(57)【要約】  本発明のバックライトシステムは、液晶または他の透明ディスプレーの後方に照明を作り出す。操作のあるモードにおいて、間にダークスペースを有する一連の正確で薄い斜線を作成し、それらの斜線の間は、ＬＣＤ上に同時に表示され、ディスプレーの前にスペースをあけて設けられた、一連の水平方向にスペースをあけて設けられたビューイングゾーンから視覚可能な、複数の斜視図を作り出すために使用される。操作の他のモードにおいて、ＬＣＤが従来の２Ｄ画像を表示することを可能とする、従来のバックライトによって発生させられたものと同様の、拡散照明をも作り出す。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素要素のロウおよびカラムおよび対角線を有する画像形成用のＬＣＤの後方に位置する、ＬＣＤディスプレー上に複数の透視図を作成するためのバックライトシステムにおいて：
ａ）線光発光源が画素要素の対角線に対して平行となる方向に、複数の薄い線光発光源であって、パネルの側面に対してある傾斜角度で傾いている線光発光源を備える長方形パネル；および
ｂ）発光源の前にスペースをあけて設けられた、長方形パネルとＬＣＤとの間のレンチキュラーレンズであって、小型レンズが長方形パネルの線光発光源に対し平行となる方向に、レンチキュラーレンズの表面上の複数の円柱小型レンズであって、レンチキュラーレンズの側面に対してある傾斜角度で方見ている円柱小型レンズを備えるレンチキュラーレンズ；を備え、
線光発光源および小型レンズが、Ｎが作成すべき透視図の数としたとき、画素要素のＮ対角線のそれぞれに対し１本のラインを有する一連の小さい発光ラインを作成することを特徴とする、バックライトシステム。
【請求項２】
線光発光源の傾斜角度が、ＬＣＤの画素要素の高さ対幅の比に関係する、請求項１に記載のバックライトシステム。
【請求項３】
画素要素が３：１の高さ対幅の比を有し、傾斜が３：１である、請求項２に記載のバックライトシステム。
【請求項４】
線光発光源がそれら自身の光を発生する、請求項１に記載のバックライトシステム。
【請求項５】
線光発光源が線光発光源を集合して形成するＬＥＤエミッターのロウである、請求項４に記載のバックライトシステム。
【請求項６】
ＬＥＤエミッターとレンチキュラーレンズとの間に輝度増強フィルムを備える、請求項５に記載のバックライトシステム。
【請求項７】
輝度増強フィルムが、フィルムの一方の表面が線形領域におけるリッジ構造で覆われている薄いプラスチックシートを備え、通常よりも高い角度で出射するＬＥＤからの光が、リッジ構造により遮られるとともに通常に近い角度で前方へ方向を変え、フィルムが線形領域間の透明なギャップを有し、センターとセンターとの距離およびギャップの幅がＬＥＤの前から見るように構成され、ギャップは個々のＬＥＤ間の空間を占める、請求項６に記載のバックライトシステム。
【請求項８】
リッジ構造の角度およびプラスチックシートとＬＥＤが搭載された長方形パネルの表面との間の距離が、ＬＥＤの屈折画像が互いにおよびＬＥＤに対し均等に間隔があけられるように選択される、請求項７に記載のバックライトシステム。
【請求項９】
線光発光源が、１８．４３５°の角度でセットされたＣＣＦＬランプである、請求項４に記載のバックライトシステム。
【請求項１０】
線光発光源が、その背後の光源からの光を通過するアパーチャーである、請求項１に記載のバックライトシステム。
【請求項１１】
線光発光源が、光を反射する反射器である、請求項１に記載のバックライトシステム。
【請求項１２】
線光発光源が、一方の端部にＬＥＤを有する反射光チャンネルである、請求項１１に記載のバックライトシステム。
【請求項１３】
線光発光源が、一方の表面に線形反射構造を有するライトガイドである、請求項１１に記載のバックライトシステム。
【請求項１４】
長方形パネル上の線光発光源の間の空間が黒色である、請求項１に記載のバックライトシステム。
【請求項１５】
レンチキュラーレンズが、ガラス基板に装着されたモールドされた小型レンズの層を備える、請求項１に記載のバックライトシステム。
【請求項１６】
小型レンズが、ＬＣＤ上の画素要素のＮカラムごとに一つの小型レンズが存在するようなサイズである、請求項１に記載のバックライトシステム。
【請求項１７】
小型レンズの間隔、小型レンズの焦点距離、長方形パネルの線光発光源とレンチキュラーレンズの小型レンズとの間の距離、および、線光発光源のピッチが、一つ隣にオフセットして形成されるラインが隣のレンズによって形成されるラインと一致するように、選択される、請求項１に記載のバックライトシステム。
【請求項１８】
レンチキュラーレンズの小型レンズによって結像された、線光発光源からの光が、幅およびピッチを有する複数の合焦ラインを形成し、合焦ラインを横切るＬＣＤの画素要素のロウに垂直な水平ラインに沿って測定されるラインの幅と合焦ラインのピッチとの比が、１／Ｎであり、観察者によって見られる、ラインの見かけの幅が、ＬＣＤの画素要素の水平幅およびピッチと同じである、請求項１に記載のバックライトシステム。
【請求項１９】
線光発光源の幅とピッチとの比が１／Ｎと同じである、請求項１に記載のバックライトシステム。
【請求項２０】
線光発光源とレンチキュラーレンズとの間に電気的にコントロール可能なディフューザーを備え、ディフューザーが、ディフューザーが拡散する第１の状態とディフューザーがクリアである第２の状態との間で電気的にコントロール可能である、請求項１に記載のバックライトシステム。
【請求項２１】
ディフューザーが第１の状態にあるとき、線光発光源と対向する側と反対側のディユーザーの側からみえるように、線光発光源が互いに拡散されるように、電気的にコントロール可能なディフューザーが線光発光源の前で十分遠くに配置され、ディフューザーを通って来る照明がその表面を横切って均一に広がる、請求項２０に記載のバックライトシステム。
【請求項２２】
ディスプレーが、電気的にコントロール可能なディフューザーが光源が拡散する第１の状態にあるとき２Ｄモードとなり、電気的にコントロール可能なディフューザーが第２の状態にあるとき３Ｄモードなるように、電気的にコントロール可能なディフューザーの状態を第１の状態と第２の状態との間で変更することによって、ディスプレーが２Ｄモードと３Ｄモードとの間を切り換える、請求項２１に記載のバックライトシステム。
【請求項２３】
ＬＣＤの均一な照明を提供するために、レンチキュラーレンズとＬＣＤとの間にディフューザーを備える、請求項１に記載のバックライトシステム。
【請求項２４】
ディフューザーが、ＬＣＤと対向する基板に、薄いガラスまたはプラスチック基板に装着された拡散物質の薄い層を備える、請求項２３に記載のバックライトシステム。
【請求項２５】
ディフューザーが、線光発光源からの光のラインが、レンチキュラーレンズによってディフューザー上に結像してＬＣＤの前の観察者が視認可能な、ＬＣＤ近傍の第１の位置と、ディフューザーが拡散照明を生成するように光を遮断および散乱する、レンチキュラーレンズ近傍の第２の位置と、の間で移動可能である、請求項２３に記載のバックライトシステム。
【請求項２６】
ディスプレーが、ディフューザーが拡散照明を生成する位置にあるとき２Ｄモードとなり、ラインがディフューザー上に結像する位置にあるとき３Ｄモードとなるように、ディフューザーの位置を第２の位置から第１の位置に変更することによって、ディスプレーが２Ｄモードと３Ｄモードとの間を切り換える、請求項２５に記載のバックライトシステム。
【請求項２７】
ディフューザーがＬＣＤの隣に置かれ、レンチキュラーレンズがＬＣＤに近い第１の位置とＬＣＤから離れた第２の位置との間を移動可能であり、第１の位置および第２の位置のいずれかにおいて、光のラインがディフューザーに合焦し、他の位置において、拡散照明がディフューザー上に照射される、請求項２３に記載のバックライトシステム。
【請求項２８】
ディスプレーが、レンチキュラーレンズが拡散照明がディフューザー上に照射される位置にあるとき２Ｄモードとなり、ラインがディフューザーに合焦したとき３Ｄモードとなるように、レンチキュラーレンズの位置を第１の位置と第２の位置との間で変更することによって、ディスプレーが２Ｄモードと３Ｄモードとの間を切り換える、請求項２７に記載のバックライトシステム。
【請求項２９】
線光発光源の間および線光発光源と平行に点滅光の複数のセットを備える、請求項１に記載のバックライトシステム。
【請求項３０】
長方形パネルが、線光発光源がＬＣＤの表示面を超えて終了するように、ＬＣＤよりも大きい、請求項３０に記載のバックライトシステム。
【請求項３１】
ＬＣＤおよびバックライトを封入するハウジングの少なくとも一方の壁上に反射器を備える、請求項３０に記載のバックライトシステム。
【請求項３２】
反射器が鋸歯状断面を有し、各鋸歯状部の平坦面が、反射可能で、ハウジングの壁に対し１８．４３５°の角度有し、線光発光源方向に対し９０°の角度となる、請求項３１に記載のバックライトシステム。
【請求項３３】
拡散状態である第１のセクションと透明状態である第２のセクションを有し、第１のセクションおよび第２のセクションの各々が少なくとも画像形成用のＬＣＤと同じ大きさである、長方形パネルと画像形成用のＬＣＤとの間に配置されたシートを備え、シートが、第１のセクションが長方形パネルと画像形成用のＬＣＤとの間にある拡散位置と、第２のセクションが長方形パネルと画像形成用のＬＣＤとの間にある透明位置との間を移動可能である、請求項１に記載のバックライトシステム。
【請求項３４】
ディスプレーが、シートが拡散位置にあるとき２Ｄモードとなり、シートが透明位置にあるとき３Ｄモードとなるように、シートの位置を拡散位置から透明位置に変更することによって、ディスプレーが２Ｄモードから３Ｄモードへ切り換える、請求項３３に記載のバックライトシステム。
【請求項３５】
シートが、可とう性であるとともに、シートが、一方のローラーから他方のローラーへと巻かれることによって拡散位置と透明位置との間を移動可能となるように、画像形成用のＬＣＤの両端のローラーに搭載された、請求項３３に記載のバックライトシステム。
【請求項３６】
シートがレンチキュラーレンズの背後または近傍にある、請求項３３に記載のバックライトシステム。
【請求項３７】
複数の透視図を作成するためのＬＣＤディスプレーであって：
ａ）画素要素のロウおよびカラムおよび対角線を有する画像形成用のＬＣＤと；
ｂ）画像形成用のＬＣＤに隣接する第２のＬＣＤパネルであって、クリアな透明状態から、暗い不透明線形領域と、傾いたラインまたはパネルの側面の方向に対し傾斜角度で傾いた階段状の線セグメントパターンの形状の、不透明領域間の透明領域と、を備えるパターン化された状態まで、透明領域が画像形成用のＬＣＤにおける画素要素の対角線と平行であり、Ｎが作成すべき透視図の数であるとき、画素要素のＮ個の対角線の各々に対し１ラインの一連の小さい発光ラインを生成するように、切り換えることができる第２のＬＣＤパネルと；
画像形成用のＬＣＤおよび第２のＬＣＤパネルを通して光を光らせる、画像形成用のＬＣＤおよび第２のＬＣＤパネルの背後のバックライトと；
を備えるＬＣＤディスプレー。
【請求項３８】
第２のＬＣＤパネルが画像形成用のＬＣＤおよびバックライトの間にある、請求項３７に記載のＬＣＤディスプレー。
【請求項３９】
画像形成用のＬＣＤがバックライトおよび第２のＬＣＤパネルの間にある、請求項３７に記載のＬＣＤディスプレー。
【請求項４０】
観察者から見える、透明領域の見かけの幅が、ＬＣＤの水平方向の幅およびピッチと同じである、請求項３７に記載のＬＣＤディスプレー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願のリファレンス
この出願は、「２Ｄ／３Ｄ自動立体マルチビューディスプレーのためのバックライトシステム」の名称で、２００８年１１月７日に出願された、先の出願Ｎｏ．６０／１１２，４２４に開示された１つ以上の発明をクレームする。米国仮出願の３５ＵＳＣ§１１９（ｃ）に基づく利益がクレームされ、上述した出願は参照のためにここに記載する。
【０００２】
本発明はディスプレーのためのバックライトの技術分野に関係する。特に、本発明は液晶（ＬＣＤ）や他のディスプレーのためのバックライトシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
米国特許５，４１０，３４５「ビデオディスプレーのためのストロボ照明システム」は、ビデオディスプレーのためのバックライトシステムを開示している。この特許は、レンチキュラーレンズの後方に空間をあけて設けられた複数の垂直方向に向く平行光源（蛍光灯のような）を使用し、ＬＣＤの背後に配置されたディフューザーの上に数百までの光源の画像を作成する。光のラインは、互いにおよびＬＣＤから離れた位置に空間をあけて設けられ、ＬＣＤの画素上に存在する情報と組み合わされることで、それらがディスプレーの前に位置する「ビューイングゾーン」と呼ばれる場所の異なる領域から見ることができる、２つ以上の異なる画像を生成するために使用される。ディスプレーの前の一定の領域内に座っている人は、一方のビューイングゾーンを一方の目で、もう一方のビューイングゾーンをもう一方の目で見ることができる。異なるビューイングゾーン内で見ることができる画像は、３Ｄシーンの異なる透視図となり、人は深さを有する画像を理解する。上述した特許は参考としてここに記載する。
【０００４】
ＬＣＤの画素を使用して表示された光のラインおよび画像が３Ｄ画像を作成する方法の詳細な記載は、米国特許４，７１７，９４９「照明ラインおよびライトバルブを有する自動立体ディスプレー」に詳細に説明されており、ここに参考として記載する。
【０００５】
マルチビュー自動立体３Ｄディスプレーの更なる議論のため、また、３Ｄ効果が複数の水平方向に空間を有するビューイングゾーンを作成する光照射ラインによって作成されるのか、さらに、そのようなディスプレーの各種の実現可能な構成については、本発明と同じ出願人による米国特許４，８２９，３６５および５，４１０，２４５を参照でき、ここに参考として記載する。
【０００６】
そのようなディスプレーでは、間にダークスペースを有する垂直光照射ラインが、ＬＣＤの画素要素のカラムの背後に発生する。ＬＣＤの前の一定の距離の最適なビュープレーン近傍に位置する観察者にとって、ラインが、一方の目によって画素のカラムの一定のセットのみを通して見ることができ、目の位置の相違により、もう一方の目によって画素のカラムの完全に異なるセットを通して見ることができる距離だけ、光ラインは、互いにおよびＬＣＤから、離れた配置されている。ダークスペースのみが、それらの位置から残っているカラムの背後に見られる。それぞれの目は、そのため、カラムの異なるセットで表示された画像情報を見ることができる。
【０００７】
シーンの異なる透視図は異なるカラム上で表示され、シーンの異なる透視図を見ることで、それぞれの目は、見かけの深さを有する画像を感知する。さらにまた、異なる透視図は異なるカラム上に表示することができるため、観察者が移動したり画素の異なるカラムを通して見たりするように、すなわち、観察者が対象物のまわりを見ることができるように、画像を本当のシーンのように透視図を変えることができる。
【０００８】
米国特許４，７１７，９４９、４，８２９，３６５および５，４１０，３４５に記載されているシステムの特徴は、１つの光が画素のすべてのＮカラムに対し作成されるマルチビュー構成において、ＬＣＤの利用可能な画素が３Ｄ画像を作り上げるＮ個の異なる透視図に分けられなければならないため、３Ｄ画像はＬＣＤにおける解像度の１／Ｎ倍の改造度を有している。さらにまた、３Ｄモードで失われる解像度は全て水平方向において失われる。Ｎ個の透視図で作り上げられた３Ｄ画像が与えられ、Ｘ×Ｙの解像度を有するＬＣＤが与えられた場合、観察者によって認識される３Ｄ画像の解像度は（Ｘ／Ｎ）×Ｙである。Ｎが５から９のオーダーである典型的なマルチビューディスプレーにおいて、水平方向と垂直方向との間の解像度のミスマッチは、明らかに望ましくない「棒杭を通して見る」効果を発生する。
【０００９】
透視図の数がＮだとすると、ＬＣＤの画素がＮ個の複数の画像に分けられなければならないため、３Ｄ画像を作成するために使用される２Ｄ画像は、ＬＣＤの解像度の１／Ｎ倍の解像度を有する。解像度ロスＮが水平方向および垂直方向の間で分けられていることが好ましく、さらに、それを等分に水平方向および垂直方向の間で分けることが最も効果的であると思われる。
【００１０】
フィリップスやＸ３Ｄなどの種々の自動立体ディスプレーのベンダーは、ＬＣＤやプラズマディスプレーの前に傾けた光学素子を配置することによって、両方向で同じ解像度ロスを達成した。フィリップスはレンチキュラーレンズを使用し；Ｘ３Ｄはカラーフィルターを組み合わせて不透明なバリアー中に設けた階段状のスリットパターンを使用している。これらのディスプレーの全ては３：１（３が下、１が上）の傾斜角度で傾いた光学素子を使用し、それぞれの素子は、単一の垂直カラムに沿って通過する代わりに、これらの要素の対角線に沿って画素の異なるロウの連続する画素要素の前を通過する。これらのディスプレーがどのように構成されているのか、および、これらがどのようにして操作されるのか、の説明は、米国特許６，０６４，４２４（フィリップス）、および、米国特許７，０４６，２７１および７，３２１，３４３（Ｘ３Ｄ）に見つけることができる。
【００１１】
ＬＣＤの各画素は、通常、３つの異なる要素、すなわち、赤要素、緑要素および青要素から構成されている。これらの要素の各々は、通常、幅の３倍の高さを有しており、３つの要素が一緒になって並んで正方形の画素を作り出す。正方形の画素は、通常、直線的な垂直カラムとして設けられているため、各カラムの赤、緑および青の要素は、ディスプレーのトップからボトムに走る赤、緑および青の要素を形成するために整列している。そのため、対角線に沿って位置する画素双をのグループの端点の前を通過するよう角度を付けられた、フィリップスが使用した傾いたレンチキュラーレンズや、Ｘ３Ｄが使用した傾斜したバリアーおよびカレーフィルターのパターンや、この発明で記載されている傾いた光ラインは、３：１の傾斜角度を有する、すなわち、ラインは、横のユニットの各々に対し３つのユニットを下に向かって移動する。言い換えると、ラインまたはレンズは垂直方向に対し１８．４３５°の角度を作り出す。
【００１２】
画素要素の異なるカラム上に異なる透視図からの画像情報を配置する代わりに、これらのタイプのディスプレーは、画素要素の異なる対角線のライン上に異なる透視図からの情報を配置している。
【発明の概要】
【００１３】
本発明のバックライトシステムは、液晶または他の手青梅医ディスプレーの後方の照明を作り出す。操作の３Ｄモードにおいて、バックライトシステムは、ＬＣＤ上で同時に表示され、ディスプレーの前にスペースをあけて設けられた、水平方向にスペースをあけて設けられた一連のビューイングゾーンから視覚可能な、複数の透視図を作り出すために使用される、間にダークスペースを有する一連の正確で薄い斜線を作成する。操作の他の２Ｄモードにおいて、バックライトシステムは、ＬＣＤが従来の２Ｄ画像を表示することを可能とする、従来のバックライトによって発生させられたものと同様の拡散照明をも作り出す。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は本発明の主要な構成部材の側面図である。
【図２】図２は本発明において使用される光源の正面図である。
【図３】図３は本発明で使用される小型レンズを有するレンチキュラーレンズの正面図である。
【図４】図４は図３に示されたレンチキュラーレンズによって撮像された光ラインの拡大図である。
【図５】図５ａおよび５ｂはそれぞれ照明および画像表示の２Ｄモードおよび３Ｄモードの間の切換のために使用されるレンチキュラーレンズの機械的な動作を示す側面図である。図５ｃおよび５ｄはそれぞれ照明および画像表示の２Ｄモードおよび３Ｄモードの間の切換のために使用されるディフューザーの機械的な動作を示す側面図である。
【図６】図６はディフューザー上で撮像された光のラインが画素要素の前において画素要素に対して角度を付ける方法を示している。
【図７】図７ａおよび７ｂはそれぞれ本発明の他の実施例の側面図である。
【図８】図８は図７の実施例において使用された二次ＬＣＤパネルの側面図である。
【図９】図９は図７の実施例において使用された二次ＬＣＤパネルの他の構成の側面図である。
【図１０ａ】図１０ａは本発明とともに使用するために９つの透視図内の情報を電子画像ファイル上にマッピングする方法を示している。
【図１０ｂ】図１０ｂは図１０ａからの情報がどのようにしてＬＣＤ上に表示されるのかの詳細である。
【図１１】図１１は本発明とともに使用されるＬＥＤに基づく光源の正面図である。
【図１２】図１２は図１１の光源とともに使用できる輝度増強フィルム構成の正面図である。
【図１３ａ】図１３ａは図１２に示された輝度増強フィルムおよび光源の構成の側面図である。
【図１３ｂ】図１３ｂは図１３ａに示された輝度増強フィルムの拡大した側面図である。
【図１４】図１４はＬＥＤの付加カラムを加えた図１１の実施例の配置を示している。
【図１５】図１５は水平方向のセクションを示す図１４の配置を示している。
【図１６ａ】図１６ａはリフレクターを有する実施例における切り欠き側面図である。
【図１６ｂ】図１６ｂは図１６ａからのリフレクターの断面図である。
【図１７ａ】図１７ａは均一照明と光ライン照明との切り換え方法において使用される材料のシートを示している。
【図１７ｂ】図１７ｂは図１７ａの材料を使用するディスプレーを示している。
【図１７ｃ】図１７ｃは図１７ａのシートがどのようにして巻かれているのかを示している。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明のバックライトは、３：１の傾斜角度で傾いた、言い換えると、垂直に対し１８．４３５°の角度で傾いたＬＣＤの後方に光照射ラインを発生することによって、解像度が水平方向と垂直方向との間で分けられる、マルチビュー自動立体画像を作成することの効果を作り出す。光ラインは、図１０ａ−１０ｂに示されたように、画素要素の対角線上のＮ個の異なる透視図画像からの画像情報をその上に表示される、ＬＣＤの画素の後方に置かれる（以下により詳細に記載する）。
【００１６】
光照射ラインは、その小型レンズが光照射ラインに平行に走るレンチキュラーレンズと組み合わせて３：１の傾斜角度（垂直から１８．４３５°）で傾いた光源の大きいラインからの光を照射する光源によって、作成され、２Ｄのための均一な照明を作り出すか、光ラインが３Ｄ画像を作り出すために焦点を合わすことを可能とするために、光を散乱する別のディフューザー構成部材を加えて、各光照射源の多くの小さい画像を作成する。
【００１７】
ここに記載された実施例が、我々の前回の特許である、ＵＳ５，４１０，３４５（特に、カラム３、ライン５３からカラム７、ライン５を参照）に記載された実施例と、構成において近似しており、ここに参考として記載する。
【００１８】
図１は、画像形成用のＬＣＤ（４）の後にバックライトを組み込んだディスプレーの主要構成要素を示している。当業者が理解されるように、完全なディスプレーアセンブリーは、ここに示されていない、搭載用のアセンブリーや機械的なアセンブリーを含む。
【００１９】
システムの後には、パネルの側面に対し傾いている多数の薄く線形の光照射源を発生するために使用される長方形パネル（１）が存在する。これらの線形の光源は、通常、パネルのエッジに対し１８．４３５°の角度で傾いており、言い換えると、各光源のセンターラインが、右側（他の実施例では左側）に横切った距離の１ユニットに対し３ユニットだけ落ちる３：１の傾斜角度で傾いている。
【００２０】
光源の傾斜角度はＬＣＤの画素の高さ対幅の比に関連しており、光源は、上述したように、それらが画素要素の対角線と平行になる方向に曲げられている。傾斜角度が通常１８．４３５°である理由は、画素要素が通常３：１の高さ対幅の比率を有しているためであり、それにより光源の傾斜角度を３：１、あるいは、１８．４３５°の角度としている。しかし、特定のＬＣＤの画素要素が３：１と異なる高さ対幅の比を有している場合、異なる角度が使用される。
【００２１】
この装置（１）の正面図は図２に示される（画像形成ＬＣＤおよび観察者の方向から見て定義される正面図）。これらの光源（５）は、それら自身の光を発生するエミッター、それらの発生した光を照射するアパーチャー、または、いずれかで発生した光を反射するリフレクター、あるいは、それらの組合せである。そのようなラインを作成するための多くの方法がある。ある好ましい方法は、図２に示す光照射ライン光源を形成する個々のホワイトＬＥＤエミッターの傾斜したロウを構成する。そのようなＬＥＤエミッターはＰＣＢボード上に表面搭載されている。光照射ラインのパターン（１０）は図２に示されている。このようにして形成された光照射ラインは、システムの正確な設計に依存するが、９−１８ｍｍのオーダーのセンターからセンターへの間隔（ピッチ）を有し、幅が１−２ｍｍのオーダーとなる傾向にある。ライン間の間隔は、光を照射または反射しないように、好ましくは平板である。
【００２２】
図１に示され、図３に正面図として示された、円柱小型レンズ（１１）を有するレンチキュラーレンズ（２）は、光照射ラインの前方で間隔があけられている。このレンズはＬＣＤの駆動領域より若干大きく、その表面の円柱小型レンズ（１１）は、図３に示すように、光照射ラインに平行に、同じ３：１の傾斜に沿って傾いている。レンチキュラーレンズ（２）は、通常、ガラス基板（６）に装着されたモールドプラスチックまたはエポキシからなる小型レンズ（５）の層から構成され、ガラス基板は剛性および熱的安定性のために設けられている。レンズサイドは光照射源に向かって向かい合うか、あるいは、光照射源から離れているが、それらが形成するライトラインとＬＣＤとの間のかなりの空間のために、レンズサイドが互いに向かい合うかＬＣＤに向かって設けられることが、通常、必要である。レンチキュラー小型レンズは、Ｎが作成されるべき透視図の個数とすると、画素要素のＮカラムごとに１つの小型レンズとなる大きさである。
【００２３】
各小型レンズは光照射ラインの小さい画像を作成する。小型レンズの間隔、それらの焦点距離、光照射ラインと小型レンズとの間の距離、および、光照射ラインのピッチは、横に１つオフセットして作成されたラインが、隣のレンズによって作成されたラインと、常に一致するように、選択される。それとともに、小型レンズは、画素要素のＮ個の対角線の各々に対し１ラインを有する、一連の小さい光照射ラインを作成する。さらにまた、水平方向を横切って測定されるラインの間隔は、水平方向の画素要素のピッチより少し大きい。
【００２４】
図４はその上に光ラインが結像するディフューザーの一つの角の拡大図である。図４を参照して、最良の結果を出すには、Ｎセットの画素要素を使用して、Ｎ個の透視図を作成する場合、合焦ラインと交差するＬＣＤの画素のロウと平行な水平ライン（１３）に沿って測定した合焦ライン（１４）の幅（１２）と、それらのピッチ（１５）（同じラインに沿ったセンターとセンターとの間の距離）と、の比が１／Ｎであり、観察者によって見える、ラインの見かけの幅が、画素要素の水平方向の幅（およびピッチ）と同じである。これは、通常、光照射ライン源の幅とそれらのピッチとの比が、１／Ｎと同じであることを暗示している。
【００２５】
Ｅｍｍの幅（Ｅは、通常、一対の成人の目の瞳の間の平均分離距離に対応する６３ｍｍに近い値か、あるいは、一対の成人の目の瞳の間の平均分離距離の半分である３１．５ｍｍに近い値である）である、分離されたビューイングゾーン内でそれぞれが視認できるＮ個の異なる透視図を生成するために必要な、水平ライン（１３）に沿って測定された、光のラインのセンターとセンターとの間の必要な距離を記載する式は、本出願人が所有する上述した特許で与えられた式と数学的に等価であるが、ここでは理解をしやすくするために、以下の通り簡単にする：
2012508399.tif 000003
ここで、Ｅは画素要素の幅であり、Ｚは作成しようとするビューイングゾーンの幅であり、Ｎは表示しようとする透視図の数であり（および、その上にこれらの画像が表示される画素要素のカラムまたは対角線のセットの数）、および、Ｐはピッチ（光照射ラインのセンターとセンターとの間のピッチ）である。
【００２６】
一般的に、このようにした生成されたビューイングゾーンの数は、以下に記載される単純な画像分布パターンに対し、３の倍数となるが、しかし、ビューイングゾーンの他の数も、この特定の開示の範囲を超えるようなより複雑なパターンを使用することで、使用可能となる。
【００２７】
ラインの幅が観察者によって観察された画素要素の幅と正確に一致するように見える場合は、ある角度から見たときに画素の境界の後に隠れたラインの部分で起こるモアレラインが、ほぼ完全に除去できる。このモアレ効果は周知であり、しばしば自動立体ディスプレー技術の分野において観察される。上述した場合にモアレ効果がなくなる理由は、ラインが画素およびそれらの境界に対しどこに見えようと、ラインのほぼ同じパーセンター時が画素間に隠れるためである。この幅の変更は、モアレを発生することなしに、許容することができる；実験は、この幅の±５％の変更は許容可能な結果となることを示している。
【００２８】
多くの場合、レンチキュラーレンズで形成されたラインは、均一な照明を生成するために、薄くて弱いディフューザー（３）の上に焦点を結ばなければならない。このディフューザーは、ＬＣＤ（４）の背面に搭載され、通常その背面で１ｍｍ以内に設けられている。ディフューザーは、通常、薄いガラスまたはプラスチック基板（８）に装着されたディフューザー材料（７）の薄い層から構成され、基板のサイドはＬＣＤに対向し、ＬＣＤ、その画素およびディフューザー上に合焦する光のラインとの間の正確な間隔を提供する。
【００２９】
図６は、ディフューザー上に結像した光のラインが、それらの前の画素要素に対し角度を有する方法を示している。光のラインは点線（２４）で示されている。３：１の高さ対幅の比を有する、赤（２５）、緑（２６）および青（２７）の画素要素は、それらの前に示されている。理解できるように、光のラインは角度を有しており、それらは要素の対角線と平行に走っている。
【００３０】
付加的な電気的にコントロール可能なディフューザー（６）は、理想的には光照射ライン源およびレンチキュラーレンズの間のバックライト内に、配置することができる。この種のディフューザーは、通常、プライバシーウィンドーとして使用され、ＰＤＬＣ（高分子分散液晶）やＰＮＬＣと呼ばれるある種の液晶技術を使用している。この種のディフューザーは、サイエンストリー、ポリトロニクスなどを含む米国のいくつかの企業によって製造されている。このディフューザーは２つの状態で操作する；電圧がそれを通じて印加されたときは、クリアとなり；電圧が印加されていないときは、拡散され、白色となる。そのような電気的ディフューザーおよびそれらの操作は、米国特許５，４１０，３４５のカラム６、ライン１７−２９において記載されている。
【００３１】
この材料の層は、ディフューザーがその第１の拡散状態にあるとき、他のサイドから見られるように互いに拡散してそれを視認可能にし、ディフューザーから来る照明がその表面に均一に広がるよう、光照射ラインの前に、十分離れて配置される。レンチキュラー小型レンズはもはや光照射ラインを「見る」ことができず、コントロール可能なディフューザーによって照射される均一で拡散した照明を単に撮像し、ＬＣＤの背後に直接的に設けられた第１のディフューザーを横切る均一照明を発生する。従来のバックライトによって発生するものと近似した、この照明状態において、ＬＣＤの全ての画素はＬＣＤの前の全ての位置から視認可能となり、ＬＣＤは従来の２Ｄフル解像度画像を表示するために使用される。
【００３２】
電気ディフューザーがその第２のクリア状態にあるとき、その拡散特性は失われ（あるいは大幅に減少し）、ガラス片のように、ディフューザーをクリアで透明なものとする。光照明ラインは、その背後に明瞭に視認可能となる。レンチキュラーレンズは、そのため、ＬＣＤの背後に直接的に設けられた第１のディフューザー上に光のラインの画像の焦点を合わせ、３Ｄ効果が生成され、それにより、ディスプレーの前のビューイングゾーンに位置する観察者の目は、Ｎ個の画素要素の対角線のそれぞれの背後のラインを見て、対角線間の背後の暗黒部を見ない。その目は、そのため、画素要素の対角線のセットの１つの上にのみ斜視画像を見ることができ、その１つは坏土に照明を有しているように見える。観察者の他の目は、常に、要素の対角線の他のセットの背後のラインを見ることができ、それらの要素上に表示された異なる透視図を見ることができる。
【００３３】
我々の先の特許ＵＳ５，４１０，３４５に記載された実施例と比較して、この発明のシステムにおいて、光源、レンズおよび撮像したラインは、画素のカラムに対して傾いており、ラインの幅はＬＣＤを形成する画像の画素要素のカラムと明らかに同じ幅である。また、先の特許との相違点は、以下に記載する機械的な移動システムである。
【００３４】
図５ｃおよび５ｄは、電気的にコントロール可能なディフューザーを排除して、その代わりにＬＣＤ（４）の背後のディフューザー（３）が、ＬＣＤ（４）の近傍の第１位置（１９）とレンチキュラーレンズ（２）の前に対して位置する拡散層を有する第２位置（２０）との間を前後に機械的に移動する、２Ｄ／３Ｄ切り換えを生成する他の手段を示している。前者の位置（１９）のときは、光のラインは、レンチキュラーレンズ（２）によりディフューザー（３）上に結像し、ＬＣＤ（４）の前の観察者に視認可能となる。他の位置（２０）において、レンチキュラーレンズ（２）に対し、ディフューザー（３）は、光のラインを形成するために合焦位置となる前に、光を遮り散乱させる。そのため、均一に散乱した照明が作成され、２Ｄ画像を表示することができる。
【００３５】
この機械的移動の概念の変形例は図５ａおよび５ｂに示されている。この変形例は、ＬＣＤ（４）の背後に直接設けられた静止したディフューザー（３）を使用し、ディフューザー上にラインを合焦させる第１の位置（１５）と、ラインはディフューザー上に合焦しないが、その代わりに均一な拡散照明をディフューザー上に投影させる第２の位置（１６）（ディフューザーに対し前方または後方のいずれか）と、の間で、レンチキュラーレンズ（２）自身が移動する。通常、光のラインが合焦する位置は、前方の位置（１５）であり、レンチキュラーレンズは、光のラインが合焦されず均一な照明がディフューザー上に生成される第２の位置（１６）まで、ほぼ２−３ｍｍだけ後方に移動する。
【００３６】
レンチキュラーレンズまたはディフューザーを移動するいくつかの実施可能な方法がある。一般的に、レンチキュラーレンズは、２つのエッジが、レンチキュラーレンズの小型レンズが、レンチキュラーレンズのエッジがそれらに対し接合されるとき、ＬＣＤの画素要素の対角線に対し正確に並ぶような位置に配置される、３つのレジストレーションポストに対し接合されるような方法で（１つのエッジが２つのポストに対し雪像し、他の垂直エッジが３つめのポストに対し接合する）、ほんのわずかの横方向の動きで前方へ移動する。
【００３７】
傾いた光のラインを形成するための異なる方法が図７ａおよび７ｂに示されている。図７ａおよび７ｂの変形例は、レンチキュラーレンズおよびディフューザーの使用をなくし、図７ａの例ではＬＣＤ（４）を形成する画像の背後に、また、図７ｂの例ではＬＣＤ（４）を形成する画像の前に、それぞれ位置する、第２の単純な液晶パネル（１７）の透明な領域によって、光のラインを生成する。
【００３８】
第２の液晶ディスプレー（１７）は、電源が供給されないときクリアで透明な状態となり、電源が供給されると一連の暗い半透明な線領域を表示するよう設計されている。半透明の領域は、電源がＯＮの状態において、透明で電源が供給されていない領域が、傾いたラインまたは階段状のラインセグメントパターンの形状になるよう、設計されている。第２のＬＣＤパネル（１７）の背後に位置する通常のＬＣＤバックライト（２１）からの光は、そのため、これらのギャップを介して照射され、上述した光のラインと同じ機能を果たす、一連の傾いた光のラインを形成する。第２のＬＣＤを使用するこの配置は、透明なラインが、パネルの一方のサイドに垂直および平行であることの代わりに、透明なラインが傾いている点の相違以外、米国特許６，１５７，４２４で用いられているものと近似している。
【００３９】
また、図７ｂに示されているように、視差バリアを形成するために、第１の画像形成用ＬＣＤパネルの前に第２のＬＣＤパネル（１７）を配置することもできる。しかしながら、その場合、第２のパネル（１７）のライン間の間隔は異なり、図７ａの場合の「画像形成用ＬＣＤの背後」に使用された間隔よりも若干小さい。この実施例におけるラインのピッチのための式は以下の通りである：
2012508399.tif 000004
【００４０】
ラインの幅はＰ／Ｎと同等であり、それらは観察者にとって画素要素と同じ幅を有しているように見える。
【００４１】
第２のＬＣＤパネルに対する最も簡単な構造が、「ＯＮ」状態にあるときの上述した第２のＬＣＤパネル（１７）の右上のコーナーの正面図である、図８に示されている。ここでは、傾いた電源を供給されている半透明の領域（１９）の間の電源が供給されていない領域（１８）は、一連の傾いた透明ラインを形成する。バックライトからの光は電源が供給されていない領域を介して光、画像形成用ＬＣＤ側から見たとき、光の傾いたラインを形成する。
【００４２】
この構成において、透明ライン（１８）が、理想的な観測面か見たとき、いずれのポイントにおいてもそれらを介して走る水平ラインに沿って測定したときに、それらが画素要素と同じ幅を有しているように見える幅を有することが、最良である。第２のＬＣＤパネルが画像形成用ＬＣＤの背後にある場合、第２のＬＣＤが画像形成用ＬＣＤよりも観察者から少し遠くの位置にあるため、これはライン幅が画素要素の幅よりも少し大きいことを意味する。第２のＬＣＤパネルが画像形成用ＬＣＤの前にある場合、第２のＬＣＤが画像形成用ＬＣＤよりも観察者から少し近くの位置にあるため、これはライン幅が画素要素の幅よりも少し小さいことを意味する。上述したレンチキュラーレンズの構成と同様に、このライン幅はモアレ効果を最小限にするか除去する。
【００４３】
第２のＬＣＤ状の不透明および透明ライン領域に対する第２の可能な構成は、ＬＣＤの右上コーナーの拡大図である、図９に示されている。この構成において、不透明領域（２１）間の電源が供給されていない領域（２０）は、階段形状の各セグメントが、ＬＣＤの画素要素としてそれと交差する水平ラインに沿った同じ幅を有し、階段形状の見かけの高さが、最適な視認距離で観察者によって見られる、画像要素の高さと同じである、「階段状」のラインパターンを形成する。このタイプの第２のＬＣＤを利用する完全に機能的なディスプレーは構築されてテストされている。
【００４４】
画像がこのタイプのディスプレー対し作成される方法、および、どのようにして画像情報が画像要素の対角線の中から配布されるのかは、９つの異なる透視図が、それらがディスプレーの前の９つの異なるビューイングゾーンから視認されるように、表示されている実施例を示す、図１０ａおよび１０ｂに示されている。９つのビューは今日の市場において最も一般的なタイプである。このタイプの画素構成は、工業的に標準であり、説明として提供される。
【００４５】
図１０ａ−１０ｂの画素要素は実際の寸法で記載されていないことに注意のこと。それらは、要素自体が正方形として記載されている。実際には、それらは幅の３倍の高さを有している。また、ライニングおよびスティップリングは、どの画像がどのセットの画像要素上にマップされるかを示すために用いられる。実際には、各要素の色は、各要素内に見つかるＲ、ＧおよびＢの指示によって示されている。
【００４６】
図１０ａはＭ×Ｎの解像度を有する電子画像ファイルを表している。この画像ファイルは、解像度において、画像がその上に表示されるべきＬＣＤと同じである。マルチビュー自動立体ディスプレーの先行技術における一般的な実践と同じように、水平線に沿った９つの異なる位置から表示されるか撮像された透視図である９つの画像は、通常、各画像が以下の解像度を有するように表示される：
2012508399.tif 000005
【００４７】
図１０ａにおいてＶ１−Ｖ９として指定された９つの画像は、各画像内の赤、緑および青の要素に対する強度値の二次元アレイである、ファイル内の３×３アレイに配置される。ソフトウェアまたは電気的手段を通して、各画像の個々の画素要素は、ＬＣＤ自身の上において、図１０ｂの対角線に沿ったＲ１、Ｇ１、Ｂ１などとマークされた要素中に、再配列される。図示するために、画像Ｖ１と対応する図１０ｂの対角線に斜線を付した。
【００４８】
例えば、Ｖ１の左上コーナーにおける画素の３つ（赤、緑および青）の要素は、マークされた対角線（２２）に沿ってＬＣＤのＲ１、Ｇ１およびＢ１とマークされた画素要素の上に表示される（「Ｒ」が赤要素を示し、「Ｇ」が緑要素などのように示されることを再度注意のこと。また、全ての赤要素、緑要素および青要素が垂直カラムであることに注意のこと）。右側の次の画素の要素は、（２３）とマークされた、右側の次の対角線の最初３つの要素上に配置され、右側の２番目の画素の要素は、次の対角線に配置される（図では表示されず）。画像Ｖ１の２番目のロウの最初の画素は、対角線（２２）に沿った３つの要素の第３のセットに配置される。次に、画像Ｖ１の４番目のロウの最初の画素は、下側の次の対角線などの最初の３つの要素上に配置される（図示せず）。
【００４９】
画像Ｖ２中の画素は、同様のパターンで、Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２などとマークされた対角線に沿って表示される。画像Ｖ３中の画素は、同様のパターンで、Ｒ３、Ｇ３、Ｂ３などとマークされた対角線に沿って表示される。
【００５０】
ディスプレーの光のラインは間隔があけられており、ある位置の観察者の目にとって、それらは画像Ｖ１の要素が見える対角線の背後に位置するように見え、観察者が一方の側から他方の側に移動するに伴い、光のラインは、画像Ｖ２、Ｖ３などからＶ９の要素が見える対角線の背後を通過する−および照明する−ように見える。
【００５１】
ここまでに記載したことは、本発明に含まれる広い設計概念の概観である。設計および構成の詳細は、装置上に表示される画像の質に寄与し、装置の構成を低コストにすることができる。
【００５２】
このタイプの装置のための大変効果的な照明装置は、図１１に示されたＬＥＤのアレイを使用することによって製造される。ＬＥＤ（８０）は、一例として１８．４３５°の、レンチキュラーレンズおよび光ラインと垂直に対し同じ角度で傾いている、カラム（８１）中に設けられている。これは、１：１の高さ対幅のアスペクト比を備える画素であって、水平方向に、３：１の高さと幅のアスペクト比を備える赤、緑および青の画素要素に分割された画素を有する、通常のＬＣＤのために使用される。通常、ＬＥＤのカラム（８１）は、カラムと垂直の方向に沿って測定されたある距離（８２）だけ間隔をあけている。この距離は、レンチキュラー小型レンズの口径比およびディスプレーの望ましい厚さによって、ある程度決定される。通常、ｆ／２−ｆ／３．５（円柱小型レンズの幅に対する焦点距離の比）の口径比を有する小型レンズは、均一に分散する照明を作り出しやすく、レンズを過度にＬＥＤ距離にすることはない。そのような場合、カラム間（カラムに対し垂直に測定した）のセンターとセンターとの距離とＬＥＤのレンズ距離との比は、大凡、１：２から１：３．５である。
【００５３】
ＬＥＤは各カラムに沿って互いに接触していない。図１の適切なディフューザー（３）がレンチキュラーレンズ（２）の前で使用されている限り、各カラムの隣接するＬＥＤはそれらの間にかなりのギャップを有する。例えば、テストのために構成された試験的な照明システムにおいて、センターからセンターへのカラム距離の半分と同じ距離が、図１１で示されているように、使用されている。
【００５４】
均一な照明と最も広い利用可能なビューイング角度を達成する目的で、１２０°の最大角度の半分の幅を有する、均等拡散照射パターンを有するＬＥＤが、最適である。あるいは、より方向性を有する照射パターンを有するＬＥＤを使用することができる。
【００５５】
もしレンチキュラーレンズによって結像した光のラインが、画素のロウに対し平行な水平方向（傾いた光ライン方向に垂直ではなく）で測定すると、ＬＣＤ画素の幅と同程度であるならば、ＬＥＤの光照射領域はこれが生じるような適切は幅を有していなければならない。これは、ＬＥＤカラムに対し垂直な方向あるいは画素のロウに平行な方向のいずれかで測定した、ＬＥＤの光照射領域の幅が、同じ方向で測定した、ＬＥＤカラムのセンターからセンターへの距離の１／Ｎ倍と同じである場合は、正しい。Ｎの数は、ＬＣＤ上で生成される透視図の数と同じである。例えば、９つの透視図が３Ｄ画像を生成するために表示される場合、ＬＥＤの光照射領域の幅は、ＬＥＤカラム間のセンターからセンターへの距離の１／９倍に近くなる。もし使用されたＬＥＤが狭すぎると、ディフューザーは、ＬＥＤの見かけの幅を広げるため、ＬＥＤの前の短い距離に配置される。
【００５６】
ディスプレーを横切って各光ライン内に視覚的に均一な照明を達成するために、ディフューザー（３）を、レンチキュラーレンズ（２）の焦点面であって、光ラインが結像する面あるいはその近傍に、配置する必要がある。そのようなディフューザーは、２つの垂直な方向に異なる拡散の角度を有する（有さなければならないわけではないが）。ディフューザーの最良のタイプは、表面の非均一性により基板の一方の表面上において、あるいは、基板の一方の再度の大変薄い層の上または層の中において、拡散特性を達成するものである。これは、ディフューザー上に結像した光のラインが、シャープでディフューザー自身によってひどくぼけないことを保証する。また、大変微小な光が、それが光のライン間のディフューザーを抜け出るように、ディフューザー内またはその基板内において散乱することを保証する。ディフューザーの最良のタイプは、光の散乱を最小限にするために、各方向においてある定義した角度を超えるとゼロまたはゼロ近傍まで減少する、大変良く知られているガウス散乱パターンを有する。
【００５７】
ディフューザーは、通常、レンチキュラーレンズが光をその方向に広がらせて、散乱は、光源のあるカラムの前に広がる光の幅広い部分が、光源の次のカラムからの光の幅広い部分と接触するかあるいはごく僅か重複する、ブライトまたはダークエリアを均一にするためのみに要求されているため、ＬＥＤカラムに対し垂直な方向に大変微小な拡散が必要である。光を均一にその方向に広げ、ＬＥＤ間のギャップを光で満たし、ＬＥＤの前のホットスポットを回避するために、より多くの拡散がＬＥＤカラムに平行な方向に要求される。ガウスディフューザーを前提とすると、ディフューザーから見たカラムに沿った隣接するＬＥＤ間の角度とほぼ同じ半値全幅（ＦＷＨＭ）角度を受け入れることができる。実験的な照明システムにおいて、ＬＥＤのカラムに対し平行な方向における１０°から１５°の半値全幅（ＦＷＨＭ）散乱角度は、十分であることがわかった。カラムに垂直な方向の散乱角度は、レンチキュラーレンズそれ自体がこの方向における単一の方向性ディフューザーとして動作するため、より小さくてよく、通常５°未満とすることができる。
【００５８】
全ての方向に均一に散乱する単純なディフューザーを使用した場合、散乱角度はカラムの方向に均一に光を散乱するのに十分である。通常、均一な光の分布を生成する間に可能な限り少ない散乱を有するディフューザーが、弱いディフューザーは一般的にほとんど光を反射せず、強いディフューザーよりも種々の透視図間のゴーストの発生（画像のクロストーク）防止にほとんど寄与しないため、使用されるべきである。
【００５９】
光のより効率的な使用、および、所定の光源のための見かけのより鮮明なディスプレーのブライトネスは、従来のＬＣＤディスプレーのバックライトで使用され、図１２および１３に示されたようにランプの前のある配置位置に位置するものと近似した、図１２および１３における「ブライトネス強調フィルム」（９０）を付加することによって、達成することができる。図１２はＬＥＤと対向する方向からのビューであり、図１３は断面図である。
【００６０】
このフィルムは、通常よりも高い角度でランプを通過する光をインターセプトするよう設計されており、人間がディスプレーを見るであろう領域に対し前方に光の方向を変え、そのため、ディスプレーの知覚されたブライトネスを増加することができる。そのようなフィルムは、通常、一方の面にモールドされた微視的な鋸歯状のリッジを有し、他方の面は平坦または散乱のための表面を作成するために不均一の面で覆われている、薄いプラスチックシートから構成されている。従来のＬＣＤバックライトにおいて、そのようなフィルムは、通常、ディフューザーと組み合わせて使用され、側面を照射するライトガイドの前に配置される。そのようなフィルムの種々の商品は、他にもあるが、３Ｍによって供給されている。
【００６１】
本発明に対して、フィルムの一方の表面がプリズムのような構成または図１３のリッジ（９１）でカバーされ、線形の領域の間に図１２における平坦な透明ギャップ（９３）を有する、図１２のある線形領域（９２）を有する構造と近似したフィルム構造を、使用することができる。そのようなフィルムは、示されたようにＬＥＤの前の平面に保持されるよう設計される。センターからセンターへの距離およびギャップの幅は、ＬＥＤの前から見ると、ギャップが各ロウの個々のＬＥＤ間の空間を占めるように設定される。さらに、溝の方向は、図１２に示されるように、ＬＥＤカラム（８１）の方向から９０°の角度を有している。
【００６２】
通常よりも高い角度で出射するランプからの光は、リッジで遮られ、通常に近い角度で前方へ方向転換する。他の構成部品を置かず前方からＬＥＤおよびフィルムを見ると、各ＬＥＤの前および後ろの溝状のストライプまたはギャップの間、各ＬＥＤ（８０）の回折画像（９４）が見える。
【００６３】
均一な照明を生成するために、リッジの角度およびリッジを有するシートとＬＥＤが搭載される表面との間の距離は、回折画像（９４）が、図１２に示されるように、互いにそして実際のＬＥＤに対し等しく間隔をあけて形成されるよう、選択される。また、示されたように、回折画像がＬＥＤからおよび互いが重複する各ストライプからの背後から生じるように、リッジ表面の角度およびＬＥＤ搭載表面への距離を選択することができる。このようなフィルムの使用は、ＬＥＤのこれらの画像間のギャップはＬＥＤ間のギャップ未満であるため、弱いディフューザーがレンチキュラーレンズの焦点で使用されることを可能にする。
【００６４】
これは光エミッターおよび光エミッターのための配置の１つの可能性のある選択であるが；１８．４３５°の角度でセットされたＣＣＦＬランプ、各端部にＬＥＤを有する反射光チャンネル、一方の表面に線型反射構造を備えるライトガイド、などの、ＬＣＤのバックライトの技術に通じた人にとって明らかな、多くの他の可能性もある。
【００６５】
上述したように、また、米国特許５，０３６，３８５および５，４１０，３４５において、ＬＣＤ上での光のフラッシングラインおよび画像の速い切り換えの２つ以上のセットが、複数の透視図を有する３Ｄ画像を生成するプロセスにおける解像度の量のロスを減少させるために、使用されている。光のフラッシングラインの２つ以上のセットの生成は、上述したＬＥＤの構成において、図１１に示されたＬＥＤ（８１）のカラムの間に、図１４に示すように、ＬＥＤのより多くのカラム（１１０、１１１、１１２）を付加することによって、達成される。これらの付加的なＬＥＤのカラムが点灯すると、それらの光は、ＬＥＤカラム（８１）の光から結像されたライン間に位置するラインに焦点が合う。
【００６６】
光のフラッシングラインの複数のセットの使用に関して、上述したように連続してフラッシュする光を作成するために、ＬＥＤの付加的なカラムは、カラム（８１）のＬＥＤがまず最初にオンおよびオフとされ、次にカラム（１１０）、次にカラム（１１１）と順番に、異なる画像がＬＣＤ上に表示されるように、独立してコントロールされる。これは、この構成において、光のカラムおよびラインが傾いており、光源が一連のＬＥＤであること以外は、特許５，４１０，３４５に記載されたものと同じプロセスである。
【００６７】
上述した構成において、図１５に示すように、ＬＥＤは、また、米国特許５，４１０，３４５で説明されているように、ＬＥＤカラム（８１、１１０、１１１など、図１４参照）の各セットの異なる水平セクション（１２０）、（１２１）および（１２２）が、その前に位置するＬＥＤのセクションがスキャンされ、そのセクションの画素が次の画像の部分を形成するよう完全に書き換えられた後、連続して照明されるように、接続されるとともに駆動される。３つのセクション（１２０）、（１２１）および（１２２）は理解を簡単にするために示されているだけであり、セクションの数は、通常、ＬＣＤの画素の切り換え速度およびＬＥＤの数に依存するが、８から１６のオーダーである。
【００６８】
上述した照明器の構成は、ＬＥＤアレイの大きさが全ての方向におけるＬＣＤの表示面より実質的に大きくなければ、いずれかの方向におけるオフ軸から見たとき、ＬＣＤの画像のエッジ部分に陰の領域を生成しやすい。ＬＣＤを収納するケースのサイズや単純に美学的、サイズ的、重さ的な条件における拘束条件により、ＬＥＤアレイを実質的に大きくすることは常に可能または望ましいとはいえない。そのような状態において、魅力的な解法は、表示面の限度を超えてＬＥＤ端部にもカラムを設け、一部切り欠いた側面図である図１６ａに示すように、ＬＥＤ照明装置、レンチキュラーレンズおよびＬＣＤの背後の他の構成部品を収納する上壁および底壁上に反射器を配置することである。
【００６９】
この反射器は、ＬＥＤの反射ラインが、それらがその前に位置するように同じ角度で反射器の背後に延びて見えるように、平面の代わりに規定された表面構造を有することが好ましい。平面状の反射器は、反射した光が反対方向に曲がって見えるようにする（すなわち、ＬＥＤのカラムが反時計回りに傾いた場合垂直方向から時計回りに傾いているように）。
【００７０】
これは、反射器（１３１）に、図１６ｂに示されたような鋸歯状断面であって、各鋸歯部（１３３）の平坦面（１３２）がハウジングの壁に対し１８．４３５°の角度有し、そのために、ＬＥＤカラム（８１）の方向に対し９０°の角度となる鋸歯状断面を与えることによって、達成される。通常、各鋸歯部は幅がｍｍの区画である。各鋸歯部の広い平面（１３２）は反射するよう構成されている。通常長い平面から９０°の角度を有する短い側面（１３４）は、理想的には反射しないが、実際のパーフォーマンスに支障がない程度の反射面とすることもできる。筐体の上壁および底壁の反射器は、構造が同じだが、各側面の鋸歯状表面の広い領域がその側面を遮るＬＥＤカラムに垂直の方向を向いている。
【００７１】
このタイプの反射器は、パネル１上で使用される照明のタイプによらず、使用することができる。このタイプの反射器は、傾いたラインまたは傾いたロウ中の光源から光を照射するパネル１のどのような形式のものに対しても、使用することができる。
【００７２】
２Ｄ画像モードに対する均一照明と３Ｄ画像モードに対する線形ライン照明との間の切り換えの付加的な方法は、図１７ａ−１７ｃに示されている。この変形例は、上述したＰＤＬＣやレンチキュラーレンズの移動やディフューザーの使用と比べて、コストがかからないように思える。この変形例は、拡散する第１のセクション（１４１）および図１７ａに示すように透明な第２のセクション（１４２）を有する薄いプラスチック材料のシート（１４０）を使用する。両セクションはＬＣＤおよびレンチキュラーレンズの背後の領域をカバーするのに十分な大きさである。
【００７３】
シートは、ＬＣＤ（４）のどちらかの側面または上壁あるいは底壁に配置されたローラー（１４３、１４４）上であって、図１７ｂおよび１７ｃに示すように、長方形のパネル（１）とＬＣＤ（４）との間に搭載され、最も最適な位置は、通常、図示されたようにそれと長方形パネル（１）との間で、レンチキュラーレンズ（２）の背後または近接した位置である。
【００７４】
２Ｄ画像が表示されるとき、シート（１４０）は一方のローラー（１４４）に巻き上げられ、図１７ｂに示すように拡散セクション（１４１）はＬＣＤの背後の位置に配置され、均一な拡散光を生成する。３Ｄ画像が表示されるとき、シート（１４０）は反対側のローラー（１４３）に巻き上げられ、図１７ｃに示すようにクリアな領域（１４２）はＬＣＤ（４）の背後の位置に配置される。レンチキュラーレンズは３Ｄビューのために必要な光のラインに光の焦点を合わせる。
【００７５】
ここで記載されたタイプのディスプレーは、しばしば、人々が広範囲の距離から見る販売店や展示会広告などのために使用される。そのようなディスプレー上で表示される深さの量は、通常、ゴースティング（画像のクロストーク）および画像の「飛び」または異なる透視図間の不連続のようなファクターによって制限され、それらの全ては自動立体ディスプレー技術の当業者にとって周知のことである。
【００７６】
通常、与えられたディスプレーが遠くから見るものであるとき、発生するこれらの望ましくない効果なしで画像中に表示できる深さの量は、ディスプレー近傍にいる観察者に対し表示できるものよりも大きい。また、人がディスプレーからさらに遠くに離れると、明らかで人の注意を引くシーンの３Ｄ性のために、画像中に表示しなければならない深さはそれだけ大きくなる。そのため、そのようなディスプレー上の有益な特徴は、最低でも、だれかがディスプレー（およびたぶんそれを見る）に近い場所に立っているのかどうかを判断することができる、ＩＲセンサーまたはＵＶエミッターおよびそれらのセンサーのコンビネーションのようなセンサーである。近い場所にいる人を検知できない場合、ディスプレーは、例えば展示会の通路のように離れた場所を歩いている人の注意を引くために、かなりの深さを有する画像を表示するよう、ソフトウェアによって指示される。近い場所に立つ人を検知した場合、近い場所のユーザーに対し望ましくない画像効果を最小限にして、一方で説得力のある３Ｄ効果を実行するのに十分な深さを維持するために、深さは減少される。
【００７７】
この深さの表現における変更は、２つのアニメーションの間を、または、異なる深さ量を有する同じアニメーションの間を、切り換えることによって、あるいは、リアルタイムのコンピューターグラフィックスディスプレーの場合は、透視図を描画するために使用されるバーチャルカメラの間の間隔を変更することによって、実行される。カメラは、近くで見るためには互いに近づき、遠くの人が見るときはより離れる。
【００７８】
より洗練されたシステムが、センサーの検知範囲内の少なくとも一人のユーザーまでの距離を測定し、そのユーザーの距離で見るための画像深さの量を最適化するために、使用される。多くの対象物の３Ｄモデルを生成する技術から軍事目的の技術までの広い範囲の目的で、市販されている、多くのタイプのレーザー照準器やライダーシステムがある。超音波照準器は、不動産の応用においてスペースを測定するために使用され、一度はカメラ用の照準器として使用された。異なる目的のために人の頭部の位置を測定できる、超音波のセンサーおよびエミッターの組合せは、米国特許５，３４９，３７９に記載されており、参照のためここに記載する。
【００７９】
従って、ここに記載された本発明の実施例は、本発明の原理の応用を単に説明していることを理解できる。個々に記載された実施例の詳細に対する言及は、本発明に基本的と考えられる特徴を記載する、この仮出願の利益をクレームする出願でファイルされたクレームの範囲を限定することを意図していない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ−５ｂ】
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【図５ｃ−５ｄ】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３ａ−１３ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６ａ】
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【図１６ｂ】
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【図１７ａ】
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【図１７ｂ】
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【図１７ｃ】
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【国際調査報告】
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