JP2012027273A - Lens device and display system - Google Patents

Lens device and display system Download PDF

Info

Publication number
JP2012027273A
JP2012027273A JP2010166350A JP2010166350A JP2012027273A JP 2012027273 A JP2012027273 A JP 2012027273A JP 2010166350 A JP2010166350 A JP 2010166350A JP 2010166350 A JP2010166350 A JP 2010166350A JP 2012027273 A JP2012027273 A JP 2012027273A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
display panel
fresnel
display
transparent plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010166350A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kajiro Ushio
嘉次郎 潮
Nobuyuki Miyake
信行 三宅
Kiwa Sugiyama
喜和 杉山
Yutaka Ichihara
裕 市原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2010166350A priority Critical patent/JP2012027273A/en
Publication of JP2012027273A publication Critical patent/JP2012027273A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide images with a high realistic feeling.SOLUTION: A display system comprises: a display panel for displaying an image; and a lens device which is arranged at a position which is nearer to a view point between the view point and the display panel and creates a virtual image into which the display panel is expanded at a position which is more apart from the view point than the display panel. The lens device comprises: a Fresnel lens; a transparent plate bonded to a lens surface of the Fresnel lens; and a support part for supporting the Fresnel lens and the transparent plate in the standing state at a position apart from the display panel.

Description

本発明は、表示装置に表示された画像を観視するためのレンズ装置および表示システムに関する。   The present invention relates to a lens device and a display system for viewing an image displayed on a display device.

近年、臨場感の高い画像を提供するディスプレイが求められている。例えば、ディプレイサイズを大きくすると、臨場感の高い画像を提供することができるといわれている。   In recent years, there has been a demand for a display that provides a highly realistic image. For example, it is said that when the display size is increased, an image with a high presence can be provided.

ところで、ディスプレイサイズを大きくすると価格が高くなる。そこで、より安価に臨場感を高めることができる表示システムが求められる。   By the way, the price increases as the display size is increased. Therefore, a display system that can enhance the sense of reality at a lower cost is required.

上記課題を解決するために、本発明の第1の態様においては、表示装置の表示面を観視するためのレンズ装置であって、フレネルレンズと、前記フレネルレンズのレンズ面に接着された透明板と、を備えるレンズ装置、および、表示システムを提供する。   In order to solve the above-mentioned problem, in the first aspect of the present invention, there is provided a lens device for viewing the display surface of a display device, comprising a Fresnel lens and a transparent adhesive bonded to the lens surface of the Fresnel lens. A lens device including the plate and a display system are provided.

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。   It should be noted that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.

本実施形態に係る表示システム10の一例を示す。An example of the display system 10 which concerns on this embodiment is shown. 複数の観視者に対して画像を提供する本実施形態に係る表示システム10の一例を示す。1 shows an example of a display system 10 according to the present embodiment that provides images to a plurality of viewers. 本実施形態に係る表示パネル20、虚像40および平面レンズ50の配置例を示す。An arrangement example of the display panel 20, the virtual image 40, and the flat lens 50 according to the present embodiment is shown. 本実施形態に係る平面レンズ50の断面構造の一例を示す。An example of a cross-sectional structure of the planar lens 50 according to the present embodiment is shown. フレネルレンズ60の断面形状の一例を示す。An example of the cross-sectional shape of the Fresnel lens 60 is shown. 変形例に係るレンズ装置30の構成を示す。The structure of the lens apparatus 30 which concerns on a modification is shown.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。   Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.

表示システム10は、1または複数の観視者に2次元画像または3次元画像を提供する。表示システム10は、表示パネル20と、レンズ装置30と、椅子32と、テーブル34とを備える。   The display system 10 provides a two-dimensional image or a three-dimensional image to one or a plurality of viewers. The display system 10 includes a display panel 20, a lens device 30, a chair 32, and a table 34.

表示パネル20は、2次元画像または3次元画像を表示する。表示パネル20は、一例として、平板状の表示装置である。   The display panel 20 displays a two-dimensional image or a three-dimensional image. The display panel 20 is a flat display device as an example.

レンズ装置30は、表示パネル20の表示面を観視者が観視するレンズであって、視点(即ち、観視者の眼の位置)および表示パネル20の間において視点側により近い位置に配置される。そして、レンズ装置30は、表示パネル20よりも視点から離れた位置に表示パネル20を拡大した虚像40を生成する。即ち、レンズ装置30は、視点から表示パネル20までの距離よりも遠い位置に、表示パネル20を拡大した虚像40を生成する。   The lens device 30 is a lens that allows a viewer to view the display surface of the display panel 20, and is disposed at a position closer to the viewpoint side between the viewpoint (that is, the position of the eyes of the viewer) and the display panel 20. Is done. Then, the lens device 30 generates a virtual image 40 in which the display panel 20 is enlarged at a position farther from the viewpoint than the display panel 20. That is, the lens device 30 generates a virtual image 40 in which the display panel 20 is enlarged at a position farther than the distance from the viewpoint to the display panel 20.

レンズ装置30は、平面レンズ50と、外枠部52と、支持部54とを有する。平面レンズ50は、一例として、虚像40を生成する凸型の平面のレンズである。   The lens device 30 includes a planar lens 50, an outer frame portion 52, and a support portion 54. As an example, the planar lens 50 is a convex planar lens that generates the virtual image 40.

平面レンズ50は、一例として、フレネルレンズと透明板とを張り合わせた構造である。平面レンズ50は、一例として、矩形の平板状である。平面レンズ50は、一例として、縦横の比率が表示パネル20の表示面と略同一である。   As an example, the planar lens 50 has a structure in which a Fresnel lens and a transparent plate are bonded together. As an example, the planar lens 50 has a rectangular flat plate shape. As an example, the flat lens 50 has a vertical / horizontal ratio substantially the same as the display surface of the display panel 20.

平面レンズ50は、表示パネル20の表示面に対して平面が略平行となるように配置される。平面レンズ50は、一例として、平面の中心が、視点と表示パネル20の表示面の中心とを結ぶ線上に位置するように配置される。   The planar lens 50 is disposed so that the plane is substantially parallel to the display surface of the display panel 20. As an example, the planar lens 50 is disposed so that the center of the plane is located on a line connecting the viewpoint and the center of the display surface of the display panel 20.

そして、このような平面レンズ50は、予め定められた拡大率を有する。平面レンズ50は、一例として、1.5倍以上の拡大率を有する。   Such a planar lens 50 has a predetermined magnification. As an example, the planar lens 50 has an enlargement ratio of 1.5 times or more.

外枠部52は、平面レンズ50の外周に設けられ、表示パネル20の表示面の外周部分の少なくとも一部を視点に対して隠蔽する。外枠部52は、一例として、平面レンズ50の上辺、下辺、右辺および左辺の少なくとも一部に設けられる。   The outer frame portion 52 is provided on the outer periphery of the flat lens 50 and hides at least a part of the outer peripheral portion of the display surface of the display panel 20 from the viewpoint. As an example, the outer frame portion 52 is provided on at least a part of the upper side, the lower side, the right side, and the left side of the flat lens 50.

このような外枠部52を有することにより、レンズ装置30は、表示パネル20の虚像40の周縁部分を視点に対して遮蔽することができる。これにより、レンズ装置30は、表示パネル20の虚像40を周囲から切り離して、現実の表示面のように自然に虚像40を観視者に見せることができる。   By having such an outer frame portion 52, the lens device 30 can shield the peripheral portion of the virtual image 40 of the display panel 20 from the viewpoint. Thereby, the lens apparatus 30 can isolate | separate the virtual image 40 of the display panel 20 from the circumference | surroundings, and can show the virtual image 40 to a viewer naturally like an actual display surface.

支持部54は、平面レンズ50を表示パネル20から離れた位置に、平面レンズ50が表示パネル20に対して略平行となるように支持する。支持部54は、一例として、平面レンズ50をテーブル34上に垂直に立てた状態に支持する。   The support unit 54 supports the flat lens 50 at a position away from the display panel 20 so that the flat lens 50 is substantially parallel to the display panel 20. For example, the support unit 54 supports the planar lens 50 in a state in which the planar lens 50 stands vertically on the table 34.

椅子32は、観視者に着座され、観視者の視点を固定する。椅子32は、一例として、観視者の視点から表示パネル20までの距離が、予め定められた距離となるような位置に設けられる。   The chair 32 is seated on the viewer and fixes the viewer's viewpoint. As an example, the chair 32 is provided at a position where the distance from the viewer's viewpoint to the display panel 20 is a predetermined distance.

テーブル34は、表示パネル20と椅子32との間に配置され、レンズ装置30が載置される。テーブル34は、レンズ装置30を、視点と表示パネル20の表示面との間における視点側に近い位置に配置させることができる。   The table 34 is disposed between the display panel 20 and the chair 32, and the lens device 30 is placed thereon. The table 34 can arrange the lens device 30 at a position close to the viewpoint side between the viewpoint and the display surface of the display panel 20.

このような表示システム10において、観視者は、レンズ装置30を介して表示パネル20を観視することができる。この場合、レンズ装置30を介して表示パネル20を見る場合における視点から表示パネル20までの観視距離は、レンズ装置30を介さず表示パネル20を見る場合における標準観視距離の例えば0.7倍以上2倍以下である。   In such a display system 10, a viewer can view the display panel 20 through the lens device 30. In this case, the viewing distance from the viewpoint to the display panel 20 when viewing the display panel 20 through the lens device 30 is, for example, 0.7 of the standard viewing distance when viewing the display panel 20 without using the lens device 30. It is 2 times or more.

なお、表示パネル20の標準観視距離は、表示パネル20の縦方向の長さの約3倍である。また、視聴距離の最小値は、画面サイズが60インチ以上の場合、表示パネル20の縦方向の長さの約2倍といわれている。また、ディスプレイの好ましい視聴距離は、表示パネル20の縦方向の長さの約6倍程度であるという調査結果もある。従って、レンズ装置30を介して表示パネル20を見る場合における視点から表示パネル20までの観視距離は、表示パネル20の縦方向の長さの2倍から6倍となるように、標準観視距離の例えば0.7倍以上2倍以下であることが好ましい。   The standard viewing distance of the display panel 20 is about three times the vertical length of the display panel 20. Also, the minimum viewing distance is said to be about twice the vertical length of the display panel 20 when the screen size is 60 inches or more. There is also a survey result that the preferred viewing distance of the display is about 6 times the vertical length of the display panel 20. Therefore, when viewing the display panel 20 through the lens device 30, the viewing distance from the viewpoint to the display panel 20 is 2 to 6 times the vertical length of the display panel 20 so that the standard viewing is performed. For example, the distance is preferably 0.7 times or more and 2 times or less.

そして、レンズ装置30は、表示パネル20を拡大した虚像40が表示パネル20よりも視点から遠い位置に生成されるように、テーブル34上の載置位置が調整される。さらに、レンズ装置30は、視点に対する虚像40の視野角(即ち、画角)が、視点に対する表示パネル20の視野角より大きい虚像40を生成する。これにより、レンズ装置30は、表示パネル20のサイズを大きくした場合と同様な高い臨場感を観視者に与えることができる。   Then, the mounting position on the table 34 is adjusted so that the virtual image 40 obtained by enlarging the display panel 20 is generated at a position farther from the viewpoint than the display panel 20. Furthermore, the lens device 30 generates a virtual image 40 in which the viewing angle (that is, the angle of view) of the virtual image 40 with respect to the viewpoint is larger than the viewing angle of the display panel 20 with respect to the viewpoint. Thereby, the lens apparatus 30 can give a high sense of presence similar to the case where the size of the display panel 20 is increased to the viewer.

また、レンズ装置30は、視点から3m以上離れた位置に虚像40を生成する。また、レンズ装置30は、視点から1mから3mまでの範囲に虚像40を生成してもよい。   In addition, the lens device 30 generates a virtual image 40 at a position 3 m or more away from the viewpoint. The lens device 30 may generate the virtual image 40 in a range from 1 m to 3 m from the viewpoint.

人間が3m以上の離れている物体の奥行きを視覚により認識する場合、両眼視差による影響はほとんど無く、単眼情報を用いて心理的および経験的な情報に基づき認識するといわれている。レンズ装置30は、虚像40を視点から3m以上離れた位置に生成することにより、観視者に対して単眼情報により距離を認識させることができるので、例えば視差画像を表示していない場合であっても、奥行き感のある画像を提供することができる。   It is said that when a human visually recognizes the depth of an object that is 3 m or more away, there is almost no influence of binocular parallax, and monocular information is used to recognize based on psychological and empirical information. The lens device 30 can cause the viewer to recognize the distance by monocular information by generating the virtual image 40 at a position 3 m or more away from the viewpoint. For example, when the parallax image is not displayed. However, an image with a sense of depth can be provided.

また、人間が1m以上離れた物体より遠い位置の物体を見た場合に、このような単眼情報による距離認識の要因が、両眼視差の要因よりも優位となってくるといわれている。従って、レンズ装置30は、虚像40を視点から1m以上離れた位置に生成することによっても、観視者に対して単眼情報により距離を認識させることができ、奥行き感を増加させた画像を提供することができる。   In addition, when a human sees an object at a position farther than an object 1 m or more away, it is said that such a factor of distance recognition based on monocular information is superior to a factor of binocular parallax. Therefore, the lens device 30 can also make the viewer recognize the distance by monocular information even by generating the virtual image 40 at a position 1 m or more away from the viewpoint, and provide an image with an increased sense of depth. can do.

また、平面レンズ50の横方向(表示パネル20に対して水平方向)の幅は、一例として、120mm以上である。視点と平面レンズ50との間の距離は、心理上、100mm以上であることが好ましい。視点と平面レンズ50との間の距離が100mmであり、観視者の瞳孔間の距離が65mmである場合において、視野角(画角)を30°を確保するには、平面レンズ50の横方向の幅は、120mm以上が必要となる。従って、平面レンズ50の横方向の幅は、120mm以上であることが好ましい。   Moreover, the width | variety of the horizontal direction (horizontal direction with respect to the display panel 20) of the plane lens 50 is 120 mm or more as an example. The distance between the viewpoint and the flat lens 50 is preferably 100 mm or more in terms of psychology. When the distance between the viewpoint and the flat lens 50 is 100 mm and the distance between the pupils of the viewer is 65 mm, in order to secure a viewing angle (view angle) of 30 °, the side of the flat lens 50 The width in the direction needs to be 120 mm or more. Therefore, it is preferable that the horizontal width of the flat lens 50 is 120 mm or more.

また、表示パネル20は、15インチ以上の大きさである。例えば屋内等に設置されたディスプレイにより動画像を観賞する場合、ディスプレイサイズは15インチ程度が最小である。従って、表示パネル20は、15インチ以上が好ましい。   The display panel 20 has a size of 15 inches or more. For example, when a moving image is viewed on a display installed indoors or the like, the minimum display size is about 15 inches. Therefore, the display panel 20 is preferably 15 inches or more.

以上のように表示システム10によれば、臨場感の高い画像を提供することができる。さらに、表示システム10によれば、既存のシステムにレンズ装置30を加えれば実現できるので、簡易で且つ安価な方法で、高い臨場感を得ることができる。   As described above, according to the display system 10, it is possible to provide a highly realistic image. Furthermore, since the display system 10 can be realized by adding the lens device 30 to an existing system, a high presence can be obtained by a simple and inexpensive method.

図2は、複数の観視者に対して画像を提供する本実施形態に係る表示システム10の一例を示す。本実施形態は、1つの表示パネル20を複数の観視者が見る構成であってもよい。この場合、レンズ装置30は、少なくとも1人の観視者のそれぞれに対して個別に設けられる。例えば、劇場等において多人数の観視者が、1つの大型の表示パネル20を観賞する場合には、レンズ装置30が座席毎に設けられていてもよい。観視者は、レンズ装置30を取り外して画像を見ることもできる。これにより、表示システム10は、拡大して見ることを希望しない観視者に対しては通常の画像を提供することができる。   FIG. 2 shows an example of the display system 10 according to the present embodiment that provides images to a plurality of viewers. The present embodiment may be configured such that a plurality of viewers see one display panel 20. In this case, the lens device 30 is individually provided for each of at least one viewer. For example, when a large number of viewers view one large display panel 20 in a theater or the like, the lens device 30 may be provided for each seat. The viewer can also remove the lens device 30 and view the image. As a result, the display system 10 can provide a normal image to a viewer who does not wish to view the image in an enlarged manner.

図3は、本実施形態に係る表示パネル20、虚像40および平面レンズ50の配置例を示す。   FIG. 3 shows an arrangement example of the display panel 20, the virtual image 40, and the flat lens 50 according to the present embodiment.

表示パネル20を標準的な観視距離から見て、虚像40の視野角(画角)を30°とするように、表示パネル20および平面レンズ50を配置することを考える。この場合、平面レンズ50の横幅が400mm以下とするならば、視点から平面レンズ50までの距離cは、下記の式(1)に示されるように、750mm以下としなければならない。   Consider that the display panel 20 and the planar lens 50 are arranged so that the viewing angle (viewing angle) of the virtual image 40 is 30 ° when the display panel 20 is viewed from a standard viewing distance. In this case, if the lateral width of the planar lens 50 is 400 mm or less, the distance c from the viewpoint to the planar lens 50 must be 750 mm or less as shown in the following formula (1).

c=(400mm/2)/{tan(30°/2)}≒750mm …(1)   c = (400 mm / 2) / {tan (30 ° / 2)} ≈750 mm (1)

このように虚像40の視野角(画角)を30°とした場合、比較的に大きな表示パネル20を用いて、例えば多人数で同時に画像を観視させることができる。この場合、ある程度以上の臨場感を与えることを目的として、レンズ装置30は、拡大率を1.5倍以上として、表示パネル20の1.5倍以上のサイズの虚像40を生成することが好ましい。そして、この場合、レンズ装置30は、表示パネル20の1.5倍以上のサイズの虚像40を生成することができる。また、この場合、平面レンズ50は、視点から750mm以下の距離に配置される。   As described above, when the viewing angle (view angle) of the virtual image 40 is set to 30 °, the image can be viewed simultaneously by, for example, a large number of people using the relatively large display panel 20. In this case, it is preferable that the lens device 30 generates a virtual image 40 having a size 1.5 times or more that of the display panel 20 with an enlargement ratio of 1.5 times or more for the purpose of giving a sense of presence of a certain degree or more. . In this case, the lens device 30 can generate a virtual image 40 having a size 1.5 times or more that of the display panel 20. In this case, the planar lens 50 is disposed at a distance of 750 mm or less from the viewpoint.

また、レンズ装置30の拡大率Mは、下記の式(2)により表される。式(2)において、fは焦点距離を表し、aはレンズ装置30から表示パネル20までの距離を表し、bはレンズ装置30から虚像40までの距離を表す。下記の式(2)に示されるように、拡大率Mを予め定められた値(例えば、1.5倍)以上とする場合、レンズ装置30は、焦点距離fの上限が、距離aに基づく値で制限される。   Further, the magnification ratio M of the lens device 30 is expressed by the following formula (2). In Expression (2), f represents the focal length, a represents the distance from the lens device 30 to the display panel 20, and b represents the distance from the lens device 30 to the virtual image 40. As shown in the following formula (2), when the enlargement ratio M is set to a predetermined value (for example, 1.5 times) or more, the lens device 30 has an upper limit of the focal length f based on the distance a. Limited by value.

M=b/a=f/(f−a) …(2)   M = b / a = f / (fa) (2)

例えば、表示パネル20が50インチサイズであり、視点から平面レンズ50までの距離cが300mmであり、平面レンズ50から表示パネル20までの距離aが1500mmであるとする。また、平面レンズ50の焦点距離fが2000mmであるとする。この場合、観視者は、視点から6.3m先に200インチサイズのディスプレイの虚像40を見ることができる。さらに、このときの虚像40の視野角は、約37°となる。このように、表示システム10は、視野角を広げて臨場感の高い画像を提供することができる。   For example, it is assumed that the display panel 20 is 50 inches in size, the distance c from the viewpoint to the flat lens 50 is 300 mm, and the distance a from the flat lens 50 to the display panel 20 is 1500 mm. Further, it is assumed that the focal length f of the flat lens 50 is 2000 mm. In this case, the viewer can see a virtual image 40 of a 200-inch display 6.3 m away from the viewpoint. Further, the viewing angle of the virtual image 40 at this time is about 37 °. In this way, the display system 10 can provide a highly realistic image with a wide viewing angle.

また、表示パネル20を標準的な観視距離から見て、虚像40の視野角(画角)を80°とするように、表示パネル20および平面レンズ50を配置することを考える。この場合、平面レンズ50の横幅が400mm以下とするならば、視点から平面レンズ50までの距離cは、下記の式(3)に示されるように、240mm以下としなければならない。   Further, it is considered that the display panel 20 and the planar lens 50 are arranged so that the viewing angle (viewing angle) of the virtual image 40 is 80 ° when the display panel 20 is viewed from a standard viewing distance. In this case, if the horizontal width of the planar lens 50 is 400 mm or less, the distance c from the viewpoint to the planar lens 50 must be 240 mm or less as shown in the following formula (3).

c=(400mm/2)/{tan(80°/2)}≒240mm …(3)   c = (400 mm / 2) / {tan (80 ° / 2)} ≈240 mm (3)

このように虚像40の視野角(画角)を80°とした場合、多人数による同時の観視は難しいが、視野角を非常に大きくできるので、臨場感を大きくすることができる。この場合、平面レンズ50は、視点から240mm以下の距離に配置される。   Thus, when the viewing angle (viewing angle) of the virtual image 40 is set to 80 °, simultaneous viewing by a large number of people is difficult, but since the viewing angle can be greatly increased, the sense of reality can be increased. In this case, the planar lens 50 is disposed at a distance of 240 mm or less from the viewpoint.

例えば、表示パネル20が50インチサイズであり、視点から平面レンズ50までの距離cが200mmであり、平面レンズ50から表示パネル20までの距離aが1600mmであるとする。また、平面レンズ50の焦点距離fが650mmであるとする。この場合、観視者は、視点から2.4m先に215インチサイズのディスプレイの虚像40を見ることができる。さらに、このときの虚像40の視野角は、約88°となる。このように、表示システム10は、視野角を広げて臨場感の高い画像を提供することができる。   For example, it is assumed that the display panel 20 is 50 inches in size, the distance c from the viewpoint to the flat lens 50 is 200 mm, and the distance a from the flat lens 50 to the display panel 20 is 1600 mm. Further, it is assumed that the focal length f of the flat lens 50 is 650 mm. In this case, the viewer can see the virtual image 40 of the 215-inch size display 2.4 m away from the viewpoint. Further, the viewing angle of the virtual image 40 at this time is about 88 °. In this way, the display system 10 can provide a highly realistic image with a wide viewing angle.

図4は、本実施形態に係る平面レンズ50の断面構造の一例を示す。平面レンズ50は、フレネルレンズ60と、透明板62と、透明接着剤層64と、レンズ側反射防止膜66と、基板側反射防止膜68とを備える。   FIG. 4 shows an example of a cross-sectional structure of the planar lens 50 according to this embodiment. The planar lens 50 includes a Fresnel lens 60, a transparent plate 62, a transparent adhesive layer 64, a lens side antireflection film 66, and a substrate side antireflection film 68.

フレネルレンズ60は、一方の面(レンズ面)にレンズ溝が形成されており、他方の面が平坦となっている。フレネルレンズ60は、凸型のレンズである。フレネルレンズ60は、一例として、レンズ溝の間隔が0.4mm以上である。これにより、フレネルレンズ60は、回折影響により解像を落とすことなく観視させることができる。   The Fresnel lens 60 has a lens groove formed on one surface (lens surface), and the other surface is flat. The Fresnel lens 60 is a convex lens. As an example, the Fresnel lens 60 has a lens groove interval of 0.4 mm or more. As a result, the Fresnel lens 60 can be viewed without dropping the resolution due to diffraction effects.

透明板62は、フレネルレンズ60と略同一の大きさを有する薄板であって、フレネルレンズ60のレンズ面に接着される。透明板62は、一例として、アクリル板である。透明板62は、フレネルレンズ60側の表面が平坦である。   The transparent plate 62 is a thin plate having substantially the same size as the Fresnel lens 60 and is bonded to the lens surface of the Fresnel lens 60. The transparent plate 62 is an acrylic plate as an example. The transparent plate 62 has a flat surface on the Fresnel lens 60 side.

フレネルレンズ60と透明板62との間は透明接着剤により接着される。フレネルレンズ60のレンズ面と透明板62のフレネルレンズ60側の表面の間は、透明接着剤により満たされ、透明接着剤層64が形成される。   The Fresnel lens 60 and the transparent plate 62 are bonded with a transparent adhesive. A space between the lens surface of the Fresnel lens 60 and the surface of the transparent plate 62 on the Fresnel lens 60 side is filled with a transparent adhesive, and a transparent adhesive layer 64 is formed.

透明接着剤層64は、屈折率がフレネルレンズ60の屈折率よりも低い。例えば、フレネルレンズ60および透明板62の屈折率は、n=1.49であって、透明接着剤層64の屈折率は、n=1.41である。これにより、平面レンズ50は、焦点距離の長い凸レンズを形成することができる。   The transparent adhesive layer 64 has a refractive index lower than that of the Fresnel lens 60. For example, the refractive index of the Fresnel lens 60 and the transparent plate 62 is n = 1.49, and the refractive index of the transparent adhesive layer 64 is n = 1.41. Thereby, the planar lens 50 can form a convex lens having a long focal length.

レンズ側反射防止膜66は、フレネルレンズ60における透明板62が接着される面(レンズ面)とは反対側の平坦な表面に反射防止コーティングをすることにより形成される。基板側反射防止膜68は、透明板62におけるフレネルレンズ60が接着される面とは反対側の表面に反射防止コーティングをすることにより形成される。   The lens-side antireflection film 66 is formed by applying an antireflection coating on a flat surface opposite to the surface (lens surface) to which the transparent plate 62 of the Fresnel lens 60 is bonded. The substrate-side antireflection film 68 is formed by applying an antireflection coating on the surface of the transparent plate 62 opposite to the surface to which the Fresnel lens 60 is bonded.

このような平面レンズ50を備えるレンズ装置30は、フレネルレンズ60に形成されたレンズ溝を目立たなくして、表示パネル20により表示された画像を鮮明に観視者に提供することができる。さらに、レンズ装置30は、このような平面レンズ50を、フレネルレンズ60におけるレンズ溝が設けられた面が表示パネル20側となるように保持する。これにより、レンズ装置30は、レンズ溝をより目立たなくさせることができる。   The lens device 30 including such a flat lens 50 can make the image displayed by the display panel 20 clear to the viewer without making the lens groove formed in the Fresnel lens 60 inconspicuous. Further, the lens device 30 holds the flat lens 50 such that the surface of the Fresnel lens 60 on which the lens groove is provided is on the display panel 20 side. Thereby, the lens apparatus 30 can make a lens groove more inconspicuous.

なお、フレネルレンズ60は、凹型のレンズであってもよい。この場合、透明接着剤層64の屈折率は、フレネルレンズ60の屈折率および透明板62の屈折率より大きくする。これにより、これにより、平面レンズ50は、焦点距離の長い凸レンズを形成することができる。   The Fresnel lens 60 may be a concave lens. In this case, the refractive index of the transparent adhesive layer 64 is made larger than the refractive index of the Fresnel lens 60 and the refractive index of the transparent plate 62. Thereby, the planar lens 50 can thereby form a convex lens having a long focal length.

図5は、フレネルレンズ60の断面形状の一例を示す。フレネルレンズ60は、一例として、図5に示されるような、レンズ溝の垂直面72と、レンズ面を形成する曲面74との角度が、鋭角となるように形成されていてもよい。これにより、このようなフレネルレンズ60のレンズ溝を形成するため金型における、垂直面72と曲面74との角度を鈍角として、当該金型を形成し易くすることができる。   FIG. 5 shows an example of a cross-sectional shape of the Fresnel lens 60. As an example, the Fresnel lens 60 may be formed such that the angle between the vertical surface 72 of the lens groove and the curved surface 74 forming the lens surface is an acute angle as shown in FIG. Thereby, in order to form the lens groove of such a Fresnel lens 60, the angle between the vertical surface 72 and the curved surface 74 in the mold can be made an obtuse angle, so that the mold can be easily formed.

図6は、変形例に係るレンズ装置30の外観および機能構成を示す。本変形例に係るレンズ装置30は、図1から図5を参照して説明したレンズ装置30と略同一の構成および機能を採るので、略同一の構成および機能の部材に同一の符号を付け、以下相違点を除き説明を省略する。   FIG. 6 shows an appearance and a functional configuration of a lens apparatus 30 according to a modification. Since the lens device 30 according to this modification adopts substantially the same configuration and function as the lens device 30 described with reference to FIGS. 1 to 5, members having substantially the same configuration and function are denoted by the same reference numerals, The description is omitted below except for the differences.

本変形例に係るレンズ装置30は、検出部82と、外枠調整部84と、レンズ位置調整部86とを更に備える。本変形例において、レンズ装置30は、外枠部52による平面レンズ50を覆う範囲が変更自在となっている。レンズ装置30は、一例として、外枠部52が平面レンズ50における上辺部分を覆う高さ、下辺部分を覆う高さ、右辺部分を覆う幅および左辺部分を覆う幅の少なくとも1つが変更自在となっている。   The lens device 30 according to this modification further includes a detection unit 82, an outer frame adjustment unit 84, and a lens position adjustment unit 86. In the present modification, the lens device 30 is configured such that the range covering the flat lens 50 by the outer frame portion 52 can be changed. In the lens device 30, as an example, at least one of a height at which the outer frame portion 52 covers the upper side portion, a height at which the outer side portion covers the lower side portion, a width at which the right side portion is covered, and a width at which the left side portion is covered can be changed. ing.

また、本変形例において、レンズ装置30は、平面レンズ50における、表示パネル20までの距離が変更自在となっている。レンズ装置30の支持部54は、一例として、平面レンズ50を平面に対して垂直な方向に移動させることができる。   In the present modification, the lens device 30 can change the distance to the display panel 20 in the flat lens 50. For example, the support unit 54 of the lens device 30 can move the planar lens 50 in a direction perpendicular to the plane.

検出部82は、当該レンズ装置30の表示パネル20までの距離および視点までの距離を検出する。検出部82は、一例として、センサ等により距離を測定する。検出部82は、観視者により入力された情報を取得して距離を検出してもよい。   The detection unit 82 detects the distance to the display panel 20 of the lens device 30 and the distance to the viewpoint. For example, the detection unit 82 measures the distance using a sensor or the like. The detection unit 82 may detect the distance by acquiring information input by the viewer.

外枠調整部84は、表示パネル20までの距離および視点までの距離に基づいて、平面レンズ50において外枠部52の枠内となる部分の高さおよび幅の少なくとも一方を調整する。外枠調整部84は、アクチュエータ等により板状の部材を上下または左右に移動させて、外枠部52の枠内となる部分の高さおよび幅の少なくも一方を調整する。   The outer frame adjustment unit 84 adjusts at least one of the height and width of the portion of the flat lens 50 that is within the frame of the outer frame unit 52 based on the distance to the display panel 20 and the distance to the viewpoint. The outer frame adjusting unit 84 adjusts at least one of the height and width of the portion of the outer frame 52 that moves within the frame by moving the plate-like member up and down or left and right by an actuator or the like.

これにより、外枠調整部84は、観視者が外枠部52の枠内から見える範囲を、表示パネル20の表示面の範囲にほぼ一致させることができる。従って、レンズ装置30は、平面レンズ50により拡大された表示パネル20を見る場合に、周縁部分の不自然さを確実に無くすことができる。   Accordingly, the outer frame adjustment unit 84 can make the range that the viewer can see from within the frame of the outer frame unit 52 substantially match the range of the display surface of the display panel 20. Therefore, the lens device 30 can reliably eliminate the unnaturalness of the peripheral portion when viewing the display panel 20 enlarged by the flat lens 50.

また、レンズ位置調整部86は、検出部82が検出した表示パネル20までの距離および視点までの距離の少なくとも一方に基づいて、平面レンズ50の位置を調整する。これにより、レンズ位置調整部86は、観視者に表示パネル20を拡大した虚像40を観賞させる位置に平面レンズ50を移動させることができる。   The lens position adjustment unit 86 adjusts the position of the planar lens 50 based on at least one of the distance to the display panel 20 and the distance to the viewpoint detected by the detection unit 82. Thereby, the lens position adjustment unit 86 can move the flat lens 50 to a position where the viewer can view the virtual image 40 obtained by enlarging the display panel 20.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。   The order of execution of each process such as operations, procedures, steps, and stages in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the description, and the drawings is particularly “before” or “prior to”. It should be noted that the output can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Regarding the operation flow in the claims, the description, and the drawings, even if it is described using “first”, “next”, etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.

10 表示システム、20 表示パネル、30 レンズ装置、32 椅子、34 テーブル、40 虚像、50 平面レンズ、52 外枠部、54 支持部、60 フレネルレンズ、62 透明板、64 透明接着剤層、66 レンズ側反射防止膜、68 基板側反射防止膜、72 垂直面、74 曲面、82 検出部、84 外枠調整部、86 レンズ位置調整部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Display system, 20 Display panel, 30 Lens apparatus, 32 Chair, 34 Table, 40 Virtual image, 50 Plane lens, 52 Outer frame part, 54 Support part, 60 Fresnel lens, 62 Transparent board, 64 Transparent adhesive layer, 66 Lens Side antireflection film, 68 Substrate side antireflection film, 72 Vertical surface, 74 Curved surface, 82 Detection unit, 84 Outer frame adjustment unit, 86 Lens position adjustment unit

Claims (14)

表示装置の表示面を観視するためのレンズ装置であって、
フレネルレンズと、
前記フレネルレンズのレンズ面に接着された透明板と、
を備えるレンズ装置。
A lens device for viewing a display surface of a display device,
With Fresnel lenses,
A transparent plate bonded to the lens surface of the Fresnel lens;
A lens apparatus comprising:
前記フレネルレンズおよび前記透明板を、前記表示装置から離れた位置において立った状態に支持する支持部を備える請求項1に記載のレンズ装置。   The lens device according to claim 1, further comprising a support portion that supports the Fresnel lens and the transparent plate in a standing state at a position away from the display device. 前記透明板は、アクリル板である請求項1または2に記載のレンズ装置。   The lens device according to claim 1, wherein the transparent plate is an acrylic plate. 前記透明板の前記フレネルレンズ側の表面は、平坦である請求項1から3のいずれかに記載のレンズ装置。   The lens device according to claim 1, wherein a surface of the transparent plate on the Fresnel lens side is flat. 前記フレネルレンズのレンズ面と前記透明板の前記フレネルレンズ側の表面の間は、透明接着剤により満たされる請求項4に記載のレンズ装置。   The lens apparatus according to claim 4, wherein a space between the lens surface of the Fresnel lens and the surface of the transparent plate on the Fresnel lens side is filled with a transparent adhesive. 前記フレネルレンズは、凸型のレンズであり、前記透明接着剤の屈折率は前記フレネルレンズの屈折率より小さい請求項5に記載のレンズ装置。   The lens apparatus according to claim 5, wherein the Fresnel lens is a convex lens, and a refractive index of the transparent adhesive is smaller than a refractive index of the Fresnel lens. 前記フレネルレンズは、凹型のレンズであり、前記透明接着剤の屈折率は前記フレネルレンズの屈折率より大きい請求項5に記載のレンズ装置。   The lens apparatus according to claim 5, wherein the Fresnel lens is a concave lens, and a refractive index of the transparent adhesive is larger than a refractive index of the Fresnel lens. 前記フレネルレンズにおける前記透明板とは反対側の表面、および前記透明板における前記フレネルレンズとは反対側の表面の少なくとも一方には、反射防止コーティングが施される請求項1から7のいずれかに記載のレンズ装置。   The antireflection coating is applied to at least one of the surface of the Fresnel lens opposite to the transparent plate and the surface of the transparent plate opposite to the Fresnel lens. The lens device described. 前記フレネルレンズは、レンズ溝の間隔が0.4mm以上である請求項1から8のいずれかに記載のレンズ装置。   The lens device according to claim 1, wherein the Fresnel lens has a lens groove interval of 0.4 mm or more. 当該レンズ装置は、視点および前記表示装置の表示パネルの間において、前記視点側により近い位置に配置され、前記表示パネルよりも前記視点から離れた位置に前記表示パネルを拡大した虚像を生成する請求項1から9のいずれかに記載のレンズ装置。   The lens device is disposed at a position closer to the viewpoint side between the viewpoint and the display panel of the display device, and generates a virtual image obtained by enlarging the display panel at a position farther from the viewpoint than the display panel. Item 10. The lens device according to any one of Items 1 to 9. 前記フレネルレンズおよび前記透明板を含むレンズ部は、前記視点に対する前記虚像の視野角が、前記視点に対する前記表示パネルの視野角より大きい前記虚像を生成する請求項10に記載のレンズ装置。   The lens device according to claim 10, wherein the lens unit including the Fresnel lens and the transparent plate generates the virtual image in which a viewing angle of the virtual image with respect to the viewpoint is larger than a viewing angle of the display panel with respect to the viewpoint. 前記フレネルレンズおよび前記透明板を含むレンズ部は、前記表示パネルの1.5倍以上の虚像を生成する請求項10または11に記載のレンズ装置。   The lens device according to claim 10 or 11, wherein a lens unit including the Fresnel lens and the transparent plate generates a virtual image 1.5 times or more that of the display panel. 前記フレネルレンズおよび前記透明板により形成されるレンズ部は、前記表示装置の表示面の水平方向に対応する幅が120mm以上以下である請求項1から12のいずれかに記載のレンズ装置。   The lens device according to any one of claims 1 to 12, wherein a lens portion formed by the Fresnel lens and the transparent plate has a width corresponding to a horizontal direction of a display surface of the display device of 120 mm or more. 画像を表示する表示装置と、
請求項1から13のいずれかに記載のレンズ装置と、
を備える表示システム。
A display device for displaying an image;
A lens device according to any one of claims 1 to 13;
A display system comprising:
JP2010166350A 2010-07-23 2010-07-23 Lens device and display system Pending JP2012027273A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010166350A JP2012027273A (en) 2010-07-23 2010-07-23 Lens device and display system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010166350A JP2012027273A (en) 2010-07-23 2010-07-23 Lens device and display system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012027273A true JP2012027273A (en) 2012-02-09

Family

ID=45780252

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010166350A Pending JP2012027273A (en) 2010-07-23 2010-07-23 Lens device and display system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012027273A (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1986006846A1 (en) * 1985-05-10 1986-11-20 Hoya Corporation Compound lens containing discontinuous refracting surface
JPH0242401A (en) * 1988-08-02 1990-02-13 Omron Tateisi Electron Co Optical element
JPH1073785A (en) * 1996-09-02 1998-03-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd Presence display device
JPH11295654A (en) * 1998-02-12 1999-10-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd Non-frame effect three-dimensional display device
JP2002535699A (en) * 1999-01-13 2002-10-22 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Fresnel lens for projection screen
JP2010060209A (en) * 2008-09-04 2010-03-18 Daiko Kagaku Kogyo Kk Ceiling fan
JP2011191715A (en) * 2010-03-17 2011-09-29 Toshiba Corp Optical element, display device, display method, and moving body

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1986006846A1 (en) * 1985-05-10 1986-11-20 Hoya Corporation Compound lens containing discontinuous refracting surface
JPH0242401A (en) * 1988-08-02 1990-02-13 Omron Tateisi Electron Co Optical element
JPH1073785A (en) * 1996-09-02 1998-03-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd Presence display device
JPH11295654A (en) * 1998-02-12 1999-10-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd Non-frame effect three-dimensional display device
JP2002535699A (en) * 1999-01-13 2002-10-22 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Fresnel lens for projection screen
JP2010060209A (en) * 2008-09-04 2010-03-18 Daiko Kagaku Kogyo Kk Ceiling fan
JP2011191715A (en) * 2010-03-17 2011-09-29 Toshiba Corp Optical element, display device, display method, and moving body

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107024775B (en) Stereoscopic display device
JP7096371B2 (en) Super stereoscopic display with enhanced off-angle separation
US9927628B2 (en) Image display apparatus
US20130044103A1 (en) Apparatus and method for displaying stereoscopic image
KR102082781B1 (en) Foldable display and method and apparatus for controlling thereof
US9967554B2 (en) Multi-viewer autostereoscopic tabletop display with dynamic parallax barrier and directional backlight
JP2006135378A (en) Three-dimensional image display apparatus
JP2013242850A (en) Display input device
JP2014002372A (en) Three-dimensional/two-dimensional switchable display module and display device having the same
Mukai et al. Enhancement of viewing angle with homogenized brightness for autostereoscopic display with lens-based directional backlight
WO2010095486A1 (en) Three-dimensional display device
Bohdal Devices for Virtual and Augmented Reality
JP2012027269A (en) Display system, virtual image generation device, and display method thereof
EP2408217A2 (en) Method of virtual 3d image presentation and apparatus for virtual 3d image presentation
US20040179263A1 (en) Stereoscopic image display apparatus
KR20170100215A (en) Auto stereoscopic Display device with which transparent display is coupled
CN203287674U (en) Shrine
JP2012027273A (en) Lens device and display system
JP5487935B2 (en) Display device and display method
KR101464426B1 (en) Method to remove overlapping appearance of three dimensional imagine
TWI608255B (en) Stereoscopic floating image display apparatus
JP2019061058A (en) Stereoscopic display device, stereoscopic display method, and stereoscopic display program
Li et al. 68‐2: View‐Dependent Light‐Field Display that Supports Accommodation Using a Commercially‐Available High Pixel Density LCD Panel
JPWO2010098159A1 (en) 3D display device
CN211375206U (en) Variable-depth stereoscopic display device based on double diaphragms

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130520

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140212

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140225

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20140708