專利名稱：圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像顯示裝置，其中，安排了多個(gè)圖像顯示元件以形成顯示屏幕， 諸如以例如液晶面板為代表的平板的多個(gè)圖像顯示元件由多個(gè)象素構(gòu)成。
背景技術(shù)：
近些年已經(jīng)看到許多與圖像顯示裝置相關(guān)的研究和開發(fā)，所述圖像顯示裝置具有多個(gè)以液晶面板為代表的平板，并且結(jié)合在一起顯示由平板中的每個(gè)形成的圖像。在該類型的圖像顯示裝置中，不能進(jìn)行圖像顯示的非顯示部分——諸如其上安裝了驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)或多個(gè)框部分——通常出現(xiàn)在平板的端部。由于這些非顯示部分的存在，通過簡(jiǎn)單地將多個(gè)平板排列在一起形成的顯示屏幕將被在平板之間的非顯示部分劃分，導(dǎo)致在屏幕的平面方向上圖像的連續(xù)性丟失的缺點(diǎn)。作為響應(yīng)，已經(jīng)提出了能夠在顯示屏幕的平面方向上保持圖像的連續(xù)性的圖像顯示裝置。圖IA示出在JP-A-2001-147486(以下稱為“專利文件1”)中公開的圖像顯示裝置的配置，并且圖IB示出在JP-T-2004-524551(以下稱為“專利文件2”)中公開的圖像顯示裝置的配置。在圖IA中所示的圖像顯示裝置由在同一平面上并置的兩個(gè)液晶顯示器(IXD) 101 和在這些IXD 101的顯示表面?zhèn)壬习才诺膬蓚€(gè)透鏡陣列102構(gòu)成。透鏡陣列102包括為 IXD 101的每個(gè)象素提供的多個(gè)透鏡，并且這些透鏡將IXD 101的每個(gè)象素的圖像投影到屏幕103上。被投射到屏幕103上的每個(gè)象素的圖像具有重疊部分104，其與鄰接的象素重疊。這些重疊部分104的形成保持在被投影到屏幕103上的圖像的屏幕方向上的連續(xù)性。在圖IB中所示的圖像顯示裝置中，在顯示區(qū)域112之上安排蓋板組件111，并且在蓋板組件111的端部部分上的透鏡主體的形成在光學(xué)上消除了顯示區(qū)域112的圖像非顯示部分(光學(xué)上非工作的區(qū)域11 。與顯示區(qū)域112的圖像非顯示部分(光學(xué)上非工作的區(qū)域11 接近的端部的象素被設(shè)計(jì)為根據(jù)蓋板組件111的透鏡主體的折射條件，隨著接近末端，象素間距減少。當(dāng)前作為采用諸如液晶面板的平板顯示器的立體顯示裝置而受到關(guān)注的三維顯示裝置通過下述方式來實(shí)現(xiàn)立體視覺通過依靠柱鏡光柵透鏡(lenticular lens)和視差柵欄而在空間上分隔并且向右眼和左眼呈現(xiàn)具有雙眼視差的多個(gè)圖像。這個(gè)裝置具有不需要觀看者佩戴特殊眼鏡的優(yōu)點(diǎn)(參見Okoshi Takanori，Three-Dimensional ImagingTechnique, Asakura Shoten)。用于提高立體視覺效果的一種立體圖像產(chǎn)生方法是通過在視軸斜向方向上進(jìn)行透視投影轉(zhuǎn)換來顯示的方法(參見USP第6389236號(hào))。圖2是對(duì)于該立體圖像產(chǎn)生方法的說明圖。在圖2中所示的立體圖像產(chǎn)生方法中，將對(duì)應(yīng)于右眼視點(diǎn)121和左眼視點(diǎn)122中的每個(gè)的圖像進(jìn)行透視投影轉(zhuǎn)換成為右眼透視投影轉(zhuǎn)換的圖像123和左眼透視投影轉(zhuǎn)換的圖像124，并且被投影到圖像顯示平面125上。此時(shí)，假定被投影到圖像顯示平面125上的右眼透視投影轉(zhuǎn)換的圖像123和左眼透視投影轉(zhuǎn)換的圖像IM在視軸斜向的方向上。當(dāng)使用這種方法來進(jìn)行立體顯示時(shí)，觀看者感知到立體圖像126。此時(shí)，在觀看者的視點(diǎn)和立體圖像1 的投影圖像的每個(gè)部分之間的距離在圖像顯示平面125內(nèi)不同，因此，觀看者覺察不到該圖像顯示平面，產(chǎn)生減小了在雙眼立體觀看上的疲勞的效果。另外，使用這種方法加寬了視角，因此，使立體視覺效果能夠進(jìn)一步提高，并且可以提供具有更大的現(xiàn)實(shí)感覺的立體成像。組合在圖像顯示元件之間的在從90° -180°的角度的元件使得能夠提供具有更大視角的立體顯示裝置。諸如液晶面板的平板顯示器被用作圖像顯示元件。

發(fā)明內(nèi)容
在專利文件1中公開的圖像顯示裝置中，需要諸如透鏡陣列或者透鏡主體的成像光學(xué)器件，并且這樣的顯示裝置具有較大厚度的缺點(diǎn)。另外，在專利文件1和2中公開的圖像顯示裝置要求透鏡的表面彎曲處理，因此具有增加設(shè)計(jì)/制造成本的缺點(diǎn)。除了這些缺點(diǎn)之外，在專利文件2中公開的圖像顯示裝置還要求特殊的設(shè)計(jì)/制造以特別地減少圖像顯示元件的端部部分的象素間距。而且，為了實(shí)現(xiàn)使用諸如柱鏡光柵透鏡的元件的三維顯示裝置，柱鏡光柵透鏡的端部部分的象素間距必須根據(jù)條件來使得特別小，導(dǎo)致在成本上進(jìn)一步增加的缺點(diǎn)。在通過結(jié)合由兩個(gè)平板顯示器構(gòu)成的圖像顯示元件而實(shí)現(xiàn)立體顯示的裝置中，由于其中在圖像顯示元件的端部不顯示圖像的非顯示部分的存在，產(chǎn)生下面的問題。圖3給出了當(dāng)兩個(gè)圖像顯示元件結(jié)合在一起以實(shí)現(xiàn)立體圖像顯示時(shí)觀看到的立體圖像的示意圖。圖像顯示元件131和132被并置從而在它們之間形成的角度基本上是 90°。在圖像顯示元件131上的象素133被觀看者139感知為立體圖像的點(diǎn)136。在圖像顯示元件132上的象素134被觀看者139感知為立體圖像的點(diǎn)137。在圖像顯示元件131 和132的端部存在非顯示部分135，因此，觀看者139觀看到對(duì)應(yīng)于該非顯示部分135的立體圖像消失部分138。該立體圖像消失部分138不包含三維信息，因此向觀看者139呈現(xiàn)了極其不自然的表現(xiàn)，并且大大地干擾了立體視覺。本發(fā)明的目的是提供一種低成本的圖像顯示裝置，其可以解決上述問題，并且保持在由多個(gè)圖像顯示元件構(gòu)成的顯示屏幕中的鄰接圖像顯示元件的圖像的連續(xù)性。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，通過并置多個(gè)圖像顯示元件而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的圖像顯示裝置， 每個(gè)圖像顯示元件包括由多個(gè)象素構(gòu)成的圖像顯示部分和沿著所述圖像顯示部分的端部提供的非顯示部分，從而包含圖像顯示部分的平面彼此相交，該圖像顯示裝置包括棱鏡， 其覆蓋多個(gè)圖像顯示元件中的鄰接的至少一個(gè)圖像顯示元件，并且該棱鏡包括發(fā)射來自棱鏡覆蓋的圖像顯示元件的光的表面，其中，將在所述圖像顯示元件的圖像顯示部分的端部的象素安排在由從預(yù)定視點(diǎn)位置入射到棱鏡的發(fā)射表面的邊緣的光達(dá)到的位置。在上述的配置中，由棱鏡覆蓋鄰接的圖像顯示元件中的至少一個(gè)。當(dāng)從預(yù)定視點(diǎn)位置觀看由棱鏡覆蓋的圖像顯示元件時(shí)，來自圖像顯示元件的圖像顯示部分的圖像光被棱鏡折射。在本發(fā)明中，使用該折射效果。而且，在本發(fā)明中，鄰接的圖像顯示元件被安排在角度被提供為鄰接的圖像顯示元件的平面彼此相交的狀態(tài)中，并且進(jìn)一步地，將鄰接的圖像顯示元件的圖像顯示部分的端部的象素安排在由從預(yù)定的視點(diǎn)位置入射到棱鏡的發(fā)射表面的端部的光達(dá)到的位置處。因此，當(dāng)從預(yù)定視點(diǎn)位置看時(shí)，可以無縫(非顯示部分的圖像)地觀看鄰接圖像顯示元件的圖像顯示部分的圖像。另外，本發(fā)明不需要傳統(tǒng)上用于實(shí)現(xiàn)無縫圖像顯示的成像光學(xué)器件，因此沒有圖像顯示裝置的厚度增加的問題。本發(fā)明進(jìn)一步不需要用于減少在圖像顯示元件的端部部分的象素間距的特殊的設(shè)計(jì)/制造，因此不提高成本。根據(jù)本發(fā)明，不需要提供成像光學(xué)器件或者執(zhí)行特殊的設(shè)計(jì)/制造，并且結(jié)果，本發(fā)明可以以比現(xiàn)有技術(shù)更低的成本來提供薄的(在深度上的)圖像顯示裝置。


圖IA是示出在JP-A-2001-147486中說明的圖像顯示裝置的配置的示意圖；圖IB是示出在JP-T-2004-524551中說明的圖像顯示裝置的配置的示意圖；圖2是在USP6389236中說明的立體圖像產(chǎn)生方法的說明圖；圖3是示出當(dāng)通過將兩個(gè)圖像顯示元件連接在一起而實(shí)現(xiàn)立體圖像顯示時(shí)觀看的立體圖像的示意圖；圖4A是示出本發(fā)明的圖像顯示裝置的第一示例性實(shí)施例的側(cè)視圖；圖4B是說明本發(fā)明的圖像顯示裝置的第一示例性實(shí)施例的放大透視圖；圖5是借助于在圖4A中所示的圖像顯示裝置的圖像顯示的原理的說明圖；圖6是示出在圖4A中所示的圖像顯示裝置的光學(xué)等同狀態(tài)的示意圖；圖7是說明本發(fā)明的圖像顯示裝置的第二示例性實(shí)施例的示意圖；圖8是說明本發(fā)明的圖像顯示裝置的第三示例性實(shí)施例的示意圖；圖9是說明本發(fā)明的圖像顯示裝置的第四示例性實(shí)施例的示意圖；圖10是說明本發(fā)明的圖像顯示裝置的第五示例性實(shí)施例的示意圖；圖11是說明本發(fā)明的圖像顯示裝置的第六示例性實(shí)施例的示意圖；圖12A是示出通道的修改的示意圖；圖12B是示出通道的另一種修改的示意圖；圖13是說明本發(fā)明的圖像顯示裝置的第七示例性實(shí)施例的示意圖；圖14是說明本發(fā)明的圖像顯示裝置的第八示例性實(shí)施例的示意圖；圖15A是說明本發(fā)明的圖像顯示裝置的第九示例性實(shí)施例的示意圖，并且示出面板被打開的狀態(tài)；圖15B是說明本發(fā)明的圖像顯示裝置的第九示例性實(shí)施例的示意圖，并且示出面板被閉合的狀態(tài)；圖16是說明本發(fā)明的圖像顯示裝置的第十示例性實(shí)施例的示意圖；圖17A是說明本發(fā)明的圖像顯示裝置的第十一示例性實(shí)施例的透視圖；圖17B是在圖17A中所示的圖像顯示裝置中的三維顯示的示意圖；圖18A是示出本發(fā)明的圖像顯示裝置的第十二示例性實(shí)施例的上平面圖18B是在圖18A中所示的圖像顯示裝置中的立體顯示的示意圖19是說明本發(fā)明的圖像顯示裝置的第十三示例性實(shí)施例的示意圖；以及
圖20是示出使用本發(fā)明的圖像顯示裝置的立體顯示的示意圖。
附圖標(biāo)號(hào)的說明
1,2圖像顯示元件
la, 2a圖像顯示部分
lb, 2b非顯示部分
3棱鏡
3a, 3b棱鏡部分
5,6虛像
9觀看方向
10觀看者
21,22棱鏡表面具體實(shí)施方式
接下來參考

本發(fā)明的實(shí)施例。
第一示例性實(shí)施例
圖4A是示出了本發(fā)明的圖像顯示裝置的第一示例性實(shí)施例的側(cè)視圖，圖4B是圖像顯示裝置的放大透視圖。
參考圖4A和圖4B，圖像顯示裝置由兩個(gè)圖像顯示元件1和2與棱鏡3構(gòu)成。圖像顯示元件1和2是以液晶面板為代表的平板。圖像顯示元件1包括圖像顯示部分la，其中，多個(gè)像素被安排在同一表面內(nèi)；以及非顯示部分lb，其沿著圖像顯示部分Ia的端部被提供。類似地，圖像顯示元件2也包括圖像顯示部分加和非顯示部分沘。圖像顯示元件1 和2并置，從而它們的表面形成90°的角度。
棱鏡3具有L形狀的截面，并且包括棱鏡部分3a，其覆蓋圖像顯示元件1的圖像顯示部分la;以及棱鏡北，其覆蓋圖像顯示元件2的圖像顯示部分加。諸如丙烯酸、聚碳酸酯或者玻璃的光學(xué)材料可以被用作棱鏡的材料。棱鏡部分3a和: 是平行的板，并且具有相同的厚度。可以在圖像顯示元件1和棱鏡部分3a之間以及在圖像顯示元件2和棱鏡部分北之間提供間隙，或者這些表面可以緊密地接觸。在下面的說明中，為了保持所述配置的說明簡(jiǎn)明，假定圖像顯示元件1和2與棱鏡部分3a和北緊密接觸。
當(dāng)從觀看方向9通過棱鏡3觀看圖像顯示部分Ia和加時(shí)，圖像顯示部分Ia和加在棱鏡3內(nèi)被分別觀看為虛像5和6。這些虛像5和6構(gòu)成單個(gè)連續(xù)虛像。換句話說，與非顯示部分Ib鄰接的圖像顯示部分Ia的象素19的虛像和與非顯示部分2b鄰接的圖像顯示部分加的象素23的虛像被觀看處于精確地重疊的狀態(tài)中，并且非顯示部分Ib和2b不被看作虛像。
當(dāng)不使用棱鏡3并且從觀看方向9直接地觀看圖像顯示部分加和加時(shí)，非顯示部分lb、2b介于圖像顯示部分加和加之間，由此，由來自圖像顯示部分加和加的圖像構(gòu)成的顯示屏幕被以由非顯示部分Ib和2b劃分的狀態(tài)觀看。借助于本實(shí)施例的圖像顯示裝置，當(dāng)從觀看方向9被觀看時(shí)，圖像顯示部分Ia和加的虛像5和6被配置為在棱鏡3內(nèi)形成單個(gè)連續(xù)的虛像，由此，觀看者看不到非顯示部分Ib和2b的圖像。接下來給出原理的更具體的說明。圖5是說明依靠在圖4A中所示的圖像顯示裝置的圖像顯示的原理的視圖。如圖 5中所示，當(dāng)來自在圖像顯示元件1上的象素14的光在棱鏡表面21 (觀看側(cè)上的表面)被折射，并且在與觀看方向9相反的方向上從在棱鏡21上的點(diǎn)17向觀看者10發(fā)射時(shí)，由從點(diǎn)17發(fā)射的光線和與棱鏡表面21垂直的線形成的角度(出射角或者折射角)是θ 1，并且由從象素14入射到點(diǎn)17的光線和與棱鏡表面21垂直的線形成的角度(入射角)是θ 2， 在棱鏡3外部的折射率是nl，并且棱鏡3的折射率是n2，棱鏡3的厚度是t，并且象素14的虛像15的高度是d，從斯涅爾定律和幾何關(guān)系實(shí)現(xiàn)下面的方程1至3 :nlXsin θ 1 = n2Xsin θ 2(方程 1)(t-d) X tan θ 1 = t X tan θ 2(方程 2)d = tX {l-(nlXcos θ l)/(n2Xcos θ 2)} (方程 3)根據(jù)方程1至3，當(dāng)從觀看方向9觀看象素14時(shí)，象素14被觀看為在棱鏡3中被提升高度d的位置的虛像15。基于這個(gè)原理，圖像顯示部分Ia和加被看作在棱鏡3中被提升高度d的位置的虛像16和對(duì)。為了這些虛像16和M被看作單個(gè)連續(xù)虛像而沒有非顯示部分Ib和2b的虛像的介入，圖像顯示元件1和2以及棱鏡3的安排必須滿足下面所述的條件。首先說明與圖像顯示元件1和棱鏡3的安排相關(guān)的條件。圖像顯示元件1被安排為從位于圖像顯示部分Ia的端部的象素19發(fā)射的光在點(diǎn) 20的棱鏡表面21側(cè)，在棱鏡表面21和棱鏡表面22的相交線上被折射，并且在與觀看方向 9相反的方向上被發(fā)射給觀看者。換句話說，當(dāng)χ是從圖像顯示元件1和與垂直于棱鏡表面 21的從點(diǎn)20拉出的線的相交位置到象素19的距離時(shí)，圖像顯示元件1被相對(duì)于棱鏡3安排從而該距離等于通過下面的方程4給出的值χ = t X tan θ 2 (方程 4)以相同的方式，圖像顯示元件2被安排使得從位于圖像顯示部分加的端部的象素 23發(fā)射的光在點(diǎn)20的棱鏡表面22側(cè)折射，并且在與觀看方向9相反的方向上被發(fā)射給觀看者。通過使距離χ等于由方程4給出的值來實(shí)現(xiàn)這樣的安排，其中，距離χ是從與垂直于棱鏡表面22的從點(diǎn)20拉出的線相交的圖像顯示元件2上的點(diǎn)到象素23的距離。在此，由棱鏡表面21和棱鏡表面22形成的角度Φ是90°并且折射角Θ1是 45°，由此圖像顯示元件1和圖像顯示元件2相對(duì)于棱鏡表面21和棱鏡表面22的邊界具有對(duì)稱的位置的關(guān)系。通過如上所述地安排圖像顯示元件1和2，從觀看方向9觀看時(shí)，象素19的虛像和象素23的虛像在虛像16和虛像M的相交的線上的點(diǎn)25處重疊。在該情況下，沒有從非顯示部分Ib和2b通過棱鏡3過來的光線要被在觀看者10的方向上發(fā)射。因此，圖像顯示部分Ia和加的虛像16和M被看作一個(gè)連續(xù)的虛像，而沒有非顯示部分Ib和2b的虛像的介入。圖6是示出在圖4A中所示的圖像顯示裝置的光學(xué)等同的狀態(tài)的示意圖。根據(jù)上述的顯示原理，圖像顯示元件1的圖像顯示部分Ia的虛像和圖像顯示元件2的圖像顯示部分加的虛像被看作連續(xù)無縫地結(jié)合的虛像。這個(gè)狀態(tài)等同于如圖6中所示的兩個(gè)圖像顯示元件的圖像顯示部分26a和^b的無縫結(jié)合的狀態(tài)。圖像顯示部分26a和26b對(duì)應(yīng)于在圖4A中所示的虛像5和6。
在上述的安排中，圖像顯示元件1和2被設(shè)計(jì)為每個(gè)的非顯示部分Ib和2b不干擾。
第二示例性實(shí)施例
在第一示例性實(shí)施例中，棱鏡部分3a和北具有相同的厚度t，并且由棱鏡表面21 和22形成的角度Φ是90°，但是，棱鏡部分3a和北的厚度可以不同，并且角度Φ可以在允許圖像顯示部分的虛像中的每個(gè)被看作單個(gè)連續(xù)虛像的范圍中適當(dāng)?shù)卦O(shè)置。角度Φ的優(yōu)選角度范圍是大于等于90°，但是小于180°。在此說明使用被設(shè)置為大于90°的角度 Φ和具有不同厚度的棱鏡部分3a和北的形式。
圖7是說明本發(fā)明的圖像顯示裝置的第二示例性實(shí)施例的示意圖。本實(shí)施例的圖像顯示裝置與第一示例性實(shí)施例具有相同的基本配置，不同之處在于棱鏡部分3a的厚度 tl小于棱鏡部分北的厚度t2，并且由棱鏡表面21和22形成的角度Φ大于90°。由圖像顯示元件1和2的表面形成的角度等于角度Φ (>90° )。在圖7中，為與在圖4Α中所示的那些相同的元素提供相同的附圖標(biāo)號(hào)。為了避免多余的解釋，僅僅說明不同部分，并且省略與在圖4Α中所示的相同的配置的說明。
圖像顯示元件1被安排為使得從位于圖像顯示部分Ia的端部的象素19發(fā)射的光在點(diǎn)20的棱鏡表面21側(cè)上，在棱鏡表面21和棱鏡表面22的相交線上被折射，并且在與觀看方向9相反的方向上被發(fā)射給觀看者10。更具體地，如下所示地實(shí)現(xiàn)該安排。
在圖7中，η2是棱鏡3的折射率，并且nl是在棱鏡3外部的折射率，θ 1是由從來自象素19的點(diǎn)20發(fā)射的光的光線和與棱鏡表面21垂直的線形成的角度(出射角或者折射角)。θ 2是由入射到來自象素19的光的點(diǎn)20的光線和與棱鏡表面21垂直的線形成的角度(入射角)。如果Xl是從在圖像顯示元件1上的與垂直于棱鏡表面21的從點(diǎn)20拉出的線相交的位置到象素19的距離，則圖像顯示元件1被相對(duì)于棱鏡3安排以便該距離xl 是由下面的方程5給出的值
xl = tlX tan θ 2 (方程 5)
另外，圖像顯示元件2被安排為使得從位于圖像顯示部分加的端部的象素23發(fā)射的光在點(diǎn)20的棱鏡表面22側(cè)上被折射，并且在與觀看方向9相反的方向上被發(fā)射給觀看者10。更具體地，該安排被如下所示地實(shí)現(xiàn)。
在圖7中，θ 3是由從來自象素23的光的點(diǎn)20發(fā)射的光線和垂直于棱鏡表面22 的線形成的角度(出射角或者折射角)。θ 4是由來自象素23的光的入射到點(diǎn)20的光線和垂直于棱鏡表面22的線形成的角度(入射角)。當(dāng)χ2是從在圖像顯示元件2上的與從點(diǎn)20拉出的和棱鏡表面22垂直的線相交的位置到象素23的距離時(shí)，圖像顯示元件2被相對(duì)于棱鏡3安排使得該距離χ2是根據(jù)下面的方程6和7給出的值
nlXsin θ 3 = n2Xsin θ 4 (方程 6)
χ2 = t2 X tan θ 4(方程 7)
當(dāng)如上所述地相對(duì)于棱鏡3安排圖像顯示元件1和2時(shí)，折射角θ 1和θ 3以及角度Φ實(shí)現(xiàn)下面的方程8的關(guān)系
Θ1+Θ3=180° -Φ (方程 8)
在此，只要滿足上述的條件，則棱鏡部分3a的厚度tl和棱鏡部分北的厚度t2可以不同。在圖7中所示的配置中，當(dāng)從觀看方向9觀看時(shí)，象素19的虛像和象素23的虛像在虛像16和虛像M的相交的線上的點(diǎn)25處重疊。在該情況下，如上面所述的第一示例性實(shí)施例中那樣，沒有從非顯示部分Ib和2b通過棱鏡3過來的光線要被向觀看者10發(fā)射， 由此，虛像16和M被看為單個(gè)連續(xù)虛像。根據(jù)方程1至3，棱鏡部分3a和北的虛像的高度分別是dl和d2。第三示例性實(shí)施例圖8是說明本發(fā)明的圖像顯示裝置的第三示例性實(shí)施例的示意圖。本實(shí)施例的圖像顯示裝置基本上具有與第二示例性實(shí)施例相同的配置，但是不同之處在于棱鏡3的截面形狀是楔形，并且棱鏡部分3a和北的厚度隨著從這些棱鏡部分的邊界向它們的端部推進(jìn)而逐漸減少。由圖像顯示元件1和2的表面形成的角度被設(shè)置為大于等于90°但是小于 180°，該角度在此假定為90°。在圖8中，與在圖7中所示的部件相同的部件被提供相同的附圖標(biāo)號(hào)。同樣在本實(shí)施例中，圖像顯示元件1被安排使得從位于圖像顯示部分Ia的端部的象素19發(fā)射的光在棱鏡表面21和棱鏡表面22的相交的線上的點(diǎn)20的棱鏡表面21側(cè)上被折射，并且在與觀看方向9相反的方向上被發(fā)射給觀看者10。另外，圖像顯示元件2被安排使得從位于圖像顯示部分加的端部的象素23發(fā)射的光在點(diǎn)20的棱鏡表面22側(cè)被折射，并且在與觀看方向9相反的方向上被發(fā)射給觀看者10。依靠該安排，當(dāng)從觀看方向9觀看時(shí)，象素19的虛像和象素23的虛像在虛像16和虛像M的相交的線上重疊。在該情況下，如上面所述的第一示例性實(shí)施例中那樣，沒有光線從非顯示部分Ib和2b通過棱鏡3過來要向觀看者10發(fā)射，由此，虛像16和M被看作單個(gè)連續(xù)的虛像。第四示例性實(shí)施例圖9是說明本發(fā)明的圖像顯示裝置的第四示例性實(shí)施例的示意圖。在本實(shí)施例的圖像顯示裝置中，只有圖像顯示元件1和2中的圖像顯示元件2被棱鏡覆蓋。該配置另外部分等同于第一示例性實(shí)施例的配置。棱鏡只由在圖4A中所示的棱鏡部分北構(gòu)成，并且圖像顯示元件2的圖像顯示部分加被該棱鏡部分北覆蓋。當(dāng)來自位于圖像顯示部分加的端部的象素23的光被棱鏡表面22 (在觀看者側(cè)上的表面)折射并且在與觀看方向9相反的方向上從棱鏡表面22的端部的點(diǎn)17被發(fā)射給觀看者10，由從點(diǎn)17發(fā)射的光線和與棱鏡表面22垂直的線形成的角度 (出射角或者折射角)是θ 4，由從象素23入射到點(diǎn)17的光線和垂直于棱鏡表面22的線形成的角度(入射角)是Θ5，在棱鏡部分北外部的折射率是nl，并且棱鏡部分北的折射率和厚度分別是n2和t，并且象素23的虛像15的高度是d的時(shí)候，根據(jù)斯涅耳定律和幾何關(guān)系來實(shí)現(xiàn)上述的方程1至3。在該情況下，當(dāng)通過棱鏡部分3a從觀看方向9觀看圖像顯示部分加時(shí)，圖像顯示部分加被看作在棱鏡中被提升高度d的位置處的虛像M。同樣在該實(shí)施例中，圖像顯示元件2和棱鏡部分北被安排使得從在圖像顯示元件 2上的與垂直于棱鏡表面22的從點(diǎn)17拉出的線相交的位置到象素23的距離χ是由上述的方程4給出的值。棱鏡部分3a的端部被切除以獲取相對(duì)于從棱鏡表面22側(cè)到虛像M的形成的位置(高度d)的垂直于棱鏡表面22的線的角度θ 4的傾角，并且其被切除以與從虛像M的位置到覆蓋圖像顯示部分加的表面的垂直于棱鏡表面22的線平行。圖像顯示元件1被安排使得位于圖像顯示部分Ia的邊緣處的象素19與虛像M的端部鄰接。
根據(jù)上述的安排，從象素23發(fā)射的光在棱鏡表面22的端部的點(diǎn)17處折射，并且在與觀看方向9相反的方向上發(fā)射給觀看者。當(dāng)從觀看方向9觀看時(shí)，象素19和象素23 的虛像在包含圖像顯示部分加的平面和包含虛像M的平面的相交的線上的點(diǎn)25處精確地鄰接。在該情況下，沒有從非顯示部分Ib和2b通過棱鏡3過來的光線要被發(fā)射給觀看者10，因此，圖像顯示部分Ia和圖像顯示部分加的虛像M被看作單個(gè)連續(xù)圖像。
第五示例性實(shí)施例
圖10是說明本發(fā)明的圖像顯示裝置的第五示例性實(shí)施例的示意圖。本實(shí)施例的圖像顯示裝置具有基本上與第一示例性實(shí)施例相同的配置，但是不同之處在于圖像顯示裝置被配置使得圖像顯示部分Ia和加的虛像在點(diǎn)25處相交(重疊)。在圖10中，與在圖 4A和圖5中所示的那些相同的部件被提供相同的附圖標(biāo)號(hào)。
圖像顯示元件1被安排使得來自位于在與非顯示部分Ib相反的方向上從端部計(jì)數(shù)的第η個(gè)的圖像顯示部分Ia上的象素的光在棱鏡表面21被折射，并且從棱鏡表面21的端部的點(diǎn)17在與觀看方向9相反的方向上發(fā)射給觀看者10。換句話說，圖像顯示元件1和棱鏡部分3a被安排使得從圖像顯示元件1上的與垂直于棱鏡表面21的從點(diǎn)17拉出的線相交的位置到第η個(gè)象素的距離χ是由上述的方程4給出的值。在該情況下，“η”是任意數(shù)。
另外，圖像顯示元件2被安排使得來自在與非顯示部分2b的方向相反的方向上位于從圖像顯示部分加的端部起計(jì)數(shù)的第m個(gè)象素的光在棱鏡表面22處被折射，并且在與觀看方向9相反的方向上從棱鏡表面22的端部的點(diǎn)17被發(fā)射給觀看者10。換句話說，圖像顯示元件2和棱鏡部分北被安排使得從圖像顯示元件2上的與垂直于棱鏡表面22的從點(diǎn)17拉出的線相交的位置到第m個(gè)象素的距離χ等于由上述的方程4給出的值。在此，m 是任意數(shù)。
根據(jù)上述的實(shí)施例，當(dāng)從觀看方向9觀看時(shí)，從圖像顯示部分Ia的端部起第η個(gè)象素的虛像和從圖像顯示部分加的端部起的第m個(gè)象素的虛像在圖像顯示部分Ia的虛像 16和圖像顯示部分加的虛像M的相交的線上的點(diǎn)25處精確地鄰接。在該情況下，沒有從非顯示部分Ib和2b通過棱鏡3過來的光線要向觀看者10發(fā)射，由此，圖像顯示部分Ia和 2a的虛像16和M被看作重疊狀態(tài)(包括重疊部分27的狀態(tài))的單個(gè)連續(xù)虛像。在該情況下與第一到第四示例性實(shí)施例相比較，可以將觀看方向的容限提高到重疊部分27的程度。在此，觀看方向的容限表示當(dāng)從觀看者10通過棱鏡3觀看圖像顯示元件1和2時(shí)，由圖像顯示部分Ia和加形成的圖像可以被看作單個(gè)連續(xù)圖像而沒有非顯示部分Ib和2b的介入的范圍。
第六示例性實(shí)施例
在第一到第五示例性實(shí)施例的圖像顯示裝置中，覆蓋圖像顯示元件的非顯示部分的棱鏡的部分從觀看由圖像顯示元件形成的圖像的方面來說是不必要的區(qū)域，因此可以通過在這個(gè)區(qū)域中形成例如通道來實(shí)現(xiàn)空間的有效使用。特別地，在每個(gè)實(shí)施例中說明的圖像顯示裝置中，在圖像顯示元件的非顯示部分中提供了諸如驅(qū)動(dòng)電路的部件，因此在非顯示部分和棱鏡之間優(yōu)選地提供一定數(shù)量的空間。
圖11是說明本發(fā)明的圖像顯示裝置的第六示例性實(shí)施例的示意圖。本實(shí)施例的圖像顯示裝置具有與第一示例性實(shí)施例相同的配置，除了不同之處在于覆蓋在圖4A和圖5 中所示的配置中的圖像顯示裝置1和2的非顯示部分Ib和2b的棱鏡3的部分中形成通道 4。在圖11中，與第一示例性實(shí)施例相同的部分具有相同的附圖標(biāo)號(hào)。沿著覆蓋圖像顯示元件1的表面和覆蓋圖像顯示元件2的表面的相交的線提供通道4，并且該通道的截面形狀是L形。該通道包括與圖像顯示部分Ia的表面垂直的表面如和與圖像顯示部分加的表面垂直的表面4b。在本實(shí)施例的圖像顯示裝置中，假定了下述條件，即從觀看方向9以入射角θ 6入射到棱鏡部分北上的在棱鏡表面22處被折射的并且被輻射到通道的表面4b的光在表面 4b處被完全反射。根據(jù)該配置，通道4作為光學(xué)規(guī)制部分，其防止光從非顯示部分Ib和2b 向觀看者10的發(fā)射，由此提高視角的容限。以下更具體地說明該光學(xué)規(guī)制部分的作用。當(dāng)在棱鏡表面22的入射角和折射角分別是θ 6和θ 7，表面4b的入射角是 (90° - θ 7)，并且棱鏡3外部的折射率nl是1. 0，并且棱鏡3的折射率n2是1. 5的時(shí)候， 實(shí)現(xiàn)下面的關(guān)系nlXsin θ 6 = n2Xsin θ 7角度θ 6是視角，并且在0° < Θ6<90°的視角范圍內(nèi)，0 7在0° < θ 7 <41.8°的范圍內(nèi)(第一條件)。另一方面，在通道4的表面4b實(shí)現(xiàn)全反射的條件是 sin(90° -Θ 7) > nl/n2，并且48. 1° > Θ7(第二條件)。與θ 6無關(guān)地確定第一和第二條件。只要滿足第一和第二條件，則實(shí)現(xiàn)全反射，并且與觀看方向無關(guān)地，不能從觀看者10 看到通道4。因此，只要非顯示部分Ib和2b位于通道4內(nèi)，則觀看者10不能看到非顯示部分Ib和2b。通道4因此用于防止光從圖像顯示元件1和2的非顯示部分Ib和沘向觀看方向發(fā)射。在該情況下的觀看方向的容限△ θ大于缺少通道4的配置的情況。通道4可以具有除了 L形的全反射表面之外的配置。例如，通道4可以被配置為諸如圖12Α中所示的擴(kuò)散表面或者諸如在圖12Β中所示的曲面。替代地，通道4的表面可以被形成為黑色吸收表面以吸收光。第七示例性實(shí)施例圖13是說明本發(fā)明的圖像顯示裝置的第七示例性實(shí)施例的示意圖。本實(shí)施例的圖像顯示裝置包括兩個(gè)立體圖像顯示元件30和31，其構(gòu)成顯示屏幕；以及圖像處理電路 38。立體圖像顯示元件30和31是應(yīng)用了第一至第六示例性實(shí)施例中的任何一個(gè)的配置并且在一端結(jié)合以便當(dāng)從觀看者的右眼33和左眼34的方向通過棱鏡觀看圖像顯示部分時(shí)不能看到非顯示部分(縫)的部件。在此，假定立體圖像顯示元件30和31被安排為它們的表面一起形成90°的角度。圖像處理電路38接收與對(duì)應(yīng)于右眼視點(diǎn)的圖像相關(guān)的右眼視點(diǎn)圖像信號(hào)36以及與對(duì)應(yīng)于左眼視點(diǎn)的圖像相關(guān)的左眼視點(diǎn)圖像信號(hào)37作為輸入，并且圖像處理電路38在由立體圖像顯示元件30和31構(gòu)成的顯示屏幕上顯示基于眼視點(diǎn)圖像信號(hào)36和左眼視點(diǎn)圖像信號(hào)37的圖像。柱鏡光柵透鏡被附接到立體圖像顯示元件30和31的棱鏡表面中的每個(gè)，并且當(dāng)從右眼33和左眼34方向觀看時(shí)，看到立體圖像，其由基于右眼視點(diǎn)圖像信號(hào) 36的圖像和基于左眼視點(diǎn)圖像信號(hào)37的圖像構(gòu)成。
接下來說明本實(shí)施例的圖像顯示裝置的實(shí)際示例。作為立體圖像顯示元件30和31，使用彩色液晶面板，其對(duì)于水平32毫米和垂直 50毫米的屏幕大小，在水平方向上具有640個(gè)象素并且在垂直方向上具有480個(gè)象素。立體圖像顯示元件的非顯示部分是1. 8毫米。柱鏡光柵透鏡的透鏡間距是100微米，并且透鏡的數(shù)量是320個(gè)。棱鏡是4毫米厚，并且由透明的聚丙烯樹脂形成(折射率1. 49)。立體圖像顯示元件的圖像顯示部分的末端與接觸圖像顯示元件的棱鏡的表面的角部相距1. 8 毫米。當(dāng)對(duì)應(yīng)于觀看者的右眼34和左眼35的視點(diǎn)中的每個(gè)的圖像在這些條件下被光學(xué)上獨(dú)立地以45°的視角表現(xiàn)時(shí)，對(duì)于無輔助的眼睛來說三維觀看是可能的，而不需要佩戴特殊眼睛，并且在觀看者感知不到兩個(gè)立體圖像顯示元件——即立體圖像顯示元件30和 31——的非顯示部分(縫)的情況下三維視覺也是可能的。而且，在本實(shí)施例的圖像顯示裝置中，圖像處理電路38能夠通過下述方式來實(shí)時(shí)地表現(xiàn)對(duì)于觀看者幾何校正的立體圖像39的動(dòng)態(tài)畫面顯示通過從右眼視點(diǎn)圖像信號(hào)36 和左眼視點(diǎn)圖像信號(hào)37產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于立體圖像顯示元件30和31中的每個(gè)的右眼透視投影轉(zhuǎn)換的圖像32和左眼透視投影轉(zhuǎn)換的圖像33。因此，本實(shí)施例使得能夠向觀看者表現(xiàn)立體圖像并且提供具有高圖像角度和真實(shí)感的立體顯示裝置。另外，棱鏡可以采用具有高于諸如聚碳酸酯樹脂(折射率1. 59)的透明聚丙烯樹脂的折射率的折射率的材料。棱鏡的表面可以進(jìn)行防反射涂敷。作為用于實(shí)現(xiàn)立體顯示的光學(xué)器件，視差柵欄、用于全影攝影的透鏡陣列或者針孔陣列也可以被采用。除了彩色液晶面板之外，立體圖像顯示元件可以采用各種平顯示面板，諸如有機(jī) EL面板、等離子顯示面板、表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射顯示面板和電子紙。而且，象素的數(shù)量和屏幕大小不限于上述示例中的那些，并且可以根據(jù)設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)卦O(shè)置。第八示例性實(shí)施例圖14是說明本發(fā)明的圖像顯示裝置的第八示例性實(shí)施例的示意圖。該實(shí)施例的圖像顯示裝置能夠在η個(gè)視點(diǎn)進(jìn)行立體圖像顯示，并且包括構(gòu)成顯示屏幕的兩個(gè)立體圖像顯示元件40和41和圖像處理電路47。立體圖像顯示元件40和41與在圖13中所示的立體圖像顯示元件30和31相同。 圖像處理電路47將與對(duì)應(yīng)于視點(diǎn)位置Al-An中的每個(gè)的圖像相關(guān)的多視點(diǎn)圖像信號(hào)46作為輸入，并且基于該多視點(diǎn)圖像信號(hào)46，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于立體圖像顯示元件40和41的、從視點(diǎn)位置Al的透視投影轉(zhuǎn)換的圖像43到視點(diǎn)位置An的透視投影轉(zhuǎn)換的圖像42的η個(gè)視點(diǎn)的圖像。柱鏡光柵透鏡被粘附到立體圖像顯示元件40和41的每個(gè)棱鏡表面，并且當(dāng)從視點(diǎn)位置Al-An的方向中的每個(gè)觀看時(shí)，立體圖像被觀看到。接下來說明將第六示例性實(shí)施例的配置應(yīng)用為本實(shí)施例的圖像顯示裝置的實(shí)際示例的示例。對(duì)于屏幕大小為水平32毫米和垂直50毫米并且水平上具有640象素以及垂直上具有480象素的彩色液晶板過去被用作立體圖像顯示元件40和41。立體圖像顯示元件的非顯示部分是1. 8毫米。柱鏡光柵透鏡的透鏡間距是50 Xη微米，并且透鏡的數(shù)量是640/ η。例如，當(dāng)視點(diǎn)的數(shù)量η是4時(shí)，透鏡間距是200微米，并且透鏡的數(shù)量是160。棱鏡由具有4毫米厚度的透明聚丙烯樹脂(折射率1. 49)構(gòu)成。立體圖像顯示元件的圖像顯示部分的末端部分被設(shè)置為距離與圖像顯示元件接觸的棱鏡的表面的角部1. 8毫米。在棱鏡的彎曲部分(覆蓋非顯示部分的部分)提供的通道的表面進(jìn)行鏡面處理，并且該通道的深度被設(shè)置為1. 8毫米。當(dāng)在這些條件下以視角45°光學(xué)上獨(dú)立地表現(xiàn)對(duì)應(yīng)于視點(diǎn)位置Al和 An中的每個(gè)的視點(diǎn)的圖像時(shí)，在無輔助的眼睛并且不需要佩戴特殊眼鏡的情況下立體視覺是可能的，而觀看者能夠感知立體視覺，覺察不到構(gòu)成顯示屏幕的立體圖像顯示元件40和 41的非顯示部分(縫)。
另外，在本實(shí)施例的圖像顯示裝置中，圖像處理電路47從多視點(diǎn)圖像信號(hào)46產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于立體圖像顯示元件40和41中的每個(gè)的從視點(diǎn)位置Al的透視投影轉(zhuǎn)換的圖像43到視點(diǎn)位置An的透視投影轉(zhuǎn)換的圖像42的η個(gè)視點(diǎn)的圖像，以使對(duì)于觀看者幾何校正的立體圖像38能夠?qū)崟r(shí)地動(dòng)態(tài)畫面顯示。
本實(shí)施例使得能夠向觀看者表現(xiàn)立體圖像，并且使得能夠提供具有高視角和真實(shí)感的立體顯示裝置。
另外，只要保持圖像的縫光學(xué)不可見的條件，由兩個(gè)立體圖像顯示元件的表面形成的角度可以是大于90°的角度。
可以將視差柵欄、用于全影攝影的透鏡陣列或者針孔陣列用作實(shí)現(xiàn)立體顯示的光學(xué)器件。
除了透明聚丙烯樹脂之外，還可以在棱鏡中使用具有高折射率(折射率1. 59)的聚碳酸酯樹脂。
棱鏡的表面可以被施加防反射涂敷。
除了彩色液晶面板之外，可以將諸如有機(jī)EL面板、等離子顯示面板、表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射顯示面板和電子紙的各種類型的平顯示面板用作立體圖像顯示元件。而且，象素的數(shù)量和屏幕大小不限于上述示例中的那些，并且可以根據(jù)設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)卦O(shè)置。
第九示例性實(shí)施例
圖15A和圖15B是說明本發(fā)明的圖像顯示裝置的第九示例性實(shí)施例的示意圖。圖 15A示出其中面板打開的狀態(tài)，圖15B示出了其中面板閉合的狀態(tài)。本實(shí)施例的圖像顯示裝置包括圖像顯示元件50和52，以及分別覆蓋這些圖像顯示元件50和52的棱鏡51和53。 圖像顯示元件50和棱鏡51結(jié)合在一起，并且提供了一種機(jī)構(gòu)(旋轉(zhuǎn)部件)，其中，棱鏡51 和53在旋轉(zhuǎn)方向55上旋轉(zhuǎn)，并以棱鏡51和53的棱鏡表面的相交的線的附近作為旋轉(zhuǎn)中心54，并以該旋轉(zhuǎn)中心M作為軸。這些圖像顯示元件50和52以及棱鏡51和53與在第一到第六示例性實(shí)施例的任何一個(gè)中的部件相同。在第七和第八示例性實(shí)施例的任何一個(gè)中說明的圖像處理電路可以被用作圖像處理電路。
在本實(shí)施例的圖像顯示裝置中，通過以旋轉(zhuǎn)中心M為軸在旋轉(zhuǎn)方向55上旋轉(zhuǎn)，所述面板可以如圖15A中所示地被打開，并且如圖15B中所示地被閉合。借助于面板的該打開和閉合機(jī)構(gòu)，當(dāng)存放圖像顯示裝置時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)空間的節(jié)省。另外，旋轉(zhuǎn)部件可以包括以下機(jī)構(gòu)，通過該機(jī)構(gòu)，將面板的角度固定在任何角度，或者該旋轉(zhuǎn)部件可以包括用于逐步地改變面板的角度的機(jī)構(gòu)。
第十示例性實(shí)施例
圖16是說明本發(fā)明的圖像顯示裝置的第十示例性實(shí)施例的視圖。本實(shí)施例的圖像顯示裝置是其中可以應(yīng)用在第一到第九示例性實(shí)施例中說明的構(gòu)造的終端裝置，并且是能夠三維顯示的配置。
參考圖16，終端裝置60能夠在下述兩個(gè)窗口中的每個(gè)上顯示平面圖像窗口 61 和具有比窗口 61更大的尺寸的窗口 62。終端裝置60包括傳感器，其使用例如超聲波或者磁，用于在三維空間中檢測(cè)棒64的位置；以及，控制單元，用于從該傳感器接收輸入，并且控制在窗口 61和62中的圖像的顯示，終端裝置60并且能夠使用棒64在窗口 61或者窗口 62中輸入操作，控制單元基于傳感器的輸出來檢測(cè)在三維空間中棒64的坐標(biāo)，并且基于檢測(cè)結(jié)果來實(shí)現(xiàn)顯示處理。以該方式，可以與棒64的坐標(biāo)呼應(yīng)地控制立體圖像的顯示位置、 形狀和顏色。使用棒的輸入操作通常已知為定點(diǎn)裝置。第—^一示例性實(shí)施例圖17A是說明本發(fā)明的圖像顯示裝置的第十一示例性實(shí)施例的透視圖，圖17B是在該圖像顯示裝置中的三維顯示的示意圖。如圖17A中所示，本實(shí)施例的圖像顯示裝置由三個(gè)圖像顯示元件71-73和覆蓋這些圖像顯示元件71-73的棱鏡74構(gòu)成。圖像顯示元件 71被安排在底部表面上，并且圖像顯示元件72和73被安排在與底部表面垂直的兩個(gè)鄰接的側(cè)表面中的每個(gè)上。棱鏡74具有第一到第三棱鏡部分，其分別覆蓋圖像顯示元件71-73。 第一棱鏡部分和圖像顯示元件71的配置、第二棱鏡部分和圖像顯示元件72的配置以及第三棱鏡部分和圖像顯示元件73的配置每個(gè)都與第一到第六示例性實(shí)施例中的任何一個(gè)的形式相同。根據(jù)本實(shí)施例的圖像顯示裝置，由圖像顯示元件71-73形成的每個(gè)圖像被看作如圖17B中所示的一個(gè)連續(xù)的立體圖像70，并且看不到圖像顯示元件71-73的非顯示部分。 根據(jù)使用該類型的三個(gè)圖像顯示元件的立體圖像70的觀看，立體圖像可以表現(xiàn)出比其中顯示屏幕由兩個(gè)圖像顯示元件構(gòu)成的裝置更大的真實(shí)感和更寬的視角。另外，在圖17A中所示的示例中的圖像顯示元件的數(shù)量可以是4個(gè)或者更多。第十二示例性實(shí)施例圖18A是說明本發(fā)明的圖像顯示裝置的第十二示例性實(shí)施例的上平面圖。圖18B 是在該圖像顯示裝置中的立體顯示的示意圖。如圖18A中所示，該實(shí)施例的圖像顯示裝置由三個(gè)圖像顯示元件81-83和覆蓋這些圖像顯示元件81-83的棱鏡84構(gòu)成。圖像顯示元件82和83被安排在圖像顯示元件81的兩側(cè)上。棱鏡84具有第一到第三棱鏡部分，分別用于覆蓋圖像顯示元件81-83。第一棱鏡部分和圖像顯示元件81的配置、第二棱鏡部分和圖像顯示元件82的配置和第三棱鏡部分和圖像顯示元件83的配置全都與第一到第六示例性實(shí)施例中的任何一個(gè)的形式相同。根據(jù)本實(shí)施例的圖像顯示裝置，由圖像顯示元件81-83中的每個(gè)形成的圖像被觀看為如圖18B中所示的一個(gè)連續(xù)立體圖像80，并且看不到圖像顯示元件81-83的非顯示部分8中的每個(gè)。根據(jù)使用這三個(gè)圖像顯示元件的立體圖像80的觀看，立體圖像可以表現(xiàn)出比其中顯示屏幕由兩個(gè)圖像顯示元件構(gòu)成的裝置更大的真實(shí)感和更寬的視角。另外，在圖 18A中所示的示例中的圖像顯示元件的數(shù)量可以是4個(gè)或者更大。第十三示例性實(shí)施例圖19是說明本發(fā)明的圖像顯示裝置的第十三示例性實(shí)施例的示意圖。本實(shí)施例的圖像顯示裝置包括兩個(gè)雙柱鏡光柵屏幕(double-lenticular screen) 91，其被鄰接地安排，從而由其表面形成的角度是90° ；棱鏡92，其具有L形狀的截面，用于覆蓋這些雙柱鏡光柵屏幕；以及透明板93，用于將雙柱鏡光柵屏幕91壓在棱鏡92上。雙柱鏡光柵屏幕91通過被夾在棱鏡92和透明板93之間而被固定。
本實(shí)施例的圖像顯示裝置是投影類型的三維顯示裝置，其采用雙柱鏡光柵屏幕作為圖像顯示元件，并且雙柱鏡光柵屏幕91和棱鏡92的位置關(guān)系與在第一到第六示例性實(shí)施例中的任何一個(gè)中的圖像顯示元件的和棱鏡的位置關(guān)系相同。
圖20給出了使用本實(shí)施例的圖像顯示裝置的立體顯示的示意圖。使用四個(gè)投影器。對(duì)應(yīng)于不同的視點(diǎn)位置的圖像(透視投影轉(zhuǎn)換的圖像)被兩個(gè)投影器顯示在一個(gè)雙柱鏡光柵屏幕91上，并且對(duì)應(yīng)于不同的視點(diǎn)位置的圖像(透視投影轉(zhuǎn)換的圖像)被剩余的兩個(gè)投影器顯示在另一個(gè)雙柱鏡光柵屏幕91上。當(dāng)從觀看方向9觀看在每個(gè)雙柱鏡光柵屏幕91上形成的圖像時(shí)，可以沒有圖像的任何縫地觀看到一個(gè)連續(xù)的立體圖像90。
可以通過下述方式來減少由于雙柱鏡光柵屏幕的曲率而導(dǎo)致的立體圖像的變差 通過使用例如具有高的平坦度的玻璃作為透明板93，然后通過透明板93和棱鏡92穩(wěn)固地扣住并固定雙柱鏡光柵屏幕91。
權(quán)利要求
1.一種圖像顯示裝置，包括第一和第二圖像顯示元件；和棱鏡，被安排在所述第一圖像顯示元件和所述第二圖像顯示元件的兩者上，其中，第一平面和第二平面彼此相交，所述第一平面包含所述第一圖像顯示元件的表面，所述第二平面包含所述第二圖像顯示元件的表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其中所述第一圖像顯示元件包括第一圖像顯示部分和第一非顯示部分，所述第一非顯示部分提供在所述第一圖像顯示元件的端部；并且所述第二圖像顯示元件包括第二圖像顯示部分和第二非顯示部分，所述第二非顯示部分提供在所述第二圖像顯示元件的端部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像顯示裝置，其中所述棱鏡包括第一棱鏡層和第二棱鏡層，所述第一棱鏡層被安排在所述第一圖像顯示元件的至少所述第一非顯示部分上，所述第二棱鏡層被安排在所述第二圖像顯示元件的至少所述第二非顯示部分上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像顯示裝置，其中所述第一棱鏡層包括第一和第二表面，所述第一表面被安排在所述第一圖像顯示元件側(cè)，所述第二表面被安排在所述第一表面的相反側(cè)且與所述第一圖像顯示元件的上表面平行，并且所述第二棱鏡層包括第三和第四表面，所述第三表面被安排在所述第二圖像顯示元件側(cè)，所述第四表面被安排在所述第三表面的相反側(cè)且與所述第二圖像顯示元件的上表面平行。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像顯示裝置，其中所述第一棱鏡層的一個(gè)端部與所述第二棱鏡層的一個(gè)端部相結(jié)合，所述第一圖像顯示元件的所述第一非顯示部分位于所述第一棱鏡層的所述一個(gè)端部上，所述第一圖像顯示元件的所述第一非顯示部分位于所述第二棱鏡層的所述一個(gè)端部上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像顯示裝置，其中所述第一和第二平面形成90°的角。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像顯示裝置，其中當(dāng)在與下述平面垂直的方向上看時(shí)即與所述第一圖像顯示元件的所述上表面和所述第二圖像顯示元件的所述上表面兩者都垂直的平面，所述第一非顯示部分的長(zhǎng)度小于所述第二棱鏡層的厚度，并且所述第二非顯示部分的長(zhǎng)度小于所述第一棱鏡層的厚度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像顯示裝置，其中所述第一圖像顯示元件的所述第一非顯示部分提供為與所述第二圖像顯示元件的所述第二非顯示部分相鄰接。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像顯示裝置，其中，當(dāng)在與下述平面垂直的方向上看時(shí)，即與所述第一圖像顯示部分的所述上表面和所述第二圖像顯示部分的所述上表面兩者都垂直的平面第一點(diǎn)設(shè)置在其中所述第一棱鏡層的所述第一表面和所述第二棱鏡層的所述第三表面彼此相交的線上；第二點(diǎn)設(shè)置在其中所述第一棱鏡層的所述第二表面和所述第二棱鏡層的所述第四表面彼此相交的線上；第一距離小于第二距離，所述第一距離是在所述第一點(diǎn)與所述第一圖像顯示和所述第一非顯示部分的邊界之間的距離，所述第二距離是在所述第一點(diǎn)與所述第一圖像顯示元件和下述線彼此相交的相交點(diǎn)之間的距離，該線與所述第一圖像顯示元件的所述上表面垂直并且是從所述第二點(diǎn)拉出；并且第三距離小于第四距離，所述第三距離是在所述第二點(diǎn)與所述第二圖像顯示和所述第二非顯示部分的邊界之間的距離，所述第四距離是在所述第一點(diǎn)與所述第一圖像顯示元件和下述線彼此相交的相交點(diǎn)之間的距離，該線與所述第二圖像顯示元件的所述上表面垂直并且是從所述第二點(diǎn)拉出。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像顯示裝置，還包括通道，所述通道形成在所述第一棱鏡層的所述第一表面和所述第二棱鏡層的所述第三表面相結(jié)合處的結(jié)合部分中。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的圖像顯示裝置，其中當(dāng)在與下述平面垂直的方向上看時(shí)， 即與所述第一圖像顯示部分的所述上表面和所述第二圖像顯示部分的所述上表面兩者都垂直的平面，所述通道的截面形狀是L形狀。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的圖像顯示裝置，其中所述通道包括擴(kuò)散表面，入射光在所述擴(kuò)散表面中被擴(kuò)散。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的圖像顯示裝置，其中所述通道包括曲面。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其中在所述第一圖像顯示部分的所述端部處提供的象素是位于從所述第一圖像顯示部分的末端上的象素向內(nèi)的象素，并且在所述第二圖像顯示部分的所述端部處提供的象素是位于從所述第二圖像顯示部分的末端上的象素向內(nèi)的象素。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其中折射率在所述第一和所述第二棱鏡層中是均一的。
16.一種圖像顯示裝置，其通過并置多個(gè)圖像顯示元件而實(shí)現(xiàn)，每個(gè)圖像顯示元件包括由多個(gè)象素組成的圖像顯示部分和沿著所述圖像顯示部分的端部提供的非顯示部分，從而包含所述圖像顯示部分的平面彼此相交，所述圖像顯示裝置包括棱鏡，其覆蓋所述多個(gè)圖像顯示元件中的鄰接的圖像顯示元件中的至少一個(gè)；其中，所述棱鏡包括發(fā)射來自所述棱鏡覆蓋的圖像顯示元件的光的表面，并且，所述圖像顯示元件的所述圖像顯示部分的端部的象素被安排在從預(yù)定視點(diǎn)位置入射到所述棱鏡的發(fā)射表面的端部的光達(dá)到的位置，并且，當(dāng)從所述預(yù)定視點(diǎn)位置看時(shí)，可以無縫地觀看鄰接的圖像顯示元件的圖像顯示部分的圖像。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的圖像顯示裝置，其中所述棱鏡被安排在鄰接的所述圖像顯示元件中的僅僅一個(gè)上，并且包括覆蓋所述一個(gè)圖像顯示元件的第一表面和與所述第一表面平行并且是所述發(fā)射表面的第二表面；并且當(dāng)θ是從所述一個(gè)圖像顯示元件的所述圖像顯示部分的端部的象素入射到所述第二表面的端部的光的入射角，t是所述棱鏡的厚度，χ是從所述一個(gè)圖像顯示元件上的與垂直于所述第二表面的從所述第二表面的端部的入射點(diǎn)拉出的線相交的位置到所述圖像顯示部分的端部的象素的距離的時(shí)候，通過下面的方程給出距離X χ = tXtan θ。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的圖像顯示裝置，其中所述棱鏡由多個(gè)棱鏡部分組成，所述多個(gè)棱鏡部分中的每個(gè)在所述多個(gè)圖像顯示元件中的每個(gè)上安排；并且在所述多個(gè)圖像顯示元件中的每個(gè)中，在由從預(yù)定視點(diǎn)位置入射到覆蓋所述圖像顯示元件的棱鏡部分的發(fā)射表面的端部的光達(dá)到的位置處安排所述圖像顯示部分的端部的象ο
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的圖像顯示裝置，其中所述多個(gè)棱鏡部分中的每個(gè)包括第一表面，在其上安排由所述棱鏡部分覆蓋的所述圖像顯示元件；以及第二表面，其與所述第一表面平行；以及所述多個(gè)圖像顯示元件中的每個(gè)被配置為，當(dāng)θ是從所述圖像顯示元件的所述圖像顯示部分的端部的象素入射到所述第二表面的邊緣的光的入射角，t是所述棱鏡部分的厚度，χ是從所述圖像顯示元件上的與垂直于所述第二表面的從所述第二表面的邊緣的入射點(diǎn)拉出的線相交的位置到所述圖像顯示部分的端部的象素的距離的時(shí)候，通過下面的方程來給出所述距離χ χ = t X tan θ。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的圖像顯示裝置，其中，所述多個(gè)棱鏡部分的厚度不同。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的圖像顯示裝置，其中，所述棱鏡的所述厚度隨著從第一端部向與所述第一端部相對(duì)的第二端部的行進(jìn)而減少，其中來自所述圖像顯示部分的端部的象素的光在所述第一端部處入射。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的圖像顯示裝置，其中所述圖像顯示部分的端部的象素是位于所述圖像顯示部分末端上的象素。
23.根據(jù)權(quán)利要求16所述的圖像顯示裝置，其中所述圖像顯示部分的端部的象素是位于從所述圖像顯示部分的末端上的象素向內(nèi)的象素。
24.根據(jù)權(quán)利要求16所述的圖像顯示裝置，其中沿著其中所述棱鏡覆蓋所述非顯示部分的部分中的非顯示部分形成通道。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的圖像顯示裝置，其中所述通道包括第一反射表面和與所述第一反射表面垂直相交的第二反射表面，其中所述第一和第二反射表面中的每個(gè)完全地反射來自預(yù)定視點(diǎn)位置的入射光。
26.根據(jù)權(quán)利要求M所述的圖像顯示裝置，其中所述通道的表面由黑色吸收表面構(gòu)成。
27.根據(jù)權(quán)利要求16所述的圖像顯示裝置，進(jìn)一步包括圖像處理電路，其在所述多個(gè)圖像顯示元件中實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)于至少兩個(gè)視點(diǎn)位置的視差圖像的立體顯示。
28.根據(jù)權(quán)利要求16所述的圖像顯示裝置，進(jìn)一步包括在所述多個(gè)圖像顯示元件中的圖像處理電路，其在所述多個(gè)圖像顯示元件中實(shí)現(xiàn)通過下述方式實(shí)現(xiàn)的透視投影轉(zhuǎn)換的圖像的立體顯示，即將對(duì)應(yīng)于至少兩個(gè)視點(diǎn)位置的所述視差方向的圖像根據(jù)所述多個(gè)圖像顯示元件的位置關(guān)系進(jìn)行透視投影轉(zhuǎn)換。
29.根據(jù)權(quán)利要求16所述的圖像顯示裝置，進(jìn)一步包括旋轉(zhuǎn)單元，其改變?cè)谒龆鄠€(gè)圖像顯示元件之間形成的角度。
30.一種圖像顯示裝置，其通過并置多個(gè)圖像顯示元件而實(shí)現(xiàn)，每個(gè)圖像顯示元件包括由多個(gè)象素組成的圖像顯示部分和沿著所述圖像顯示部分的端部提供的非顯示部分，從而包含所述圖像顯示部分的平面彼此相交，所述圖像顯示裝置包括棱鏡，其覆蓋所述多個(gè)圖像顯示元件中的鄰接的一個(gè)圖像顯示元件；其中所述棱鏡包括第一表面，其覆蓋所述一個(gè)圖像顯示元件，以及第二表面，其與所述第一表面平行；并且當(dāng)θ是從所述一個(gè)圖像顯示元件的所述圖像顯示部分的端部的象素入射到所述第二表面的端部的光的入射角，t是所述棱鏡的厚度，并且χ是從所述一個(gè)圖像顯示元件上的與垂直于所述第二表面并從所述第二表面的端部的入射點(diǎn)拉出的線相交的位置到所述圖像顯示部分的端部的象素的距離的時(shí)候，通過下面的方程給出所述距離χ χ = tXtan θ。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的圖像顯示裝置，其中所述圖像顯示部分的端部的象素是位于所述圖像顯示部分的末端上的象素。
32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的圖像顯示裝置，其中所述圖像顯示部分的末端的象素是位于從所述圖像顯示部分的末端上的象素向內(nèi)的象素。
33.根據(jù)權(quán)利要求30所述的圖像顯示裝置，其中沿著其中所述棱鏡覆蓋所述非顯示部分的部分中的非顯示部分形成通道。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的圖像顯示裝置，其中所述通道包括第一反射表面和第二反射表面，其與所述第一反射表面垂直相交，其中所述第一和第二反射表面中的每個(gè)完全地反射來自預(yù)定視點(diǎn)位置的入射光。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的圖像顯示裝置，其中所述通道的表面由黑色吸收表面構(gòu)成。
36.根據(jù)權(quán)利要求30所述的圖像顯示裝置，進(jìn)一步包括圖像處理電路，其在所述多個(gè)圖像顯示元件中實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)于至少兩個(gè)視點(diǎn)位置的視差圖像的立體顯示。
37.根據(jù)權(quán)利要求30所述的圖像顯示裝置，進(jìn)一步包括在所述多個(gè)圖像顯示元件中的圖像處理電路，其在所述多個(gè)圖像顯示元件中實(shí)現(xiàn)通過下述方式實(shí)現(xiàn)的透視投影轉(zhuǎn)換的圖像的立體顯示，即將對(duì)應(yīng)于至少兩個(gè)視點(diǎn)位置的所述視差方向的圖像根據(jù)所述多個(gè)圖像顯示元件的位置關(guān)系進(jìn)行透視投影轉(zhuǎn)換。
38.根據(jù)權(quán)利要求30所述的圖像顯示裝置，進(jìn)一步包括旋轉(zhuǎn)單元，其改變?cè)谒龆鄠€(gè)圖像顯示元件之間形成的角度。
39.一種圖像顯示裝置，其通過并置多個(gè)圖像顯示元件而實(shí)現(xiàn)，每個(gè)圖像顯示元件包括由多個(gè)象素組成的圖像顯示部分和沿著所述圖像顯示部分的端部提供的非顯示部分，從而包含所述圖像顯示部分的平面彼此相交，所述圖像顯示裝置包括多個(gè)棱鏡，其覆蓋所述多個(gè)圖像顯示元件的各圖像顯示元件；其中所述多個(gè)棱鏡中的每個(gè)包括第一表面，在其上安排由所述棱鏡覆蓋的圖像顯示元件以及第二表面，其與所述第一表面平行；并且所述多個(gè)圖像顯示元件中的每個(gè)被配置為，當(dāng)θ是從所述圖像顯示元件的所述圖像顯示部分的端部的象素入射到所述第二表面的端部的光的入射角，t是所述棱鏡部分的厚度，并且X是從所述圖像顯示元件上的與垂直于所述第二表面的從所述第二表面的端部的入射點(diǎn)拉出的線相交的位置到所述圖像顯示部分的端部的象素的距離的時(shí)候，所述距離X 是由下面的方程給出 χ = tXtan θ。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的圖像顯示裝置，其中所述多個(gè)棱鏡部分的厚度不同。
41.根據(jù)權(quán)利要求39所述的圖像顯示裝置，其中所述圖像顯示部分的端部的象素是位于所述圖像顯示部分的末端上的象素。
42.根據(jù)權(quán)利要求39所述的圖像顯示裝置，其中所述圖像顯示部分的端部的象素是位于從所述圖像顯示部分的末端上的象素向內(nèi)的象素。
43.根據(jù)權(quán)利要求39所述的圖像顯示裝置，其中沿著其中所述棱鏡覆蓋所述非顯示部分的部分中的非顯示部分形成通道。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的圖像顯示裝置，其中所述通道包括第一反射表面和第二反射表面，其與所述第一反射表面垂直相交，其中所述第一和第二反射表面中的每個(gè)完全地反射來自預(yù)定視點(diǎn)位置的入射光。
45.根據(jù)權(quán)利要求43所述的圖像顯示裝置，其中所述通道的表面由黑色吸收表面構(gòu)成。
46.根據(jù)權(quán)利要求39所述的圖像顯示裝置，進(jìn)一步包括圖像處理電路，其在所述多個(gè)圖像顯示元件中實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)于至少兩個(gè)視點(diǎn)位置的視差圖像的立體顯示。
47.根據(jù)權(quán)利要求39所述的圖像顯示裝置，進(jìn)一步包括在所述多個(gè)圖像顯示元件中的圖像處理電路，其在所述多個(gè)圖像顯示元件中實(shí)現(xiàn)通過下述方式實(shí)現(xiàn)的透視投影轉(zhuǎn)換的圖像的立體顯示，即將對(duì)應(yīng)于至少兩個(gè)視點(diǎn)位置的所述視差方向的圖像根據(jù)所述多個(gè)圖像顯示元件的位置關(guān)系進(jìn)行透視投影轉(zhuǎn)換。
48.根據(jù)權(quán)利要求39所述的圖像顯示裝置，進(jìn)一步包括旋轉(zhuǎn)單元，其改變?cè)谒龆鄠€(gè)圖像顯示元件之間形成的角度。
49.一種圖像顯示裝置，其通過并置多個(gè)圖像顯示元件而實(shí)現(xiàn)，每個(gè)圖像顯示元件包括由多個(gè)象素組成的圖像顯示部分和沿著所述圖像顯示部分的端部提供的非顯示部分，從而包含所述圖像顯示部分的平面彼此相交，所述圖像顯示裝置包括棱鏡，其覆蓋在所述多個(gè)圖像顯示元件之中的鄰接的至少一個(gè)圖像顯示元件，并且在面向所述圖像顯示元件的整個(gè)表面上在折射率上各向同性； 其中所述棱鏡包括表面，其發(fā)射來自所述棱鏡覆蓋的所述圖像顯示元件的光；并且在從預(yù)定視點(diǎn)位置入射到所述棱鏡的發(fā)射表面的端部的光達(dá)到的位置處安排所述圖像顯示元件的所述圖像顯示部分的端部的象素。
全文摘要
提供一種圖像顯示裝置能夠保持在由多個(gè)圖像顯示元件構(gòu)成的顯示屏幕上的鄰接的圖像顯示元件上的圖像的連續(xù)性，所述圖像顯示裝置有圖像顯示元件(1，2)和棱鏡(3)。所述棱鏡(3)是具有兩個(gè)平面的L形的棱鏡，其中如在從觀看方向(9)所看到的，所述圖像顯示元件(1，2)被安排在所述后側(cè)部分中。所述圖像顯示元件(1，2)被安排為使得各圖像顯示部分的虛像(5，6)在所述棱鏡(3)中光學(xué)上被連續(xù)地連接。
文檔編號(hào)G02B27/22GK102495475SQ20111036216
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2007年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月7日
發(fā)明者今井浩 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社