JP2008516271A - 複数のユーザプライバシを備えたディスプレイ - Google Patents
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Abstract
本発明は、タッチ入力と、共通視認領域と、対応するユーザ位置からのみ視認可能な複数の指定ユーザ領域を組み込んだディスプレイシステムを提供する。本発明のシステムは、複数のユーザに対して全員が共通のディスプレイ領域を見ることができると同時に、各自の指定ディスプレイ領域を見ることができ、各自の位置から別のユーザの指定ディスプレイ領域を見ることができない状態を提供することが望ましい用途において特に有用である。本発明のシステムはまた、ユーザがタッチ入力によってシステムと対話することができることが望ましい用途に特に有利である。本発明によって提供される種々の利点を利用することができる用途の例としては、複数のプレイヤによるゲームが挙げられ、すべてのプレイヤは全員に共通のゲーム情報を見ることができ、各プレイヤは自分に特有のゲーム情報を非公開に見ることができる。
Description
本発明は、ディスプレイ、タッチ入力およびプライバシを組み込んだシステムに関する。
電子ディスプレイは、生活のあらゆる局面において幅広く用いられている。これまで電子ディスプレイの利用は、主にデスクトップコンピュータおよびノートブックコンピュータなどのコンピュータ関連用途に限られていたが、処理能力がさらに容易に利用可能になったため、そのような性能が種々の用途に組み込まれている。たとえば、いくつかの例を挙げると、現金自動預入支払機、ゲーム機、カーナビシステム、レストラン管理システム、食料雑貨店のレジライン、ガソリンポンプ、情報キオスクおよび手持ち式データオーガナイザなどの多様な用途において、電子ディスプレイを見かけることが今や普通である。
本発明は、関連する視認位置からのみ視認可能な複数の非公開表示領域(プライベート視認領域)と、すべての視認位置から見ることが可能な共同表示領域(公衆視認領域)を組み込んだディスプレイを含むディスプレイシステムを提供する。ディスプレイシステムはまた、ディスプレイの少なくとも一部で重なる1つ以上のタッチパネルによるタッチセンシティブ入力を組み込んでいる。
本発明は、本発明の種々の実施形態に関する以下の詳細な説明を添付の図面と共に検討すれば、より完全に理解されるであろう。
本発明は種々の変更および代替の形態に適用可能であるが、その詳細が図面に一例として示され、詳細に説明される。しかし、記載された特定の実施形態に本発明を限定するわけではないことを理解すべきである。それどころか、本発明の趣旨および範囲に包含されるすべての変更、等価物および代替例を網羅することを本発明は意図している。
本発明は、タッチ入力と、対応するユーザ位置からのみ視認可能な複数の指定ユーザ領域とを組み込んだディスプレイシステムを提供する。本発明のシステムは、複数のユーザに対して全員が共通のディスプレイ領域を見ることができると同時に、各自の指定ディスプレイ領域を見ることができ、各自の位置から別のユーザの指定ディスプレイ領域を見ることができない状態を提供することが望ましい用途において特に有用である。本発明のシステムはまた、ユーザがタッチ入力によってシステムと対話することができることが望ましい用途に特に有利である。本発明によって提供される種々の利点を利用することができる用途の例としては、複数のプレイヤによるゲームが挙げられる。このゲームでは、すべてのプレイヤは全員に共通のゲーム情報を見ることができ、各プレイヤは自分に特有のゲーム情報を非公開に見ることができる。
本発明において、複数のユーザが、同時にディスプレイを見ることができる。ディスプレイの一部はすべてのユーザから視認可能であり、ディスプレイの少なくとも一部は選択されたユーザ位置からのみ見られ、他の位置からは見ることはできない。「テキサスホールデム(Texas Hold’Em)」または他のポーカーゲームなどのカードゲームは、プライバシ表示性能およびタッチスクリーン入力性能を備えたそのようなディスプレイを用いて、複数のプレイヤによって行われうる。
ディスプレイの一部は、プライバシフィルムと記載されているフィルムをはじめとする光制御フィルム(LCF)の使用によって指定の視認者の位置から非公開に視認可能であるように作製されることができる。LCFとしては、視認可能範囲内では見ることができ、視認可能範囲外では光を遮断するフィルムが挙げられる。LCFにはまた、そうでなければ、視認可能範囲以外を視認可能範囲内に表示するように光を再指向するフィルムが挙げられる。LCFの例としては、マイクロルーバー形成フィルム、光吸収性充填剤材料を含む微小構造および微小溝を備えたフィルム、「ビキュイテイ(Vikuiti)(登録商標)」ブランドの名でスリーエム・カンパニー(3M Company)によって販売されているフィルムなどの種々の市販のLCF製品およびプライバシフィルム、種々の光指向フィルム、フレネルレンズなどのレンズ、回転フィルム、プリズムフィルムなどが挙げられる。本発明において有用な構成において、LCFは、ディスプレイ構造の上、下または中に位置してもよく、タッチ入力装置に組み込まれてもよい。LCFの多くのタイプは1つの方向に視角を制御するため、プライバシを水平方向および垂直方向において提供することができ、視認性の中心軸を指定の視認位置に向けることができるように指向される少なくとも2つのLCF構成要素を提供することが有用でありうる。LCFおよびLCF構成の例は、米国特許第4,553,818号明細書、米国特許第4,764,410号明細書、米国特許第4,812,709号明細書、米国特許第5,147,716号明細書、米国特許第5,254,388号明細書、米国特許第5,528,319号明細書、米国特許第6,120,026号明細書、米国特許第6,398,370号明細書、米国特許出願公開第2003/0210535号明細書、国際公開第2002/099479号パンフレットおよび国際公開第2004/036286号パンフレットに開示されている。
ここで示されているように、LCFは、たとえば、視認性の中心軸を中心にして、水平方向および/または垂直方向に一定の範囲の角度の中に光を制御するために用いられることができる。LCFはまた、視認性の中心軸の位置を決定するために用いられることができる。LCFによって形成される視認可能領域は、扇形または円錐状に形成されることができる。ユーザが、左、右、真向かいに位置しうる他のユーザには非公開に情報を見ることができることが望ましい用途では、水平方向および垂直方向の視角のほか、視軸を制御することが好ましい。
ディスプレイの視認可能な角度または指定部分を制限するために、スリーエム・カンパニー(3M Company)から市販されているマイクロルーバーフィルムおよび微小構造フィルムなどのプライバシフィルムおよび画像指向フィルムを、ディスプレイの下または上、あるいはディスプレイの指定部分に位置決めすることができる。プライバシフィルムおよび画像指向フィルムを用いて、表示画像を一定の方向または一定の角度に向けることができる。画像指向フィルムは一般に、ディスプレイの視角または視野円錐を制御する。LCFをディスプレイのいくつかの部分の上に配置して、複数のプレイヤのうちの一人にその部分の視感度を制限することができる。
ディスプレイでプレイヤプライバシを使用することにより、たとえば、一般に、生のディーラおよび駒の物理的な集合(たとえば、トランプ一組)を必要とするカードゲームを、駒の個別のユーザの非公開の表示を提供すると同時に、駒の共通の集合の表示をプレイヤ全員に提供するビデオシステムを用いて自動化することが可能となる。一例は、ゲーム「テキサスホールデム(Texas Hold’Em)」である。このゲームでは、各プレイヤに裏返しで配られた2枚のカードと組み合わせて、プレイヤ全員によって用いられる一組の共通カードを用いる。裏返しで配られた2枚のカードには、そのプレイヤの非公開の表示および情報が割り当てられる。本発明において、共通カードをプレイヤ全員(のほか、観客)が視認可能な中央領域に表示することができ、特定の視認領域内に位置決めされる1人のプレイヤのみがカードを見ることができる領域に各プレイヤの非公開のカードを表示することができる。ゲームのある時点で、1人以上のプレイヤが自分のカードを見せることを所望する場合があり、その場合には、自分たちのカードをプレイヤ全員が視認可能なディスプレイの領域に移動することができる。
非公開視認領域を組み込んだディスプレイシステムにタッチ入力をさらに設けることにより、対話の独自のモードが可能になる。特に、複数の同時にタッチされる点を測定することができるタッチパネルまたはタッチパネルの集合をゲームのオプションにさらに追加することができる。非公開および公開のタッチ領域および視認領域を有するタッチパネルを備えたディスプレイはさらに、プレイオプションを拡張する。たとえば、各プレイヤが他のプレイヤに手の内を明かさない一定量の知識を与えられる任意のゲーム、たとえば、ビデオゲームやトリビアゲームなどに変形される「テキサスホールデム(Texas Hold’Em)」などのポーカーゲーム、「スクラブル(Scrabble)(登録商標)」、「バトルシップ(Battleship)(登録商標)」または「マスターマインド(Mastermind)(登録商標)」などの有名なボードゲームをはじめとする一般的なカードゲームは、本発明から利益を得ることができる。
本発明の実施形態の種々の態様は、図1〜図3を参照して図示され説明される。図示された実施形態は例示であり、考えられる種々の実施形態のすべてを反映しているわけではないことを理解されたい。種々の実施形態は、本願明細書で提供される説明によって認識することができる。図1は、テーブル14に水平方向に取り付けられたディスプレイ12を有するビデオゲームシステム10を概略的に示している。ディスプレイ12の四隅のそれぞれは、以下の説明でさらに詳細に記載するように、LCFプライバシフィルタアセンブリ16を備えている。フィルタアセンブリ16は、それぞれ矢印30、31、32、33によって示されるように、それぞれの視認位置35、36、37、38に向かって光を向ける。LCFフィルタアセンブリ16を備える領域に表示される対象物または情報は、視認位置35、36、37または38の1つに位置している人によってのみ視認可能である。フィルタアセンブリ16は、少なくとも図1および図2から認識されるように、視軸、水平視角および垂直視角を制御する。
卓上用ゲームを形成するために、ディスプレイ12を特注のポーカーテーブル14に挿入することができる。ディスプレイ12は、陰極線管(CRT)、液晶ディスプレイ(LCD)、投影ディスプレイ、プラズマディスプレイなどをはじめとする任意の適切な電子ディスプレイであってもよい。ディスプレイ12はまた、複数のディスプレイユニットを含んでもよく、および/または静的グラフィックスによる画像を組み込むか、または表示してもよい。
図1に示されるゲームは、「テキサスホールデム(Texas Hold’Em)」ポーカーであり、個別のプレイヤのカードをそれぞれの非公開の隅に配ることができる。このシステムにおいてプライバシを提供するため、各プレイヤの個別のカードは、表を向けて配られてもよい。他の実施形態において、各プレイヤの個別のカードを裏返しにして配り、タッチスクリーン重複部分にタッチすることによって、プレイヤがカードを見せることと、カードを隠すことが交互にできることが望ましい場合もある。図1は、ディスプレイ12が「テキサスホールデム(Texas Hold’Em)」ゲームにおいて、「フロップ」として配置されるカード20を見せており、カード22、24、26、28が非公開領域16で個別のプレイヤに見せていることを示している。図示されているように、位置35、36、37、38に配置された4人以下でプレイしてもよいが、より多いプレイヤに適合する実施形態もまた考えられる(たとえば、四角いテーブルトップビデオディスプレイの各隅に1人ずつ、各辺に1人ずつの8人のプレイヤ)。カード20は、ゲームの公開領域にあるため、どのプレイヤも見ることができる。カード22、24、26、28は、フィルタアセンブリ16の背後に表示されるため、それぞれ視点35、38、32、36からのみ見ることができる。図1はまた、視認位置36の場合に示された水平視角θも示している。指定の視認位置からの比較的容易な視認に適合すると同時に、他のプレイヤまたはその仲間のさまよう目線から十分なプライバシを依然として確保するように、水平視角θを選択することができる。たとえば、約10°〜100°の視角を可能にするようにθを選択することができる。
図2は、図1の線分A−Aに沿った、ゲームテーブル10の断面図を概略的に示している。図2は、視認位置36から見られ、フィルタアセンブリ16によって制御されるときの垂直視角Λのほか、ディスプレイの平面に対して垂直な軸から測定したときの視野円錐の傾斜角(チルト角)Θを示している。水平視角のように、垂直視角Λおよび視野円錐の傾斜角Θは、指定位置のユーザにとっての視認性に適合すると同時に、他のユーザからのプライバシを依然として提供するように選択されることができる。具体的な実施形態において、幅が約10°〜100°の範囲にあるようにΛを選択することができ、垂線から約20°〜70°の範囲であるようにΘを選択することができる。
ディスプレイ12は、内部の金属ベゼル19およびプラスチックの装飾用ベゼル18によって包囲される。第1のLCF部材16aおよび第2のLCF部材16bを含み、いずれの部材もディスプレイ12の上面と内部ベゼル19との間に位置決めされるLCFアセンブリが、非公開視認領域を形成する。ディスプレイ12の各隅の非公開視認領域は、スリーエム・カンパニー(3M Company)から市販されているマイクロルーバー「ビキュイテイ(Vikuiti)(登録商標)」光制御フィルムの2つの交差層からなるアセンブリによって形成されることができる。LCF層16bは、傾斜角0°で約60°の水平視野円錐Φを有することができ、LCF層16aは30°の垂直傾斜角Θで48°の垂直視野円錐Λを有することができる。LCFアセンブリ16は、内部金属ベゼル18とディスプレイ12の上面との間の圧力によって所定の位置に保持されることができる。あるいは、タッチスクリーン40の任意の面(たとえば、上面、下面または多層タッチスクリーン構成の場合には中間面)または、その上面などのディスプレイ12の任意の適切な面にLCFアセンブリ16を積層するか、または別の方法によって接合することができる。LCFアセンブリはまた、グラフィックス挿入物、光学フィルム、支持構造などの他の要素(図示せず)に積層するか、その中に積層することができる。光学接着剤は、LCFアセンブリを他の要素に接合するか、またはLCFアセンブリの層を互いに接合するために、適切に用いられうる。
図2はまた、カード20、22、24、26、28などの表示対象物と直接対話することが可能であるように、ディスプレイ12の上方にタッチスクリーン40を位置決めすることができることを示している。タッチスクリーン40は、ディスプレイ領域全体を覆うように示されているが、ディスプレイの上方で選択された領域に1つ以上のタッチスクリーンを配置することができることも考えられる。たとえば、各指定のユーザ領域に個別のタッチスクリーンを配置することができるため、各ユーザは独立に操作することができる自身のタッチスクリーンにアクセスする。これは、同一のタッチ面で複数の同時のタッチ入力を分解するときに難点があるタッチセンシング技術を用いる場合に、特に有利となりうる。別個のタッチスクリーンを各ユーザ専用にすることにより、ユーザは、別のユーザの行為に干渉される心配をすることなく、いつでもタッチスクリーンを介してシステムと対話することが可能となる。1つのタッチスクリーンがディスプレイ領域全体の上に配置される実施形態では、タッチスクリーンの全体面をタッチ入力用に利用可能であってもよく、タッチスクリーンの特定の部分をタッチ入力領域として指定することができ、それによって、作動タッチ領域および不作動タッチ領域を形成する。それらの領域にタッチセンシング要素を含まないことによって、またはたとえば、プログラムされたソフトウェアまたはファームウェアによって不作動領域におけるタッチから生成される信号を適切に考慮するか、または無視することによる電子手段のいずれかによって、タッチスクリーンの一部を不作動にすることができる。
ディスプレイと組み合わせて用いることができる現在公知であるか、または後に開発される任意のタッチスクリーン技術を、本発明において適切に用いることができる。タッチ技術としては、容量、投影容量(projected capacitive)、抵抗、赤外ビーム、表面弾性波、力および振動が挙げられる。大型のビデオディスプレイの周囲に位置決めされる複数のユーザ用に提供され、ディスプレイ全体を覆う1つのタッチ入力装置を設けることが望ましい実施形態では、広い領域にわたって機能することができるタッチスクリーンが特に有用である場合がある。たとえば、振動感知式タッチ入力装置は、本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第10/850,324号明細書および米国特許出願第10/850,516号明細書に開示されているような大型の場合に用いられることができる。
タッチ入力装置は本発明のビデオシステムと対話するために好都合かつ直観的な方法を提供することができ、ディスプレイの上に配置されるタッチスクリーンの代わりに、またはディスプレイの上に配置されるタッチスクリーンに加えて、他のユーザ入力装置もまた用いることができる。例としては、省電力ディスプレイタッチパッド、薄膜スイッチ、ボタン、ジョイスティック、トグルスイッチ、トラックボールなどが挙げられる。
図3は、図2に示された一部の拡大断面図を概略的に示している。積層構成のさらなる詳細が示されている。フォームタイプなどの弾性材料、たとえばポロン(Poron)フォームテープ(製品番号4790−92−20081−04S)を含むことができるスペーサ71、74が設けられる。スペーサ71は、任意の適切な接着剤、たとえば、3M 467MP接着剤を用いて、ベゼル19に接合されることができる。スペーサ71の底面は、銅テープ72の上に載っている。銅テープ72は、ガラスパネル41の上面および側面と、金属の内部ベゼル18に接着される。図4に示されるようなタッチパネルが用いられる場合には、銅テープ72は、タッチスクリーン構成要素45、46、47、48および49、50、51、52のほか、配線60、61、62、63(図4参照)を電磁干渉から保護することができる。スペーサ74は接着剤73によってパネル41に接合されることができ、スペーサ74はまた、3M 4936VHBなどの接着剤75によって内部ベゼル18に接合される。LCFフィルム16aおよび16bは、圧力および摩擦によってディスプレイ12の上面と内部ベゼル18との間の所定の位置に保持される。
図4は、本発明の一部の実施形態において、タッチ入力を提供するのに有用な振動感知式タッチパネル40を概略的に示している。例示的な振動感知式タッチパネルは、国際公開第96/11378号パンフレット、国際公開第00/38104号パンフレット、国際公開第01/48684号パンフレット、国際公開第02/01490号パンフレット、国際公開第03/005292号パンフレット、国際公開第03/067511号パンフレット、国際公開第03/107261号パンフレット、欧州特許第1 240 617 B1号明細書、本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第10/729,540号明細書、米国特許出願第10/750,290号明細書、米国特許出願第10/750,291号明細書、米国特許出願第10/750,502号明細書、米国特許出願公開第20030066692号明細書、米国特許出願公開第20020135570号明細書、米国特許第5,637,829号明細書および米国特許第5,717,432号明細書に開示されている。一実施形態において、パネル41は、長さ915mm×幅560mm×厚さ2.2mmの寸法を有する半強化矩形ガラスパネルである。シアノアクリレート接着剤を用いて、隅でガラスパネル41の底面に圧電振動子45、46、47、48を接合することができる。この実施形態において、センサ45、46、47、48は、10.4mm×4.5mm×1.19mmを測定する。国際公開第03/005292号パンフレットおよび本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第10/440,650号明細書に開示されているように、センサは、隣接するガラスパネルの縁に対して45°でその長軸を向ける。センサ45、46、47、48は、本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第10/739,471号明細書に開示されているような直列コンデンサ構成に構成される。
簡単に言えば、振動感知式タッチ入力装置は一般に、タッチによって生じるタッチプレートにおける振動を検出し、振動タッチ手段からの入力またはプレートに既に伝搬し、タッチによって変更されることによって、機能する。タッチの位置を決定するために、検出された振動を用いることができる。一部の変形例において、圧電振動子は、屈曲波振動を検出するために、タッチプレートに連結される。振動子は、振動を感知し、制御電子装置に送信される信号を生成する。プレートの入力面にタッチする行為により、エネルギのインパルスを生成する。エネルギの帯域幅および振幅は、接触材料(指、スタイラス、手袋など)、プレート材料(ガラス、アクリルなど)および接触強度に左右される。接点で与えられるエネルギは、一般にタッチプレートの周囲の種々の点(矩形プレートの隅など)に位置する振動子に向かって伝搬し、ディジタル化することができる信号を生成する。制御電子装置は、タッチの衝突位置またはタッチの強度、タッチ手段のタイプなどのタッチに関連する他の情報を決定するために、ディジタル化された信号で計算を実行することができる。振動感知式タッチ装置はまた、タッチ手段とパネルの面との間の摩擦接触に起因するタッチプレートの入力面にわたって追跡されるタッチ手段によって生成された振動を検出することができる。
タッチ入力を表示する振動は一般に、伝搬中に分散を受けやすい屈曲波振動を含むため、他の方法では入力位置または他の決定情報に誤差を生じうる分散効果を補正することが望ましい場合がある。分散効果の補正のための例示的な方法は、国際公開第01/48684号パンフレットに開示されている。
図4に戻って参照すると、タッチ入力に起因するガラスパネル41における振動に応じたセンサ45、46、47、48のそれぞれによって生成される信号は、FET増幅器回路構成要素49、50、51、52によって格納されることができる。4本のケーブル60、61、62、63を用いて、パネル41の各隅にあるセンサおよび構成要素からたとえばコネクタ65に信号を搬送することができる。各ケーブルは、1本のツイストペア線を有する。あるいは、配線は、電子テイルで終端されるプリント導電インクトレースに置き換えてもよい。
図4はまた、スペーサ74をパネル41に設けることができることを示している。スペーシング機能を設けることに加えて、スペーサ74はまた、タッチ入力装置40がビデオシステムに組み込まれる場合の振動減衰機能も提供することができる。振動感知式タッチ入力装置を外部の振動源から少なくとも部分的に孤立させるか、および/または反射を低減するためにタッチプレートの縁で振動の吸収を行うことが望ましいことが多い。音響遮蔽材料もまた、スペーサ機能とは別に設けることができる。具体的な音響遮蔽材料としては、種々のフォームテープ、たとえば、スリーエム・カンパニー(3M Company)によって商標名3M 4956および3M 5962で販売されているアクリルフォームテープ、両面接着テープ、スリーエム・カンパニー(3M Company)によって商標名3M 4314などで販売されているウレタンフォームテープ、片面テープなどが挙げられる。適切であると考えられる他の材料としては、種々のウレタンおよびシリコーンのほか、振動減衰用途に有用な粘弾性材料が挙げられる。
本発明は、上述の特定の実施例に限定されるものと考えるべきではなく、添付の特許請求の範囲に完全に記載されているように、本発明のすべての態様を包含するものと理解すべきである。種々の変更、等価なプロセスのほか、本発明が適用可能でありうる種々の構造は、本発明が関連する当業者には本明細書を検討すれば容易に明白となるであろう。
Claims (5)
- 共通視認領域および複数の指定の非公開視認領域を有し、各非公開視認領域は、関連する視認位置からのみ視認可能であり、前記共通視認領域はすべての視認位置から視認可能であるディスプレイと、
ディスプレイシステムとユーザの対話を提供するために前記ディスプレイの少なくとも一部にオーバーレイされたタッチセンシティブ入力装置と、
を備えるディスプレイシステム。 - 前記ディスプレイの視認性を制御するために、少なくとも1つの前記非公開視認領域に配置された光制御フィルムアセンブリをさらに備える、請求項1に記載のディスプレイシステム。
- 前記光制御フィルムアセンブリが、第1の方向に視角を制御する第1の光制御フィルムおよび前記第1の方向に対して垂直な第2の方向に視角を制御する第2の光制御フィルムを備える、請求項2に記載のディスプレイシステム。
- 前記第1および前記第2の光制御フィルムの少なくとも1つが、前記ディスプレイに対して垂直な線から前記関連する視認位置に向かって測定される傾斜角によって決定される視軸を制御する、請求項3に記載のディスプレイシステム。
- 前記システムがテーブルとして構成され、そのテーブルの周囲に、前記関連する視認位置が複数のユーザに適合するように分配されている、請求項1に記載のディスプレイシステム。
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