JP3980685B2 - レンチキュラーレンズシートを用いたプライベートステレオスコープディスプレイ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ミックスストライプイメージを形成し左右のイメージを交互にするための画素を含むフラットパネルディスプレイを有し、該フラットパネルディスィスプレイ正面にはレンチキュラーレンズシートが設けられており、さらにメインローブに対する各画素セットの出射光線を制限するローブ制限手段を有している、レンチキュラーレンズシートを用いたステレオスコープディスプレイ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レンチキュラーレンズを使用したステレオスコープディスプレイを用いた両眼視差によって立体イメージを見ることは可能である。立体イメージを見るためには、両目を適切な位置におく必要がある。適切な位置に目がおかれていないと、偽影像が見えてしまう。なぜなら、レンチキュラーレンズシートが各画素セット毎にメインローブとサイドローブを生ぜしめるからである。立体像は、異なった適正な位置において同時に見ることができる。偽影像は、立体像に対する位置から異なるいくつかの位置におけるサイドローブの存在のために見られる。換言すれば、偽影像はビュー領域外で形成される。
【０００３】
ある状況、例えばキャッシュディスペンサーやビデオ電話等においては、観察者以外の他人にステレオスコープディスプレイのイメージが見えてしまう欠点が生じる。なぜなら偽影像も立体像もサイドローブによって引き起こされるからである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、例えばキャッシュディスペンサーやビデオ電話等に使用することができ、ただ一人の観察者しか立体像を見ることができず、偽影像も現れないステレオスコープディスプレイを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題は本発明により、前記ローブ制限手段が、当該ステレオスコープディスプレイ装置の外側表面からフラットパネルディスプレイ表面まで完全に延在し、さらに前記ステレオスコープディスプレイ装置が、右イメージのビューポイントには右イメージメインローブを向けさせさらに左イメージのビューポイントには左イメージメインローブを向けさせる屈折手段を有している構成によって解決される。
【０００６】
本発明の別の有利な実施例は従属請求項に記載される。
【０００７】
本発明は、ミックスストライプイメージを交互に形成するために左右のイメージに対する画素を含むディスプレイを有し、該ディスィスプレイ正面にはレンチキュラーレンズシートが設けられている、レンチキュラーレンズシートを用いたステレオスコープディスプレイにおいて、前記ディスプレイがさらに、メインローブに対する各画素セットの出射光線を制限するローブ制限手段と、右イメージビューポイントに対するダイレクト右イメージメインローブと左イメージビューポイントに対するダイレクト左イメージメインローブに対する屈折手段とを有している構成により、メインローブだけを観察者に透過させ、屈折手段は右イメージビューポイントには直接右イメージメインローブを向けさせ、左イメージビューポイントには直接左イメージメインローブを向けさせる。
【０００８】
本発明はフラットディスプレイが使用されている場合には、フラットパネルディスプレイの上にレンチキュラーレンズシートとプリズムアレイシートがセットされる。レンチキュラーレンズの各セットとプリズムアレイは、通常は１つ又は２つの画素から成る画素セットにのみ供給を行い、さらに各セットはローブ制限手段（これは通常バリアから形成される）によって次のセットから分離されている。レンズとプリズムの作用のために、サイドローブは抑圧されるのに対してメインローブだけがディスプレイを離れる。屈折手段によって各画素セットからのこのメインローブは屈折され、観察距離にて集束される。左イメージに対するメインローブは左イメージのビューポイントにて集束され、右イメージに対するメインローブは、右イメージに対する各フォーカスポイントにて集束される。それによりただ一人の人物のみがイメージを見ることができ、外方の観察領域では偽影像が生じない。
【０００９】
本発明は以下の利点を有している。
【００１０】
ビーム強度は、従来のレンチキュラーレンズシートを用いたステレオスコープディスプレイよりも高くなる。なぜなら１つの画素からの光線が１つのビームしか形成しないからである。それ故にこのディスプレイは従来のレンチキュラーレンズシートを用いたステレオスコープディスプレイよりも明るい。さらに偽影像を見ることはできない。なぜならこのディスプレイでは抑圧が行われてサイドローブが生じないからである。目が正しい位置におかれたならば、システムは自動ステレオスコープディスプレイとなる。さらに本発明によるディスプレイは、完全にプライベートなディスプレイとなる。なぜなら唯一つのビューポイントのみがディスプレイ前面のスペースに存在するからである。
【００１１】
本発明によるステレオスコープディスプレイの有利な実施例によれば、ローブ制限手段は、隣接する画素セットの間に配設されたバリアによって形成される。この場合前記画素セットは、走査方向で見て２つの隣接した画素から成るか又はステレオスコープディスプレイの画素セットは１つの画素だけから成る。この画素セットの形成に対たいしてはその他の画素量でも可能である。
【００１２】
さらに本発明の有利な実施例によれば、ステレオスコープディスプレイの屈折手段は、プリズムアレイシートによって形成されている。この場合ステレオスコープディスプレイの各プリズムアレイは、各ビューポイントに各メインローブを向かわせるために適正角度にセットされる。
【００１３】
有利にはステレオスコープディスプレイの第２のレンチキュラーレンズシートはプリズムアレイシートの前面に設けられる。
【００１４】
さらに有利には、ステレオスコープディスプレイのレンチキュラーレンズシートの形状は画素セット位置毎に異なる。
【００１５】
本発明の別の有利な実施例によれば、ステレオスコープディスプレイの屈折手段はプリズムと結合されたレンチキュラーレンズシートによって形成される。
【００１６】
さらに２つのレンチキュラーレンズシートのレンチキュラーレンズの形状は画素セット位置毎に異なる。
【００１７】
さらに有利には、ステレオスコープディスプレイの屈折手段は、ディスプレイとレンチキュラーレンズシートの間に設けられている。この場合前記屈折手段は、プリズムアレイシートで実現される。また各プリズムは、適正な偏向角度にセットされる。
【００１８】
さらに有利にはステレオスコープディスプレイのレンチキュラーレンズシート又はプリズムアレイシートは、フラットパネルディスプレイ上に直接セットされる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を説明する前にまず図１０に基づいて従来形式のステレオスコープディスプレイを説明する。
【００２０】
図１０には従来形式のステレオスコープディスプレイが示されており、この場合レンチキュラーレンズシート１２はフラットパネルディスプレイ１の表面に配置されている。このフラットパネルディスプレイ１は、左右イメージのための交互に配置された画素２,３のストライプから成っている。図１０は側面図なので走査方向の画素列しか示されていない。レンチキュラーレンズシート１２の各レンズ１３は隣接する２つの画素２,３のセットを覆っている。この各画素２,３の配置構成によってメインローブ１４と左右のローブ１５が存在する。それ故に多数のビューポイントと偽影像が存在する。
【００２１】
次に本発明の実施例を図１〜図９に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
図１にはフラットパネルディスプレイを備えた本発明によるステレオスコープディスプレイの斜視図が示されている。このフラットパネルディスプレイは左右イメージのための画素２,３からなる画素パネルを有している。この画素２,３は行において交互に配設されており、そのため列は右と左のイメージに対する画素のみから成っている。この配列構成、いわゆる混合ストライプイメージにより左右イメージ毎に列が選択的に形成されている。第１のレンチキュラーレンズシート４は、立体効果を生成するためにフラットパネルディスプレイ１表面に設けられている。この第１のレンチキュラーレンズシート４は、プリズムアレイシート５に続く。このプリズムアレイシート５は画素列に沿って配向されるプリズムアレイから成っている。このプリズムアレイはそれぞれ、左右イメージ毎のビューポイントに対する画素出射光のメインローブを偏向させる。図１からは、フラットパネルディスプレイ中央に対し画素アレイの相対位置に関するプリズム変化の角度が見て取れる。このフラットパネルディスプレイ１の中央におけるプリズムは平面に対して低下する。プリズムアレイシート５の上方には第２のレンチキュラーレンズシート６が設けられている。この場合レンズストライプの角度は、フラットパネルディスプレイ１の中央に対する相対位置の関数として変化する。
【００２３】
図２には、図１によるステレオスコープディスプレイの断面図が示されている。フラットパネルディスプレイ１は、画素２,３を交互に備えた画素パネル７と表面ガラス８から成っている。この表面ガラス８の上方には第１のレンチキュラーレンズシート４が設けられており、この第１のレンチキュラーレンズシート４にはプリズムアレイシート５と第２のレンチキュラーレンズシート６が続いている。プリズムアレイシート５の個々のプリズム角度と第２のレンチキュラーレンズシート６の個々のレンズは、ディスプレイ１の中央に対する相対間隔の関数として変化する。この実施例では個々のレンズと、第１及び第２レンチキュラーレンズシートのプリズムと、プリズムアレイシートが２つの画素の行をカバーする。第１のレンチキュラーレンズシート４によって生ぜしめられるサイドローブを抑えるために、レンズの個々の行とプリズムはバリア９によって相互に分離される。シート４,５,６の間の領域は、何らかの媒体で、例えば機械的固定媒体又は空気等で満たされてもよい。これらの材料の光学的特性はシート４,５,６の光学的特性毎に考慮しなければならない。
【００２４】
図３はプリズムとストライプ領域を詳細に示した断面図である。ここでは左右イメージに対する画素２,３を備えた画素パネル７からなるフラットパネルディスプレイ１に表面ガラス８が続いている。この表面ガラス８の上方には第１のレンチキュラーレンズシート４が設けられている。この第１のレンチキュラーレンズシートの４にはプリズムアレイシート５と第２のレンチキュラーレンズシート６が続いている。レンズの個々のストライプとレンチキュラーレンズシート４,６及びプリズムアレイシート５のプリズムとの間にはバリア９が設けられている。異なるシート４,５,６の間の間隔は、第１のレンズによって形成されるメインローブのみが吸光性バリア９に沿って通過できるように選定される。それにより２つのレンズとプリズムを有するこの配置構成は、右目と左目に対する光線を形成し、それぞれ右目と左目のための各ビューポイントに対して集束される。
【００２５】
図４は図３の拡大図であり、プリズムアレイシート５のプリズムと、レンチキュラーレンズシート６のレンズが両サイドのバリア９と共に詳細に示されている。ここでは右目に対する光線１０と左目に対する光線１１が生ぜしめられている。
【００２６】
図５は本発明の第２実施例の詳細断面図である。ここではレンズとプリズムアレイが１つの画素ないし１つの画素行のみから供給されている。そのため画素行はバリア９によって分離されている。この実施例では出射光線の広がり角度はビューポイントにおける顔面の幅にほぼ相応する。従ってこのディスプレイ系はステレオスコープディスプレイではなく、ビューポジションにおいてしか画像の見られないプライベートディスプレイである。プリズムアレイシート５のプリズムの角度と、レンチキュラーレンズシート４,６のレンチキュラーレンズの形状は、各画素位置において異なる。
【００２７】
図６は、本発明の第３実施例の詳細断面図である。ここでは第２のレンチキュラーレンズシート６とプリズムアレイシート５が次のように結合されている。すなわち第２のレンチキュラーレンズシート６が第１と第２の実施例のレンズ作用とプリズム作用を持ち合わせるように結合されている。図６では第１のレンチキュラーレンズシート４と第２のレンチキュラーレンズシート６のレンチキュラーレンズの形状が各画素位置毎に異なっている。画素セットは、フラットパネルディスプレイ１上に載置されているバリアによって分離されている。
【００２８】
図７は、本発明の第４実施例の断面を示した図である。ここではプリズムアレイシート５がフラットパネルディスプレイ１と第１のレンチキュラーレンズシート４の間のスペースに配置されている。ここではプリズムの角度とプリズムアレイシート５とレンチキュラーレンズシート４のレンズは、画素位置に依存して変化する。
【００２９】
図８は本発明の第５実施例の断面を示した図である。ここでは第１のレンチキュラーレンズシート４が省かれ、プリズムアレイシート５と第２のレンチキュラーレンズシート６が、前述した実施例のレンズ作用とプリズム作用を備えたレンチキュラーレンズシートを形成するように結合されている。ここではバリア９がフラットパネルディスプレイ１上に載置され、結合された第２のレンチキュラーレンズシートのプリズムストライプとレンズストライプを分離している。第２のレンチキュラーレンズシートのレンチキュラーレンズの形状と角度は、各画素位置毎に異なる。
【００３０】
図９は本発明の第６実施例の断面を示した図であり、この実施例はフラットパネルディスプレイ１と、その上の第１のレンチキュラーレンズシート４と、これに続くプリズムアレイシート５から成っている。プリズムアレイシートとレンチキュラーレンズシート４の個々のセクションは、フラットパネルディスプレイ上に載置されたバリア９によって分離されている。レンチキュラーレンズシート４のレンチキュラーレンズのプリズム角度と形状は各画素位置毎に異なっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】２つのレンチキュラーレンズシートと１つのプリズムアレイシートを用いたプライベートステレオスコープディスプレイの斜視図である。
【図２】図１によるステレオスコープディスプレイの側面を示した図である。
【図３】図２の側面図の部分拡大図である。
【図４】プリズムシートと第２のレンチキュラーシートの側面を示した図である。
【図５】、バリア、レンズシート、プリズムシートによってただ１つの画素ストライプが供給されるステレオスコープディスプレイを示した図である。
【図６】第２のレンチキュラーレンズシートとプリズムアレイシートが結合されている実施例を示した図である。
【図７】プリズムアレイシートがディスプレイとレンチキュラーレンズシートの間に設けられている実施例を示した図である。
【図８】第１のレンチキュラーレンズシートとプリズムアレイシートが結合されている実施例を示した図である。
【図９】第１のレンチキュラーレンズシートとプリズムアレイシートを含んでいる実施例を示した図である。
【図１０】複数のローブを生成する従来のステレオスコープディスプレイを示した図である。
【符号の説明】
１ ディスプレイ
２,３ 画素
４ レンチキュラーレンズシート
５ 屈折手段
６ レンチキュラーレンズシート
９ バリア
１４ メインローブ

Claims (14)

1. ミックスストライプイメージを形成し左右のイメージを交互にするための画素（２,３）を含むフラットパネルディスプレイ（１）を有し、該フラットパネルディスプレイ正面にはレンチキュラーレンズシート（４,１２）が設けられており、さらにメインローブ（１４）に対する各画素（２,３）セットの出射光線を制限するローブ制限手段（９）を有している、レンチキュラーレンズシート（４,１２）を用いたステレオスコープディスプレイ装置において、
   前記ローブ制限手段（９）が、当該ステレオスコープディスプレイ装置の外側表面からフラットパネルディスプレイ（１）表面まで完全に延在し、さらに前記ステレオスコープディスプレイ装置が、
   右イメージのビューポイントには右イメージメインローブを向けさせさらに左イメージのビューポイントには左イメージメインローブを向けさせる屈折手段（５）を有していることを特徴とする、レンチキュラーレンズシートを用いたステレオスコープディスプレイ。
2. 前記ローブ制限手段（９）は、隣接する画素セット（２,３）の間に配設されたバリア（９）によって形成されている、請求項１記載のレンチキュラーレンズシートを用いたステレオスコープディスプレイ装置。
3. 前記画素セット（２,３）は、走査方向で見て２つの隣接した画素（２,３）から成る、請求項２記載のレンチキュラーレンズシートを用いたステレオスコープディスプレイ装置。
4. 前記画素セット（２,３）は１つの画素（２；３）から成る、請求項２記載のレンチキュラーレンズシートを用いたステレオスコープディスプレイ装置。
5. 前記屈折手段（５）は、プリズムアレイシート（５）によって形成されている、請求項１〜４いずれか１項記載のレンチキュラーレンズシートを用いたステレオスコープディスプレイ装置。
6. 前記各プリズムアレイシート（５）は、各ビューポイントに各メインローブを向かわせるために適正角度にセットされている、請求項５記載のレンチキュラーレンズシートを用いたステレオスコープディスプレイ装置。
7. 前記プリズムアレイシート（５）の前面に第２のレンチキュラーレンズシート（６）が設けられている、請求項６記載のレンチキュラーレンズシートを用いたステレオスコープディスプレイ装置。
8. 前記レンチキュラーレンズの形状は画素セット位置毎に異なる、請求項７記載のレンチキュラーレンズシートを用いたステレオスコープディスプレイ装置。
9. 前記屈折手段（５）は、プリズムと結合されたレンチキュラーレンズシートによって形成されている、請求項１記載のレンチキュラーレンズシートを用いたステレオスコープディスプレイ装置。
10. ２つのレンチキュラーレンズシート（４,６）のレンチキュラーレンズの形状は、各画素のセット位置で異なっている、請求項９記載のレンチキュラーレンズシートを用いたステレオスコープディスプレイ装置。
11. 前記屈折手段（５）は、フラットパネルディスプレイ（１）とレンチキュラーレンズシート（４）の間に設けられている、請求項１記載のレンチキュラーレンズシートを用いたステレオスコープディスプレイ装置。
12. 前記屈折手段（５）は、プリズムアレイシートで構成されている、請求項１１記載のレンチキュラーレンズシートを用いたステレオスコープディスプレイ装置。
13. 前記各プリズム（５）は、適正な偏向角度にセットされている、請求項１２記載のレンチキュラーレンズシートを用いたステレオスコープディスプレイ装置。
14. 前記レンチキュラーレンズシート（４）又はプリズムアレイシート（５）はフラットパネルディスプレイ（１）上に直接セットされている、請求項１〜１３いずれか１項記載のレンチキュラーレンズシートを用いたステレオスコープディスプレイ装置。

Images