JP5599569B2 - 裸眼立体視ディスプレイ - Google Patents

Description

本発明は、表示パネル上に搭載されるレンズアレイ(lenticular array)を有する裸眼立体視ディスプレイ(autostereoscopic display)に関する。

既知の裸眼立体視ディスプレイは英国特許出願GB2196166Aに記載されている。この既知のディスプレイは、このディスプレイを製造するために、空間光変調器として働く表示ピクセルの行及び列のアレイを有する二次元の液晶表示パネルを有する。互いに平行に延在している細長いレンズ要素のアレイが前記表示ピクセルのアレイ上に重畳され、表示ピクセルはこれらレンズ要素を通して観察される。

前記レンズ要素は、１枚の要素として設けられ、これら要素の各々は、細長い半円筒形のレンズ要素を有する。これらレンズ要素は前記表示パネルの列方向に延在し、各レンズ要素は表示ピクセルの２つ以上の隣接する列からなる夫々の集合を重畳している。

例えば各レンズ要素が表示ピクセルの２つの列に関連している装置において、各列における表示ピクセルは、夫々の二次元のサブ画像の垂直方向のスライスを供給する。前記レンズのシートは、これら２つのスライス及び対応するスライスを、他のレンズ要素に関連する表示ピクセルの列から、前記シートの前に位置決めされるユーザの両目に向けるので、ユーザは単一の立体画像を観察する。レンズ要素のシートはこれにより光出力配向機能を供給する。

他の装置において、各レンズ要素は、行方向に４つ以上隣接する表示ピクセルからなる集合に関連する。各集合における表示ピクセルの対応する列は、夫々の二次元のサブ画像から垂直方向のスライスを供給するのに適切に配される。ユーザの頭が左右に動くので、例えば見回すような印象を作り出す一連の連続する異なる立体視ビューが感じられる。

前記レンズアレイを表示パネルに取り付ける方法の１つは、それらの間に真空を作り出すことにより取り付ける。製造中、２Ｄの"市販の"表示パネルは、レンズアレイを追加するための真空を準備するために一部が分解される。図１は例えば液晶（ＬＣＤ）パネル１０及びバックライトユニット１２を有する上記２Ｄ表示装置を示す。この装置は製造中の法線方向に示され、使用時（閲覧時）、前記ディスプレイは、示される位置に対し約９０°に位置決めされることが分かる。前記バックライトユニットに対する表示パネル１０の（示されるような）横方向の移動は、前記バックライトユニット１２自身の一部である突出した支持ピン１４により防がれる。ベゼル(bezel)１６は、ねじ１８により前記バックライトユニットに固定され、このバックライトユニット１２に対する表示パネル１０の垂直方向の移動を防ぐのに利用する。ベゼル１６は一般的に表示パネルを取り囲み、図１はその一部しか示していないことが分かる。

レンズアレイを取り付ける場合、前記ベゼル１６は前記装置から取り外される。前記レンズアレイは次いで、表示パネル１０に真空取り付けされる。図２に示されるように、変更されたベゼル１６は次いで例えば再びねじ１８を用いて適切な位置に固定される。前記ベゼルはレンズプレート２０のエッジを締め付けるために延在されるように変更される。

しかしながら、この取り付け形式に関して、特にレンズプレート２０が真空取り付けにより表示パネル１０に固定される場合、幾つか問題がある。第１に、特に看板に適用されるような大画面ディスプレイに対し、レンズプレート２０は表示パネル１０よりも一般的に分厚く、重い。使用時、表示パネル１０はそれにかなりのストレスを加えるレンズプレート２０の全重量を坦持する。これは表示パネル１０、さらにはバックライト１２に損傷を与える可能性を増大させる。

第２に、レンズプレート２０及び前記表示パネル１０の取り付けを実施するのに使用される工具は一般的に、前記レンズプレート２０と表示パネル１０との間に真空を備える真空取り付け方法のための図２に示されるようなステップ２２を必要とする。これは、前記レンズプレートが表示パネル１０のエッジ部に延びるのを防ぐ。結果として、前記レンズアレイの余分な重さと組み合わされる本来の表示パネル１０の柔軟性は、使用時に前記パネルが支持ピン１４に乗り上げさせ、これによりアライメントの精度を減少させ、さらに前記装置の完全な故障を引き起こす。

本発明は独立請求項により規定される。従属請求項は、有利な実施例を規定する。

横方向固定部材は、使用時にレンズプレートの重さの大部分を支持し、これにより比較的壊れやすい表示パネルにかかるストレス及び故障の可能性を減少させる。さらに、前記パネル及びレンズプレートからなるスタックは、普通の使用中にスライドする及び輸送中の振動から守られる。

前記ディスプレイは好ましくはさらに、レンズアレイと表示パネルとバックライトユニットとの間において前記表示パネルの平面に垂直な方向への相対的な移動を防ぐのに利用する、ディスプレイの周り置かれるベゼルを有する。

前記バックライトは、表示パネルとバックライトとの間において前記表示パネルの平面に平行な方向への相対的な移動を防ぐために、前記表示パネルのエッジ部の周りに置かれる一体化した突起部を有する。

本発明の他の特徴及び利点は、単なる実施例として与えられる好ましい実施例の以下の記述を読むことにより、及び添付の図面を参照して明らかとなるであろう。

図３を参照すると、表示パネル１０がバックライトユニット１２上に搭載されている。表示パネル１０は例えばＬＣＤ、電気泳動又は他のピクセルディスプレイでもよい。前記バックライトは、前記表示パネルの平面に平行な方向への表示パネル１０とバックライト１２との間の相対的な移動を防ぐために、表示パネルのエッジ部の周りに置かれる一体化した突起部１４を有する。これら突起部１４、すなわち支持ピンの形状は、バックライトユニットを組み立てるのに使用される製造工具によって通常は規定される。従って、これら突起部が適用される寸法及び／又は形状を変更することは難しい。

レンズアレイ２０が表示パネル１０に取り付けられている。この取り付けは、これら２つの表面間に１ｋｇ／ｃｍ^２の一般的な圧力／真空を持つ真空を供給することにより行われる。この真空は、前記取り付け領域のエッジ部の周りにシール線により維持される。当業者は例えば透明ポリマーのような他の材料が代わりに使用され得ることも分かっているが、レンズアレイ２０は一般的にガラスから形成される。特にガラスはかなり重く、大きなサイネージディスプレイ(signage display)の場合、例えばレンズアレイは、裸眼立体視ディスプレイのかなり重い構成要素である。

本発明によると、横方向固定部材３０は、表示パネル１０を超えて露出したエッジ部で前記バックライトに固定される。示される実施例において、前記横方向固定部材は、支持ピン１４の領域外で固定される。図４は、前記固定部材３０の例示的な寸法を示す。

図４に示されるように、前記固定部材は垂直区間を有し、その区間を通る取り付けねじ１８用の開口が設けられる。この垂直区間の上部において横方向に延びるフランジ区間があるので、表示パネルのエッジ部の上を通り、レンズシートの外側のエッジ部に接続する。

示される実施例において、前記フランジ区間は、前記開口の中心線から１２．２ｍｍだけ内側に延びている。これは一般的に５ｍｍから２０ｍｍの範囲にある。

前記フランジ区間を通る開口は偏心しているので、この開口は、製造公差を考慮するために、カム(cum)として調節される。クランプは、（真空領域の周囲にある）前記シール線が乾燥した場合、適切な位置に置かれる。

示される特定の設計は、垂直区間及びフランジ区間を持ち、各々は円柱形状の部分である。各区間は位置合わせされた開口を持ち、垂直区間を通る開口は記円柱形状の中心に置かれている一方、フランジ区間の開口は偏心している。

前記固定部材の高さは９ｍｍと示され、この高さは、フランジ区間が表示パネルの上を通り、レンズシートと接続するのに十分である。これは一般的に５ｍｍから２０ｍｍの範囲にある。

前記固定部材３０は、表示パネル１０の平面に平行な方向へのレンズアレイ２０とバックライトユニット１２との間の相対的な移動を防ぐ働きをする。使用時、レンズプレート２０の重さの大部分は、前記固定部材３０により支持され、これにより表示パネル１０に損傷を与える危険性を減少させる。

前記固定部材は、同じ機能を果たすならば、示される部材に対し異なる形状及び／又は寸法とすることが可能であり、これにより本発明の範囲内にあることが分かる。

図３を再び参照すると、ベゼル１６は、ディスプレイのエッジ部の周りに位置決められ、ねじ１８を用いてバックライトユニットに固定される。このねじは横方向固定部材３０も適切な位置に保持する。

組立体を固定するための追加の締め具は必要無く、前記固定ねじは、構成要素が垂直方向に、そして前記固定部材３０の結果として水平方向に固定されることを可能にする。

本発明は特に、一体化したバックライトにより照射される光変調表示パネルを有する表示装置に応用される。上述されるように、前記バックライトは、前記光変調表示パネルのための保持領域を規定するエッジ支持部を有する。

上記実施例は、表示パネル１０とバックライト１２との間の横方向の移動を防ぐために、前記バックライト１２に取り付けられる横方向固定部材１４を使用している。しかしながら、横方向固定部材３０は、前記バックライト１２に対する表示パネル１０の横方向の移動を防ぐための横方向固定部材１４としても機能するように設計される。この場合、横方向固定部材１４は事前にバックライト１２に取り付けられる必要は無く、前記構成要素２０、１０、１２の互いに対する横方向の移動を防ぐために、１つの横方向固定部材３０だけが使用されることができる。

上記実施例は、ベゼルを使用して、表示パネル１０及びレンズアレイ２０を前記表示パネルの平面に垂直な方向に取り付け及び固定する。しかしながら、ベゼルは前記構成要素を固定する唯一の方法ではなく、他の可能性が当業者にとって明らかであり、請求される本発明の範囲内にある。例えば、横方向固定部材及びベゼルの機能は、前記構成要素を横及び縦方向の両方に固定する単一の構成要素に組み合わされてもよい。あるいは、前記構成要素は、例えば表示パネル１０とレンズプレート２０との間にある接着剤、例えばにかわ(glue)を用いて取り付けられる。

本開示を読むことにより、他の修正案が当業者に明らかとなるであろう。このような修正は、裸眼立体視ディスプレイ及びこのディスプレイの構成要素の設計、製造並びに使用において既に知られ、ここに既に記載された特徴の代わりに又はそれに加えて使用される他の特徴を含んでもよい。

要約すると、本発明による裸眼立体視ディスプレイは、表示パネル１０に取り付けられるレンズアレイ２０を有し、この表示パネル１０は、バックライトユニット１２に取り付けられている。ベゼル１６は、レンズアレイ２０と表示パネル１０とバックライトユニット１２との間において表示パネル１０の平面に垂直な方向への相対的な移動を防ぐのに利用する装置の周りに置かれる。横方向固定部材３０は、表示パネル１０の平面に平行な方向への相対的な移動を防ぐために、バックライトユニット１２とレンズアレイ２０のエッジ部との間に直接置かれる。

表示パネル１０及びレンズアレイ２０からなるスタックは、通常の使用中にスライドする及び輸送中の振動から守られる。

上述した実施例は本発明を限定しているのではなく説明しているのであり、当業者は多くの代替実施例を添付される特許請求の範囲から外れることなく設計することが可能であることに注意すべきである。請求項において、括弧内に置かれる如何なる参照符号もこの請求項を限定するとは考えない。"有する"と言う用語は、請求項に挙げられた要素又はステップ以外の要素又はステップが存在することを排除するものではない。要素を複数で表現していないことがこのような要素が複数存在することを排除するものではない。幾つかの手段を列挙している装置の請求項において、これら手段の幾つかがハードウェアの同一のアイテムにより具現化されてもよい。ある方法が互いに異なる従属請求項に挙げられていることの単なる事実は、これら方法の組み合わせが有利に使用されることができないことを示してはいない。

既知の２Ｄ表示パネルの一部の概略的な断面図。 例示的な裸眼立体視ディスプレイの概略的な断面図。 本発明による例示的な裸眼立体視ディスプレイの断面図。 本発明による横方向固定部材の例示的な寸法を示す。

Claims (11)

1. 表示パネルに取り付けられるレンズアレイであり、前記表示パネルはバックライトユニットに取り付けられているレンズアレイ、及び
   前記表示パネルの平面に平行な方向への前記バックライトユニットと前記レンズアレイとの間の相対的な移動を防ぐために、前記バックライトユニットと前記レンズアレイのエッジ部との間に直接置かれる横方向固定部材を有し、
   前記横方向固定部材は、前記表示パネルが取り付けられる前記バックライトユニットの面の露出したエッジ部において前記バックライトユニットに固定され、前記露出したエッジ部は前記表示パネルを超えて延在する、裸眼立体視ディスプレイであって、
   当該裸眼立体視ディスプレイはさらに、前記裸眼立体視ディスプレイの周りに置かれるベゼルを有し、前記ベゼルは、前記表示パネルの平面に垂直な方向への前記レンズアレイと前記表示パネルと前記バックライトユニットとの間の相対的な移動を防ぐのに利用される裸眼立体視ディスプレイ。
2. 表示パネルに取り付けられるレンズアレイであり、前記表示パネルはバックライトユニットに取り付けられているレンズアレイ、及び
   前記表示パネルの平面に平行な方向への前記バックライトユニットと前記レンズアレイとの間の相対的な移動を防ぐために、前記バックライトユニットと前記レンズアレイのエッジ部との間に直接置かれる横方向固定部材を有し、
   前記横方向固定部材は、前記表示パネルが取り付けられる前記バックライトユニットの面の露出したエッジ部において前記バックライトユニットに固定され、前記露出したエッジ部は前記表示パネルを超えて延在する、裸眼立体視ディスプレイであって、
   当該裸眼立体視ディスプレイはさらに、前記裸眼立体視ディスプレイの周りに置かれるベゼルを有し、前記ベゼルは、前記表示パネルの平面に垂直な方向への前記レンズアレイと前記表示パネルと前記バックライトユニットとの間の相対的な移動を防ぐのに利用され、
   前記バックライトユニットは、前記表示パネルの平面に平行な方向への前記表示パネルと前記バックライトユニットとの間の相対的な移動を防ぐために、前記表示パネルのエッジ部の周りに置かれる一体化した突起部を有する、裸眼立体視ディスプレイ。
3. 表示パネルに取り付けられるレンズアレイであり、前記表示パネルはバックライトユニットに取り付けられているレンズアレイ、及び
   前記表示パネルの平面に平行な方向への前記バックライトユニットと前記レンズアレイとの間の相対的な移動を防ぐために、前記バックライトユニットと前記レンズアレイのエッジ部との間に直接置かれる横方向固定部材を有し、
   前記横方向固定部材は、前記表示パネルが取り付けられる前記バックライトユニットの面の露出したエッジ部において前記バックライトユニットに固定され、前記露出したエッジ部は前記表示パネルを超えて延在し、
   前記バックライトユニットは、前記表示パネルの平面に平行な方向への前記表示パネルと前記バックライトユニットとの間の相対的な移動を防ぐために、前記表示パネルのエッジ部の周りに置かれる一体化した突起部を有する裸眼立体視ディスプレイ。
4. 前記横方向固定部材は、ねじ手段により前記バックライトユニットに固定される請求項１、２又は３に記載の裸眼立体視ディスプレイ。
5. 前記ねじ手段は、前記ベゼルを前記バックライトユニットに固定するのにも利用される、請求項１に従属する請求項４又は請求項２に従属する請求項４に記載の裸眼立体視ディスプレイ。
6. 表示パネルに取り付けられるレンズアレイであり、前記表示パネルはバックライトユニットに取り付けられているレンズアレイ、及び
   前記表示パネルの平面に平行な方向への前記バックライトユニットと前記レンズアレイとの間の相対的な移動を防ぐために、前記バックライトユニットと前記レンズアレイのエッジ部との間に直接置かれる横方向固定部材を有し、
   前記横方向固定部材は、前記表示パネルが取り付けられる前記バックライトユニットの面の露出したエッジ部において前記バックライトユニットに固定され、前記露出したエッジ部は前記表示パネルを超えて延在する、裸眼立体視ディスプレイであって、
   前記表示パネルは、前記レンズアレイの前記エッジ部を越えて延在している、裸眼立体視ディスプレイ。
7. 前記横方向固定部材は、垂直部分及び横方向部分を有し、前記横方向部分は前記表示パネルのエッジ部を越えて延在している請求項６に記載の裸眼立体視ディスプレイ。
8. 表示パネルに取り付けられるレンズアレイであり、前記表示パネルはバックライトユニットに取り付けられているレンズアレイ、及び
   前記表示パネルの平面に平行な方向への前記バックライトユニットと前記レンズアレイとの間の相対的な移動を防ぐために、前記バックライトユニットと前記レンズアレイのエッジ部との間に直接置かれる横方向固定部材を有し、
   前記表示パネルは、前記レンズアレイの前記エッジ部を越えて延在し、
   前記横方向固定部材は、垂直部分及び横方向部分を有し、前記横方向部分は前記表示パネルのエッジ部を越えて延在し、
   前記横方向固定部材は、前記バックライトユニットで終端している第１の平面と、前記第１の平面に垂直な平面であり、前記レンズアレイの外側のエッジ部で終端している第２の平面を有する請求項７に記載の裸眼立体視ディスプレイ。
9. 前記横方向部分が前記垂直部分から内側に延びている距離は、前記固定部材を回転させることにより調節可能である請求項７又は８に記載の裸眼立体視ディスプレイ。
10. 前記表示パネルは、光変調表示パネルを有し、前記光変調表示パネルは前記バックライトユニットにより照射される請求項１乃至９の何れか一項に記載の裸眼立体視ディスプレイ。
11. 前記光変調表示パネルは、ＬＣＤパネルを有する請求項１０に記載の裸眼立体視ディスプレイ。

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