JP2008538154A - 方向性バックライトおよびマルチビューディスプレイデバイス - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、各イメージが異なる方向から見えるように2つ以上のイメージを表示するマルチビュー方向性ディスプレイに関する。したがって、異なる方向からディスプレイを見る2人の観察者は、互いに異なるイメージを見る。そのようなディスプレイは、たとえばオートステレオスコピック3Dディスプレイ(autostereoscopic 3D display)デバイスまたはデュアルビューディスプレイデバイスにおいて用いられ得る。本発明はまた、第1および第2の観察者にとっての第1および第2の範囲を含む範囲全体にわたって見えるように一度に単一のイメージを表示する複数方向性ディスプレイに関する。本発明はまた、方向性バックライトにも関する。
マルチビュー方向性ディスプレイの一つのアプリケーションは、「デュアルビューディスプレイ」としてのものであり、それは、2つ以上の異なるイメージを同時に表示し得、各イメージは特定の方向のみにおいて見えるので、一つの方向からディスプレイデバイスを見る観察者は一つのイメージを見る一方で、別の異なる方向からディスプレイデバイスを見る観察者は異なるイメージを見る。2人以上のユーザに対して異なるイメージを示し得るディスプレイは、2つ以上の別々のディスプレイを使用することと比較して、スペースとコストにおけるかなりの節約を提供する。
非特許文献1は、時分割多重の立体画像を生成するために、従来のLCDパネルとともに使用され得る2つの光源を有する方向性バックライトを記載している。一つの源からの光をユーザの左眼に向け、他の源からの光をユーザの右眼に向けるために、プリズムおよびレンズ構造が使用される。第1の時間フレームにおいて、左眼イメージが表示され、第1の光源のみが照明されるので、左眼イメージがユーザの左眼に送られる。第2の時間フレームにおいて、右眼イメージが表示され、第2の光源のみが照明されるので、右眼イメージがユーザの右眼に送られる。このバックライトは、光が左のユーザおよび右のユーザに同時に届き得ないので、ディスプレイの平均輝度が低くあり得るという不都合を有する。動くイメージを表示するためには、LCDパネルは約120Hz(通常のリフレッシュ速度の2倍)で作動することが要求され、これを達成することは困難である。
本発明の第1の局面は、方向性バックライトを提供し、該バックライトは、光源と、該光源からの光を、少なくとも主に、第1の方向範囲と、第1の方向範囲とは異なる第2の方向範囲とに向ける、光学装置とを備え、該光学装置が複数のプリズムを備える。
デュアルビューディスプレイの2つの観察ディスプレイの間の角度分離が比較的大きいので(一般的に約80°)、本発明の利点は、デュアルビューディスプレイにおいて主に得られる。オートステレオスコピックディスプレイにおいて、ディスプレイの意図される観察距離における2つの観察ウィンドウの各中央の間の横方向分離は、人間の2つの眼の間の分離と等しく、したがって、2つの観察ウィンドウの間の角度分離は、デュアルビューディスプレイの場合よりも一般的にはるかに小さい。したがって、本発明は、主にデュアルビューディスプレイを参照して説明されるが、本発明は、たとえばオートステレオスコピックディスプレイなどの他の方向性ディスプレイに、原理上は適用され得る。
図15は、本発明のさらなる実施形態によるマルチビューのディスプレイ58を示す。ディスプレイ58は、バックライト43と、たとえばデュアルビューディスプレイなどの方向性ディスプレイデバイス59と、マルチビューのディスプレイ59の正面に配置される方向性散乱体60とを備える。方向性ディスプレイデバイス59は、当該技術分野において公知であるように、第1のイメージが第1の方向範囲から見えて、第2のイメージが第1の範囲とは異なる第2の方向範囲から見えるように、2つのイメージを表示する。
図19、20、および21のバックライトは、ディスプレイパネルを照明するために使用され得、そのディスプレイパネルは、たとえば図6aに示される態様において、従来のディスプレイパネルまたは方向性ディスプレイパネル(デュアルビューディスプレイパネルなど)であり得る。
Claims (59)
- 方向性バックライト(20)であって、
光源(21)と、
該光源からの光を、少なくとも主に、第1の方向範囲と、第1の方向範囲とは異なる第2の方向範囲とに向ける、光学装置と
を備え、該光学装置は、複数のプリズム(22、22’、28、66)を備える、バックライト。 - 前記プリズムは、110°未満のプリズム角度を有する、請求項1に記載のバックライト。
- 前記プリズムは、70°を超えるプリズム角度を有する、請求項1または2に記載のバックライト。
- 前記プリズムは、約83°のプリズム角度を有する、請求項1、2または3に記載のバックライト。
- 前記プリズムは、可変ピッチのアレイとして配置される、請求項1に記載のバックライト。
- 方向性バックライト(20)であって、
光源(35)と、
該光源からの光を、少なくとも主に、第1の方向範囲と、第1の方向範囲とは異なる第2の方向範囲とに向ける、光学装置(36)と
を備え、
該光学装置は、実質的に光を透過させない遮断素子(38a)のアレイ(38)と、イメージング素子(37)のアレイとを備え、
各イメージング素子(37)は、該遮断素子(38a)の各々に実質的に位置合わせされることによって、該第1の範囲および該第2の範囲の間に光が向けられることを低減させるかまたは実質的に防止する、バックライト。 - 前記遮断素子は、光をリサイクルするために反射的である、請求項6に記載のバックライト。
- 前記光源は、少なくとも部分的に平行にされた光を供給するように配置される、請求項1〜7のいずれか一項に記載のバックライト。
- 前記光源は、前記イメージング素子に位置合わせされた複数の開口部を備える、請求項8に記載のバックライト。
- 前記開口部は、光を反射するリフレクタによって分離される、請求項9に記載のバックライト。
- 方向性バックライト(20)であって、
光源と、
該光源からの光を、少なくとも主に、第1の方向範囲と、第1の方向範囲とは異なる第2の方向範囲とに向ける、光学装置と
を備え、該光学装置は、導波体(68)を備え、該導波体は、該導波体(68)からの光の光路に配置される複数の拡散領域とイメージング素子のアレイ(71)とを有する、バックライト。 - 前記光源は、前記導波体の一つの側面に実質的に沿って広がる、請求項11に記載のバックライト。
- 前記方向性バックライトは、第2の光源を備え、該第2の光源は、前記導波体のもう一つの側面に実質的に沿って広がる、請求項12に記載のバックライト。
- 前記光学装置は、前記光源からの光を、少なくとも主に、第1の方向範囲と、第2の方向範囲と、第3の方向範囲と、第4の方向範囲とに向けるように配置され、該第3の方向範囲は、該第1の方向範囲および該第2の方向範囲とは異なり、該第4の方向範囲は、該第1の方向範囲、該第2の方向範囲、および該第3の方向範囲とは異なる、請求項1〜13のいずれか一項に記載のバックライト。
- ディスプレイであって、
少なくとも第1のイメージまたは第1のイメージのシーケンスを表示するディスプレイデバイス(18)と、
該デバイスを通る光を、少なくとも主に、該デバイスに対する第1の方向範囲と、該第1の方向範囲とは異なる、該デバイスに対する第2の方向範囲とに向ける、請求項1〜15のいずれか一項によって定義される、方向性バックライト(20)と
を備える、ディスプレイ。 - 前記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、該方向性ディスプレイデバイスは、前記第1のイメージまたはイメージのシーケンスを該デバイスに対して前記第1の方向範囲から主に見えるように表示し、同時に、前記第2のイメージまたはイメージのシーケンスを該デバイスに対して前記第2の方向範囲から主に見えるように表示する、請求項15に記載のディスプレイ。
- 前記第1および第2の範囲は、前記デバイスの表示面の法線に関して対向し合う側にある、請求項15または16に記載のディスプレイ。
- 前記第1および第2の範囲は、前記法線に関して実質的に対称的である、請求項17に記載のディスプレイ。
- 前記第1のイメージは、前記第2の範囲から実質的に見えない、請求項16、17または18のいずれか一項に記載のディスプレイ。
- 前記第2のイメージは、前記第1の範囲から実質的に見えない、請求項16〜19のいずれか一項に記載のディスプレイ。
- 前記第1および第2の範囲は、第3の方向範囲によって分離される、請求項15〜20のいずれか一項に記載のディスプレイ。
- 前記バックライトは、前記第3の範囲の少なくとも一部に実質的に光を向けないように配置される、請求項21に記載のディスプレイ。
- 前記第2のイメージまたはイメージのシーケンスは、前記第1のイメージまたはイメージのシーケンスと空間的に多重化される、請求項16〜22のいずれか一項に記載のディスプレイ。
- 複数方向性の2次元ディスプレイであって、
一度に単一のイメージを表示するディスプレイデバイスであって、該イメージは、第1および第2の観察者にとっての第1および第2の範囲を含む方向の範囲全体を通して見え、該第1および第2の範囲は、該デバイスの表示面に対する法線に関して対向し合う側に該法線から離れて配置される、ディスプレイデバイスと、
該法線を含む第3の範囲よりも前記第1および第2の範囲において高い輝度を有する光を該デバイスを通して向ける方向性バックライト(20)と
を備える、ディスプレイ。 - 前記第1および第2の範囲は、前記法線に関して実質的に対称的である、請求項24に記載のディスプレイ。
- 前記第3の範囲における輝度は、非ゼロである、請求項24または25に記載のディスプレイ。
- 前記バックライトは、光が主に前記第1の範囲に向けられる第1のモードと、光が主に前記第2の範囲に向けられる第2のモードとの間で切り替え可能である、請求項24〜26のいずれか一項に記載のディスプレイ。
- 前記第1および第2のモードの間でバックライトを繰り返し切り替え、該バックライトが該第1のモードにあるときには第1のイメージまたはイメージのシーケンスを表示し、該バックライトが該第2のモードにあるときには第2のイメージまたはイメージのシーケンスを表示するように、前記デバイスを制御する、コントローラを備える、請求項27に記載のディスプレイ。
- 前記バックライトは、実質的に長方形で概ね平面状の光ガイドの反対側の縁に配置される第1および第2の光源を備える、請求項24〜28のいずれか一項に記載のディスプレイ。
- マルチビューのディスプレイであって、
第1および第2のイメージまたはイメージのシーケンスを表示するディスプレイデバイス(43)と、
該デバイスを通る光を方向づけるバックライト(42)と、
該第1および第2のイメージまたはイメージのシーケンスを、それぞれ第1および第2の方向範囲から見えることを可能にし、該第1および第2のイメージまたはイメージのシーケンスを、該デバイスの表示面に対する法線を含む第3の方向範囲から見えることを防止する、観察装置とを備え、
該第1および第2の範囲は、該第3の範囲と重複せず、該観察装置は、複数の透過領域(45R、45G、45B;54a)を備え、該透過領域の各々は、少なくとも一つの隣接するピクセルからの光に対して実質的に非透過性であり、かつ少なくとも一つの隣接しないピクセルからの光に対して実質的に透過性であるように配置される、ディスプレイ。 - 前記ピクセルは、異なる色のグループとして配置され、前記観察装置は、複数のカラーフィルタスリット(45R、45G、45B)を備え、該カラーフィルタスリットの各々は、少なくとも一つの隣接するピクセルからの光の色を遮断し、少なくとも一つの隣接しないピクセルからの光の色を透過させる、請求項30に記載のディスプレイ。
- 前記ピクセルは、異なる出力偏光のグループとして配置され、前記観察装置は、複数の偏光スリット(54a)を備え、該偏光スリットの各々は、少なくとも一つの隣接するピクセルからの光の偏光を遮断し、少なくとも一つの隣接しないピクセルからの光の偏光を透過させる、請求項30に記載のディスプレイ。
- マルチビューのディスプレイであって、
第1および第2のイメージまたはイメージのシーケンスを表示するディスプレイデバイスと、
該デバイスを通る光を方向づけるバックライトと、
該第1および第2のイメージまたはイメージのシーケンスを、それぞれ第1および第2の方向範囲から見えることを可能にし、該第1および第2のイメージまたはイメージのシーケンスを、該デバイスの表示面に対する法線を含む第3の方向範囲から見えることを防止し、該第1および第2の範囲は、該第3の範囲とは重複しない、観察装置とを備え、
該観察装置は、複数のスリット(49a)を有する第1の視差バリヤ(49)と、複数のスリット(50a)を有する第2の視差バリヤ(50)とを備え、該第2の視差バリヤの各スリット(50a)は、該第1の視差バリヤ(49)の隣接するスリット(49a)の間の領域(49d)の上に配置される、ディスプレイ。 - 前記第1の視差バリヤの各スリットは、ピクセルの隣接する組の間のギャップの上に配置される、請求項33に記載のディスプレイ。
- マルチビューのディスプレイであって、
第1および第2のイメージまたはイメージのシーケンスを表示するディスプレイデバイスと、
該デバイスを通る光を方向づけるバックライトと、
該第1および第2のイメージまたはイメージのシーケンスを、それぞれ第1および第2の方向範囲から見えることを可能にし、該第1および第2のイメージまたはイメージのシーケンスを、該デバイスの表示面に対する法線を含む第3の方向範囲から見えることを防止し、該第1および第2の範囲は、該第3の範囲とは重複しない、観察装置とを備え、
該観察装置は、複数の色選択的リフレクタ(56R、56G、56B)を備え、該リフレクタの各々は、少なくとも一つの隣接するピクセルからの光の色を反射し、少なくとも一つの隣接しないピクセルからの光の色を透過させるように配置される、ディスプレイ。 - 前記第1および第2の範囲は、前記法線に関して対向し合う側にある、請求項30〜35のいずれか一項に記載のディスプレイ。
- 前記第1および第2の範囲は、前記法線に関して実質的に対称的である、請求項36に記載のディスプレイ。
- 前記バックライトは、ランベルトバックライトである、請求項30〜37のいずれか一項に記載のディスプレイ。
- 前記デバイスは、複数のピクセルを備える、請求項30〜38のいずれか一項に記載のディスプレイ。
- 前記観察装置は、前記第3の範囲における光を実質的に遮断する、請求項30〜39のいずれか一項に記載のディスプレイ。
- 前記観察装置は、前記第3の範囲における光を散乱させる方向性散乱体を備える、請求項30〜40のいずれか一項に記載のディスプレイ。
- 前記第1のイメージまたはイメージのシーケンスは、前記第2のイメージまたはイメージのシーケンスと空間的に多重化される、請求項21〜41のいずれか一項に記載のディスプレイ。
- 前記第1および第2の範囲の中心は、前記デバイスにおいて20°〜140°の角度を張る、請求項15〜42のいずれか一項に記載のディスプレイ。
- 前記第1および第2の範囲の中心は、前記デバイスにおいて130°未満の角度を張る、請求項43に記載のディスプレイ。
- 前記第1および第2の範囲の中心は、前記デバイスにおいて120°未満の角度を張る、請求項43に記載のディスプレイ。
- 前記第1および第2の範囲の中心は、前記デバイスにおいて110°未満の角度を張る、請求項43に記載のディスプレイ。
- 前記第1および第2の範囲の中心は、前記デバイスにおいて100°未満の角度を張る、請求項43に記載のディスプレイ。
- 前記第1および第2の範囲の中心は、前記デバイスにおいて90°未満の角度を張る、請求項43に記載のディスプレイ。
- 前記第1および第2の範囲の中心は、前記デバイスにおいて30°を超える角度を張る、請求項43に記載のディスプレイ。
- 前記第1および第2の範囲の中心は、前記デバイスにおいて40°を超える角度を張る、請求項43に記載のディスプレイ。
- 前記第1および第2の範囲の中心は、前記デバイスにおいて50°を超える角度を張る、請求項43に記載のディスプレイ。
- 前記第1および第2の範囲の中心は、前記デバイスにおいて60°を超える角度を張る、請求項43に記載のディスプレイ。
- 前記第1および第2の範囲の中心は、前記デバイスにおいて70°を超える角度を張る、請求項43に記載のディスプレイ。
- 前記第1および第2の範囲の中心は、前記デバイスにおいて80°を超える角度を張る、請求項43に記載のディスプレイ。
- 液晶ディスプレイデバイスを備える、請求項15〜54のいずれか一項に記載のディスプレイ。
- 前記第3の範囲は、前記デバイスの表示面に対する法線の一方の側における約5°の角度から、該デバイスの表示面に対する法線の他方の側における約5°の角度まで広がる、請求項21、22、あるいは請求項21または請求項22に従属するときの請求項23、ならびに請求項24〜55に記載のディスプレイ。
- 前記第3の範囲は、前記デバイスの表示面に対する法線の一方における約10°の角度から、該デバイスの表示面に対する法線の他方における約10°の角度まで広がる、請求項21、22、あるいは請求項21または請求項22に従属するときの請求項23、ならびに請求項24〜55に記載のディスプレイ。
- 前記第3の範囲は、前記デバイスの表示面に対する法線の一方における約15°の角度から、該デバイスの表示面に対する法線の他方における約15°の角度まで広がる、請求項21、22、あるいは請求項21または請求項22に従属するときの請求項23、ならびに請求項24〜55に記載のディスプレイ。
- 前記第3の範囲は、前記デバイスの表示面に対する法線の一方における約20°の角度から、該デバイスの表示面に対する法線の他方における約20°の角度まで広がる、請求項21、22、あるいは請求項21または請求項22に従属するときの請求項23、ならびに請求項24〜55に記載のディスプレイ。
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