JP2023165602A - 統合立体画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で、立体画像を斜めから見ることができる浮遊感ある表示効果が得られる。【解決手段】統合立体画像表示装置は、ディスプレイ、レンズアレイ層、およびバッフル層を含む。ディスプレイは、表示面及び画像処理ユニットを有し、レンズアレイ層は、表示面に隣接して配置される。バッフル層は、第１の傾斜方向に沿って延びる複数のバッフルを含み、バッフルの各々は回転角度を有する。バッフルは、表示面に対して傾斜しており、第２の傾斜方向に沿って延びている。バッフルの各々は、傾斜角度を有する。バッフルは遮光の効果があるので、ディスプレイから発生した光は発散角を制限することができ、表示面に表示された未構成の画像は、レンズアレイ層を介して統合画像と三次元画像を形成するように再構成される。【選択図】 図１

Description

本発明は、統合立体画像表示装置に関し、特に、３Ｄ裸眼視技術を用いた３Ｄ立体表示分野を中心とし、比較的簡単かつ便利に使用することができる統合立体画像表示装置に関する。

既存の立体表示装置の主流は、両目で映像を融合させる技術で制作されるのが一般的である。一般に裸眼立体視ディスプレイは、ディスプレイを真正面から見る角度や、画像の奥行きが表示面から離れすぎてはいけないという制約があるため、ディスプレイを見る角度や、画像の奥行きが表示面から離れすぎてはいけないとされている。しかし、航空地形モデル、建築モデル、医療用３Ｄトレーニングなど、ディスプレイが水平に置かれる場面では、視聴者の自然な視角は斜めになる。この場合、主流の立体表示技術では、視聴者にとって自然な視野角を確保することができず、不便を感じることがある。また、一般的な立体表示装置の立体感は、正面から見た場合、映像が飛び出しているような、沈み込んでいるような、一方向の視覚刺激しかなく、本当に平面から外れて宙に浮いているような感覚は実現できない。また、既存の３Ｄ映像表示装置では、ディスプレイの配光は発散角が大きく、視聴者が移動する際に他のレベルの光が見えてしまい、品質が悪く、より良い３Ｄ表示を実現することが困難でした。

本出願人は、浮遊表示効果を得ることができる「統合立体画像表示装置」（公開番号ＴＷ２０２１２３６８８Ａ）を提案する。前方斜めからの立体視を可能にし、ディスプレイから出る光が発散角を制限することで他次元の光を排除し、より良い立体視画像表示ができるように品質を向上させる。しかし、このディスプレイは２次元の配光を遮断するために２層のバッフルが必要で、構造が複雑で厚くなり、スペースを取ること、多層構造のため輝度の損失が大きく、周期的な構造のためモアレ縞が発生しやすいことなどが課題となっていた。

本発明が解決しようとする技術的課題は、既存技術の欠点を解決するために、浮遊表示効果を提供し、視聴者が立体画像を斜めに見ることができ、ディスプレイから来る光が発散角を制限して他のオーダーの光を排除できるように品質を向上し、より良い立体画像表示効果を有する統合立体画像表示装置を提供することである。本発明では、バッフルを１層だけ使用するため、シンプルで製造が容易であり、厚みも薄いため、占有スペースを小さくすることができる。本発明の１層構造により、光透過率が向上し、モアレ縞が発生しにくくなる。

上記技術的課題を解決するために、本発明は、表示面及び画像処理ユニットを有するディスプレイと、複数のレンズを含み、前記ディスプレイの表示面に隣接して設けられたレンズアレイ層と、複数のバッフルを含むバッフル層と、を備える統合立体画像表示装置を提供する。前記バッフルは間隔をあけるように設置され、前記バッフルは、第１の傾斜方向に延び、前記バッフル層は基準縁を有し、前記バッフルがそれぞれ旋回角度を持つように前記基準縁に対して第１の角度を持ち、前記バッフルが前記基準縁に対して傾斜しており、前記バッフルは第２の傾斜方向に延びるように前記表示面に対して傾斜しており、前記バッフルはそれぞれ、前記表示面に対して第２の角度（傾斜角度）を有するように形成され、前記バッフルの各々は、隣接する２つの前記バッフルの間に光透過部を形成し、該光透過部は、前記ディスプレイから離れた端部に開口を形成し、該バッフルは、前記ディスプレイによって生成された光が発散角を制限するように遮光効果を提供し、前記表示面には未構成の画像が表示されると、前記レンズアレイの層の再編成によって統合画像に再構成され、３次元画像が形成される。

また、上記技術的課題を解決するために、本発明は、表示面及び画像処理ユニットを有するディスプレイと、本体と本体に設けられている複数のピンホールとを備えるピンホールアレイ層と、複数のバッフルを含むバッフル層と、を備える統合立体画像表示装置を提供する。前記バッフルは間隔をあけるように設置され、前記バッフルは、第１の傾斜方向に延び、前記バッフル層は基準縁を有し、前記バッフルがそれぞれ旋回角度を持つように前記基準縁に対して第１の角度を持ち、前記バッフルが前記基準縁に対して傾斜しており、前記バッフルは第２の傾斜方向に延びるように前記表示面に対して傾斜しており、前記バッフルはそれぞれ、前記表示面に対して第２の角度（傾斜角度）を有するように形成され、前記バッフルの各々は、隣接する２つの前記バッフルの間に光透過部を形成し、該光透過部は、前記ディスプレイから離れた端部に開口を形成し、該バッフルは、前記ディスプレイによって生成された光が発散角を制限するように遮光効果を提供し、表示面には未構成の画像が表示されるが、ピンホールアレイ層の再編成によって統合画像に再構成され、３次元画像が形成される。

また、上記技術的課題を解決するために、本発明は、ディスプレイとバッフル層とを含む統合立体画像表示装置を提供する。ディスプレイは、液晶パネル、バックライトモジュールおよび画像処理ユニットを含み、液晶パネルは表示面を有し、液晶パネルは使用する画素をオンし、使用しない画素をオフすることができ、バックライトモジュールは複数の光源を含み、バッフル層は複数のバッフルを含む。前記バッフルは間隔を空けて第１の斜め方向に延びるように設けられ、前記バッフル層は基準縁を有し、前記バッフルはそれぞれ基準縁と第１の角度を有するため、前記バッフルがそれぞれ回転角を有する。バッフルが第２の傾斜方向に延びるように表示面に対して傾斜される。前記バッフルの各々は、隣接する前記バッフルの間に光透過部を形成し、該光透過部は、ディスプレイから離れた端部に開け口を形成し、該バッフルは、ディスプレイによって生成された光の発散角を制限するように遮光効果を提供する。表示面には未構成の画像が表示されるが、前記液晶パネル及び光源による再編成によって統合画像に再構成され、３次元画像が形成される。

本発明の有益な効果は、本発明によって提供される統合立体画像表示装置は、視聴者が立体画像を斜めに見ることができるフローティングディスプレイの効果を提供することができることである。本発明はまた、複数のバッフルを含むバッフル層を提供し、バッフルは傾斜角と回転角を有し、バッフルは遮光の効果を提供することができ、ディスプレイ光源配光分散角が大きいので、移動時に視聴者が他のレベルの光を見る問題を解決し、より良い立体視を実現するために使用される。さらに、このバッフルは単層で構造がシンプルなため製造が容易であり、厚みが薄くなるため占有面積を小さくすることができる。さらに、本発明の１層構造により、光透過率が向上し、モアレ縞が発生しにくくなる。

本発明の統合立体画像表示装置の第１実施形態を示す立体分解図である。 本発明の統合立体画像表示装置の第１実施形態を示す上面分解図である。 本発明の統合立体画像表示装置の第１実施形態を示す正面図である。 本発明のレンズアレイの相対的な配置を示す説明図である。 本発明のレンズアレイの千鳥配置を説明するための説明図である。 本発明のシングルレンズのフォーカシングの状況を示す説明図である。 本発明の統合立体画像表示装置の第２実施形態を示す正面図である。 本発明の統合立体画像表示装置の第３の実施形態を示す正面図である。 本発明の統合立体画像表示装置の第４の実施形態を示す正面図である。 本発明の統合立体画像表示装置の第５の実施形態を示す正面図である。 本発明の統合立体画像表示装置の第６の実施の形態を示す正面図である。 本発明の統合立体画像表示装置の第７の実施の形態を示す正面図である。 本発明の統合立体画像表示装置の第８の実施形態を示す正面図である。 本発明の統合立体画像表示装置の第９の実施の形態を示す正面図である。 本発明のバッフルと光の発散角度を示す平面図である。 バッフルを設けない場合の規格化光強度と発散角の関係を示したものである。 バッフルを設けた場合の規格化光強度と発散角の関係を示したものである。 柱状レンズを用いた本発明の一体型立体映像表示装置の第１の実施形態を示す模式図である。

発明の特徴及び技術内容がより一層分かるように、以下本発明に関する詳細な説明と添付図面を参照する。しかし、提供される添付図面は参考と説明のために提供するものに過ぎず、本発明の特許請求の範囲を制限するためのものではない。

下記より、本願による具体的な実施例で本発明が開示する実施形態を説明する。当業者は本明細書の公開内容により本発明のメリット及び効果を理解し得る。本発明は他の異なる実施形態により実行又は応用できる。本明細書における各細節も様々な観点又は応用に基づいて、本発明の精神逸脱しない限りに、均等の変形と変更を行うことができる。また、本発明の図面は簡単で模式的に説明するためのものであり、実際的な寸法を示すものではない。以下の実施形態において、さらに本発明に係る技術事項を説明するが、公開された内容は本発明を限定するものではない。また、本明細書に用いられる「又は」という用語は、実際の状況に応じて、関連する項目中の何れか一つ又は複数の組合せを含み得る。

［第１の実施形態］
本発明は、オプトエレクトロニクス、医療、軍事、ディスプレイ、モニター、エデュテインメント、家電等の様々な産業に適用可能な統合立体画像表示装置を提供する。統合立体画像表示装置は、アクティブディスプレイ、パッシブディスプレイ等に限定されず適用することが可能である。

図１～図３を参照すると、統合立体画像表示装置は、ディスプレイ１、レンズアレイ層２、バッフル層３からなり、表示画像の変化を通じて視聴者の角度位置によって見られる立体映像の画像を変えることができ、視聴者は他の角度位置で立体映像を見ることができる。

ディスプレイ１は、画像を表示するための表示面１１を有する、一般的なフラットパネルディスプレイであってもよい。レンズアレイ層２は、ディスプレイ１の表示面１１に隣接して設けられ、すなわち、レンズアレイ層２は、ディスプレイ１の上方に設けられてもよい。レンズアレイ層２は、ディスプレイ１の表示面１１に接触していてもよいし、レンズアレイ層２がディスプレイ１の表示面１１から離間していてもよいし、ディスプレイ１の表示面１１とレンズアレイ層２との間に中間層が設けられてもよい。

ディスプレイ１は、最下層に配置することができ、光の再構築がされていない平面画像を表示する役割を果たす。この平面画像は、レンズアレイ層２のレンズアレイを通して光の再配布と再構成によって、３次元画像として表示することができる。第１層のディスプレイ１は、対象画像を表示できればよいので、携帯電話、タブレット、フラットスクリーンなど、どのようなハードウェア構成であってもよく、ディスプレイ１の種類や構成に制限はない。ディスプレイ１は自発光型ディスプレイでもよい。

レンズアレイ層２は最上層に配置することができ、レンズアレイ層２は光場を調節する効果があり、レンズアレイ層２は立体物の光角を調節することができるので、本来再構成されていない平面画像を再分配して合成し、立体画像を見ることができるようにすることができる。

レンズアレイ層２は、ベース部２１と複数のレンズ２２とを含んでもよい。レンズ２２は、ベース部２１の一面に設けられており、すなわち、レンズ２２は、ディスプレイ１から離れたベース部２１の一面に設けられてもよい。レンズアレイ２の配置や構成は限定されず、レンズ２２は合焦機能を有する。表示面１１には、レンズアレイ層２を通して統合画像に再構成されて立体画像を形成できる未再構成の画像が表示される。また、レンズアレイ２の構造や材質は限定されず、レンズ２２は、例えば、シリンドリカルレンズ（図１８に示す）、フレネルレンズ、その他様々なレンズアセンブリであってもよい。

本発明は、３Ｄ画像を斜め方向から見ることを可能にする。いわゆる斜め方向とは、視聴者がディスプレイ１と正面から向き合っていなくても３Ｄ画像を見ることができることを意味する。従来の裸眼３Ｄディスプレイの多くは、視野角に問題があり、斜め方向から見ることができない。従来、ディスプレイ１のゼロ次視野領域に視聴者がいる場合、左右の視野角には限界があり、その限界を超えるとその視点から見えるはずの画像は見られないので、本発明では、斜め方向の視野角で見るのがむしろ大きな特徴となっている。立体映像を斜めに見るために、０次（前方）表示の代わりに、光路を斜め方向に収束させ、その斜め方向の立体映像を見ることができる斜め角表示を採用している。あるいは、光を斜め方向に向けるための微細構造を付加してもよい。しかし、本発明の一体型立体表示装置は、視野角を制限することなく、正姿勢で立体画像を見ることも可能である。

ディスプレイ１は、アルゴリズムを使用できるものであれば、どのような仕様でもよく、すなわち、ディスプレイ１は、画像アルゴリズムユニット１２を有する。ディスプレイ１で使用する画像は、画像アルゴリズムによって計算する必要があり、レンズ配列の構造と連携して、その光の様々な移動経路を予測し、画像の相対位置を計算することが必要である。画像アルゴリズムは既存技術であり、本発明の主眼ではないため、繰り返しの説明は省略する。

バッフル層３は、レンズアレイ層２の片側に設けてもよく、本実施形態では、バッフル層３はレンズアレイ層２のディスプレイ１に近い側に設けられ、すなわちバッフル層３はレンズアレイ層２の下に設けられ、バッフル層３はディスプレイ１とレンズアレイ層２との間に配置される。

バッフル層３は、板状であり、間隔をあけて配置された複数のバッフル３１を含み、互いに平行であっても非平行であってもよく、本実施形態ではバッフル３１は互いに平行である。バッフル３１の間隔は特に限定されず、必要に応じて変化させることができ、すなわち、バッフル３１をより密に、または疎に設定することができる。本実施形態では、隣接する各バッフル３１の間隔はレンズ２２の外径よりも小さく、隣接する各バッフル３１の間隔はレンズ２２の外径の約半分であり、バッフル３１がより高密度に設定されている。遮光性が良くなるように、隣接する各バッフル３１の間隔は、５００μｍ未満、例えば、１００μｍ、２００μｍ、３００μｍ、４００μｍ又は４９９μｍ等が好ましい。また、隣接する各バッフル３１の間隔は、１００μｍ～１３０μｍであり、例えば、１００μｍ、１０５μｍ、１１０μｍ、１１５μｍ、１２０μｍ、１２５μｍ又は１３０μｍが好ましい。隣接する各バッフル３１の間隔が、３００μｍ又は４００μｍ等であり、遮光性が良くなるように、例えば、１００μｍ、１０５μｍ、１１０μｍ、１１５μｍ、１２０μｍ、１２５μｍ、１３０μｍが好ましい。バッフル３１の間隔は一定でも非一定でもよく、すなわちバッフル３１の間隔は等間隔に限られず、不等間隔でもよい。

バッフル３１は、バッフル３１が第１の傾斜方向Ａ（図２に示すように）に延びるようにある角度で回転される。具体的には、バッフル層３は基準縁３２が定義される。本実施形態において、バッフル層３の長辺を基準縁３２として定義される。バッフル３１は、それぞれが回転角を有するように、基準縁３２に対して第１の角度θ１で形成されている。第１の角度θ１は、バッフル３１がより良い遮光効果を発揮できるように、９０度未満である。なお、当該バッフル３１の回転方向は限定されず、図２に示すように、バッフル３１は、基準縁３２と第１の角度θ１を反時計方向に形成するが、バッフル３１は、基準縁３２と第１の角度θ１を時計方向に形成してもよい。

バッフル３１は、第２の傾斜方向Ｂに延びるように表示面１１に対して傾斜しており（図３に示す）、バッフル３１はそれぞれ傾斜角度を有するように表示面１１と第２の角度θ２を形成している。第２の角度θ２は、両次元で同時に遮光する必要があるため、１０度より大きいことが好ましい。第２の角度θ２（傾斜角）が大きすぎると、視野角も大きくなりすぎるので、第２の角度θ２（傾斜角）は好ましくは８０度以下、すなわち第２の角度θ２は１０度以上８０度以下、例えば１０度、２０度、３０度、４０度、５０度、６０度、７０度または８０度であってもよい。また、第２の角度θ２は、例えば、上半分が３０度、下半分が４５度というように、構造物全体に対して非一定であってもよい。

隣接する２つのバッフル３１のそれぞれの間に光透過部３３が形成されている。光透過部３３は細長い帯状であり、中空（チェーシング）であってもよいし、内部に光透過性材料を有する中実であってもよい。光透過部３３は、ディスプレイ１から離れた端部を開口部３４として形成してもよく、開口部３４は、傾斜角および回転角によって、視聴者側に向くようにしてもよく、視聴者側と反対側に向くようにしてもよい。これらのバッフル３１は、より良い立体画像表示を行うために、ディスプレイ１で発生する光を発散角度に限定して他のレベルの光を排除できるように遮光効果を発揮するものである。表示面１１には、レンズアレイ層２を通して再構成され、統合画像に再構成されて立体視画像を形成できる未再構成の画像が表示される。

バッフル層３は、ディスプレイ１とレンズアレイ層２との間に配置することができ、バッフル層３は、ディスプレイ１上またはレンズアレイ層２上に配置（または形成）することも可能である。バッフル層３は、レンズアレイ層２への発散角を制限することにより、ディスプレイ１で発生する光の質を向上させ、他のレベルの光を排除してより良い立体画像表示を実現するものである。バッフル層３は、左右方向（制御角）および前後方向（斜め角）の光を所定の角度に制限し、他のレベルからの光を排除して、より良い立体画像表示を実現する。

本発明のレンズアレイ層２は、表示効果に重要である。図４に示すように、レンズアレイは、隣接する２列のレンズ２２のそれぞれが対になるように矩形に配置することが可能である。また、図５に示すように、隣接する２列のレンズ２２のそれぞれを千鳥状に配置できるようにレンズアレイを六角形に配置したり、他の方法でレンズアレイを配置して３次元画像情報を表示することも可能である。

レンズアレイ層２上の微細構造は集光レンズである。この微細レンズの仕様は、材料の屈折率ｎ値によって集光能力が決まり、使用できる光の波長範囲は３００ｎｍから１１００ｎｍである。小型レンズ１枚の焦点距離は図６のようになり、レンズメーカーの公式：１／ｆ＝（ｎ－１）（１／Ｒ１－１／Ｒ２）に合致することになる。ここで、Ｒ１、Ｒ２はレンズの両側の曲率半径、ｆはレンズの焦点距離、ｎはレンズの屈折率である。レンズの直径は、表示デバイスの画素サイズに合わせて１００ｕｍから５ｍｍまで用意さればよい。

本発明は、装置内の各所に光学素子を通過する画素の光の進行方向を制御できるハードウェア設定を設け、斜め方向の視野角に対応できる統合型を提案するものである。本発明のハードウェアシステムは、ディスプレイ１、レンズアレイ層２、バッフル層３というシンプルな光学素子であり、キット化することができる。設計された画素サイズ、システムギャップ、レンズサイズ、焦点距離を用いて、統合画像原理と特殊アルゴリズムによる画面出力信号により、３次元空間でのリアルな表示を実現することが可能である。

［第２の実施形態］
図７を参照されたい。本実施形態では、バッフル層３がレンズアレイ層２のディスプレイ１から離れた側に配置されていること、すなわちバッフル層３がレンズアレイ層２の上方に配置されていることを除いて、上記第１の実施形態と実質的に同じ構造を有している。このバッフル３１は、より良い立体映像の表示を行うために、他のレベルの光を排除する遮光効果を発揮する。

［第３の実施形態］
図８を参照されたい。本実施形態では、隣接する２つのストッパ３１の各々の間隔がレンズ２２の外径と等しく、これらのストッパ３１がより疎に設定されていることを除いて、上記第１の実施形態の構成と実質的に同じである。

［第４の実施形態］
図９を参照して、本実施形態では、第１実施形態におけるレンズアレイ層２の代わりに、主にピンホールアレイ層４が用いられる。統合立体画像表示装置は、ディスプレイ１、ピンホールアレイ層４およびバッフル層３を含む。ディスプレイ１は、ＬＣＤパネル１３とバックライトモジュール１４を含んでもよい。表示面１１はＬＣＤパネル１３上に位置し、バックライトモジュール１４はＬＣＤパネル１３の近くに位置する。バックライトモジュール１４は、光がＬＣＤパネル１３を通過して視聴者の目に情報を伝達するように光源を投射させる。本実施形態では、ディスプレイ１は、パッシブ発光ディスプレイである。また、別の実施形態では、ディスプレイ１は、有機ＥＬディスプレイやＬＥＤディスプレイなどのアクティブ発光ディスプレイであってもよい。バッフル層３の構成は、第１実施形態と同様であるため、その説明は繰り返さない。

ピンホールアレイ層４は、ディスプレイ１の表示面１１に隣接して配置されてもよく、すなわち、ピンホールアレイ層４は、ディスプレイ１の上方に配置されてもよい。ピンホールアレイ層４は、ディスプレイ１の表示面１１に接触していてもよいし、ピンホールアレイ層４がディスプレイ１の表示面１１から離間していてもよいし、ディスプレイ１の表示面１１とピンホールアレイ層４との間に中間層が設けられてもよい。また、ピンホールアレイ層４は、ディスプレイ１内または他の適切な位置に配置されてもよい。

ディスプレイ１は、最下層に配置することができ、まだ光の再生を受けていない平面画像を表示する役割を果たす。この平面画像を再分配し、ピンホールアレイ層４のピンホールアレイを通った光と合成して、再構成した３次元画像を表示することができる。ピンホールアレイ層４を最上層に配置することで、光場を規制する効果があり、ピンホールアレイ層４により立体物の光角を規制することで、本来再構成されない平面画像を再分配・合成し、立体画像を視認することができる。

ピンホールアレイ層４の材料は特に限定されず、ピンホールアレイ層４は、本体４１と複数のピンホール（ピン穴）４２とを含み、本体４１は不透明な材料からなるので、本体４１は不透明な部材であり、本体４１は板状である。ピンホール４２は、本体４１に設けられ、本体４１の両面（両側面）を貫通可能な丸孔であり、隣り合う各ピンホール４２間の距離が５ｍｍ以下であり、各ピンホール４２の直径が１ｍｍ以下であることが好ましい。表示面１１には、このピンホール４２を通してピンホールの原理で再構成できる未再構成の画像が表示され、統合画像を再構成して３次元画像を形成することができる。ピンホール４２は中空であってもよいし、ピンホール４２の内部に光透過性の材料を配置して、ピンホール４２を光が透過するようにしてもよい。本発明のピンホールアレイ層４は、表示効果に大きく関連する。ピンホールアレイは、長方形または六角形のパターンで配置することができ、すなわち、ピンホール４２の隣接する２列の各々は、対で配置するか千鳥にすることができ、これらはいずれも３Ｄ画像情報を表示するために使用することができる。

バッフル層３は、間隔をあけて設けられた複数のバッフル３１を含み、バッフル３１は第１の傾斜方向Ａ（図２に示す）に延び、バッフル３１はそれぞれ旋回角度を有する。バッフル３１は、第２の傾斜方向Ｂに延び、これらのバッフル３１の各々は、傾斜角度を有する。隣接する２つのバッフル３１のそれぞれの間には光透過部３３が形成され、光透過部３３は細長く、本実施形態では隣接する２つのバッフル３１のそれぞれの間の距離は隣接する２つのピンホール４２のそれぞれの間の距離より小さくなっている。これらの光透過部３３は光を透過させ、バッフル３１はディスプレイ１からの光を限られた発散角度でピンホールアレイ層４に導き、他のレベルの光を排除してより良い立体画像表示を行うことができるように遮光効果を発揮するものである。

［第５の実施形態］
図１０を参照されたい。この実施形態では、バッフル層３がディスプレイ１から離れたピンホールアレイ層４の側に配置されていること、すなわちバッフル層３がピンホールアレイ層４の上に配置されていること以外は、上記第４実施形態と実質的に同じ構造である。このバッフル３１は、他のレベルの光を排除する遮光効果を発揮し、より立体的な画像表示を実現する。

［第６の実施形態］
図１１を参照すると、この実施形態では、隣接する２つのバッフル３１の各々の間隔が、隣接する２つのピンホール４２の各々の間隔に等しいことを除いて、上記第５実施形態と実質的に同じ構造である。このバッフル３１は、他のレベルの光を排除する遮光効果を発揮し、より立体的な画像表示を実現する。

［第７の実施形態］
図１２を参照すると、本実施形態では、統合立体画像表示装置は、ディスプレイ１ａとバッフル層３とから構成されている。ディスプレイ１ａは、液晶パネル１２ａ、バックライトモジュール１３ａ、画像処理装置１４ａから構成され、液晶パネル１２ａは表示面１１ａを有し、バックライトモジュール１３ａは光源を投射し、光が液晶パネル１２ａを透過して視聴者の目に情報を伝達するように構成されている。本実施形態では、液晶パネル１２ａは、ソフトウェアを用いて、必要な使用する画素１２１ａを点灯させ、使用しない画素１２２ａを消灯させることが可能である。バックライトモジュール１３ａは、ＬＥＤ又は有機ＥＬ等とすることができる複数の光源１３１ａを含み、光源１３１ａは、ピンホールアレイのような機能を提供するように間隔を空けて配置されている。これらの光源１３１ａは、光が液晶パネル１２ａを通過して視聴者の目に情報を伝達するように光を投射する。そして、ディスプレイ１ａの平面画像は、これらの光源１３１ａおよび液晶パネル１２ａを通過することで、再構成された立体画像を表示することができる。

バッフル層３の構造は第１の実施形態と同様であり、バッフル層３は間隔をあけて配置される複数のバッフル３１からなり、バッフル３１は第１傾斜方向Ａ（図２に示す）に延び、バッフル３１はそれぞれ旋回角度を有する。バッフル３１は、第２の傾斜方向Ｂに延び、これらのバッフル３１の各々は、傾斜角度を有する。隣接する２つのバッフル３１のそれぞれの間に光透過部３３が形成され、光透過部３３は細長い帯状であり、本実施形態では、隣接する２つのバッフル３１のそれぞれの間隔は、隣接する２つ使用する画素１２１ａのそれぞれの間隔より小さくなっている。

バッフル層３は、液晶パネル１２ａの片側（上または下）に設けることができ、本実施形態では、バッフル層３は、液晶パネル１２ａのバックライトモジュール１３ａに近い側に設けられている。これらの光透過部３３は光を透過させ、これらのバッフル３１は、ディスプレイ１ａから来る光が、より良い立体画像表示を行うために他のオーダーの光を排除するために使用する画素１２１ａへの発散角を制限できるように遮光効果を提供するものである。

［第８の実施形態］
図１３を参照して、本実施形態では、バッフル層３がバックライトモジュール１３ａから離れた液晶パネル１２ａ側に設定されていること、すなわちバッフル層３が液晶パネル１２ａの上部に設定されていること以外は、上記第７実施形態の構成と実質的に同一である。このバッフル３１は、他のレベルの光を排除する遮光効果を発揮し、より立体的な画像表示を実現する。

［第９の実施形態］
図１４を参照すると、この実施形態は、上記第８の実施形態と実質的に同じ構造を有し、この実施形態では、隣接する２つのバッフル３１の各々の間の間隔が、隣接する２つの使用する画素１２１ａの各々の間の間隔と等しいことのみが異なる。このバッフル３１は、他のレベルの光を排除する遮光効果を発揮し、より立体的な画像表示を実現する。

また、図１５に示すように、隣接する各バッフル３１間の距離をＰ、これらバッフル３１の高さをＨ、光透過部３３を通る光の分散角をθとすると、θ＝２×ｔａｎ－１（Ｐ／Ｈ）なる式が成立する。したがって、分散角を固定した場合、間隔Ｐが小さいほど（バッフルの密度が高いほど）、高さＨが小さいほど（バッフルの高さが低いほど）、バッフルの薄型化が可能となる。前述の実施例のバッフルもこの条件を満たしている。

また、図１６及び図１７に、それぞれバッフルなし及びバッフルありの本発明の規格化光強度と光分散角の関係を示すように、本発明にバッフルを設けた場合、ディスプレイから発生する光が効果的に分散角を制限できることが分かる。

本発明の有益な効果は、立体画像を斜めから見ることができる浮遊感ある表示効果が得られることである。本発明は、ディスプレイの光源の配光は分散角が大きく、移動時に他のレベルの光が見えてしまうという問題を解決するために、品質向上のために、傾斜角と旋回角を持つ複数のバッフルを含むバッフル層を設け、遮光効果を発揮させることができるようにした。これは、ディスプレイから発生する光の分散角度を制限して他のレベルの光を排除し、より立体的な画像を実現することで、ディスプレイの品質を向上させる。さらに、このバッフルは単層で構造がシンプルなため製造が容易であり、厚みが薄くなるため占有面積を小さくすることができる。さらに、本発明の１層構造により、光透過率が向上し、モアレ縞が発生しにくくなる。

以上に開示された内容は本発明の好ましい実施形態に過ぎず、これにより本発明の特許請求の範囲を制限するものではない。そのため、本発明の明細書及び添付図面の内容に基づき為された等価の技術変形は、全て本発明の特許請求の範囲に含まれるものとする。

１：ディスプレイ
１１：表示面
１２：画像処理ユニット
１３：液晶パネル
１４：バックライトモジュール
２：レンズアレイ層
２１：ベース部
２２：レンズ
３：バッフル層
３１：バッフル
３２：基準縁
３３：光透過部
３４：開口部
４：ピンホールアレイ層
４１：本体
４２：ピンホール
１ａ：ディスプレイ
１１ａ：表示面
１２ａ：液晶パネル
１２１ａ：使用する画素
１２２ａ：使用しない画素
１３ａ：バックライトモジュール
１３１ａ：光源
１４ａ：画像処理ユニット
Ａ：第１の傾斜方向
Ｂ：第２の傾斜方向
ｆ：レンズ焦点距離
Ｐ：ピッチ
Ｈ：高さ
θ１：第１の角度
θ２：第２の角度
θ：光の発散角

Claims (13)

1. 表示面及び画像処理ユニットを有するディスプレイと、
   複数のレンズを含み、前記ディスプレイの表示面に隣接して設けられたレンズアレイ層と、
   複数のバッフルを含むバッフル層と、
   を備える統合立体画像表示装置であって、
   前記バッフルは間隔をあけるように設置され、前記バッフルは、第１の傾斜方向に延び、前記バッフル層は基準縁を有し、前記バッフルがそれぞれ旋回角度を持つように前記基準縁に対して第１の角度を持ち、前記バッフルが前記基準縁に対して傾斜しており、前記バッフルは第２の傾斜方向に延びるように前記表示面に対して傾斜しており、前記バッフルはそれぞれ、前記表示面に対して第２の角度（傾斜角度）を有するように形成され、前記バッフルの各々は、隣接する２つの前記バッフルの間に光透過部を形成し、該光透過部は、前記ディスプレイから離れた端部に開口を形成し、該バッフルは、前記ディスプレイによって生成された光が発散角を制限するように遮光効果を提供し、前記表示面には未構成の画像が表示されると、前記レンズアレイ層の再編成によって統合画像に再構成され、３次元画像が形成される、
   ことを特徴とする、統合立体画像表示装置。
2. 互いに隣接する前記バッフルの各々の間隔が、レンズの外径以下である、請求項１に記載の統合立体画像表示装置。
3. 互いに隣接する前記２つのバッフルのそれぞれの間隔が５００μｍ以下である、請求項１に記載の統合立体画像表示装置。
4. 前記第２の角度は１０度から８０度である、請求項１に記載の統合立体画像表示装置。
5. 表示面及び画像処理ユニットを有するディスプレイと、
   本体と本体に設けられている複数のピンホールとを備えるピンホールアレイ層と、
   複数のバッフルを含むバッフル層と、
   を備える統合立体画像表示装置であって、
   前記バッフルは間隔をあけるように設置され、前記バッフルは、第１の傾斜方向に延び、前記バッフル層は基準縁を有し、前記バッフルがそれぞれ旋回角度を持つように前記基準縁に対して第１の角度を持ち、前記バッフルが前記基準縁に対して傾斜しており、前記バッフルは第２の傾斜方向に延びるように前記表示面に対して傾斜しており、前記バッフルはそれぞれ、前記表示面に対して第２の角度（傾斜角度）を有するように形成され、前記バッフルの各々は、隣接する２つの前記バッフルの間に光透過部を形成し、該光透過部は、前記ディスプレイから離れた端部に開口を形成し、該バッフルは、前記ディスプレイによって生成された光が発散角を制限するように遮光効果を提供し、前記表示面には未構成の画像が表示されると、前記ピンホールの再編成によって統合画像に再構成され、３次元画像が形成される、
   ことを特徴とする、統合立体画像表示装置。
6. 前記ピンホールのそれぞれの間の距離は５ｍｍ以下であり、それぞれの前記ピンホールの直径は１ｍｍ以下である、請求項５に記載の統合立体画像表示装置。
7. 前記２つの隣接するバッフルの各々の間の間隔が、前記２つの隣接するピンホールの各々の間の間隔以下、請求項５に記載の統合立体画像表示装置。
8. 互いに隣接する前記２つのバッフルのそれぞれの間隔が５００μｍ以下である、請求項１に記載の統合立体画像表示装置。
9. 前記第２の角度は１０度から８０度である、請求項１に記載の統合立体画像表示装置。
10. 表示面を有し使用する画素をオンし、使用しない画素をオフすることができ液晶パネルと、複数の光源を含むバックライトモジュールと、画像処理ユニットとを備える、ディスプレイと、
    複数のバッフルを含むバッフル層と、
    を備える統合立体画像表示装置であって、
    前記バッフルは間隔をあけるように設置され、前記バッフルは、第１の傾斜方向に延び、前記バッフル層は基準縁を有し、前記バッフルがそれぞれ旋回角度を持つように前記基準縁に対して第１の角度を持ち、前記バッフルが前記基準縁に対して傾斜しており、前記バッフルは第２の傾斜方向に延びるように前記表示面に対して傾斜しており、前記バッフルはそれぞれ、前記表示面に対して第２の角度（傾斜角度）を有するように形成され、前記バッフルの各々は、隣接する２つの前記バッフルの間に光透過部を形成し、該光透過部は、前記ディスプレイから離れた端部に開口を形成し、該バッフルは、前記ディスプレイによって生成された光が発散角を制限するように遮光効果を提供し、前記表示面には未構成の画像が表示されると、前記複数の光源及び前記液晶パネルによる再編成によって統合画像に再構成され、３次元画像が形成される、
    ことを特徴とする、統合立体画像表示装置。
11. 前記２つの隣接するバッフルの各々の間の間隔が、前記２つの隣接する使用する画素の各々の間の間隔以下、請求項１０に記載の統合立体画像表示装置。
12. 互いに隣接する前記２つのバッフルのそれぞれの間隔が５００μｍ以下である、請求項１０に記載の統合立体画像表示装置。
13. 前記第２の角度は１０度から８０度である、請求項１０に記載の統合立体画像表示装置。