(57)【要約】画像を表示する装置は、元の画像よりも大きな有効画像（１８）を生成するために、液晶ディスプレイ（１２）と、異なる方向に前記画像の異なる部分を誘導するレンチキュラレンズのアレイ（１４）と、前記誘導された画像の少なくとも幾らかを反射するミラー（１６）とを含む。前記装置は携帯電話（１０）又はビジュアル表示ユニットであっても良い。
2005504356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像生成手段と、前記画像の第１の部分を第１の方向に誘導し前記画像の第２の部分を第２の方向に誘導する画像誘導手段と、前記第２の部分の少なくとも幾らかを反射する画像反射手段とを有し、前記画像生成手段よりも大きな有効画像を生成するように動作可能な画像を表示する装置。
【請求項２】
前記画像生成手段は液晶ディスプレイを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記画像生成手段は発光ダイオードのアレイを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記画像誘導手段は、前記画像生成手段の上に重なるレンチキュラレンズのアレイを有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記画像誘導手段は、前記画像生成手段の上に重なる略球形のレンズのアレイを有する、請求項１、２又は３に記載の装置。
【請求項６】
前記画像生成手段及び前記画像誘導手段は、指向性光源のアレイを有する、請求項１、２又は３に記載の装置。
【請求項７】
前記画像誘導手段は、視差バリアシステム又はホログラフィック素子のアレイのいずれかを有する、請求項１、２又は３に記載の装置。
【請求項８】
前記画像反射手段は、前記画像生成手段のそれぞれ反対側に配置された第１及び第２の素子を有する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記画像反射手段は、前記画像生成手段の略全部の側面に配置される、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記画像反射手段はミラーを有する、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記装置は移動通信装置である、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記装置はビジュアル表示ユニットである、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
画像を生成するステップと、前記画像の第１の部分を第１の方向に誘導するステップと、前記画像の第２の部分を第２の方向に誘導するステップと、前記第２の部分の少なくとも幾らかを反射するステップとを有し、これにより前記生成された画像よりも大きな有効画像を生成する、画像を表示する方法。
【請求項１４】
前記画像を生成するステップは、液晶ディスプレイ又は発光ダイオードのアレイによって提供される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記誘導するステップはレンズ配置によって提供される、請求項１３又は１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記反射するステップはミラーによって提供される、請求項１３、１４又は１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像を表示する装置及び方法に関する。より詳細には本発明は、生成された画像よりも大きな有効画像を生成する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば携帯電話のような携帯型の通信装置はますます普及している。しかしながら、一方で携帯性を増加させるため前記装置を小型化する要求がありながら、ビデオ電話及びインターネット閲覧機能のような特徴を含むことによる前記装置の機能を増大する競合する要求がある。ユーザがこれらの付加的な特徴から最大の利益を得るために、前記装置を小型化する要求と相反する、適切に大きなディスプレイが必要とされる。異なるが関連する問題は小さなオフィス空間においても発生する。該小さなオフィス空間では、デスク及び小部屋の物理的な制約のため可能なものよりもかなり大きなディスプレイ画面領域を持つことがしばしば望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
米国特許ＵＳ−Ａ−５３０５１２４は比較的小さな画像源から得られる比較的大きな仮想的画像をユーザに表示する仮想的画像表示システムを開示する。前記画像源によって提供される画像を増幅するためにレンズ群が備えられる。前記レンズ群によって提供される画像を拡大し、比較的大きな仮想的画像を表示するために複数の反射素子が備えられる。前記画像源によって供給される画像は、少なくとも２つの光学レンズを有するレンズ群を通して増幅され、次いで大きな画面画像をユーザに投射するために第１及び第２の反射ミラーによって拡大される。前記システムは、前記ユーザによって観測される環境反射を最小化するために、典型的には楕円形に構成されたウィンドウ素子をも含む。前記特許の前記システムは投射システムであり、例えば移動通信装置の直視のための方法は提供しない。
【０００４】
それ故本発明の目的は、改善された表示装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様によれば、画像生成手段と、前記画像の第１の部分を第１の方向に誘導し前記画像の第２の部分を第２の方向に誘導する画像誘導手段と、前記第２の部分の少なくとも幾らかを反射する画像反射手段とを有し、前記画像生成手段よりも大きな有効画像を生成するように動作可能な画像を表示する装置が提供される。
【０００６】
本発明の第２の態様によれば、画像を生成するステップと、前記画像の第１の部分を第１の方向に誘導するステップと、前記画像の第２の部分を第２の方向に誘導するステップと、前記第２の部分の少なくとも幾らかを反射するステップとを有し、これにより前記生成された画像よりも大きな有効画像を生成する、画像を表示する方法が提供される。
【０００７】
本発明によって、画面への何らの投射を必要とすることなく、生成された画像よりも大きな有効画像を提供することが可能である。そのためユーザは前記装置から直接に前記有効画像を見ることができる。所定の物理的な領域のディスプレイが、ユーザにかなり大きな有効画像を提示するために利用されることができる。
【０００８】
前記有効画像の全体を見るために、ユーザが前記画像反射手段の方を見るように前記ユーザは前記画像生成手段に対して頭を動かす必要があるかも知れない。このことは前記装置に対する前記ユーザの目の位置に依存する。前記ユーザの目が前記装置に近い場合、前記有効画像の全体は直接に見られることができる。このようにして、ユーザは前記有効画像の異なる部分の全てを見ることができる。前記画像の全体は頭の中で存在すると考えられる。
【０００９】
有利にも前記画像生成手段は、液晶ディスプレイ又は発光ダイオードのアレイを有する。前記画像誘導手段は好ましくは、前記画像生成手段の上に重なるレンチキュラレンズのアレイ又は略球形のレンズのアレイを有する。代替として、前記画像生成手段及び前記画像誘導手段は指向性光源のアレイを有しても良い。
【００１０】
前記画像反射手段は有利にも、それぞれ前記画像生成手段の反対の側面に配置され、望ましくは前記画像生成手段の略全ての側面に配置される第１及び第２の素子を有する。好適な実施例においては、前記画像反射手段はミラーを有する。
【００１１】
本発明の実施例は、添付する図を参照しながら、例としてのみ以下に説明されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１ａ、１ｂ及び２において、携帯電話１０の形をとる移動通信装置が示されている。電話１０は液晶ディスプレイ１２の形をとる画像生成手段、及び前記画像生成手段の上に重なるレンチキュラレンズのアレイ１４の形をとる画像誘導手段を含む。電話１０は画像反射手段をも含む。前記画像反射手段は、前記画像生成手段のそれぞれ反対の側面に配置される、ミラー１６の形をとる第１及び第２の素子を有する。前記画像反射手段は曲線ミラー、多面ミラー若しくは鋸歯状ミラー又はいずれの反射面であっても良い。
【００１３】
電話１０は、明確さの理由のため図示していないアンテナ、キーパッド、マイクロフォン、スピーカ等を含む従来の構成要素及び特徴をも含む。図１ｂは、パワーがオンであり、電話１０が元の画像よりも大きな有効画像１８を生成しているときの電話１０を示す。
【００１４】
図２は画像を表示する装置の動作をより詳細に示す。前記装置の理解を容易化するため、図２は一定の縮尺ではない。例えば、レンチキュラレンズ１４は実際におけるよりもかなり大きく示されている。レンズアレイ１４は、前記アレイの最上部から最低部まで延在し断面が半円柱形である、多数の小さなレンズを有する。かようなレンズは自動立体表示の分野においては良く知られており、例えば米国特許ＵＳ−Ａ−６０６４４２４及びＵＳ−Ａ−６１１８５８４において記載されており、参照によって本明細書に組み込まれたものとする。
【００１５】
本構成においては、液晶ディスプレイ１２はアレイ１４の各レンズの幅に跨って３つの画素を持つ。各画素によって発せられた光は、該画素の上に重なるレンズを通るまっすぐな経路を進み、次いで前記レンズの面の曲面によって出口に導かれる。前記３つの画素の各セットの前記光の以降の経路は、図２中に３つの１セットについて図示されている。図示された経路は、アレイ１４の各レンズ／画素の組み合わせによって生成された、光の円錐形の扇形の中央線を表す。
【００１６】
前記円錐形の扇形は図２ａに示され、明確さの目的から扇形２０’及び２２’のみを示している。扇形２２’は前方に誘導され、扇形２０’はミラー１６によって反射されるように横方向に誘導される。
【００１７】
経路２０、２２及び２４は、ディスプレイ１２の当該列の全ての画素によって後続される。各他のレンズの下に重なる３つの画素の列からの光は、同様のそれぞれの方式によって３つの異なる方向に誘導される。このことの全体の結果は、前記画像生成手段によって生成された画像が前記画像誘導手段によって誘導され、ここで前記画像の第１の部分は第１の方向に進み、前記画像の第２の部分は第２の方向に進み、前記画像の第３の部分は第３の方向に進むということである。
【００１８】
経路２２上の光及び前方方向に同様に誘導される前記画素から発せられた光の全ては、結合し有効画像１８の中央部を生成する。ディスプレイ１２中の画素の３分の１のみが有効画像１８の当該部分を生成するために利用されるが、ディスプレイ１２が十分に高い解像度のものである限り、完全に許容できる有効画像１８が生成される。
【００１９】
経路２０は、水平に対してある角度を為して一方の側に前記レンズによって誘導された、前記画素の列から発せられた光の経路を示す。前記角度の値は、前記レンチキュラレンズに対する前記画素の正確な位置、及び前記レンズの曲線の形に依存する。前記一方の側に誘導された全体の光の一部は、ミラー１６によって反射される。図２においてミラー１６は、ディスプレイ１２及びレンズのアレイ１４に対して９０度であるように示されるが、前記ミラーは、外側に傾いた垂直から離れた角度で配置されても同様に良い。幾つかの応用においては、実際はこのことが好ましいものとなり得る。
【００２０】
ミラー１６によって反射された、ディスプレイ１２からの画像の前記一部は、前記中央部の一方の側面に有効画像１８の一部を生成する。有効画像１８の当該側面の部分は、ユーザの目１５の殆どの位置において、電話１０が前記ユーザがミラー１６により向かって見るように傾けられた場合に、電話１０のユーザにとって可視である。画素Ａは、該画素が位置Ａ’にあるかのようにユーザにとって見られる。（図２におけるように）ユーザの目１５が電話１０に近い場合、前記電話を傾ける必要なく、前記有効画像の中央部分及び側面部分の両方が見られる。
【００２１】
ディスプレイ１２の反対の側においては、ディスプレイ１２の第２の側に向かって誘導された全体の光の一部は、前記ディスプレイの当該側にあるミラー１６によって反射される。ミラー１６によって反射された当該光は、有効画像１８の他方の側を生成する。このようにして、ディスプレイ１２によって生成された元の画像の３つの離散的な部分から有効画像１８が作り上げられる。
【００２２】
ユーザの目によって見られる実際の光線は、前記ユーザに対する電話１０の位置に依存する。各画素は（図２ａにおいて図示されるように）光の円錐を形成するため、ユーザの目が前記円錐内にある限り、前記目は当該画素からの光線を受ける。
【００２３】
有効画像１８を生成するため、最終的な有効画像１８を生成するようにディスプレイ１２中の画素が正確に対処されることを保証するため、ある程度の画像処理を実行することが必要である。このことは図３ａ及び図３ｂにおいてより詳細に示される（一定の縮尺で示される）。図３ａの有効画像１８は、図３ｂに示すような液晶ディスプレイ１２を持つ電話１０によって提示されるべきものである。有効画像１８の中央部Ｃは、ディスプレイ１２の全体に渡って画素の３つの列の各セットの中央の列にマッピングされ、解像度を３分の２だけ減少させる。有効画像１８の左側の部分Ｌは、図３ｂのディスプレイ１２の部分Ｌ’中の画素の３つの列のセットのそれぞれの左側の列に反転されてマッピングされ、ここでも解像度を３分の２だけ減少させる。有効画像１８の右側の部分Ｒは、図３ｂのディスプレイ１２の部分Ｒ’中の画素の３つの列のセットのそれぞれの右側の列に反転されてマッピングされ、同様に解像度を３分の２だけ減少させる。該画像処理は、レンチキュラレンズのアレイ１４及びミラー１６が、ディスプレイ１２によって生成された元の画像の特定の部分を誘導し反射すると、正確な有効画像１８を生成する。
【００２４】
図４はビジュアル表示ユニット３０を示し、ここでレンチキュラレンズのアレイ１４は液晶ディスプレイ１２の上に重なる。表示ユニット３０はミラー１６を備える。ユニット３０がパワーオンモードである場合、図１ａ、１ｂ及び２の電話１０について説明したものと同様の方法で、ディスプレイ１２からの元の画像よりも大きな有効画像が生成される。かようなユニット３０のユーザはそれ故、ユニット３０の画面よりも大きな有効画像を得、比較的限られた空間で作業している場合であっても、かような拡大された有効画像という利点を引き出すことができる。例えば、ユニット３０の左側において、前記有効画像は有用な追加の表示空間を生成するためにパーティションスクリーン３２にまで延びる。
【００２５】
図５及び６は、携帯電話１０の表示装置の第２の実施例に関する。本実施例において、前記画像反射手段（ミラー４０の形をとる）は、前記画像生成手段（液晶ディスプレイ１２）の略全ての側に配置される。前記画像誘導手段は、ディスプレイ１２の上に重なる略球形のレンズ４２のアレイを有する。前記レンズは凸型であり、潜在的に下の画素からの光をいずれの方向にも誘導することができる。レンズが受けた光を誘導する実際の方向は、前記レンズに対する下の各画素の位置及び前記レンズの曲面の形に依存する。
【００２６】
本実施例においては、各略球形のレンズは、画素の３×３行列の上に重なり、ここで９つの画素の中央の画素は、前方方向に誘導される。各側の中央のそれぞれにおけるものである４つの画素は、ディスプレイ１２のそれぞれの最も近い側の方向に誘導される。９つから成る行列の４つの角の画素は、隣接する中央側の画素によって進む経路の角度の中間の角度で誘導される。このようにして、ディスプレイ１２からの元の画像よりも大きいが、（ディスプレイ１２の面における）全ての方向において元のディスプレイ１２から外に延びた領域をカバーする有効画像４４が提供される。２つのミラーを通した反射は、仮想的なビュースペースの角を占めるビュー領域を生成するために利用される。
【００２７】
図５に示された略球形のレンズ４２のアレイに対する代替の構成は、六辺形に充填されるが、なおそれぞれ略球形であるレンズのアレイを有するレンズ構成を持つことである。
【００２８】
図７は、画像生成手段及び画像誘導手段の他の実施例を通る断面図を示す。ここでは、前記手段は前述の実施例のディスプレイ及びレンズのアレイに置き換わる、指向性光源５０のアレイを有する。アレイ５０は、矢印で示されるように、チャネル５２から幾つかの異なる方向に光を送る。このようにして光は、結果の仮想的な画像の中央部については前方方向に進むように生成されることができ、また光は前記有効画像の側面部分を生成するために望ましいように前記ミラーに適切に誘導されることができる。光の円錐を供給するように広がった口を持つ円錐形のチャネル５２を持つことを含む、本実施例の多くの変更が可能である。前記有効画像のサイズを増大するため、又は３Ｄの有効画像を提供するため、チャネルの数は３つ以上の異なる方向に進む光を供給するために増加されても良い。
【００２９】
光を誘導する他の既知の指向性手段は、視差バリアシステム、ホログラフィック素子のアレイ、コリメーティングシステム、ピンホール装置、干渉フィルタ及びプリズムを含む。
【００３０】
他の実施例（図示されていない）においては、前記画像誘導手段は、単一の画素を異なる方向に時間多重化することにより動作する。各画素はそれ故、前記有効画像の各部部に必要な光を順に供給し、前記画像誘導手段は前記画像反射手段の異なる部分に前記発せられた光を順に誘導するデューティサイクル形式を持つ。
【００３１】
更に他の実施例においては、前記画像誘導手段は、図２に示された角度よりもかなり水平に近い入射角度で、前記画素からの光の一部を誘導する。このことの結果は、前記光がディスプレイ１２の反対側におけるミラー１６の第２の素子に渡ってミラー１６によって反射され、次いで前記有効画像に更に追加するために外側に反射されるということである。このことは、一層大きな有効画像を生成し、ここで２度反射された前記光は、１度反射された光の端を超えて可視となる。
【００３２】
他の実施例においては、レンチキュラレンズのアレイ１４のピッチが、２つの画素のピッチよりもわずかに大きい。この結果、ディスプレイ１２の幅の全体に渡って、レンズのアレイ１４が下にある画素と直接に整合されない。ディスプレイ１２の中央においては、前記レンズは下にある前記画素と略整合されるが、前記中央のいずれの側においても、各レンズはディスプレイ１２の端に向かって段々と増加する度合いだけずれる。本実施例においては、元の画像の半分のサイズにそれぞれ等しい、有効画像１８の側面部分を持つ有効画像１８を生成するために、２つの画素の列のみが利用される。有効画像１８の解像度は元の画像の解像度の半分である。
【００３３】
更に他の実施例においては、レンズのアレイ１４のピッチはディスプレイ１２における画素のピッチと等しいが、レンズのアレイ１４は下にある画素と正確に整合される必要はない。本例においては、前記画素を制御するソフトウェアが、整合における差異に、該差異を補正するために適応する。
【００３４】
前記有効画像が物理的な画面よりも遠い距離から来るように見えるようにするための標準的なレンジング（ranging）手法の利用を含む、前記装置の更なる改良が可能である。このことは、近接する距離における前記ディスプレイの凝視を楽にするものである。前記光の誘導は、各目について１つの少なくとも２つのビューを前記有効画像の各部分に含むことにより、３次元の有効画像を生成するために利用されることができる。前記有効画像がビジュアル表示ユニット上に生成されている場合には、関連するプロセッサ及びソフトウェアは、通常の物理的に制約されたディスプレイの外側にある前記有効画像の点又は部分を選択するためにマウス又はポインティングデバイスが利用されることができるように構成されても良い。前記有効画像を生成する装置はＰＤＡ、リモートコントローラ装置、テレビジョン、モニタ、ダッシュボードのディスプレイ、頭部装着型ディスプレイ等を含む広範囲の表示装置において利用されることができる。前記装置がダッシュボードのディスプレイである場合においては、フロントガラスが前記画像反射手段として動作することができる。レンチキュラの上塗りを持つ適切に配置されたディスプレイは、直接に見られたときあるセットの情報を提示し、ユーザがフロントガラスにおける反射を介して前記ディスプレイを見るときには別のセットの情報を提示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１（ａ）】移動通信装置の前面図である。
【図１（ｂ）】有効画像の頭の中での知覚を示す、図１ａの移動通信装置の前面図である。
【図２】図１ｂの線II−IIに沿った部分断面図である。
【図２（ａ）】図２のより詳細な図である。
【図３（ａ）】有効画像の図である。
【図３（ｂ）】移動通信装置の画像生成装置の図である。
【図４】画像表示ユニットの斜視図である。
【図５】画像誘導手段の第２の実施例の部分前面図である。
【図６】有効画像の頭の中での知覚を示す、移動通信装置の第２の実施例の前面図である。
【図７】画像生成手段及び画像誘導手段の他の実施例の部分断面図である。
【国際公開パンフレット】
2005504356.tif 000003
2005504356.tif 000004
2005504356.tif 000005
2005504356.tif 000006
2005504356.tif 000007
2005504356.tif 000008
2005504356.tif 000009
2005504356.tif 000010
2005504356.tif 000011
2005504356.tif 000012
2005504356.tif 000013
2005504356.tif 000014
2005504356.tif 000015
2005504356.tif 000016
2005504356.tif 000017
2005504356.tif 000018
【国際調査報告】
2005504356.tif 000019
2005504356.tif 000020
2005504356.tif 000021