JP2795779B2

JP2795779B2 - ディスプレイ・パネル

Info

Publication number: JP2795779B2
Application number: JP16058392A
Authority: JP
Inventors: 隆之中島
Original assignee: Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC
Current assignee: Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC
Priority date: 1992-06-19
Filing date: 1992-06-19
Publication date: 1998-09-10
Anticipated expiration: 2013-09-10
Also published as: JPH063641A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、仮想現実感システムの
ヘッドマウント・ディスプレイなどに用いられるディス
プレイ・パネルに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０は、従来の液晶ディスプレイ装置
の一構成例を示す。

【０００３】図１０の液晶ディスプレイ装置は、ガラス
基板101 、液晶層102 、及びガラス基板103 によって構
成されており、ディスプレイ面が平面で形成されてい
る。また、平面ディスプレイは、等しい大きさの画素10
4 が均一な密度で配置されており、画素104 の密度が場
所によって異ならないように構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のディスプレイ装置を広い視野角で表示するディ
スプレイとして用いる場合には、必要な画素の数が膨大
になり、全て画素を完全に製造する上で歩留まりの原因
となり、また製造コストが上昇するという問題点があっ
た。

【０００５】また、上述した従来のディスプレイ装置
は、ディスプレイ面が平面であるので、曲率の高い曲面
への投影では、投影された画面に歪みが生じてしまい、
周辺部にボケが生じてしまうという問題点があった。更
に、このような歪みやボケを補正する光学系は極めて複
雑であり、その結果、製造コストが上昇するという問題
点があった。

【０００６】本発明は、上記従来のディスプレイ装置に
おける問題点に鑑み、製造上の歩留まりを向上でき、従
来の製造コストを低くできるディスプレイ・パネルを提
供する。

【０００７】また、本発明は、上記従来のディスプレイ
装置における問題点に鑑み、画面に歪みやボケが生じる
ことがなく、従来の製造コストを低くできるディスプレ
イ・パネルを提供する。

【０００８】更に、本発明は、上記従来のディスプレイ
装置における問題点に鑑み、製造上の歩留まりを向上で
き、画面に歪みやボケが生じることがなく、従来の製造
コストを低くできるディスプレイ・パネルを提供する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、多数の画素に
よって文字や画像を表示する構造の接眼型ディスプレイ
・パネルであって、ディスプレイ画面の中心部の画素の
密度をそれ以外の周辺部の画素の密度に比べて高くした
内球面型のディスプレイ画面を備えており、視野の中心
と前記中心部とが対向するように構成されている接眼型
ディスプレイ・パネルによって達成される。

【００１０】また、本発明は、多数の画素によって文字
や画像を表示する構造の接眼型ディスプレイ・パネルで
あって、ディスプレイ画面の中心部の画素の密度をそれ
以外の周辺部の画素の密度に比べて高くした内球面型の
ディスプレイ画面を両眼のそれぞれに対向して備えてい
る接眼型ディスプレイ・パネルによって達成される。

【００１１】更に、本発明の接眼型ディスプレイ・パネ
ルは、各眼球の中心と前記ディスプレイ画面の中心部と
が対向するように構成されているのが好ましい。

【００１２】請求項１に記載のディスプレイ・パネルで
は、確実に視野中心をディスプレイ中心部に対向させる
ことが可能であり、中心部の画像をより鮮明に投影して
広視野角にわたって歪みのない鮮明で迫力のある画像が
得られる。

【００１３】請求項２に記載のディスプレイ・パネルで
は、それぞれの眼球中心を対応するディスプレイ中心部
に対向させることが可能であり、中心部の画像をより鮮
明に投影して広視野角にわたって歪みのない鮮明で迫力
のある画像が得られる。

【００１４】請求項３に記載のディスプレイ・パネルで
は、確実に各眼球中心を対応するディスプレイ中心部に
対向させることが可能である。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して本発明のディスプレイ
・パネルの実施例を説明する。

【００１６】図１は、ディスプレイ画面が平面である平
面ディスプレイ・パネルの構成を示す。

【００１７】図１の平面ディスプレイ・パネルは、平面
透明基板11、中間層12、及び平面透明基板13によって構
成されており、中間層12は、平面透明基板11と平面透明
基板13の間にサンドウィッチ状に挟まれている。

【００１８】図１の平面透明基板11及び平面透明基板13
は、ガラスまたはプラスティック・フィルム等で形成さ
れており、その厚さは薄い程よい。また、中間層12は、
液晶であってもよく、誘電体層を含む放電空間層であっ
てもよい。

【００１９】図１に示すように、本実施例の平面ディス
プレイ・パネルの画素14の密度に関して、中心領域の画
素は高密度で形成されており、中心領域以外の周辺部に
おける画素は中心領域の画素密度よりも粗い密度で形成
されている。

【００２０】通常、人間の視覚において視野の中心部で
は高い識別機能があるが、視野の周辺部では分解能は極
めて低く、しかもそれが網膜の構造によることが知られ
ている。本発明はこの事実に着目したものであり、画素
密度の決定は、光学レンズ系と組み合わせて得られる虚
像視野に基づいて行われる。

【００２１】次に、図１の平面ディスプレイ・パネルに
おける画素密度の決定方法を説明する。

【００２２】通常、図１の平面ディスプレイ・パネル
は、眼球の直前数センチメ−トルに配置され、平面ディ
スプレイ装置と眼球との間には拡大用（虚像生成用）の
光学レンズが配置される。このように構成することによ
って、平面ディスプレイ装置の縦・横の寸法が、例えば
４センチメ−トル・６センチメ−トルであっても、例え
ば縦８０度、横１２０度の超広視野角の虚像生成形ディ
スプレイとなる。

【００２３】例えば、虚像視野において、横方向３０度
（左右にそれぞれ１５度）、縦方向２０度（上下にそれ
ぞれ１０度）の内部では画素の密度は実現可能な最高密
度である画素密度αとし、その周辺部では画素の密度は
最高密度αの約２分の１の画素密度βとする。

【００２４】実際の平面ディスプレイ上での対応する領
域は、光学レンズ系の拡大率などから容易に計算され
る。

【００２５】また、超広視野プロジェクション・テレビ
においては、投影された画面上の中央部で、例えば、横
４０度（左右にそれぞれ２０度）、縦３０度（上下にそ
れぞれ１５度）以内を最高密度である画素密度αになる
ように平面ディスプレイパネルを設計する。

【００２６】図２は、図１のディスプレイ・パネルを用
いた両眼一体ディスプレイ・パネルの構成を示す。

【００２７】図２の両眼一体ディスプレイ・パネルは、
平面透明基板21、中間層22、及び平面透明基板23、右眼
部24、左眼部25、左右画面境界部26によって構成されて
おり、中間層22は、平面透明基板21と平面透明基板23の
間にサンドウィッチ状に挟まれている。また、ａは眼球
中心間の距離を表している。

【００２８】図２の平面透明基板21及び平面透明基板23
は、ガラスまたはプラスティック・フィルム等で形成さ
れており、その厚さは薄い程よい。

【００２９】図２の両眼一体ディスプレイ・パネルは、
左眼及び右眼の視野中心部の画素密を高くし、周辺部の
画素の密度を低下させる。また、両眼からの距離がほぼ
等しい領域の一部に左右画面境界部26を設ける。

【００３０】図２の両眼一体ディスプレイ・パネルにお
ける画素密度の決定方法は、上述した図１の平面ディス
プレイ・パネルにおける画素密度の決定方法に等しい。
即ち、右眼部と左眼部は対象なので、右眼部が決定され
たならばその結果を左眼部に用いればよい。

【００３１】左右の眼球間の距離ａの値は、正面の遠い
点を見ている状態における右眼の瞳と左眼の瞳との間の
距離をスケ−ルで測定して簡易的に求めることができ
る。

【００３２】また、両目の間隔に合わせる機構を有する
双眼鏡のような装置で、その調節機構を最も自然に見え
る位置に調節して、その結果から左右の眼球間の距離ａ
の値をより正確に計測することができる。

【００３３】図３は、ディスプレイ画面が曲平面である
円筒曲面ディスプレイ・パネルの構成を示す。

【００３４】図３の円筒曲面ディスプレイ・パネルは、
曲面透明基板31、中間層32、曲面透明基板33によって構
成されており、中間層32は曲面透明基板31と曲面透明基
板33の間に挟まれている。また、視野中心部の画素密度
を高くし、周辺部の画素密度を低くして構成されてい
る。

【００３５】曲面透明基板31及び曲面透明基板33は、ガ
ラスまたはプラスティック・フィルム等で形成されてお
り、その厚さは薄い程よい。

【００３６】図３の円筒曲面ディスプレイ・パネルにお
ける画素密度の決定方法は、上述した図１の平面ディス
プレイ・パネルにおける画素密度の決定方法に準ずる。

【００３７】なお。この曲平面は、円筒形に限定される
必要はなく、楕円筒面や図４に示すような曲面透明基板
41、中間層42、曲面透明基板43（中間層41は曲面透明基
板41と曲面透明基板43の間に挟まれている）によって構
成されている球面であってもよい。

【００３８】また、曲平面は数式で正確に表すことがで
きる曲平面でもよく、数式で正確に表すことができない
略曲平面でもよい。

【００３９】上記図３は内円筒面を、図４は内球面をそ
れぞれ示しているが、曲平面としては外円筒面や外球面
であってもよい。

【００４０】図５は、ディスプレイ画面が曲平面である
円柱（円筒）面ディスプレイ・パネルの構成を示す。

【００４１】図５の円柱面ディスプレイ・パネルは、曲
面透明基板51、中間層52、曲面透明基板53によって構成
されており、中間層52は曲面透明基板51と曲面透明基板
53の間に挟まれている。曲面透明基板51及び曲面透明基
板53は、ガラスまたはプラスティック・フィルム等で形
成されており、その厚さは薄い程よい。また、ディスプ
レイ画面上の画素密度は、全てのディスプレイ面で均一
に構成されている。

【００４２】図６は、図５の円柱面ディスプレイ・パネ
ルを用いた超ワイド投影ビジョン・システムの一構成例
を示す。

【００４３】図６の超ワイド投影ビジョン・システム
は、投影用光源61、円柱面ディスプレイ・パネル62、光
学レンズ系63、及び円柱面投影スクリ−ン64によって構
成されている。

【００４４】なお、光学レンズ系63は、円柱面投影スク
リ−ン64に投影できるレンズであればよく、通常の凸レ
ンズによって構成してもよい。

【００４５】図６に示すように、円柱面ディスプレイ・
パネル62は投影用光源61と光学レンズ系63との間に配置
されており、光学レンズ系63は円柱面ディスプレイ・パ
ネル62と円柱面投影スクリ−ン64との間に配置されてい
る。

【００４６】次に、図６の超ワイド投影ビジョン・シス
テムの動作を説明する。

【００４７】投影用光源61から出た光線は、円柱面ディ
スプレイ・パネル62を透過し、光学レンズ系63を通して
円柱面投影スクリ−ン64に結像することにより、円柱面
ディスプレイ・パネル62上の像が円柱面投影スクリ−ン
64に投影される。

【００４８】円柱面投影スクリ−ン64のスクリ−ン形状
は、投影用の光学レンズ系63を構成する投影用光学レン
ズの中心を中心点として半径Ｒの円柱面型とする。ま
た、投影用光学レンズの中心から半径ｒの円柱面になる
ように円柱面ディスプレイ・パネル62を設定する。従っ
て、円柱面投影スクリ−ン64のスクリ−ン形状が円柱形
のときに、ディスプレイ・パネル62の形状は円柱形であ
ればよく、その大きさは別の要因で決定される。

【００４９】図７は、ディスプレイ画面が曲平面である
内球面型ディスプレイ・パネルの構成を示す。

【００５０】図７の内球面型ディスプレイ・パネルは、
内球面状透明基板71、中間層72、球面状透明基板73によ
って構成されており、中間層72は球面状透明基板71と球
面状透明基板73の間に挟まれている。

【００５１】図７の球面状透明基板71及び球面状透明基
板73は、ガラスまたはプラスティック・フィルム等で形
成されており、その厚さは薄い程よい。また、ディスプ
レイ画面上の画素密度は、全てのディスプレイ面で均一
に構成されている。

【００５２】図８は、図７の内球面型ディスプレイ・パ
ネルを用いた接眼型ディスプレイ・システムの一構成例
を示す。

【００５３】図８の接眼型ディスプレイ・システムは、
光学レンズ系81及び内球面型ディスプレイ・パネル82に
よって構成されている。

【００５４】次に、図８の接眼型ディスプレイ・システ
ムの動作を説明する。

【００５５】内球面型ディスプレイ・パネル82は、眼球
83の直前、約数センチメ−トルの位置に配置され、拡大
用（虚像生成用）の光学レンズ系81は、内球面型ディス
プレイ・パネル82と眼球83との間に配置される。これに
よって、内球面型ディスプレイ・パネル82に表示された
画像の虚像84が、眼球83の視線85により数十センチメ−
トル以上先の空間に形成されて眼球83によって見ること
ができる。

【００５６】同様の装置を両眼に配置して、両眼によっ
て映像を視ることにも使用される。

【００５７】また、曲平面は数式で正確に表すことがで
きる曲平面でもよく、数式で正確に表すことができない
略曲平面でもよい。

【００５８】上記図５は内円筒面を、図７は内球面をそ
れぞれ示しているが、曲平面としては外円筒面や図９に
示す外球面であってもよい。

【００５９】

【発明の効果】請求項１に記載のディスプレイ・パネル
によれば、接眼型とすることで、視野中心とディスプレ
イ中心部との相対位置を固定することができるために、
確実に視野中心をディスプレイ中央に対向させることが
可能であり、ディスプレイ中心部の画素密度を周辺部に
比べて高くすることにより、視覚的効果を失わせること
なく画素密度の高い領域を減らすことがより一層効果的
にでき、製造上の歩留まりが向上し、さらに、ディスプ
レイを内球面型とすることにより、広視野角にわたって
歪みのない鮮明で迫力のある画像が得られる。また、広
い画面全体に鋭い焦点を得るための光学系も単純化され
て製造が容易になり、製造コストを低くすることができ
る。

【００６０】請求項２に記載のディスプレイ・パネルに
よれば、接眼型としてそれぞれの眼球に対応してディス
プレイを備えたことで、各眼球と対応するディスプレイ
中心部との相対位置を固定することができるために、眼
球中心をディスプレイ中心部に対向させることが可能で
あり、ディスプレイ中心部の画素密度を周辺部に比べて
高くすることにより、視覚的効果を失わせることなく画
素密度の高い領域を減らすことがより一層効果的にで
き、製造上の歩留まりが向上する。さらに、ディスプレ
イを内球面型とすることにより、広視野角にわたって歪
みのない鮮明で迫力のある画像が得られる。また、広い
画面全体に鋭い焦点を得るための光学系も単純化されて
製造が容易になり、製造コストを低くすることができ
る。

【００６１】請求項３に記載のディスプレイ・パネルに
よれば、確実に各眼球中心を対応するディスプレイ中心
部に対向させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】平面ディスプレイ・パネルの構成を示す説明図
である。

【図２】図１のディスプレイ・パネルを使用した両眼一
体ディスプレイ・パネルの構成を示す説明図である。

【図３】円筒曲面ディスプレイ・パネルの構成を示す説
明図である。

【図４】内球面ディスプレイ・パネルの構成を示す説明
図である。

【図５】円柱面ディスプレイ・パネルの構成を示す説明
図である。

【図６】図５の円柱面ディスプレイ・パネルを用いた超
ワイド投影ビジョン・システムの一構成例を示す説明図
である。

【図７】内球面型ディスプレイ・パネルの構成を示す説
明図である。

【図８】図７の内球面型ディスプレイ・パネルを用いた
接眼型ディスプレイ・システムの一構成例を示す説明図
である。

【図９】外球面型ディスプレイ・パネルの構成を示す説
明図である。

【図１０】従来の液晶ディスプレイ装置の一構成例を示
す説明図である。

【符号の説明】

11, 13 平面透明基板 12 中間層 14 画素

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】多数の画素によって文字や画像を表示す
る構造の接眼型ディスプレイ・パネルであって、ディス
プレイ画面の中心部の画素の密度をそれ以外の周辺部の
画素の密度に比べて高くした内球面型のディスプレイ画
面を備えており、視野の中心と前記中心部とが対向する
ように構成されていることを特徴とする接眼型ディスプ
レイ・パネル。
【請求項２】多数の画素によって文字や画像を表示す
る構造の接眼型ディスプレイ・パネルであって、ディス
プレイ画面の中心部の画素の密度をそれ以外の周辺部の
画素の密度に比べて高くした内球面型のディスプレイ画
面を両眼のそれぞれに対向して備えていることを特徴と
する接眼型ディスプレイ・パネル。
【請求項３】各眼球の中心と前記ディスプレイ画面の
中心部とが対向するように構成されていることを特徴と
する請求項２に記載の接眼型ディスプレイ・パネル。