JP2013504088A - マルチプルビューディスプレイ - Google Patents
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Abstract
Description
(実施の形態1)
図6aおよび6bは、ディスプレイの画素のアクティブエリアが少ない立体3Dディスプレイの品質を向上させる方法を示す。図6aは、本発明の一実施形態に係るマルチプルビューディスプレイの概略的な平面図である。また、図6bは、図6aのディスプレイ全体の断面図である。ディスプレイは、表示装置(本実施形態では画素型表示装置)の上部に配置された複数の集束レンズ(ここではレンチキュラーレンズ)を有する(表示装置は、TFT(thin film transistor)基板およびCF(colour filter)基板の間に配置された画像表示層(例えば画素型画像表示層)を含むものとして概略的に示されている。表示装置の詳細な構成は、本発明に関連するものではないため、表示装置の詳細は記述しない。)。集束レンズは表示装置とビューウィンドウとの間に配置される。この場合、従来の設計では、間にブラック領域を有する狭いビューウィンドウを生じる(図3aおよび3b)が、新しい方法は、画素の2重画像を生成する新しいレンズ形状を使用することによって、ビューウィンドウを広げる。
図6hは、図6eおよび6fのレンズ設計を有するディスプレイの光学的性能のシミュレーションを示す。図7の場合のように、レンズは、左画素列の分離された2つの画像と、右画素列の分離された2つの画像とを生じる。画素の画像は鮮明であるため、左右の画像間の移行を鮮明にすることができる。
(実施の形態2)
実施形態1において、レンズの領域1が左にずらしたレンズセンター(レンズセンター1)を有し、レンズの領域2が右にずらしたレンズセンター(レンズセンター2)を有する。これにより、レンズは図6cに描かれたような断面を有する。
(実施の形態3)
実施形態1で述べたように、2つの画像が重なるところには、輝度のピークがある。これに対する1つの解決法は、表示装置の第1サブ領域および第2サブ領域を、第1方向(すなわち第1サブ領域および第2サブ領域が互いに離れる方向)に等間隔で配置する。このとき、第1サブ領域および第2サブ領域は、第1方向において、第1サブ領域および第2サブ領域の第1方向におけるピッチの半分と実質的に等しい開口部を有する。図6aに示す方向を向いたディスプレイにおいて、これは、水平方向の画素開口部を、水平方向の画素ピッチのほぼ50%で形成することを意味する。そして、2重画像は、0mmから31mmの視点位置および31mmから62mmの視点位置に形成されるように調整してもよい。このようにして、2重画像は並べられ、重複しない。それゆえ、全ての視点位置に渡って輝度が均一になる。
(実施の形態4)
よく知られているように、球面レンズ表面は、結像のためのレンズに最適な形状ではなく、収差を最小化するために非球面設計がよく使用される。同じことが円筒形レンズについても正しい。2重画像を生成するために、ずれたレンズセンターを使用している場合、レンズの収差を最小化するために、この設計における各領域は「非円筒」形状で形成されてもよい。
(実施の形態5)
前述の実施形態では、2つのレンズ部分が異なるレンズセンター1,2を有することにより、レンズは2重画像を生成すると述べた。しかし、本発明のレンズは、厳密に2つのレンズ部分を有し、表示装置の各部分において2重画像を生成するレンズに限定されない。本発明の別の実施形態に係るディスプレイでは、各レンズは、第1部および第2部に平行であって、上記で定義した第2方向に伸長し、かつ、第1部および第2部のレンズセンターから離れて配置されたレンズセンターを有する別の部分を少なくとも1つ有してもよい。レンズの上記別の部分は、表示装置の各領域において、別の画像を形成する。また、第1画像および第2画像並びに上記別の画像は、第1の方向において互いにずらして形成される。
(実施の形態6)
レンズ領域は、ディスプレイ全体において、任意のパターンで区分されていてもよい。例えば、実施形態1では、各レンズは左右の画素の上部に載置されている。該レンズは分割され、半分が領域1であり、半分が領域2である。レンズをより細かく分割することも可能である。例えば、レンズを1/4に分割し、クォータ1が領域1、クォータ2が領域2、クォータ3が領域1、および、クォータ4が領域2としてもよい。この例を、図12aに示す。
(実施の形態7)
ディスプレイの垂線に対して高い角度(例えば30度以上)でディスプレイを見る場合に良好に機能するレンズを作成することは難しいかもしれない。この場合、ディスプレイに角度依存性散乱器を加えることが有用である。当該散乱器は、軸上の光を透過する一方、高い角度の光または散乱器の軸に対して所定の角度以上の角度で伝播する軸外の光などの、軸外の光を散乱する。この目的に適切な散乱器としては、住友化学株式会社製の”lumisty”(登録商標)という指向性散乱フィルムがよく知られている。このフィルムの情報については、’Proceedings of the International MultiConference of Engineers and Computer Scientists 2010 Vol. I, IMECS 2010, March 17 - 19, 2010, Hong Kong, Tabletop Life Review Therapy System Using Olfactory Display for Presenting Flavor, by Masahiro Nishiguchi, Kunio Sakamoto, Shusaku Nomura, Tetsuya Hirotomi, Kuninori Shiwaku and Masahito Hirakawa’から利用可能である。そのため、ディスプレイを高角度で見る場合、レンズによって生成された光の指向性は完全に散乱され、有用な2D画像が生成される。図13は、本発明の本実施形態に係るマルチプルビューディスプレイの断面図である。図3に示すように、軸外散乱フィルムは画素とレンチキュラーレンズとの間に配置される。
(実施の形態8)
いくつかの3Dディスプレイは、横向きまたは縦向きで使用されるように設計される。上記の新しいレンズの形状は、この状況においても役立つものとして使用される。
(実施の形態9)
この新しいレンズは、特に、左画像と右画像との分離の角度が大きい(例えば60度)デュアルビューディスプレイに対して有用である。以下に、この場合について一例に基づいて説明する。
(実施の形態10)
実施形態9のレンズは、首自由要求(例えば、10度〜55度)を満たしている最大の輝度が得られるように最適化されたものである。図11は、シミュレーションされた上記システムの性能のグラフをしめす。輝度が確度によって一定ではないことがわかる。例えば、約26度〜40度の間の輝度は、他の角度に比べて特に大きくなっている。輝度が確度に対してより一定のままであることは好ましい。
(実施の形態11)
上記では、本発明は、2つのビューウィンドウを生成するディスプレイに関して記述されている。例えば、表示装置が、2つの画像をそれぞれ左目および右目のビューウィンドウに向けることによって、観察者の左目用の視界を表示する画素列と、観察者の右目用の視界を表示する画素列とを表示するものである。しかしながら、或るディスプレイは、2つ以上のビューウィンドウを生成する。すなわち、1つの左視界と1つの右視界を生成する代わりに、2つ以上の視界が生成される。一例として、ディスプレイは、それぞれ異なる遠近法の画像を見せる16の視界を生成してもよい。
Claims (18)
- 表示装置および複数の集束レンズを備え、
各レンズは、上記表示装置のそれぞれの領域と協同し、
上記表示装置は、第1視界領域内で見る第1画像の一部を表示する第1サブ領域と、第1方向において上記第1サブ領域と空間的に分離されている第2サブ領域であって、第2視界領域内で見る第2画像の一部を表示する第2サブ領域とを有し、
各レンズは、上記第1方向と垂直な第2方向において互いに平行に伸長する第1部および第2部であって、上記第1方向において空間的に分離されているレンズセンターを有する上記第1部および上記第2部を含み、
各レンズは、上記表示装置の上記それぞれの領域における第1画像および第2画像を形成し、
上記第1画像および第2画像は、上記第1方向において、互いにずらして配置されるマルチプルビューディスプレイ。 - 各レンズの上記第1部および上記第2部が一体である請求項1に記載のディスプレイ。
- 各レンズは、上記第2方向に沿って、上記第2方向に垂直方向において、一定の断面形状およびサイズを有する請求項1または2に記載のディスプレイ。
- 上記第1部および上記第2部のそれぞれは、部分的に円筒形である請求項3に記載のディスプレイ。
- 上記レンズは2次元アレイ状に配置されている請求項1または2に記載のディスプレイ。
- 上記第1部および上記第2部のそれぞれは、球形またはドーナツ形である請求項5に記載のディスプレイ。
- 上記レンズは、不透明な領域によって互いに分離されている請求項1〜6の何れか1項に記載のディスプレイ。
- 各レンズは、上記第1部および上記第2部と平行で、上記第2方向に伸長する別の部分であって、上記第1部および上記第2部のレンズセンターと空間的に離れているレンズセンターを有する別の部分を少なくとも1つ含み、
上記レンズの上記別の部分は、上記表示装置の上記それぞれの領域における別の画像を形成し、
上記第1画像および上記第2画像並びに別の画像のそれぞれは、上記第1方向において、互いにずらして配置されるものである請求項1〜7の何れか1項に記載のディスプレイ。 - 各レンズは、上記第1部および上記第2部の間に配置され、ゼロ光学パワーを有する別の部分を少なくとも1つ含む請求項1〜7の何れか1項に記載のディスプレイ。
- 上記第1部および上記第2部は、それぞれ、上記第1サブ領域および上記第2サブ領域からの光を、上記第1視界領域および上記第2視界領域を含む平面に集束させるように配列される請求項1〜9の何れか1項に記載のディスプレイ。
- 上記第1視界領域および上記第2視界領域は、重複することなく、実質的に互いに隣接する請求項10に記載のディスプレイ。
- 上記表示装置は画素型であり、上記第1サブ領域および上記第2サブ領域のそれぞれは、少なくとも1つの画素を含む請求項1〜11の何れか1項に記載のディスプレイ。
- 上記少なくとも1つの画素は、上記第1サブ領域および上記第2サブ領域のそれぞれからの光の輝度を制御するために適合される端部を有する請求項12に記載のディスプレイ。
- 上記第1サブ領域および上記第2サブ領域のそれぞれは、1つの画素列の少なくとも一部を含む請求項12または13に記載のディスプレイ。
- 上記レンズは、上記第1サブ領域および上記第2サブ領域からの光の輝度の均一性を最適化するように形成されている請求項1〜14の何れか1項に記載のディスプレイ。
- 上記第1サブ領域および上記第2サブ領域は、上記第1方向における上記第1サブ領域および上記第2サブ領域のピッチの半分と実質的に等しい、上記第1方向における開口部を有する上記第1サブ領域および上記第2サブ領域のそれぞれに対して、上記第1方向において均等に空間的に離されている請求項1〜15の何れか1項に記載のディスプレイ。
- 軸上の光を実質的に透過させ、散乱器の光学軸に対して所定の角度以上で伝搬する軸外の光を散乱する角度依存性散乱器を備える請求項1〜16の何れか1項に記載のディスプレイ。
- 表示装置と、
第1視界領域内で見る第1画像の一部を表示する第1サブ領域と、第1方向において上記第1サブ領域と空間的に分離されている第2サブ領域であって、第2視界領域内で見る第2画像の一部を表示する第2サブ領域とを有する上記表示装置のそれぞれの領域と各レンズが協同する複数の集束レンズと、
軸上の光を実質的に透過させ、散乱器の光学軸に対して所定の角度以上で伝搬する軸外の光を散乱する角度依存性散乱器とを備えるマルチプルビューディスプレイ。
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