JP2005099787A - Display and reflector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ディスプレイおよびリフレクタに関する。本発明のディスプレイは、ディスプレイスクリーンの物理的サイズよりも大きいイメージを表示するために用いられ得る。本発明のリフレクタは、このタイプのディスプレイで用いられてもよいし、他の用途に用いられてもよい。 The present invention relates to a display and a reflector. The display of the present invention can be used to display images that are larger than the physical size of the display screen. The reflector of the present invention may be used in this type of display or may be used for other applications.
通常のビジョンでは、人間の2つの眼は、頭の別々の位置にあるため、異なる視野から視界を知覚する。これらの2つの視野は、ある場面における様々な物体までの距離を脳が評価するために用いられる。3次元イメージを効果的に表示するディスプレイを構築するために、これらの状況を再生して、観察者の各眼に対して1つずつ、イメージの、いわゆる「立体視の対(stereoscopic pair)」を提供することが必要である。 In normal vision, the two human eyes perceive the field of view from different fields of view because they are at different positions on the head. These two fields of view are used by the brain to evaluate the distance to various objects in a scene. In order to build a display that effectively displays a three-dimensional image, these situations are reconstructed, one for each eye of the observer, a so-called “stereoscopic pair” of images. It is necessary to provide
3次元ディスプレイは、眼に異なるビューを提供するために用いられる方法に基づいて、2つのタイプに分類される。 Three-dimensional displays are classified into two types based on the method used to provide different views to the eye.
・立体視ディスプレイは、通常、広い観察エリア上に両方のイメージを表示する。しかし、それらのビューの各々は、例えば、色、偏光状態または表示時間について符号化されることにより、観察者が装着した眼鏡のフィルタシステムがそのビューを分離することが可能になり、それぞれの眼に、それぞれの眼に意図したビューを見せる。 • Stereoscopic displays typically display both images over a wide viewing area. However, each of these views is encoded, for example, with respect to color, polarization state, or display time, allowing the eyeglass filter system worn by the viewer to separate the views. Show the intended view to each eye.
・自動立体視ディスプレイは、観察者が視察支援装置を装着することを必要としない。その代わりに、2つのビューは、定義された空間領域からのみ見ることが可能である。イメージをディスプレイのアクティブ領域の全体を介して見ることが可能である空間の領域は、「観察領域」と呼ばれる。観察者が、左眼が左のイメージ観察領域にあり、右眼が右のイメージ観察領域にあるような状況にある場合、正しいビューのセットが見られ、3次元イメージが知覚される。 -Autostereoscopic display does not require the observer to wear an inspection support device. Instead, the two views can only be viewed from defined spatial regions. The area of space in which the image can be viewed through the entire active area of the display is called the “viewing area”. If the observer is in a situation where the left eye is in the left image viewing area and the right eye is in the right image viewing area, the correct set of views is seen and a 3D image is perceived.
フラットパネル自動立体視ディスプレイでは、観察領域を形成することは、通常、ディスプレイユニットのピクセル構造と光学素子(概して、視差オプティクスと呼ばれる)との組み合わせに依存する。このようなオプティクスの例は、視差バリア、すなわち、不透明領域によって分離された垂直透過スリットを有するスクリーンである。このスクリーンは、添付の図面の図1に示されるように、2次元アレイのピクセルアパーチャを有する空間光変調器(SLM)の前面に設定され得る。視差バリアのスリットのピッチは、SLMのピクセルピッチの整数倍に近い値に選択なるように選択され、ピクセルのカラムのグループは、その視差バリアの特定のスリットに関連付けられる。図1は、2つのピクセルカラムが視差バリアの各スリットに関連付けられたSLMを示す。 In flat panel autostereoscopic displays, forming the viewing region typically depends on a combination of the pixel structure of the display unit and optical elements (generally referred to as parallax optics). An example of such optics is a parallax barrier, ie a screen having vertical transmissive slits separated by opaque regions. This screen can be set in front of a spatial light modulator (SLM) having a two-dimensional array of pixel apertures, as shown in FIG. 1 of the accompanying drawings. The pitch of the parallax barrier slits is selected to be selected to be a value close to an integer multiple of the SLM pixel pitch, and a group of pixel columns is associated with a particular slit of the parallax barrier. FIG. 1 shows an SLM in which two pixel columns are associated with each slit of the parallax barrier.
図1に示されるディスプレイは、アクティブマトリクス薄膜トランジスタ(TFT)基板1およびカウンタ基板2を有する液晶デバイス(LCD)の形態のSLMを含む。アクティブマトリクス薄膜トランジスタ(TFT)基板1とカウンタ基板2との間には、関連する電極およびアライメント層(図示せず)を有する画素(ピクセル)3を適切に形成する液晶層を配置する。観察角増加膜4および偏光子5は、基板1および2の外面上に提供され、背面光(図示せず)から照明6が提供される。視差バリアは、LCDに隣接した表面上にバリアアパーチャアレイ8を形成して、その反対側の表面上に反射防止(AR)コーティング9を形成した基板7を含む。
The display shown in FIG. 1 includes an SLM in the form of a liquid crystal device (LCD) having an active matrix thin film transistor (TFT)
LCDのピクセルは、ロウおよびカラムに配置される。ロウ(すなわち、水平方向)のピクセルピッチはpである。アパーチャアレイ8は、スリット幅が2wで水平ピッチがbである垂直透過スリットを含む。バリアアパーチャアレイ8の平面は、距離sだけピクセル平面3から間隔を空けている。
LCD pixels are arranged in rows and columns. The pixel pitch of the row (that is, the horizontal direction) is p. The
使用中、ディスプレイの所望の観察距離において、ウィンドウ平面に左観察ウィンドウ10および右観察ウィンドウ11を形成する。ウィンドウ平面は、アパーチャアレイ8の平面から距離r0だけ間隔を空けている。ウィンドウ10および11は、ウィンドウ平面に隣接しており、平均的な人間の眼の間隔に対応する幅およびピッチeを有する。ディスプレイの法線から各ウィンドウ10、11の中心への角度の半分が、αで示されている。
In use, the
添付図面の図2は、SLM20および視差バリア21から生成された角度区域を示す。ここで、視差バリアは、ピクセルカラムピッチの丁度整数倍のピッチを有する。この場合、ディスプレイパネル表面間の異なる位置に由来する角度区域が混ざり、イメージ1またはイメージ2のビューに対する純粋なゾーンは存在しない。この問題に対処するために、例えば、フロント視差オプティクスでは、その視差オプティクスのピッチが若干減少することにより、その角度区域は、ディスプレイの前面の所定の平面(「ウィンドウ平面」と呼ぶ)に収束する。視差オプティクスピッチのこの変化は、「ビューポイント補正」と呼ばれ、その効果は、添付図面の図3に示される。その観察領域は、このように作成された場合、大雑把に表現すると、平面図では凧の形状をしている。
FIG. 2 of the accompanying drawings shows the angular zone generated from the
添付図面の図4は、リア視差バリアディスプレイの形式で、別の公知のタイプの方向性ディスプレイを示す。図1に示されるフロント視差バリアディスプレイでは、その視差バリアは、SLMと観察ウィンドウ10および11との間に配置される。しかし、図4に示されるリア視差バリアディスプレイでは、SLMは、視差バリアと観察ウィンドウ10および11との間に配置される。
FIG. 4 of the accompanying drawings shows another known type of directional display in the form of a rear parallax barrier display. In the front parallax barrier display shown in FIG. 1, the parallax barrier is arranged between the SLM and the
上記のテキストは、自動立体視ディスプレイを説明している。デュアルビューディスプレイは、同一の様態で動作する。しかし、異なるイメージ間の分離角度はより大きい。(約6.2cm離れた)左眼と右眼に送られた2つのイメージの代わりに、(例えば、1m離れた)左の人と右の人にイメージが送られる。 The above text describes an autostereoscopic display. The dual view display operates in the same manner. However, the separation angle between different images is larger. Instead of the two images sent to the left and right eyes (about 6.2 cm apart), the images are sent to the left and right people (eg, 1 meter apart).
特許文献1は、デュアルビューディスプレイの動作を説明している。特許文献1は、左のイメージと右のイメージとを組み合わせる駆動エレクトロニクス、および左右のイメージを左右の方向に分離するレンチキュラレンズを開示している。
NEC−三菱電気のディスプレイは、メインストリームの消費者に対して最初の折り畳み式軽量LCDモニタを売り出した。http://www.necmitsubishi.com/newsNew/index.cfm?url=http://necmitsubishi.com/newsNew/PressDEtail.cfm?documentid=786は、2003年6月25日に、折り畳み式液晶ディスプレイ(LCD)を開示した。このディスプレイは、使わないときにコンパクトに折り畳むことが可能であり、使うときに開くことが可能である。このような手段によって、使わないときには、比較的コンパクトなパッケージに比較的大きなディスプレイを入れることが可能となった。しかし、このような手段は、比較的複雑であり、かつ重い。 NEC-Mitsubishi Electric's display has launched the first foldable lightweight LCD monitor for mainstream consumers. http: // www. necmsubishi. com / newsNew / index. cfm? url = http: // necmitsubishi. com / newsNew / PressDEtail. cfm? documentid = 786, on June 25, 2003, disclosed a foldable liquid crystal display (LCD). The display can be folded compactly when not in use and can be opened when in use. This means that when not in use, a relatively large display can be placed in a relatively compact package. However, such means are relatively complex and heavy.
特許文献2および3は、LCDまたはCRT等の1つのディスプレイスクリーンを用いる「マルチスクリーンディスプレイ」に関する。空間的におよび/または時間的に多重化された複数のイメージが1つのスクリーン上に形成される。そのスクリーン領域全体は、1つのイメージを表示し、これを第1の偏光として符号化する。別のイメージが、スクリーンの別の部分の上に表示され、第1の偏光に直交した第2の偏光によって符号化される。そのスクリーンの側面ならびに/あるいは上部および底部にある鏡が、表示された多重化イメージを反射し、偏光を「反転させる」。これにより、反射の後、観察者に向かって伝播し、その別のイメージから発生する光が、第1の偏光を有するようになる。逆に、スクリーン全体のイメージの偏光は、鏡によって反射された後、第2の偏光に変換される。偏光スクリーンの形式の観察支援装置が、観察者の前に配置され、第1の偏光のみを通過させる。従って、スクリーン上で直接観察されるスクリーン全体のイメージは通過するが、鏡から反射したバージョンのイメージはブロックされる。逆に、反射の後は、上記別のイメージは、直接観察することはできず、通過する。
この手段は、ディスプレイスクリーンの物理的領域を越えて広がるイメージ領域を提供するために、偏光解析スクリーンの形式の観察支援装置を観察者の前で用いること基本とする。また、そのディスプレイスクリーンから発せられるか、そのディスプレイスクリーンによって伝送された光の観察方向を制限する試みはなされていない。従って、全視界からの光は、全方向に伝播し、ディスプレイスクリーンは、それ自体の方向性を有していない。 This measure is based on the use of an observation support device in the form of an ellipsometric screen in front of the viewer in order to provide an image area that extends beyond the physical area of the display screen. Also, no attempt has been made to limit the viewing direction of light emitted from or transmitted by the display screen. Thus, light from all fields of view propagates in all directions and the display screen does not have its own directionality.
特許文献4は、互いに隣接し、180°より小さな角度を有するスクリーン上のディスプレイのイメージを「補正する」ことに関する。特許文献4は、特許文献2および3に開示されたタイプと同じ一般的なタイプのシステムを開示する。 U.S. Patent No. 6,099,059 relates to "correcting" images on a display on a screen that are adjacent to each other and have an angle of less than 180 °. U.S. Pat. No. 6,099,077 discloses a system of the same general type as the types disclosed in U.S. Pat.
特許文献5は、特許文献2に開示されたタイプと同じタイプの偏光ベースのシステムを開示する。また、特許文献5は、時間多重化シャッターベースのシステムを開示する。第1および第2のイメージは、交互に組み合わせられたフィールドに表示され、観察者の近くのシャッターは、同期して開かれる。鏡は光の径路を曲げるため、その第1および第2のイメージは、互いに隣り合った仮想イメージとして見られる。
U.S. Patent No. 6,057,031 discloses a polarization-based system of the same type as the type disclosed in U.S. Patent No. 6,057,059.
特許文献6は、3D効果を提供する、興味のある手段を開示する。3D動作モードでは、2つの対称イメージが1つのディスプレイスクリーン上に隣り合って表示される。1つの鏡がディスプレイスクリーンから(または、一対の眼鏡から)垂直に外側に向かって延びて、一方の眼が直接イメージの一方を見る。しかし、他方の眼は、鏡に反射され、従って横方向に反転している他方のイメージを見る。この手段は、3Dの外観を提供すると言われている。また、このディスプレイスクリーンは、それ自体で方向性はない。 U.S. Patent No. 6,057,031 discloses an interesting means of providing a 3D effect. In 3D mode of operation, two symmetric images are displayed next to each other on one display screen. One mirror extends vertically outward from the display screen (or from a pair of glasses) and one eye sees one of the images directly. However, the other eye sees the other image reflected by the mirror and thus flipping laterally. This means is said to provide a 3D appearance. Also, this display screen is not directional on its own.
特許文献7は、レンズアレイがディスプレイスクリーン上に提供されるディスプレイを開示する。2Dイメージがディスプレイスクリーン上に表示され、2Dイメージの中央部に割り当てられたピクセルからの光がディスプレイスクリーンに垂直な方向に概ね沿って方向付けられる。このイメージの左部に割り当てられたピクセルからの光は、レンズアレイによって、その垂直な方向にある角度で方向付けられ、観察者に向かって鏡によって反射される。このイメージの右部に割り当てられたピクセルからの光は、別の鏡に向かって同様に方向付けられ、観察者に向かって反射される。 U.S. Patent No. 6,099,077 discloses a display in which a lens array is provided on a display screen. A 2D image is displayed on the display screen, and light from pixels assigned to the center of the 2D image is directed generally along a direction perpendicular to the display screen. Light from the pixels assigned to the left side of this image is directed by the lens array at an angle in its vertical direction and reflected by the mirror towards the viewer. Light from the pixels assigned to the right part of this image is similarly directed towards another mirror and reflected towards the viewer.
また、特許文献7は、「有効なイメージの各部分に少なくとも2つのビュー(それぞれの眼に1つずつ)を含むことによって」3Dイメージを提供することを提案している。従って、3Dイメージの各ビューは、上記されたように表示される。その結果、左眼のビューの中央部および右眼のビューの中央部がその垂直方向に沿って方向付けられ、左眼のビューの左の部分および右眼のビューの左の部分は第1の鏡に向かって方向付けられ、左眼のビューの右の部分および右眼のビューの右の部分は第2の鏡に向かって方向付けられる。
また、このディスプレイは、方向性のあるディスプレイではなく、各ビューからの光は、全方向に方向付けられる。 Also, this display is not a directional display and the light from each view is directed in all directions.
特許文献8は、異なる焦点を有する2つ(以上)のゾーンを有するリフレクタに関する。リフレクタは、1つの焦点を有する第1の反射ゾーンを定義する鋭くカーブした部分を有し、また、異なる焦点を有する第2の反射ゾーンを定義するあまり鋭くカーブしていない部分を有する。このリフレクタは、波長セパレータであることを意図しており、用いる際には、異なる波長領域で動作するレシーバが異なる焦点に配置される。 U.S. Pat. No. 6,057,059 relates to a reflector having two (or more) zones with different focal points. The reflector has a sharply curved portion that defines a first reflective zone having one focal point and a less sharply curved portion that defines a second reflective zone having a different focal point. This reflector is intended to be a wavelength separator, and when used, receivers operating in different wavelength regions are placed at different focal points.
特許文献9は、2つの異なるイメージ平面に2Dイメージを表示することによって3D効果が得られる3Dディスプレイに関する。その2つのイメージの相対的な明度は変化し得、その結果、見かけの3D物体の位置が変化し得る。1つのディスプレイでは、鏡は、ディスプレイからの3Dイメージを複数の観察者に方向付ける。それぞれの鏡からそれぞれの観察者への径路に「光学系」が配置される。これにより、各観察者は、共焦点平面にフォーカスされたイメージを見る。
本発明は、イメージのサイズがディスプレイスクリーンの物理的サイズよりも大きいディスプレイを提供することを目的とする。 The present invention seeks to provide a display in which the size of the image is larger than the physical size of the display screen.
本発明により、第1のイメージからの光を第1の観察方向に方向付け、第2のイメージからの光を該第1の方向とは異なる第2の観察方向に方向付けるマルチビューディスプレイデバイスであって、該ディスプレイデバイスは、使用中、該第1のイメージからの光を該第2の観察方向には方向付けず、該第2のイメージからの光を該第1の観察方向には方向付けないマルチビューディスプレイデバイスと、該第1の方向と実質的に交差する第3の方向に該第2の方向からの光を反射する第1の反射手段とを備える、ディスプレイが提供され、これにより上記目的が達成される。 In accordance with the present invention, a multi-view display device that directs light from a first image in a first viewing direction and directs light from a second image in a second viewing direction that is different from the first direction. And wherein the display device does not direct light from the first image in the second viewing direction and directs light from the second image in the first viewing direction during use. A display is provided, comprising: a non-attachable multi-view display device; and a first reflecting means for reflecting light from the second direction in a third direction substantially intersecting the first direction. This achieves the above object.
前記第1の手段は、前記デバイスの横方向のエッジに隣接して配置され得る。 The first means may be located adjacent to a lateral edge of the device.
前記第1の手段は、使用していない時は、コンパクトになるように可動であり得る。 The first means may be movable to be compact when not in use.
前記デバイスは、第3のイメージからの光を第4の観察方向に方向付けるように構成され、該ディスプレイは、前記第1の方向と実質的に交差する第5の方向に該第4の方向からの光を反射する第2の反射手段を備え得る。 The device is configured to direct light from a third image in a fourth viewing direction, and the display is in a fourth direction in a fifth direction substantially intersecting the first direction. There may be provided second reflecting means for reflecting light from the first reflecting means.
前記第1および第2の手段は、前記デバイスの反対側のエッジに隣接して配置され得る。 The first and second means may be located adjacent to opposite edges of the device.
前記第1の手段は、鏡であり得る。 Said first means may be a mirror.
前記鏡は、平面鏡であり得る。 The mirror may be a plane mirror.
前記鏡は、前記デバイスの表示面に対して実質的に90°傾いていてもよい。 The mirror may be tilted substantially 90 ° with respect to the display surface of the device.
前記鏡は、光パワーを有し得る。 The mirror may have optical power.
前記鏡は、前記デバイスの表示面に対して90°より大きい角度だけ傾いていてもよい。 The mirror may be tilted by an angle greater than 90 ° with respect to the display surface of the device.
前記鏡は、フレネル鏡であり得る。 The mirror may be a Fresnel mirror.
前記鏡は、複数の平面セクションを含み得る。 The mirror may include a plurality of planar sections.
前記鏡は、光パワーを有する複数のセクションを備え得る。 The mirror may comprise a plurality of sections having optical power.
前記第1の手段は、鏡のアレイおよび視差オプティクスを備え得る。 The first means may comprise an array of mirrors and parallax optics.
前記視差オプティクスは、複数の視差素子を備え、該複数の視差素子のそれぞれは、少なくとも2つの異なる方向に傾いた鏡と協働して、少なくとも2つの第3の方向に前記第2の方向からの光を方向付け得る。 The parallax optic comprises a plurality of parallax elements, each of the plurality of parallax elements cooperating with at least two differently tilted mirrors and in at least two third directions from the second direction. Can direct the light.
前記鏡は、光パワーを有し得る。 The mirror may have optical power.
前記第1の手段は、前記鏡のアレイに仮想イメージを形成するように構成され得る。 The first means may be configured to form a virtual image on the array of mirrors.
前記視差オプティクスは、レンズアレイであり得る。 The parallax optics may be a lens array.
前記ディスプレイデバイスは、該ディスプレイデバイス上の全ての点において、該ディスプレイデバイスが、第2のイメージを第2の方向に方向付けることに適合することにより、該第2のイメージがリフレクタによって意図された観察位置まで反射され得る。 The display device is adapted to direct the second image in a second direction at all points on the display device so that the second image is intended by the reflector. It can be reflected to the viewing position.
前記ディスプレイデバイスは、該ディスプレイデバイス上の全ての点において、該ディスプレイデバイスが、第1のイメージを第1の方向に方向付けることに適合することにより、該第1のイメージが意図された観察位置まで真っ直ぐに送られ得る。 The display device is adapted to direct the first image in a first direction at all points on the display device so that the viewing position where the first image is intended. Can be sent straight up to.
前記ディスプレイデバイスのビューの角度分離bは、 The angular separation b of the view of the display device is
前記ディスプレイデバイスのオフセット角aは、 The offset angle a of the display device is
本発明により、鏡のアレイおよび視差オプティクスを備える、リフレクタが提供され、これにより上記目的が達成される。 According to the present invention, a reflector comprising an array of mirrors and parallax optics is provided, whereby the above objective is achieved.
前記視差オプティクスは、複数の視差素子を備え、該複数の視差素子のそれぞれは、少なくとも2つの異なる方向に傾いた鏡と協働して、少なくとも1つの第1の方向からの光を少なくとも1つの第2の方向に方向付け、第1および第2の方向の数は少なくとも3つであり得る。 The parallax optic comprises a plurality of parallax elements, each of the plurality of parallax elements cooperating with at least two different tilted mirrors to emit at least one light from at least one first direction. Orienting in the second direction, the number of first and second directions may be at least three.
(発明の要旨)
本発明の第1の局面によれば、第1のイメージからの光を第1の観察方向に方向付け、第2のイメージからの光を第1の方向とは異なる第2の観察方向に方向付けるマルチビューディスプレイデバイスであって、該ディスプレイデバイスは、第1のイメージからの光を第2の観察方向には方向付けず、第2のイメージからの光を第1の観察方向には方向付けないマルチビューディスプレイデバイスと、第1の方向と実質的に交差する第3の方向に第2の方向からの光を反射する第1の反射手段とを備える、ディスプレイが提供される。
(Summary of the Invention)
According to the first aspect of the present invention, the light from the first image is directed in the first viewing direction, and the light from the second image is directed in a second viewing direction different from the first direction. A multi-view display device that directs light from a first image in a second viewing direction and directs light from the second image in a first viewing direction A display is provided comprising a non-multi-view display device and first reflective means for reflecting light from the second direction in a third direction substantially intersecting the first direction.
このマルチビューディスプレイデバイスは、方向性ディスプレイであり、第1および第2のイメージを互いに異なる方向に方向付ける。この2つのイメージは、任意の観察支援装置を利用することなく観察され得る。 The multi-view display device is a directional display that directs the first and second images in different directions. These two images can be observed without using any observation support device.
第1および第2のイメージは、空間的に多重化された態様でマルチビューディスプレイデバイス上に表示され得る。もしくは、第1および第2のイメージは、時間的に多重化された態様でマルチビューディスプレイデバイス上に表示され得る。 The first and second images may be displayed on the multiview display device in a spatially multiplexed manner. Alternatively, the first and second images can be displayed on the multi-view display device in a temporally multiplexed manner.
第1の手段が、デバイスの横方向のエッジに隣接して配置され得る。 The first means may be located adjacent to the lateral edge of the device.
第1の手段が、使用していない時に、コンパクトになるように可動であり得る。 The first means may be movable to be compact when not in use.
このデバイスは、第3のイメージからの光を第4の観察方向に方向付けるように構成され得、このディスプレイは、第4の方向からの光を実質的に第1の方向と交差する第5の方向に反射する第2の反射手段を備える。第1および第2の手段は、デバイスの反対のエッジに隣接して配置され得る。 The device may be configured to direct light from the third image in a fourth viewing direction, the display being configured to direct light from the fourth direction substantially intersecting the first direction. The second reflecting means for reflecting in the direction is provided. The first and second means may be located adjacent to the opposite edge of the device.
第1の手段は、鏡を含み得る。鏡は、平面鏡であり得る。鏡は、デバイスの表示面に対して実質的に90°傾き得る。 The first means may include a mirror. The mirror can be a plane mirror. The mirror can tilt substantially 90 ° with respect to the display surface of the device.
鏡は、光パワー(optical power)を有し得る。鏡は、デバイスの表示面に対して90°よりも大きい角度で傾き得る。 The mirror may have optical power. The mirror can tilt at an angle greater than 90 ° relative to the display surface of the device.
鏡は、フレネル鏡であり得る。鏡は、複数の平面セクションを含み得る。代替として、鏡は、光パワーを有する複数のセクションを含み得る。 The mirror can be a Fresnel mirror. The mirror may include a plurality of planar sections. Alternatively, the mirror may include multiple sections having optical power.
第1の手段は、鏡のアレイおよび視差オプティクスを含み得る。視差オプティクスは、複数の視差素子を含み得、複数の視差素子のそれぞれは、少なくとも2つの異なる方向に傾いた鏡と協働して、第2の方向からの光を少なくとも2つの第3の方向に方向付ける。鏡は、光パワーを有し得る。第1の手段は、鏡のアレイに仮想イメージを形成するように構成され得る。視差オプティクスは、レンズアレイであり得る。 The first means may include an array of mirrors and parallax optics. The parallax optic may include a plurality of parallax elements, each of the plurality of parallax elements cooperating with at least two different tilted mirrors to direct light from the second direction to at least two third directions. Orient to. The mirror can have optical power. The first means may be configured to form a virtual image on the array of mirrors. The parallax optics can be a lens array.
このディスプレイデバイスは、ディスプレイデバイス上の全ての点において、ディスプレイデバイスが第2のイメージを第2の方向に方向付けることに適合することにより、第2のイメージは、意図された観察位置までリフレクタによって反射される。 The display device adapts the display device to direct the second image in the second direction at all points on the display device, so that the second image is reflected by the reflector to the intended viewing position. Reflected.
このディスプレイデバイスは、ディスプレイデバイス上の全ての点において、ディスプレイデバイスが第1のイメージを第1の方向に方向付けることに適合することにより、第1のイメージは、意図された観察位置まで真っ直ぐに送られる。 The display device adapts the display device to direct the first image in the first direction at all points on the display device, so that the first image is straightened to the intended viewing position. Sent.
ディスプレイデバイスのビューの角度分離bは、 The angular separation b of the view of the display device is
ディスプレイデバイスのオフセット角aは、 The offset angle a of the display device is
本発明の第2の局面によれば、鏡のアレイおよび視差オプティクスを備えるリフレクタが提供される。 According to a second aspect of the invention, a reflector is provided comprising an array of mirrors and parallax optics.
視差オプティクスは、複数の視差素子を含み得、複数の視差素子のそれぞれは、少なくとも2つの異なる方向に傾いた鏡と協働して、少なくとも1つの第1の方向からの光を少なくとも1つの第2の方向に方向付け、第1および第2の方向の数は、少なくとも3つである。 The parallax optic may include a plurality of parallax elements, each of the plurality of parallax elements cooperating with at least two different tilted mirrors to emit light from at least one first direction. The number of first and second directions is at least three.
このように、ディスプレイの物理的表示エリアよりも大きく見えるイメージを表示するディスプレイを提供することができる。この構成は、比較的軽量であり、かつ、複雑ではない。使用することが必要とされない時に鏡のような反射手段を折り畳むことができる実施形態では、比較的コンパクトなディスプレイが提供され得る。このディスプレイは、例えば、物理的表示エリアがそのエリアと同じサイズのイメージを提供するディスプレイと比較して軽量であり、より安価で製造される。 In this way, it is possible to provide a display that displays an image that appears larger than the physical display area of the display. This configuration is relatively lightweight and not complicated. In embodiments where the reflective means, such as a mirror, can be folded when it is not required to be used, a relatively compact display can be provided. This display is, for example, lighter in weight and manufactured at a lower cost compared to a display where the physical display area provides an image of the same size as the area.
本発明のディスプレイデバイスは、方向性タイプ、例えば、自動立体視ディスプレイにおいて用いられるか、または、複数の独立したイメージのビューを提供するタイプの液晶ディスプレイを含み得る。比較的サイズがコンパクトであり、かつ、軽量であるこのタイプのディスプレイは、携帯電話のようなモバイルデバイスにおいて用いることに適する。他の用途は、非常にコンパクトな手段が従来のサイズのイメージを生成し得るラップトップコンピュータ、例えばワイドスクリーンの映画を鑑賞するためにディスプレイのアスペクト比が変更され得るデスクトップモニタ、ならびに、余分なダッシュボードのスペースを必要とせずにディスプレイの実効サイズが増加し得る乗り物のダッシュボードにおける自動車用の用途を含む。 The display devices of the present invention may be used in directional types, such as autostereoscopic displays, or may include liquid crystal displays of the type that provide multiple independent image views. This type of display, which is relatively compact and lightweight, is suitable for use in mobile devices such as mobile phones. Other applications include laptop computers where very compact means can generate conventional sized images, such as desktop monitors where the display aspect ratio can be changed to watch widescreen movies, as well as extra dashes Includes automotive applications in vehicle dashboards where the effective size of the display can be increased without requiring board space.
本発明は、添付の図面を参照して、例示によりさらに説明される。 The invention will be further described by way of example with reference to the accompanying drawings.
図5に示されるディスプレイは、デュアルビュー液晶ディスプレイ(LCD)パネルの形式のマルチビューディスプレイデバイス30を備える。デバイス30は、例えば、図1および4に示される自動立体視ディスプレイにおいて用いられるタイプであり得る。このデバイスは、ディスプレイデバイスのピクセル構造と協働する視差オプティクスを用いて、異なる観察方向に光を方向付けることにより、観察ウィンドウを生成する。もしくは、ディスプレイデバイス30は、関連性のないイメージを同時に異なる観察方向の観察者に表示するマルチビュータイプであり得る。
The display shown in FIG. 5 comprises a
図5のディスプレイは、平面鏡31の形態の反射手段を備える。平面鏡31は、拡大されたイメージエリアを提供するためにディスプレイを使用している間、ディスプレイデバイス30の表示面に対して実質的に90°傾き、デバイス30の横の端から広がる。
The display of FIG. 5 comprises reflecting means in the form of a
イメージデータは、任意の適切なソースからデバイス30に供給され、ディスプレイデバイス30は、第1のイメージを表示し、このイメージからの光は、ディスプレイの観察領域の観察者32に向かって第1の方向またはある方向の範囲に方向付けられる。ディスプレイデバイス30は、第2のイメージを表示し、このイメージからの光を矢印33および34で示される第2の方向またはある方向の範囲に方向付ける。このディスプレイデバイスは、方向性ディスプレイデバイスであり、第1のイメージからの光を第2の観察方向に方向付けず、かつ、第2のイメージからの光を第1の観察方向に方向付けない。一方のイメージからの光は、他方のイメージからの光と異なる方向に方向付けられ、各イメージは、適切に位置した観察者によって観察支援装置を使用することなく観察され得る。第2のイメージからの光は、鏡によって第3の方向またはある方向の角度範囲(これらは、観察者32が位置する観察領域で第1の方向または範囲と交差する)にいる観察者32に向かって反射する。従って、観察者は、仮想イメージ35によって示されるディスプレイデバイス30の左真横の位置から発生するように見える第2のイメージを見る。このように、観察者32は、ディスプレイデバイス30の表示エリアと同じ高さにあるが、二倍の幅のイメージを見る。第1および第2のイメージは、ある点では互いに相補的となり得、例えば、第1のイメージがアドレスブックまたは電話帳の登録データのイメージであり、右のイメージがその登録データによって網羅される人のイメージであり得る。もしくは、第1のイメージおよび第2のイメージは、ビューの2つの部分であってもよく、観察者は、第1および第2のイメージによって形成されるビュー全体を知覚する。
The image data is supplied to the
鏡31は、任意の適切な機械的手段によってデバイス30に接続され、この手段により、必要とされないときは鏡31が移動することが可能になり、よりコンパクトなパッケージを提供する。例えば、鏡31は、追加のエリアが必要とされないか、または、ディスプレイが使用中でない場合にしまい込まれ得る。この機械的手段は、比較的単純であり得、例えば、鏡31をデバイス30に対して実質的に平坦であるか、または、デバイス30の遠くに折り畳むことを可能にするヒンジ手段を備え得る。
The
ディスプレイデバイス30が、デバイスの液晶モードの非対称観察特性によって垂直でない観察方向が提供されるLCDタイプである場合、デバイスの駆動手段は、観察領域に最良のイメージを提供するように設計または最適化され得る。視差オプティクスを用いるディスプレイデバイス30の場合、観察方向は、視差オプティクスおよびピクセル構成の相対位置によって選択または最適化され得る。いずれの場合にせよ、異なる観察領域の範囲が提供されなければならない場合、駆動手段は、観察者の位置に応じて調節され得、視差オプティクスは、観察者の位置に応じて機械的または電気的に移動し得る。
If the
言い換えると、各ピクセルが光を出力する方向は、光が観察者まで達するように最適化される必要がある。観察者が位置を変化させると、方向を最適化し直す必要があり得る。これは、視差オプティクスを機械的または電気的に変化させることによってなされ得る。 In other words, the direction in which each pixel outputs light needs to be optimized so that the light reaches the viewer. As the observer changes position, the direction may need to be re-optimized. This can be done by changing the parallax optics mechanically or electrically.
図6は、ディスプレイデバイス30が3つの異なる観察方向に3つのイメージを表示し、第2の鏡36が観察者32に向かって第3の方向からの光を反射するように提供される点で、図5において示されたディスプレイと異なるディスプレイを示す。鏡36は、鏡31と同様であり、第2の仮想イメージ37が形成される。従って、最大イメージサイズは、ディスプレイデバイス30の物理的表示エリアの3倍と実質的に等しい。この手段は、実質的に法線方向に入射するビューに対して意図され、例えば、デスクトップ鏡として用いられ得る。この実施形態では、ユーザが仮想イメージ35および37全体を見ることが可能なように、鏡31および36が、ディスプレイデバイス30から比較的遠くに広がる必要がある。
FIG. 6 shows that a
図7は、平面鏡31がディスプレイデバイス30の表示面に対して90°よりも大きい角度で傾くという点で、図5に示されるディスプレイと異なるディスプレイを示す。この手段は、図5に示される鏡よりも小さい鏡31により、仮想イメージ35全体が観察者32によって見られることを可能にする。しかしながら、この手段は、ディスプレイデバイス30の表示面上で直接観察される仮想イメージが、第1のイメージの平面の外側にあるように見えるようにするという効果を有する。
FIG. 7 shows a display that differs from the display shown in FIG. 5 in that the
図8に示されるディスプレイは、平面鏡が1次元または2次元の光パワー(optical power)を有する鏡31によって置換される点で、図7に示されるディスプレイと異なる。このディスプレイによる仮想イメージは、ディスプレイデバイス30によって表示される第1のイメージの平面にあり、観察者32によって直接観察されるが、鏡31の効果は、仮想イメージ35のサイズを水平方向に低減するか、または、仮想イメージ35を水平方向に「押しつぶす(squash)」ことであり、仮想イメージ35は、より狭いが水平方向の空間解像度がより高くなるように観察者32によって見られる。この効果を避けるために、第2のイメージのイメージデータを「事前に歪める」ことにより、補正が提供され得る。
The display shown in FIG. 8 differs from the display shown in FIG. 7 in that the plane mirror is replaced by a
図9に示されるディスプレイは、光パワーを有する鏡がフレネル鏡によって置換されるという点で、図8に示されるディスプレイと異なる。鏡31は、複数の鏡セクションを有する階段状の手段を備え、鏡セクションのそれぞれは、ディスプレイデバイス30の表示面に対して実質的に垂直である。フレネル鏡は、表示面に対して垂直でない角度(90°よりも大きい)だけ効果的に傾く。この手段は、観察者32によって直接観察される第1のイメージの平面に仮想イメージを維持するが、この仮想イメージ35は、水平方向に伸びる。再度、この伸びは、第2のイメージを「事前に歪める」ことによって補正され得る。フレネル鏡の利用は、結果として、第2のイメージを観察者32が見ることができない「死角領域」をもたらす。
The display shown in FIG. 9 differs from the display shown in FIG. 8 in that the mirror with optical power is replaced by a Fresnel mirror. The
図10aは、階段状のフレネル鏡が、鏡セクションが光パワーを有するフレネル鏡によって置換されるという点で、図9に示される鏡とは異なるディスプレイを示す。このような手段は、歪むことも押しつぶされることもなく、仮想イメージ35が第1のイメージと同一の平面にあるという結果をもたらす。しかし、このような手段では、観察者32が表示されたイメージを正しく見る観察領域が比較的小さい。
FIG. 10a shows a display that differs from the mirror shown in FIG. 9 in that the stepped Fresnel mirror is replaced by a Fresnel mirror whose optical section has optical power. Such means result in the
この効果が図10bに示される。正しいイメージが32の観察者1によって見られるが、40の観察者2は、横方向にシフトした仮想イメージ35の一部を見、第2のイメージを全く見ない。例えば、ディスプレイデバイス30がフィーチャ41を表示する場合、観察者40は、これを仮想イメージ35の位置43で矢印42の方向から見ることを期待する。しかし、鏡31は、方向44の入射光を方向42に反射し、少なくとも方向42において、観察者40は第2のイメージを全く見ない。
This effect is shown in FIG. The correct image is seen by 32
図11aおよび11bは、図10aおよび10bのフレネル鏡が視差オプティクスと協働する鏡のアレイによって置換されたディスプレイを示し、視差オプティクスは、レンズアレイまたはレンチキュラシートとして示されるが、あるいは、視差バリアであっても、任意の他の適切なタイプの視差オプティクスであってもよい。鏡のアレイは、この場合、垂直軸について異なる方向に傾くか、または、異なる角度をなす2つの鏡のグループを備える。鏡または鏡セクションは、図11bの50に示され、吸収またはブラック領域51によって分離される。鏡50の各グループは、アレイ52のレンチキュルに関連付けられ、これと協働する。53の観察位置1の観察者は、例えば、レンチキュル55を通り、鏡56を介して、第2のイメージを観察する。54の観察位置の観察者は、例えば、レンチキュル55および鏡57を介して、第2のイメージを見る。各鏡および鏡セクションは、それぞれの観察者が、ディスプレイデバイス30上で直接観察される第1のイメージと同じ面で仮想イメージ55を見るように配向される。
FIGS. 11a and 11b show a display in which the Fresnel mirror of FIGS. 10a and 10b is replaced by an array of mirrors that cooperates with parallax optics, which is shown as a lens array or lenticular sheet, or alternatively with a parallax barrier. Or any other suitable type of parallax optics. The array of mirrors comprises in this case two groups of mirrors that are inclined in different directions or at different angles with respect to the vertical axis. The mirror or mirror section is shown at 50 in FIG. 11 b and is separated by an absorbing or
56および57のような鏡セクションは、光パワーを有し得る。例えば、光学性能は、第2のイメージが実質的に鏡セクションの平面にある仮想イメージように見えるように構成され得る。このような手段は、タッチスクリーンが反射手段31の前に追加されることを可能にし、観察者が、仮想イメージ内の点に対応し、結果として、例えば、コンピュータまたはパーソナルデジタルアシスタント(PDA)によって生じる対応するアクションを生じさせる反射手段上の点をタッチできるようになる。この仮想イメージ上の点に対応する鏡手段上の点は、広い範囲の観察位置または領域内の観察者の位置に関係なく、同じである。 Mirror sections such as 56 and 57 can have optical power. For example, the optical performance may be configured such that the second image looks like a virtual image that is substantially in the plane of the mirror section. Such means allow a touch screen to be added in front of the reflecting means 31 so that the observer corresponds to a point in the virtual image and as a result, for example, by a computer or a personal digital assistant (PDA) A point on the reflecting means that causes the corresponding action to occur can be touched. The points on the mirror means corresponding to the points on the virtual image are the same regardless of the wide range of observation positions or the position of the observer in the region.
図11bに示される反射手段は、他の用途で用いられ得る。例えば、このような手段は、乗り物のリアビューミラーとして用いられ得る。従来のリアビューミラーは、例えば、ドライバーの高さによって決定される、ドライバーの位置に応じて調整されなければならなかった。図11bに示されるタイプの手段は、乗り物の後方からの光が、ドライバーの位置、特に、ドライバーの高さに関わらずドライバーの眼に方向付けられるように設計され得る。従って、このタイプのリフレクタを調節する必要はない。 The reflecting means shown in FIG. 11b can be used in other applications. For example, such means can be used as a vehicle rear view mirror. The conventional rear view mirror has to be adjusted according to the position of the driver, which is determined by the height of the driver, for example. A means of the type shown in FIG. 11b can be designed so that light from the rear of the vehicle is directed to the driver's eyes regardless of the driver's position, in particular the height of the driver. It is therefore not necessary to adjust this type of reflector.
上述の実施形態では、第1および第2のイメージ(および、存在する場合は第3のイメージ)は、空間的に多重化された態様で、ディスプレイデバイス上に同時に表示され得る。もしくは、これらのイメージは、時間的に多重化された態様で連続的に表示され得る。2つ以上のイメージを空間的に多重化された態様または時間的に多重化された態様で方向性ディスプレイデバイス上に表示する方法が公知であり、ここでは説明しない。 In the embodiments described above, the first and second images (and the third image, if present) can be simultaneously displayed on the display device in a spatially multiplexed manner. Alternatively, these images can be displayed sequentially in a temporally multiplexed manner. Methods for displaying two or more images on a directional display device in a spatially multiplexed manner or a temporally multiplexed manner are known and will not be described here.
ディスプレイの「ヘッドフリーダム(頭部の自由度)」が可能な限り大きくされることが好ましい。ディスプレイは、意図された観察位置を有し、ヘッドフリーダムは、イメージの品質が許容不可能になる前に、意図された観察位置から離れる方向に観察者の頭を動かすことができる距離を表す。イメージの品質は、通常、イメージの混合が生じることにより低下する。 It is preferred that the “head freedom” of the display is as large as possible. The display has an intended viewing position and the head freedom represents the distance that the observer's head can be moved away from the intended viewing position before the image quality becomes unacceptable. Image quality is usually degraded by image mixing.
最良のヘッドフリーダムを得るために、ディスプレイデバイス30上の全ての点において、ディスプレイデバイスが、第2のイメージを第2の方向に方向付け、ディスプレイデバイス上の全ての点において、ディスプレイデバイスが、第1のイメージを第1の方向に方向付けることが好ましい。第2の方向は、第2のイメージが、意図された観察位置に位置する観察者32までリフレクタ31から反射するように設定される。第1の方向は、第1のイメージが、意図された観察位置に位置する観察者まで直進するように設定される。つまり、第1のイメージがディスプレイデバイスによって方向付けられる方向、および、第2のイメージがディスプレイデバイスによって方向付けられる方向は、図5に示されるように、ディスプレイの幅にわたって変化する。
To obtain the best head freedom, at all points on the
図12は、図5のディスプレイデバイス用の2つのパラメータを示す。1つのパラメータbは、ビューの角度分離であり、ディスプレイデバイス30が2つのビューを方向付ける方向間のディスプレイデバイスにおける角度分離である。ビューの角度分離bは、第1のイメージが方向付けられる第1の方向(または、第1の方向の範囲の中心方向)と第2のイメージが方向付けられる第2の方向(または、第2の方向の範囲の中心方向)との間の差に等しい。
FIG. 12 shows two parameters for the display device of FIG. One parameter b is the angular separation of the view, the angular separation in the display device between the directions in which the
図12に示される他方のパラメータは、オフセット角aである。これは、一方は、ディスプレイデバイス30に対する法線方向45と、他方は、第1の方向(または、第1の方向の範囲の中心方向)と第2の方向(または、第2の方向の範囲の中心方向)の二等分線との間の角度である。
The other parameter shown in FIG. 12 is the offset angle a. One is a
可能な最良のヘッドフリーダムを提供するために、ビューの角度分離bおよびオフセット角aは、ディスプレイデバイス30にわたって変化し、上述されたように、ディスプレイデバイス上の全ての点において、ディスプレイデバイスが、第2のイメージを第2の方向に方向付け、かつ、ディスプレイデバイス上の全ての点において、ディスプレイデバイスが、第1のイメージを第1の方向に方向付ける。第2の方向は、第2のイメージが、観察者32までリフレクタ31から反射するように設定される。第1の方向は、第1のイメージが、観察者まで直進するように設定される。
In order to provide the best possible head freedom, the angular separation b and the offset angle a of the view vary across the
反射性手段31がディスプレイデバイス30の前面に対して垂直であるディスプレイでは、意図される観察位置が、幅dを有するディスプレイデバイスから距離rの中心位置にある場合、ビューの角度分離b、およびオフセット角aは、
For displays in which the reflective means 31 is perpendicular to the front surface of the
式(1)および(2)では、xは、ディスプレイデバイス30の中心から計測されるスクリーン上の横方向の位置を示す。
In equations (1) and (2), x indicates the horizontal position on the screen measured from the center of the
オフセット角aは、例えば、ディスプレイデバイス30のピクセルに対してディスプレイデバイス30の視差オプティクスの素子の横方向の位置を変化させることによって、変化し得る。これは、図13aおよび13bに示される。
The offset angle a can be changed, for example, by changing the lateral position of the elements of the parallax optics of the
図13aおよび13bは、ディスプレイデバイス30の視差オプティクスの1つの素子46を示す。これらの図は、視差オプティクスがレンズアレイであることを前提とし、素子46がレンズとして示される。しかしながら、図13a〜図14bに示される効果は、視差オプティクスのようなレンズに制限されず、他のタイプの視差オプティクスにより達成される。さらに、図13aおよび図13bは、ディスプレイデバイス30のイメージ表示層の2つのピクセル47R、47Lを示す。ピクセル47Rは、右イメージに割り当てられ、ピクセル47Lは、左イメージに割り当てられる。
FIGS. 13 a and 13 b show one
図13aにおいて、視差オプティクスの素子46は、ピクセル47L、47Rについて対称的に配置され、それにより、(横方向における)素子の中心は、一方のピクセル47Lと他方のピクセル47Rとの間の中心位置に配列される。素子46の中心は、図13aから図14bに「X」で示される。(ピクセル47L、47Rが互いに同じサイズを有することを前提とする。)非対称レンズ46の場合、第1のピクセル47Lのイメージが方向付けられる方向48L、および、第2のピクセル47Rのイメージが方向付けられる方向48Rは、ディスプレイデバイス30の法線45について対称的であり、オフセット角aは、ゼロに等しくなる。
In FIG. 13a, the
図13bは、ピクセル47L、47Rに対して横方向に視差オプティクスの素子46を変位させることの効果を示す。第1のピクセル47Lのイメージが方向付けられる方向48Lおよび第2のピクセル47Rのイメージが方向付けられる方向48Rは、ディスプレイデバイス30の法線45についてもはや対象ではなく、オフセット角aは、ゼロでない。視差オプティクスの素子46とピクセル47L、47Rとの間の相対的な変位が大きくなるにつれて、オフセット角aは大きくなる。図13bに示される方向と反対の方向にピクセル47L、47Rに対して視差オプティクスの素子46を変位させることは、再びゼロでないオフセット角aを導き、オフセット角度は、図13bのオフセット角と反対の符号となる。
FIG. 13b shows the effect of displacing the
ディスプレイデバイスの視差オプティクスおよびイメージ表示層は、ディスプレイデバイスのオフセット角aがディスプレイデバイスにわたって変化するように構成されることが好ましく、上述されたように、ディスプレイデバイス上の全ての点において、ディスプレイデバイスが、第2のイメージを第2の方向に方向付け、ディスプレイデバイス上の全ての点において、ディスプレイデバイスが、第1のイメージを第1の方向に方向付ける。第2の方向は、第2のイメージが、意図された観察位置に位置する観察者32までリフレクタ31から反射するように設定される。第1の方向は、第1のイメージが、意図された観察位置に位置する観察者まで直進するように設定される。観察者が中央にくるように位置し、リフレクタがディスプレイデバイスに対して垂直になる場合、ディスプレイのオフセット角aは、式(2)に従ってか、または、式(2)に近似した態様で変化することが好ましい。実際に、ディスプレイデバイスのピクセルピッチは、一定となる傾向があるので、標準的なディスプレイパネルを利用することが可能になる。この場合、視差オプティクスは、その幅にわたって変化するピッチを有することが好ましく、ディスプレイのオフセット角度は、式(2)に従ってか、または、式(2)に近似した態様でディスプレイにわたって変化する。しかしながら、原理的には、ディスプレイデバイスのピクセルピッチは、視差オプティクスのピッチに加えてか、または、このピッチの代わりに変化し得るが、これは、標準的でないディスプレイパネルが必要とされることを意味する。
The parallax optics and image display layer of the display device are preferably configured such that the offset angle a of the display device varies across the display device, and as described above, at all points on the display device, the display device , Direct the second image in the second direction, and at all points on the display device, the display device directs the first image in the first direction. The second direction is set so that the second image reflects from the
ビューの角度分離bもまた変化し得、これは、図14aおよび14bに示される。 The angular separation b of the view can also change, as shown in FIGS. 14a and 14b.
図14aは、図13aに概ね対応するので、詳細は説明されない。図14aのビューの角度分離は、第1のピクセル47Lのイメージが方向付けられる方向48Lと、第2のピクセル47Rのイメージが方向付けられる方向48Rとの間の角度である。所与の視差オプティクスの素子では、ビューの角度分離bは、特にディスプレイデバイス30のピクセル47L、47Rと視差オプティクスの素子46との間の分離によって、および、ディスプレイデバイス30のピクセル47L、47Rと視差オプティクスの素子46との間の材料の屈折率によって決定される。
FIG. 14a generally corresponds to FIG. 13a and will not be described in detail. The angular separation of the view of FIG. 14a is the angle between the direction 48L in which the image of the first pixel 47L is directed and the
図14bは、ディスプレイデバイス30のピクセル47L、47Rと視差オプティクスの素子46との間の分離を減少させる効果を示す。ディスプレイデバイス30のピクセル47L、47Rと視差オプティクスの素子46との間の分離が減少するにつれて、ビューの角度分離bが増加することが理解され得る。
FIG. 14 b shows the effect of reducing the separation between the
ディスプレイ30のピクセル47L、47Rと視差オプティクスの素子46との間の材料の屈折率を増加させることは、ディスプレイデバイス30のピクセル47L、47Rと視差オプティクスの素子46との間の実効光路距離を増加させる効果を有する。従って、ディスプレイ30のピクセル47L、47Rと視差オプティクスの素子46との間の材料の屈折率を増加させることは、ディスプレイデバイス30のピクセル47L、47Rと視差オプティクスの素子46との間の分離を増加させることと等価であり、ビューの角度分離bが減少する。
Increasing the refractive index of the material between the
ビューの角度分離bは、これを行う他の方法で、例えば、視差オプティクスの後ろにレンズまたはプリズムを提供することによって視野角を変化させることにより、変化し得る。 The angle separation b of the view can be changed in other ways to do this, for example by changing the viewing angle by providing a lens or prism behind the parallax optics.
ディスプレイデバイスの視差オプティクスおよびイメージ表示層は、ディスプレイデバイスのビューの角度分離bがディスプレイにわたって変化するように構成されることが好ましく、上述されたように、ディスプレイデバイス上の全ての点において、ディスプレイデバイスが、第2のイメージを第2の方向に方向付け、ディスプレイデバイス上の全ての点において、ディスプレイデバイスが、第1のイメージを第1の方向に方向付ける。第2の方向は、第2のイメージが、意図された観察位置までリフレクタ31から反射するように設定される。第1の方向は、第1のイメージが、意図された観察位置まで直進するように設定される。意図された観察位置が中央にくるように位置し、リフレクタ31がディスプレイデバイス30に対して垂直になる場合、ディスプレイデバイスのビューの角度分離bは、式(1)に従ってか、または、式(1)に近似した態様で変化することが好ましい。視差オプティクスとピクセルとの間の分離、および/または、視差オプティクスとピクセルとの間の材料の屈折率は、ディスプレイデバイスのビューの角度分離bが、式(1)に従ってか、または、式(1)に近似した態様でディスプレイデバイスにわたって変化するように構成されることが好ましい。ビューの角度分離bを変化させる任意の適切な方法が用いられ得る。例えば、視差オプティクスとイメージ表示層との間の分離を変化させる方法、あるいは、視差オプティクスとイメージ表示層との間の材料の屈折率を変化させる方法が公知である。
The parallax optics and image display layer of the display device are preferably configured such that the angular separation b of the view of the display device varies across the display, and as described above, at all points on the display device, the display device Directs the second image in the second direction, and at all points on the display device, the display device directs the first image in the first direction. The second direction is set so that the second image reflects from the
同様に、ピクセルの位置およびピッチに対する視差オプティクスの位置およびピッチは、他の設計のために、ヘッドフリーダムを増加するように最適化され得る。例えば、視差オプティクスの位置およびピッチは、3つ以上のビューを表示するディスプレイ、軸方向から観察されることが意図されるディスプレイ、または、リフレクタ31がディスプレイデバイス30に対して垂直でないディスプレイに対して最適化され得る。
Similarly, the position and pitch of the parallax optics relative to the pixel position and pitch can be optimized to increase head freedom for other designs. For example, the position and pitch of the parallax optics may be relative to a display that displays more than two views, a display that is intended to be viewed from an axial direction, or a display in which the
意図された観察位置が中心位置にない場合、および/または、リフレクタ31がディスプレイデバイス30に対して垂直でない場合、ビューの角度分離bおよびオフセット角度aは、上述の式(1)および(2)によって与えられない。しかしながら、依然として、ビューの角度分離bおよびオフセット角aがディスプレイデバイスにわたって変化することが好ましく、上述されたように、ディスプレイデバイス上の全ての点において、ディスプレイデバイスが、第2のイメージを第2の方向に方向付け、ディスプレイデバイス上の全ての点において、ディスプレイデバイスが、第1のイメージを第1の方向に方向付ける。第2の方向は、第2のイメージが、意図された観察位置までリフレクタから反射するように設定される。第1の方向は、第1のイメージが、意図された観察位置まで直進するように設定される。
If the intended viewing position is not in the center position and / or if the
ビューの角度分離bおよびオフセット角度aの両方がディスプレイデバイスにわたって変化することが好ましい。しかしながら、観察ヘッドフリーダムの改良は、ビューの角度分離bのみがディスプレイデバイスにわたって変化する場合、または、オフセット角aのみがディスプレイデバイスにわたって変化する場合に実現される。 It is preferred that both the view angle separation b and the offset angle a vary across the display device. However, an improvement in viewing head freedom is realized if only the angular separation b of the view varies across the display device, or if only the offset angle a varies across the display device.
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
(要約)
本発明において、イメージのサイズがディスプレイスクリーンの物理的サイズよりも大きいディスプレイが提供される。このディスプレイは、第1のイメージからの光を第1のイメージを直接見る観察者32に向かって第1の観察方向に方向付ける、マルチビューディスプレイデバイス(30)を備える。第2のイメージからの光は、第2の方向(33,34)に方向付けられ、鏡または鏡手段のような反射手段(31)によって反射される。この光は、観察領域において第1の方向と交差する第3の方向に反射され、それにより、観察者32は、仮想イメージ35として、直接的なイメージに沿った第2のイメージを見る。
As mentioned above, although this invention has been illustrated using preferable embodiment of this invention, this invention should not be limited and limited to this embodiment. It is understood that the scope of the present invention should be construed only by the claims. It is understood that those skilled in the art can implement an equivalent range based on the description of the present invention and the common general technical knowledge from the description of specific preferred embodiments of the present invention. Patents, patent applications, and documents cited herein should be incorporated by reference in their entirety, as if the contents themselves were specifically described herein. Understood.
(wrap up)
In the present invention, a display is provided in which the size of the image is larger than the physical size of the display screen. The display comprises a multi-view display device (30) that directs light from the first image in a first viewing direction towards an
30 マルチビューディスプレイデバイス
31 鏡
32 観察者
33 第2の方向
34 第2の方向
35 仮想イメージ
30
Claims (24)
該第1の方向と実質的に交差する第3の方向に該第2の方向からの光を反射する第1の反射手段と
を備える、ディスプレイ。 A multi-view display device that directs light from a first image in a first viewing direction and directs light from a second image in a second viewing direction different from the first direction, the multi-view display device comprising: A display device, when in use, does not direct light from the first image in the second viewing direction and does not direct light from the second image in the first viewing direction. A display device;
And a first reflecting means for reflecting light from the second direction in a third direction substantially intersecting the first direction.
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