JP5459373B2 - 画像表示装置 - Google Patents
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Description
図4Aは、本発明の画像表示装置の第1の実施形態を示す側面図、図4Bは、その画像表示装置の分解斜視図である。
(t−d)×tanθ1= t×tanθ2 (式2)
d=t×{1−(n1×cosθ1)/(n2×cosθ2)} (式3)
式1乃至3に従えば、観察方向9から画素14を観察した場合、画素14は、プリズム3内において、高さdだけ浮き上がった位置で虚像15として観察される。この原理から、画像表示部1a、2aはそれぞれ、プリズム3内において、高さdだけ浮き上がった位置で虚像16、24として観察される。
これと同様にして、画像表示部2aの端部に位置する画素23から発する光が、点20の、プリズム面22側で屈折して、観察方向9とは逆の方向に観察者に向かって出射するように、画像表示素子2を配置する。このような配置は、画像表示素子2上における、点20から引いたプリズム面22に対して垂直な線が交わる位置から画素23までの距離xが式4で与えられる値とすることで実現される。
第1の実施形態では、プリズム部3a、3bは同じ厚さtとされ、プリズム面21、22のなす角度φは90°とされているが、プリズム部3a、3bの厚さは異なっていてもよく、また、角度φも、画像表示部の各虚像を連続する1つの虚像として観察することが可能な角度範囲において、適宜に設定することができる。角度φの望ましい角度範囲は、90°以上、180°未満である。ここでは、角度φを90°より大きな角度に設定し、厚さの異なるプリズム部3a、3bを用いた形態について説明する。
また、画像表示部2aの端部に位置する画素23から発する光が、点20のプリズム面22側で屈折して、観察方向9とは逆の方向に観察者10に向かって出射するように、画像表示素子2を配置する。具体的には、以下のようにしてこの配置を実現する。
x2=t2×tanθ4 式7
上記のようにして画像表示素子1、2をプリズム3に対して配置した場合、屈折度θ1、θ3および角度φには以下の式8の関係が成り立つ。
ここで、プリズム部3aの厚さt1とプリズム部3bの厚さt2は、上記条件を満たせば異なっていてもよい。図7に示した構成において、観察方向9から観察した場合、画素19の虚像と画素23の虚像が、虚像16と虚像24が交わる線上の点25で重なることになる。この場合も、上述した第1の実施形態と同様、非表示部1b、2bからプリズム3を通過して観察者10の方向に出射する光線は存在しないので、虚像16、24が1つの連続した虚像として観察される。式1乃至3に従って、プリズム部3a、3bの虚像の高さはそれぞれd1、d2となる。
図8は、本発明の画像表示装置の第3の実施形態を説明するための模式図である。本実施形態の画像表示装置は、基本的には、第2の実施形態のものと同様の構成であるが、プリズム3の断面形状がくさび状の形状とされており、プリズム部3a、3bの厚さが、これらプリズム部の境界から端部にかけて徐々に薄くなるように構成されている点が異なる。画像表示素子1、2の互いの面のなす角度は90°以上、180°未満に設定されるが、ここでは90°としている。図8中、図7に示したものと同じ構成には同じ符号を付している。
図9は、本発明の画像表示装置の第4の実施形態を説明するための模式図である。本実施形態の画像表示装置では、画像表示素子1、2のうち画像表示素子2のみがプリズムで覆われている。これ以外は、第1の実施形態のものと同様である。
図10は、本発明の画像表示装置の第5の実施形態を説明するための模式図である。本実施形態の画像表示装置は、基本的には、第1の実施形態のものと同様の構成であるが、画像表示部1a、2aの虚像が点25で交差する(オーバーラップする)ように構成されている点が異なる。図10中、図4Aおよび図5に示したものと同じ構成には同じ符号を付している。
第1から第5の実施形態の画像表示装置において、プリズムの、画像表示素子の非表示部を覆う部分は、画像表示素子により形成された画像を観察する上では、不要な領域であるため、この領域に溝などを形成して、スペースの有効利用を図ることができる。特に、各実施形態で説明した画像表示装置においては、画像表示素子の非表示部には駆動回路等が設けられるため、非表示部とプリズムの間にはある程度の空間を設けることが望ましい。
n1×sinθ6=n2×sinθ7
の関係が成り立つ。θ6は観察角度であり、観察角度が0°<θ6<90°の範囲において、θ7は0°<θ7<41.8°の範囲となる(第1の条件)。一方、溝4の面4bで全反射となる条件は、sin(90°−θ7)>n1/n2であり、48.1°>θ7となる(第2の条件)。第1および第2の条件はθ6に関係なく決まる。第1および第2の条件を満たす限り、全反射となって、溝4は、観察方向によらず、観察者10からは見えない。したがって、非表示部1b、2bが溝4に位置する限り、非表示部1b、2bは観察者10からは見えない。
図13は、本発明の画像表示装置の第7の実施形態を説明するための模式図である。本実施形態の画像表示装置は、表示画面を構成する2枚の立体画像表示素子30、31および画像処理回路38を有する。
図14は、本発明の画像表示装置の第8の実施形態を説明するための模式図である。本実施形態の画像表示装置は、n個の視点における立体画像表示が可能なものであって、表示画面を構成する2枚の立体画像表示素子40、41および画像処理回路47を有する。
図15Aおよび図15Bは、本発明の画像表示装置の第9の実施形態を説明するための模式図である。図15Aは、パネルを開いた状態を示す。図15Bは、パネルを閉じた状態を示す。本実施形態の画像表示装置は、画像表示素子50、52とこれら画像表示素子50、52をそれぞれ覆うプリズム51、53を有する。画像表示素子50とプリズム51を貼り合わせ、画像表示素子52とプリズム53を貼り合わせており、プリズム51、53のプリズム面の交わる線の近傍を回転中心54とし、この回転中心54を軸としてプリズム51、53を回転方向55に回転する機構(回転手段)を備えている。これら画像表示素子50、52およびプリズム51、53は、第1から第6の実施形態のいずれかに記載されたものと同じものである。画像処理回路としては、第7または第8の実施形態で説明したものを使用することができる。
図16は、本発明の画像表示装置の第10の実施形態を説明するための図である。本実施形態の画像表示装置は、第1から第9の実施形態で説明した構造を適用可能な端末装置であって、立体表示が可能な構成とされている。
図17Aは、本発明の画像表示装置の第11の実施形態を説明するための斜視図である。図17Bは、その画像表示装置における立体表示の模式図である。図17Aに示すように、本実施形態の画像表示装置は、3枚の画像表示素子71〜73とこれら画像表示素子71〜73を覆うプリズム74とから構成されている。底面に画像表示素子71が配置され、底面に垂直な2つの隣接する側面にそれぞれ画像表示素子72、73が配置されている。プリズム74は、画像表示素子71〜73をそれぞれ覆う第1〜第3のプリズム部を備えている。第1のプリズム部と画像表示素子71の構成、第2のプリズム部と画像表示素子72の構成、第3のプリズム部と画像表示素子73の構成は、いずれも第1から第6の実施形態のいずれかの形態のものと同じとされている。
図18Aは、本発明の画像表示装置の第12の実施形態を説明するための上面図である。図18Bは、その画像表示装置における立体表示の模式図である。図18Aに示すように、本実施形態の画像表示装置は、3枚の画像表示素子81〜83とこれら画像表示素子81〜83を覆うプリズム84とから構成されている。画像表示素子81の両側に画像表示素子82、83が配置されている。プリズム84は、画像表示素子81〜83をそれぞれ覆う第1〜第3のプリズム部を備えている。第1のプリズム部と画像表示素子81の構成、第2のプリズム部と画像表示素子82の構成、第3のプリズム部と画像表示素子83の構成は、いずれも第1から第6の実施形態のいずれかの形態のものと同じとされている。
図19は、本発明の画像表示装置の第13の実施形態を説明するための模式図である。本実施形態の画像表示装置は、互いの面のなす角度が90°となるように近接して配置された2枚のダブルレンチキュラスクリーン91と、これらダブルレンチキュラスクリーンを覆う断面形状がL字状のプリズム92と、プリズム92に対してダブルレンチキュラスクリーン91を押し当てるための透明平板93とを有する。ダブルレンチキュラスクリーン91はプリズム92と透明平板93との間に挟まれて固定されている。
1a、2a 画像表示部
1b、2b 非表示部
3 プリズム
3a、3b プリズム部
5、6 虚像
9 観察方向
10 観察者
21、22 プリズム面
Claims (12)
- 複数の画素からなる画像表示部と該画像表示部の端部に沿って設けられた非表示部とを有する複数の画像表示素子が、互いの前記画像表示部を含む平面が交差するように隣接して配置されており、
前記複数の画像表示素子のうちの隣接する画像表示素子の少なくとも一方を覆うプリズムを有し、
前記プリズムは、当該プリズムにより覆われた画像表示素子からの光を出射する面を有し、該画像表示素子の前記画像表示部の端部の画素が、予め決められた視点位置から前記プリズムの出射面の端部に入射した光の到達する位置に配置されている画像表示装置であって、
前記プリズムは、前記複数の画像表示素子のそれぞれに配置された複数のプリズム部からなり、
前記複数の画像表示素子のそれぞれは、前記画像表示部の端部の画素が、予め決められた視点位置から当該画像表示素子を覆うプリズム部の出射面の端部に入射した光の到達する位置に配置され、
前記複数のプリズム部の厚さが異なることを特徴とする画像表示装置。 - 前記複数のプリズム部のそれぞれは、当該プリズム部によって覆われる画像表示素子が配置される第1の面と、該第1の面に平行な第2の面とを有し、
前記複数の画像表示素子のそれぞれは、当該画像表示素子の前記画像表示部の端部の画素からの光が前記第2の面の端部に入射する入射角度をθとし、前記プリズム部の厚さをtとし、当該画像表示素子上の、前記第2の面の端部の入射点から引いた前記第2の面に対して垂直な線が交わる位置から前記画像表示部の端部の画素までの距離をxとするとき、該距離xが、
x=t×tanθ
で与えられるように構成されている、請求項1に記載の画像表示装置。 - 複数の画素からなる画像表示部と該画像表示部の端部に沿って設けられた非表示部とを有する複数の画像表示素子が、互いの前記画像表示部を含む平面が交差するように隣接して配置されてなる画像表示装置において、
前記複数の画像表示素子のうちの隣接する画像表示素子の少なくとも一方を覆うプリズムを有し、
前記プリズムは、当該プリズムにより覆われた画像表示素子からの光を出射する面を有し、該画像表示素子の前記画像表示部の端部の画素が、予め決められた視点位置から前記プリズムの出射面の端部に入射した光の到達する位置に配置されており、
前記プリズムの厚さが、前記画像表示部の端部の画素からの光が入射する第1の端部から該第1の端部に対向する第2の端部にかけて減少することを特徴とする画像表示装置。 - 複数の画素からなる画像表示部と該画像表示部の端部に沿って設けられた非表示部とを有する複数の画像表示素子が、互いの前記画像表示部を含む平面が交差するように隣接して配置されてなる画像表示装置において、
前記複数の画像表示素子のそれぞれを覆う複数のプリズムを有し、
前記複数のプリズムのそれぞれは、当該プリズムによって覆われる画像表示素子が配置される第1の面と、該第1の面に平行な第2の面とを有し、
前記複数の画像表示素子のそれぞれは、当該画像表示素子の前記画像表示部の端部の画素からの光が前記第2の面の端部に入射する入射角度をθとし、前記プリズム部の厚さをtとし、当該画像表示素子上の、前記第2の面の端部の入射点から引いた前記第2の面に対して垂直な線が交わる位置から前記画像表示部の端部の画素までの距離をxとするとき、該距離xが、
x=t×tanθ
で与えられるように構成され、前記複数のプリズム部の厚さが異なることを特徴とする画像表示装置。 - 前記画像表示部の端部の画素は、前記画像表示部の最も端に位置する画素である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像表示装置。
- 前記画像表示部の端部の画素は、前記画像表示部の最も端に位置する画素より内側に位置する画素である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像表示装置。
- 前記プリズムの前記非表示部を覆う部分に、前記非表示部に沿って形成された溝を有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の画像表示装置。
- 前記溝は、第1の反射面と、該第1の反射面に垂直に交わる第2の反射面とを有し、該第1および第2の反射面のそれぞれは、予め決められた視点位置からの入射光を全反射する、請求項7に記載の画像表示装置。
- 前記溝の表面は黒色吸収面よりなる、請求項7または8に記載の画像表示装置。
- 少なくとも2つの視点位置に対応する視差画像を前記複数の画像表示素子に立体表示させる画像処理回路を有する、請求項1〜9のいずれか1項に記載の画像表示装置。
- 前記複数の画像表示素子に、少なくとも2つの視点位置に対応する視差方向の画像を前記複数の画像表示素子の位置関係に応じて透視投影変換した透視投影変換画像を前記複数の画像表示素子に立体表示させる画像処理回路を有する、請求項1〜9のいずれか1項に記載の画像表示装置。
- 前記複数の画像表示素子の互いのなす角度を可変とする回転手段をさらに有する、請求項1〜11のいずれか1項に記載の画像表示装置。
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