JP2011154337A

JP2011154337A - 立体映像結像装置

Info

Publication number: JP2011154337A
Application number: JP2010086204A
Authority: JP
Inventors: Yu Chou Yeh; 葉裕洲
Original assignee: J Touch Corp
Current assignee: J Touch Corp
Priority date: 2010-01-25
Filing date: 2010-04-02
Publication date: 2011-08-11
Also published as: KR101103463B1; TW201126204A; US20110182570A1; KR20110087189A

Abstract

【課題】立体映像結像装置を提供する。
【解決手段】レンズアレーユニット１０と、基材２０および表示ユニット３０を含み、レンズアレーユニット１０は複数のレンズ部品１１を備え、基材２０の表面には複数の光遮蔽部品２１が設けられ、それらの光遮蔽部品２１は、基材２０の上側表面や下側表面などに設けられ、レンズ部品１１の間隔に対応して部品間隔おきに配置される。基材２０は、レンズアレーユニット１０の上方や下方に設けられ、または累層構造の厚さの減少と製造工程の簡単化するために、基材２０はレンズアレーユニット１０と一体化形成してもよい、その基材構造自身を省略して、それらの光遮蔽部品２１をレンズアレーユニット１０の入射面側に直接に設けられてもよい。本発明の立体映像結像装置によれば、迷光の生成を避けさせ、立体映像の鮮明度を向上でき、および高輝度を保持できる表示効果が得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、映像結像分野に関し、特に迷光の生成を避け、立体映像の鮮明度を向上できる立体映像結像装置に関する。

従来の立体映像表示技術投射型の原理としては、右眼用映像と左眼用映像を表示装置に投影して、右眼および左眼にてそれぞれの映像をレンズアレーユニット取得して、最後に脳の中に１つの立体映像になる両眼視差（Ｂｉｎｏｃｕｌａｒｄｉｓｐａｒｉｔｙ）利用の方式が、一般に用いられている。現在使用されている３Ｄ表示技術に用いる装置としては、メガネ方式の立体視ディスプレー（ＳｔｅｒｅｏｓｃｏｐｉｃＤｉｓｐｌａｙ）と裸眼でも立体視できる無メガネ方式の自動立体視ディスプレー（ＡｕｔｏｓｔｅｒｅｏｓｃｏｐｉｃＤｉｓｐｌａｙ）と２つに大別され、メガネ方式の方法として、偏光メガネを用いる偏光方式と、シャッターメガネを用いる時分割方式が知られている。また、無メガネ方式の自動立体視表示技術としては、その構造によって柱状レンズを用いるレンチキュラー（Ｌｅｎｔｉｃｕｌａｒ）方式とパララックスバリア（ＰａｒａｌｌａｘＢａｒｒｉｅｒ）方式と二種類に分けることができる。上記した二種類の方式に用いられる構造は、それぞれ長所と短所があり、柱状レンズを用いるレンチキュラー方式は、多数のストライプ状の凸レンズで１つの軸方向に連続配置して光学の屈折原理を利用し、左右の眼にそれぞれ互いに視差を有する左眼用映像と右眼用映像のみが見えるようにすることで、左右視差が形成され立体視が可能となり、パララックスバリア方式と比べれば、光の屈折を利用して光スプリッター目的を達するため、光がより損失が少なく、輝度が優れている長所があるが、レンズ構造の縁側には制限があるため、屈折効果が不足している、または柱状レンズを作製の誤差により、レンズ表面が平坦化しにくいなどの原因で、迷光が生成して、一部のぼやけた立体映像を引き起し、全体の３Ｄの映像効果に影響を与えてしまい。また、パララックスバリア方式は、配置したバリア材により所与の角度の光のみ射出を制限し、所与の角度の光のみで生成された右眼用映像と左眼用映像を表示装置に投影して、右眼および左眼にてそれぞれの映像を取得して、立体映像を生成させるため、柱状レンズと比べれば、単眼映像がより鮮明であるが、先天的な構造特徴により、全体輝度の低下や映像の解像度の低降という欠点につながる。

上記した問題を解消するために、特許文献１「ＤｉｓｐｌａｙＤｅｖｉｃｅａｎｄＬｅｎｔｉｃｕｌａｒＳｈｅｅｔｏｆｔｈｅＤｉｓｐｌａｙＤｅｖｉｃｅａｎｄＭｅｔｈｏｄＴｈｅｒｅｏｆ」に開示されている表示装置のように、画素アレーを備える表示パネルと、柱状レンズ層とを含み、その柱状レンズ層の各レンズは第１表面、第２表面および第３表面からなり、それらのレンズの出射面は従来の円弧構造ではなく、台形構造を採用するため、光線の互いの干渉を抑制しつつ、光線の輝度分布などの問題を解消できる。

また、特許文献２「光を阻止する特徴を設けることによるレンチキュラーの設計の改善」に開示されている立体映像表示装置は、複数の柱状レンズを備えたレンチキュラー構造を含み、そのレンチキュラー構造は、光源から入射する光に面する第１表面と、出射光線に面する第２表面および光を吸収する繰り返しのパターンを含み、その光を吸収する繰り返しのパターンは、レンチキュラー構造の第二の表面に設けられる。また、その光を吸収する繰り返しのパターンとしては、これらのレンチキュラー構造の間の凹溝へと直接的に設けられた本質的に黒色の縞模様を含み、そのレンチキュラー構造によれば、迷光の生成問題を解消できるが、製造方法が複雑ため、実施上の困難という問題点がある。

米国特許出願公開第２００９／０２６２４１８号明細書国際公開第２００７／０３９８６８号パンフレット

上記した要望に応じるために、本発明者らは長年鋭意研究を重ねた結果、一種の斬新的な立体映像結像装置を完成するに至った。

鮮明な立体映像を生成し得る立体映像結像装置を提供することを本発明の目的とする。

立体映像の迷光を低降でき、鮮明な立体映像を生成し得る立体映像結像装置を提供することを本発明の目的とする。

立体映像の輝度を低降することなく、鮮明な立体映像を生成し得る立体映像結像装置を提供することを本発明の目的とする。

上記課題を解消するため、本発明の立体映像結像装置は、レンズアレーユニットと、表面には複数の光遮蔽部品が設けられる基材および表示ユニットを含む。

そのレンズアレーユニットは、複数のレンズ部品を備え、当該レンズ部品は、入射光面および出射光面を有する。レンズ部品は、表示ユニットが表示する画素映像を当該レンズ部品の屈折により、所定の方向に向き、観覧者の両眼に伝送させて立体映像を生成するために、水平方向に沿いて配置する。

基材の材料はガラス、ポリエチレン・テレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ，ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ，ＰＣ）、ポリエチレン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ，ＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｃｈｌｏｒｉｄｅ，ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ，ＰＰ）、ポリスチレン（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ，ＰＳ）、ポリメタクリル酸メチル（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ，ＰＭＭＡ）、シクロオレフィン共重合体（ｃｙｃｌｏｏｌｅｆｉｎｃｏｐｏｌｙｍｅｒ，ＣＯＣ）より選択され、基材では、そのいずれかの選択された材料からなる透明板材の群から選ばれる。

基材の片側表面には複数の光遮蔽部品が設けられ、例えばその基材の上側表面もしくは、その基材の下側表面に設けることができる。当該光遮蔽部品はスパッタリングなどの物理的気相成長法を利用してその基材の表面に形成してもよい、または複数の光遮蔽部品が設けられる薄膜体をその基材の表面に貼り合せてもよい。

その基材とその基材の上に設置された当該光遮蔽部品はそのレンズアレーユニットの出射光面の上方に配置してもよい、またはそのレンズアレーユニットの入射光面の下方に配置してもよい。

当該光遮蔽部品は、迷光の生成を低降させる効果が得られるために、そのレンズアレーユニットにあるレンズ部品と別のレンズ部品との間の部品間隔おきに対応して配置される。

また、製造工程を簡単化し、構造の累層厚さを減少する効果が得られるために、その基材はそのレンズアレーユニットと一体化形成される構造であってもよい、またはその基材を直接に省略して設置してもよいように、レンズアレーユニットの入射光面に直接にスパッタリングや膜貼りの方式により、複数の光遮蔽部品を設けることができる。

表示ユニットはレンズアレーユニットと基材の下方に設けられ、立体映像を生成し得る多重映像を表示させるに用いる。その多重映像は、上記したようなレンズアレーユニットおよび光遮蔽部品を通過した後、観覧者の右眼および左眼にそれぞれの映像を伝送して、立体映像の効果を実現し、かつ当該映像は、光遮蔽部品にて、不必要な迷光をろ過して観覧者から見られる立体映像をより鮮明的で、従来の立体映像を表示するように全体映像の輝度を低降することもない。

本発明の第１の実施例の斜視図である。本発明の第１の実施例の縦断側面図である。本発明の第２の実施例の縦断側面図である。本発明の第３の実施例の縦断側面図である。本発明の第４の実施例の縦断側面図である。本発明の第５の実施例の縦断側面図である。

本発明をより完全に理解するために、その詳細な内容について以下の説明及び添付図面が参照される。

図１は第１の実施例の斜視図であり、図２は、第１の実施例の縦断側面図であり、図３は、第２の実施例の縦断側面図である。図示の如く、本発明の立体映像結像装置はレンズアレーユニット１０と、基材２０および表示ユニット３０を含む。

レンズアレーユニット１０は、複数のレンズ部品１１を備え、当該レンズ部品１１は、水平方向に沿いて配置される。

基材２０は、レンズアレーユニット１０の下方箇所に設けられ、基材２０の材料はガラス、ポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、シクロオレフィン共重合体（ＣＯＣ）より選択され、基材２０では、そのいずれかの選択された材料からなる透明板材の群から選ばれる。

基材２０の片側表面には複数の光遮蔽部品２１が設けられ、それらの光遮蔽部品２１は、図２に示すようにその基材２０の上側表面に設けることができ、図３に示すようにその基材２０の下側表面に設けることもできる。それらの光遮蔽部品２１を配置する位置は、レンズアレーユニット１０にあるレンズ部品１１と別のレンズ部品１１との間の部品間隔おきに設置するか、もしくはそれらのレンズ部品１１の縁側に設置してもよい。その配置方式としては、レンズアレーユニット１０を設置する水平方向と同一方向に沿いて間隔おきに配置する方式を採用する。

それらの光遮蔽部品２１はスパッタリングなどの物理的気相成長法を利用してその基材２０の上に形成してもよい、あるいは複数の光遮蔽部品が設けられる薄膜体をその基材２０の表面に貼り合せてもよい。

また、表示ユニット３０はレンズアレーユニット１０と基材２０の下方に設けられ、立体映像を生成し得る多重映像を表示させるに用いる。

表示ユニット３０は陰極線管（ＣａｔｈｏｄｅＲａｙＴｕｂｅ，ＣＲＴ）ディスプレー、液晶ディスプレー（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ，ＬＣＤ）、プラズマディスプレー（ＰｌａｓｍａＤｉｓｐｌａｙＰａｎｅｌ，ＰＤＰ）、表面伝導型電子放出ディスプレイ（ＳｕｒｆａｃｅｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎＥｌｅｃｔｒｏｎ−ｅｍｉｔｔｅｒＤｉｓｐｌａｙ，ＳＥＤ）、電界放出ディスプレー（ＦｉｅｌｄＥｍｉｓｓｉｏｎＤｉｓｐｌａｙ，ＦＥＤ）、真空蛍光ディスプレー（ＶａｃｕｕｍＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔＤｉｓｐｌａｙ，ＶＦＤ）、有機ＥＬディスプレー（ＯｒｇａｎｉｃＬｉｇｈｔ−ＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ，ＯＬＥＤ）または電子ペーパー（Ｅ−Ｐａｐｅｒ）のいずれかであることが好ましい。

本発明の立体映像結像原理は、表示ユニット３０が処理した多重映像Ｌをそれらのレンズ部品１１の光学屈折原理により、それらの映像光源を所定の方向に向き、観覧者Ｅの左右両眼に伝送させて脳の中にて立体映像の効果を生成する。しかしレンズは光学構造の欠点があるため、レンズとレンズとの間の間隔部や、単一レンズの縁側などのような波谷の位置にて、光線屈折効果が不足しているが原因で、それらの領域を通過し、屈折して出射する光線の方向性を制御困難かつ迷光になってしまう。このような光学構造によって引き起した欠点を改善するために、各レンズの隙間（スリット）にそれらの迷光をろ過できる光遮蔽部品２１をそれぞれ設置される。これにより、生成した立体映像はより鮮明的で収差を小さくすることができ、かつ立体映像を表示させる時には高輝度を保持できる。

図４は、第３の実施例の縦断側面図であり、図５は、第４の実施例の縦断側面図である。図示の如く、本発明の立体映像結像装置はレンズアレーユニット１０と、基材２０および表示ユニット３０を含む。

また、レンズアレーユニット１０は、複数のレンズ部品１１を備え、当該レンズ部品１１は、水平方向に沿いて配置される。

上記した第１と第２の実施例と異なって、基材２０はレンズアレーユニット１０の上方箇所に設けられ、基材２０の材料としはガラス、ポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、シクロオレフィン共重合体（ＣＯＣ）より選択され、基材２０では、そのいずれかの選択された材料からなる透明板材の群から選ばれる。

基材２０の片側表面には複数の光遮蔽部品２１が設けられ、それらの光遮蔽部品２１は、図４に示すようにその基材２０の上側表面に設けることができ、または図５に示すようにその基材２０の下側表面に設けることもできる。それらの光遮蔽部品２１を配置する位置は、レンズアレーユニット１０にあるレンズ部品１１と別のレンズ部品１１との間の部品間隔おきに設置するか、もしくはそれらのレンズ部品１１の縁側に設置してもよい。その配置方式としては、レンズアレーユニット１０を設置する水平方向と同一方向に沿いて間隔おきに配置する方式を採用する。

表示ユニット３０は陰極線管（ＣＲＴ）ディスプレー、液晶ディスプレー（ＬＣＤ）、プラズマディスプレー（ＰＤＰ）、表面伝導型電子放出ディスプレイ（ＳＥＤ）、電界放出ディスプレー（ＦＥＤ）、真空蛍光ディスプレー（ＶＦＤ）、有機ＥＬディスプレー（ＯＬＥＤ）または電子ペーパー（Ｅ−Ｐａｐｅｒ）のいずれかであることが好ましい。

そのほかに、製造工程を簡単化し、構造の累層厚さを減少する効果が得られるために、基材２０はレンズアレーユニット１０と一体化形成される構造であってもよいし、または図６に本発明の第５の実施例の縦断側面図を示すように、その基材２０を直接に省略して設置してもよい。第５の実施例は、レンズアレーユニット１０と、複数の光遮蔽部品１４および表示ユニット３０を含み、レンズアレーユニット１０は複数のレンズ部品１１を備える。レンズ部品１１は、入射光面１３と出射光面１２を有する。それらの光遮蔽部品１４は、レンズアレーユニット１０の入射光面１３側に設けられ、表示ユニット３０は、レンズアレーユニット１０とそれらの光遮蔽部品１４の下方に設けられる。

また、それらの光遮蔽部品１４はスパッタリングなどの物理的気相成長法を利用してそのレンズアレーユニット１０の入射光面１３側にめっきしてもよい、あるいは複数の光遮蔽部品１４が設けられる薄膜をレンズアレーユニット１０の入射光面１３側に貼り合せてもよい。それらの光遮蔽部品１４は、レンズアレーユニット１０にあるレンズ部品１１と別のレンズ部品１１との間の部品間隔おきに設置するか、もしくはそれらのレンズ部品１１の縁側に設置してもよい。

以上は、発明を実施するための最良の形態の項においてなした具体的な実施態様および実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、当業者は、本発明の精神および添付の特許請求の範囲内で変更して実施することができる。

１０：レンズアレーユニット
１１：レンズ部品
１２：出射光面
１３：入射光面
１４：光遮蔽部品
２０：基材
２１：光遮蔽部品
３０：表示ユニット
Ｅ：観覧者
Ｌ：多重映像

Claims

複数のレンズ部品を備えるレンズアレーユニットと、前記レンズアレーユニットの下方に設けられ、片側の表面には、複数の光遮蔽部品が設けられる基材と、前記基材の下方に設けられ、立体映像を生成し得る多重映像を表示させるに用いる表示ユニットと、を含むことを特徴とする立体映像結像装置。
前記基材は、ガラス、ポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリメタクリル酸メチル (ＰＭＭＡ)、シクロオレフィン共重合体（ＣＯＣ）のいずれかからなる透明板材の群から選ばれることを特徴とする、請求項１に記載の立体映像結像装置。
前記複数の光遮蔽部品は、スパッタリングにより前記基材の上側表面に設けられることを特徴とする、請求項１に記載の立体映像結像装置。
前記複数の光遮蔽部品は、前記基材の上側表面に貼り合せるために前記複数のレンズ部品の部品間隔おきに対応して薄膜体で形成させることを特徴とする、請求項１に記載の立体映像結像装置。
前記複数の光遮蔽部品は、前記基材の下側表面に貼り合せるために前記複数のレンズ部品の部品間隔おきに対応して薄膜体で形成させることを特徴とする、請求項１に記載の立体映像結像装置。
複数の光遮蔽部品を備える薄膜を前記基材の下側表面に貼り合せることを特徴とする、請求項１に記載の立体映像結像装置。
前記複数の光遮蔽部品は、前記複数のレンズ部品の部品間隔おきに対応して配置されることを特徴とする、請求項１に記載の立体映像結像装置。
前記基材は前記レンズアレーユニットと一体化形成される構造であることを特徴とする、請求項５または６に記載の立体映像結像装置。
複数のレンズ部品を備えるレンズアレーユニットと、前記レンズアレーユニットの上方に設けられ、片側の表面には、複数の光遮蔽部品が設けられる基材と、前記レンズアレーユニットの下方に設けられ、立体映像を生成し得る多重映像を表示させるに用いる表示ユニットと、を含むことを特徴とする立体映像結像装置。
前記基材は、ガラス、ポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリメタクリル酸メチル (ＰＭＭＡ)、シクロオレフィン共重合体（ＣＯＣ）のいずれかからなる透明板材の群から選ばれることを特徴とする、請求項９に記載の立体映像結像装置。
前記複数の光遮蔽部品は、スパッタリングにより前記基材の上側表面に設けられることを特徴とする、請求項９に記載の立体映像結像装置。
前記複数の光遮蔽部品は、前記基材の上側表面に貼り合せるために前記複数のレンズ部品の部品間隔おきに対応して薄膜体で形成させることを特徴とする、請求項９に記載の立体映像結像装置。
前記複数の光遮蔽部品は、前記基材の下側表面に貼り合せるために前記複数のレンズ部品の部品間隔おきに対応して薄膜体で形成させることを特徴とする、請求項９に記載の立体映像結像装置。
複数の光遮蔽部品を備える薄膜を前記基材の下側表面に貼り合せることを特徴とする、請求項９に記載の立体映像結像装置。
前記複数の光遮蔽部品は、前記複数のレンズ部品の部品間隔おきに対応して配置されることを特徴とする、請求項９に記載の立体映像結像装置。
入射光面および出射光面を有する複数のレンズ部品を備えるレンズアレーユニットと、前記レンズアレーユニットの前記入射光面に設けられる複数の光遮蔽部品と、前記複数の光遮蔽部品の下方に設けられ、立体映像を生成し得る多重映像を表示させるに用いる表示ユニットと、を含むことを特徴とする立体映像結像装置。
前記複数の光遮蔽部品は、スパッタリングにより前記レンズアレーユニットの入射光面に設けられることを特徴とする、請求項１６に記載の立体映像結像装置。
前記複数の光遮蔽部品は、前記レンズアレーユニットの入射光面に貼り合せるために前記複数のレンズ部品の部品間隔おきに対応して薄膜体で形成させることを特徴とする、請求項１６に記載の立体映像結像装置。
前記複数の光遮蔽部品は、前記複数のレンズ部品の部品間隔おきに対応して配置されることを特徴とする、請求項１６に記載の立体映像結像装置。