JP2018063319A - 表示装置 - Google Patents
表示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018063319A JP2018063319A JP2016200688A JP2016200688A JP2018063319A JP 2018063319 A JP2018063319 A JP 2018063319A JP 2016200688 A JP2016200688 A JP 2016200688A JP 2016200688 A JP2016200688 A JP 2016200688A JP 2018063319 A JP2018063319 A JP 2018063319A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical sheet
- arrangement direction
- display device
- shape
- image
- 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.)
- Granted
Links
Images
Abstract
Description
このような表示装置に用いられる映像源は、映像を構成する複数の画素領域と、各画素領域間に設けられ、映像の表示に寄与しない非画素領域とが設けられている。このような映像源から出射された映像光をレンズにより拡大した場合、画素領域により構成される映像だけでなく、非画素領域が起因となる非映像領域も拡大されてしまうこととなり、映像だけでなく非映像領域も観察者に視認されてしまう場合があり、鮮明な映像の表示の妨げとなる場合があった。
本明細書中において、記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。
本明細書中において、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、平行や直交等の用語については、厳密に意味するところに加え、同様の光学的機能を奏し、平行や直交と見なせる程度の誤差を有する状態も含むものとする。
本明細書中において、シート面とは、シート状の部材において、そのシート全体として見たときにおける、シートの平面方向となる面を示すものであるとする。
図1は、本実施形態の頭部装着型の表示装置1を説明する図である。図1は、表示装置1を鉛直方向上側から見た図である。
なお、図1を含め以下に示す図中及び以下の説明において、理解を容易にするために、観察者がその頭部に表示装置1を装着した状態において、鉛直方向(上下方向)をZ方向とし、水平方向をX方向及びY方向とする。また、この水平方向のうち、光学シート20の厚み方向をY方向とし、その厚み方向に直交する左右方向をX方向とする。このY方向の−Y側を観察者側とし、+Y側を映像源側(背面側)とする。
図2中には、上述したX−Y−Zの方向に加えて、Y軸まわりで(X−Z平面内で)角度θだけ回転した(傾いた)第2の方向を示す記号として、SX−SY(Y)−SZを示している。なお、SY方向は、上述のY方向と一致している。このSX−SY−SZの方向は、光学シート20の方向を示すために設けている。
図4は、本実施形態の表示装置1に用いられる光学シート20の輝度と拡散角との関係を示す図である。
図5は、本実施形態の表示装置1によって表示された画像の例を示す図である。
図6は、比較例の表示装置5を説明する図である。図6(a)は、比較例の表示装置5の構成を説明する図であり、図1に対応する図である。図6(a)では、理解を容易にするために、表示装置5として、映像源51とレンズ52のみを示している。図6(b)は、比較例の表示装置5によって表示された画像の例を示す図である。
なお、図1において、表示装置1は、観察者の両眼E1,E2に対して映像を表示する例を挙げて説明するが、これに限定されるものでなく、例えば、観察者の片側の眼E1に対して配置され、その眼E1に対して映像を表示する形態としてもよい。
保持部31は、映像源11を保持する部材であり、その映像源11の表示面11a側の面上、かつ、観察者の眼E(E1,E2)及びレンズ12(12A,12B)に対応する位置に開口部311(311A,311B)を有している。本実施形態では、映像源11は、この保持部31(すなわち、表示装置1)に着脱可能に保持される。映像源11から出射した映像光Lは、この開口部311(311A,311B)を通ってレンズ12(12A,12B)へ入射する。
図2中には、SX方向とSZ方向を併記しているが、この方向が光学シート20の単位形状の配列方向及び延在方向と一致している。図2の例では、角度θだけ光学シート20がX方向及びY方向に対して傾いて(回転して)配置されている。
なお、本実施形態では、光学シート20の外形形状を図2のような円形を基本としたが、例えば、光学シート20の形状を多角形形状として、装着される向き(XY面内での回転方向の位置)を規定するようにしてもよい。
映像源11は、その表示面11aが観察者側(−Y側)となるようにして、保持部31に保持されている。
なお、本実施形態では、この表示装置1は、映像源11を1つ備える例を示したが、これに限らず、例えば、後述するレンズ12A,12B及び観察者の眼E1,E2にそれぞれ対応する2台の映像源を備える形態としてもよい。
レンズ12の映像源側(背面側、+Y側)の表面には、反射抑制層12aが形成されている。この反射抑制層12aは、例えば、汎用の反射防止機能を有する材料(例えば、フッ化マグネシウム(MgF2)、二酸化ケイ素(SiO2)、フッ素系光学用コーティング剤等)を所定の膜厚でコーティングする等により設けてもよいし、光の波長より小さなピッチで形成された微小な凹凸形状を有するモスアイ構造を光の入射側の面に有することにより反射抑制機能を奏する層をレンズ12の映像源側に一体に積層して設けてもよい。
また、反射抑制層12aは、さらに、レンズ12の観察者側(−Y側)の面に設けてもよい。この位置にさらに反射抑制層12aを設けることにより、レンズ12から映像光が出射する際に、レンズ12と空気との界面で反射し、レンズ12内で迷光となることを抑制でき、映像のコントラスト等を向上できる。
本実施形態では、観察者の両眼E1,E2に対応して、それぞれ、レンズ12A,12B及び光学シート20A,20Bが設けられている。しかし、これに限らず、例えば、レンズ12A,12Bの領域をカバーできる程度に大きい1枚の光学シート20を、レンズ12よりも映像源側(背面側、−Y側)に配置する形態としてもよい。ただし、光学シート20を1枚で構成する場合においても、光学シート20は、保持部32に対して所定の方向(上述の特定の画素方向に対して角度を持った方向)を向いて配置可能なように構成する。
映像源51及び映像源11に用いられる有機EL等のディスプレイは、その表示部に映像を形成する画素領域G1が複数配列されており、また、各画素領域G1間には映像の形成に寄与しない非画素領域G2が設けられている。そのため、比較例の表示装置5では、映像源51から出射する映像光Lにより表示される映像は、レンズ52を介して拡大された場合に、図6(b)に示すように、画素領域G1による映像F1だけでなく、非画素領域G2が起因となる非映像領域F2も拡大されてしまう。そして、非映像領域F2も明瞭に観察者に視認され、鮮明な映像表示の妨げとなってしまう場合があった。
第1光学層21は、光学シート20の厚み方向(Y(SY)方向)において、第2光学層22及び第3光学層23よりも映像源側(+Y(SY)側)に位置し、光透過性を有する層である。第1光学層21の映像源側の面は、略平坦に形成されている。第1光学層21の観察者側(−Y(SY)側)の面には、図3(a)に示すように、凸状の第1の単位形状21aが複数形成されている。第1の単位形状21aは、観察者側(−Y(SY)側)に凸となっている。
この第1の単位形状21aは、第1光学層21の観察者側の面に沿うようにして、第1の方向(SZ方向)に延在し、延在方向に直交する第2の方向(SX方向)に複数配列されている。また、第1の単位形状21aは、SX方向及び厚み方向に平行な面(SX−SY面)における断面形状が略円弧状に形成されたレンチキュラーレンズ形状である。ここで、略円弧状とは、真円の円弧だけでなく、楕円や長円等の一部を含む曲線状の形状を含むものをいう。
この第2の単位形状23aは、第3光学層23の映像源側の面に沿うようにして、第3の方向(SX方向)に延在し、延在方向に直交する第4の方向(SZ方向)に複数配列されており、SZ方向及び厚み方向に平行な面(SY−SZ面)における断面形状が略円弧状に形成されたレンチキュラーレンズ形状である。
また、光学シート20の厚み方向(シート面の法線方向、Y(SY)方向)から見て、第1の単位形状21aの配列方向(SX方向)と第2の単位形状23aの配列方向(SZ方向)とは、交差(直交)している。
したがって、第1の方向と第4の方向とは同一方向となり、また、第2の方向と第3の方向とは同一方向となっている。ただし、第1の単位形状21aの延在方向と第2の単位形状23aの延在方向とは、直交させなくてもよい。
ここで、光学シート20の半値角αとは、図4に示すように、光の輝度が最大値となる光学シート20のシート面の観察位置から、画面左右方向及び画面上下方向において、光の輝度が最大値の半分の値になる観察角度のうち絶対値が最も大きい角度をいう。また、拡散角βは、光の輝度が最大値となる光学シート20のシート面の観察位置から、画面左右方向及び画面上下方向において、光の輝度が最大値の1/20の値になる観察角度のうち絶対値が最も大きい角度をいう。
また、本実施形態の光学シート20は、互いに隣接する光学層の屈折率差、すなわち、第1光学層21及び第2光学層22の屈折率差である第1の屈折率差Δn1と、第2光学層22及び第3光学層23の屈折率差である第2の屈折率差Δn2とが、それぞれ0.005≦Δn1≦0.1、0.005≦Δn2≦0.1を満たすようにして形成されている。
上述の効果をより効果的に奏する観点から、光学シート20の拡散角βは、半値角αに略等しいか、それに近い値であることがより望ましい。
また、仮に、拡散角βが5×αよりも大きい場合、輝度の低い映像光の拡散される範囲が広くなりすぎてしまい、映像の鮮明さが低下してしまうので望ましくない。
さらに、第1の屈折率差Δn1,第2の屈折率差Δn2が0.005未満である場合、光学層間の屈折率差が小さくなりすぎ、光学層間における映像光の屈折が生じ難くなってしまい、十分な拡散作用が発揮されなくなるため望ましくない。また、第1の屈折率差Δn1,第2の屈折率差Δn2が0.1よりも大きい場合、光学層間における光の屈折が大きくなりすぎてしまい、光学シートを透過する映像光が不鮮明になってしまうので望ましくない。
また、第2光学層22は、光透過性の高いウレタンアクリレート樹脂や、エポキシアクリレート樹脂等の紫外線硬化型樹脂等から形成されており、本実施形態では、第1光学層21及び第3光学層23の屈折率よりも低い屈折率で形成されている。
また同様に、第2の単位形状23aのSY−SZ断面における断面形状が円弧状に形成されている場合、図3(d)に示すように、第3光学層23に形成される第2の単位形状23aの第4の方向(SZ方向)における配列ピッチをP2とし、第2の単位形状23aのSY−SZ断面における円弧状の断面形状の曲率半径をR2としたときに、第2の単位形状23aは、0.05≦P2/R2≦1.0の範囲で形成されるのが望ましい。
なお、本実施形態の光学シート20は、第1の単位形状21aと第2の単位形状23aとは、その断面形状が同じ形状であり、P1=P2、R1=R2となるように形成されている。
この反射抑制層24は、レンズ12の映像源側に設けられた反射抑制層12aと同様に、例えば、汎用の反射防止機能を有する材料(例えば、フッ化マグネシウム(MgF2)、二酸化ケイ素(SiO2)、フッ素系光学用コーティング剤等)を所定の膜厚でコーティングする等により設けてもよい。また、映像源11が表示装置に固定され、着脱不可能である場合等には、光の波長より小さなピッチで形成された微小な凹凸形状を有するモスアイ構造を光の入射側の面に有することにより反射抑制機能を奏する層を光学シート20の映像源側に一体に積層して設けてもよい。
また、反射抑制層24を光学シート20の映像源側に設けることにより、光学シート20に入射する光が光学シート20の映像源側の面で反射して映像源11側へ向かい、映像源11の表示面11aで再度反射する等により迷光となることを抑制し、映像のコントラスト向上を図ることができる。
また、光学シート20の映像源側(+Y(SY)側)の面に、ハードコート機能や、防汚機能等を有する層を設けてもよい。このような層を設けることにより、映像源11が筐体30に着脱可能である場合に、映像源11を筐体30から外したときに、光学シート20が傷ついたり、汚れが付着したりして、映像の視認の妨げになることを抑制できる。
一般的に、表示装置1に用いられる映像源11の画素の配列ピッチdは、400〜500ppi(pixel per inch)である。本実施形態では、例えば、映像源11の画素の配列ピッチdは、d=0.0508mm(500ppi)であり、映像源11の表示面11aから光学シート20の映像源側(−Y(SY)側)の面までのY(SY)方向における距離D1は、5.08mmである。
したがって、本実施形態の表示装置1では、光学シート20が映像源11から十分な間隔を空けて配置されているので、光学シート20の配置方向に関わりなく(θの値に関わりなく)、モアレの発生は抑制されている。
また、特に、モスアイ構造を有する反射抑制層に関しては、高い反射抑制効果を有しているが、破損しやすいために観察者の指等が触れない位置に設けることが重要となる。本実施形態の表示装置1では、レンズ12よりも映像源側(+Y(SY)側)に光学シート20が位置するので、そのような反射抑制層を光学シート20の観察者側やレンズ12の映像源側等に設けることができ、より高い反射抑制効果が得られ、映像のコントラストや明るさの向上を図ることができる。
図1に示すように、映像源11から出射した映像光Lは、光学シート20(20A,20B)の映像源側(+Y(SY)側)の面に入射する。そして、光学シート20に入射した映像光Lは、第1光学層21を透過して、第1光学層21と第2光学層22との間の第1の界面の第1の単位形状21aによって、第2の方向(SX方向)に微少に拡散して第2光学層22内を透過する。
第2光学層22を透過した映像光Lは、第2光学層22と第3光学層23との間の第2の界面に形成された第2の単位形状23aによって、第4の方向(SZ方向)に微少に拡散し、第3光学層23を透過して光学シート20の観察者側(−Y(SY)側)の面から出射する。
光学シート20を透過した映像光Lは、レンズ12(12A,12B)へ入射する。そして、レンズ12により、映像光Lが拡大され、観察者側(−Y(SY)側)へ出射する。
しかも、上述のように、映像源11と光学シート20との間には、十分な距離D1が設けられているので、映像光を適度に拡散させて非映像領域F2が目立って観察されることを抑制でき、かつ、画素領域G1及び非画素領域G2によるモアレ等の発生も十分抑制できる。
先にも述べたように、各画素は、間隔を空けて配置されており、この間隔部分を目立たなくするように、光学シート20が映像光を拡散させる。先の図2に示したように、本実施形態では、映像源11のX−Zの方向に対して、光学シート20のSX−SZの方向を角度θだけ傾けて配置している。多くの場合、この角度θは、0度、すなわち、光学シート20を映像源11に対して傾けて配置しなくても、良好な画像を観察することができる。しかし、映像源11は、多くの種類が想定され、また、光学シート20の具体的な形状も多くの種類が作製可能である。また、光学シート20の配置位置も、適宜設計変更が可能である。これら多くの組合せの中には、光学シート20に起因して、拡大観察される映像にわずかな色にじみが生じる場合がある。これは、互いに隣接する異なる発光色の画素からの光が、混色されて他の色として観察されることが主な原因であることが研究の結果、判明した。
図7の結果は、本実施形態の図2に示した角度θを徐々に変えて光学シート20を配置し、色にじみを実際に観察した結果である。評価は、本来白色となるように映像源11を発光させた状態で実際に目視で観察して行った。この結果から光学シート20は、θを5度から40度の範囲となるように配置することが望ましいことがわかる。また、光学シート20は、θを10度から15度、及び、30度から35度の範囲となるように配置することがより望ましいことがわかる。
液晶ディスプレイや有機ELディスプレイでは、通常、赤(R)、緑(G)、青(B)の各色の画素を多数配列した表示領域を備えている。図8に示した本実施形態の例は、ペンタイル(Pentile)配列の有機ELディスプレイの場合である。なお、図8中で、赤(R)、緑(G)、青(B)の各色の画素をそれぞれ、R,G,Bの文字を付した丸で表している。ペンタイル配列では、緑(G)の数が、赤(R)及び青(B)の数の2倍となっている。
図8中には、ある緑(G)の画素を中心として、そこから他の緑(G)の画素までを半径とした円を二点鎖線で示した。また、中心とした画素から上記他の緑(G)の画素へ延ばした直線がX方向となす角度を併記した。
図8を参照すると、同一色の画素同士の距離が最も近接しているのは、距離Q1の方向であり、X方向とのなす角度は、0度の方向である。この方向を第1近接配列方向として規定する。なお、この距離Q1の方向は、90度回転した方向にも同様に存在している。
また、第1近接配列方向とは異なる方向であって、第1近接配列方向の次に同一色の画素同士の距離が近接している方向を第2近接配列方向として規定した場合、これは、距離Q2の方向であり、X方向とのなす角度は、45度の方向である。
さらに、第1近接配列方向及び第2近接配列方向とは異なる方向であって、第2近接配列方向の次に同一色の画素同士の距離が最も近接している方向を第3近接配列方向として規定した場合、これは、Q3の方向であり、X方向とのなす角度は、26.6度の方向である。
図9は、映像源11の画素配列の例を示す図であって、青(B)の画素の間隔について説明する図である。
第4近接配列方向となるのは、図9に示したQ4の方向あり、X方向とのなす角度は、18.4度の方向である。
なお、第2近接配列方向(Q2)と、第3近接配列方向(Q3)と、第4近接配列方向(Q4)についても、第1近接配列方向と同様に、90度回転した方向にも同様に存在している。
図10は、角度θをどのような角度とすることが望ましいかを説明する図である。
図10の上方には、先の図7の評価結果をその下の角度スケールに対応して示している。また、図10の下方には、上述の第1〜第4近接配列方向を、先の角度スケールに対応して示している。
先ず、第1近接配列方向及び第2近接配列方向の付近では、目視評価の結果が非常によくない。そして、第1近接配列方向及び第2近接配列方向から5度離れた角度位置では、評価結果が△でまずまずの結果が得られている。よって、第1近接配列方向及び第2近接配列方向から5度以上離れた角度にθを設定することが望ましいといえる。よって、θは、5度から40度の範囲とすることが好ましい。
これを第1近接配列方向及び第2近接配列方向との関係で書き換えると以下のようになる。
第1の単位形状21aの第2の方向(SX方向)及び第2の単位形状23aの第4の方向(SZ方向)は、第1近接配列方向及び第2近接配列方向に対して5度以上の角度を持って配置することが好ましい。
また、第3近接配列方向及び第4近接配列方向に近い角度範囲では、目視評価の結果が好ましくない結果となっており、これらに近い角度のθとすることは、よくないことが分かる。また、上記条件1では許容した5度及び40度の角度位置であっても、若干の色にじみが発生しているので、この部分ももう少し余裕を持った方が望ましいと考えられる。
したがって、図10の中からより好ましい範囲として、6度から15.4度の範囲、及び、29.6度から39度の範囲が設定できる。
これを第1から第4近接配列方向との関係で書き換えると以下のようになる。
第1の単位形状21aの第2の方向(SX方向)及び第2の単位形状23aの第4の方向(SZ方向)は、第1近接配列方向及び第2近接配列方向に対して6度以上の角度を持って配置されており、かつ、第1の単位形状21aの第2の方向(SX方向)及び第2の単位形状23aの第4の方向(SZ方向)は、第3近接配列方向及び第4近接配列方向に対して3度以上の角度を持って配置されていることが好ましい。
上述したように、光学シート20の第1光学層21及び第3光学層23に設けられた第1の単位形状21a、第2の単位形状23aは、互いに同じ形状に形成されているため、まず、この凸状の単位形状に対応する凹形状が設けられた金型を使用して、単位形状が形成されたシート状部材を押出成形法や、射出成形法等により形成する。
それから、単位形状が形成されたシート状部材を、所定の寸法に裁断して、第1光学層21及び第3光学層23を得る。
このように、第1の単位形状21a及び第2の単位形状23aが同形状に形成されている場合、1枚のシート状部材から第1光学層21及び第3光学層23を同時に切り出すことができ、光学シート20の製造効率を向上させることができる。
これにより、第1光学層21、第2光学層22、第3光学層23が順次積層された状態となる。さらに、第1光学層21の表面(第2光学層22側とは反対側の面)に、反射抑制層24を設けることにより、光学シート20が完成する。
また、本実施形態の表示装置1は、映像源11と光学シート20とがY(SY)方向において一体となって移動可能であり、Y(SY)方向においてピント調整の等のために映像源11を動かした場合にも、映像源11と光学シート20との間の距離D1を一定としたままY(SY)方向に移動可能である。したがって、非画素領域G2に起因する非映像領域F2が観察者に視認されることを抑制する光学シート20の拡散効果を維持したままピント調整作業を行うことができる。
また、本実施形態の表示装置1は、光学シート20の映像源側(入光側、+Y(SY)側)の面に反射抑制層24を備え、レンズ12の映像源側の面に反射抑制層12aを備えているので、迷光を抑制し、映像の明るさやコントラストを向上できる。
さらに、本実施形態の表示装置1は、光学シート20に関して、第1の単位形状21aの第2の方向(SX方向)及び第2の単位形状23aの第4の方向(SZ方向)は、第1近接配列方向及び第2近接配列方向に対して6度以上の角度を持って配置されており、かつ、第1の単位形状21aの第2の方向(SX方向)及び第2の単位形状23aの第4の方向(SZ方向)は、第3近接配列方向及び第4近接配列方向に対して3度以上の角度を持って配置されている。
このような配置とすることにより、本実施形態の表示装置1は、映像源の画素間に存在する非画素領域が起因となる非映像領域が視認されてしまうことを抑制した上で、色にじみのないより良好な画像を表示可能である。
以下に、本実施形態の表示装置1に用いられる光学シート20の他の形態について説明する。
先の図3に示した光学シート20は、第1の単位形状21a,第2の単位形状23aは、その断面形状が略円弧状に形成されていたが、これに限定されるものでない。
また、光学シート20を配置する向きを、先に説明した角度θの値を適切な範囲となるようにすることにより、色にじみを防止できる。
例えば、図12(a)に示すように、同断面における三角形状の頂部が曲面S1により形成される形態としてもよいし、図12(b)に示すように、三角形状の頂部が平坦面S2により形成される形態としてもよい。
また、図12(c)に示すように、同断面における三角形状の斜面が平坦な面ではなく微少に湾曲した曲面S3、S4により形成されるようにしてもよい。
各単位形状を上述のような形態とした光学シートは、図3に示す光学シートと同様の効果を奏することができる。
図13に示す光学シート20は、第1光学層21及び第2光学層22の界面に凸状の第1の単位形状21aが複数形成され、第2光学層22及び第3光学層23の界面に凸状の第2の単位形状23aが複数形成されている。
また、第3光学層23の映像源側(+Y(SY)側)の面は、図13(b)に示すように、第2の単位形状23aと平坦部23bとが交互に複数形成されている。この第2の単位形状23a及び平坦部23bは、第3光学層23の映像源側の面に沿うようにして、SX方向に延在し、SZ方向に複数配列されている。
第3光学層23に設けられた第2の単位形状23a及び平坦部23bは、その延在方向(SX方向)が、上述の第1光学層21に設けられた第1の単位形状21a及び平坦部21bの延在方向(SZ方向)と交差(直交)している。
図13に示す光学シート20では、第1の単位形状21aは、円弧状に形成されており、その曲率半径がR1であり、SX方向における幅寸法がW1である。第1の単位形状21a(平坦部21b)のSX方向における配列ピッチはP1である。
さらに、第1光学層21及び第3光学層23に設けられた各単位形状及び各平坦部は、それぞれ同等の寸法に形成されており、例えば、W1=W2=0.1mm、P1=P2=0.24mm、R1=R2=0.5mmである。
仮に、配列ピッチP1,P2が0.1mm未満である場合、単位形状の配置間隔が細かくなりすぎてしまい、回折光の影響が大きくなり、映像が不鮮明になるので望ましくない。また、単位形状の製造も困難となる。
また、仮に、P1、P2が0.5mmよりも大きい場合、第1の単位形状21a,第2の単位形状23aの配置間隔が粗くなりすぎてしまい、観察者に非映像領域F2が視認されやすくなるため望ましくない。
また、図13に示す光学シート20において、第1光学層21と第2光学層22との第1の屈折率差Δn1、第2光学層22と第3光学層23との第2の屈折率差Δn2は、前述の実施形態と同じ範囲であることが好ましい。
これにより、表示装置1は、観察者に鮮明な映像を表示するとともに、映像光の微少な拡散によって、映像源11の非画素領域G2が起因となる非映像領域F2が目立ってしまうことを抑制することができる。特に、平坦部21b、平坦部23bを透過した光は、ほとんど拡散されないため、このような形態とすることにより、観察者に届く映像光をより鮮明に表示することができる。
また、光学シート20を配置する向きを、先に説明した角度θの値を適切な範囲となるようにすることにより、色にじみを防止できる。
上述の効果を効果的に奏するために、図13に示す光学シート20は、図14(a)に示すように、映像源側から入射角度0°で入射して観察者側から出射した透過光のSX方向及びSZ方向における拡散角が−0.1°以上0.1°以下の範囲において、光の輝度が最大輝度に近い状態であるとともに、同拡散角が0.1°以上0.3°以下と、−0.3°以上−0.1°以下との範囲においても所定の輝度を維持するようにして形成される。
具体的には、SX方向及びSZ方向における拡散角が−0.1°以上0.1°以下の範囲の透過光量が、それぞれ光学シート20を透過する全透過光量の30%以上となり、また、SX方向及びSZ方向における拡散角が−0.3°以上0.3°以下の範囲の透過光量が、それぞれ光学シート20を透過する全透過光量の95%以上となるように形成されている。
ここで、光学シート20の拡散角とは、光の輝度が最大値となる光学シート20のシート面の観察位置から、SX方向及びSZ方向における観察角度をいう。
これにより、表示装置1は、観察者に鮮明な映像を表示するとともに、映像光の微少な拡散によって映像源11の非画素領域G2が起因となる非映像領域F2が目立ってしまうことを抑制することができる。特に、平坦部21b,23bを透過した光はほとんど拡散されないため、このような光学シート20を用いることにより、より鮮明な映像を観察者に届けることができ、映像のぼやけが生じてしまうことを極力抑制することができる。
また、拡散角が−0.3°以上0.3°以下における透過光量が、図13に示す光学シート20を透過する全透過光量の95%未満となる場合、観察者側に届く映像の光量が少なくなりすぎてしまい、映像が暗くなってしまうので望ましくない。
さらに、拡散角が0.1°以上0.3°以下における透過光量と、拡散角が−0.3°以上−0.1°以下における透過光量とが、それぞれ図13に示す光学シート20を透過する全透過光量の20%未満となる場合、第1の単位形状21a,第2の単位形状23aによる映像光の微少な拡散が少なくなりすぎてしまい、映像源11の非画素領域G2が起因となる非映像領域F2が目立ちやすくなってしまうので望ましくない。
すなわち、表示装置1は、映像源11から出射した映像光をSZ方向やSX方向に微少に拡散することができ、観察者にぼやけの少ない鮮明な映像を表示するとともに、映像源11の非画素領域G2が起因となる非映像領域F2が観察者に視認されてしまうことを抑制することができる。また、表示装置1の仕様(画素の配列ピッチdや、観察者の眼Eと表示面11aとの距離D2)に合わせて、適宜、特定の拡散角の範囲を規定することができるので、より効率よく鮮明な映像の表示と、非映像領域F2の視認の抑制とを実現することができる。
また、光学シート20を配置する向きを、先に説明した角度θの値を適切な範囲となるようにすることにより、色にじみを防止できる。
図13に示す他の形態の光学シート20において、第1の単位形状21aは、例えば、図15に示すように、第1光学層21の観察者側(−Y(SY)側)の面から凸となり、SX−SY断面における断面形状が三角形状に形成され、第2の単位形状23aが、第3光学層23の映像源側(+Y(SY)側)の面から凸となり、SY−SZ断面における断面形状が三角形状である形態としてもよい。
例えば、図16に示すように、第1の単位形状21aは、第1光学層21の観察者側(−Y(SY)側)の面から窪んだ凹状であり、そのSX−SY断面における断面形状は、円弧状に形成された2つの凸面がSX方向において互いに対向する形態としてもよい。
同様に、第2の単位形状23aは、第3光学層23の映像源側(+Y(SY)側)の面から窪んだ凹状であり、そのSX−SY断面における断面形状は、円弧状に形成された2つの凸面がSZ方向において互いに対向する形態としてもよい。
上述のような凸状又は凹状の形態としても、表示装置1は、映像源11から出射された光のうち、平坦部21b、平坦部23bを透過した光をほとんど拡散させることなく観察者側に出射させるとともに、第1の単位形状21aに入射した光をSX方向へ微少に拡散させ、また、第2の単位形状23aに入射した光をSZ方向に微少に拡散させて観察者側へ出射させることができる。
これにより、表示装置1は、観察者にぼやけの少ない鮮明な映像を表示するとともに、映像光の微少な拡散によって映像源11の非画素領域G2に起因する非映像領域F2が目立って観察されることを抑制することができる。
また、光学シート20を配置する向きを、先に説明した角度θの値を適切な範囲となるようにすることにより、色にじみを防止できる。
光学シート20は、図18に示すように、第1光学層21及び第2光学層22の2層から構成される形態とし、第1光学層21の観察者側(−Y(SY)側)の面に略四角錐形状の単位形状21aが、鉛直方向及び左右方向に複数隙間なく配列されるようにしてもよい。ここで、略四角錐形状とは、完全な四角錐の形状だけでなく、四角錐の頂部が曲面や平面に面取りされた形状や、四角錐の各三角形状の斜面が微小に湾曲された形状等も含むものをいう。
また、光学シート20を配置する向きを、先に説明した角度θの値を適切な範囲となるようにすることにより、色にじみを防止できる。
光学シート20は、左右の目それぞれに対応して独立して設ける必要はなく、例えば、図19(a)に示すように、左右それぞれの領域の間を繋げた異形の形状としてもよい。また、光学シート20は、図19(b)に示したように長方形形状としてもよい。このような形状とすれば、光学シート20のSX方向及びSZ方向をX方向及びZ方向に対して所定の角度θだけ傾けて配置することが容易になる。なお、図19のような形態にしても、対称形状になっているので、光学シート20の方向を示す指標を設けたり、非対称形状にしたりしてもよい。
図20に示すように、光学シート20をレンズ12よりも観察者側(−Y側)に配置してもよい。このような配置を採用しても、表示装置1は、観察者にぼやけの少ない鮮明な映像を表示するとともに、映像光の微少な拡散によって映像源11の非画素領域G2に起因する非映像領域F2が目立って観察されることを抑制することができる。
また、光学シート20を配置する向きを、先に説明した角度θの値を適切な範囲となるようにすることにより、色にじみを防止できる。
以上説明した実施形態等に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
また、第2の方向及び第4の方向を、第1近接配列方向及び第2近接配列方向に対して6度以上の角度を持って配置し、第2の方向及び第4の方向を、第3近接配列方向及び第4近接配列方向に対して3度以上の角度を持って配置すれば、色にじみを抑える効果をさらに高めることができる。
5 表示装置(従来)
11 映像源
11a 表示面
12 レンズ
12A レンズ
12B レンズ
12a 反射抑制層
20 光学シート
20A 光学シート
20B 光学シート
20a 凸部
21 第1光学層
21a 第1の単位形状
21b 平坦部
22 第2光学層
23 第3光学層
23a 第2の単位形状
23b 平坦部
24 反射抑制層
30 筐体
31 保持部
32 保持部
33 保持部
51 映像源
52 レンズ
311 開口部
321 開口部
321a 凹部
331 開口部
Claims (6)
- 映像光を出射する映像源と、
前記映像光を拡大して観察者側へ出射するレンズと、
前記映像源及び前記レンズ間、又は、前記レンズの観察者側に配置される光学シートと、
を備え、
前記光学シートは、凸状又は凹状に形成されている単位形状を有し、
前記単位形状は、少なくとも光学シートの厚み方向に直交するシート面内の特定の配列方向に配列されており、
前記映像源は、複数色の画素が並べて配置されて構成されており、
同一色の画素同士の距離が最も近接している方向を第1近接配列方向として規定し、
前記第1近接配列方向とは異なる方向であって、前記第1近接配列方向の次に同一色の画素同士の距離が近接している方向を第2近接配列方向として規定した場合、
前記特定の配列方向は、前記第1近接配列方向及び第2近接配列方向に対して5度以上の角度を持って配置されている、表示装置。 - 請求項1に記載の表示装置において、
前記第1近接配列方向及び前記第2近接配列方向とは異なる方向であって、前記第2近接配列方向の次に同一色の画素同士の距離が最も近接している方向を第3近接配列方向として規定し、
前記第1近接配列方向及び前記第2近接配列方向及び前記第3近接配列方向とは異なる方向であって、前記第3近接配列方向の次に同一色の画素同士の距離が最も近接している方向を第4近接配列方向として規定した場合、
前記特定の配列方向は、前記第1近接配列方向及び第2近接配列方向に対して6度以上の角度を持って配置されており、
前記特定の配列方向は、前記第3近接配列方向及び第4近接配列方向に対して3度以上の角度を持って配置されていること、
を特徴とする表示装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の表示装置において、
前記光学シートは、
2つの層間の界面である第1の界面に凸状又は凹状に形成されている第1の単位形状と、
前記第1の界面とは異なる2つの層間の界面である第2の界面に凸状又は凹状に形成されている第2の単位形状と、
を有しており、
前記第1の単位形状は、前記光学シートの厚み方向に直交するシート面内の第1の方向に延在し、前記第1の方向に直交する第2の方向に配列されており、
前記第2の単位形状は、前記光学シートの厚み方向に直交するシート面内の第3の方向に延在し、前記第3の方向に直交する第4の方向に配列されており、
前記特定の配列方向は、前記第2の方向及び前記第4の方向であること、
を特徴とする表示装置。 - 請求項3に記載の表示装置において、
前記第1の界面において隣接する層の屈折率の差である第1の屈折率差Δn1が、0.005≦Δn1≦0.1を満たしており、
前記第2の界面において隣接する層の屈折率の差である第2の屈折率差Δn2が、0.005≦Δn2≦0.1を満たしていること、
を特徴とする表示装置。 - 請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の表示装置において、
前記光学シートを保持する保持部を備えており、
前記光学シートのシート面内における回転方向の位置を前記映像源に対して規定するための位置決め形状又は位置決め指標を前記光学シートと前記保持部との少なくとも一方に備えること、
を特徴とする表示装置。 - 請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の表示装置において、
前記光学シートと前記映像源との間の距離は、前記画素の配列ピッチの100倍以上であること、
を特徴とする表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016200688A JP6859655B2 (ja) | 2016-10-12 | 2016-10-12 | 表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016200688A JP6859655B2 (ja) | 2016-10-12 | 2016-10-12 | 表示装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018063319A true JP2018063319A (ja) | 2018-04-19 |
JP6859655B2 JP6859655B2 (ja) | 2021-04-14 |
Family
ID=61967809
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016200688A Active JP6859655B2 (ja) | 2016-10-12 | 2016-10-12 | 表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6859655B2 (ja) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006276466A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Toshiba Corp | 立体画像表示装置 |
JP2009053711A (ja) * | 1996-02-23 | 2009-03-12 | Koninkl Philips Electronics Nv | 自動立体ディスプレー装置 |
JP2013205749A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Fujitsu Ltd | 立体画像表示装置及び方法 |
JP2013217951A (ja) * | 2012-04-04 | 2013-10-24 | Jvc Kenwood Corp | 裸眼立体ディスプレイ装置 |
JP2016021031A (ja) * | 2014-07-16 | 2016-02-04 | Nltテクノロジー株式会社 | レンズシート及び表示装置並びに電子機器 |
US20160191904A1 (en) * | 2014-12-26 | 2016-06-30 | Lg Display Co., Ltd. | Autostereoscopic 3D Display Device |
-
2016
- 2016-10-12 JP JP2016200688A patent/JP6859655B2/ja active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009053711A (ja) * | 1996-02-23 | 2009-03-12 | Koninkl Philips Electronics Nv | 自動立体ディスプレー装置 |
JP2006276466A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Toshiba Corp | 立体画像表示装置 |
JP2013205749A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Fujitsu Ltd | 立体画像表示装置及び方法 |
JP2013217951A (ja) * | 2012-04-04 | 2013-10-24 | Jvc Kenwood Corp | 裸眼立体ディスプレイ装置 |
JP2016021031A (ja) * | 2014-07-16 | 2016-02-04 | Nltテクノロジー株式会社 | レンズシート及び表示装置並びに電子機器 |
US20160191904A1 (en) * | 2014-12-26 | 2016-06-30 | Lg Display Co., Ltd. | Autostereoscopic 3D Display Device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6859655B2 (ja) | 2021-04-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7215612B2 (ja) | 表示装置 | |
TW201518795A (zh) | 光學元件及圖像顯示裝置以及其製造方法 | |
JP6183413B2 (ja) | 表示装置 | |
JP2018120008A (ja) | スクリーン、映像表示装置 | |
KR102578465B1 (ko) | 표시 장치 | |
JP2017032785A (ja) | 表示装置 | |
JP2018109687A (ja) | 反射スクリーン、映像表示装置 | |
JP6972642B2 (ja) | 表示装置 | |
JP6805756B2 (ja) | 表示装置 | |
JP6848376B2 (ja) | 表示装置 | |
JP6308323B1 (ja) | 表示装置 | |
JP6859655B2 (ja) | 表示装置 | |
JP6747132B2 (ja) | 透過型スクリーン、背面投射型表示装置 | |
JP5343490B2 (ja) | プリズムシート、透過型スクリーン、背面投射型表示装置 | |
JP6565458B2 (ja) | 光学シート、表示装置 | |
JP2018194699A (ja) | 表示装置、配列型表示装置 | |
JP2012168375A (ja) | ガラス基板ユニット、立体画像表示装置、およびガラス基板ユニットの製造方法 | |
JP2018055035A (ja) | 表示装置 | |
JP2018055034A (ja) | 表示装置 | |
WO2018199252A1 (ja) | 表示装置 | |
JP2018084741A (ja) | 表示装置 | |
JP2018066884A (ja) | 表示装置 | |
JP6354896B2 (ja) | 表示装置 | |
JP2018087893A (ja) | 表示装置 | |
JP2018100998A (ja) | 表示装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190829 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200630 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200728 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200923 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210224 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210309 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6859655 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |