JP4404311B2 - マルチビュー指向性ディスプレイ - Google Patents
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Description
V=np/s (1)
によっておおよそ求められ、ここで、nは、視差バリア3とイメージ表示層4とを分離する材料の屈折率であり(図1において、nは、イメージ表示デバイスの後方透明基板5の屈折率である)、pは、イメージ表示層のピクセルピッチであり、sは、視差バリア3とイメージ表示層4との間の分離距離である。所与のイメージの質(解像度)について、ピクセルピッチpは、通常、固定される。指向性ディスプレイ1の基板は、通常、ガラス製であり、ガラスの屈折率nは、通常、ほとんどの市販のガラスについて差はほとんどない。
Starkes、「Int.J.Virtual Reality」、Vol.1、No.2、1995年
V=np/s’ (2)
により、視差光学素子のイメージ30とイメージ表示層との間の分離によって決定され、ここで、nは、イメージ表示層4と視差光学素子のイメージ30とを分離する材料の屈折率であり(従って、図5において、nは、基板5の屈折率である)、pは、イメージディスプレイ4のピクセルピッチである。
である。図7Bのディスプレイ28’’に対応する図7Cのディスプレイのコンポーネントは、もはや記載されない。
第2のイメージング手段61は、視差バリア3および第1のイメージング手段60によって生成された指向性照明のパターンを、イメージ表示層4上(または、イメージ表示層の平面に近い平面上)にイメージングする。その結果、左のイメージを表示するピクセルカラムC2、C4、C6等は、左観察ウィンドウに向かって進む光によって主に照射され、右のイメージを表示するピクセルカラムC1、C3、C5等は、右観察ウィンドウに向かって進む光によって主に照射される。2つのイメージは、異なった方向に表示され、これにより、マルチビューディスプレイを生成する。
が開示するのは、グループ間分離によってスリットの間隔が空けられたグループを繰り返して配置される視差バリアであり、各グループのスリットは、グループ間分離よりも小さいグループ内分離によって、間隔が空けられる。このような非標準的視差バリアは、視差光学素子およびイメージング手段が連係して、所望の非標準的形態の視差光学素子のイメージを生成することを保証することによって、本発明の実施形態に組み込まれ得る。これは、(a)上述のように、均一なレンズアレイ29と組み合わせられた非標準的設計の視差光学素子3を有することと、(b)非標準的レンズアレイ29と組み合わされた上述の標準的視差光学素子3を有することと(ここで、この非標準的レンズアレイ29は、適切にパターニングされ得、レンズは必ずしも円柱形でなく、必ずしも直線でなく、またはレンズ面に不透明なパッチを含み得る)、あるいは、(c)非標準的視差光学素子3および非標準的レンズアレイ29の両方を有することとによって達成され得る。
内部反射が第1の導波管の背面94cにおいて内部反射が発生することを確実にするため、第1の導波管94と第2の導波管94’との間の空間が、第1の導波管よりも低い屈折率を有することが必要である。これは、第1の導波管94と第2の導波管94’との間にエアギャップを設けることによって簡便に達成されてもよいし、あるいは、第1の導波管94と第2の導波管94’との間の空間が、低い屈折率を有する光透過材料で充填されてもよい。
各導波管には、反射防止コーティング(図示せず)が設けられてもよい。
(要約)
本発明によるマルチビュー指向性ディスプレイは、視差光学素子(3)と、ピクセル化されたイメージ表示層(4)と、視差光学素子およびイメージ表示層の一方をイメージングするためのイメージング手段(29)とを備える。イメージは、イメージと、視差光学素子およびイメージ表示層のもう一方との間の分離が、視差光学素子とイメージ表示層との間の分離よりも小さく、これにより、ディスプレイによって生成された2つの観察ウィンドウ間の角度分離を拡大するように形成され得る。
3 視差光学素子
4 イメージ表示層
5 第1の光透過性基板
6 第2の光透過性基板
7 バックライト
8 第1の偏光子
9 第2の偏光子
10 光透過性スリット
10’ 透過性スリットのイメージ
12 第1の光透過性基板
12’ 第2の光透過性基板
13 左観察ウィンドウ
14 右観察ウィンドウ
28 マルチビュー指向性ディスプレイ
29 レンチキュラレンズアレイ
Claims (34)
- マルチビュー指向性ディスプレイであって、
視差光学素子(3)と、
ピクセル化されたイメージ表示層(4)と、
該視差光学素子および該イメージ表示層の一方のイメージと、該視差光学素子および該イメージ表示層の他方との間の分離距離が、該視差光学素子と該イメージ表示層との間の分離距離よりも小さくなるように、該視差光学素子(3)および該イメージ表示層(4)の該一方をイメージングし、これにより、該ディスプレイによって生成された2つの観察ウィンドウ(13、14)間の角度分離を拡大するイメージング手段(29;29’;39;43、44、45;47、48;61)と、
該ディスプレイと観察者との間の距離を決定する第1のトラッキング手段、及び該ディスプレイに対する観察者の横方向の位置を決定する第2のトラッキング手段の少なくとも一方のトラックング手段(41)とを備え、
該イメージング手段の焦点距離を該第1のトラッキング手段により決定された距離に応じて制御する第1の制御と、該イメージング手段の横方向の位置を該第2のトラッキング手段により決定された観察者の横方向の位置に応じて制御する第2の制御の少なくとも一方の制御を行う、マルチビュー指向性ディスプレイ。 - マルチビュー指向性ディスプレイであって、
視差光学素子(3)と、
ピクセル化されたイメージ表示層(4)と、
該視差光学素子(3)のイメージ(30、30’)と該イメージ表示層(4)との分離距離が、該視差光学素子(3)と該イメージ表示層(4)との間の分離距離よりも小さいか、または大きくなるように、該視差光学素子(3)をイメージングし、これにより、該ディスプレイによって生成された2つの観察ウィンドウ(13、14)間の角度分離をそれぞれ拡大または縮小するイメージング手段(29;29’;39;43、44、45;47、48;61)と、
該ディスプレイと観察者との間の距離を決定する第1のトラッキング手段、及び該ディスプレイに対する観察者の横方向の位置を決定する第2のトラッキング手段の少なくとも一方のトラッキング手段とを備え、
該イメージング手段の焦点距離を該第1のトラッキング手段により決定された距離に応じて制御する第1の制御と、該イメージング手段の横方向の位置を該第2のトラッキング手段により決定された観察者の横方向の位置に応じて制御する第2の制御の少なくとも一方の制御を行う、マルチビュー指向性ディスプレイ。 - 前記イメージング手段は、前記視差光学素子または前記イメージ表示層のピッチと実質的に等しいピッチを有する該視差光学素子またはイメージ表示層のイメージを生成するように構成される、請求項1または2に記載のディスプレイ。
- 前記視差光学素子(3)は、前記イメージ表示層(4)の後方に配置され、前記イメージング手段は、該視差光学素子(3)と該イメージ表示層(4)との間に配置され、かつ、使用中に、該視差光学素子(3)のイメージ(30、30’)を形成する、請求項1〜3のいずれかに記載のディスプレイ。
- 前記イメージ表示層(4)は、前記視差光学素子(3)の後方に配置され、前記イメージング手段は、該イメージ表示層(4)と該視差光学素子(3)との間に配置され、かつ、使用中に、該イメージ表示層のイメージを形成する、請求項1〜3のいずれかに記載のディスプレイ。
- 前記イメージング手段は、前記視差光学素子の要素または前記イメージ表示層のピクセルの幅と実質的に等しい幅を有する該視差光学素子の要素または該イメージ表示層のピクセルのイメージを生成するように構成される、請求項1〜5のいずれかに記載のディスプレイ。
- 前記イメージング手段は、前記視差光学素子の要素または前記イメージ表示層のピクセルの幅よりも大きい幅を有する該視差光学素子の要素または該イメージ表示層のピクセルのイメージを生成するように構成される、請求項1〜5のいずれかに記載のディスプレイ。
- 前記イメージング手段は、前記視差光学素子の要素または前記イメージ表示層のピクセルの幅の実質的に整数倍である幅を有する該視差光学素子の要素または該イメージ表示層のピクセルのイメージを生成するように構成される、請求項7に記載のディスプレイ。
- 前記イメージング手段は、視差光学素子または前記イメージ表示層の幅よりも小さい幅を有する該視差光学素子の要素または該イメージ表示層のピクセルのイメージを生成するように構成される、請求項1〜5のいずれかに記載のディスプレイ。
- 前記イメージング手段は、前記整数によって除算される前記視差光学素子の要素または前記イメージ表示層のピクセルの幅と実質的に等しい幅を有する該視差光学素子の要素または該イメージ表示層のピクセルのイメージを生成するように構成される、請求項9に記載のディスプレイ。
- 前記視差光学素子の1つ以上の要素のイメージをブロックするためのブロッキング手段をさらに備える、請求項9または10に記載のディスプレイ。
- 前記ブロッキング手段は、前記イメージング手段と、前記視差光学素子および前記イメージ表示層の一方との間に延びる複数の不透明領域を備える、請求項11に記載のディスプレイ。
- ディフューザ層であって、前記視差光学素子のイメージまたは前記イメージ表示層のイメージの平面と実質的に一致するように位置付けられるディフューザ層を備える、請求項1〜12のいずれかに記載のディスプレイ。
- 前記イメージング手段は、可変の焦点距離を有する、請求項1〜12のいずれかに記載のディスプレイ。
- 前記イメージング手段の前記焦点距離を制御するためのコントローラを有する、請求項14に記載のディスプレイ。
- 前記ディスプレイと観察者との間の距離を決定するための第1のトラッキング手段をさらに備え、前記コントローラは、使用中に、該トラッキング手段からの出力を受け取り、これにより、該ディスプレイと該観察者との間の該距離に基づいて、該イメージング手段の該焦点距離を制御する、請求項15に記載のディスプレイ。
- 前記イメージング手段は、可変の焦点距離および可変の倍率を有する、請求項1〜12のいずれかに記載のディスプレイ。
- 前記イメージング手段の前記焦点距離および倍率を制御するためのコントローラを有する、請求項17に記載のディスプレイ。
- ディフューザ層をさらに備える、請求項14〜18のいずれかに記載のディスプレイ。
- 前記イメージング手段は、レンズアレイを備える、請求項1〜19のいずれかに記載のディスプレイ。
- 前記イメージング手段は、第1および第2の無効にすることが可能なレンズアレイを備え、該第1のレンズアレイは、該第2のレンズアレイに対して横方向にずらされ、該ディスプレイは、該第1のレンズアレイまたは該第2のレンズアレイを有効にする一方で、該第1および該第2のレンズアレイの他方を無効にするためのコントローラを備える、請求項1〜13のいずれかに記載のディスプレイ。
- 前記イメージング手段は、前記視差光学素子および前記イメージ表示層の一方に対して横方向に移動可能である、請求項1〜21のいずれかに記載のディスプレイ。
- 観察者の横方向の位置を前記ディスプレイに対して決定するための第2のトラッキング手段を備える、請求項21または22に記載のディスプレイ。
- 観察者の横方向の位置を前記ディスプレイに対して決定するための第2のトラッキング手段を備え、前記コントローラは、使用中に、該第2のトラッキング手段からの出力を受け取る、請求項21に記載のディスプレイ。
- 観察者の横方向の位置を前記ディスプレイに対して決定するための第2のトラッキング手段を備え、前記視差光学素子およびイメージ表示層の一方に対する、前記イメージング手段の横方向の位置は、該第2のトラッキング手段からの出力に基づいて制御される、請求項22に記載のディスプレイ。
- 前記ディスプレイの観察者を識別するための手段をさらに備える、請求項16〜25のいずれかに記載のディスプレイ。
- 前記イメージング手段は、前記視差光学素子および前記イメージ表示層の一方に対して固定され、かつ、該視差光学素子および該イメージ表示層の他方に対して可動である、請求項1〜13のいずれかに記載のディスプレイ。
- 前記イメージング手段は、前記イメージ表示層または前記視差光学素子に対して横方向にオフセットされる該視差光学素子またはイメージ表示層のイメージを生成し、これにより、該ディスプレイは、使用中に、第1のイメージおよび第2のイメージであって、該第1のイメージの角度の広がりは、該第2のイメージの角度の広がりと異なる、第1のイメージおよび第2のイメージを表示するように構成される、請求項1〜20のいずれかに記載のディスプレイ。
- 前記イメージング手段は、非対称イメージング手段である、請求項1〜20のいずれかに記載のディスプレイ。
- 前記イメージング手段の各要素は、第1の焦点距離を有する第1の部分と、該第1の焦点距離とは異なった第2の焦点距離を有する第2の部分とを備える、請求項29に記載のディスプレイ。
- 前記イメージング手段は、前記視差光学素子またはイメージ表示層のイメージが仮想イメージであるように構成される、請求項1〜30のいずれかに記載のディスプレイ。
- 前記視差光学素子またはイメージ表示層は、前記イメージング手段と連係して不均一なピッチを有する該視差光学素子またはイメージ表示層のイメージを生成する、請求項1〜31のいずれかに記載のディスプレイ。
- 前記視差光学素子またはイメージ表示層は、前記イメージング手段と連係して、該視差光学素子またはイメージ表示層のイメージを、該視差光学素子またはイメージ表示層に対して、該視差光学素子および該イメージ表示層の他方の反対側に生成する、請求項1〜32のいずれかに記載のディスプレイ。
- 前記視差光学素子またはイメージ表示層は、前記イメージング層と連係して、前記ディスプレイの外側に該視差光学素子またはイメージ表示層のイメージを生成する、請求項1〜33のいずれかに記載のディスプレイ。
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