JP4964139B2 - 二及び三次元の視像のディスプレイ - Google Patents

Description

本発明は、二次元の及び三次元の知覚を提供するように構成されたディスプレイデバイスに、並びに、特に、ディスプレイデバイス及び二次元のモードと三次元のモードとの間で切り替えることが可能であるディスプレイデバイスを制御する方法に、関係する。

三次元の知覚を提供するディスプレイシステムの使用は、しばしばグラフィック処理システムの計算するスピードの急速な増加のおかげで、より広く行き渡ったものになっている。例えば、典型的なパーソナルコンピューターでさえ、典型的なマトリックスディスプレイデバイスに仮想の三次元の視像を提供することに十分である、像を処理するパワーを提供することが可能である。

しかしながら、より真に迫った三次元の視像を提供するためには、視差の効果を提供することが可能であるディスプレイを提供することが、望ましいことである。この課題は、先の数十年の間に多数の異なる方式で取りかかられてきたが、一つの例は、特異的に構成されたガラスの組み合わせ、例．二色で着色されたもの又は偏光させるもの、及び、特異的に構成されたディスプレイデバイスを使用するものである。他のシステムは、拡張されたレンズシステムと共に配置される、ディスプレイパネルの使用を伴ってきたが、そのレンズシステムは、そのディスプレイパネルを覆う共に視差の効果を提供する。

これらの先行技術の解決手段の多数の欠点は、それらが、像の解像度及び多色の可能性を維持する一方で、通常の二次元の目視のモードと三次元の目視のモードとの間の切り替えの容易な方式を提供することが可能なものではないというものである。通常、二つの目視のモードの間における切り替えは、一つのディスプレイデバイスを別のものに交換することを、伴ってきた。言うまでもなく、このような解決手段は、複雑なもの且つ高価なものの両方である。

二次元の像の提示と三次元の像の提示との間で切り替えることが可能である先行技術の装置は、米国特許出願公開第２００４／００４１７４７Ａ１（特許文献１）に記載されたものである。二つのレンチキュラーレンズが、マトリックスディスプレイパネルの前方に、配置される。それら二つのレンズの間の相対的な位置をシフトさせることによって、そのマトリックスディスプレイの画素の視像を、二次元のモードと三次元のモードとの間で切り替えることができる。しかしながら、米国特許出願公開第２００４／００４１７４７Ａ１に記載された配置の欠点は、それが、少なくともそれが移動する部分を伴うという事実によって、機械的に複雑なものであるというものである。
米国特許出願公開第２００４／００４１７４７Ａ

よって、本発明の目的は、先行技術の配置の欠点を克服すること、及び、ディスプレイデバイスが、二次元の目視のモードと三次元の目視のモードとの間の切り替えを提供することができる、単純な方式を提供することである。

その目的は、請求項構成（１）に従ったディスプレイデバイス、並びに、請求項構成（１４）及び（１５）に従ったディスプレイデバイスを制御する方法によって、達成される。
構成（１）：
二次元の知覚及び三次元の知覚を提供するように構成されたディスプレイデバイスであって、
ディスプレイパネル、バックライトの配置、及び制御回路部品を含み、該バックライトの配置は、
− 光学的に澄んだライドガイド
：を含み、
該ライドガイドは、
− 該ライトガイド内の第一の方向に伝わる光を該ライトガイドの中へ結合させる第一の側面、
− 該ライトガイド内の該第一の方向に対向する、第二の方向に伝わる光を該ライトガイドの中へ結合させる、該第一の側面に対向する、第二の側面；
− 出口の表面
：を有し、該出口の表面を介して、該ライトガイドの中へ結合させられた光は、該ライトガイドの外で結合させられる；と共に、
該ライドガイドは、
該第一の方向に伝わる光から、第一の偏光の第一のビームを分割すると共に、該第一のビームを、第一の角度で該出口の表面から出させるように、該第一のビームを再方向付けする、及び、該第二の方向に伝わる光から、第一の偏光の光の第二のビームを分割すると共に、該第二のビームを、該第一の角度と異なる第二の角度で該出口の表面から出させるように、該第二のビームを再方向付けする、レリーフ構造化された偏光選択性のビームを分割する界面；
を有すると共に、
該制御回路部品は、該第一のビーム及び該第二のビームを使用することで、該三次元の知覚を提供するように、構成される、ディスプレイデバイス。
構成（２）：
前記バックライトの配置は、
− 前記光学的に澄んだライトガイドを形成する第一の層、第二の層、及び、第三の層
：を含み、
該層のいずれか二つの間の少なくとも一つの界面となる表面は、前記第一の方向及び前記第二の方向に対して本質的に垂直な延在の方向に延在する複数の本質的に平行な構造の形態における前記レリーフ構造化された偏光選択性のビームを分割する界面を含む、構成（１）に記載のディスプレイデバイス。
構成（３）：
前記第二の層は、複屈折性である、構成（１）又は（２）に記載のディスプレイデバイス。
構成（４）：
前記第二の層は、前記第一の層及び前記第三の層の屈折率よりも高い屈折率を有する、構成（２）に記載のディスプレイデバイス。
構成（５）：
前記第一の層及び前記第二の層は、単一の層へと接合される、構成（２）又は（３）に記載のディスプレイデバイス。
構成（６）：
構成（２）に従属するとき、前記第二の層は、前記第三の層の屈折率よりも高い屈折率を有する、構成（５）に記載のディスプレイデバイス。
構成（７）：
前記レリーフ構造は、前記レリーフ構造化された表面の中へ延在する溝を含む、構成（１）乃至（６）のいずれか一つに記載のディスプレイデバイス。
構成（８）：
前記溝の断面は、前記溝の延在の方向に対して垂直な方向に関して対称的である、構成（７）に記載のディスプレイデバイス。
構成（９）：
前記溝の断面は、形状において三角形である、構成（７）又は（８）に記載のディスプレイデバイス。
構成（１０）：
前記複屈折性の層は、ポリエチレンナフタラート（ＰＥＮ）の箔を含む、構成（３）乃至（９）のいずれか一つに記載のディスプレイデバイス。
構成（１１）：
前記複屈折性の層は、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）の箔を含む、構成（３）乃至（９）のいずれか一つに記載のディスプレイデバイス。
構成（１２）：
構成（９）に従属するとき、前記溝の幅及び深さは、溝の角度を定義すると共に、該溝の角度は、３０°から９０°までの区間にある、構成（１０）又は（１１）に記載のディスプレイデバイス。
構成（１３）：
前記溝の角度は、３０°から７０°までの区間にある、構成（１２）に記載のディスプレイデバイス。
構成（１４）：
構成（１）乃至（１３）のいずれか一つに記載のディスプレイデバイスを制御する方法であって、
− 時間内に連続的であるように、前記第一の側面及び前記第二の側面を介して前記ライトガイドの中へ結合する光を制御すること
：を含む、方法。
構成（１５）：
構成（１）乃至（１０）のいずれか一つに記載のディスプレイデバイスを制御する方法であって、
− 光の中で結合することが、人間の観察者によって知覚可能でないほど十分に高い交替速度で、前記第一の側面と前記第二の側面との間での交替であるように、前記第一の側面及び前記第二の側面を介して前記ライトガイドの中へ結合する光を制御すること
：を含む、方法。

すなわち、第一の態様に従って、本発明は、二次元の知覚及び三次元の知覚を提供するように構成されたディスプレイデバイスである。そのデバイスは、ディスプレイパネル、バックライトの配置、及び、制御回路部品を含む。そのバックライトの配置は、光学的に澄んだライトガイドを含むと共に、そのライトガイドは、
− そのライトガイド内の第一の方向において伝わる光をそのライトガイドの中へ結合させるための第一の側面、
− そのライトガイド内のその第一の方向に対向する、第二のものにおいて伝わる光をそのライトガイドの中へ結合させるための、その第一の側面に対向する、第二の側面；
− 出口の表面
を有するが、その出口の表面を介して、そのライトガイドの中へ結合させられた光が、そのライトガイドの外で結合させられる。

そのバックライトの配置は、さらに、その第一の方向に伝わる光から、第一の偏光の第一のビームを分割すると共に、第一の角度でその出口の表面を出る前記の第一のビームを有するように、前記の第一のビームを再方向付けするための、並びに、その第二の方向に伝わる光から、第一の偏光の光の第二のビームを分割すると共に、その第一の角度と異なる第二の角度でその出口の表面を出る前記の第二のビームを有するように、前記の第二のビームを再方向付けするための、レリーフ構造化された偏光選択性のビームを分割する界面を含む；と共にその制御回路部品は、その第一のビーム及びその第二のビームを使用することで、その三次元の知覚を提供するために構成される。

特定の実施形態は、光学的に澄んだライトガイドの形態における第一の層、第二の層、及び、第三の層を含む。それら層のいずれか二つの間の少なくとも一つの界面となる表面は、それら構造の延在の方向に延在する複数の本質的に平行な構造の形態におけるミクロ構造を含む。そのデバイスは、さらに、それぞれ、第一の方向及び第二の方向においてそのライトガイドの中へ光を放出するように構成される、第一の光源及び第二の光源を含む。その第一の方向及びその第二の方向は、本質的に対向する方向であると共に、その第一の方向及びその第二の方向は、そのレリーフ構造の延在の方向に対して本質的に垂直である。

その第一の光源及びその第二の光源の各々一つ（又は単一の光源であって、それの光が、第一の側面及び第二の側面へ方向付けられるもの）から放出された光は、内部の反射にさらされると共に、そのレリーフ構造を介してその第二の層の中へ反射させられたとき、異なる方向の偏光を有する光の二つのビームへ分離する。すなわち、光の第一のビームは、第一の方向の偏光及び第一のビームの方向を有すると共に、光の第二のビームは、第二の方向の偏光及び第二のビームの方向を有する。その第一のビームは、その第一のビームの方向に沿ってそのバックライトデバイスを出ると共に、その第二のビームは、再利用されるまで、そのバックライトデバイス内に捕捉されたままである。

よって、その第一の光源及びその第二の光源が、本質的に対向する方向に沿って、そのライトガイドの中へ光を放出するという事実のおかげで、光の二つのビームは、そのバックライトから放出されることになるが、光の各々のビームは、それぞれのビームの方向を有する。そのディスプレイパネル、例．アクティブマトリックスのＬＣＤパネルを通過するとき、グラフィックの情報が、存在する場合には、それら二つのビームは、そのディスプレイパネルのグラフィックの情報の三次元の知覚を観察者へもたらすことになる。

両方のランプが、同時に動作させられる、又は、パワーを貯蓄するために交替する様式で動作させられる事例においては、その三次元のモードの目視のモードは、可能とされる。一つのランプのみを動作させることによって、その二次元の目視のモードは、可能とされる。このように、２Ｄ及び３Ｄの動作モードを、一つの且つ同じバックライトのモジュールに統合することができるが、ここでは、それら二つの目視のモードの間における切り替えが、オフ又はオンのそれらランプの一つの単純な切り替えによって、行われる。

よって、本発明の利点は、そのディスプレイデバイスが、２Ｄモードにおける解像度の喪失を欠点としてもたないというものである。全体の２Ｄの解像度は、右の目のために、及び、左の目のために、使用される。その３Ｄの像の印象は、その右目へ光を送ることとその左目に光を送ることとの間で切り替わるバックライトと同期された、右目の像及び左目の像を時間的に連続して示すことによって、築き上げられる。

本発明の別の利点は、それが、実現することが単純であると共に、よって、安価であるというものである。これは、例．実施することが困難であると共によって高価である機械的に移動するレンズシステムを伴う先行技術の配置と対照的なことである。

その第二の層は、好適な実施形態においては、複屈折性のもの、即ち、光学的に異方性のものであることもある。しかしながら、その第二の層は、他の実施形態において、その第一の層及びその第三の層の両方の屈折率よりも、高いもの、例．顕著に高い屈折率を有することもある。これは、それが、製造することが、容易なもの、及び、よって、高価でないものであるという点で、好都合なものである。

好適な実施形態において、その第一の層及びその第二の層は、単一の層へと接合される。これは、それが、そのバックライトを大きさにおいて小型なものにするという点で、好都合なものである。

好ましくは、そのレリーフ構造は、そのレリーフ構造化された表面の中へ延在する溝を含むと共に、それら溝の断面は、好ましくは、それら溝の延在の方向に垂直な方向に関して、対称的なもの、例えば、三角形のものである。

好適な実施形態において、その複屈折性の第二の層は、ポリエチレンナフタラート（PolyEthyleneNaphthalate）（ＰＥＮ）の箔を含む。別の好適な実施形態においては、その複屈折性の第二の層は、ポリエチレンテレフタラート（PolyEthyleneTerephthalate）（ＰＥＴ）の箔を含む。

好適な実施形態において、それら溝の断面の三角形の形状を使用することで、それら溝の幅及び深さは、溝の角度を定義すると共に、ここでは、その溝の角度は、３０°から９０°までの区間にある。より好ましくは、その溝の角度は、３０°から７０°までの区間にある。

本発明の第二の態様に従って、上に記載されたようなディスプレイデバイスを制御する方法は、時間内に連続的なものであるように、その第一の側面及びその第二の側面を介してそのライトガイドの中へ結合する光を制御することを含む。あるいは、その第一の側面及びその第二の側面を介してそのライトガイドの中へ結合する光を制御することは、光の中で結合することが、人間の観察者によって知覚可能でないほど十分に高い交替速度で、その第一の側面とその第二の側面との間での交替であるようなものである。このような交替する動作の利点は、パワーを蓄積するものであると共に、よっって、ラップトップコンピューター、携帯電話などのような携帯用のデバイスにおける使用に適切なものであるというものである。

本発明の好適な実施形態の記載は、偏光させられたバックライト１００の簡単な説明と共に、図１を参照することから、開始する。偏光させられたバックライト１００は、二つの異なる偏光の方向、Ｓ及びＰ、の光１２０を、一つの偏光方向のみ（Ｓ）の光へと、転換することが可能なものであるが、その光は、ディスプレイパネル、例．（図１に示されてない）ＬＣＤパネルに向かった方向１２４において放出される。

バックライト１００は、光学的な異方性の材料の層１０２、即ち、複屈折性のもの、及び、光学的な等方性の材料の層１０４から作られる。それら二つの層の屈折率は、図１に指し示される。等方性の層１０４の屈折率は、ｎ_ｏであると共に、異方性の層１０２の主方向ｘ、ｙ、及びｚに沿った屈折率は、それぞれ、ｎ_ｅ、ｎ_ｏ、及びｎ_ｏである。

異方性の層１０２において、ミクロ溝（microgroove）１０６の形態におけるレリーフ構造は、機械加工、エンボス加工、又は他のパターニングの技術によって、製作される。これらの溝１０６は、ライトガイドを形成するために等方性の材料１０４で覆われると共に、ポリ（メチル＝メタクリラート）（poly(methyl methacrylate）、即ち、ＰＭＭＡの、裏当て層１１０によって支持されるが、その層は、光源１１８、即ち、ランプからの光１２０を受光する。

所望の偏光の方向（Ｓ）の光を含む光１２０は、溝１０６に当たると共に、二つの界面となる層１０２及び１０４の屈折率が、不整合な状態にあるという事実のおかげで、方向１２５においてＳの光１２４として外部へ反射させられる。他方の偏光方向（Ｐ）の光１２６について、それら屈折率は、調和すると共に、よって、Ｐの光１２６は、内部全反射によって捕捉されたままである。このように、Ｐの光１２６を、それが、反射／衝突を通じて偏光方向をひっくり返すまで、バックライト１００において再利用することができる。よって、放出されたＳの光１２４の強度は、従来のバックライトのものよりも二倍と同程度に大きいこともある。

偏光するバックライト１００の重要な特徴は、それの溝１０６である。図１に示されるように、放出された偏光した光１２４は、与えられた角度１２５の下で、バックライト１００を出ると共に、内部全反射のモードにおける浅い入射角度の理由のために、放出された光１２４は、また、ある一定の程度までコリメートされる、すなわち、Ｓの光１２４は、１５−２０度ぐらいに及ぶ角度的な区間１２８にわたって分布させられる。放出されたコリメートされた光１２４の角度的な分布１２８が、変化することが困難（即ち、狭い）であるとはいえ、放出の角度１２５は、相当に容易に変化させられることもある。これを、異方性の材料１０２における溝の角度１０８を変動させることによって、単純に、することができる。このように、その光は、ほとんどいずれの（予め固定された）角度でも放出されることもある。その放出された光の溝の角度の依存性が、探査されるコンピューターのモデリングからの結果は、以下に与えられることになる。

今、図２ａ及び２ｂへ戻ると、本発明に従ったディスプレイデバイス２００の好適な実施形態のブロック図を、記載することにする。ディスプレイデバイス２００は、マトリックスのＬＣＤパネル２３０を含むが、そのパネルには、多数の画素２４０が、指し示される。ＬＣＤパネル２３０は、バックライト２０１によって照明される。

制御ユニット２３２は、情報、例．外部の源２３８からインターフェース２３４を介して、ＬＣＤパネル２３０に受けられた情報の表示を制御する。制御ユニット２３２は、また、ライトガイド２１０において、対向する方向、それぞれｚ及び−ｚに光を放出するバックライト２０１における第一の光源２１８及び第二の光源２１９を制御する。図１と関連してすでに上に記載したように、光源２１８、２１９からの光は、ライトガイド２１０を介して伝わると共に、等方性の層２０４及び複数の平行なＶ字に形作られた溝２０６を含む複屈折性の（異方性の）層２０２における反射及び屈折にさらされる。

今、図３における断面図を参照して続けると、バックライト３００の記載を、与えることにする。バックライト３００は、例えば、上に記載されたディスプレイデバイス２００において使用可能なものである。バックライト３００は、第一の光源３１８及び第二の光源３１９を含む。光源３１８、３１９は、複屈折性のライトガイド３０２の中へ、偏光してない光を放出するが、そのライトガイドは、光学的に等方性の層３０４の上部に配置される。ライトガイド３０２は、方向ｙに沿った線３０９に関して、複数の対称的なＶ字に形作られた平行な溝３０６と共に構成される。溝３０６は、組み合わせで溝の角度３０８を定義する幅及び深さを有する。第一の光源３１８から発する光は、第一の光の経路３３０及び第二の光の経路３３２によって、典型的に示される。第二の光源３１９から発する光は、第三の光の経路３３４及び第四の光の経路３３４によって、典型的に示される。光源３１８、３１９は、連続的に、又は、高い、即ち、人間の目によって注意されることがないほど十分に高い、周波数で交替することで、動作させられることもある。

コンピューターのモデリングの結果の提示において以下に例示することにするように、対称的な溝３０６は、好ましくは、３０度よりも大きいと共に７０度よりも小さい角度３０８を有するが、ただし、これらの角度に限定されるものではない。例えば、より大きい溝の角度３０８については、低減された強度を有する、擾乱する二次のビームが、生じることもある。しかしながら、このビームは、複数の（例．二つの）視像を作り出すために、使用されることもある。

今、図４における断面図を参照して続けると、バックライト４００の別の好適な実施形態の記載を、与えることにする。バックライト４００は、例えば、上に記載されたディスプレイデバイス２００において使用可能なものである。バックライト４００は、第一の光源４１８及び第二の光源４１９を含む。光源４１８、４１９は、複屈折性のライトガイド４０２の中へ偏光してない光を放出するが、そのライトガイドは、光学的に等方性の層４０４の上部に配置される。ライトガイド４０２は、方向ｙに沿った線４０９に関して、複数の非対称的なＶ字に形作られた平行な溝４０６と共に構成される。溝４０６は、組み合わせで溝の角度４０８を定義する幅及び深さを有する。第一の光源４１８から発する光は、第一の光の経路４３０及び第二の光の経路４３２によって、典型的に示される。第二の光源４１９から発する光は、第三の光の経路４３４及び第四の光の経路４３６によって、典型的に示される。図３と関連して上に記載された例におけるように、光源４１８、４１９は、連続的に、又は、高い、即ち、人間の目によって注意されることがないほど十分に高い、周波数で交替することで、動作させられることもある。

図３における実施形態との比較において、溝４０６は、非対称的なものであることは、留意されることである。これは、図３における状況との比較において、第二の光の経路４３２に沿った光が、ｙ方向に多かれ少なかれバックライト４００から発すると共に、第四の光の経路４３６に沿った光が、ｚ方向に向かってより多くバックライト４００から発するという結果として生じる効果を有する。これは、その方向−ｙにおいて、即ち、そのディスプレイの前において且つそのディスプレイに関して垂直な方向において直接的に、目視する観察者にとって、その溝の形状が、２Ｄの目視のモードについて最適化されるものであると言うことができるという点で、好都合なことである。

よって、対称的な溝３０６を使用する、先の実施形態のものが、好ましくは、主として３Ｄの用途が意図されるディスプレイの用途に利用される一方で、非対称的な溝４０６を使用する実施形態は、好ましくは、主として２Ｄの用途が意図されるディスプレイの用途に利用される。

また、非対称的な溝のバックライトは、観察者が、ディスプレイが彼又は彼女を囲む環境に、例えば飛行シミュレーションに、置かれる状況において好適な解決手段であることもある。他の例は、観察者が、ディスプレイが典型的には自動車の区画の中央のパネルに位置させられる自動車の用途におけるもののような、ディスプレイの中央の直前に置かれない環境である。

今、偏光した光の放出されたビームの溝の角度の依存性を例示するコンピューターのモデリングの結果を、図５から７までを参照して、与えることにする。図５は、バックライトシステム５００の断面図を概略的に例示する。図１に例示されたシステムに類似して、システム５００は、ライトガイド５１０を含むが、そのライトガイドの上に位置させられるものは、光学的に等方性の材料５０４及び複屈折性の層、即ち、光学的に異方性の材料５０２である。複屈折性の層５０２は、ｘ方向に延在する平行な溝５０６を含む。溝５０６は、溝の角度５０８を定義する幅及び深さを有する。光源５１８は、ライトガイド５１０の中へ光を放出すると共に、その放出された光は、上で議論したような内部の反射にさらされると共にそのバックライトの外へ且つ光の検出器５３２の上へ、偏光層５３０を介して、放出される光のビーム５６０に帰着する。偏光層５３０は、Ｓ偏光した光のみが通過するように、構成される。光のビーム５６０は、第一のビームの縁５６１及び第二のビームの縁５６２によって定義されるような空間的な範囲を有する。ビームの幅は、角度５６６によって定義されると共に、ビームの方向の角度５６４は、ｙ軸を参照して定義される。

第一のコンピューターのモデリングからの結果は、図６に与えられる。ここで、そのコンピューターのモデリングのセットアップは、ライトガイド５１０の屈折率が１．４９であると共にコーティング層５０４の屈折率が１．５６であるというようなものである。溝のある複屈折性の層５０２は、屈折率ｎ_ｏ＝１．５６及びｎ_ｅ＝１．８６を有するＰＥＮの箔である。溝５０６の深さは、５６．５μｍであり、溝のピッチは、２００μｍであると共に、溝の角度は、３０度と９０度との間で変動させられる。

図６における図は、溝の角度５０８の関数として、検出器５３２によって検出されたときの、光のビーム５６０の角度的な分布を例示する。すなわち、方向性をもつ角度５６４及びビームの幅５６６の両方を、その図において見ることができる。

３０、３５、又は４０度の溝の角度について、その光が、例えばその観察者の右の目にその像を形成するために、負の角度で抽出されることになることは、その図から読み取ることができる。その溝の角度が、６５度以上であるとすれば、その光は、その観察者の左の目にその像を形成するために、正の角度で抽出される。

第二のコンピューターのモデリングの実験からの結果は、図７に与えられる。ここで、そのコンピューターのモデリングのセットアップは、ライトガイド５１０の屈折率が１．４９であると共にコーティング層５０４の屈折率が１．５３であるというようなものである。溝のある複屈折性の層５０２は、屈折率ｎ_ｏ＝１．５３及びｎ_ｅ＝１．７１を有するＰＥＴの箔である。溝５０６の深さは、５６．５μｍであり、溝のピッチは、２００μｍであると共に、溝の角度は、３０度と９０度との間で変動させられる。

図７における図は、溝の角度５０８の関数として、検出器５３２によって検出されたときの、光のビーム５６０の角度的な分布を例示する。すなわち、方向性をもつ角度５６４及びビームの幅５６６の両方を、その図において見ることができる。

３０、３５、又は４０度の溝の角度について、その光が、例えばその観察者の右の目にその像を形成するために、負の角度で抽出されることになることは、その図から読み取ることができる。その溝の角度が、６０度以上であるとすれば、その光は、その観察者の左の目にその像を形成するために、正の角度で抽出される。

上に記載された本発明の実施形態は、全て、複屈折性の第二の層、又は、複屈折性の接合された第一の及び第二の層を示す。

すなわち、（好ましくは１．７以上の）均一な高い屈折率を有する等方性の材料を使用することによって、その光の角度的な分布は、複屈折性の層を有する実施形態について記載されたものと同じものである。高い屈折率を有する等方性の層を使用する利点は、それが、製作することが、より容易なものであるというものである。例えば、そのミクロ構造を、ＰＭＭＡと同様の従来の重合体で作ることができると共に、その高い屈折率の材料は、その後、そのミクロ構造を平坦化するために、使用される。このような高い屈折率の材料の例は、透明なポリイミド類及びＴｉＯ_２のナノ粒子で充填された重合体である。

図１は、本発明の好適な実施形態において使用されたバックライトを概略的に例示する。 図２ａは、本発明に従ったディスプレイデバイスの好適な実施形態のブロック図を概略的に例示する。 図２ｂは、図２ａにおける本発明に従ったディスプレイデバイスの好適な実施形態のブロック図及び断面の組み合わせを概略的に例示する。 図３は、本発明の好適な実施形態において使用された、対称的な溝を備えた、バックライトの断面を概略的に例示する。 図４は、本発明の好適な実施形態において使用された、対称的な溝を備えた、バックライトの断面を概略的に例示する。 図５は、本発明に従ったバックライト及びコンピューターのモデリングの結果を生じさせる際に使用された検出器を概略的に例示する。 図６は、図５のバックライトを使用するコンピューターのモデリングの結果の第一の組みを与える図である。 図７は、図５のバックライトを使用するコンピューターのモデリングの結果の第二の組みを与える図である。

Claims (15)

1. 二次元の目視するモード及び三次元の目視するモードの間で切り替え可能なものであるように構成されたディスプレイデバイスであって、
   ディスプレイパネル、バックライト、及び制御回路部品を備えると共に、
   上記のバックライトは、
   第一の光源及び第二の光源、
   光学的に透き通ったライドガイド
   を備えると共に、
   該ライドガイドは、
   前記ライトガイド内の第一の方向において伝わる前記第一の光源からの光を前記ライトガイドの中へと結合させるための第一の側面、
   前記ライトガイド内の前記第一の方向に対向する、第二の方向において伝わる前記第二の光源からの光を前記ライトガイドの中へと結合させるための、前記第一の側面に対向する、第二の側面、及び、
   出射面であって、前記ライトガイドの中へ結合させられた光が該出射面を介して前記ライトガイドから出射する出射面、
   を有すると共に、
   前記バックライトは、前記第一の方向において伝わる光から、第一の偏光の第一のビームを分離すると共に上記の第一のビームが第一の角度で前記出射面を出るように上記の第一のビームを再方向付けするための使用において適合させられた、及び、前記第二の方向において伝わる光から、前記第一の偏光の第二のビームを分離すると共に上記の第二のビームが前記第一の角度と異なる第二の角度で前記出射面を出るように上記の第二のビームを再方向付けするための使用において適合させられた界面をさらに有し、
   前記界面は、前記バックライト内において等方性の層及び異方性の層の間における界面を定義する前記第一の方向及び前記第二の方向に対して垂直に延在する複数の溝を備えると共に、
   前記制御回路部品は、前記三次元の目視するモードにおいて前記ディスプレイパネルを照明するために前記第一のビーム及び前記第二のビームを使用するとき三次元の知覚を提供し、前記第一の光源及び前記第二の光源のいずれか一方のみを動作させることによって二次元の知覚を提供するように構成されたものである、
   ディスプレイデバイス。
2. 請求項１に従ったディスプレイデバイスにおいて、
   上記のバックライトは、
   前記光学的に透き通ったライトガイドを形成する第一の層、前記異方性の層である第二の層、及び、前記等方性の層である第三の層を備える、
   ディスプレイデバイス。
3. 請求項２に従ったディスプレイデバイスにおいて、
   前記第二の層は、複屈折性のものである、
   ディスプレイデバイス。
4. 請求項２又は３に従ったディスプレイデバイスにおいて、
   前記第二の層は、前記第一の層及び前記第三の層の屈折率と比べてより高いものである屈折率を有する、
   ディスプレイデバイス。
5. 請求項２又は３に従ったディスプレイデバイスにおいて、
   前記第一の層及び前記第二の層は、単一の層へと接合される、
   ディスプレイデバイス。
6. 請求項５に従ったディスプレイデバイスにおいて、請求項２に従属するとき、
   前記第二の層は、前記第三の層の屈折率と比べてより高いものである屈折率を有する、
   ディスプレイデバイス。
7. 請求項１から６までのいずれか一つに従ったディスプレイデバイスにおいて、
   前記溝の断面は、前記溝の延びの方向に対して垂直な方向に関して非対称的なものである、
   ディスプレイデバイス。
8. 請求項１から６までのいずれか一つに従ったディスプレイデバイスにおいて、
   前記溝の断面は、前記溝の延びの方向に対して垂直な方向に関して対称的なものである、
   ディスプレイデバイス。
9. 請求項７又は８に従ったディスプレイデバイスにおいて、
   前記溝の断面は、形状において三角形のものである、
   ディスプレイデバイス。
10. 請求項３から９までのいずれか一つに従ったディスプレイデバイスにおいて、
    前記複屈折性の層は、ポリエチレンナフタラート（ＰＥＮ）の箔を備える、
    ディスプレイデバイス。
11. 請求項３から９までのいずれか一つに従ったディスプレイデバイスにおいて、
    前記複屈折性の層は、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）の箔を備える、
    ディスプレイデバイス。
12. 請求項１０又は１１に従ったディスプレイデバイスにおいて、請求項９に従属するとき、
    前記溝の幅及び深さは、溝の角度を定義すると共に、
    前記溝の角度は、３０°から９０°までの区間にあるものである、
    ディスプレイデバイス。
13. 請求項１２に従ったディスプレイデバイスにおいて、
    前記溝の角度は、３０°から７０°までの区間にあるものである、
    ディスプレイデバイス。
14. 請求項１から１３までのいずれか一つに従ったディスプレイデバイスを制御するための方法であって、
    時間内に連続的なものであるように前記第一の及び第二の側面を介して前記ライトガイドの中へと結合する光を制御すること
    を備える、方法。
15. 請求項１から１３までのいずれか一つに従ったディスプレイデバイスを制御するための方法であって、
    光の中に結合することが、ヒトの観察者によって知覚可能ではないものであるために十分に高い交替速度で前記第一の及び前記第二の側面の間で交替するものであるように、前記第一の及び前記第二の側面を介して前記ライトガイドの中へと結合する光を制御すること
    を備える、方法。

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