦な装置からの立体的３Ｄを見るために専用のヘッドギア、典型的にはシャッター眼鏡が必要となる立体的３Ｄ表示の場合をも含む。
【００１３】
図１は、例示的なディスプレイ装置１０の概略的側面図である。ディスプレイ装置は、液晶ディスプレイパネル２０と、液晶ディスプレイパネル２０に光を供給するように配置されたバックライト３０とを含む。バックライト３０は、多数の実施形態において少なくとも９０ヘルツの速度で、右目用画像の固体光源３２と左目用画像の固体光源３４との間で変調されることが可能な、右目用画像の固体光源３２又は複数の第１光源３２と、左目用画像の固体光源３４又は複数の第２光源３４とを有する。両面プリズムフィルム４０が、液晶ディスプレイパネル２０とバックライト３０との間に設けられている。
【００１４】
液晶ディスプレイパネル２０及び／又はバックライト３０は、任意の有効な形状又は外形を有することができる。多数の実施形態において、液晶ディスプレイパネル２０及びバックライト３０は、正方形又は長方形の形状を有する。しかしながら、いくつかの実施形態において、液晶ディスプレイパネル２０及び／又はバックライト３０は、５つ以上の辺を有するか又は湾曲した形状である。本開示は、シャッター眼鏡又は複数の光ガイド及びそれに関連した液晶ディスプレイパネルを必要とするものを含めた任意の立体的３Ｄバックライトに関するが、本開示は、オート立体的ディスプレイに特に有用である。
【００１５】
同期駆動要素５０は、バックライト３０の複数の第１及び第２光源３２、３４並びに液晶ディスプレイパネル２０と電気的に接続される。同期駆動要素５０は、多数の実施形態において１秒当たり９０フレーム以上の速度で、画像フレームが液晶ディスプレイパネル２０に供給されるように、右目用画像の固体光源３２及び左目用画像の固体光源３４の作動及び停止（すなわち、変調）を同期させて、ちらつきのない静止画像シーケンス、ビデオストリーム、又はレンダリングされたコンピュータグラフィックスを生成する。画像（例えば、ビデオ又はコンピュータでレンダリングされたグラフィックス）の供給源６０が、同期駆動要素５０に接続されており、画像フレーム（例えば、右目用画像及び左目用画像）を液晶ディスプレイパネル２０に供給する。
【００１６】
液晶ディスプレイパネル２０は、任意の有用な透過性の液晶ディスプレイパネルであることができる。多数の実施形態において、液晶ディスプレイパネル２０は、１６ミリ秒未満、又は１０ミリ秒未満、又は５ミリ秒未満のフレーム応答時間を有する。１０ミリ秒未満、又は５ミリ秒未満、又は３ミリ秒未満のフレーム応答時間を有する市販の透過性の液晶ディスプレイパネルは、例えば、東芝松下ディスプレイ社（Toshiba Matsushita Display）（ＴＭＤ）の光学的補償ベンドモード（optionally compensated bend：ＯＣＢ）モードパネルＬＴＡ０９０Ａ２２０Ｆ（日本国の東芝松下ディスプレイテクノロジー社（Toshiba Matsushita Display Technology Co., Ltd.））である。
【００１７】
バックライト３０は、多数の実施形態において少なくとも９０ヘルツ、又は１００ヘルツ、又は１１０ヘルツ、又は１２０ヘルツ、又は１２０ヘルツ超の速度で、右目用画像の固体光源３２と左目用画像の固体光源３４との間で変調されることができる任意の有用なバックライトであることができる。
【００１８】
図示したバックライト３０は、複数の第１光源３２又は右目用画像の固体光源３２に隣接した第１側部３１又は第１光入射面３１と、複数の第２光源３４又は左目用画像の固体光源３４に隣接した対向する第２側部３３又は第２光出射面３３とを含む。第１表面３６は、第１側部３１と第２側部３３との間に延びており、第２表面３５は、第１表面３６と対向し、第１側部３１と第２側部３３との間に延びている。第１表面３６は、光を実質的に方向転換し（例えば、反射、抽出など）、第２表面３５は、光を実質的に透過する。多数の実施形態において、高反射表面は、第１表面３６に接するか又は隣接しており、第２表面３５を介して光を方向転換させるのに役立つ。
【００１９】
多数の実施形態において、第１表面３６は、例えば図示したような線状プリズム又はレンズ機構などの、複数の抽出要素を含む。多数の実施形態において、線状プリズム又はレンズ機構は、第１側部３１及び第２側部３３に平行な方向、又は両面プリズムフィルム４０の線状プリズム及びレンズ機構に平行な方向に延びることができる。いくつかの実施形態では、線状プリズム又はレンズ機構は、第１側部３１又は第２側部３３に平行ではない。
【００２０】
固体光源は、例えば少なくとも９０ヘルツの速度で変調されることができる、任意の有用な固定光源であってもよい。多数の実施形態において、固体光源は、例えば日亜ＮＳＳＷ０２０Ｂ（日本国の日亜化学工業社（Nichia Chemical Industries, Ltd.））などの複数の発光ダイオードである。他の実施形態において、固体光源は、複数のレーザーダイオード又は有機発光ダイオード（すなわち、ＯＬＥＤ）である。固体光源は、赤、青、及び／若しくは緑などの多数の可視光線の任意の波長、又は波長の範囲若しくは組み合わせを放射し、例えば白色光を生成することができる。バックライトは、両端に光源を有する光学的に明澄な材料の単一層、又は、１層ごとに光源を有する光学的に明澄な材料の二重（又はそれ以上の）層であることができ、その二重層は、各層ごとに所望の方向に光を優先的に抽出する。
【００２１】
両面プリズムフィルム４０は、第１の面上に線状レンズ構造及び対向面上に線状プリズム構造を有する任意の有用なプリズムフィルムであり得る。線状レンズ構造及び線状プリズム構造は、平行である。両面プリズムフィルム４０は、視聴者が表示された画像の奥行きを知覚するように、走査バックライトから液晶ディスプレイパネル２０へと適切な角度で光を透過する。有用な両面プリズムフィルムが米国特許公報第２００５／００５２７５０号及び同第２００５／０２７６０７１号に記載されており、これらの公報は、本開示と矛盾しない範囲で本願に組み込まれる。
【００２２】
画像の供給源６０は、例えばビデオの供給源又はコンピュータでレンダリングされたグラフィックの供給源など、画像フレーム（例えば右目用画像及び左目用画像）を供給することが可能な任意の有用な画像の供給源であることができる。多数の実施形態において、ビデオの供給源は、５０ヘルツ〜６０ヘルツ以上で画像フレームを供給することができる。多数の実施形態において、コンピュータでレンダリングされたグラフィックの供給源は、１００ヘルツ〜１２０ヘルツ以上で画像フレームを供給することができる。
【００２３】
コンピュータでレンダリングされたグラフィックの供給源は、ゲームコンテンツ、医学画像コンテンツ、計算機支援設計コンテンツなどを供給することができる。コンピュータでレンダリングされたグラフィックの供給源は、例えば、Ｎｖｉｄｉａ  ＦＸ５２００グラフィックスカード、Ｎｖｉｄｉａ  ＧｅＦｏｒｃｅ  ９７５０  ＧＴＸグラフィックスカード、又は、ラップトップコンピュータなどの可搬式のためのＮｖｉｄｉａ  ＧｅＦｏｒｃｅ  ＧＯ  ７９００  ＧＳグラフィックスカードなどのグラフィックス処理装置を有してもよい。コンピュータでレンダリングされたグラフィックの供給源はまた、例えば、ＯｐｅｎＧＬ、ＤｉｒｅｃｔＸ、又はＮｖｉｄｉａ専用の３Ｄステレオドライバなどの適切なステレオドライバソフトウェアを組み入れることもできる。
【００２４】
ビデオの供給源は、ビデオコンテンツを供給することができる。ビデオの供給源は、例えばＮｖｉｄｉａ  Ｑｕａｄｒｏ  ＦＸ１４００グラフィックスカードなどのグラフィックス処理装置を有することができる。ビデオの供給源はまた、例えば、ＯｐｅｎＧＬ、ＤｉｒｅｃｔＸ、又はＮｖｉｄｉａ専用の３Ｄステレオドライバなどの適切なステレオドライバソフトウェアを組み入れることもできる。
【００２５】
同期駆動要素５０は、右目用画像の固体光源３２及び左目用画像の固体光源３４の作動及び停止（すなわち、変調）を、例えば１秒当たり９０フレーム以上の速度で、液晶ディスプレイパネル２０に供給される画像フレームと同期させて、ちらつきのないビデオ又はレンダリングされたコンピュータグラフィックスを生成する任意の有用な駆動要素を含むことができる。同期駆動要素５０は、例えば特注の固体光源駆動電子装置電子装置に結合されたＷｅｓｔａｒ  ＶＰ−７ビデオアダプタ（ミズーリ州セントチャールズ（St. Charles）のウェスターディスプレイテクノロジー社（Westar Display Technologies, Inc.））などのビデオインターフェイスを有することができる。
【００２６】
図２Ａ及び図２Ｂは、動作中である例示的なディスプレイ装置１０の概略的側面図である。図２Ａにおいて、左目用画像の固体光源３４（すなわち、複数の第２光源３４）は点灯されており、右目用画像の固体光源３２（すなわち、複数の第１光源３２）は点灯されていない。この状態で、左目用画像の固体光源３４から発せられた光は、バックライト３０と、両面プリズムフィルムシート４０と、視聴者又は観測者の左目１ａに向けられた左目用画像を示す液晶パネル２０とを透過する。図２Ｂにおいて、右目用画像の固体光源３２は照明されており、左目用画像の固体光源３４は照明されていない。この状態で、右目用の固体光源３２から発せられた光は、バックライト３０と、両面プリズムフィルムシート４０と、視聴者又は観測者の右目１ｂに向けられた右目用画像を示す液晶パネル２０とを透過する。右目用固体光源３２は光ガイドの右側に配置され、左目用画像の固体光源３４は光ガイドの左側に配置されるが、いくつかの実施形態では、右目用固体光源３２が光ガイドの左側に配置され、左目用画像の固体光源３４が光ガイドの右側に配置されることは理解されよう。
【００２７】
光源３２、３４は、バックライトの光ガイドに空気結合又は屈折率整合されることができる。例えば、パッケージ化された光源装置（例えば、ＬＥＤ）は、光ガイド内に屈折率整合材を使用せずにエッジ結合されることができる。あるいは、効率を増加させるために、パッケージ化又はベアダイＬＥＤを、屈折率整合して、及び／又は光ガイドのエッジ内に封入することができる。この特徴は、効率的に入射光を運ぶために、付加的な光学的特徴（たとえば、注入ウェッジ形状）を光ガイドの端部上に含んでいてもよい。あるいは、ＬＥＤは、ＬＥＤの光を光ガイドのＴＩＲ（すなわち、全反射）モードに効率的に集めて平行化するために、適切な特徴を有する光ガイドのエッジ又は側部３１、３３に埋め込まれることができる。
【００２８】
液晶ディスプレイパネル２０は、可変のリフレッシュ速度又は画像更新速度を有するが、この例の用途では、６０ヘルツのリフレッシュ速度が想定される。これは、新しい画像が視聴者に示されるのが、１／６０秒ごと、つまり１６．６７ミリ秒（ｍｓｅｃ）ごとであるということを意味する。３Ｄシステムでは、これは、時間ｔ＝０（ゼロ）においてフレーム１の右画像が示されることを意味する。時間ｔ＝１６．６７ミリ秒において、フレーム１の左画像が示される。時間ｔ＝２×１６．６７ミリ秒において、フレーム２の右画像が示される。時間ｔ＝３×１６．６７ミリ秒において、フレーム２の左画像が示され、このようにこのプロセスが繰り返される。有効なフレームレートは、通常のイメージングシステムの値の半分である。なぜならば、個々の画像において、その画像の左目と右目の図を示すからである。
【００２９】
この例では、時間ｔ＝０において複数の第１光源を点灯して右（又は左）画像を照明することで、それぞれ右（又は左）画像に光を供給する。時間ｔ＝１６．６７ミリ秒において、第２の画像（左又は右）を所定の位置に置き始める。この画像は、ＬＣＤパネルの上部からＬＣＤの下部へ「時間ｔ＝０の画像」に取って代わり、この例では完了までに１６．６７ミリ秒かかる。非走査式ソリューションにより、複数の第１光源がすべて消灯され、次にこの移行中の一時点で複数の第２光源がすべて点灯される。
【００３０】
１秒あたり、少なくとも４５枚の左目用画像及び少なくとも４５枚の右目用画像（左目用画像と右目用画像とで交互に切り替わり、画像はおそらくは以前の画像の対を繰り返すものである）を視聴者に示すことで、ちらつきのない３Ｄ画像が視聴者に示される。したがって、コンピュータでレンダリングされた画像又は静止画像カメラ若しくはビデオ画像カメラから取得された画像による、異なる右視点画像及び左視点画像の対が表示されると、光源３２及び３４の切り替えと同期して表示される場合、視聴者は２つの異なる画像を視覚的に融合することができ、フラットパネルディスプレイから奥行きの知覚が生み出される。この視覚的にちらつきのない動作の限界は、上で議論したように、液晶ディスプレイパネル上に表示されている新しい画像が安定化するまでバックライトがオンとなるべきでなく、さもなければクロストーク及び劣った立体的画像が知覚されるということである。
【００３１】
本明細書に記載のバックライト３０とそれに伴う光源３２、３４は、非常に薄くてもよく（厚さ又は直径）、例えば、５ミリメートル未満、又は０．２５〜５ミリメートル、又は０．５〜４ミリメートル、又は０．５〜２ミリメートルであってもよい。
【００３２】
埋込型３Ｄ−２Ｄフィルムスタック
一実施形態には、埋込型２Ｄ及び３Ｄディスプレイ用バックライトの一部としてオート立体的３Ｄディスプレイに内蔵される、上述して特定した両面プリズムフィルムなどの３Ｄフィルムを内蔵した物品が挙げられる。この場合、「埋込型」とは、ディスプレイの２Ｄ部分及びディスプレイの３Ｄ部分が、両面３Ｄフィルムを使用した３Ｄバックライトを含む共通のバックライトを使用すること、並びにこのディスプレイの２Ｄ部分が、例えば、ディフューザー、反射偏光体、輝度上昇フィルム、転向フィルム、ゲイン向上ディフューザー、及び場合によってはバックライトとＬＣＤパネルとの間に使用されるその他のフィルムなどを追加した、同じバックライトを使用することを意味する。この実施形態の利点は、従来の光学フィルムスタックが３Ｄバックライトで機能すること、及びバックライトの２Ｄ部分を作製してもディスプレイの３Ｄ部分の性能が低下しないことである。また、この３Ｄ及び２Ｄディスプレイの組み合わせは、具体的には、見やすさ、向上したヒトの応答時間、及び一般により没入型のディスプレイの領域において、オート立体的３Ｄで視覚に訴えるディスプレイをもたらすことができる。
【００３３】
特定の一実施形態には、自動車のダッシュボードの一部として埋込型又は複合型２Ｄ及び３Ｄディスプレイユニットが挙げられる。視覚的にディスプレイの３Ｄ部分は、他の場合には平坦なディスプレイが見掛けの奥行きを有するように作製されているため、説得力がある。一部の自動車メーカーは、例えば、スピードメーターの数字を透明な光ガイドにして光ガイドの前又は後ろに針を取り付けることにより、計器群に３Ｄ効果を提供するよう試みている。この技術は、静的機能であるか、あるいは埋込式で実証されるオート立体的３Ｄ効果に比べて単純に変更を加えた３Ｄ効果である。
【００３４】
埋込型自動車計器群１００の代表的な例を図３に示す。中央のオート立体的３Ｄ領域１１０は、単純なゲージ本位の２Ｄ領域１１２、１１４に埋め込まれている。図３の左領域１１２及び右領域１１４は、この例では自動車の計器の測定値を提供する２Ｄディスプレイである。
【００３５】
３Ｄディスプレイ領域１１０及び２Ｄディスプレイ領域１１２、１１４の光路を、図３の線４−４に沿って切断された図４の断面図に示す。フィルムスタックは、ディフューザー、反射偏光体、転向フィルム、輝度上昇フィルム、ゲインディフューザー、及びその他のディスプレイで典型的に使用されて視角、輝度、効率、又は他の望ましい特性を向上させるフィルムの様々な組み合わせから構成されてもよい。
【００３６】
立体的３Ｄディスプレイ及び２Ｄディスプレイ１００は、例えば、液晶ディスプレイパネル２０と、左目用画像及び右目用画像を交互に切り替えることで液晶ディスプレイパネルを駆動するように構成された駆動電子装置（図１に示される）と、液晶ディスプレイ２０に光を供給するように配置された光ガイド又はバックライト３０と、液晶ディスプレイパネル２０と光ガイド３０との間に配置された埋込型３Ｄフィルム４０とを含む。多数の実施形態において、埋込型３Ｄフィルム４０は、図示したように液晶ディスプレイパネル２０と同一の広がりを持つ。ディスプレイ１００は、３Ｄ形式で視覚情報を提供する３Ｄ区分１１０と、２Ｄ形式で視覚情報を提供する２Ｄ区分１１２、１１４とを含む。例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）などの光源３２、３４は、上述したように、光ガイド３０の対向する側部に配置される。光リフレクター１５０は、液晶ディスプレイパネルと反対側の光ガイド３０の表面に接するか又は隣接して配置されることができる。
【００３７】
ディフューザーフィルム１４０は、液晶ディスプレイパネル２０と埋込型３Ｄフィルム４０との間に配置される。ディフューザーフィルム１４０は、光を散乱させ、２Ｄ形式で視覚情報を提供する２Ｄ区分１１２、１１４を通過する光の角度方向を乱す。しかしながら、この構成体が、均一な輝度を有する立体的３Ｄディスプレイ及び２Ｄディスプレイ１００を提供する。
【００３８】
３Ｄ−２Ｄディスプレイ移行領域
一実施形態には、２Ｄ区分と３Ｄ区分との間に、場合によっては２Ｄ及び３Ｄ区分間に物理的バリアを使用して作製される、幅の狭い移行領域を備え、一区分に立体的３Ｄコンテンツを有し、別の区分に２Ｄコンテンツを有する、ディスプレイが挙げられる。いくつかの実施形態において、３Ｄ効果を生み出す３Ｄフィルムは、２Ｄ区分ではディフューザースタック又はディフューザーフィルムによって覆われている。２Ｄ−３Ｄ区分は、おそらく幅１ピクセルの非常に狭い領域である、ディフューザースタックのエッジによって分割されている。この領域は、２つの区分を分離して２つの見え方の移行時に視聴者を補助するように、非常に幅の狭いベゼルによって覆われていてもよい。
【００３９】
特定の一実施形態には、中央の区分のみ３Ｄコンテンツを示し、３Ｄ区分の両側の区分で２Ｄコンテンツを示す、１つのバックライトと１つのＬＣＤディスプレイとを有する、２Ｄ−３Ｄ−２Ｄディスプレイが挙げられる。一方又はもう一方の目に光を透過して３Ｄ効果を与える３Ｄフィルムは、ディスプレイの中央部で剛性フィルムフレーム（例えば、金属フィルムフレーム）に取り付けられ、別の転向フィルムが両側の剛性フィルムフレームに取り付けられる。あるいは、フレームの下部全体に沿って１枚の３Ｄフィルムが存在してもよい。これらのフィルムは、光ガイドと３Ｄフィルムとの間の空気間隙を最小限に抑えて、単一のバックライトの上部に配置される。光ガイドは、いくつかの側部発光ＬＥＤにより左側及び右側で照明される。左側及び右側のＬＥＤは、上述したように、それらの対応する左画像又は右画像と同期して交互に点灯される。３Ｄフィルムは、左画像がＬＣＤディスプレイ上に提示されている間、左側ＬＥＤからの光を視聴者の左目に送る。同様に、３Ｄフィルムは、右画像がＬＣＤディスプレイ上に提示されている間、右側ＬＥＤからの光を視聴者の右目に送る。
【００４０】
２Ｄ区分は、ＬＣＤパネル上に２つの同じ画像を提供する。３Ｄ区分は、２つの異なる時間でＬＣＤパネル上に２つの異なる視点からの２つの異なる画像を提供し、３Ｄ効果を生み出す。２Ｄ区分は、２Ｄ区分の視野角性能及び均一性を向上させて審美的な欠陥を最小限に抑えるように、ＬＣＤパネルと転向フィルムとの間に１枚以上のディフューザーフィルムも有する。したがって、２Ｄ区分は、立体的３Ｄを示さない。
【００４１】
ディフューザーフィルムが転向フィルムから大きな空気間隙で分離されている場合、２Ｄからの迷光が３Ｄ領域に入り込んで指向性の３Ｄ光に混入しないように、物理的バリアを２Ｄ区分と３Ｄ区分との間に存在させてもよい。ディフューザーフィルムが３Ｄフィルムとごく近接している場合、２Ｄ散乱光はディスプレイを通して非常に素早く抽出され、３Ｄ領域に反射しにくいと考えられるため、物理的バリアは必要とされないことがある。図５は、３Ｄ領域と２Ｄ領域との間にバリアを有する本実施形態における３Ｄ−２Ｄディスプレイの断面側面図であり、図６は、この実施形態の斜視図であって、２Ｄ−３Ｄ−２Ｄディスプレイの別のスタック構成要素も示している。図５の要素の多くは、上記の図４に関して説明されている。図５は、３Ｄ区分１１０と２Ｄ区分１１２、１１４との間で光が通過するのを低減又は防止する物理的バリア１６０を更に示している。図５は、光線の進路も示し、各光源は、２Ｄ区分１１２、１１４の一方を通過する光線と、３Ｄ区分１１０を通過する別の光線とを有する。
【００４２】
図６は、立体的３Ｄディスプレイ及び２Ｄディスプレイ１００の分解斜視図である。図６の要素の多くは、上記の図４及び図５に関して説明されている。図６は、バリア層１６０を提供するフレーム１５５の一実施形態を示す。フレーム１５５は、任意の有用な材料から形成されることができ、多数の実施形態では、例えば、アルミニウムなどの剛体材料である。図示したフレーム１５５は、中央区分と、中央区分の第１側部に隣接した左区分と、第１側部と反対側の中央区分の第２側部に隣接した右区分とを含み、中央区分は３Ｄ区分１１０に相当し、左区分は２Ｄ区分１１２に相当し、右区分は２Ｄ区分１１４に相当する。
【００４３】
ディスプレイ用フィルムフレームの特定の一実施形態は、３ＤフィルムがＬＣＤパネルから間隔を置いて配置されてモアレ視覚効果を防止するように、ＬＣＤとディフューザーとの間に約１／２インチの間隙を有する。幅の狭い金属バリアは、鏡面反射材で裏張りされた２Ｄ及び３Ｄ領域間に含まれており、光が吸収されるのを防いで２Ｄ領域をより明るく保つため、２Ｄ領域内で光を反射させる。３Ｄ区分における光も、バリア間に収容される。フレームは、例えばアルミニウムから構成されることができる。本実施形態のこのフィルムフレーム設計は、図７及び図８に示されており、図７は、フレームの斜視図であり、図８は、図７の線８−８に沿って切断された、物理的バリア１６０を有するフレーム１５５の側面図である。
【００４４】
ＬＣＤ  ２０の上部にあるベゼル１８０（図３参照）の幅は、２Ｄ区分１１２、１１４と３Ｄ区分１１０とを分離するフレームバリア１６０と少なくとも同じ幅でなければならない。ベゼル１８０の幅を最小限に抑えるには、ベゼルの下部で幅が広く、上部で幅が狭い、ウェッジ形状をフレーム１５５に作製してもよい。ウェッジの角度は、フレームの２Ｄ側に付けてもよく、３Ｄ側の端部は、視聴者に見えるため、垂直であってもよい。２Ｄ領域は、視聴者からウェッジの形状を隠すように、ディフューザー１４０を有する。
【００４５】
２Ｄ区分１１２、１１４と３Ｄ区分１１０との間の移行領域は、ディフューザーフィルム１４０の内側端部にある幅の狭い領域である。この移行領域は、ＬＣＤパネル２０上に位置する幅の狭いベゼル１８０によって覆われることができる。ベゼル１８０は、フィルムフレーム１５５の最も幅の狭い領域と、ＬＣＤ  ２０の不要な任意のその他の部分も覆う。
【００４６】
３Ｄディスプレイで奥行き手掛かり（ depth cue）の矛盾を避けるための技術
以下の説明は、３Ｄディスプレイシステムで発生し得るいくつかの一般に生じる奥行き手掛かりの矛盾を避ける方法を示す。この３Ｄディスプレイで奥行き手掛かりの矛盾を避けるための技術の開示は、任意の３Ｄディスプレイ全般に適用可能である。いくつかの実施形態において、良好な３Ｄディスプレイは、コンテンツが奥行き手掛かりの矛盾を避けるように設計されている場合に得られる。このようなコンテンツには、ディスプレイベゼルの視覚的奥行き（図３の参照番号１８０参照）の視覚的奥行きと矛盾しない視差の奥行き手掛かりコンテンツなどの立体的コンテンツが挙げられる。例えば、視差の奥行き手掛かりが、ディスプレイベゼルに近いか又は近接した立体的画像の部分でディスプレイベゼルと同じ奥行きにない視角応答を提供する場合、視聴者は立体的コンテンツを見るのに困難を有するであろう。別の例では、視差の奥行き手掛かり及び／又はベゼルの視覚的奥行きが、第２の奥行き手掛かり（遮蔽）と矛盾して、矛盾した視覚的解釈を生み出すことがある。この例はディスプレイベゼルの影響を説明するが、物理的奥行きがディスプレイのエッジ又は横並びのディスプレイなどの立体的ディスプレイ領域に接する場合は、必ず同じ影響が懸念されるであろう。
【００４７】
立体的ディスプレイでよく発生する別の奥行き手掛かりの矛盾は、「カードボーディング（cardboarding）」効果と呼ばれる、少数の別個の奥行き層として知覚されるコンテンツを招く、一般的な立体的コンテンツ生成操作に起因する。例えば、現実には多数の奥行き層を交差させるであろう立体的コンテンツを生成する場合、設計者は、コンテンツの構成要素が視差という点で単一の奥行き層として知覚されるようになる刺激生成ショートカットを利用することが多いと思われるのに対し、直線的遠近感又は質感勾配などの別の奥行き手掛かりが同じ構成要素を暗示する。このような奥行き手掛かりの矛盾は、できることなら実際のジオメトリを使用して（例えば、３Ｄレンダリングプログラムを使用して）立体的コンテンツを生成することにより避けることができる。
【００４８】
別の奥行き手掛かりの矛盾は、非常に微細であるが、視聴者の立体的コンテンツを融合する能力に与える影響という点でともすれば破壊的な場合があるものであり、相対的な視差を判断する十分な視覚系の機能がないコンテンツにおける表面に起因する。したがって、本開示の１つの要素は、視聴者の視覚系に視差情報を効果的に認識させる十分な機能を持たせてすべての立体的コンテンツを設計することにより、視差を効果的に利用して視聴者に奥行き感を付与するように立体的コンテンツを設計する方法を示す。
【００４９】
視聴者の視覚系が表面の視差を判断できる表面機能の有用性は、視聴者が立体的画像対を効果的に融合できるための鍵である。図９は、それぞれの目が世界をわずかに異なる見方で見ている間隔で視聴者の両目がわずかに異なる位置に配置されているという理由を示す図である。視聴者の脳は、２つの画像２０２、２０４を融合し、世界の一体化した知覚２０６を形成して、所定の表面の２つの図における視差の量により奥行きを推測することができる。視聴者の視覚系が行っている推測は、場面でより多くの視差を有する表面が、場面でより少ない視差を有する表面より、視聴者により近く推測される。
【００５０】
実際に、画像の融合は、１区画の立体的コンテンツのすべての層に相対的な視差を判断する十分な機能が含まれる場合、非常に簡単になることが判明している。１区画の立体的コンテンツのただ１つの層に相対的な視差を判断する十分な視差機能がない場合、そこから生じる、多くの場合に視差を正確に判断する十分な表面機能がないことが一因の奥行き手掛かりの矛盾により、その層を融合する視聴者の能力に影響するだけでなく、区画内のその他の層にも影響が及ぶ。表面に視差情報を正確に推測できる十分な表面機能がない場合、結果として、その表面は０（ゼロ）の視差を有し、ディスプレイ平面に存在すると知覚される。このような現象は、１つ以上の奥行き手掛かりが、ある奥行き平面に層が位置することを示唆するのに対し、別の奥行き手掛かりが別の奥行き平面に層が位置することを示唆する場合、奥行き手掛かりの矛盾の原因になることがある。
【００５１】
立体的コンテンツが不正確に生成されると、ある奥行き手掛かりが視聴者にある種の視覚情報を提供し、第２の奥行き手掛かりが別種の視覚情報を提供することがある。例えば、視差情報が視聴者にベゼルの前側に知覚されるよう示すことがあるのに対し、ベゼル自体がその同じコンテンツの一部を隠す場合、異なる奥行き手掛かり（遮蔽）が視聴者にベゼルは前側になければならないことを示す場合がある。この状況が起こると、２つの奥行き手掛かりが矛盾し、視聴者は２つの画像を融合しにくく、それゆえにディスプレイで奥行きを知覚し損なうことがある。このような奥行き手掛かりの矛盾は、視覚的な過労又は疲労の主な原因の１つであると考えられている。
【００５２】
本実施形態は、視差／遮蔽の不整合に起因する奥行き手掛かりの矛盾を防ぐように、コンテンツをディスプレイベゼルから物理的に分離することに関する、立体的コンテンツの生成又は提示の方法を示す。３Ｄコンテンツをベゼルから維持する距離は、ベゼルの奥行きと、ディスプレイにおける視差の最大量と、ベゼル、横並びの表面、エッジ、又はディスプレイの立体的部分に接触若しくは極く近接した任意の物理的なエッジ上でコンテンツが知覚される距離とによって異なる。本実施形態は、ディスプレイコンテンツのベゼルの遮蔽により奥行き手掛かりの矛盾が生成される可能性があるベゼルを有する、任意の立体的３Ｄディスプレイシステムに適用することができる。
【００５３】
本明細書で後述するすべてのアナグリフ（図１０〜１５）では、「赤」色は図中で「線影」の塗りつぶしで表され、青色は図中で「点描」の塗りつぶしで表される。
【００５４】
図１０は、楕円がディスプレイベゼル１８０の上に浮いていると知覚されるように視差を有する黒い楕円を示す、赤／シアンのアナグリフの図である。赤／シアンのアナグリフの立体画像では、左側に赤で強調表示された視差及び右側にシアンで強調表示された視差を有する物体は、典型的に視聴者により近く映るように知覚されるのに対し、左側にシアンで強調表示された視差及び右側に赤で強調表示された視差を有する物体は、典型的に視聴者から離れて（すなわち、ディスプレイの中へ）映るように知覚されることに留意されたい。図１０の図において、外側の正方形のフレームはディスプレイベゼル１８０を表す。図１０の図では、２つの明確な矛盾する奥行き手掛かり（視差及び遮蔽）が存在する。
【００５５】
図１１は、楕円がディスプレイベゼル１８０の背後に映っていると知覚されるように視差を有する黒い楕円を示す、赤／シアンのアナグリフの図である。赤／シアンのアナグリフの立体画像では、左側に赤で強調表示された視差及び右側にシアンで強調表示された視差を有する物体は、典型的に視聴者により近く映るように知覚されるのに対し、左側にシアンで強調表示された視差及び右側に赤で強調表示された視差を有する物体は、典型的に視聴者から離れて（すなわち、ディスプレイの中へ）映るように知覚されることに留意されたい。図１１の図において、外側の正方形のフレームはディスプレイベゼル１８０を表す。図１１の図では、矛盾する奥行き手掛かりは存在しない。この例では、黒い楕円は、ベゼルの背後でディスプレイの中へ投影されているように描かれている。
【００５６】
特定の一実施形態には、ディスプレイベゼルの左右のエッジのすぐ内側に非コンテンツ領域が存在し、ベゼルのサイズが表示される視差の最大量によって規定される、立体的ディスプレイが挙げられる。図１２は、外側の正方形１８０（ベゼル）の内側に正方形で非コンテンツ領域１９０が表示された図である。
【００５７】
別の特定の実施形態には、非コンテンツ領域の存在及びサイズが、その画面の領域に表示されるコンテンツが奥行き手掛かりの矛盾を招くかどうかによって判断される、画面サイズを動的に判断する立体的コンテンツが挙げられる。
【００５８】
疑似立体的コンテンツ（例えば、描画又はレンダリングされた立体的画像対）では、表面は、十分な立体的の視差判断機能がないように生成されてもよい。図１３は、相対的な視差を判断する十分な視差機能がないであろう表面の例である。図１４は、相対的な視差を判断する十分な視差機能を含む表面の例である。
【００５９】
図１３は、表示された機能に相対的な視差を判断する十分な視差機能がない、立体的ディスプレイの赤／シアンのアナグリフの図である。正方形のフレームは、ディスプレイベゼル１８０を表す。図１３の図において、暗色の正方形は立体的ディスプレイを表し、水平の黒及び白のバーは単一表面を表す。黒色バーのそれぞれ右及び左末端部にある赤及びシアン部分は、両目の見え方における視差を示すであろう。表示された画像の区分（ディスプレイベゼル１８０の内側）では、視差は存在せず、したがって両目の見え方は同じであろう。
【００６０】
図１４は、表示された機能に相対的な視差を判断する十分な視差機能が含まれる、立体的ディスプレイの赤／シアンのアナグリフの図である。正方形のフレームは、ディスプレイベゼル１８０を表す。図１４の図において、暗色の正方形は立体的ディスプレイを表し、垂直の黒及び白のバーは単一表面を表す。各黒色バーのそれぞれ右及び左側にある赤及びシアン部分は、両目の見え方における視差を示すであろう。表示された画像の区分（ディスプレイベゼル１８０の内側）では、視差が存在し、したがって両目の見え方は同じではないであろう。
【００６１】
機能は、視聴者の視覚系がそれら機能を使用して相対的な視差を判断するために著しく又は意識的に認識可能である必要はなく、このことは図１５に示される。
【００６２】
図１５は、表示された機能に相対的な視差を判断する十分な視差機能が含まれる、立体的ディスプレイの赤／シアンのアナグリフの図である。図１５の図において、正方形１８０は、立体的ディスプレイ又はディスプレイベゼル１８０を表す。灰色の正方形のそれぞれ右及び左側にある赤及びシアン部分は、両目の見え方における視差を示すであろう。表示された画像の区分では、視差が存在し、したがって両目の見え方は同じではないであろう。図１５の図において、３３のロゴの灰色及び背景の灰色は著しく異なる（すなわち、一方から他方へは８％を超える輝度の差がある）が、視聴者の視覚系がそれらを相対的な視差を判断する基準として使用するためにそれらが著しく又は知覚的に異なる必要はない。
【００６３】
別の特定の実施形態には、所定の表面が相対的な視差を判断する十分な機能を有するかどうかを評価する、レンダリングツールが挙げられる。単語又はロゴは、視差機能エンハンサとして使用されることができ、あるいはパターン（例えば、正弦波形状パターン）も視差機能エンハンサとして使用されることができる。このような機能エンハンサは、意識的に知覚可能であるか、あるいは性質上、単に主観的に知覚可能であってもよい。
【００６４】
均一な光ガイド
一実施形態には、上述したような、一区分に立体的３Ｄコンテンツを有し、別の区分に２Ｄコンテンツを有する、例えば、高度の知覚均一性を有し、中性濃度フィルタを用いない、ディスプレイが挙げられる。すべての２Ｄ−３Ｄ−２Ｄ区分間におけるディスプレイの知覚白色度又は輝度の均一性は、光を浪費せず、単一の光ガイドを含む。本明細書で使用するとき、「均一化された知覚輝度又は白色度」という語句は、空間全体に渡って（例えば、所定のディスプレイ又は画像で、平均的なヒトの視覚系では輝度の変化を知覚する感度を欠く空間全体に渡って（又はディスプレイ若しくは画像全体に渡って）フォトメータが輝度の変化を測定できる）顕著に知覚される輝度の変化がないことを表す。本開示の均一な光ガイドも、任意の３Ｄディスプレイ全般に適用可能である。
【００６５】
特定の一実施形態には、図５〜８に関して上述したような、中央の区分のみ３Ｄコンテンツを表示し、両側で２Ｄコンテンツを表示する、１つのバックライトと１つのＬＣＤパネルとを有する、２Ｄ−３Ｄ−２Ｄディスプレイが挙げられる。
【００６６】
図５〜８に示されるように、ディスプレイ構成体はバックライトとＬＣＤとで組み立てられる。バックライトは、例えば、ミネソタ州セントポールの３Ｍ社（3M Company）から高度鏡面反射（Enhanced Specular Reflective：ＥＳＲ）フィルムの商標表記で市販されているフィルムなどの反射フィルムで作製されたリフレクターと、裏側に抽出機能及び出力面にレンズ形状を有する光ガイドと、３Ｄフィルムと、２Ｄ視覚情報が表示される領域のみを覆う３Ｄフィルム上のディフューザーとを含む。バックライトは、上述したようにＬＥＤで端部照明される。
【００６７】
光ガイドの変数は、２Ｄ及び３Ｄ領域の軸上の輝度を均衡させるように選択される。変数には、エクストラクターの角度及び厚さが含まれる。これらの変数により、光が光ガイドから抽出される速度がもたらされる。光抽出の速度は、バックライトの均一性を決定する。抽出速度は、光ガイドの長さ方向に沿って抽出される光の量が知覚輝度均一性の許容範囲内であるように選択される。光ガイドの抽出速度は、非常に進行性である（図１６参照）。３Ｄ領域は、高度に指向性である（図１８参照）。２Ｄ領域はディフューザーを使用しているため、この領域から延びる光は２πステラジアンを超えて広がり（図１７参照）、ディスプレイに垂直な光の強度を効果的に低下させると同時に、視野角性能を向上させる。適正な抽出の割合を有する光ガイドを選択すると、３Ｄ領域に加えて側部に位置する２Ｄ領域でも、ディスプレイに垂直な同じ強度又は輝度を有するバックライトの構成がもたらされる。適正な抽出の割合は、２Ｄ領域での許容可能な均一性と３Ｄ領域での許容可能な均一性とを用いて、２Ｄ領域の軸上の輝度を３Ｄ領域とほぼ同じにするのに十分なものである。この輝度及び均一性は、光の損失を最小限に抑えて高効率のバックライトを効果的に提供するように、中性濃度フィルタを使用せずに達成される。
【００６８】
図１６は、ディフューザーを２Ｄ領域上に配置する前の非常に不均一なバックライトを示すためにプロットされた、３Ｄフィルムを通過する最大強度又は輝度を示す。光ガイドの全幅は２３０ｍｍであり、約１０：１の均一性を有する。有効な３Ｄ領域は、中心の７５ｍｍ幅であり、５：３の均一性を有した。
【００６９】
図１７は、ＬＣＤパネルを通過するディスプレイの２Ｄ領域の光の強度又は輝度の角度プロットである。このプロットは、ディフューザーにより、３Ｄフィルムからの光がより大きな視角に渡って広がることを示す。
【００７０】
図１８は、ＬＣＤパネルを通過するディスプレイの３Ｄ領域の光の強度又は輝度の角度プロットである。このプロットは、右側ＬＥＤをオンにしたディスプレイの３Ｄ部分内で生成されたものである。高度に指向性のバックライトは、光を視聴者の右目に向けて誘導する。
【００７１】
２Ｄ−３Ｄ−２Ｄディスプレイの最終的な軸上の白色度又は輝度を測定及び記録した（図１９参照）。このグラフは、埋込型３Ｄ−２Ｄディスプレイが、１つの光ガイドを備え、光ガイドの効果を向上させる中性濃度フィルタを使用せずに構成され得ることを示す。
【００７２】
図１９は、埋込型ディスプレイの最終的な白色度又は輝度の測定値を示すグラフであり、２Ｄ区分で１０：９の均一性を有し、３Ｄ区分で５：３の均一性を有する。このディスプレイは、許容可能な知覚白色度又は輝度の均一性を有することが判明した。
【００７３】
図２０は、３Ｄディスプレイの最終的な白色度又は輝度の測定値を示すグラフであり、図中で知覚輝度均一性は１０：９より良好な均一性を有する「合計」の線であり、「右」及び「左」の測定値はそれぞれ２：１の均一性を有する。しかしながら、視聴者は、融合又は集約された「右」及び「左」の両方の「合計」画像として３Ｄ画像を知覚する。このディスプレイは、許容可能な知覚白色度又は輝度の均一性を有することが判明した。
【００７４】
このように、埋込型立体的３Ｄディスプレイ及び２Ｄディスプレイフィルムスタックの実施形態が開示される。本発明は、開示されたもの以外の実施形態でも実施可能であることを当業者は理解するであろう。開示された実施形態は、例証の目的で提示されているのであって、制限するものではなく、本発明は、次に続く請求項によってのみ限定される。
【図１】
2010541019.tif 000003
【図２ａ】
2010541019.tif 000004
【図２ｂ】
2010541019.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
2010541019.tif 000024
2010541019.tif 000025