JP2010068202A - Image display device - Google Patents
Image display device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010068202A JP2010068202A JP2008232083A JP2008232083A JP2010068202A JP 2010068202 A JP2010068202 A JP 2010068202A JP 2008232083 A JP2008232083 A JP 2008232083A JP 2008232083 A JP2008232083 A JP 2008232083A JP 2010068202 A JP2010068202 A JP 2010068202A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- image
- panel
- cylindrical lens
- image display
- 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
Links
Images
Landscapes
- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
Abstract
Description
本発明は、平面画像と立体画像を切り替える事ができる画像表示装置に関する。 The present invention relates to an image display device capable of switching between a planar image and a stereoscopic image.
立体画像表示装置には、眼鏡を必要とする方式と必要としない方式がある。眼鏡を必要としない方式としてレンチキュラーレンズを用いる立体画像表示装置が知られている。図40はレンチキュラーレンズの斜視図である。図40において、4001は平行に並べられた複数のシリンドリカルレンズである。
There are two types of stereoscopic image display devices that require glasses and those that do not. A stereoscopic image display device using a lenticular lens is known as a method that does not require glasses. FIG. 40 is a perspective view of a lenticular lens. In FIG. 40,
図41はレンチキュラーレンズを用いた立体画像表示装置の断面図である。図41において、4101はレンチキュラーレンズ、4102は画像表示部、4103は透明パネルである。画像表示部4102として液晶層、プラズマ放電部、有機EL層などを用いる。図41は、画像表示部4102と透明パネル4103から成る一般のディスプレイに、レンチキュラーレンズ4101を貼り合わせた構造である。画像表示部4102に多視点画像を表示し、レンチキュラーレンズ4101を通して左右の眼で見る事で画像を立体的に認識する。レンチキュラーレンズ4101と透明パネル4103が、共に一般のガラスや樹脂から成るならば、それらの屈折率は同程度である。その場合、レンチキュラーレンズ4101と透明パネル4103は光学的には一体に考えられる。
FIG. 41 is a cross-sectional view of a stereoscopic image display device using a lenticular lens. In FIG. 41,
多視点画像を撮像する一つの方法は、被写体の画像を多くの方向から撮像する事である。図42は多視点画像を撮像する構成図である。図42において、被写体4201を5台のカメラ4202ないし4206を用いて撮像する。これらの複数の撮像画像は互いに視差を持つ。図42では5台のカメラを用いる例を示した。
One method for capturing a multi-viewpoint image is to capture an image of the subject from many directions. FIG. 42 is a configuration diagram for capturing a multi-viewpoint image. In FIG. 42, a
図43は多視点画像の作成方法を示す図である。図43において、4302ないし4306は図42のカメラ4202ないし4206により撮像された画像である。これらの撮像画像を短冊画像に分割し、図43の様に一つに合成して多視点画像4301を得る。多視点画像4301において、各々のシリンドリカルレンズに対応する部分は、撮像画像4302ないし4306の対応する短冊画像から成る1組である。
FIG. 43 is a diagram showing a method for creating a multi-viewpoint image. 43,
図44および図45はレンチキュラーレンズによる立体視の原理図である。図44および図45において、4401はシリンドリカルレンズ、4402は画像面である。図44および図45では、レンチキュラーレンズ(図41の4101)と透明パネル(図41の4103)を一体に扱う。画像面4402に表示された画像4403は、図43の多視点画像4301の1つのシリンドリカルレンズに対応する1組である。図44および図45の例では、1つのシリンドリカルレンズに対応する画像面のみに1組の多視点画像4403を示している。実際は全てのシリンドリカルレンズに対応する画像面に多視点画像を表示する。画像面の各点から出る光はシリンドリカルレンズにより略平行光になり、右眼あるいは左眼に入射する。
44 and 45 are diagrams showing the principle of stereoscopic viewing using a lenticular lens. 44 and 45, 4401 is a cylindrical lens, and 4402 is an image plane. 44 and 45, the lenticular lens (4101 in FIG. 41) and the transparent panel (4103 in FIG. 41) are handled as a unit. The
図44の様な右眼4404と左眼4405の位置では、右眼4404には略非行光4406が入射し、左眼4405には略平行光4407が入射して、右眼と左眼は互いに視差のある画像を見て立体的に認識する。
As shown in FIG. 44, at the positions of the
また、頭の位置を移動させて、図45の様に右眼4404と左眼4405の位置が変化した場合は、右眼4404には略平行光4408が入射し、左眼4405には略平行光4409が入射して画像を立体的に認識する。頭を移動する事で立体的に見える方向が変わり、図44では見えなかった物が図45では見える様になり臨場感が高くなる。
When the position of the
品質の高い立体画像を認識するには、レンチキュラーレンズを一つの方向から見た場合に、画像面の一点近傍の画像のみが見える事が重要である。多くの点からの光が混入して見えれば複数の画像が混ざり合い画質が劣化する。一般に、1つのシリンドリカルレンズに対応する画像面には、図43の様な、複数の短冊画像から成る1組の多視点画像が表示される。1組の多視点画像において、隣り合う短冊画像は図42の隣り合うカメラにより撮像した画像であり、互いに相関が強く、少し混じり合っても画質の劣化には大きな問題にはならない。しかし、隣接するシリンドリカルレンズに対応する画像面には、隣の組の多視点画像が表示される。隣接するシリンドリカルレンズとの境界近傍では、例えば図42のカメラ4202と4206により撮像した画像であり、相関は低く、それらが混じり合うと画質の劣化になる。従って、隣接するシリンドリカルレンズの境界点に対応する画像面から出て、比較的高い強度を持ってシリンドリカルレンズから出射する光の角度が、立体画像の視野角を決定する事になる。
In order to recognize a high-quality stereoscopic image, it is important that only an image near one point on the image plane is visible when the lenticular lens is viewed from one direction. If light from many points appears to be mixed, a plurality of images are mixed and the image quality deteriorates. In general, a set of multi-viewpoint images composed of a plurality of strip images as shown in FIG. 43 is displayed on the image plane corresponding to one cylindrical lens. In a set of multi-viewpoint images, adjacent strip images are images taken by adjacent cameras in FIG. 42, and have a strong correlation with each other. However, an adjacent set of multi-viewpoint images is displayed on the image plane corresponding to the adjacent cylindrical lens. In the vicinity of the boundary between adjacent cylindrical lenses, for example, images taken by the
図46に、視野角を決定する光線を示す。図46において、4601はシリンドリカルレンズ、4602は画像面、4603はシリンドルカルレンズの中心線である。隣接するシリンドリカルレンズの境界に対応する画像面の点から出る光は、光線4604と光線4605の間の範囲では略平行で、かつ比較的高い強度を持つ。これらの光線がレンズ中心線4603と成す角度が視野角を決定する。
FIG. 46 shows light rays that determine the viewing angle. In FIG. 46,
図44および図45の様なレンチキュラーレンズでは、画像面の異なる点から出る光が方向の異なる略平行光になる事により、右眼と左眼で異なる画像を見て立体画像を認識する。しかしながら、レンチキュラーレンズを通して平面画像を見れば、見る方向に相当する平面画像の一部のみを見る事になり、解像度が劣化する。特に、小さい文字は判読できなくなる場合がある。そこで、平面画像と立体画像を切り替える事ができる画像表示装置が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。 In the lenticular lenses as shown in FIGS. 44 and 45, the light emitted from different points on the image plane becomes substantially parallel light in different directions, so that the right eye and the left eye see different images and recognize a stereoscopic image. However, if the planar image is viewed through the lenticular lens, only a part of the planar image corresponding to the viewing direction is viewed, and the resolution deteriorates. In particular, small characters may become unreadable. Thus, an image display device that can switch between a planar image and a stereoscopic image has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
図47は、平面画像と立体画像を切り替える事ができる、従来の画像表示装置の断面図である。図47において、4701は凸シリンドリカルレンズアレイ、4702は凹シリンドリカルレンズアレイ、4703は画像表示部、4704は透明パネルである。図47は、画像表示部4703と透明パネル4704から成る一般のディスプレイに、凸シリンドリカルレンズのアレイ4701を貼り合わせた構造である。凸シリンドリカルレンズと凹シリンドリカルレンズは互いに対向する様に配置される。
FIG. 47 is a cross-sectional view of a conventional image display device capable of switching between a planar image and a stereoscopic image. In FIG. 47, 4701 is a convex cylindrical lens array, 4702 is a concave cylindrical lens array, 4703 is an image display unit, and 4704 is a transparent panel. FIG. 47 shows a structure in which an
図48は、従来の画像表示装置を用いて立体画像を表示する場合のパネルの断面図であり、図49は、従来の画像表示装置を用いて平面画像を表示する場合のパネルの断面図である。図47の凸シリンドリカルレンズ4701、凹シリンドリカルレンズ4702、および透明パネル4704が一般のガラスや樹脂から成るならば、それらの屈折率は同程度である。その場合、4701と4704は光学的に一体として扱う事ができる。図48および図49において、4801は一体となった凸シリンドリカルレンズ、4802は凹シリンドリカルレンズ、4803は画像面である。
FIG. 48 is a cross-sectional view of a panel when a stereoscopic image is displayed using a conventional image display device, and FIG. 49 is a cross-sectional view of the panel when a flat image is displayed using a conventional image display device. is there. If the convex
図48において、凸シリンドリカルレンズパネル4801と凹シリンドリカルレンズパネル4802は適切な間隔を設けて配置されている。画像面4803には多視点画像を表示する。画像面4803の点から出る光は、集束光として凸シリンドリカルレンズパネル4801から出射されて凹シリンドリカルレンズパネル4802に入射する。その集束光は凹シリンドリカルレンズパネル4802により略平行光になり、更に凹シリンドリカルレンズパネル4802から略平行光として出射される。従来のレンチキュラーレンズ図44および図45と同様に立体画像を認識できる。
In FIG. 48, the convex
図49において、凸シリンドリカルレンズパネル4801と凹シリンドリカルレンズパネル4802は密着して配置されている。画像面4803には一般の平面画像を表示する。画像面4803の点から出る光は、その進行方向を殆ど変えずに凸シリンドリカルレンズパネル4801および凹シリンドリカルレンズパネル4802を透過し、放射光として凹シリンドリカルレンズパネル4802から出射される。凸シリンドリカルレンズパネル4801と凹シリンドリカルレンズパネル4802を合わせて1枚の透明板の様に振る舞い、一般の平面画像を認識できる。
従来の画像表示装置(特許文献1)は、立体画像を表示する際の凸シリンドリカルレンズパネルと凹シリンドリカルレンズパネルの間隔が、それらのレンズ焦点距離の程度が好ましいと主張している。しかしながら、この様な場合は次の様な欠点を持つ。図50に従来の画像表示装置の光線を示す。図50において、5001は凸シリンドリカルレンズパネル、5002は凹シリンドリカルレンズパネル、5003は観察する光線(実線)である。5004は、隣接する凸シリンドリカルレンズに対応する画像面からの光が、隣接する凸シリンドリカルレンズ表面で屈折し、注目している凹シリンドリカルレンズ表面に入射する光線(波線)である。光線5004が視野角内の出射角度を持つ略平行光として混入し、異なる画像からの光の多くが眼に入射する事になり、立体画像の品質が劣化する。
The conventional image display device (Patent Document 1) claims that the distance between the convex cylindrical lens panel and the concave cylindrical lens panel when displaying a stereoscopic image is preferably the extent of the lens focal length. However, this case has the following drawbacks. FIG. 50 shows rays of a conventional image display device. In FIG. 50, 5001 is a convex cylindrical lens panel, 5002 is a concave cylindrical lens panel, and 5003 is a light beam (solid line) to be observed.
図50の様な不要光(漏光と呼ぶ)が混入する主要な原因は、凸シリンドリカルレンズパネルと凹シリンドリカルレンズパネルの間隔が比較的大きい事である。 The main cause of unwanted light (referred to as light leakage) as shown in FIG. 50 is that the distance between the convex cylindrical lens panel and the concave cylindrical lens panel is relatively large.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、高品質の平面画像と、高品質の立体画像を切り替える事ができる画像表示装置を提供する事を目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide an image display device capable of switching between a high-quality planar image and a high-quality stereoscopic image.
前記従来の課題を解決するために、本発明の画像表示装置は、画像面を有し、片面に凹レンズアレイを形成した第1パネルを有し、片面に凸レンズアレイを形成した第2パネルを有し、画像面、第1パネル、第2パネルの順に配置し、前記凸レンズと前記凹レンズが互いに対向し、前記第1パネルと前記第2パネルを所定の間隔を設けて配置して立体画像を表示し、少なくとも前記第1パネルのレンズ境界部と前記第2パネルのレンズ境界部を略接触させて配置して平面画像を表示する事を特徴とする。これにより平面画像と立体画像を切り替える事ができる画像表示装置を提供できる。 In order to solve the above-described conventional problems, an image display device of the present invention has a first panel having an image surface, a concave lens array formed on one surface, and a second panel formed with a convex lens array on one surface. The image plane, the first panel, and the second panel are arranged in this order, the convex lens and the concave lens face each other, and the first panel and the second panel are arranged at a predetermined interval to display a stereoscopic image. A planar image is displayed by disposing at least the lens boundary portion of the first panel and the lens boundary portion of the second panel in contact with each other. Thereby, an image display device capable of switching between a planar image and a stereoscopic image can be provided.
あるいは、本発明の画像表示装置は、画像面を有し、片面に凸レンズアレイを形成した第2パネルを有し、片面に凹レンズアレイを形成した第1パネルを有し、画像面、第2パネル、第1パネルの順に配置し、前記凸レンズと前記凹レンズが互いに対向し、前記第2パネルと前記第1パネルを所定の間隔を設けて配置して立体画像を表示し、少なくとも前記第1パネルのレンズ境界部と前記第2パネルのレンズ境界部を略接触させて配置して平面画像を表示し、前記所定の間隔が前記凸レンズのレンズ中心線近傍の曲率半径の2倍以下である事を特徴とする。これにより平面画像と立体画像を切り替える事ができる画像表示装置を提供できる。 Alternatively, the image display device of the present invention has an image plane, a second panel having a convex lens array formed on one side, a first panel having a concave lens array formed on one side, and an image plane and a second panel. Arranged in the order of the first panel, the convex lens and the concave lens are opposed to each other, and the second panel and the first panel are arranged at a predetermined interval to display a stereoscopic image, at least of the first panel. A planar image is displayed by arranging the lens boundary portion and the lens boundary portion of the second panel so as to contact each other, and the predetermined interval is not more than twice the radius of curvature near the lens center line of the convex lens. And Thereby, an image display device capable of switching between a planar image and a stereoscopic image can be provided.
前記凹レンズおよび前記凸レンズが非球面レンズである事が好ましい。球面レンズを用いても平面画像と立体画像を切り替える事ができるが、非球面レンズを用いる事により平面画像および立体画像の視野角を大きくできる。 It is preferable that the concave lens and the convex lens are aspherical lenses. Even if the spherical lens is used, the planar image and the stereoscopic image can be switched. However, the viewing angle of the planar image and the stereoscopic image can be increased by using the aspherical lens.
前記凸レンズのレンズ中心線近傍の曲率半径が、前記凹レンズのレンズ中心線近傍の曲率半径より大きい事が好ましい。これにより平面画像の品質を向上できる。 It is preferable that the radius of curvature near the lens center line of the convex lens is larger than the radius of curvature near the lens center line of the concave lens. Thereby, the quality of a planar image can be improved.
前記凹レンズあるいは前記凸レンズは、レンズ中央部が非球面レンズであり、レンズ周辺部の断面が直線形状である事が好ましい。これにより立体画像の視野角をより大きくできる。 It is preferable that the concave lens or the convex lens is an aspheric lens at the center of the lens and has a linear cross section at the periphery of the lens. As a result, the viewing angle of the stereoscopic image can be further increased.
前記非球面レンズの形状が楕円、放物線、双曲線、偶関数、またはそれらの組み合わせ関数で近似される事が好ましい。 It is preferable that the shape of the aspheric lens is approximated by an ellipse, a parabola, a hyperbola, an even function, or a combination function thereof.
本発明の画像表示装置においては、前記第1パネルが屈折率n1の第1透明板の上に屈折率n2の凹レンズのアレイを形成した構成であり、前記第2パネルが屈折率n1の第2透明板の上に屈折率n2の凸レンズのアレイを形成した構成である事が好ましい。これにより屈折率n2の物質を適切に選択して高品質の平面画像および立体画像を提供できる。 In the image display device of the present invention, the first panel has a configuration in which an array of concave lenses having a refractive index n2 is formed on a first transparent plate having a refractive index n1, and the second panel has a second refractive index n1. A configuration in which an array of convex lenses having a refractive index n2 is formed on a transparent plate is preferable. Accordingly, it is possible to appropriately select a substance having a refractive index n2 and provide a high-quality planar image and stereoscopic image.
前記凸レンズアレイまたは前記凹レンズアレイが、微粒子を分散させた樹脂から成る事が好ましい。これにより安価に高品質の立体画像を提供できる。 The convex lens array or the concave lens array is preferably made of a resin in which fine particles are dispersed. Thereby, a high-quality stereoscopic image can be provided at low cost.
前記凸レンズアレイまたは前記凹レンズアレイが、透明弾性体から成る事が好ましい。これにより平面画像および立体画像の視野角を広くできる。 The convex lens array or the concave lens array is preferably made of a transparent elastic body. Thereby, the viewing angle of a planar image and a three-dimensional image can be widened.
前記透明弾性体がシリコーンゴムである事が好ましい。 The transparent elastic body is preferably silicone rubber.
本発明の画像表示装置においては、前記凹レンズのアレイまたは前記凸レンズのアレイの少なくとも一方の表面に導電性透明薄膜を形成する事が好ましい。これにより、前記凹レンズ表面と前記凸レンズ表面を離間したり近接させたりする時に静電気が蓄積する事を防ぎ、安定に立体画像と平面画像を切り替える事ができる。 In the image display device of the present invention, it is preferable to form a conductive transparent thin film on at least one surface of the concave lens array or the convex lens array. Thereby, it is possible to prevent static electricity from being accumulated when the concave lens surface and the convex lens surface are separated or brought close to each other, and to switch between a stereoscopic image and a planar image stably.
立体画像表示時は、前記画像面には多視点画像を表示し、一組の前記多視点画像の両側には画像を表示しない部分を有する事が好ましい。これにより立体画像の品質劣化を防ぐ事ができる。 When displaying a three-dimensional image, it is preferable that a multi-viewpoint image is displayed on the image plane, and there is a portion where no image is displayed on both sides of the set of multi-viewpoint images. Thereby, the quality deterioration of a three-dimensional image can be prevented.
立体画像表示時は、前記画像面には多視点画像を表示し、前記第1パネルあるいは前記第2パネルの外側ほど、前記多視点画像を前記凹レンズあるいは前記凸レンズの各々のレンズ中心から外側にシフトして表示する事が好ましい。これにより立体画像の視野角を拡大できる。 When displaying a stereoscopic image, a multi-viewpoint image is displayed on the image plane, and the multi-viewpoint image is shifted outward from the center of each of the concave lens and the convex lens toward the outside of the first panel or the second panel. It is preferable to display it. Thereby, the viewing angle of a stereoscopic image can be expanded.
本発明の画像表示装置によれば、高品質の平面画像と、高品質の立体画像を安定に切り替える事ができる画像表示装置を提供できる。 According to the image display device of the present invention, it is possible to provide an image display device that can stably switch between a high-quality planar image and a high-quality stereoscopic image.
<本発明の画像表示装置の基本構成>
図1は、本発明の平面画像と立体画像を切り替える事ができる画像表示装置の断面図である。図1において、101は凹シリンドリカルレンズアレイ、102は凸シリンドリカルレンズアレイ、103が画像表示部、104は透明パネルである。図1は、画像表示部103と透明パネル104から成る一般のディスプレイに、凹シリンドリカルレンズアレイ101を貼り合わせた構造である。凹シリンドリカルレンズと凸シリンドリカルレンズは互いに対向する様に配置される。
<Basic Configuration of Image Display Device of the Present Invention>
FIG. 1 is a cross-sectional view of an image display device capable of switching between a planar image and a stereoscopic image according to the present invention. In FIG. 1, 101 is a concave cylindrical lens array, 102 is a convex cylindrical lens array, 103 is an image display unit, and 104 is a transparent panel. FIG. 1 shows a structure in which a concave
本発明の画像表示装置では、凹シリンドリカルレンズアレイと凸シリンドリカルレンズアレイの配置が、従来の画像表示装置と逆である。この構成により従来の課題が解決される事を後述する。 In the image display device of the present invention, the arrangement of the concave cylindrical lens array and the convex cylindrical lens array is opposite to that of the conventional image display device. It will be described later that the conventional problem is solved by this configuration.
図2は、本発明の画像表示装置を用いて立体画像を表示する場合のパネルの断面図であり、図3は、本発明の画像表示装置を用いて平面画像を表示する場合のパネルの断面図である。図1の凹シリンドリカルレンズ101、凸シリンドリカルレンズ102、および透明パネル104が一般のガラスや樹脂から成る場合は、それらの屈折率は同程度であり、101と104は光学的に一体として扱う事ができる。図2および図3において、201は一体となった凹シリンドリカルレンズ、202は凸シリンドリカルレンズ、203は画像面である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a panel when a stereoscopic image is displayed using the image display device of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the panel when a flat image is displayed using the image display device of the present invention. FIG. When the concave
図2において、凹シリンドリカルレンズパネル201と凸シリンドリカルレンズパネル202は適切な間隔を設けて配置される。画像面203には多視点画像を表示する。画像面203の点から出る光は、発散光として凹シリンドリカルレンズパネル201から出射されて凸シリンドリカルレンズパネル202に入射する。その発散光は凸シリンドリカルレンズパネル202により略平行光になり、更に凸シリンドリカルレンズパネル202から略平行光として出射される。従来のレンチキュラーレンズ(図44および図45)と同様に立体画像を認識できる。
In FIG. 2, the concave
図3において、凹シリンドリカルレンズパネル201と凸シリンドリカルレンズパネル202は密着あるいは近接して配置されている。画像面203には一般の平面画像を表示する。画像面203の点から出る光は、その進行方向を殆ど変えずに凹シリンドリカルレンズパネル201および凸シリンドリカルレンズパネル202を透過し、放射光として凸シリンドリカルレンズパネル202から出射される。凹シリンドリカルレンズパネル201と凸シリンドリカルレンズパネル202を合わせて1枚の透明板の様に振る舞い、一般の平面画像を認識できる。
In FIG. 3, the concave
<平面画像の表示>
前述した様に、平面画像の表示では、凹シリンドリカルレンズパネルと凸シリンドリカルレンズパネルを密着あるいは近接させる。一般に、凹シリンドリカルレンズパネルおよび凸シリンドリカルレンズパネルは成形などの方法で製作され、完全に設計通りの形状にはできない。凹シリンドリカルレンズ表面と凸シリンドリカルレンズ表面を完全に密着しようとしても、部分的には接触し、その他の部分は僅かな間隙を隔てる様な、近接した状態となる。
<Display of planar image>
As described above, when displaying a planar image, the concave cylindrical lens panel and the convex cylindrical lens panel are brought into close contact or close to each other. In general, the concave cylindrical lens panel and the convex cylindrical lens panel are manufactured by a method such as molding, and cannot be completely shaped as designed. Even if the concave cylindrical lens surface and the convex cylindrical lens surface are to be completely brought into close contact with each other, they are partially in contact with each other, and the other portions are in close proximity with a slight gap therebetween.
図4に、凹シリンドリカルレンズパネルと凸シリンドリカルレンズパネルを近接させた場合の例を示す。レンズ中央部では凹シリンドリカルレンズ表面と凸シリンドリカルレンズ表面が接触するが、レンズ境界では僅かな空間ができる場合の図である。 FIG. 4 shows an example in which a concave cylindrical lens panel and a convex cylindrical lens panel are brought close to each other. It is a figure when a concave cylindrical lens surface and a convex cylindrical lens surface contact in the center part of a lens, but a slight space is made in a lens boundary.
図5は、図4におけるレンズ境界近傍の拡大図である。図5において、501は凹シリンドリカルレンズ表面、502は凸シリンドリカルレンズ表面である。図5は拡大図であるのでレンズ表面は殆ど直線で表される。光線503および光線504は、凹シリンドリカルレンズ表面501と凸シリンドリカルレンズ表面502で屈折する光を示す。凹シリンドリカルレンズ表面501と凸シリンドリカルレンズ表面502が極めて近接させているので、光線503は若干平行移動するだけで、画質を劣化させない。しかし、凹シリンドリカルレンズ表面501のレンズ境界に極めて近い入射光線504は、図5の様に方向が変わる。画像表示装置を上方から見れば、レンズ境界に対応する画像部分が見えない。
FIG. 5 is an enlarged view of the vicinity of the lens boundary in FIG. In FIG. 5,
そこで、平面画像表示の際は、少なくとも凹シリンドリカルレンズのレンズ境界部と、凸シリンドリカルレンズのレンズ境界部が接触する事が好ましい。これにより光線504の様な方向が大きく変わる光はなくなる。
Therefore, when displaying a planar image, it is preferable that at least the lens boundary portion of the concave cylindrical lens and the lens boundary portion of the convex cylindrical lens are in contact with each other. As a result, there is no light whose direction changes greatly, such as the
少なくとも凹シリンドリカルレンズのレンズ境界部と、凸シリンドリカルレンズのレンズ境界部を接触させる事に適した、凹シリンドリカルレンズ形状と凸シリンドリカルレンズ形状の例を図6に示す。図6において、601は凹シリンドリカルレンズ表面、602は凸シリンドリカルレンズ表面、603はレンズ中心線である。凸シリンドリカルレンズのレンズ中心線近傍の曲率半径が、凹シリンドリカルレンズのレンズ中心線近傍の曲率半径より僅かに大きい。図6の様に設計して製作すれば、少なくともレンズ境界を接触させる事ができる。レンズ中央部に僅かな空間ができるが、その空間の厚み(d)は非常に小さく、光線の方向を殆ど変化させず、画質の劣化は起こさない。また、レンズ中央部が接触してレンズ境界に空間ができる事も防ぐ。
FIG. 6 shows an example of a concave cylindrical lens shape and a convex cylindrical lens shape suitable for bringing at least the lens boundary portion of the concave cylindrical lens into contact with the lens boundary portion of the convex cylindrical lens. In FIG. 6,
図7は、図6におけるレンズ境界近傍の拡大図である。図7において、701は凹シリンドリカルレンズ表面、702は凸シリンドリカルレンズ表面である。図7は拡大図であるのでレンズ表面は殆ど直線で表される。光線703は、凹シリンドリカルレンズ表面701と凸シリンドリカルレンズ表面702で屈折する光を示す。表面701と表面702の勾配の違いを非常に小さくすれば、光線703は方向を殆ど変化させず、画質の劣化にはならない。
FIG. 7 is an enlarged view of the vicinity of the lens boundary in FIG. In FIG. 7,
<平面画像の視野角>
前述した様に、凹シリンドリカルレンズ表面と凸シリンドリカルレンズ表面は完全には密着しない。従って、画像面からの光は、その出射角度によっては、凹シリンドリカルレンズ表面で全反射し画像表示装置の外へ出てこない。そこで、先ず平面画像の視野角を決定し、その視野角より小さい角度の光は全反射しない様に凹シリンドリカルレンズ形状を形成する必要がある。
<Viewing angle of planar image>
As described above, the concave cylindrical lens surface and the convex cylindrical lens surface are not completely adhered. Therefore, the light from the image plane is totally reflected on the concave cylindrical lens surface and does not come out of the image display device depending on the emission angle. Therefore, it is necessary to first determine the viewing angle of the planar image and form a concave cylindrical lens shape so that light having an angle smaller than the viewing angle is not totally reflected.
図8は平面画像を表示する場合を示す。図8において、図2と同じ構成要素には同じ符号を付け説明を省略する。前述した様に、凹シリンドリカルレンズ表面と凸シリンドリカルレンズ表面は完全に密着しないが、図8ではその詳細は省略している。画像面203から出射角θで出た光は、凹シリンドリカルレンズ表面で全反射しなければ、画像表示装置から出射角νで出て行く。凹シリンドリカルレンズパネルおよび凸シリンドリカルレンズパネルの屈折率をnとすると、νとθの関係は(数1)で表される。
(数1) sinν=n・sinθ
FIG. 8 shows a case where a planar image is displayed. In FIG. 8, the same components as those in FIG. As described above, the concave cylindrical lens surface and the convex cylindrical lens surface are not completely adhered to each other, but details thereof are omitted in FIG. The light emitted from the
(Expression 1) sin ν = n · sin θ
平面画像の視野角は最大出射角νmaxに相当し、画像面からの最大出射角θmaxは(数1)より決まる。凹シリンドリカルレンズは、この出射角θmaxの光が表面で全反射しない様な形状に形成する。図9を用いて、凹シリンドリカルレンズ表面の全反射を説明する。図9において、901は凹シリンドリカルレンズ表面、902は出射角θmaxを持つ画像面から出る光、903はレンズ中心線である。隣接する凹シリンドリカルレンズ境界におけるレンズ形状の勾配角をηとする。凹シリンドリカルレンズ部分の屈折率をn2とすれば、出射角θmaxを持つ画像面からの光が、凹シリンドリカルレンズ表面で全反射しない条件は(数2)で与えられる。従って、平面画像の視野角νmaxが決まれば、画像面からの最大出射角θmaxが決まり、凹シリンドリカルレンズ形状の最大勾配角ηが決まる。
(数2) sin(θmax+η)<(1/n2)
The viewing angle of the planar image corresponds to the maximum emission angle νmax, and the maximum emission angle θmax from the image plane is determined by (Equation 1). The concave cylindrical lens is formed in such a shape that the light having the emission angle θmax is not totally reflected on the surface. The total reflection on the surface of the concave cylindrical lens will be described with reference to FIG. In FIG. 9,
(Formula 2) sin (θmax + η) <(1 / n2)
<立体画像の視野角>
立体画像を表示する場合は、凹シリンドリカルレンズパネルと凸シリンドリカルレンズパネルを適切な間隔を設けて配置し、画像面に多視点画像を表示する。立体画像表示の際の視野角について図10を用いて説明する。図10において、1001は凹シリンドリカルレンズ表面、1002は凸シリンドリカルレンズ表面、1003は画像面、1004はレンズ中心線である。1005は1組の多視点画像(図43参照)である。図10では、図44および図45と同様に、1つのシリンドリカルレンズに対応する画像面のみに1組の多視点画像1005を示している。実際は全てのシリンドリカルレンズに対応する画像面に多視点画像を表示する。この場合、図46と同様に、立体画像の視野角は隣接する凹シリンドリカルレンズの境界に対応する画像面(1組の多視点画像1005の端部)から出て、凸シリンドリカルレンズパネルから出射される光が、レンズ中心線と成す角度である。光線1006および光線1007に囲まれる範囲の光は略平行になり、それらが立体画像の視野角を決定する。視野角を大きくするには、シリンドリカルレンズ幅を大きくする事が必要である。
<Viewing angle of stereoscopic images>
When displaying a stereoscopic image, a concave cylindrical lens panel and a convex cylindrical lens panel are arranged at an appropriate interval, and a multi-viewpoint image is displayed on the image plane. A viewing angle in displaying a stereoscopic image will be described with reference to FIG. In FIG. 10,
しかし、一般に、レンズ幅を大きくすればレンズ周辺の勾配角も大きくなる。前述した様に、平面画像の視野角はレンズ形状の最大勾配角で決定される。従って、レンズ幅を大きくしても、レンズ形状の勾配角が最大勾配角より小さいレンズ形状が求められる。凹シリンドリカルレンズが球面レンズならば、平面画像の視野角を決める最大勾配角を持つレンズ幅が小さい。凹シリンドリカルレンズとして非球面レンズを用いれば、必要な平面画像の視野角を満足し、かつ、レンズ幅を大きくして立体画像の視野角を大きくできる。その様な非球面レンズ形状としては、後述する様に、楕円、放物線、双曲線、偶関数がある。 However, generally, if the lens width is increased, the gradient angle around the lens also increases. As described above, the viewing angle of the planar image is determined by the maximum gradient angle of the lens shape. Therefore, even if the lens width is increased, a lens shape in which the gradient angle of the lens shape is smaller than the maximum gradient angle is required. If the concave cylindrical lens is a spherical lens, the lens width having the maximum gradient angle that determines the viewing angle of the planar image is small. If an aspherical lens is used as the concave cylindrical lens, the viewing angle of the necessary planar image can be satisfied, and the viewing angle of the stereoscopic image can be increased by increasing the lens width. As such an aspheric lens shape, there are an ellipse, a parabola, a hyperbola, and an even function as described later.
図11を用いて、レンズ形状の勾配角が最大勾配角以内を維持して、レンズ幅をより大きくできるレンズの断面形状を説明する。図11において、1101は凹シリンドリカルレンズであり、そのレンズ中央部1102は非球面レンズ形状を持ち、レンズ周辺部1103の断面が直線形状である。余り直線部分1103が広いと凹シリンドリカルレンズの機能に障害が生じるが、直線部分の幅が大きくなければは、レンズ機能を維持してレンズ幅を大きくする効果を持つ。
With reference to FIG. 11, a lens cross-sectional shape capable of increasing the lens width while maintaining the gradient angle of the lens shape within the maximum gradient angle will be described. In FIG. 11,
図11の凹シリンドリカルレンズに対向して配置される凸シリンドリカルレンズには以下の形状がある。第1は、図11と同様に中央部が非球面で周辺が直線である。この場合、凸シリンドリカルレンズの中央の非球面レンズ部分の幅が、凹シリンドリカルレンズの中央の非球面レンズ部分の幅より小さい。また、凸シリンドリカルレンズのレンズ中心線近傍の曲率半径が、凹シリンドリカルレンズのレンズ中心線近傍の曲率半径とほぼ同じである。 The convex cylindrical lens disposed opposite to the concave cylindrical lens in FIG. 11 has the following shape. First, as in FIG. 11, the central part is aspheric and the periphery is a straight line. In this case, the width of the central aspheric lens portion of the convex cylindrical lens is smaller than the width of the central aspheric lens portion of the concave cylindrical lens. Further, the radius of curvature in the vicinity of the lens center line of the convex cylindrical lens is substantially the same as the radius of curvature in the vicinity of the lens center line of the concave cylindrical lens.
第2は、凸シリンドリカルレンズの全幅に渡って非球面レンズであるが、凸シリンドリカルレンズのレンズ中心線近傍の曲率半径が、凹シリンドリカルレンズのレンズ中心線近傍の曲率半径より大きい。 The second is an aspheric lens over the entire width of the convex cylindrical lens, but the radius of curvature near the lens center line of the convex cylindrical lens is larger than the radius of curvature near the lens center line of the concave cylindrical lens.
少なくとも凹シリンドリカルレンズのレンズ境界部と、凸シリンドリカルレンズのレンズ境界部が接触する、あるいは殆ど接触する(略接触)形状であるならば、前記の第1あるいは第2の場合に限らない。 The first or second case is not limited as long as at least the lens boundary portion of the concave cylindrical lens and the lens boundary portion of the convex cylindrical lens are in contact with each other or are almost in contact (substantially contact).
従来は、図44および図45の様に、1つのシリンドリカルレンズに対応する画像面の中に、多視点画像の1組を表示する。本発明の画像表示装置における、立体画像の視野角をより大きくする方法を図12に示す。図12において、1201は画像表示装置、1202は画像面、1203、1204、および1205は、各々画像表示装置の中央、左端、右端の画像面1202に表示された多視点画像の組である。また、1206、1207および1208は、画像表示装置を観察する眼の位置を示す。図12に示す様に、画像表示装置の外周ほど、1組の多視点画像の中心を、レンズ中心線より外側にシフトして表示する事で、より斜めの光を見る事が出来て、立体画像の視野角が大きくなる。
Conventionally, as shown in FIGS. 44 and 45, one set of multi-viewpoint images is displayed in an image plane corresponding to one cylindrical lens. FIG. 12 shows a method for increasing the viewing angle of a stereoscopic image in the image display apparatus of the present invention. 12, 1201 is an image display device, 1202 is an image plane, 1203, 1204, and 1205 are sets of multi-viewpoint images displayed on the center, left end, and right
<立体画像の解像度>
立体画像は1つのレンズに対応する多視点画像のうち、一部の視点からの画像を見る。これは、図12の様に、多視点画像の中央がレンズ中心線からシフトした場合でも同じである。従って、シリンドリカルレンズ幅を大きくすれば視野角は大きくなるが、立体画像の解像度が低下する。シリンドリカルレンズ幅を大きくせずに、解像度を高く、かつ視野角も大きくする必要がある。
<Resolution of stereoscopic images>
A three-dimensional image is an image viewed from a part of viewpoints among multi-viewpoint images corresponding to one lens. This is the same even when the center of the multi-viewpoint image is shifted from the lens center line as shown in FIG. Therefore, if the cylindrical lens width is increased, the viewing angle increases, but the resolution of the stereoscopic image decreases. It is necessary to increase the resolution and the viewing angle without increasing the cylindrical lens width.
シリンドリカルレンズ幅を大きくせずに視野角を大きくする方法は、凹シリンドリカルレンズのパネル媒質および凸シリンドリカルレンズのパネル媒質の屈折率を大きくする事である。図9より分かる様に、凹シリンドリカルレンズ部分の屈折率n2を大きくすれば、全反射角度(図9のθmax+η)が小さくなる。平面画像の視野角を確保するにはθmaxを小さくできず、角度ηを小さくする必要があり、レンズ幅が小さくなる。レンズ幅が小さくても、凹シリンドリカルレンズ部分の屈折率n2が大きいので、立体画像の視野角は余り変わらない。すなわち、視野角を維持し、レンズ幅を小さくして立体画像の解像度を向上できる事になる。 A method of increasing the viewing angle without increasing the width of the cylindrical lens is to increase the refractive index of the panel medium of the concave cylindrical lens and the panel medium of the convex cylindrical lens. As can be seen from FIG. 9, if the refractive index n2 of the concave cylindrical lens portion is increased, the total reflection angle (θmax + η in FIG. 9) decreases. In order to secure the viewing angle of the planar image, θmax cannot be reduced, and the angle η needs to be reduced, and the lens width is reduced. Even if the lens width is small, since the refractive index n2 of the concave cylindrical lens portion is large, the viewing angle of the stereoscopic image does not change much. That is, the viewing angle can be maintained, the lens width can be reduced, and the resolution of the stereoscopic image can be improved.
屈折率が1.8を超える高屈折率ガラスもある。しかし、パネルの製造には成形などのプロセスを用い、ガラス成形はコストが高く、また、ガラスは割れる可能性もある。製造コストが低く、屈折率の高い樹脂が望まれる。その様な樹脂として、高屈折率の微粒子を分散させた「ナノコンポジット樹脂」を用いる。母材となる樹脂として紫外線硬化樹脂を用い、微粒子として直径が10ナノメートル以下の酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、あるいは酸化アルミニウムなどの誘電体の微粒子が用いられる。1種類あるいは2種類以上のこれらの誘電体の微粒子を分散させて、屈折率が1.7位の樹脂を合成できる。 Some high refractive index glasses have a refractive index greater than 1.8. However, a process such as molding is used for manufacturing the panel. Glass molding is expensive, and the glass may break. A resin having a low production cost and a high refractive index is desired. As such a resin, a “nanocomposite resin” in which fine particles having a high refractive index are dispersed is used. An ultraviolet curable resin is used as the base material resin, and fine particles of a dielectric such as titanium oxide, zirconium oxide, zinc oxide, or aluminum oxide having a diameter of 10 nanometers or less are used as the fine particles. A resin having a refractive index of about 1.7 can be synthesized by dispersing one kind or two or more kinds of dielectric fine particles.
しかし、樹脂に微粒子を混合すれば、微粒子による散乱で透過率が低下する。従って、この様なナノコンポジット樹脂を用いる場合は薄い樹脂厚みが望まれる。図13に、シリンドリカルレンズ部分のみに高屈折率樹脂を用いる構成を示す。図13において、1301および1302は一般の樹脂を用いた透明板、1303は画像面である。1304はレンズ中心線であり、1305および1306はナノコンポジット樹脂などの高屈折率樹脂を用いたレンズ部分である。ナノコンポジット樹脂の厚さを薄くして透過率の低下を防ぐ事ができる。すなわち、レンズ部分の屈折率を高くして、シリンドリカルレンズ幅を大きくせずに、立体画像の視野角を維持して解像度を向上できる。
However, if fine particles are mixed in the resin, the transmittance decreases due to scattering by the fine particles. Therefore, when such a nanocomposite resin is used, a thin resin thickness is desired. FIG. 13 shows a configuration in which a high refractive index resin is used only for the cylindrical lens portion. In FIG. 13, 1301 and 1302 are transparent plates using a general resin, and 1303 is an image plane.
レンズ部分に高屈折率ナノコンポジット樹脂を用いれば、幾つかの効果がある。第1は前述の解像度の向上である。第2は、後述するが、立体画像表示の際に、凹シリンドリカルレンズパネルと凸シリンドリカルレンズパネルの間隔を小さくできる。その間隔変化には、静電力、磁気力などを利用したアクチュエータを用いる。凹シリンドリカルレンズパネルと凸シリンドリカルレンズパネルの間隔を小さくできれば、そのアクチュエータを駆動する負荷を小さくできる。 If a high refractive index nanocomposite resin is used for the lens portion, there are several effects. The first is the improvement in resolution described above. Secondly, as will be described later, the interval between the concave cylindrical lens panel and the convex cylindrical lens panel can be reduced during stereoscopic image display. An actuator using electrostatic force, magnetic force or the like is used for the change in the interval. If the distance between the concave cylindrical lens panel and the convex cylindrical lens panel can be reduced, the load for driving the actuator can be reduced.
<静電気蓄積防止>
凹シリンドリカルレンズパネルと凸シリンドリカルレンズパネルを近接する場合と、適切な間隔を隔てて離間させる場合を繰り返せば、静電気が生じる可能性があり、凹シリンドリカルレンズパネルと凸シリンドリカルレンズパネルの近接と離間が安定にできなくなる。
<Static charge prevention>
If the concave cylindrical lens panel and the convex cylindrical lens panel are placed close to each other and separated from each other at an appropriate interval, static electricity may be generated, and the proximity and separation between the concave cylindrical lens panel and the convex cylindrical lens panel may be reduced. It cannot be stabilized.
そこで、凹シリンドリカルレンズと凸シリンドリカルレンズのどちらか、あるいは両方の表面に導電性透明薄膜を設ける。この導電性透明薄膜により静電気が蓄積する事を防ぎ、凹シリンドリカルレンズパネルと凸シリンドリカルレンズパネルを接触あるいは近接させたり、適切な間隔を設けて離したりする事が安定にできる。図14に、凹シリンドリカルレンズ表面および凸シリンドリカルレンズ表面に導電性透明薄膜を設けた例を示す。図14において、1401は凹シリンドリカルレンズパネル、1402は凸シリンドリカルレンズパネルであり、1403は導電性透明薄膜である。図14にはシリンドリカルレンズ形状の詳細は示していないが、図6の様なレンズ中心線近傍の曲率が若干異なる場合も、あるいは、図11の様なレンズ中心部が非球面であり周辺の断面が直線形状である場合も、同様である。図14において、凸シリンドリカルレンズ表面あるいは凹シリンドリカルレンズ表面のどちらかに導電性透明薄膜を設けても効果がある。 Therefore, a conductive transparent thin film is provided on the surface of one or both of the concave cylindrical lens and the convex cylindrical lens. This conductive transparent thin film prevents static electricity from being accumulated, and can stably stabilize the concave cylindrical lens panel and the convex cylindrical lens panel in contact with or close to each other, or at an appropriate interval. FIG. 14 shows an example in which a conductive transparent thin film is provided on the surface of a concave cylindrical lens and the surface of a convex cylindrical lens. In FIG. 14, 1401 is a concave cylindrical lens panel, 1402 is a convex cylindrical lens panel, and 1403 is a conductive transparent thin film. Although details of the cylindrical lens shape are not shown in FIG. 14, the curvature near the lens center line as shown in FIG. 6 may be slightly different, or the lens center part as shown in FIG. The same applies to the case where is a linear shape. In FIG. 14, it is effective to provide a conductive transparent thin film on either the convex cylindrical lens surface or the concave cylindrical lens surface.
この導電性透明薄膜として、液晶ディスプレイの透明電極であるITO(Indium Tin Oxide)を用いる事ができる。ITOの屈折率は約2であるが、その厚さは非常に薄く殆ど均一であり、ITOを透過する前後で光の方向は変わらず、平面画像および立体画像の視野角にも影響しない。 As this conductive transparent thin film, ITO (Indium Tin Oxide) which is a transparent electrode of a liquid crystal display can be used. Although the refractive index of ITO is about 2, its thickness is very thin and almost uniform, the direction of light does not change before and after passing through the ITO, and it does not affect the viewing angle of planar images and stereoscopic images.
<パネル製造方法>
図15ないし図19を用いてパネルの製造方法を説明する。
(1)先ず、パネルの金型を製造するバイトを加工する。ダイヤモンドをシリンドリカルレンズ形状に沿って研磨する。顕微鏡を用いて拡大し、目標形状と比較しながら研磨するので、かなり正確に加工する事が可能である。また、実際に加工に必要な部分より広く研磨する。図11の様に中央部が非球面で周辺が直線ならば、このバイト刃先の周辺も直線状に延長して研磨する。図15にバイト刃先1501を示す。
<Panel manufacturing method>
A panel manufacturing method will be described with reference to FIGS.
(1) First, a tool for manufacturing a panel mold is processed. The diamond is polished along the cylindrical lens shape. Since it is magnified using a microscope and polished while comparing with the target shape, it can be processed fairly accurately. Also, polishing is performed wider than the part actually required for processing. As shown in FIG. 11, if the central part is aspherical and the periphery is a straight line, the periphery of the cutting edge is also extended and polished. FIG. 15 shows a cutting
(2)次に、無電解ニッケル・メッキ板に、ダイヤモンド・バイト1501を用いて切削する。図16に加工の様子を示す。ダイヤモンド・バイトでシリンドリカルレンズに応じた溝を無電解ニッケル・メッキ板1502に切削加工し、続いて、シリンドリカルレンズのピッチだけ横方向にバイトを移動させて切削加工する。正確な横方向の移送が重要である。一度に深く切削できないので、数ミクロン毎に複数回切削する。この様にして金型が出来る。
(2) Next, the electroless nickel plated plate is cut using a
(3)出来上がった金型を用いてシリンドリカルレンズパネルを成型する。図17にその様子を示す。図17において、1503は金型、1504は凸シリンドリカルレンズパネルである。成型にはアクリル、ポリカーボネートなどの樹脂を用いる。
(3) A cylindrical lens panel is molded using the finished mold. This is shown in FIG. In FIG. 17,
(4)凹シリンドリカルレンズパネルの製造方法を説明する。ダイヤモンド・バイトを用いて切削加工した金型より、ニッケル・メッキ方法を用いて、凹凸が逆になったスタンパを製造し、このスタンパを金型にして図17と同様に成型して、凸シリンドリカルレンズパネルを製造する。図18にその様子を示す。図18において、1505は金型(スタンパ)、1506は凹シリンドリカルレンズパネルである。
(4) A method for manufacturing a concave cylindrical lens panel will be described. Using a nickel plating method, a stamper with the concavities and convexities reversed is manufactured from a die cut with a diamond tool, and this stamper is formed as a die in the same manner as in FIG. Manufacture lens panels. This is shown in FIG. In FIG. 18,
図19を用いて、図13の様な、レンズ部のみが高屈折率樹脂でできた凹レンズアレイパネルの製造方法を説明する。図19において、1901は透明板、1902は紫外線硬化樹脂に高屈折率の微粒子を分散させたナノコンポジット樹脂である。1903は1505と同様のレンズアレイを形成した金型である。1904は紫外線ランプ、1905は紫外線である。透明板1901と金型1903を対向させ、それらの間にナノコンポジット樹脂1902を挿入し、透明板1901の側から紫外線1905を照射してナノコンポジット樹脂を硬化させ、1901と1902が一体となった凹シリンドリカルレンズアレイが形成されたパネルが製造される。凸シリンドリカルレンズアレイが形成されたパネルも、1503と同様の金型を用いて製造される。
A method of manufacturing a concave lens array panel in which only the lens portion is made of a high refractive index resin as shown in FIG. 13 will be described with reference to FIG. In FIG. 19, 1901 is a transparent plate, and 1902 is a nanocomposite resin in which fine particles with a high refractive index are dispersed in an ultraviolet curable resin.
図17あるいは図18の様な成型方法では、薄いパネルを製造するには限界がある。例えば、一辺が10cm程度のパネルを射出成形法で製造する場合、パネルの厚さが0.4mm以下では反り等が生じて困難になる。しかし、図19の紫外線硬化方法を用いれば、比較的薄いパネルを製造できる。 The molding method as shown in FIG. 17 or FIG. 18 has a limit in manufacturing a thin panel. For example, when a panel having a side of about 10 cm is manufactured by an injection molding method, if the thickness of the panel is 0.4 mm or less, warpage or the like occurs and it becomes difficult. However, if the ultraviolet curing method of FIG. 19 is used, a relatively thin panel can be manufactured.
<立体画像表示の解析>
本発明の画像表示装置は、画像面、凹シリンドリカルレンズアレイ、凸シリンドリカルレンズアレイの順に配置し、凹シリンドリカルレンズアレイと凸シリンドリカルレンズアレイを適切な間隔で離間して立体画像を表示し、また、少なくとも凹シリンドリカルレンズのレンズ境界部と凸シリンドリカルレンズのレンズ境界部を略接触させて平面画像を表示する。先ず、平面画像の視野角νmaxを設定すれば、図8および(数1)より画像面からの最大出射角θmaxが決まる。図13の様なレンズ部分の屈折率が異なる場合も、(数1)は成り立つ。次に、図9および(数2)より、凹シリンドリカルレンズ形状の最大勾配角ηが決まる。
<Analysis of stereoscopic image display>
The image display device of the present invention is arranged in the order of an image plane, a concave cylindrical lens array, and a convex cylindrical lens array, and displays a stereoscopic image by separating the concave cylindrical lens array and the convex cylindrical lens array at an appropriate interval. At least the lens boundary portion of the concave cylindrical lens and the lens boundary portion of the convex cylindrical lens are brought into substantially contact with each other to display a planar image. First, if the viewing angle νmax of the planar image is set, the maximum emission angle θmax from the image plane is determined from FIG. 8 and (Equation 1). (Equation 1) also holds when the refractive indices of the lens portions are different as shown in FIG. Next, from FIG. 9 and (Equation 2), the maximum gradient angle η of the concave cylindrical lens shape is determined.
凹シリンドリカルレンズ形状が決まれば、それに対して凸シリンドリカルレンズ形状を決める。その凸シリンドリカルレンズ形状としては、図6あるいは図11で示される。立体画像表示の際の、凹シリンドリカルレンズパネルと凸シリンドリカルレンズパネルの適切な間隔を決めなければならない。また、凹シリンドリカルレンズ形状や凸シリンドリカルレンズ形状と、立体画像の視野角の関係を知る必要がある。 If the concave cylindrical lens shape is determined, the convex cylindrical lens shape is determined. The convex cylindrical lens shape is shown in FIG. 6 or FIG. An appropriate distance between the concave cylindrical lens panel and the convex cylindrical lens panel must be determined when displaying a stereoscopic image. In addition, it is necessary to know the relationship between the concave cylindrical lens shape or the convex cylindrical lens shape and the viewing angle of the stereoscopic image.
凹シリンドリカルレンズあるいは凸シリンドリカルレンズのレンズ部分のみに高屈折率樹脂を用いる場合があり、また、凸シリンドリカルレンズのレンズ中心近傍の曲率半径が凹シリンドリカルレンズのレンズ中心近傍の曲率半径より大きい場合もある。その様な場合も含めて、立体画像を表示する適切な間隔を求めるために、以下に図20を用いて解析する。 A high refractive index resin may be used only for the lens portion of the concave cylindrical lens or the convex cylindrical lens, and the radius of curvature near the lens center of the convex cylindrical lens may be larger than the radius of curvature near the lens center of the concave cylindrical lens. . In order to obtain an appropriate interval for displaying a stereoscopic image, including such a case, analysis is performed below with reference to FIG.
図20において、透明板2001と透明板2002の屈折率をn1、凹シリンドリカルレンズ部2005および凸シリンドリカルレンズ2006の屈折率をn2とする。凹シリンドリカルレンズと凸シリンドリカルレンズの間は空気であり、屈折率はn=1である。透明板2001の厚さをC、透明板とレンズ部2005の境界から凹シリンドリカルレンズの底部までの厚さをHとする。凹シリンドリカルレンズと凸シリンドリカルレンズとの間隔をDとし、凹シリンドリカルレンズ形状をF(X)で表し、凸シリンドリカルレンズ形状をG(X)+Dで表す。この関数F(X)およびG(X)を適切に設定する事で、凹シリンドリカルレンズや凸シリンドリカルレンズの形状を表す事ができる。1つのシリンドリカルレンズの幅をWとし、レンズ中心線2004の近傍における曲率半径をRとする。2003は画像面である。
In FIG. 20, the refractive index of the
レンズ中心線2004から距離δにある画像面2003の点から出た光が、透明板2001とレンズ部2005の境界に入射する点をP1、その光が凹シリンドリカルレンズ表面に入射する点をP2とする。次に、凹シリンドリカルレンズ表面で屈折した光が凸シリンドリカルレンズ表面に入射する点をP3、その光がレンズ部2006と透明板2002の境界に入射する点をP4とする。その後、透明板2002表面から出射する。
P1 is a point where light emitted from a point on the
画像面の点から点P1(Q、C)に向かう光線の角度θは(数3)で求められ、点P1において屈折して出射する角度αは(数4)で求められる。点P1から出射する光線は(数5)で表され、点P2のX座標(X2)は方程式(数6)を解いて求められる。点P2におけるレンズ曲面の勾配は関数F(X)の微分係数であり(数7)で求められる。レンズ曲面〔F(X)〕への入射角βは(数8)で求められ、屈折の法則より出射角γは(数9)で求められる。点P2から点P3に向かう光線は(数10)で表される。点P3のX座標(X3)は方程式(数11)を解いて求められる。点P3におけるレンズ曲面の勾配は関数〔G(X)+D〕の微分係数であり(数12)で求められる。レンズ曲面〔G(X)+D〕への入射角φは(数13)で求められ、屈折の法則より出射角ψは(数14)で求められる。点P4への入射角ξは(数15)で求められ、屈折の法則より出射角ζは(数16)で求められる。パネルからの出射角νは(数17)で求められる。
(数3) tanθ=(δ−Q)/C
(数4) n2・sinα=n1・sinθ
(数5) Y−C=−(X−Q)・cotα
(数6) C−(X−Q)・cotα=F(X)
(数7) tanκ=dF(X)/dX (X=X2)
(数8) β=κ−α
(数9) sinγ=n2・sinβ
(数10) Y−F(X2)=−(X−X2)・cot(κ−γ)
(数11) F(X2)−(X−X2)・cot(κ−γ)=G(X)+D
(数12) tanτ=dG(X)/dX (X=X3)
(数13) φ=τ−(κ−γ)
(数14) n2・sinψ=sinφ
(数15) ξ=τ−ψ
(数16) n1・sinζ=n2・sinξ
(数17) sinν=n1・sinζ
The angle θ of the light ray from the point on the image plane to the point P1 (Q, C) is obtained by (Equation 3), and the angle α refracted and emitted at the point P1 is obtained by (Equation 4). The light beam emitted from the point P1 is expressed by (Expression 5), and the X coordinate (X2) of the point P2 is obtained by solving the equation (Expression 6). The gradient of the lens curved surface at the point P2 is a differential coefficient of the function F (X) and is obtained by (Equation 7). The incident angle β to the lens curved surface [F (X)] is obtained by (Equation 8), and the exit angle γ is obtained by (Equation 9) from the law of refraction. A light ray traveling from the point P2 to the point P3 is expressed by (Equation 10). The X coordinate (X3) of the point P3 is obtained by solving the equation (Equation 11). The gradient of the lens curved surface at the point P3 is a differential coefficient of the function [G (X) + D] and is obtained by (Equation 12). The incident angle φ to the lens curved surface [G (X) + D] is obtained by (Equation 13), and the exit angle ψ is obtained by (Equation 14) from the law of refraction. The incident angle ξ to the point P4 is obtained by (Equation 15), and the exit angle ζ is obtained by (Equation 16) from the law of refraction. The exit angle ν from the panel is obtained by (Equation 17).
(Equation 3) tan θ = (δ−Q) / C
(Expression 4) n2 · sin α = n1 · sin θ
(Equation 5) YC =-(XQ) · cot α
(Equation 6) C− (X−Q) · cot α = F (X)
(Equation 7) tanκ = dF (X) / dX (X = X2)
(Equation 8) β = κ−α
(Equation 9) sinγ = n2 · sinβ
(Equation 10) YF (X2) =-(X-X2) .cot (κ-γ)
(Equation 11) F (X2) − (X−X2) · cot (κ−γ) = G (X) + D
(Equation 12) tanτ = dG (X) / dX (X = X3)
(Equation 13) φ = τ− (κ−γ)
(Expression 14) n2 · sinψ = sinφ
(Equation 15) ξ = τ−ψ
(Expression 16) n1 · sinζ = n2 · sinξ
(Expression 17) sinν = n1 · sinζ
画像面の点(レンズ中心線2004から距離δ)と、透明板2001とレンズ部2005の境界の屈折点P1(レンズ中心線2004から距離X1)が与えられれば、(数3)ないし(数17)より、順にθ、α、κ、β、γ、τ、φ、ψ、ξ、ζ、νが求まり透明板2002からの出射光の方向が求められる。
If a point on the image plane (distance δ from the lens center line 2004) and a refraction point P1 (distance X1 from the lens center line 2004) at the boundary between the
先ず、角度が小さい近軸近似を考える。この近軸近似では、簡単のために凹シリンドリカルレンズ形状と凸シリンドリカルレンズ形状が同じ場合を考え、レンズ形状を表す関数F(X)およびG(X)は(数18)で近似される。また、レンズ中心線2004近傍での曲率は(1/R)であり、勾配を表す微分係数は(数19)で表される。ここで、σは勾配の正負に応じて(+1)または(−1)の値を持つ。本発明の画像表示装置の様に画像面2003側が凹シリンドリカルレンズの場合は、Xが正の時はレンズ中心線付近の勾配お正でσ=+1である。
(数18) F(X)=G(X)=C+H
(数19) dF(X)/dX=dG(X)/dX=σ(X/R)
First, consider paraxial approximation with a small angle. In this paraxial approximation, the case where the concave cylindrical lens shape and the convex cylindrical lens shape are the same is considered for the sake of simplicity, and the functions F (X) and G (X) representing the lens shape are approximated by (Equation 18). Further, the curvature in the vicinity of the
(Equation 18) F (X) = G (X) = C + H
(Equation 19) dF (X) / dX = dG (X) / dX = σ (X / R)
近軸近似では(数3)ないし(数17)は各々(数20)ないし(数34)の様に近似される。
(数20) θ=(δ−Q)/C
(数21) n2・α=n1・θ
(数22) Y−C=−(X−Q)/α
(数23) C−(X2−Q)/α=C+H
(数24) κ=(σ/R)・(X2)
(数25) β=κ−α
(数26) γ=n2・β
(数27) Y−(C+H)=−(X−X2)/(κ−γ)
(数28) C+H−(X3−X2)/(κ−γ)=C+H+D
(数29) τ=(σ/R)・(X3)
(数30) φ=τ−(κ−γ)
(数31) n2・ψ=φ
(数32) ξ=τ−ψ
(数33) n1・ζ=n2・ξ
(数34) ν=n1・ζ
In the paraxial approximation, (Equation 3) to (Equation 17) are approximated as (Equation 20) to (Equation 34), respectively.
(Equation 20) θ = (δ−Q) / C
(Expression 21) n2 · α = n1 · θ
(Equation 22) YC =-(XQ) / α
(Expression 23) C− (X2−Q) / α = C + H
(Equation 24) κ = (σ / R) · (X2)
(Equation 25) β = κ−α
(Equation 26) γ = n2 · β
(Expression 27) Y− (C + H) = − (X−X2) / (κ−γ)
(Expression 28) C + H− (X3−X2) / (κ−γ) = C + H + D
(Expression 29) τ = (σ / R) · (X3)
(Expression 30) φ = τ− (κ−γ)
(Equation 31) n2 · ψ = φ
(Expression 32) ξ = τ−ψ
(Expression 33) n1 · ζ = n2 · ξ
(Formula 34) ν = n1 · ζ
レンチキュラーレンズ効果、即ち、画像面の点(レンズ中心線2003から距離δ)から出る光が出射角一定の略平行光となる条件は、νがθに依存しない事である。少なくとも、近軸近似ではレンチキュラー効果を良く満たす必要がある。その場合の2つのレンズ面の間隔Dは(数35)および(数36)で与えられる。
(数35) D=n1・n2・R/Δ
(数36) Δ=(n2−1)〔(n2−1)(n1・H+n2・C)/R
+σ・n1・n2〕
The lenticular lens effect, that is, the condition that light emitted from a point on the image plane (distance δ from the lens center line 2003) becomes substantially parallel light with a constant emission angle is that ν does not depend on θ. At least, the paraxial approximation needs to satisfy the lenticular effect well. In this case, the distance D between the two lens surfaces is given by (Equation 35) and (Equation 36).
(Equation 35) D = n1, n2, R / Δ
(Expression 36) Δ = (n2-1) [(n2-1) (n1 · H + n2 · C) / R
+ Σ · n1 · n2]
ここで、透明板とシリンドリカルレンズ部が同じ媒質(屈折率n)とする。n1=n2=nであり、また、L=C+Hとする。また、本発明の画像表示装置の様に画像面に近い側が凹シリンドリカルレンズであり、光の出射側が凸シリンドリカルレンズの構成では、σ=+1であり、(数35)および(数36)は(数37)の様に表される。
(数37) D=nR/〔(n−1){(n−1)(L/R)+n}〕
Here, the transparent plate and the cylindrical lens unit are the same medium (refractive index n). n1 = n2 = n, and L = C + H. Further, in the configuration of the concave cylindrical lens on the side close to the image surface as in the image display device of the present invention and the convex cylindrical lens on the light emission side, σ = + 1, and (Equation 35) and (Equation 36) are ( It is expressed as in Equation 37).
(Equation 37) D = nR / [(n-1) {(n-1) (L / R) + n}]
画像面2003の異なる点から出る光は、凸シリンドリカルレンズパネル2002から異なる出射角度を持つ平行光として出射される事が理想である。図21にその理想的な振る舞いを示す。横軸は画像面の点から出る光が透明板2001と凹シリンドリカルレンズ部2005の境界に入射する位置(X1)、縦軸は凸シリンドリカルレンズパネルからの出射角度(ν)である。画像面の点(レンズ中心線2004から距離δ)として、0、W/4、W/2、3W/4、Wの5つの場合を示している。δ=3W/4およびδ=Wは、隣接するシリンドリカルレンズに対応する画像面の点から出る光である。例えば、画像面の点(δ=W/4)から出た光はレンズ表面のどの位置に入射しても出射角度が一定の平行光となる。言い換えれば、その出射角度から画像表示装置を見れば点(δ=W/4)の画像のみを見る事になる。この様に、画像面の点から出た光が、境界の入射位置によらず出射角度が一定の平行光になる事をレンチキュラー効果と名付ける。現実にはこの様な理想的な出射光は得られず、以下に現実的な場合の実施形態を示す。
Ideally, light emitted from different points on the
<実施形態1>
本発明の画像表示装置の実施形態1を説明する。図22は実施形態1の視野角を示す。図22において、2201は画像表示装置の表示部、2202、2203,および2204は観察する眼の位置である。画像表示装置の表示部2201の幅は10cm、観察距離は40cmである。右眼あるいは左眼が画像表示装置の中央に移動した場合も画像を正常に見える様に視野角を設定する。一般に、右眼と左眼の間隔は6.5cmである。従って、眼2203から画像表示装置2201を見る角度は±0.12ラジアンの範囲であり、また、眼2202あるいは眼2204から画像表示装置2201を見る角度は0.04ラジアンから0.29ラジアンである。視野角が±0.29ラジアンの画像表示装置を設計すれば良い。
<
平面画像の視野角νmaxを0,29ラジアンに設定するには、図9および(数1)より画像面からの最大出射角θmaxは0.19ラジアンとなる。この最大出射角を満足する様に、凹シリンドリカルレンズ形状の最大勾配角(η)を設定する。この角度(η)は凹シリンドリカルレンズのレンズ部分の屈折率n2に依存する。 In order to set the viewing angle νmax of the planar image to 0,29 radians, the maximum emission angle θmax from the image plane is 0.19 radians from FIG. 9 and (Equation 1). The maximum gradient angle (η) of the concave cylindrical lens shape is set so as to satisfy this maximum emission angle. This angle (η) depends on the refractive index n2 of the lens portion of the concave cylindrical lens.
立体画像の視野角も0.29ラジアン以上にならなければならない。その際、画像面に表示する多視点画像は、図12の様に、画像表示装置の外側ほど、多視点画像の中心がレンズ中心線の外側にシフトさせる。 The viewing angle of the stereoscopic image must also be 0.29 radians or more. At that time, as shown in FIG. 12, the multi-viewpoint image displayed on the image plane shifts the center of the multi-viewpoint image to the outside of the lens center line toward the outside of the image display device.
本発明の画像表示装置の実施形態1は、凹シリンドリカルレンズおよび凸シリンドリカルレンズが放物線で良く近似できる非球面レンズ形状である。また、図6に示した様に、凸シリンドリカルレンズのレンズ中心近傍の曲率半径(R*)が、凹シリンドリカルレンズのレンズ中心近傍の曲率半径(R)より若干大きい(R*>R)。また、透明板とレンズ部は共に一般樹脂(屈折率が約1.5)で形成される。
凹シリンドリカルレンズ形状および凸シリンドリカルレンズ形状は、(数38)および(数39)で表される。レンズ形状の勾配はF(X)あるいはG(X)の微分係数で求められ、(数40)および(数41)で表される。レンズ幅をW、凹シリンドリカルレンズ形状の最外周勾配角(最大勾配角)をηとすれば、(数42)の関係が成立する。また、凹シリンドリカルレンズのレンズ境界と凸シリンドリカルレンズのレンズ境界が略接触するためには、F(W/2)=G(W/2)であり、(数43)の関係が成り立つ。
(数38) F(X)=C+H+(1/2R)X2
(数39) G(X)=C+H+d+(1/2R*)X2
(数40) dF(X)/dX=X/R
(数41) dG(X)/dX=X/R*
(数42) W=2R・tan(η)
(数43) R*=1/〔(1/R)−(8d/W2)〕
The concave cylindrical lens shape and the convex cylindrical lens shape are represented by (Equation 38) and (Equation 39). The gradient of the lens shape is obtained by the differential coefficient of F (X) or G (X) and is expressed by (Equation 40) and (Equation 41). When the lens width is W and the outermost peripheral gradient angle (maximum gradient angle) of the concave cylindrical lens shape is η, the relationship of (Expression 42) is established. Further, in order for the lens boundary of the concave cylindrical lens and the lens boundary of the convex cylindrical lens to substantially contact each other, F (W / 2) = G (W / 2), and the relationship of (Equation 43) is established.
(Equation 38) F (X) = C + H + (1 / 2R) X 2
(Number 39) G (X) = C + H + d + (1 / 2R *)
(Equation 40) dF (X) / dX = X / R
(Equation 41) dG (X) / dX = X / R *
(Expression 42) W = 2R · tan (η)
(Expression 43) R * = 1 / [(1 / R) − (8d / W 2 )]
図20および(数3)ないし(数17)を用いてシミュレーションする。ここで、R=1として寸法を規格化して表す。n1=n2=1.5、C=1.5、H=0とすれば、(数37)を満足するのはD=1.33である。n2=1.5、θmax=0.19、および(数2)より凹シリンドリカルレンズ形状の最大勾配角(最外周勾配角)はη=0.54である。(数42)よりW=1.19となる。d=0.01とすれば、(数43)よりR*=1.06となる。シミュレーションした結果を図23に示す。(数6)および(数11)はXの2次方程式になり、代数的に解を求める事ができる。横軸は画像面の点から出る光が透明板とレンズ部の仮想境界面に入射する位置(X1)、縦軸は凸シリンドリカルレンズパネルから出射する角度(ν)である。画像面の点(レンズ中心線2004から距離δ)として、0、W/4、W/2、3W/4、Wの5つの場合を示している。δ=3W/4およびδ=Wは、隣接するシリンドリカルレンズに対応する画像面の点からの光である。 Simulation is performed using FIG. 20 and (Equation 3) to (Equation 17). Here, the dimensions are normalized and represented as R = 1. If n1 = n2 = 1.5, C = 1.5, and H = 0, it is D = 1.33 that satisfies (Expression 37). From n2 = 1.5, θmax = 0.19, and (Expression 2), the maximum gradient angle (outermost peripheral gradient angle) of the concave cylindrical lens shape is η = 0.54. From Equation 42, W = 1.19. If d = 0.01, R * = 1.06 from (Equation 43). The simulation result is shown in FIG. (Equation 6) and (Equation 11) are quadratic equations of X, and a solution can be obtained algebraically. The horizontal axis is the position (X1) where the light emitted from the point on the image plane enters the virtual boundary surface between the transparent plate and the lens unit, and the vertical axis is the angle (ν) emitted from the convex cylindrical lens panel. As the points on the image plane (distance δ from the lens center line 2004), five cases of 0, W / 4, W / 2, 3W / 4, and W are shown. δ = 3W / 4 and δ = W are light from a point on the image plane corresponding to the adjacent cylindrical lens.
図23より以下の事が分かる。画像面のレンズ中心線(δ=0)から凹シリンドリカルレンズに向かう光束のうち、透明板とレンズ部の仮想境界面の範囲(−0.2<X1<0.2)に入射する場合は角度ν=0を持つ略平行光として凸シリンドリカルレンズパネルから出射される。レンズ中心線から距離W/4にある画像面の点(δ=W/4)から出る光は、仮想境界面の範囲(0.05<X1<0.25)に入射する場合は概ね角度ν=0.09ラジアンを持つ略平行光として凸シリンドリカルレンズパネルから出射され、範囲(−0.05<X1<0.05)の仮想境界面に入射する場合は非平行光となる。互いに隣接するシリンドリカルレンズの境界に対応する画像面の点(δ=W/2)から出る光は、仮想境界面の範囲(0.2<X1<0.45)に入射する場合は概ね角度ν=0.19ラジアンを持つ略平行光として凸シリンドリカルレンズパネルから出射され、範囲(0.1<X1<0.2)の仮想境界面に入射する場合は非平行光となる。隣接するシリンドリカルレンズの画像面の点(δ=3W/4)から出る光は、仮想境界面の範囲(0.4<X1<0.6)に入射する場合は概ね角度ν=0.29ラジアンを持つ略平行光として凸シリンドリカルレンズパネルから出射され、範囲(0.3<X1<0.4)の仮想境界面に入射する場合は非平行光となる。 The following can be understood from FIG. Of the luminous flux from the lens center line (δ = 0) on the image plane toward the concave cylindrical lens, the angle is incident on the range (−0.2 <X1 <0.2) of the virtual boundary surface between the transparent plate and the lens unit. The light is emitted from the convex cylindrical lens panel as substantially parallel light having ν = 0. The light emitted from a point on the image plane (δ = W / 4) at a distance W / 4 from the lens center line is approximately an angle ν when entering the range of the virtual boundary plane (0.05 <X1 <0.25). When the light is emitted from the convex cylindrical lens panel as substantially parallel light having 0.09 radians and enters the virtual boundary surface in the range (−0.05 <X1 <0.05), the light becomes non-parallel light. When the light emitted from the point (δ = W / 2) on the image plane corresponding to the boundary between the cylindrical lenses adjacent to each other is incident on the range of the virtual boundary plane (0.2 <X1 <0.45), the angle is approximately ν. = 0.19 radians as substantially parallel light is emitted from the convex cylindrical lens panel and is incident on a virtual boundary surface in the range (0.1 <X1 <0.2), it becomes non-parallel light. When light incident from an image plane point (δ = 3W / 4) of an adjacent cylindrical lens is incident on a virtual boundary plane range (0.4 <X1 <0.6), the angle ν = 0.29 radians. When the light is emitted from the convex cylindrical lens panel as substantially parallel light and enters the virtual boundary surface in the range (0.3 <X1 <0.4), the light becomes non-parallel light.
図24を用いて画像面の点(δ=W/4)から出る光を説明する。図24において、2401は透明板と凹シリンドリカルレンズアレイが一体となった第1パネル、2402は透明板と凸シリンドリカルレンズアレイが一体となった第2パネル、2403は画像面、2404はレンズ中心線である。2405および2406は透明板とレンズ部の仮想境界である。透明板とレンズ部は共に一般樹脂で形成され、この仮想境界は光学的には存在しない。画像面の点(δ=W/4)から出て、光線2407(実線)と光線2408(実線)で囲まれる範囲の光は、第2パネル2402から角度0.09ラジアンを持つ略平行光として出射される。光線2409(波線)の様な非平行光も存在する。
The light emitted from the point (δ = W / 4) on the image plane will be described with reference to FIG. In FIG. 24, 2401 is a first panel in which a transparent plate and a concave cylindrical lens array are integrated, 2402 is a second panel in which a transparent plate and a convex cylindrical lens array are integrated, 2403 is an image plane, and 2404 is a lens center line. It is.
品質の高い立体画像を認識するには、パネルを一つの方向から見た場合に、画像面の一点近傍の画像のみが見える事が重要である。多くの点からの光が混入して見えれば複数の画像が混ざり合い画質が劣化する。図25を用いて、パネルを角度0.19ラジアンの方向から見る場合を説明する。図25において、図24と同じ構成要素には同じ符号を付け説明を省略する。2410は角度0.19ラジアンの方向に有る眼である。図25では、眼2410をパネルの近くに有る様に描いているが、実際は矢印の方向の遠くに有る。図23から分かる様に、画像面の点(δ=W/2)から出た光の多くが出射角0.19ラジアンを持つ略平行光となる。それらは図25の光線2411(実線)と光線2412(実線)に囲まれた領域の光であり、この略平行光が眼2410から見える事になる。一方、画像面の他の点から出る光の一部も出射角0.19ラジアンを持つ。例えば、光線2413(波線)はδ=3W/4の点から出て出射角0.19ラジアンを持ち出射される。この光線2413は、仮想境界面2405の非常に狭い範囲に入射した場合に生じ、光線2411と光線2412に囲まれた範囲に比べれば非常に狭く、光量は小さい。すなわち、画像表示装置を角度0.19ラジアンの方向から見た場合は、殆どδ=W/4の点近傍の画像のみを見る事になる。
In order to recognize a high-quality stereoscopic image, it is important that only an image near one point on the image plane is visible when the panel is viewed from one direction. If light from many points appears to be mixed, a plurality of images are mixed and the image quality deteriorates. A case where the panel is viewed from an angle of 0.19 radians will be described with reference to FIG. In FIG. 25, the same components as those in FIG.
図23において、横軸(境界面への入射位置X1)に対して出射角度νの変化が大きい場合は、すなわち、出射角度を表す曲線の勾配が大きい場合は、図25の光線2413(波線)の様に、ある特定の出射角度から見た場合は光量が小さい。ある一つの方向から画像表示装置を見れば、これらの非平行光の強度は小さく、殆ど平行光を見る事になり、画質の劣化には大きな問題にならない。 23, when the change in the emission angle ν is large with respect to the horizontal axis (incident position X1 on the boundary surface), that is, when the gradient of the curve representing the emission angle is large, the light ray 2413 (dashed line) in FIG. In this way, the amount of light is small when viewed from a specific emission angle. If the image display device is viewed from a certain direction, the intensity of these non-parallel lights is small, and almost parallel lights are seen, and this does not cause a big problem in image quality degradation.
画像面には多視点画像が表示されている。1組の多視点画像において、隣り合う短冊画像(図43)は図42の隣り合うカメラにより撮像した画像であり、互いに相関が強く、少し混じり合っても画質の劣化には大きな問題にはならない。しかし、隣接する組の多視点画像との境界は、例えば図42のカメラ4202と4206により撮像した画像であり、相関は低く、それらが混じり合うと画質の劣化になる。本発明の画像表示装置の実施形態1では、図12の様に、画像表示装置の外側ほど多視点画像の中心をレンズ中心線から外側にシフトさせる。従って、画像表示装置の外側では、注目する組の多視点画像の端部は、隣接する凹シリンドリカルレンズに対応する画像面に表示される。その端部から出て比較的高い強度を持って注目している凸シリンドリカルレンズから出射する光も、視野角の内に見る事になる。
A multi-viewpoint image is displayed on the image plane. In one set of multi-viewpoint images, adjacent strip images (FIG. 43) are images taken by adjacent cameras in FIG. 42, and are strongly correlated with each other. . However, the boundary between adjacent sets of multi-viewpoint images is, for example, an image captured by the
図23から分かる様に、隣接するシリンドリカルレンズに対応する画像面の点(δ=3W/4)から出る略平行光の出射角は0.29ラジアン(17度)となる。これは立体画像の視野角の目標値である。すなわち、画像表示装置の端部では、図12の様に、多視点画像の中央を凹シリンドリカルレンズのレンズ中心線からシフトして表示し、レンズ中心線から距離3W/4の点からの光が視野角の境界に相当する。図26にその様子を示す。図26において、図24および図25と同じ構成要素には同じ符号を付け説明を省略する。図26において、光線2414(実線)および光線2415(実線)が視野角を決定する出射光である。図26には図25の光線2413(波線)も示したが、前述した様に光量は小さい。
As can be seen from FIG. 23, the exit angle of the substantially parallel light emitted from the point (δ = 3W / 4) on the image plane corresponding to the adjacent cylindrical lens is 0.29 radians (17 degrees). This is the target value of the viewing angle of the stereoscopic image. That is, at the end of the image display device, as shown in FIG. 12, the center of the multi-viewpoint image is shifted from the lens center line of the concave cylindrical lens and displayed, and light from a
図27および図28を用いて、画像面における多視点画像の表示位置を説明する。図27および図28において、2701は凹シリンドリカルレンズ表面、2702は画像面である。2703および2704はレンズ中心線で、2705は1組の多視点画像である。図27および図28では、1組の多視点画像が10個の画素で構成された例を示す。図27は画像表示装置の中央部における多視点画像2705の表示位置を表し、図12の1203に相当する。また、図28は画像表示装置の右端部における多視点画像2705の表示位置を表し、図12の1205に相当する。
The display position of the multi-viewpoint image on the image plane will be described with reference to FIGS. In FIGS. 27 and 28, 2701 is a concave cylindrical lens surface, and 2702 is an image surface. 2703 and 2704 are lens center lines, and 2705 is a set of multi-viewpoint images. 27 and 28 show an example in which one set of multi-viewpoint images is composed of 10 pixels. FIG. 27 shows the display position of the
前述した様に、レンズ中心線から距離0.75Wの位置にある画素から出た光が視野角の境界に相当する。1組の多視点画像の幅はWである。図28では、多視点画像の中央がシフトする距離が0.35Wとしている。この場合では、多視点画像2705の両端にある画素(2706および2707)からの光は視野角の外側に出射される。
As described above, the light emitted from the pixel located at a distance of 0.75 W from the lens center line corresponds to the boundary of the viewing angle. The width of one set of multi-viewpoint images is W. In FIG. 28, the distance to which the center of the multi-viewpoint image is shifted is 0.35W. In this case, light from the pixels (2706 and 2707) at both ends of the
多視点画像2705の両端の画素2706および画素2707には、より外側の視点から見た画像を表示しても良い。この場合は、視野角の外から画像表示装置を観察しても何らかの画像が見える事になる。
Images viewed from an outer viewpoint may be displayed on the
あるいは、画素2706および画素2707には画像を表示しない。すなわち黒く表示しても良い。この場合は、注目している組の多視点画像の出射光に隣接する組の多視点画像の出射光を出来る限り混ざらない様にし、視野角内の画像の品質が劣化する事を防ぐ。
Alternatively, no image is displayed on the
本発明の実施形態1では、一つの凸シリンドリカルレンズに注目する場合、隣接する凹シリンドリカルレンズに対応する画像面の点から出る光が、隣接する凹シリンドリカルレンズのレンズ面で屈折して、注目している凸シリンドリカルレンズに漏れてくる。図29にその漏光の様子を示す。
In
図29において、図24ないし図26と同じ構成要素には同じ符号を用いて説明を省略する。光線2414(実線)および光線2415(実線)は、隣接する凹シリンドリカルレンズに対応する画像面の点(δ=3W/4)から出る光が、略平行光として凸シリンドリカルレンズパネル2402から出射する。これらの光線が視野角を決定する光である。一方、光線2416(波線)は、隣接する凹シリンドリカルレンズに対応する画像面の点(δ=3W/4)から出て、隣接する凹シリンドリカルレンズのレンズ面で屈折して、注目している凸シリンドリカルレンズに漏れてくる。しかし、この光線2416の凸シリンドリカルレンズパネルからの出射角度は、光線2414および光線2415の出射角度より大きく視野角の外になる。
In FIG. 29, the same components as those in FIGS. 24 to 26 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. With respect to the light ray 2414 (solid line) and the light ray 2415 (solid line), light emitted from a point (δ = 3W / 4) on the image plane corresponding to the adjacent concave cylindrical lens is emitted from the convex
以上に述べた様に、本発明の実施形態1では、隣接する凹シリンドリカルレンズに対応する画像面の点から出て、隣接する凹シリンドリカルレンズ面で屈折して漏れてくる光があるが、それらは視野角の外に出射され視野角内の画像に影響しない。その主な理由は、立体画像を表示する場合に、凹シリンドリカルレンズパネルと凸シリンドリカルレンズパネルの間隔がレンズ中心線近傍の曲率半径の2倍以下であり、比較的小さいからである。この事により、図50で示した従来の画像表示装置と異なり、視野角内の立体画像の品質を劣化させない。
As described above, in
実施形態1の画像表示装置の視野角(νmax)は、平面画像に対しては±0.29ラジアン(±17度)であり、立体画像に対しても視野角は±0.29ラジアン(±17度)である。1インチ当たり60本のシリンドリカルレンズを持つ場合について、レンズ構造の具体的な数値例を示す。W=423μmであり、W=1.19よりR=356μmとなる。この場合、凹シリンドリカルレンズのパネルの最も薄い部分の厚みはC=534μmであり、射出成形法を用いても比較的容易に製造できる。立体画像表示の凹シリンドリカルレンズと凸シリンドリカルレンズの間隔はD=473μm、平面画像表示の凹シリンドリカルレンズの中央と凸シリンドリカルレンズの中央の間隙はd=3.6μmとなる。また、図27および図28の様に、1組の多視点画像が10画素から成れば、1画素の幅は42μmである。 The viewing angle (νmax) of the image display apparatus according to the first embodiment is ± 0.29 radians (± 17 degrees) for a planar image, and the viewing angle is ± 0.29 radians (± 17 degrees). A specific numerical example of the lens structure is shown for the case where 60 cylindrical lenses are used per inch. W = 423 μm. From W = 1.19, R = 356 μm. In this case, the thickness of the thinnest portion of the panel of the concave cylindrical lens is C = 534 μm, and it can be manufactured relatively easily even by using an injection molding method. The distance between the concave cylindrical lens for stereoscopic image display and the convex cylindrical lens is D = 473 μm, and the gap between the center of the concave cylindrical lens and the center of the convex cylindrical lens for planar image display is d = 3.6 μm. Further, as shown in FIGS. 27 and 28, if a set of multi-viewpoint images is composed of 10 pixels, the width of one pixel is 42 μm.
1インチ当たりのシリンドリカルレンズを100本に増加して、立体画像の解像度を向上する場合を説明する。画像表示に関しては、1つの画素の幅を小さくするか、あるいは、1組の多視点画像の画素数を少なくする。W=254μmであり、W=1.19よりR=213μmである。C=320μmとなり、射出成形法では製造が困難になる。また、D=284μmとなり、パネルの移動量が小さくなりアクチュエータの負荷が低減される。 A case will be described in which the number of cylindrical lenses per inch is increased to 100 to improve the resolution of a stereoscopic image. Regarding image display, the width of one pixel is reduced, or the number of pixels of one set of multi-viewpoint images is reduced. W = 254 μm. From W = 1.19, R = 213 μm. C = 320 μm, which is difficult to manufacture by the injection molding method. Further, D = 284 μm, so that the amount of movement of the panel is reduced, and the load on the actuator is reduced.
<実施形態2>
本発明の画像表示装置の実施形態2は、凹シリンドリカルレンズおよび凸シリンドリカルレンズが、図11で説明した様な、レンズ中央部が放物線で良く近似できる非球面レンズ形状で、レンズ周辺部の断面が直線形状である。また、透明板とレンズ部が共にアクリルなどの一般樹脂(屈折率1.5)から成る。
<
In
実施形態2では、視野角は図22の説明と同じであるが、平面画像の視野角νmaxを実施形態1より若干大きく、0,31ラジアンに設定する。図9および(数1)より画像面からの最大出射角θmaxは0.20ラジアンとなる。立体画像の視野角も0.31ラジアン以上が望ましい。また、画像面に表示する多視点画像は、図12の様に、画像表示装置の外側ほどに多視点画像の中心がレンズ中心線の外側にシフトさせる。 In the second embodiment, the viewing angle is the same as that of FIG. 22, but the viewing angle νmax of the planar image is set slightly larger than that of the first embodiment and set to 0, 31 radians. 9 and (Equation 1), the maximum emission angle θmax from the image plane is 0.20 radians. The viewing angle of the stereoscopic image is desirably 0.31 radians or more. In the multi-viewpoint image displayed on the image plane, the center of the multi-viewpoint image is shifted to the outside of the lens center line toward the outside of the image display device as shown in FIG.
凹シリンドリカルレンズ形状および凸シリンドリカルレンズ形状は(数43)ないし(数48)で表される。凹シリンドリカルレンズ形状および凸シリンドリカルレンズ形状は、共にレンズ中心線近傍の曲率半径は同じくRである。ここで、XBおよびXCは放物線レンズと直線形状の境界を表し、Wをレンズ幅とすれば、W=2AXBである。また、凹シリンドリカルレンズ周辺の直線の勾配はηであるが、凸シリンドリカルレンズ周辺の直線の勾配は(η−v)とする。図30に、(数44)ないし(数49)で表される凹シリンドリカルレンズ形状および凸シリンドリカルレンズ形状を示す。
(数44) F(X)=C+H+(1/2R)X2
(−XB<X<XB)
(数45) F(X)=F(XB)+(X−XB)・tanη
(XB<X<W/2)
(数46) F(X)=F(−XB)−(X+XB)・tanη
(−W/2<X<−XB)
(数47) G(X)=C+H+d+(1/2R)X2
(−XC<X<XC)
(数48) G(X)=G(XC)+(X−XC)・tan(η−v)
(XC<X<W/2)
(数49) G(X)=G(−XB)−(X+XC)・tan(η−v)
(−W/2<X<−XC)
The concave cylindrical lens shape and the convex cylindrical lens shape are expressed by (Expression 43) to (Expression 48). Both the concave cylindrical lens shape and the convex cylindrical lens shape have the same radius of curvature R in the vicinity of the lens center line. Here, X B and X C represent a linear boundary with the parabolic lens, and W = 2AX B, where W is the lens width. The gradient of the straight line around the concave cylindrical lens is η, but the gradient of the straight line around the convex cylindrical lens is (η−v). FIG. 30 shows the concave cylindrical lens shape and the convex cylindrical lens shape represented by (Equation 44) to (Equation 49).
(Equation 44) F (X) = C + H + (1 / 2R) X 2
(-X B <X <X B )
(Equation 45) F (X) = F (X B ) + (X−X B ) · tan η
(X B <X <W / 2)
(Expression 46) F (X) = F (−X B ) − (X + X B ) · tan η
(-W / 2 <X <-X B)
(Number 47) G (X) = C + H + d + (1 / 2R)
(-X C <X <X C )
(Expression 48) G (X) = G (X C ) + (X−X C ) · tan (η−v)
(X C <X <W / 2)
(Equation 49) G (X) = G (−X B ) − (X + X C ) · tan (η−v)
(-W / 2 <X <-X C )
凹シリンドリカルレンズにおいて、放物線形状の最外周勾配と直線部分の勾配は同じである。また、凸シリンドリカルレンズにおいて、放物線形状の最外周部分と直線部分の勾配は同じである。放物線形状の微分係数は(数40)および(数41)と同じ様に表されるので、(数50)および(数51)の関係が成立する。
(数50) XB/R=tan(η)
(数51) XC/R=tan(η−v)
In the concave cylindrical lens, the parabolic outermost peripheral gradient and the linear portion have the same gradient. In the convex cylindrical lens, the gradient of the outermost peripheral part of the parabolic shape and the linear part is the same. Since the differential coefficient of the parabolic shape is expressed in the same manner as (Equation 40) and (Equation 41), the relationship of (Equation 50) and (Equation 51) is established.
(Number 50) X B / R = tan (η)
(Number 51) X C / R = tan (η-v)
図20および(数3)ないし(数17)を用いてシミュレーションする。ここで、R=1として寸法を規格化して表す。n1=n2=1.5、C=1.5、H=0とすれば、(数37)を満足するのはD=1.33である。n2=1.5、θmax=0.20、および(数2)よりη=0.53である。また、v=0.05とし、レンズ周辺の直線部分を小さくしてA=1.1とする。(数50)および(数51)よりXB=0.58、XC=0.51、W=1.27である。平面画像表示の際には、凹シリンドリカルレンズのレンズ境界と凸シリンドリカルレンズのレンズ境界が略接触し、そのためにはd=0.006となる。シミュレーションした結果を図31に示す。(数6)および(数11)はXの2次方程式になり代数的に解を求める事ができる。横軸は画像面の点から出る光が透明板とレンズ部の仮想境界面に入射する位置(X1)、縦軸は凸シリンドリカルレンズパネルから出射する角度(ν)である。画像面の点(レンズ中心線2004から距離δ)として、0、W/4、W/2、3W/4、Wの5つの場合を示している。δ=3W/4およびδ=Wは、隣接するシリンドリカルレンズに対応する画像面の点からの光である。 Simulation is performed using FIG. 20 and (Equation 3) to (Equation 17). Here, the dimensions are normalized and represented as R = 1. If n1 = n2 = 1.5, C = 1.5, and H = 0, it is D = 1.33 that satisfies (Expression 37). From n2 = 1.5, θmax = 0.20, and (Equation 2), η = 0.53. Further, v = 0.05, and the linear portion around the lens is reduced to A = 1.1. From (Equation 50) and (Equation 51), X B = 0.58, X C = 0.51, and W = 1.27. When displaying a planar image, the lens boundary of the concave cylindrical lens and the lens boundary of the convex cylindrical lens are substantially in contact with each other, and therefore d = 0.006. The simulation result is shown in FIG. (Equation 6) and (Equation 11) become a quadratic equation of X, and a solution can be obtained algebraically. The horizontal axis is the position (X1) where the light emitted from the point on the image plane enters the virtual boundary surface between the transparent plate and the lens unit, and the vertical axis is the angle (ν) emitted from the convex cylindrical lens panel. As the points on the image plane (distance δ from the lens center line 2004), five cases of 0, W / 4, W / 2, 3W / 4, and W are shown. δ = 3W / 4 and δ = W are light from a point on the image plane corresponding to the adjacent cylindrical lens.
図31より、実施形態2の光線の挙動は実施形態1(図23)と似ている事が分かる。視野角は少し大きくなり±0.31ラジアン(±18度)である。凹シリンドリカルレンズ形状および凸シリンドリカルレンズ形状を、中央部が放物線で良く近似でき、周辺部の断面が直線形状としてレンズ幅を少し拡大すれば、立体画像の視野角が少し大きくなる。 From FIG. 31, it can be seen that the behavior of the light beam in the second embodiment is similar to that in the first embodiment (FIG. 23). The viewing angle is a little larger and is ± 0.31 radians (± 18 degrees). When the concave cylindrical lens shape and the convex cylindrical lens shape can be approximated by a parabola at the center, and the cross section of the peripheral part is a straight line and the lens width is slightly increased, the viewing angle of the stereoscopic image is slightly increased.
実施形態2においても、隣接する凹シリンドリカルレンズに対応する画像面の点から出て、隣接する凹シリンドリカルレンズ面で屈折して漏れてくる光があるが、それらは視野角の外に出射され視野角内の画像に影響しない。 Also in the second embodiment, there is light that exits from the point on the image surface corresponding to the adjacent concave cylindrical lens and is refracted and leaks at the adjacent concave cylindrical lens surface. Does not affect the image in the corner.
実施形態2の画像表示装置の視野角(νmax)は、平面画像に対しては±0.31(±18度)であり、立体画像に対しても±0.31ラジアン(±18度)である。1インチ当たり60本のシリンドリカルレンズを持つ場合について、レンズ構造の具体的な数値例を示す。W=423μmであり、W=1.27よりR=333μmとなる。この場合、凹シリンドリカルレンズのパネルの最も薄い部分の厚みはC=500μmであり、射出成形法を用いても比較的容易に製造できる。立体画像表示の凹シリンドリカルレンズと凸シリンドリカルレンズの間隔はD=443μm、平面画像表示の凹シリンドリカルレンズの中央と凸シリンドリカルレンズの中央の間隙はd=2.0μmとなる。また、図27および図28の様に、1組の多視点画像が10画素から成れば、1画素の幅は42μmである。 The viewing angle (νmax) of the image display apparatus according to the second embodiment is ± 0.31 (± 18 degrees) for a planar image and ± 0.31 radians (± 18 degrees) for a stereoscopic image. is there. A specific numerical example of the lens structure is shown for the case where 60 cylindrical lenses are used per inch. W = 423 μm. From W = 1.27, R = 333 μm. In this case, the thickness of the thinnest portion of the concave cylindrical lens panel is C = 500 μm, and it can be manufactured relatively easily even by using an injection molding method. The distance between the concave cylindrical lens for stereoscopic image display and the convex cylindrical lens is D = 443 μm, and the gap between the center of the concave cylindrical lens for planar image display and the center of the convex cylindrical lens is d = 2.0 μm. Further, as shown in FIGS. 27 and 28, if a set of multi-viewpoint images is composed of 10 pixels, the width of one pixel is 42 μm.
1インチ当たりのシリンドリカルレンズを100本に増加して、立体画像の解像度を向上する場合を説明する。画像表示に関しては、1つの画素の幅を小さくするか、あるいは、1組の多視点画像の画素数を少なくする。W=254μmであり、W=1.27よりR=200μmである。C=300μmとなり、射出成形法では製造が困難である。また、D=266μmとなり、パネルの移動量が小さくなりアクチュエータの負荷が低減される。 A case will be described in which the number of cylindrical lenses per inch is increased to 100 to improve the resolution of a stereoscopic image. Regarding image display, the width of one pixel is reduced, or the number of pixels of one set of multi-viewpoint images is reduced. W = 254 μm, and R = 1200 μm from W = 1.27. C = 300 μm, which is difficult to manufacture by the injection molding method. Further, D = 266 μm, so that the amount of movement of the panel is reduced and the load on the actuator is reduced.
<実施形態3>
本発明の画像表示装置の実施形態3は、透明板が一般樹脂(屈折率1.5)で形成され、レンズ部が高屈折率樹脂(例えばナノコンポジット樹脂、屈折率1.7)で形成される場合である。また、凹シリンドリカルレンズ形状および凸シリンドリカルレンズ形状は、実施形態2と同様に、レンズ中央部が放物線で良く近似できる非球面レンズ形状であり、レンズ周辺部の断面は直線形状である。
<
In
実施形態3では、視野角は図22の説明と同じであるが、平面画像の視野角νmaxを実施形態2より更に若干大きく、±0,32ラジアンに設定する。図9および(数1)より画像面からの最大出射角θmaxは0.21ラジアンとなる。立体画像の視野角も0.32ラジアン以上が望ましい。また、画像面に表示する多視点画像は、図12の様に、画像表示装置の外側ほどに、多視点画像の中心がレンズ中心線の外側にシフトさせる。 In the third embodiment, the viewing angle is the same as in the description of FIG. 22, but the viewing angle νmax of the planar image is set slightly larger than in the second embodiment and set to ± 0, 32 radians. 9 and (Equation 1), the maximum emission angle θmax from the image plane is 0.21 radians. The viewing angle of the stereoscopic image is preferably 0.32 radians or more. Further, as shown in FIG. 12, the multi-viewpoint image displayed on the image plane shifts the center of the multi-viewpoint image to the outside of the lens center line toward the outside of the image display device.
凹シリンドリカルレンズ形状および凸シリンドリカルレンズ形状は(数43)ないし(数48)で表される。凹シリンドリカルレンズ形状および凸シリンドリカルレンズ形状は共に、レンズ中心線近傍の曲率半径は同じくRである。ただし、XB、XC、W、η、(η−v)は最適化され、数値は実施形態2と異なる。 The concave cylindrical lens shape and the convex cylindrical lens shape are expressed by (Expression 43) to (Expression 48). Both the concave cylindrical lens shape and the convex cylindrical lens shape have the same radius of curvature R in the vicinity of the lens center line. However, X B , X C , W, η, and (η−v) are optimized, and the numerical values are different from those in the second embodiment.
図20および(数3)ないし(数17)を用いてシミュレーションする。ここで、R=1として寸法を規格化して表す。n1=1.5、n2=1.7、C=1.5、H=0とすれば、(数37)を満足するのはD=0.84である。また、実施形態2と同じくv=0.05、A=1.1としてレンズ周辺の直線部分は小さくする。n2=1.7、θmax=0.21、および(数2)よりη=0.44である。(数50)および(数51)よりXB=0.48、XC=0.42、W=1.05である。平面画像表示の際に、凹シリンドリカルレンズのレンズ境界と凸シリンドリカルレンズのレンズ境界が略接触するためにd=0.005となる。シミュレーションした結果を図32に示す。(数6)および(数11)はXの2次方程式になり、代数的に解を求める事ができる。横軸は画像面の点から出る光が透明板とレンズ部の境界面に入射する位置(X1)、縦軸は凸シリンドリカルレンズパネルから出射する角度(ν)である。画像面の点(レンズ中心線2004から距離δ)として、0、W/4、W/2、3W/4、Wの5つの場合を示している。δ=3W/4およびδ=Wは、隣接するシリンドリカルレンズに対応する画像面の点からの光である。 Simulation is performed using FIG. 20 and (Equation 3) to (Equation 17). Here, the dimensions are normalized and represented as R = 1. If n1 = 1.5, n2 = 1.7, C = 1.5, and H = 0, it is D = 0.84 that satisfies (Expression 37). Further, as in the second embodiment, v = 0.05 and A = 1.1, and the linear portion around the lens is made small. From n2 = 1.7, θmax = 0.21, and (Equation 2), η = 0.44. From (Equation 50) and (Equation 51), X B = 0.48, X C = 0.42, and W = 1.05. When a planar image is displayed, d = 0.005 because the lens boundary of the concave cylindrical lens and the lens boundary of the convex cylindrical lens are substantially in contact with each other. The simulation result is shown in FIG. (Equation 6) and (Equation 11) are quadratic equations of X, and a solution can be obtained algebraically. The horizontal axis represents the position (X1) where light emitted from a point on the image plane enters the boundary surface between the transparent plate and the lens unit, and the vertical axis represents the angle (ν) emitted from the convex cylindrical lens panel. As the points on the image plane (distance δ from the lens center line 2004), five cases of 0, W / 4, W / 2, 3W / 4, and W are shown. δ = 3W / 4 and δ = W are light from a point on the image plane corresponding to the adjacent cylindrical lens.
図32より、実施形態3の光線の挙動は実施形態2(図31)と良く似ている事が分かる。実施形態3の視野角は実施形態2より僅かに大きく、±0.32ラジアン(±18度)である。すなわち、シリンドリカルレンズ部分のみに高屈折率樹脂を用いる事で、レンズ幅を小さくして視野角を維持でき、立体画像の解像度を向上できる。 From FIG. 32, it can be seen that the behavior of the light beam in the third embodiment is very similar to that in the second embodiment (FIG. 31). The viewing angle of the third embodiment is slightly larger than that of the second embodiment and is ± 0.32 radians (± 18 degrees). That is, by using a high refractive index resin only for the cylindrical lens portion, the viewing angle can be maintained by reducing the lens width, and the resolution of the stereoscopic image can be improved.
実施形態3においても、隣接する凹シリンドリカルレンズに対応する画像面の点から出て、隣接する凹シリンドリカルレンズ面で屈折して漏れてくる光があるが、それらは視野角の外に出射され視野角内の画像に影響しない。 Also in the third embodiment, there is light that exits from a point on the image surface corresponding to the adjacent concave cylindrical lens and is refracted and leaks at the adjacent concave cylindrical lens surface. Does not affect the image in the corner.
実施形態3の画像表示装置の視野角(νmax)は、平面画像に対しても、立体画像に対しても、視野角は±0.32ラジアン(±18度)である。1インチ当たり60本のシリンドリカルレンズを持つ場合について、レンズ構造の具体的な数値例を示す。W=423μmであり、W=1.05よりR=403μmとなる。この場合、凹シリンドリカルレンズのパネルの最も薄い部分の厚みはC=604μmである。立体画像表示の凹シリンドリカルレンズと凸シリンドリカルレンズの間隔はD=339μm、平面画像表示の凹シリンドリカルレンズの中央と凸シリンドリカルレンズの中央の間隙は実施形態2と殆ど同じでd=2.0μmとなる。また、1組の多視点画像が10画素から成れば、1画素の幅は42μmである。 The viewing angle (νmax) of the image display apparatus according to the third embodiment is ± 0.32 radians (± 18 degrees) for both planar images and stereoscopic images. A specific numerical example of the lens structure is shown for the case where 60 cylindrical lenses are used per inch. W = 423 μm. From W = 1.05, R = 403 μm. In this case, the thickness of the thinnest portion of the concave cylindrical lens panel is C = 604 μm. The distance between the concave cylindrical lens for stereoscopic image display and the convex cylindrical lens is D = 339 μm, and the gap between the center of the concave cylindrical lens and the center of the convex cylindrical lens for planar image display is almost the same as in the second embodiment, and d = 2.0 μm. . Also, if a set of multi-viewpoint images consists of 10 pixels, the width of one pixel is 42 μm.
1インチ当たりのシリンドリカルレンズを100本に増加して、立体画像の解像度を向上する場合を説明する。画像表示に関しては、1つの画素の幅を小さくするか、あるいは、1組の多視点画像の画素数を少なくする。W=254μmであり、W=1.05よりR=242μm、C=363μmとなる。また、D=203μmとなり、パネルの移動量が小さくなりアクチュエータの負荷が低減される。 A case will be described in which the number of cylindrical lenses per inch is increased to 100 to improve the resolution of a stereoscopic image. Regarding image display, the width of one pixel is reduced, or the number of pixels of one set of multi-viewpoint images is reduced. W = 254 μm. From W = 1.05, R = 242 μm and C = 363 μm. Further, D = 203 μm, and the amount of movement of the panel is reduced, and the load on the actuator is reduced.
レンズ部分に高屈折率樹脂を用いた実施形態3では、実施形態1および実施形態2よりも、立体画像と平面画像を切り替える場合のパネルの移動量(D)を小さくでき、アクチュエータの負荷を低減できる。 In the third embodiment in which a high refractive index resin is used for the lens portion, the amount of movement (D) of the panel when switching between a stereoscopic image and a planar image can be made smaller than in the first and second embodiments, and the load on the actuator is reduced. it can.
シリンドリカルレンズ幅を小さくして解像度を向上させる場合には、凹シリンドリカルレンズパネルの最も薄い部分が薄くなり、射出成形法では製造が容易ではなくなる。しかし、レンズ部分に高屈折率樹脂を用いた実施形態3では、図19に示した方法でパネルを製造できる。
When the cylindrical lens width is reduced to improve the resolution, the thinnest part of the concave cylindrical lens panel becomes thin, and the injection molding method is not easy to manufacture. However, in
<実施形態4>
平面画像表示の際に、凹シリンドリカルレンズ表面と凸シリンドリカルレンズ表面が完全に密着する事は期待できない。レンズ表面の一部が密着しても、他の部分は小さな空間を持つ。その理由は、凹シリンドリカルレンズパネルおよび凸シリンドリカルレンズパネルが、一般樹脂あるいはナノコンポジット樹脂で構成され、パネルの剛性が高いからである。従って、少なくとも凹シリンドリカルレンズのレンズ境界部と凸シリンドリカルレンズのレンズ境界部が略接触する形状にする。更に、平面画像の視野角νmaxを設定し、(数1)より画像面からの最大出射角θmaxを求め、(数2)より凹シリンドリカルレンズ形状の最外周勾配角(最大勾配角)ηが求まり、凹シリンドリカルレンズの幅が決まる。
<
When displaying a planar image, it cannot be expected that the surface of the concave cylindrical lens and the surface of the convex cylindrical lens are completely in close contact with each other. Even if a part of the lens surface is in close contact, the other part has a small space. The reason is that the concave cylindrical lens panel and the convex cylindrical lens panel are made of general resin or nanocomposite resin, and the panel has high rigidity. Accordingly, at least the lens boundary portion of the concave cylindrical lens and the lens boundary portion of the convex cylindrical lens are in contact with each other. Further, the viewing angle νmax of the planar image is set, the maximum emission angle θmax from the image surface is obtained from (Equation 1), and the outermost peripheral gradient angle (maximum gradient angle) η of the concave cylindrical lens shape is obtained from (Equation 2). The width of the concave cylindrical lens is determined.
凹シリンドリカルレンズおよび凸シリンドリカルレンズのレンズ部が剛体ではなく、弾性体で構成されれば、上記の制限から解放される。平面画像表示の際に、凹シリンドリカルレンズパネルと凸シリンドリカルレンズパネルに圧力を加えれば、レンズ表面が僅かに変形して、多くの部分で密着させる事ができる。この場合は、凹シリンドリカルレンズの幅を制限する必要ななく、平面画像の視野角も大きくなる。 If the lens portions of the concave cylindrical lens and the convex cylindrical lens are made of an elastic body instead of a rigid body, the above restriction is released. When a planar image is displayed, if pressure is applied to the concave cylindrical lens panel and the convex cylindrical lens panel, the lens surface is slightly deformed and can be brought into close contact with many parts. In this case, it is not necessary to limit the width of the concave cylindrical lens, and the viewing angle of the planar image is increased.
本発明の画像表示装置の実施形態4では、凹シリンドリカルレンズのレンズ部および凸シリンドリカルレンズのレンズ部がシリコーンゴムから成る。シリコーンゴムは弾性体である。最近は屈折率の高いシリコーンゴムが開発されているが、一般のシリコーンゴムの屈折率は約1.4である。凹シリンドリカルレンズ形状および凸シリンドリカルレンズ形状が、共に同じ放物線で良く近似でき(数52)で表される。また、画像面に表示する多視点画像は、図12の様に、画像表示装置の外側ほどに多視点画像の中心がレンズ中心線の外側にシフトさせる。
(数52) F(X)=G(X)=C+H+(1/2R)X2
In
(Expression 52) F (X) = G (X) = C + H + (1 / 2R) X 2
図20および(数3)ないし(数17)を用いてシミュレーションする。ここで、R=1として寸法を規格化して表す。レンズ幅を大きくしてW=3とする。凹シリンドリカルレンズの最も薄い厚みも少し大きくしてC=2とする。n1=1.5、n2=1.4、C=2.0、H=0とすれば、(数37)を満足するのはD=1.63である。シミュレーションした結果を図33に示す。(数6)および(数11)はXの2次方程式になり代数的に解を求める事ができる。横軸は画像面の点から出る光が透明板とレンズ部の境界面に入射する位置(X1)、縦軸は凸シリンドリカルレンズパネルから出射する角度(ν)である。画像面の点(レンズ中心線2004から距離δ)として、0、W/4、W/2、3W/4、Wの5つの場合を示している。δ=3W/4およびδ=Wは、隣接するシリンドリカルレンズに対応する画像面の点からの光である。 Simulation is performed using FIG. 20 and (Equation 3) to (Equation 17). Here, the dimensions are normalized and represented as R = 1. The lens width is increased so that W = 3. The thinnest thickness of the concave cylindrical lens is also slightly increased to C = 2. If n1 = 1.5, n2 = 1.4, C = 2.0, and H = 0, it is D = 1.63 that satisfies (Expression 37). The simulation result is shown in FIG. (Equation 6) and (Equation 11) become a quadratic equation of X, and a solution can be obtained algebraically. The horizontal axis represents the position (X1) where light emitted from a point on the image plane enters the boundary surface between the transparent plate and the lens unit, and the vertical axis represents the angle (ν) emitted from the convex cylindrical lens panel. As the points on the image plane (distance δ from the lens center line 2004), five cases of 0, W / 4, W / 2, 3W / 4, and W are shown. δ = 3W / 4 and δ = W are light from a point on the image plane corresponding to the adjacent cylindrical lens.
図33より、実施形態4の光線の挙動は実施形態1ないし実施形態3と同様に、出射光の多くの部分が略平行光になる。図12の様に、画像表示装置の外側では、画像面に表示する多視点画像の中心をレンズ中心線の外側にシフトさせ、画像面の点(δ=3W/4)から出た光も視野角の中に入る。図33において、画像面の点(δ=3W/4)から出た光が、境界面の範囲(1.1<X1<1.6)に入射する場合は、凸シリンドリカルレンズパネルからの出射角(ν)を表す曲線が右下がりになる。すなわち、その出射光は若干の拡散光である。しかし、その視野角は±0.5以上になる。 From FIG. 33, the behavior of the light beam in the fourth embodiment is substantially parallel light in many parts of the emitted light, as in the first to third embodiments. As shown in FIG. 12, on the outside of the image display device, the center of the multi-viewpoint image displayed on the image plane is shifted to the outside of the lens center line, and the light emitted from the point (δ = 3W / 4) on the image plane is also viewed. Enter the corner. In FIG. 33, when light emitted from a point on the image surface (δ = 3W / 4) enters the boundary surface range (1.1 <X1 <1.6), the emission angle from the convex cylindrical lens panel The curve representing (ν) falls to the right. That is, the emitted light is slightly diffused light. However, the viewing angle is ± 0.5 or more.
実施形態4において、立体画像表示の際の、凹シリンドリカルレンズと凸シリンドリカルレンズの間隔は実施形態1ないし実施形態3よりも大きくなる、しかし、その間隔は凹シリンドリカルレンズのレンズ中心線近傍の曲率半径の2倍以下であり、隣接する凹シリンドリカルレンズに対応する画像面の点から出て、隣接する凹シリンドリカルレンズ面で屈折して漏れてくる光は、視野角の外に出射され視野角内の画像に影響しない。 In the fourth embodiment, the interval between the concave cylindrical lens and the convex cylindrical lens when displaying a stereoscopic image is larger than those in the first to third embodiments. However, the interval is a radius of curvature near the lens center line of the concave cylindrical lens. The light that exits from the point on the image plane corresponding to the adjacent concave cylindrical lens and refracts and leaks at the adjacent concave cylindrical lens surface is emitted out of the viewing angle and falls within the viewing angle. Does not affect the image.
実施形態4の画像表示装置の視野角は、平面画像に対しても、立体画像に対しても大きくでき、±0.5ラジアン(±29度)以上である。1インチ当たり60本のシリンドリカルレンズを持つ場合について、レンズ構造の具体的な数値例を示す。W=423μmであり、W=3.0よりR=141μmと小さくなる。この場合、凹シリンドリカルレンズのパネルの最も薄い部分の厚みはC=282μmである。立体画像表示の凹シリンドリカルレンズと凸シリンドリカルレンズの間隔はD=230μmとなる。また、1組の多視点画像が10画素から成れば、1画素の幅は42μmである。 The viewing angle of the image display apparatus according to the fourth embodiment can be increased for both planar images and stereoscopic images, and is ± 0.5 radians (± 29 degrees) or more. A specific numerical example of the lens structure is shown for the case where 60 cylindrical lenses are used per inch. W = 423 μm, and R = 141 μm smaller than W = 3.0. In this case, the thickness of the thinnest portion of the concave cylindrical lens panel is C = 282 μm. The interval between the concave cylindrical lens and the convex cylindrical lens for stereoscopic image display is D = 230 μm. Also, if a set of multi-viewpoint images consists of 10 pixels, the width of one pixel is 42 μm.
1インチ当たりのシリンドリカルレンズを100本に増加して、立体画像の解像度を向上する場合を説明する。画像表示に関しては、1つの画素の幅を小さくするか、あるいは、1組の多視点画像の画素数を少なくする。W=254μmであり、W=3.0よりR=85μm、C=169μmとなる。また、D=138μmとなり、パネルの移動量が小さくなりアクチュエータの負荷が低減される。 A case will be described in which the number of cylindrical lenses per inch is increased to 100 to improve the resolution of a stereoscopic image. Regarding image display, the width of one pixel is reduced, or the number of pixels of one set of multi-viewpoint images is reduced. W = 254 μm. From W = 3.0, R = 85 μm and C = 169 μm. Further, D = 138 μm, and the amount of movement of the panel is reduced, and the load on the actuator is reduced.
<実施形態5>
本発明の画像表示装置の実施形態5では、凹シリンドリカルレンズのレンズ部および凸シリンドリカルレンズのレンズ部が弾性体のシリコーンゴム(屈折率が約1.4)から成る。また、凹シリンドリカルレンズ形状および凸シリンドリカルレンズ形状が、共に楕円で良く近似できる非球面である。楕円関数は(数53)で表され、mは楕円の形状を指定する係数である。画像面に表示する多視点画像は、図12の様に、画像表示装置の外側ほどに多視点画像の中心がレンズ中心線の外側にシフトさせる。
(数53) F(X)=G(X)=C+H+(mR)−〔(mR)2−m・X2〕1/2
<Embodiment 5>
In Embodiment 5 of the image display device of the present invention, the lens portion of the concave cylindrical lens and the lens portion of the convex cylindrical lens are made of elastic silicone rubber (refractive index is about 1.4). Further, the concave cylindrical lens shape and the convex cylindrical lens shape are both aspherical surfaces that can be well approximated by ellipses. The elliptic function is expressed by (Equation 53), and m is a coefficient that specifies the shape of the ellipse. In the multi-viewpoint image displayed on the image plane, the center of the multi-viewpoint image is shifted to the outside of the lens center line toward the outside of the image display device as shown in FIG.
(Formula 53) F (X) = G (X) = C + H + (mR) − [(mR) 2 −m · X 2 ] 1/2
楕円関数(数53)において、係数mを無限大にすれば放物線(数52)に漸近する。 In the elliptic function (Equation 53), if the coefficient m is set to infinity, it gradually approaches a parabola (Equation 52).
図20および(数3)ないし(数17)を用いてシミュレーションする。ここで、R=1として寸法を規格化して表す。実施形態4と同じく、レンズ幅をW=3、凹シリンドリカルレンズの最も薄い厚みをC=2とする。n1=1.5、n2=1.4、C=2.0、H=0とすれば、(数37)を満足するのはD=1.63である。(数52)において、m=3とする。シミュレーションした結果を図34に示す。(数6)および(数11)はXの2次方程式になり代数的に解を求める事ができる。横軸は画像面の点から出る光が透明板とレンズ部の境界面に入射する位置(X1)、縦軸は凸シリンドリカルレンズパネルから出射する角度(ν)である。画像面の点(レンズ中心線2004から距離δ)として、0、W/4、W/2、3W/4、Wの5つの場合を示している。δ=3W/4およびδ=Wは、隣接するシリンドリカルレンズに対応する画像面の点からの光である。 Simulation is performed using FIG. 20 and (Equation 3) to (Equation 17). Here, the dimensions are normalized and represented as R = 1. As in the fourth embodiment, the lens width is W = 3, and the thinnest thickness of the concave cylindrical lens is C = 2. If n1 = 1.5, n2 = 1.4, C = 2.0, and H = 0, it is D = 1.63 that satisfies (Expression 37). In (Equation 52), m = 3. The simulation result is shown in FIG. (Equation 6) and (Equation 11) become a quadratic equation of X, and a solution can be obtained algebraically. The horizontal axis represents the position (X1) where light emitted from a point on the image plane enters the boundary surface between the transparent plate and the lens unit, and the vertical axis represents the angle (ν) emitted from the convex cylindrical lens panel. As the points on the image plane (distance δ from the lens center line 2004), five cases of 0, W / 4, W / 2, 3W / 4, and W are shown. δ = 3W / 4 and δ = W are light from a point on the image plane corresponding to the adjacent cylindrical lens.
図34より、実施形態5の光線の挙動は実施形態4と良く似ているが、画像面の点(δ=3W/4)から出た出射光の平行度が向上する。視野角は±0.5以上になる。 From FIG. 34, the light beam behavior of the fifth embodiment is very similar to that of the fourth embodiment, but the parallelism of the emitted light emitted from a point (δ = 3W / 4) on the image plane is improved. The viewing angle is ± 0.5 or more.
実施形態5においても、立体画像表示の際の、凹シリンドリカルレンズと凸シリンドリカルレンズの間隔は、凹シリンドリカルレンズのレンズ中心線近傍の曲率半径の2倍以下であり、隣接する凹シリンドリカルレンズに対応する画像面の点から出て、隣接する凹シリンドリカルレンズ面で屈折して漏れてくる光は、視野角の外に出射され視野角内の画像に影響しない。 Also in the fifth embodiment, the distance between the concave cylindrical lens and the convex cylindrical lens when displaying a stereoscopic image is not more than twice the radius of curvature in the vicinity of the lens center line of the concave cylindrical lens, and corresponds to the adjacent concave cylindrical lens. Light that exits from a point on the image plane and is refracted and leaked by the adjacent concave cylindrical lens surface is emitted outside the viewing angle and does not affect the image within the viewing angle.
実施形態5の画像表示装置では、視野角、レンズ構造の具体的な数値が、実施形態4と同じである。シリンドリカルレンズ形状を、放物線よりも勾配が少し大きな楕円にする事で、出射光線の平行度を改善している。 In the image display apparatus according to the fifth embodiment, the specific values of the viewing angle and the lens structure are the same as those in the fourth embodiment. By making the cylindrical lens shape an ellipse with a slightly larger gradient than the parabola, the parallelism of the emitted light is improved.
レンズ部分にシリコーンゴムを用いた実施形態4および実施形態5では、実施形態3よりも、立体画像と平面画像を切り替える場合のパネルの移動量(D)を小さくでき、アクチュエータの負荷を低減できる。
In
実施形態4および実施形態5では、1インチ当たりのシリンドリカルレンズが60本でも100本でも、凹シリンドリカルレンズの最も薄い部分の厚み(C)が非常に薄くなる(282μm、あるいは138μm)。しかし、一般の樹脂でできた透明板と、レンズアレイを有する金型(図17の1503および図18の1505)の間に、シリコーンゴムを挿入して固化させれば、凹シリンドリカルレンズパネルおよび凸シリンドリカルレンズパネルを製造する事ができる In the fourth and fifth embodiments, the thickness (C) of the thinnest portion of the concave cylindrical lens is very thin (282 μm or 138 μm) regardless of whether the number of cylindrical lenses per inch is 60 or 100. However, if silicone rubber is inserted between a transparent plate made of a general resin and a mold having a lens array (1503 in FIG. 17 and 1505 in FIG. 18) and solidified, a concave cylindrical lens panel and a convex lens are formed. Cylindrical lens panel can be manufactured
<その他のレンズ形状>
実施形態1ないし実施形態4では、シリンドリカルレンズ形状は放物線で良く近似できる。また、実施形態5では、シリンドリカルレンズ形状は楕円で良く近似できる。その他、レンズ形状として、双曲線、偶関数で良く近似できる場合もある。本発明の出願人は、国際出願特許(PCT/JP2008/55053)において、レンズ形状が楕円、双曲線、4次偶関数で良く近似できる場合の視野角を示した。
<Other lens shapes>
In the first to fourth embodiments, the cylindrical lens shape can be approximated by a parabola. In the fifth embodiment, the cylindrical lens shape can be approximated by an ellipse. In addition, there are cases where the lens shape can be well approximated by a hyperbola or even function. In the international patent application (PCT / JP2008 / 55053), the applicant of the present invention showed a viewing angle when the lens shape can be approximated by an ellipse, a hyperbola, and a quadratic even function.
双曲線関数は(数54)で表され、mは双曲線の形状を指定する係数である。係数mを無限大にすれば、放物線(数52)に漸近する。
(数54) F(X)=G(X)=C+H−(mR)+〔(mR)2+m・X2〕1/2
The hyperbolic function is expressed by (Expression 54), and m is a coefficient that specifies the shape of the hyperbola. If the coefficient m is set to infinity, it will be asymptotic to a parabola (Equation 52).
(Formula 54) F (X) = G (X) = C + H− (mR) + [(mR) 2 + m · X 2 ] 1/2
4次偶関数は(数55)で表され、(ρW)は4次偶関数の変曲点のX座標である。係数ρを無限大にすれば、放物線(数52)に漸近する。また、6次以上の偶関数で表される非球面レンズ形状もある。
(数55) F(X)=C+H+〔1/(2R)〕・X2
−〔1/{12R(ρW)2}〕・X4
The fourth-order even function is expressed by (Equation 55), and (ρW) is the X coordinate of the inflection point of the fourth-order even function. If the coefficient ρ is set to infinity, asymptotic approach to the parabola (Equation 52) occurs. There is also an aspheric lens shape represented by an even function of 6th order or higher.
(Expression 55) F (X) = C + H + [1 / (2R)] · X 2
-[1 / {12R (ρW) 2 }] · X 4
今まで非球面レンズ形状として、放物線、楕円、双曲線、および偶関数に良く近似できる場合を示したが、それらに限らない。例えば、楕円と双曲線の組み合わせ、双曲線と4次偶関数の組み合わせなどでも良い。視野角が大きく、より略平行光になる範囲が大きくできるならば、その他の非球面レンズ形状でも良い。 Up to now, the aspherical lens shape has been shown to be able to approximate a parabola, an ellipse, a hyperbola, and an even function well, but is not limited thereto. For example, a combination of an ellipse and a hyperbola, or a combination of a hyperbola and a quartic even function may be used. Other aspherical lens shapes may be used as long as the viewing angle is large and the range in which substantially parallel light is obtained can be increased.
<従来の画像表示装置の解釈>
従来の立体画像と平面画像を切り替える事ができる画像表示装置(特許文献1)では、図47の様に、画像面に近い方が凸シリンドリカルレンズパネルで、光の出射側が凹シリンドリカルレンズパネルである。また、この従来の画像表示装置では、凸シリンドリカルレンズパネルと凹シリンドリカルレンズパネルの間隔が、それらのレンズの焦点距離程度が好ましいと主張している。この場合は、図50に示した様に、隣接する凸シリンドリカルレンズに対応する画像面の点から出る光が、隣接する凸シリンドリカルレンズ表面で屈折して、注目している凹シリンドリカルレンズに漏れてくる。その漏光は注目している立体画像の略平行光と同程度の出射角度を持ち、画質を劣化させる。
<Interpretation of conventional image display device>
In an image display device (Patent Document 1) capable of switching between a conventional stereoscopic image and a planar image, as shown in FIG. 47, a convex cylindrical lens panel is closer to the image plane and a light emitting side is a concave cylindrical lens panel. . Further, in this conventional image display apparatus, it is claimed that the distance between the convex cylindrical lens panel and the concave cylindrical lens panel is preferably about the focal length of these lenses. In this case, as shown in FIG. 50, light emitted from a point on the image plane corresponding to the adjacent convex cylindrical lens is refracted on the surface of the adjacent convex cylindrical lens and leaks to the concave cylindrical lens of interest. come. The leaked light has an emission angle that is substantially the same as the parallel light of the stereoscopic image being noticed, and degrades the image quality.
図35を用いてシリンドリカルレンズの焦点距離を説明する。図35において、3501はシリンドリカルレンズ表面、3502はシリンドリカルレンズの中心線である。光線3503はレンズ中心線上の点Cから出てシリンドリカルレンズ表面3501で屈折して出射される。直線OBはシリンドリカルレンズ表面に垂直である。レンズ中心線上の点Cがシリンドリカルレンズの焦点ならば、光線3503はレンズ中心線3502に平行になり、シリンドリカルレンズ3501の焦点距離fは点Aと点Cの間隔に相当する。光線3503がレンズ表面3501への入射角αは線分BOと線分BCの成す角度であり、線分CAと線分CBの成す角度をβとし、線分OAと線分OBの成す角度をγとすれば、(数56)および(数57)が成り立つ。ここで、〔OA〕は点Oと点Aの間隔である。また、シリンドリカルレンズの屈折率をnとすれば、屈折の法則から(数58)が成り立つ。
(数56) 〔OA〕・tanγ=f・tanβ
(数57) γ=α+β
(数58) n・sinα=sinγ
The focal length of the cylindrical lens will be described with reference to FIG. In FIG. 35, 3501 is the surface of the cylindrical lens, and 3502 is the center line of the cylindrical lens. A
(Formula 56) [OA] · tan γ = f · tan β
(Equation 57) γ = α + β
(Formula 58) n · sin α = sin γ
図35において、光線3503がレンズ中心線3502に近い近軸近似の場合を説明する。近軸近似では、点Oはレンズ中心線近傍の曲率中心であり、曲率半径をRとする。すなわち〔OA〕=Rである。(数56)ないし(数58)は(数59)ないし(数61)になる。(数59)ないし(数61)より焦点距離fは(数62)で表される。レンズ媒質が一般樹脂の場合には屈折率はn=1.5となり、焦点距離fは(数63)となる。
(数59) R・γ=f・β
(数60) β=γ−α
(数61) n・α=γ
(数62) f=n・R/(n−1)
(数63) f=3R
In FIG. 35, a case where the
(Equation 59) R · γ = f · β
(Equation 60) β = γ−α
(Equation 61) n · α = γ
(Equation 62) f = n · R / (n−1)
(Equation 63) f = 3R
従来の画像表示装置(特許文献1)では、凸シリンドリカルレンズパネルと凹シリンドリカルレンズパネルの間隔が、それらのレンズの焦点距離程度が好ましい。レンズ媒質が一般の樹脂の場合は屈折率が1.5程度であるので、2つのパネル間隔がレンズ曲率半径の3倍程度が好ましい事を意味する。実施形態1ないし実施形態5と比較すれば、従来の画像表示装置では凸シリンドリカルレンズパネルと凹シリンドリカルレンズパネルの間隔がかなり大きくなる。この事が、図50に示した様に漏光が立体画像の品質を劣化させる主な原因である。 In the conventional image display device (Patent Document 1), the distance between the convex cylindrical lens panel and the concave cylindrical lens panel is preferably about the focal length of these lenses. When the lens medium is a general resin, the refractive index is about 1.5, which means that the distance between the two panels is preferably about three times the lens curvature radius. Compared with the first to fifth embodiments, the distance between the convex cylindrical lens panel and the concave cylindrical lens panel is considerably increased in the conventional image display apparatus. This is the main cause of light leakage that degrades the quality of a stereoscopic image, as shown in FIG.
画像面に近い方が凸シリンドリカルレンズのパネルで、光の出射側が凹シリンドリカルレンズのパネルの構成についても、一般的な構成を図36に示す。図36において、3601および3602は一般樹脂で形成された透明板、3603は画像面である。3604はレンズ中心線であり、3605および3606はナノコンポジット樹脂などの高屈折率樹脂で形成されたレンズ部分である。
FIG. 36 shows a general configuration of the configuration of the convex cylindrical lens panel closer to the image plane and the light emission side of the concave cylindrical lens panel. In FIG. 36, 3601 and 3602 are transparent plates made of general resin, and 3603 is an image surface.
従来の画像表示装置において、凸シリンドリカルレンズのレンズ部分が剛性の高い一般樹脂で構成される場合を説明する。平面画像表示の際は、実施形態1ないし実施形態3と同様に、凸シリンドリカルレンズのレンズ境界と、凹シリンドリカルレンズのレンズ境界が略接触する様にし、視野角内の光線が全反射しない様にレンズ幅を制限する。また、凸シリンドリカルレンズ面あるいは凹シリンドリカルレンズ面に導電性薄膜を形成して、静電気の蓄積を防止する事が好ましい。 In the conventional image display device, a case where the lens portion of the convex cylindrical lens is made of a general resin having high rigidity will be described. When displaying a planar image, as in the first to third embodiments, the lens boundary of the convex cylindrical lens and the lens boundary of the concave cylindrical lens are substantially in contact with each other so that light rays within the viewing angle are not totally reflected. Limit the lens width. Further, it is preferable to prevent accumulation of static electricity by forming a conductive thin film on the convex cylindrical lens surface or the concave cylindrical lens surface.
図36の様な構成も、図20を用いて解析する事ができる。この場合は、透明板とレンズ部の境界から凸シリンドリカルレンズの頂部までの厚さをHとする。画像面側が凹シリンドリカルレンズでも凸シリンドリカルレンズでも、画像面2003側のレンズ形状をF(X)と表し、対向するレンズ形状をG(X)+Dで表す。この関数F(X)およびG(X)を適切に設定する事で、凹シリンドリカルレンズや凸シリンドリカルレンズを表す事ができ、非球面レンズ形状も適切に表す事ができる。
The configuration as shown in FIG. 36 can also be analyzed using FIG. In this case, the thickness from the boundary between the transparent plate and the lens portion to the top of the convex cylindrical lens is H. Whether the image surface side is a concave cylindrical lens or a convex cylindrical lens, the lens shape on the
また、従来の画像表示装置においても、(数20)ないし(数34)を用いて近軸近似を求める事ができる。ただし、Xが正の時は凸シリンドリカルレンズのレンズ中心線近傍の勾配は負(σ=−1)であり、(数35)および(数36)は(数64)の様に表される。
(数64) D=nR/〔(n−1){(n−1)(L/R)−n}〕
Also in a conventional image display device, paraxial approximation can be obtained using (Equation 20) to (Equation 34). However, when X is positive, the gradient near the lens center line of the convex cylindrical lens is negative (σ = −1), and (Equation 35) and (Equation 36) are expressed as (Equation 64).
(Equation 64) D = nR / [(n-1) {(n-1) (L / R) -n}]
従来の画像表示装置(特許文献1)においても放物線で良く近似できるレンズ形状を用いる。簡単のために、凹シリンドリカルレンズと凸シリンドリカルレンズは同じ形状とする。球面関数F(X)およびG(X)は(数65)で表される。
(数65) F(X)=G(X)=C+H−(1/2R)X2
Also in the conventional image display device (Patent Document 1), a lens shape that can be approximated by a parabola is used. For simplicity, the concave cylindrical lens and the convex cylindrical lens have the same shape. The spherical functions F (X) and G (X) are expressed by (Equation 65).
(Expression 65) F (X) = G (X) = C + H− (1 / 2R) X 2
図20および(数3)ないし(数17)を用いてシミュレーションする。ここで、R=1として寸法を規格化して表す。従来の画像表示装置(特許文献1)が主張する様に、凸シリンドリカルレンズと凹シリンドリカルレンズの間隔がレンズの焦点距離程度である。その条件は(数64)よりn1=n2=1.5、C+H=5、D=3である。実施形態1と同様にW=1.19とする。シミュレーションした結果を図37に示す。(数6)および(数11)はXの2次方程式になり代数的に解を求める事ができる。横軸は画像面の点から出る光が透明板とレンズ部の仮想境界面に入射する位置(X1)、縦軸は凸シリンドリカルレンズパネルから出射する角度(ν)である。画像面の点(レンズ中心線2004から距離δ)として、0、W/4、W/2の3つの場合を示している。画像面の点(レンズ中心線2004から距離δ)が3W/4およびWからの光は、隣接する凹シリンドリカルレンズから出射するので図37には示していない。 Simulation is performed using FIG. 20 and (Equation 3) to (Equation 17). Here, the dimensions are normalized and represented as R = 1. As the conventional image display device (Patent Document 1) claims, the distance between the convex cylindrical lens and the concave cylindrical lens is about the focal length of the lens. The conditions are n1 = n2 = 1.5, C + H = 5, and D = 3 from (Equation 64). As in the first embodiment, W = 1.19. The simulation result is shown in FIG. (Equation 6) and (Equation 11) become a quadratic equation of X, and a solution can be obtained algebraically. The horizontal axis is the position (X1) where the light emitted from the point on the image plane enters the virtual boundary surface between the transparent plate and the lens unit, and the vertical axis is the angle (ν) emitted from the convex cylindrical lens panel. Three cases of 0, W / 4, and W / 2 are shown as points on the image plane (distance δ from the lens center line 2004). The light from the point on the image plane (distance δ from the lens center line 2004) is 3W / 4 and W is not shown in FIG. 37 because it is emitted from the adjacent concave cylindrical lens.
図37より、凹シリンドリカルレンズのパネルから出射する光線角度は非常に大きくなり、また、平行度が高い事が分かる。しかし、図50に示した様に、隣接する凸シリンドリカルレンズに対応する画像面の点から出て、隣接する凸シリンドリカルレンズ表面で屈折して、注目している凹シリンドリカルレンズに漏れてくる光(漏光)が多く、立体画像の品質は著しく劣化する。 From FIG. 37, it can be seen that the angle of light emitted from the panel of the concave cylindrical lens is very large and the parallelism is high. However, as shown in FIG. 50, light exits from a point on the image plane corresponding to the adjacent convex cylindrical lens, is refracted on the surface of the adjacent convex cylindrical lens, and leaks to the concave cylindrical lens of interest ( There is much light leakage), and the quality of the stereoscopic image is significantly deteriorated.
<実施形態6>
従来の画像表示装置においても、凸シリンドリカルレンズパネルと凹シリンドリカルレンズパネルの間隔を小さくできれば、漏光を少なくできる。実施形態6は、非球面レンズ形状が放物線で良く近似できる場合である。簡単のため、凹シリンドリカルレンズと凸シリンドリカルレンズは同じ形状であり、放物線関数F(X)およびG(X)は(数65)で表される。また、透明板とレンズ部が共に一般樹脂(屈折率n=1.5)で形成される。
<
Also in a conventional image display device, light leakage can be reduced if the distance between the convex cylindrical lens panel and the concave cylindrical lens panel can be reduced. The sixth embodiment is a case where the aspheric lens shape can be approximated by a parabola. For simplicity, the concave cylindrical lens and the convex cylindrical lens have the same shape, and the parabolic functions F (X) and G (X) are expressed by (Equation 65). Further, both the transparent plate and the lens portion are formed of a general resin (refractive index n = 1.5).
図20および(数3)ないし(数17)を用いてシミュレーションする。ここで、R=1として寸法を規格化して表す。n1=n2=1.5、C+H=12とすれば、(数64)よりD=0.67と小さくなる。実施形態1と同様にW=1.19とする。シミュレーションした結果を図38に示す。(数6)および(数11)はXの2次方程式になり代数的に解を求める事ができる。横軸は画像面の点から出る光が透明板とレンズ部の仮想境界面に入射する位置(X1)、縦軸は凸シリンドリカルレンズパネルから出射する角度(ν)である。画像面の点(レンズ中心線2004から距離δ)として、0、W/4、W/2、3W/4、Wの5つの場合を示している。δ=3W/4およびδ=Wは、隣接するシリンドリカルレンズに対応する画像面の点からの光である。 Simulation is performed using FIG. 20 and (Equation 3) to (Equation 17). Here, the dimensions are normalized and represented as R = 1. If n1 = n2 = 1.5 and C + H = 12, then D = 0.67 from Equation 64. As in the first embodiment, W = 1.19. The simulation result is shown in FIG. (Equation 6) and (Equation 11) become a quadratic equation of X, and a solution can be obtained algebraically. The horizontal axis is the position (X1) where the light emitted from the point on the image plane enters the virtual boundary surface between the transparent plate and the lens unit, and the vertical axis is the angle (ν) emitted from the convex cylindrical lens panel. As the points on the image plane (distance δ from the lens center line 2004), five cases of 0, W / 4, W / 2, 3W / 4, and W are shown. δ = 3W / 4 and δ = W are light from a point on the image plane corresponding to the adjacent cylindrical lens.
図12の様に、画像面に表示する多視点画像の中心をレンズ中心線の外側にシフトさせれば、画像面の点(δ=3W/4)から出た光も視野角の中に入る。出射光の平行度は高いが、視野角は±0.15ラジアン(±9度)と小さい。この場合、凸シリンドリカルレンズと凹シリンドリカルレンズの間隔は小さく、レンズ中心近傍の曲率半径より小さく、図50の様な漏光は殆どなくなる。 If the center of the multi-viewpoint image displayed on the image plane is shifted to the outside of the lens center line as shown in FIG. 12, the light emitted from the point (δ = 3W / 4) on the image plane also enters the viewing angle. . Although the parallelism of the emitted light is high, the viewing angle is as small as ± 0.15 radians (± 9 degrees). In this case, the distance between the convex cylindrical lens and the concave cylindrical lens is small and smaller than the radius of curvature in the vicinity of the lens center, and there is almost no light leakage as shown in FIG.
実施形態6では、レンズ形状として放物線で近似できる場合を示したが、それに限らない。レンズ形状が楕円、放物線、双曲線、偶関数、あるいはそれらの組み合わせでも良い。 In the sixth embodiment, the case where the lens shape can be approximated by a parabola is shown, but the present invention is not limited to this. The lens shape may be an ellipse, a parabola, a hyperbola, an even function, or a combination thereof.
図36の様な構成においても、レンズ部のみにナノコンポジット樹脂などの高屈折率樹脂を用いれば、レンズ幅を大きくせずに視野角を維持できる。また、凸シリンドリカルレンズのレンズ中心近傍の曲率半径を、凹シリンドリカルレンズのレンズ中心近傍の曲率半径より少し大きくして、平面画像の品質を向上できる。
<実施形態7>
Even in the configuration as shown in FIG. 36, if a high refractive index resin such as a nanocomposite resin is used only for the lens portion, the viewing angle can be maintained without increasing the lens width. In addition, the radius of curvature near the lens center of the convex cylindrical lens is made slightly larger than the radius of curvature near the lens center of the concave cylindrical lens, so that the quality of the planar image can be improved.
<
本発明の実施形態1ないし実施形態6では、レンズにシリンドリカルレンズを用いたが、単レンズを縦横にマトリクス状に並べた「ハエの眼レンズ」を用いても同様の事ができる。「ハエの眼レンズ」を用いれば、画像表示装置を90度回転させても左右の眼で立体画像を認識できる様になる。
In
その様な「ハエの眼レンズ」のパネルを図39に示す。図39において、3901は単凸レンズ、3902は単凸レンズアレイである。この単凸レンズと逆の形状の単凹レンズアレイも準備し、それらの単凸レンズアレイパネルと単凹レンズアレイパネルを一組にして、単凸レンズアレイパネルあるいは単凹レンズアレイパネルを移動させて、立体表示と平面表示を切り換える事ができる。 A panel of such a “fly eye lens” is shown in FIG. In FIG. 39, 3901 is a single convex lens, and 3902 is a single convex lens array. A single-concave lens array having a shape opposite to that of this single-convex lens is also prepared, and the single-convex lens array panel or the single-concave lens array panel is moved as a set to move the single-convex lens array panel or the single-concave lens array panel. The display can be switched.
以上に開示した実施形態1ないし実施形態7は、いずれも本発明の一例を示したに過ぎず、本発明はこれらの実施形態により制限的に解釈されない。本発明の範囲は上記の実施形態だけではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と同等の意味および範囲内のすべての変更が含まれる。
本発明の画像表示装置は、高品質の立体画像と高品質の平面画像を切り替える機能を有し、携帯立体テレビとして有用である。また、パソコンのモニター、ゲーム機などの用途に応用できる。 The image display device of the present invention has a function of switching between a high-quality stereoscopic image and a high-quality planar image, and is useful as a portable stereoscopic television. It can also be used for applications such as personal computer monitors and game consoles.
101 凹シリンドリカルレンズパネル
102 凸シリンドリカルレンズパネル
103 画像表示部
104 透明パネル
201 凹シリンドリカルレンズパネル
202 凸シリンドリカルレンズパネル
203 画像面
601 凹シリンドリカルレンズ表面
602 凸シリンドリカルレンズ表面
603 レンズ中心線
901 凹シリンドリカルレンズのレンズ境界部における形状
902 画像面からの最大出射角を持つ光線
903 レンズ中心線
1101 凹シリンドリカルレンズ
1102 非球面レンズ部
1103 直線形状部
1201 画像表示装置
1202 画像面
1203 画像表示装置の中央部の多視点画像
1204 画像表示装置の左端部の多視点画像
1205 画像表示装置の右端部の多視点画像
1206 中央の観察者の眼
1207 左端の観察者の眼
1208 右端の観察者の眼
1301 透明板
1302 透明板
1303 画像面
1304 レンズ中心線
1305 レンズ部
1306 レンズ部
1401 凹シリンドリカルレンズパネル
1402 凸シリンドリカルレンズパネル
1403 導電性透明薄膜
1501 ダイヤモンド・バイト
1502 無電解ニッケル・メッキ板
1503 金型
1504 凸シリンドリカルレンズパネル
1505 金型
1506 凹シリンドリカルレンズパネル
1901 透明板
1902 高屈折率樹脂
1903 金型
1904 紫外線ランプ
1905 紫外線
2001 透明板
2002 透明板
2003 画像面
2004 レンズ中心線
2005 レンズ部
2006 レンズ部
2201 画像表示装置の表示部
2202 左端の観察者の眼
2203 中央の観察者の眼
2204 右端の観察者の眼
2401 透明板
2402 透明板
2403 画像面
2404 レンズ中心線
2405 レンズ部
2406 レンズ部
2407 略平行光
2408 略平行光
2409 非平行光
2410 観察者の眼
2411 略平行光
2412 略平行光
2413 非平行光
2414 略平行光
2415 略平行光
2416 漏光
2701 凹シリンドリカルレンズ表面
2702 画像面
2703 レンズ中心線
2704 レンズ中心線
2705 多視点画像
2706 1組の多視点画像の端部画素
2707 1組の多視点画像の端部画素
3601 透明板
3602 透明板
3603 画像面
3604 レンズ中心線
3605 レンズ部
3606 レンズ部
3901 単レンズ
3902 ハエの眼レンズ
4001 シリンドリカルレンズ
4101 レンチキュラーレンズ
4102 画像表示部
4103 透明パネル
4201 被写体
4202 カメラ
4203 カメラ
4204 カメラ
4205 カメラ
4206 カメラ
4301 合成した多視点画像
4302 カメラ4202で撮像した画像
4303 カメラ4203で撮像した画像
4304 カメラ4204で撮像した画像
4305 カメラ4205で撮像した画像
4306 カメラ4206で撮像した画像
4401 シリンドリカルレンズ
4402 画像面
4403 多視点画像
4404 右眼
4405 左眼
4406 略平行光
4407 略平行光
4408 略平行光
4409 略平行光
4701 凸シリンドリカルレンズパネル
4702 凹シリンドリカルレンズパネル
4703 画像表示部
4704 透明パネル
4801 凸シリンドリカルレンズパネル
4802 凹シリンドリカルレンズパネル
4803 画像面
5001 凸シリンドリカルレンズパネル
5002 凹シリンドリカルレンズパネル
5003 略平行光
5004 略平行な漏光
101 Convex Cylindrical Lens Panel 102 Convex Cylindrical Lens Panel 103 Image Display Unit 104 Transparent Panel 201 Concave Cylindrical Lens Panel 202 Convex Cylindrical Lens Panel 203 Image Surface 601 Concave Cylindrical Lens Surface 602 Convex Cylindrical Lens Surface 603 Lens Center Line 901 Concave Cylindrical Lens Lens Shape at boundary 902 Ray having maximum emission angle from image plane 903 Lens center line 1101 Concave cylindrical lens 1102 Aspherical lens section 1103 Linear shape section 1201 Image display apparatus 1202 Image plane 1203 Multi-viewpoint image at the center of the image display apparatus 1204 Multi-viewpoint image at the left end of the image display device 1205 Multi-viewpoint image at the right end of the image display device 1206 Eye of the central observer 1207 View of the left end Eye 1208 of the rightmost observer 1301 Transparent plate 1302 Transparent plate 1303 Image plane 1304 Lens center line 1305 Lens portion 1306 Lens portion 1401 Concave cylindrical lens panel 1402 Convex cylindrical lens panel 1403 Conductive transparent thin film 1501 Diamond bite 1502 None Electrolytic nickel plated plate 1503 Mold 1504 Convex cylindrical lens panel 1505 Mold 1506 Concave cylindrical lens panel 1901 Transparent plate 1902 High refractive index resin 1903 Mold 1904 Ultraviolet lamp 1905 Ultraviolet 2001 Transparent plate 2002 Transparent plate 2003 Image plane 2004 Lens center line 2005 Lens unit 2006 Lens unit 2201 Display unit 2202 of the image display device 2202 Eye of the leftmost observer 2203 Eye of the observer at the center 204 Eye of observer at right end 2401 Transparent plate 2402 Transparent plate 2403 Image plane 2404 Lens center line 2405 Lens portion 2406 Lens portion 2407 substantially parallel light 2408 substantially parallel light 2409 non-parallel light 2410 observer's eye 2411 substantially parallel light 2412 substantially parallel Light 2413 non-parallel light 2414 substantially parallel light 2415 substantially parallel light 2416 light leakage 2701 concave cylindrical lens surface 2702 image surface 2703 lens center line 2704 lens center line 2705 multi-view image 2706 end pixel of one set of multi-view image 2707 one set Edge pixels of multi-viewpoint image 3601 Transparent plate 3602 Transparent plate 3603 Image plane 3604 Lens center line 3605 Lens portion 3606 Lens portion 3901 Single lens 3902 Fly's eye lens 4001 Cylindrical lens 4101 Ren Curular lens 4102 Image display unit 4103 Transparent panel 4201 Subject 4202 Camera 4203 Camera 4204 Camera 4205 Camera 4206 Camera 4301 Composite multi-viewpoint image 4302 Image captured by the camera 4202 4303 Image captured by the camera 4203 4304 Image captured by the camera 4204 4305 Camera Image captured by 4205 4306 Image captured by camera 4206 4401 Cylindrical lens 4402 Image plane 4403 Multi-viewpoint image 4404 Right eye 4405 Left eye 4406 Substantially parallel light 4407 Substantially parallel light 4408 Substantially parallel light 4409 Substantially parallel light 4701 Convex cylindrical lens panel 4702 Concave cylindrical lens panel 4703 Image display unit 4704 Transparent panel 4801 Convex cylindrical lens panel Nell 4802 Concave cylindrical lens panel 4803 Image surface 5001 Convex cylindrical lens panel 5002 Concave cylindrical lens panel 5003 Substantially parallel light 5004 Substantially parallel light leakage
Claims (15)
The image display device according to claim 1, wherein the concave lens and the convex lens are single lenses.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008232083A JP2010068202A (en) | 2008-09-10 | 2008-09-10 | Image display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008232083A JP2010068202A (en) | 2008-09-10 | 2008-09-10 | Image display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010068202A true JP2010068202A (en) | 2010-03-25 |
Family
ID=42193399
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008232083A Pending JP2010068202A (en) | 2008-09-10 | 2008-09-10 | Image display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010068202A (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101269672B1 (en) | 2010-07-15 | 2013-05-30 | 주식회사 엘지화학 | Optical film having enhanced optical performance and back light unit comprising the same |
KR20200139680A (en) * | 2018-02-27 | 2020-12-14 | 루킹 글라스 팩토리 인크. | Super stereoscopic display with improved off-angle separation |
US11415935B2 (en) | 2020-06-23 | 2022-08-16 | Looking Glass Factory, Inc. | System and method for holographic communication |
US11415728B2 (en) | 2020-05-27 | 2022-08-16 | Looking Glass Factory, Inc. | System and method for holographic displays |
US11449004B2 (en) | 2020-05-21 | 2022-09-20 | Looking Glass Factory, Inc. | System and method for holographic image display |
US11849102B2 (en) | 2020-12-01 | 2023-12-19 | Looking Glass Factory, Inc. | System and method for processing three dimensional images |
EP4155808A4 (en) * | 2020-05-22 | 2023-12-20 | Beijing Ivisual 3D Technology Co., Ltd. | Lens, grating, display panel, and display |
-
2008
- 2008-09-10 JP JP2008232083A patent/JP2010068202A/en active Pending
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101269672B1 (en) | 2010-07-15 | 2013-05-30 | 주식회사 엘지화학 | Optical film having enhanced optical performance and back light unit comprising the same |
KR20200139680A (en) * | 2018-02-27 | 2020-12-14 | 루킹 글라스 팩토리 인크. | Super stereoscopic display with improved off-angle separation |
JP2021516517A (en) * | 2018-02-27 | 2021-07-01 | ルッキング グラス ファクトリー, インコーポレイテッドLooking Glass Factory, Inc. | Super stereoscopic display with enhanced off-angle separation |
JP7096371B2 (en) | 2018-02-27 | 2022-07-05 | ルッキング グラス ファクトリー,インコーポレイテッド | Super stereoscopic display with enhanced off-angle separation |
KR102416197B1 (en) * | 2018-02-27 | 2022-07-05 | 루킹 글라스 팩토리 인크. | Hyperstereoscopic Display with Enhanced Off-Angle Separation |
US11683472B2 (en) | 2018-02-27 | 2023-06-20 | Looking Glass Factory, Inc. | Superstereoscopic display with enhanced off-angle separation |
US11449004B2 (en) | 2020-05-21 | 2022-09-20 | Looking Glass Factory, Inc. | System and method for holographic image display |
US11754975B2 (en) | 2020-05-21 | 2023-09-12 | Looking Glass Factory, Inc. | System and method for holographic image display |
EP4155808A4 (en) * | 2020-05-22 | 2023-12-20 | Beijing Ivisual 3D Technology Co., Ltd. | Lens, grating, display panel, and display |
US11415728B2 (en) | 2020-05-27 | 2022-08-16 | Looking Glass Factory, Inc. | System and method for holographic displays |
US11415935B2 (en) | 2020-06-23 | 2022-08-16 | Looking Glass Factory, Inc. | System and method for holographic communication |
US11849102B2 (en) | 2020-12-01 | 2023-12-19 | Looking Glass Factory, Inc. | System and method for processing three dimensional images |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4283339B2 (en) | Stereoscopic image display device | |
RU2507550C2 (en) | Optical assembly and autostereoscopic display device based thereon | |
TWI417575B (en) | Electrically-driven liquid crystal lens and stereoscopic display using the same | |
CN108139591B (en) | Three-dimensional display panel, three-dimensional display apparatus including the same, and method of manufacturing the same | |
US9784890B2 (en) | Lens array sheet having glass base and nanoparticle-containing resin lens array layer without a resin planar layer therebetween | |
JP2010068202A (en) | Image display device | |
US20100027113A1 (en) | Display device | |
US20070296896A1 (en) | Lenticular lens array and image display device including the same | |
US9500874B2 (en) | Liquid crystal optical element and image display apparatus including the same | |
JP5500478B2 (en) | Lenticular lens, image display method, image display apparatus, and lenticular lens manufacturing method | |
US9383488B2 (en) | Color filter substrate, manufacturing method therefor and 3D display device | |
KR20120091646A (en) | Frenel lens structure and 2d-3d switchable autostereoscopic display apparatus | |
JP2014503839A (en) | 3D display without glasses | |
WO2019085006A1 (en) | Microlens array thin film and display module | |
US20140285885A1 (en) | Lens designs for integral imaging 3d displays | |
CN113302550A (en) | Lens with gradient | |
JP2018136525A (en) | Lenticular lens sheet for naked eye 3D and liquid crystal display module for naked eye 3D | |
TWI476449B (en) | Naked-eye 3-d rear projection display device | |
JP5272271B2 (en) | Image display | |
JPWO2008114813A1 (en) | Image display device and panel manufacturing method | |
JP2012185500A (en) | Microstructure optical phase shifting film and lens | |
JP2009037079A (en) | Image display apparatus | |
TW201330594A (en) | Prism array to mitigate moire effect in autostereoscopic displays | |
Tan et al. | Low-crosstalk super multi-view lenticular printing using triplet lenticular lens | |
TWM505616U (en) | 3D display layer and 3d display structure thereof |