(57)【要約】  平面画像を非平面画像に変換する表示装置（１）などに用いる光学システムが提供される。光学システムは、間隔を空けて配置された第一反射板（３）および第二反射板（５）を備えており、当該反射板のうちの少なくとも１つが非平面である。反射板（３、５）および偏光光学素子（２、４）は、ディスプレイ（１）からの光が、第一反射板（３）によって少なくとも部分的に透過され、第二反射板（５）によって少なくとも部分的に反射され、第一反射板（３）によって部分的に反射され、第二反射板（５）によって部分的に伝送される。そして、視聴者（８）が、曲面形状などの非平面画像を見る。光経路（６）を辿らない光は、光学システムから出射しないように構成されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面画像を非平面画像に変換するための光学システムであって、
間隔を空けて配置された第一部分反射板および第二部分反射板を備えており、
当該反射板のうちの少なくとも１つが非平面であり、
上記第一反射板への第一光入射のための第一光経路が設けられており、
上記第一光経路は、上記第一反射板を介する上記第二反射板への少なくとも部分的な透過と、上記第二反射板から上記第一反射板への少なくとも部分的な反射と、上記第一反射板から上記第二反射板への少なくとも部分的な反射と、上記第二反射板を介する少なくとも部分的な透過と、を含んでおり、
上記第一反射板および上記第二反射板による反射の間に反射されない第一光が上記第二反射板から実質的に出射しないように配列されており、上記第二部分反射板への光入射が、最初は光学システムから出ないように構成されていることを特徴とする光学システム。
【請求項２】
上記第一経路に沿った通過の間に上記第一光の偏光を変えるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
【請求項３】
上記第二反射板への入射と上記第一反射板からの反射との間で、上記第一経路に沿って上記第一光が通過する間に、当該第一光の偏光を変えるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の光学システム。
【請求項４】
上記第一経路と異なる第二光経路を提供する平面画像モードに切り替え可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学システム。
【請求項５】
上記第二光経路は、上記第一反射板内を上記第二反射板へ向かって少なくとも部分的に透過させるとともに、上記第二反射板内を少なくとも部分的に透過させるものであることを特徴とする請求項４に記載の光学システム。
【請求項６】
上記平面画像モードにおいて上記第二反射板によって透過されない第二光が、上記第二反射板から出射することを防止するように実質的に構成されていることを特徴とする請求項５に記載の光学システム。
【請求項７】
上記第一反射板および上記第二反射板のうちの非平面のものによる、画像の歪みを少なくとも部分的に補正するためのレンズ配置を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学システム。
【請求項８】
上記第一反射板および第二反射板のうちの少なくとも１つが、凹面状または凸面状の画像を生成するために、少なくとも１つの方向に連続的に湾曲されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学システム。
【請求項９】
上記第一反射板および上記第二反射板のうちの少なくとも１つが、複数の平面セグメントを備えており、当該セグメントのうちの隣接しあうものが、０°より大きく１８０°より小さい角度にて、縁に沿って互いに隣接していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学システム。
【請求項１０】
上記第一反射板および上記第二反射板のうちの少なくとも１つが、蛇行形状の断面を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学システム。
【請求項１１】
上記第一反射板および上記第二反射板の両方が非平面であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光学システム。
【請求項１２】
上記第一反射板および上記第二反射板が鏡像形状を有することを特徴とする請求項１１に記載の光学システム。
【請求項１３】
少なくとも１つの４分の１波長板を有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の光学システム。
【請求項１４】
上記４分の１波長板または第二の上記４分の１波長板が、上記第一反射板と上記第二反射板との間に配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の光学システム。
【請求項１５】
上記４分の１波長板または第一の上記４分の１波長板が、上記第一反射板に関して上記第二反射板が存在するのと反対側に配置されていることを特徴とする請求項１３または１４に記載の光学システム。
【請求項１６】
上記第一反射板が第一部分ミラーを備えることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の光学システム。
【請求項１７】
上記第一部分ミラーが、集光レンズアレイに連結されたパターン化ミラーを備えることを特徴とする請求項１６に記載の光学システム。
【請求項１８】
上記第一反射板が第一反射偏光板を備えることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の光学システム。
【請求項１９】
上記第二反射板が第二反射偏光板を備えることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一項に記載の光学システム。
【請求項２０】
上記第二反射偏光板が、コレステリック反射板を備えることを特徴とする請求項１９に記載の光学システム。
【請求項２１】
上記コレステリック反射板が無効化可能なものであることを特徴とする請求項２０に記載の光学システム。
【請求項２２】
上記第二反射偏光板が非平面であり、
上記第一部分反射板からの光が上記第二反射偏光板に実質的に正常に入射するように方向付けし直すために配置された第一プリズムフィルムを備えることを特徴とする請求項１９〜２１のいずれか一項に記載の光学システム。
【請求項２３】
上記第二反射偏光板からの光を上記第一プリズムフィルムへの光入射方向に方向付けし直すように構成された第二プリズムフィルムを備えることを特徴とする請求項２２に記載の光学システム。
【請求項２４】
上記第二反射板が、第二部分ミラーを備えることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一項に記載の光学システム。
【請求項２５】
２分の１波長板を備えることを特徴とする請求項１〜２４のいずれか一項に記載の光学システム。
【請求項２６】
上記２分の１波長板が無効化可能なものであることを特徴とする請求項２５に記載の光学システム。
【請求項２７】
上記２分の１波長板が、指向性のある２分の１波長板であることを特徴とする請求項２５または２６に記載の光学システム。
【請求項２８】
ファラデー回転子を備えることを特徴とする請求項１〜２７のいずれか一項に記載の光学システム。
【請求項２９】
上記ファラデー回転子が、４５°の偏光回転を与えるように構成されていることを特徴とする請求項２８に記載の光学システム。
【請求項３０】
上記第一反射板および上記第二反射板のうちの少なくとも１つが、制御可能な可変形状を有していることを特徴とする請求項１〜２９のいずれか一項に記載の光学システム。
【請求項３１】
入力直線偏光板を備えることを特徴とする請求項１〜３０のいずれか一項に記載の光学システム。
【請求項３２】
出力直線偏光板を備えることを特徴とする請求項１〜３１のいずれか一項に記載の光学システム。
【請求項３３】
ディスプレイであって、
装置の画像表示面にて、画像または画像シーケンスの第一光を変調するための表示装置と、
上記表示面に渡って知覚される画像の奥行きを変更するための光学システムとを有することを特徴とするディスプレイ。
【請求項３４】
上記システムが、請求項１〜３２のいずれか一項に記載のものであり、
上記第一反射板が、上記装置と上記第二反射板との間に配置されていることを特徴とする請求項３３に記載のディスプレイ。
【請求項３５】
上記表示面が、実質的に平面であることを特徴とする請求項３３または３４に記載のディスプレイ。
【請求項３６】
上記装置が、液晶装置、投影型表示装置、有機発光ダイオード装置、プラズマ発光装置、および、ブラウン管のうちの１つであることを特徴とする請求項３３〜３５のいずれか一項に記載のディスプレイ。
【請求項３７】
機器表示、広告ディスプレイ、没入型ディスプレイ、および、娯楽ディスプレイのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項３３〜３６のいずれか一項に記載のディスプレイ。
【請求項３８】
上記第一反射板および上記第二反射板のうちの非平面のものよって画像の歪みを少なくとも部分的に補正するために、画素の再マッピングのための画像処理装置を備えることを特徴とする請求項３３〜３７のいずれか一項に記載のディスプレイ。
【請求項３９】
光が意図しない光経路に沿って光学システムを出射するのを少なくとも部分的に補正するために、画素のカラーチャネルを再マッピングするための画像処理システムを備えることを特徴とする請求項３３〜３８のいずれか一項に記載のディスプレイ。
【請求項４０】
上記画像の少なくとも一部の見掛けの輝度を少なくとも部分的に増大させるために、画素の階調レベルを操作するための画像処理装置を備えることを特徴とする請求項３３〜３９のいずれか一項に記載のディスプレイ。
【請求項４１】
上記光学システムが、上記装置に接続された取り外し可能なアタッチメントを備えることを特徴とする請求項３３〜４０のいずれか一項に記載のディスプレイ。
【請求項４２】
タッチパネルを備えることを特徴とする請求項３３〜４１のいずれか一項に記載のディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面画像を非平面画像に変換するための光学システムに関する。また、本発明は、非平面画像を生成するディスプレイにも関する。例えば、当該ディスプレイを用いて、表示画像に曲面形状を与えることができる。当該ディスプレイは、例えば、車用（例えば機器表示）、広告、テレビ、ゲーム、または、他の娯楽用途、没入型ディスプレイ（immersive display）への用途、および、ユーザにとって美観の向上が求められるあらゆる用途を含む、情報表示用途に用いられてもよい。
【背景技術】
【０００２】
自動車や航空機などの乗り物が、例えば個別の機械的ダイアルまたは電子ダイアルを交換するために機器クラスタの画像を供給する電子ディスプレイを備えることは知られている。しかし、当該ディスプレイは、表示面に表示される標準の二次元（２Ｄ）画像と異なる画像を生成することができないので、概して、美観上制限されている。当該ディスプレイの美観を損なうことに加えて、平面に見えない画像を生成することができないので、当該ディスプレイに現実味を持たせるのが困難である。立体ディスプレイおよび自動立体ディスプレイは周知であり、それらは３次元画像の効果を生み出すことができるが、当該ディスプレイは、鑑賞位置の自由が制限されるとともに、焦点合わせに関する問題を孕んでいるので、眼精疲労および頭痛を招く恐れがある。
【０００３】
ショッピングセンタにおける大型の公共ディスプレイ、および、高速道路に設けられたデジタル式広告のディスプレイなどの広告ディスプレイについても周知であり、これらは、人々から最大の注意を引くことを目的としている。当該ディスプレイはますます一般的になってきているが、それらは、大型であるという特徴を除いて、通常のものより目立たせるとともに受諾を高める程度には、審美的に魅力のある特徴を有していない。そのようなディスプレイの欠点を克服して、表示平面に表示される標準の平面２次元（２Ｄ）画像と異なる画像が生成できれば、幅広い受諾を得るのに役立つと考えられる。
【０００４】
従来技術を概括的に分類すると、その１つめの分類として、単一パネルから、立体ディスプレイおよび自動立体ディスプレイを製造する方法が存在する。例えば、添付図面の図１は、ＥＰ０８２９７４４に開示された、視差バリアを用いる切り替え可能な２Ｄ／３Ｄ（２次元／３次元）ディスプレイを図示している。視差バリアは、偏光補正層５０と、動作不能にすることができる偏光シート５３の形状で偏光板を備えており、偏光補正層５０は、開口領域５１とバリア領域５２とを交互に備える。視差素子により、広視野の最大解像度の２Ｄモード、または、指向性のある３Ｄ自動立体モードにて表示を行うことができる。しかし、この装置は、曲面形状を有する画像というより、ステレオ画像の対を生成して３Ｄ画像を作り出すものである。自動立体ディスプレイの欠点は、頭の自由が制限されている点、および、ステレオからの３Ｄ知覚と他のキュー（頭の動き、焦点）からの３Ｄ知覚とが一致しない点であり、これにより、ユーザの混乱、ならびに、時には眼精疲労および頭痛を招くことがある。
【０００５】
従来技術を概括的に分類して得られる第二の分類として、曲面または等角ディスプレイがある。例えば、添付図面の図２は、ＷＯ９４／１１７７９に開示されたタイプのディスプレイを示す。曲面の液晶ディスプレイは、予め成形された２枚の曲面透明プラスチック基板５５の間、または、２枚のフレキシブル基板の間に液晶層５４を挟むことによって製造される。
【０００６】
添付図面の図３に示すように、ＵＳ２００６／００９８１５３Ａ１は、同じタイプの表示装置を開示しているが、フラットパネルディスプレイ層５６を作製して、フラットパネルディスプレイ層５６に付加フィルム５７を接着することによって当該ディスプレイ層自体を湾曲させることにより、曲面ディスプレイを製造している。付加フィルムは、例えば、予め伸張されていてもよく、この付加フィルムが接着後に発する収縮力により、ディスプレイの湾曲を生じさせてもよい。
【０００７】
これらの曲面表示装置は曲面画像を生成することができるが、上記両方の表示装置は、所望の曲率を生み出すために物理的に湾曲されたディスプレイに依存している。当該曲面ディスプレイは、コストが極めて高い、材料効率および材料の多様性の制限、ならびに、製造の困難さなどの多くの問題を孕んでいる。さらに、このタイプのディスプレイは、実施可能な曲面形状の種類が限られており、ディスプレイが特定の曲率にて製造されると、これを変更することができないという設計上の制限を有する。また、各製造ラインを特定の曲面設計に適合させる必要があるため、この曲面ディスプレイの大量生産の準備が整っていない。
【０００８】
従来技術における最後の分類は、曲面への投影を用いるディスプレイに関する。例えば、ＵＳ６７２７９７１、および、ＵＳ６９０６８６０には、添付図面の図４（ａ）および図４（ｂ）にそれぞれ図示されたタイプのディスプレイが開示されている。両者において、ディスプレイは、少なくとも１つのプロジェクタ５８および曲面スクリーン５９を備えており、曲面スクリーン５９上に画像が投影される。
【０００９】
当該ディスプレイは、公共の場ではよく知られており、デジタルダッシュまたは没入型ディスプレイから再構成可能なディスプレイなどの多くの用途に用いられている。しかし、上記ディスプレイは、広い空間を必要とする、および、投影技術のみに限定されるなどの欠点を持つ。また、上記ディスプレイは、投影システム自身のみでなく、投影システムと曲面スクリーンとを併せて考えるとき、主に、ディスプレイを構成するものと規定される。
【００１０】
ＧＢ２４３７５５３には、２つの奥行きおよび複数の奥行きのディスプレイの一種が開示されており、複数の奥行きの画像は、単一の表示パネルから生成される。光学素子は、表示パネル前面の近傍に配置されており、異なる光学経路からの異なる奥行き効果を生成する。偏光作用および部分反射を用いることにより、異なる画像が、異なる長さの光経路と結合され、異なる平面から発生するように見える。これらの画像を時系列に、または、空間的に組み合わせて表示することにより、複数の奥行き効果が得られる。
【００１１】
添付図面の図５（ａ）および図５（ｂ）は、ＧＢ２４３７５５３の実施形態を示す。第一部分反射板６１および第二部分反射板６２が、第一反射板６１と第二反射板６２との間に設けられた偏光補正光学部材６３とともに、液晶ディスプレイパネルの前面に配置されている。第一反射板６１および第二反射板６２は、奥行きシフト画像を生成するのに適した間隔によって互いに隔てられている。ＬＣＤパネル６０に表示された２つの異なる画像からの光が、異なる光経路に沿って視聴者に向かうように移動する。図５（ｂ）に示すように、第一画像を符号化する光は、光学システムを介して視野領域に透過されることにより、真っ直ぐ通過する。一方で、第二画像を符号化する光は、図５（ａ）に示すように、光が視聴者に届く前に、ジグザグ経路６４を辿る。異なる経路６４および６５が異なる長さを有する結果、第一画像はＬＣＤ６０の位置に現れ、ＬＣＤの第二画像６６は、ＬＣＤの下に現れるように奥行きがシフトされている。したがって、視聴者は、異なる奥行きの平面にて画像を視認する。
【００１２】
上記タイプのディスプレイは、複数の表示パネルを用いた複数の奥行きディスプレイよりも、例えばコスト、輝度、および、体積の面で明らかに好適である。しかし、これらのディスプレイの主目的は、奥行きの異なる２つ以上の画像を生成することにある。加えて、当該ディスプレイの光学システムにおける複数の部分反射板は、互いに平行であるとともに、ディスプレイの画像面に対しても平行である。
【００１３】
同じ基盤の表示装置から独立して２つの画像を視聴者に示す必要がある場合、上記ビュー間に漏出、または、クロストークが生じ、ディスプレイに送信される画像データを修正することによってこれを補正することがある。クロストークは、効果的に除去されるが、コントラストも喪失してしまう。
【００１４】
ＥＰ０９５３９６２では、３Ｄおよびデュアルビューディスプレイにおけるクロストーク補正について開示されている。これらの２つのタイプのディスプレイについて、クロストークは対称性を有するとともに、カラー独立である。言い換えれば、画像１から画像２への漏出は、画像２から画像１への漏出と同じであり、画像の赤、緑、および、青成分について同様のことが言える。
【００１５】
ＧＢ２４３７５５３は、２つの奥行きディスプレイに適合される、同じ基本原理を有するクロストーク補正について開示している。このタイプのディスプレイに関して、クロストークは、漏出の方向および色に基づく傾向がある。
【発明の開示】
【００１６】
本発明の第一の特徴によると、平面画像を非平面画像に変換するための光学システムが提供されており、上記光学システムは、間隔を空けて配置された第一および第二部分反射板を備えており、当該反射板のうちの少なくとも１つが非平面であり、第一反射板への第一光入射のための第一光経路が設けられており、上記第一光経路は、第一反射板を介する第二反射板への少なくとも部分的な透過と、第二反射板から第一反射板への少なくとも部分的な反射と、第一反射板から第二反射板への少なくとも部分的な反射と、第二反射板を介する少なくとも部分的な透過と、を含んでおり、上記光学システムは、第一および第二反射板による反射の間に反射されない第一光が第二反射板から実質的に出射しないように配列されており、上記第二部分反射板への光入射が、最初は光学システムから出ないように構成されている。
【００１７】
光学システムは、第一経路に沿った通過の間に第一光の偏光を変えるように構成されていてもよい。光学システムは、第二反射板への入射と第一反射板からの反射との間を、第一経路に沿って第一光が通過する間に、当該第一光の偏光を変えるように構成されていてもよい。
【００１８】
光学システムは、第一経路と異なる第二光経路を提供する平面画像モードに切り替え可能であってもよい。第二光経路は、第一反射板内を第二反射板へ向かうように少なくとも半透過させ、さらに、第二反射板内を少なくとも半透過させる。光学システムは、平面画像モードにおいて第二反射板によって透過されない第二光が第二反射板から出射しないように実質的に構成されていてもよい。
【００１９】
システムは、第一および第二反射板のうちの非平面のもの、または各非平面のものによる画像の歪みを少なくとも部分的に補正するためのレンズ配置を含んでもよい。
【００２０】
第一および第二反射板のうちの少なくとも１つが、凹面状または凸面状の画像を生成するために、少なくとも１つの方向に連続的に湾曲されていてもよい。
【００２１】
第一および第二反射板のうちの少なくとも１つが、複数の平面セグメントを備えており、当該セグメントのうちの隣接しあうものが、０°より大きく１８０°より小さい角度にて、縁に沿って互いに隣接していてもよい。
【００２２】
第一および第二反射板のうちの少なくとも１つが、蛇行形状の断面を有していてもよい。
【００２３】
上記第一および第二反射板の両方が非平面であってもよい。第一および第二反射板が鏡像形状を有してもよい。
【００２４】
システムが、少なくとも１つの４分の１波長板を有してもよい。上記４分の１波長板または第二の４分の１波長板は、第一反射板と第二反射板との間に配置されていてもよい。４分の１波長板または第二の４分の１波長板は、第一反射板に関して上記第二反射板が存在するのと反対側に配置されていてもよい。
【００２５】
第一反射板は、第一部分ミラーを備えてもよい。第一部分ミラーは、集光レンズアレイに連結されたパターン化ミラー（patterned mirror）を備えてもよい。
【００２６】
第一反射板は、第一反射偏光板を備えてもよい。
【００２７】
第二反射板は、第二反射偏光板を備えてもよい。第二反射偏光板は、コレステリック反射板を備えてもよい。コレステリック反射板は無効化可能なものを用いてもよい。第二反射偏光板を非平面としてもよいし、システムは、第一部分反射板からの光が第二反射偏光板に実質的に正常に入射するように方向付けし直すために配置された第一プリズムフィルムを備えてもよい。システムは、第二反射偏光板からの光を第一プリズムフィルムへの光入射方向に方向付けし直すように構成された第二プリズムフィルムを備えてもよい。
【００２８】
第二反射板は、第二部分ミラーを備えてもよい。
【００２９】
システムは、２分の１波長板を備えてもよい。２分の１波長板は無効化可能なものを用いてもよい。２分の１波長板を、指向性のある２分の１波長板としてもよい。
【００３０】
システムは、ファラデー回転子を備えてもよい。ファラデー回転子は、４５°の偏光回転を与えるように構成されていてもよい。
【００３１】
第一および第二反射板のうちの少なくとも１つは、制御可能な可変形状を有している。
【００３２】
システムは、入力直線偏光板（input linear polariser）を備えてもよい。
【００３３】
システムは、出力直線偏光板（output linear polariser）を備えてもよい。
【００３４】
本発明の第二の特徴によると、ディスプレイは、装置の画像表示面にて画像または画像シーケンスの第一光を変調するための表示装置と、表示面に渡って知覚される画像の奥行きを変更するための光学システムとを有する。
【００３５】
システムは、本発明の第一の特徴に係るシステムとしてもよいし、第一反射板が装置と第二反射板との間に配置されている。
【００３６】
表示面が、実質的に平面であってもよい。
【００３７】
装置は、液晶装置、投影型表示装置、有機発光ダイオード装置、プラズマ発光装置、および、ブラウン管（cathode ray tube）のうちの１つから構成してもよい。
【００３８】
ディスプレイは、機器表示、広告ディスプレイ、没入型ディスプレイ、および、娯楽ディスプレイのうちの少なくとも１つを含んでもよい。
【００３９】
ディスプレイは、第一および第二反射板のうちの非平面のものによって、画像の歪みを少なくとも部分的に補正するために、画素の再マッピングのための画像処理装置を備えてもよい。
【００４０】
ディスプレイは、意図しない光経路に沿って光が光学システムから出射するのを少なくとも部分的に補正するために、画素のカラーチャネルを再マッピングするための画像処理システムを備えてもよい。
【００４１】
ディスプレイは、画像の少なくとも一部の見掛けの輝度を少なくとも部分的に増大させるために、画素の階調レベルを操作するための画像処理装置を備えてもよい。
【００４２】
光学システムは、装置に接続された取り外し可能なアタッチメントを備えてもよい。
【００４３】
装置は、タッチパネルを備えてもよい。
【００４４】
したがって、当該配置により、非平面画像を比較的簡単な方法にて生成することができる。例えば、従来の表示装置、または、改良されていない表示装置を用いてもよく、そのような装置によって生成された、平面または実質的に平面の画像を、曲面画像などの非平面画像に変換することができる。これにより、一般的に入手可能であり、相対的に低コストである光学素子が達成される。視聴の自由度および画像の解像度は、基本的な表示装置と同じ、または、実質的に同じである。結果として、美観上望ましい、または、より目立つ外観が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】２Ｄモードと３Ｄモードとの間で切り替え可能な自動立体ディスプレイを生成するための従来技術を示す図である。
【図２】従来型の曲面ディスプレイを示す図である。
【図３】曲面ディスプレイを生成するための従来方法を示す図である。
【図４】図４（ａ）および図４（ｂ）は、曲面上への投影を用いる従来型のディスプレイを示す図である。
【図５】図５（ａ）および図５（ｂ）は、２つの奥行きディスプレイを示す図である。
【図６】図６（ａ）および図６（ｂ）は、本発明の概括的な実施形態を構成するディスプレイを示す図である。
【図７】本発明の第一実施形態を構成するディスプレイを示す図である。
【図８】図８（ａ）および図８（ｂ）は、図７のディスプレイの構造および動作を示す図である。
【図９】図９（ａ）および図９（ｂ）は、本発明の第一実施形態に係る他の例の変更構造および動作を示す図である。
【図１０】本発明の第一実施形態に係るさらなる例の変更構造および動作を示す図である。
【図１１】図１１（ａ）〜図１１（ｄ）は、本発明の実施形態にて使用するための反射板の形状の例を示す図である。
【図１２】図１２（ａ）〜図１２（ｄ）は、図１１（ａ）〜図１１（ｄ）の反射板を用いて知覚される画像の奥行きの例を示す図である。
【図１３】本発明の第一実施形態に係るさらなる変更例を構成するディスプレイを示す図である。
【図１４】図１４（ａ）および図１４（ｂ）は、本発明の第二実施形態を構成するディスプレイを示す図である。
【図１５】図１５（ａ）および図１５（ｂ）は、本発明の第三実施形態を構成するディスプレイを示す図である。
【図１６】図１６（ａ）および図１６（ｂ）は、本発明の第三実施形態に係る他の例の変更構造および動作を示す図である。
【図１７】図１７（ａ）および図１７（ｂ）は、本発明の第三実施形態に係るさらなる例の変更構造および動作を示す図である。
【図１８】図１８（ａ）および図１８（ｂ）は、本発明の第四実施形態を構成するディスプレイを示す図である。
【図１９】図１９（ａ）および図１９（ｂ）は、本発明の第四実施形態に係る他の例の変更構造および動作を示す図である。
【図２０】図２０（ａ）および図２０（ｂ）は、本発明の第五実施形態を構成するディスプレイを示す図である。
【図２１】本発明の第六実施形態を構成するディスプレイを示す図である。
【図２２】本発明の第七実施形態を構成するディスプレイを示す図である。
【図２３】図２３（ａ）および図２３（ｂ）は、本発明の第八実施形態を構成するディスプレイを示す図である。
【図２４】本発明の第九実施形態を構成するディスプレイを示す図である。
【図２５】本発明の第九実施形態に係る他の例の変更構造を示す図である。
【図２６】図２６（ａ）〜図２６（ｄ）は、図２５のディスプレイにおける光学素子の例を示す図である。
【図２７】図２７（ａ）および図２７（ｂ）は、本発明の第十実施形態を構成するディスプレイを示す図である。
【図２８】図２８（ａ）および図２８（ｂ）は、クロストークのメカニズム、および、当該クロストークを低減するための配置を示す図である。
【００４６】
図面に関して、同様の部材番号および符号は同様の部材を指す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
本発明の実施形態に係る全ての図面が、視聴者に届く光線経路のみを示している。図面を明瞭にするために、表示装置の主動作に無関係な付加光線を省略する。
【００４８】
また、Ｒは右巻きに円偏光された光、および、Ｌは左巻きに円偏光された光をそれぞれ表すのに用いられる。記号⇔は、電界ベクトルが図面の平面にあるように直線偏光された光を示す図において用いられる。さらに、
【００４９】
【数１】
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は、電界が図面の平面に対して垂直である直線偏光を示すのに用いられる。
【００５０】
加えて、本明細書中に用いられる用語「曲面」は、実質的に平面のものから任意の態様で変形していることを指す。例えば、用語「曲面形状」とは、「楔状の形状（wedge-appearance）」を指すこともできる。
【００５１】
図６（ａ）および図６（ｂ）に示されたディスプレイは、光の出射を行うことができるとともに、実質的に平面の表示面を有することができる電子ディスプレイ１を備えている。第一部分反射板３および第二部分反射板５は、電子ディスプレイ１の前面（視聴者の側）に設けられており、偏光補正光学部材２および４が、電子ディスプレイ１と第一反射板３との間、ならびに、反射板３と５との間にそれぞれ設けられている。反射板３および５は、曲面形状を有する画像を生成するのに適切な形状を有している。
【００５２】
例えば、部分反射板３および５は、光の偏光状態を反射させるとともに、直交状態を透過するように構成されていてもよく、または、他のタイプの部分反射ミラー（または、反射素子の組み合せ）でもよい。偏光補正光学部材２および４は、光学部材２および４を介していずれかの方向、または両方向に、少なくとも１つの光の偏光状態を変えるように配置されている。
【００５３】
ディスプレイは、標準２Ｄ画像を表示するモードと、曲面形状を備えた画像を表示するモードとを切り替えるように選択的に操作されてもよい。
【００５４】
図６（ａ）に示されるように、曲面形状モードにおいては、画像からの光、または、電子ディスプレイ１により表示される一連の画像が、１人以上の視聴者８がいる広域の視野領域に移動するよう、素子１〜５は配置されている。
【００５５】
光は、第一反射板３を少なくとも半透過して、第二反射板５に向かう。第二反射板５は、上記光の少なくとも一部を第一反射板３に向けて反射し、第一反射板３は、入射光の少なくとも一部を第二反射板５に向けて反射し返す。第二反射板５は、反射された光の少なくとも一部を視野領域に透過させるため、画像の光は、視聴者８に到達する前に「ジクザグ」状の第一経路６を辿る。画像または画像シーケンスを符号化する光が、反射板３および５を真っ直ぐ透過して視聴者８に到達しないよう、ディスプレイは配置されている。反射板３および５は、画像または一連の画像を符号化する光が、異なる方向への同じ長さの経路を有さず、好ましくは曲面形状を呈するように、配置されている。したがって、ディスプレイは、実質的な曲面形状を有しており、これにより、視聴者８が曲面形状を有する画像を見ることができる。
【００５６】
曲面形状モードにおいて、素子２〜５を備える光学システムは、第一反射板３および第二反射板５による反射の間に反射されない「第一」光が、第二反射板５によって視聴者８に向けて出射するのを防止するように配置されている。第二反射板５、または、第二反射板５と視聴者８との間に存在するさらなる素子が、そのように光を遮断する。当該配置に係る特定の例について、以下に詳述する。また、光学システムは、最初に第二反射板５に入射する光、例えば、電子ディスプレイ１によって出射されて、第一反射板３を半透過したものが、光学システムから出ていかないように構成されている。繰り返しになるが、上記を達成するための特定の例を以下に詳述する。
【００５７】
図６（ｂ）に示されるように、標準２Ｄモード、または、平面画像モードにおいて、電子ディスプレイ１によって表示された画像または一連の画像の光は、実質的に直線の第二経路７を辿って視野領域に進み、反射板３および５を少なくとも部分的に透過する。反射板３および５が有する曲率は、ディスプレイ１から出射した光が辿る経路に影響を及ぼさず、画像は、実質的に電子ディスプレイ１の位置に出現する。
【００５８】
光が経路６または経路７のいずれを辿るかは、多種の異なる方法にて制御され得る。これらの例に関して、本発明に適用可能な実施形態を以下に詳述する。
【００５９】
電子ディスプレイ１は、異なるタイプでありながら、同じ機能を果たすものであってもよい。液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）および投影型ディスプレイなどの空間光変調ディスプレイ、ならびに、ブラウン管ディスプレイ（ＣＲＴ）、プラズマ表示パネル（ＰＤＰ）、および、有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ）などの放射型ディスプレイは、全て、仮想的な曲面の形状を有するディスプレイとしての使用に適した表示装置の例である。なお、ディスプレイの例はこれに限定されるものではない。
【００６０】
図７は、図６（ａ）および図６（ｂ）に示されたタイプのディスプレイを示す。本実施形態において、図７に示すように、電子ディスプレイ１は、積層された複数の光学層の下に配置されている。この連続層は、下記の通りである。
【００６１】
第一吸収直線偏光板９が、電子ディスプレイ１の前に配置されている。吸収直線偏光板は、直線偏光状態にある光、例えば、水平に偏光された光を透過するとともに、直交偏光状態にある光、例えば、垂直に偏光された光を吸収する素子である。
【００６２】
第一固定４分の１波長板１０は、第一直線偏光板９の上方に配置されており、当該板１０を通過する光の２つの偏光状態間に４分の１周期位相差を導入する。このようなフィルムは、直線偏光された入射光を円偏光された光に変換する、またはその逆を行うように配列されている。第一４分の１波長板１０は、好適な厚さを有する複屈折材料のフィルムを単に備えるだけだが、当該フィルムは、実質的に単一波長について４分の１波長化機能を果たす。第一４分の１波長板１０は、可視スペクトルに含まれる波長範囲について理想的な４分の１波長板として機能する素子を提供するために、複数の複屈折材料層によって形成されている。日本国の日東電工株式会社、同じく日本国の株式会社サンリッツ、および、他の企業が、当該フィルムを製造している。
【００６３】
第一部分反射板３は、部分反射ミラーおよび半透過ミラーを備える。第一部分ミラー３は、入射光のほぼ半分を反射し、入射光のほぼ半分を透過することから、「５０％」ミラーとも称される。
【００６４】
第一部分ミラー３は、アルミニウムなどの金属薄層を透明基板上に被覆すること、または、（誘電体ミラーとも称される）透明誘電体層を被覆することによって実現されてもよい。部分反射は、反射層を均一に半透明にすること、または、透明ギャップまたは孔を備えた全反射ミラーを用いることによって、達成されてもよい。これらのギャップまたは孔が、肉眼で見える大きさよりも小さい場合、孔またはギャップパターンは目に見えず、ミラーは部分的に反射するとともに、半透過するように見える。他の構成としては、規則的なパターニングによって潜在的な干渉縞（モアレ）の低減を促進するために、密度が変動する部分ミラーを生成することが挙げられる。部分ミラーの反射率は、金属層を薄くすること、または、小さな寸法で空間的にパターニングすることによって、変更されてもよい。
【００６５】
金属層から構成されるミラーに関して、下記２つの理由から、均一な部分反射のために孔またはギャップの使用が好適である。すなわち、再現可能かつ均一な反射を均一層において達成するために層厚を正確に制御するのが難しいこと、並びに、偏光状態への反射率の依存度は、孔を備えたミラーにおける度合いの方が、均一な部分反射ミラーにおける度合いよりも低いことである。
【００６６】
しかし、以下に記載された全ての実施形態において、第一部分反射板３は、上述のあらゆるタイプの部分ミラーであってもよく、そして、第一部分ミラー３から透過または反射される光の割合が、表示すべき所望の曲面画像の相対的輝度を制御するために変更されてもよい。
【００６７】
第一部分反射板３の上方に、第二４分の１波長板１１が配置されている。第二４分の１波長板１１は、第一４分の１波長板と同じ光特性を有する。しかし、４分の１波長板１０および１１の両方が、異なる配向の進相軸を備えた光学システム内に配置されていてもよい。
【００６８】
第二部分反射板５は、（第二）反射偏光板を備える。反射偏光板は、直線偏光状態の光を透過するとともに、直交状態の光を反射する光学層である。当該偏光板は、例えば、Ｍｏｘｔｅｋ  Ｉｎｃ．，製のワイヤグリッド偏光板タイプ、または、３Ｍ製の指向性反射型偏光フィルム（ＤＢＥＦ）タイプを備えていてもよい。電子ディスプレイ１が出射偏光板（exit polariser）を必要とする場合、反射偏光板５は、出射偏光板として用いられてもよく、または、出射偏光板に加えて設けられてもよい。
【００６９】
光学システムにおける最後の素子は、第二吸収直線偏光板１２である。第二直線偏光板１２は、出射偏光板として用いられ、第一吸収直線偏光板９と同じ光学特性を有する。加えて、第二吸収直線偏光板１２は、洗浄偏光板（cleaning polariser）としても使用され、反射されずに反射偏光板５から漏れ出た、不正な偏光状態にある光を吸収する。また、直線偏光板１２は、ディスプレイからの周辺光の反射を低減するのにも用いられる。吸収偏光板１２がなければ、反射偏光板５の透過軸に対して直交する偏光の光は、ディスプレイの上面から反射される。この反射光は、ディスプレイの視聴の妨げとなる可能性がある。吸収偏光板１２は、そのような反射光を遮断もしくは大幅に低減する。上記周辺光の反射をさらに低減するために、出射直線偏光板１２の上面上に反射防止被覆層を加えてもよい。下記に記載の全ての実施形態において、出射偏光板１２の洗浄偏光板としての機能は、ディスプレイの良好な動作に必須ではなく、推奨されているにすぎないので、出射偏光板１２を省略してもよい。
【００７０】
下記の全ての実施形態に関して、曲面形状のディスプレイにおける光学システムを構成する光部材は、空気界面によって互いに隔てられているか、または、適切な屈折率を有する素子（例えば、接着フィルム、接着液）を用いた層間の屈折率整合手段によって、互いに接触している。層間の屈折整合は、システム内部のフレネル反射を低減させ、その結果、潜在的喪失および画像不具合を低減するために好適ではあるが、実際には、用途に応じて、特定の配置が別の配置よりも好適であることもある。システムにおいて空隙が用いられる場合、１つ以上の隣接面上に反射防止被フィルムを設けることが望ましい。
【００７１】
図８（ａ）および図８（ｂ）には、ディスプレイの動作が示されている。光の偏光状態、および、光学システムにおける殆どの素子の光軸配列に係る詳細について例示してきた。しかし、他の多数の形態が可能であるが、下記の全実施形態に係るさらなる図面は、想定可能な配向を１つ例示したに過ぎないことを理解されたい。
【００７２】
直線偏光板９は、図面における平面に方向づけされる透過軸１５を備えており、第一４分の１波長板１０は、透過軸１５に対して４５°に配向された進相軸１６を備えている。電子ディスプレイ１から出射される光は、直線偏光板９を通過するとともに、電界ベクトルが図面の平面に存在するように偏光される。そして、この光は、第一４分の１波長板１０によって左巻きに円偏光された光に変換され、部分ミラー３に当たる。部分ミラー３は、第二４分の１波長板１１に向けて光の半分を透過するとともに、電子ディスプレイ１に向けて光の半分を反射する。
【００７３】
ＬＣＤを電子ディスプレイ１として用いる場合、ディスプレイを出射する光はすでに直線偏光されているので、偏光板９は省略してもよい。上記記載は、直線偏光板９が入射偏光板として用いられる場合は常に、上記実施形態および下記全ての実施形態に当てはめられる。
【００７４】
部分ミラー３は、反射の際に１８０°の位相変化を与え、それにより、左巻きに円偏光された反射光が右巻きに円偏光された反射光に変換される。そして、この光は、第一４分の１波長板１０によって直線偏光された光に変換し直されるが、この際は、図面の平面に対して垂直方向の光となる。さらに、上記直線偏光された光は、直線偏光板９によって吸収され、その結果遮断され、システム内部にて喪失すると考えられる。
【００７５】
第二４分の１波長板１１は、第一４分の１波長板１０における透過軸１５に対して直交する進相軸１７を有しているので、４分の１波長板１０および１１の両方は、半透過性である（subtractive in transmission）。透過された左巻きの円偏光の光は、第二４分の１波長板１１によって、電界ベクトルが図の平面に存在するように直線偏光された光に変換し直される。この場合、入射光は、反射偏光板５によって反射されたのと同じ偏光状態を有しており、上部の４分の１波長板１１に向けて反射し返される。この直線偏光された光は、４分の１波長板１１によって左巻きに円偏光された光に戻され、再び部分ミラー３に衝突する。
【００７６】
部分ミラー３を透過した上記光の一部が、底部４分の１波長板１０によって、図面の平面に対して平行方向に直線偏光された光に変換される。上記光は、直線偏光板９によって電子ディスプレイ１の中に帰還し、そして、システム内部における損失として認識される。
【００７７】
部分ミラー３によって反射される光一部は、反射の際に位相が１８０°変化し、それにより、円偏光の方向が変換される。この場合、左巻きに円偏光された入射光は、右巻きに円偏光された光に変換される。上記右巻きに円偏光された反射光は、上部４分の１波長板１１を通過し、電界ベクトルが図面における平面に対して垂直であるように直線偏光された光に変換し直される。上記反射偏光板５および直線偏光板１２は、図面における平面に対して垂直に配向された透過軸１８および１９の両方を有する。ここで、入射光が、反射偏光板５および吸収偏光板１２によって透過された偏光状態と同じ偏光状態を有するので、当該光が装置から出射して視聴者８に到達することができる。
【００７８】
したがって、視聴者８まで届く唯一の光は、上述のように二重反射経路６を辿る光のみである。図７、図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、反射偏光板５はディスプレイの縁に向けて湾曲されている。したがって、光経路は、光がディスプレイの縁に向けて進むにつれてより長くなる。視聴者８は、曲面状であるとともにその本当の位置の下にある電子ディスプレイ１の画像を見る。
【００７９】
第一の実施形態、および、同様の形態に基づく下記の実施形態において、ディスプレイシステムは、異なる用途のパフォーマンスを最適化するために、多種の詳細および形態を有していてもよい。
【００８０】
例えば上述のように、部分ミラー３は、ミラー３の上への入射光の約５０％を反射し、約５０％を透過する。これにより、視聴者８は、電子ディスプレイ１に表示された元の輝度の約４分の１の輝度を有する最終の曲面画像１３（図７に図示）を見ることができる。この４分の１の輝度は、本実施形態におけるシステム形態を用いて達成し得る最高の輝度であるが、本発明に係るさらなる実施形態について、部分ミラー３の光特性、例えば反射率、透過率などは、表示画像の相対的輝度を選択するために変更されてもよいことがわかる。言い換えれば、部分ミラー３は、システムのパフォーマンスを最適化するために設計される。
【００８１】
光学素子の再整列および再配列についても、装置に係る本質的な性質、および、ディスプレイの動作方法を変えることなく実施することができる。例えば、第一４分の１波長板１０および第二４分の１波長板１１は、それらの進相軸の配置が交差している状態を保っている限り、交換もしくは回転されてもよい。同じく、直線偏光板９および１２についても、それらの透過軸が交差しており、反射偏光板５の透過軸が出射偏光板１２の透過軸と適合するように回転する限りは、交換もしくは回転されてもよい。
【００８２】
僅かに異なる態様で機能する光学素子を代替的に配列することも可能である。第一４分の１波長板１０の進相軸１６、および、第二４分の１波長板１１の進相軸１７は、入射偏光板９における透過軸１５、反射偏光板５における透過軸１８、および、出射偏光板１２における透過軸１９が、ディスプレイ動作が変更しないように適した方向に配向されている限りは、互いに対して直交または平行であってもよい。
【００８３】
光学素子の異なる配置を用いる他の変更実施形態を図９（ａ）および図９（ｂ）に示す。この実施形態は、図８（ａ）および図８（ｂ）に示された形態と僅かに異なる機能を果たすが、ディスプレイ自体は同じ機能を果たす。図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように、システムは、同じ光学部材を用いているが、反対位置に構成しなおされている。
【００８４】
電子ディスプレイ１から出現する光は、直線偏光板９によって直線偏光された光に変換される。反射偏光板５の透過軸１８がその下にある入射偏光板９の透過軸１５と同じ方向に配列されているので、この光は、（第一）反射偏光板５を通過する。それから光は、第一４分の１波長板１０によって左巻きに円偏光された光に変換され、（第二）部分ミラー３に衝突する。光の半分が透過されて出射直線偏光板１２に吸収され、光の残り半分が反射の際に１８０°位相が変化し、右巻きに円偏光された光に変換される。この反射光は、再び第一４分の１波長板１０を通過し、電界ベクトルが図面の平面に対して垂直であるように直線偏光される。そして、当該光は反射偏光板５によって反射され、第一４分の１波長板１０を通過するときに、右巻きに円偏光された光に変換される。この右巻きに円偏光された光が部分ミラー３に衝突し、さらに再び、光の半分が反射されて電子ディスプレイ１に戻り、残りの半分は透過する。この透過した光が第二４分の１波長板１１を通過し、直線偏光板１２を透過したものと同じ偏光状態を有する、直線偏光の光に変換される。その結果、光がシステムから出射し、視聴者８に到達する。反射偏光板がディスプレイの縁に向かって湾曲しているので、二重反射光経路６がこの方向に向けてより長くなっており、視野領域にて曲面形状を備えた画像が見られる。
【００８５】
基本的に、光学素子の配列に係るこれらの変形例はディスプレイのパフォーマンスを変えるものではないが、光学素子が理想の動作から逸脱すること、または、波長および／または視野角に対して光学素子の特性が依存していることが原因で、ある配列が他の配列よりも実質的に好ましいこともある。
【００８６】
図１０に示すように、電子ディスプレイ１により知覚される曲面形状１３を高めるために、曲面状の部分反射板３および５が備えられている。上述のように、電子ディスプレイ１から放射される光は、光学システム全体を通過する。繰り返しになるが、光学システム内部にて部分反射が生じ、光が二重反射経路６を辿る。しかし、この際、部分ミラー３および反射偏光板５の両方がディスプレイの縁に向かって、および、逆方向に向かって湾曲しているので、光経路６は、ディスプレイの縁に向けてより長くなっており、ディスプレイの曲面形状がより強くなる。
【００８７】
本実施形態において、部分ミラー３および反射偏光板５は、ディスプレイの縁に向けて湾曲している。所望のアプリケーションに必要な好適な曲面形状に応じて、それらの湾曲形状が変更されることを理解されたい。
【００８８】
図１１（ａ）〜図１１（ｄ）に他の実施形態を示すが、実現可能な実施形態は、これらの例に限定されない。例えば、図１１（ａ）は、図１０に示されたものと反対方向であるが、部分ミラー３および反射偏光板５の両方がディスプレイの縁に向けて湾曲されている。図１１（ｂ）において、部分ミラー３のみが湾曲され、反射偏光板５は平らである。図１１（ａ）および図１１（ｂ）、ならびに、上述の実施形態にて示された配列において、湾曲された反射部材は、少なくとも１つの方向に連続的に湾曲され、視聴者に向けて滑らかな凸面状または凹面状になっている。
【００８９】
反射フィルム３および５のうちの少なくとも１つがとる曲面形状は、より複雑なものであってもよく、図１１（ｃ）および図１１（ｄ）にそれぞれ示されたような波状の曲面およびプリズム状の曲面などの曲面でなくてもよい。図１１（ｃ）は、蛇行形状の断面を有する反射板を示しており、滑らか、または、連続的に湾曲された波型反射板を提供している。図１１（ｄ）は、複数の平面のセグメントを有する反射板を示しており、近傍のセグメントが、０°より大きく１８０°より小さい角度の範囲内にて、縁に沿って互いに隣接している。
【００９０】
図１１（ａ）および図１１（ｃ）は、両方の反射板が非平面であり、鏡像形状を有する例についても示している。当該鏡像形状は、反射板の中間点である平面に対して対称である。
【００９１】
反射フィルム３および５の両方に異なる曲面形状を与えることにより、ディスプレイの知覚画像１３に異なる形状を与えることができる。図１２（ａ）〜図１２（ｄ）は、その本当の位置の下に出現する、異なる曲面画像を示す例である。例えば、画像はディスプレイの縁に向かって湾曲しているように見えるか、または、ディスプレイの中心に向かって湾曲しているように見える。
【００９２】
少なくとも１つの曲面反射層を有する利点は、曲面を種々の態様で組み合わせることが可能であるので、ディスプレイを様々な形状にて、ディスプレイの下または前の平面１４に、湾曲させて見せることができる。
【００９３】
しかし、反射層３および５における曲面配列が、画像の不具合を招来する可能性がある。例えば、反射フィルムのうちの少なくとも１つが僅かに不正確な方法で湾曲された場合、および／または、反射フィルムが互いに対して所望の位置に正確に配置されなかった場合、表示画像が拡大されたり、あるいは縮小されてしまうというような、画像の不具合が発生する。このような起こり得る画像の不具合を是正するために、図１３に図示したように、光学システム内部に、厳選されたレンズシステム２０を配置してもよい。
【００９４】
選択されたレンズシステム２０は、光学システム内部のどこに配置されてもよく、補正効果を最適化するように設計されている。例えば、レンズシステム２０は、上部反射偏光板５と出射直線偏光板１２との間に配置されていてもよく、単一レンズ、フレネルレンズ、または、マイクロレンズアレイを備えていてもよい。
【００９５】
一例として、図１３に示すように、反射偏光板５がディスプレイの縁に向けて湾曲されており、部分ミラー３は実質的に平らである。このような場合に付加的レンズシステム２０が光学システムに設けられていないと、視聴者８が知覚する表示画像１３ｂは、通常拡大されてしまう。反射偏光板５と直線偏光板１２との間に、適切に選択されたレンズシステム２０を加えると、光が反射偏光板５を通過するまで、図７に示されたディスプレイに関してディスプレイの動作は変更されない。しかし、反射偏光板５から出射した拡大光がレンズシステム２０を通過し、当該レンズシステム２０が光経路を調節することによって画像の拡大を補正する。レンズシステム２０を用いて、システムから出射する光が、補正された二重反射光経路６を辿り、視聴者８が知覚する表示画像１３ａが、所望の曲面形状をとる。
【００９６】
本発明の第二実施形態を図１４（ａ）および図１４（ｂ）に示す。本実施形態により、電子ディスプレイ１を選択的に標準２Ｄディスプレイまたは曲面ディスプレイとして用いることができる。このように用いることができることは、例えば、広域の広告ディスプレイに好適である。当該広告ディスプレイは、テキスト情報または共用バナーを表示する時には、一般的な従来のディスプレイのように２Ｄモードにて動作させ、特定の宣伝ビデオのために視聴者の注意を引こうとするとき、曲面モードに切り替えることによって美観を高めることができるという利点を有する。
【００９７】
図１４（ａ）および図１４（ｂ）に示すように、システムは第一の実施形態に記載されたものと同じ構成要素を備える。それに加えて、切り替え可能な２分の１波長（切り替え可能なλ／２）板２１が、入力直線偏光板９と第一４分の１波長板１０との間に設けられている。切り替え可能な２分の１波長板２１は、電気的にオンとオフの切り替えが可能な液晶セルを備える。オンに切り替えられたとき、２分の１波長板２１は２分の１波長板として機能するが、オフに切り替えることで、無効にする、すなわち、実質的なリターデーションがないようにすることができる。
【００９８】
２分の１波長板は、波長板を通過する光が有する２つの偏光状態の間に半周期の位相差を導入する。正確に配列されると、当該素子は、図面の平面内に電界ベクトルを備えるように直線偏光された入射光を、図面の平面に対して直交する電界ベクトルを備えるように直線偏光された光に変換する。また、逆の場合も同様である。
【００９９】
液晶層を用いて電気的にオンオフ切り替え可能な２分の１波長板を製造する従来の方法が多数存在する。本用途に適したセルの例は、ＴＮ（twisted nematic）セル、ＶＡＮ（vertically aligned nematic）セル、Freederickszセル、および、piセル、または、OCB（optically compensated birefringence）セルを含む。その他の液晶モードは、例えば、Mauguin領域にて動作するように、より厚い液晶層を備える。これは、軸上（on-axis）、および、より高い角度の両方にて偏光エラーを低減させ、結果として、システムにおいて起こり得る画像の不具合を低減させるという利点を有する。当該セルは周知のものであり、" Optics of Liquid Crystal Displays", by Pochi Yeh and Claire Gu (Wiley Series in Pure and Applied Optics, 1999) and "Liquid Crystal Displays: Addressing Schemes and Electro- optic Effects", by Ernst Lueder (Wiley-SID Series in Display Technology, 2001 )などの液晶ディスプレイに関する一般的な参考文献に開示されている。
【０１００】
図１４（ａ）は、２分の１波長板２１がオフ状態のときのディスプレイの動作を示す。上記動作モードにおいて、２分の１波長板２１は、波長板２１上に入射する光の偏光状態に影響を及ぼさない。したがって、電子ディスプレイ１から出射する光は、第一実施形態と同じ二重反射光経路６を辿る。光が受ける上記二重反射、および、反射偏光板５の湾曲方法によって、光経路が延長され、ディスプレイがその本当の位置の下に曲面状に見える。この動作モードは、ディスプレイの曲面形状モードに対応する。
【０１０１】
図１４（ｂ）は、２分の１波長板２１がオン状態のときのディスプレイの動作を示す。電子ディスプレイ１から出射する光は、直線偏光板９を通過し、その偏光方向が図面の平面に存在ように直線偏光される。２分の１波長板２１がオン状態にあるので、上記直線偏光された光は９０°回転し、その結果、図面の平面に対して直交する電界ベクトルを有する、直線偏光の光に変換される。そして、光は第一４分の１波長板１０によって右巻きに円偏光され、一部が透過され、一部が部分ミラー３によって反射される。
【０１０２】
反射光は、１８０°の位相変化を経て部分ミラー３上に反射され、底部４分の１波長板１０によって、左巻きの円偏光から、偏光方向が図面の平面にある直線偏光に変換される。再び、２分の１波長板２１が上記光を９０°回転させ、図面の平面に対して直交方向に直線偏光された光に変換する。そして、上記光は、図面の平面に対して平行方向に配向された透過軸１５を有する直線偏光板９によって吸収される。
【０１０３】
透過された光は、第二４分の１波長板１１を通過し、右巻きに円偏光された光から、電界ベクトルが図面の平面に対して直交している、直線偏光の光に変換される。上記光は、反射偏光板５と直線偏光板１２の両方によって透過されたものと同じ偏光状態を有しており、したがって、上記光はこれら２つの部材を真っ直ぐ通過して視野領域に向かって進む。反射偏光板５は、ディスプレイの縁に向けて湾曲されているが、光は反射を受けず、下記の直線光経路７を介して視聴者８のもとに到達する。ディスプレイが、電子ディスプレイ１と同じ位置にて視認され、標準２Ｄモードに見える。
【０１０４】
上述のように、ディスプレイの動作方法を変更することなく、光学素子の配列および配向を変更してもよい。しかし、原則として、これらの変形例がディスプレイ性能を変えないとしても、実際には、部材が理想的な動作から逸脱することにより、いずれかの特定の例が「最良」の素子配列を導くこともある。
【０１０５】
上述の第一実施形態における配列に加えて、切り替え可能な２分の１波長板２１の配列を変更することも可能であり、有益な場合もある。例えば、光が切り替え可能な２分の１波長板２１を通過する回数を減らすことにより、不完全な動作を減らすことができる。以下に説明する全ての配置が可能であるが、切り替え可能な２分の１波長板２１は、部分ミラー３と第二４分の１波長板１１との間、または、第二４分の１波長板１１と反射偏光板５との間よりも、直線偏光板９と第一４分の１波長板１０との間、または、第一４分の１波長板１０と部分ミラー３との間に配置されている方が好ましい。
【０１０６】
液晶セルを切り替え可能な２分の１波長板２１として用いる場合、１つ以上の補正フィルムを加えることにより、パフォーマンスが向上する。例えば、セル上方、および／または、下方に視野角補正フィルムを設けることにより、曲面形状ディスプレイの視野角特性が向上する。
【０１０７】
より詳しく説明すると、液晶セルは、いわゆるオフに切り替えられているとき（一般的にはセルの液晶層に電圧が印加されているとき）残留リターダンスを有する。一例として、ゼロリターダンスと２７５ｎｍリターダンスとの間で変動するように設計されたセルは、セルが切り替えられていわゆるゼロリターダンスとなるとき、実際、配列５０ｎｍの残留リターダンスを示す。当該残留リターダンスが、システムにおける何らかの可視画像の不具合を招く。この問題は、セルがオン状態にて３２５ｎｍのリターダンスを有するように構成すること、ならびに、切り替え可能な液晶セル、および、当該セルに対して垂直な進相軸、と一列に並ぶように５０ｎｍの固定リターダーを設けることによって、概ね解決される。オン状態での二層の総リターダンスは、２７５ｎｍであることが望ましく、残留リターダンスを削除すればオフ状態でのゼロリターダンスが達成される。さらに、所望または最適なパフォーマンスを実現するために、印加された電圧を変更することにより両状態での実際のリターダンスを調節してもよい。
【０１０８】
切り替え可能な２分の１波長板２１の状態を入れ替えて、曲面モードと２Ｄモードとを決定するために、ディスプレイ平面に対して垂直な軸の周りにある光学素子の配列を変更してもよい。例えば、第一４分の１波長板１０または第二４分の１波長板１１を９０°回転させることにより、２分の１波長板がオン状態のときは曲面画像が表示され、２分の１波長板がオフ状態のときは２Ｄ画像が表示される。入射直線偏光板９、または、反射偏光板５および出射直線偏光板１２の両方を一緒に９０°回転させることによって、同様の効果が得られる。原則として、当該回転は装置のパフォーマンスに影響を及ぼさないが、素子がその理想の動作から逸脱すること、または、波長依存もしくは視野角依存により、実際は、特定の配列が他の配列よりも好ましいことがある。
【０１０９】
第二実施形態にかかる他の実施例において、部分透過ミラー３についても切り替え可能である。ディスプレイが曲面モードにて用いられるとき、ミラー３はオンに切り替えられ、部分ミラーとして機能するので、実質的に二重反射が生じる。しかし、ディスプレイが２Ｄモードにて用いられるとき、ミラー３はオフに切り替えられるため、装置から真っ直ぐ出射する光は、ミラー３の半透過の影響を受けず、その結果、２Ｄ画像は最大輝度にて観察される。例えば、ＵＳ０６９６１１０５には、電気的な切り替え可能に適したタイプのミラーが開示されている。
【０１１０】
上述のように、反射偏光板５だけでなく、さらなる全ての実施形態に適用可能なものは、湾曲されていてもよい。用途に応じて所望の曲面形状を生成するために、少なくとも１つの反射層３および５を湾曲させる必要があるが、必ずしもディスプレイの縁に向けて湾曲させる必要はない。
【０１１１】
図１５（ａ）および図１５（ｂ）に、本発明の第三実施形態を示す。コレステリック反射板２２だけが、前述の実施形態には記載されていない本実施形態に係る素子である。コレステリック反射板２２は、通常の螺旋構造を備えた液晶層であり、この構造により、反射板２２が或る円偏光状態を反射し、もう一方を透過する。当該反射板は周知のものであり、例えば前述のＬｕｅｄｅｒ著の文献など、液晶に関する一般的な文献に開示されている。当該反射板は、電界を印加するとオフに切り替えられる、または、固定式で切り替え不可能であるように構成されていてもよい。それらの反射板がオフ状態のままで放置されると、液晶層は、液晶分子自体の重合により、または、付随するモノマーの重合により、定位置に固定される。
【０１１２】
図１５（ａ）および図１５（ｂ）に示されたディスプレイにおいて、第一部分反射板が部分ミラー３を備えており、第二部分反射板が固定式のコレステリック反射板２２を備える。コレステリック反射板２２は、スイッチオフの状態のままで選択されるので、例えば左巻きに円偏光された光を反射して、右巻きに円偏光された光を透過する。電子ディスプレイ１は、透過軸１５が図面の平面に対して平行であるように直線偏光板９の下に配置されている。そして、４分の１波長板１０は、その進相軸１６が透過軸１５に対して４５°になるように配置されている。装置の本質的な特徴を変更することなく、ディスプレイの光学素子を、異なる配列にて設けてもよい。
【０１１３】
電子ディスプレイ１から出射する光は、入射直線偏光板９を通過し、電界ベクトルが図面の平面に対して平行に配列されるように直線偏光される。そして、光は、４分の１波長板１０によって左巻きに円偏光された光に変換され、部分ミラー３に衝突する。部分ミラー３によって光の一部が透過され、他の部分が電子ディスプレイ１に向けて反射し返される。反射光が、部分ミラー３への反射により１８０°の位相変化を受け、右巻きに円偏光された光に変換される。当該円偏光された光は、４分の１波長板１０によって、電界ベクトルが図面の平面に対して垂直である直線偏光の光に変換され、直線偏光板９に吸収される。部分ミラー３によって透過される、左巻きに円偏光された光は、固定コレステリック反射板２２によって反射され、部分ミラー３上に戻る。さらに再び、上記光の一部が、部分ミラー３によって透過され、４分の１波長板１０によってその電界ベクトルが図面の平面に内にある直線偏光の光に変換され、直線偏光板９を通過して電子ディスプレイ１に戻る。部分ミラー３によって反射された光の一部が、偏光状態における１８０°の位相変化を受ける。したがって、この残りの光は右巻きに円偏光され、視野領域の方向に固定式コレステリック反射板２２を通過することができる。
【０１１４】
部分ミラー３がディスプレイの縁に向けて湾曲しているので、光が辿る二重反射光経路６についても、この方向に向けて相対的に長い。表示画像は、ディスプレイの本当の位置の下に曲面状に見える。
【０１１５】
付加的な２Ｄモードをディスプレイに与えて、標準２Ｄモードと曲面形状モードとを切り替え可能にするために、第二実施形態に記載されたタイプの切り替え可能な液晶セルを、本光学システムに適用してもよい。例えば、切り替え可能な２分の１波長板２１は、直線偏光板９と固定式コレステリック反射板２２との間のいずれの位置に配置されていてもよい。
【０１１６】
図１６（ａ）および図１６（ｂ）に図示されたディスプレイは、コレステリック反射板２２が切り替え可能タイプである点が、図１５（ａ）および図１５（ｂ）と異なる。コレステリック反射板２２は、電界を加えられないときはオン状態に切り替わり、固定式コレステリック反射板として機能する。例えば、左巻きに円偏光された光が反射され、右巻きに円偏光された光が透過される。しかし、電界を加えることによってコレステリック反射板を無効にできるので、コレステリック反射板は光に何の影響も及ぼさず、その偏光状態に関わりなく光を透過する。切り替え可能なコレステリック反射板を用いることにより、標準２Ｄモードと曲面形状モードとを切り替えることができるので、上述のように切り替え可能な２分の１波長板を加える必要がない。
【０１１７】
図１６（ａ）に図示された曲面形状モードにおいて、コレステリック反射板はオン状態である。当該反射板は左巻きに円偏光された光を反射し、右巻きに円偏光された光を透過する。
【０１１８】
電子ディスプレイ１から出射する光は、入射直線偏光板９を通過し、電界ベクトルが図面の平面内に配置されるように直線偏光される。そして、この光は、部分ミラー３に衝突する前に、４分の１波長板１０によって、左巻きに円偏光された光に変換される。光の一部は、部分ミラー３への反射により１８０°の位相変化を受けた後で、４分の１波長板１０に向かって反射され、その結果、右巻きに円偏光された光に変換される。４分の１波長板１０は、この反射光を、ベクトルが図面の平面に対して垂直である直線偏光の光に変換し、この光は、入射直線偏光板９によって吸収される。部分ミラー３がコレステリック反射板２２に向けて透過した光は、左巻きに円偏光されるので、その偏光状態に実質的な変化がなく、コレステリック反射板２２に反射される。この残りの光が部分ミラー３に衝突し、部分的に透過および反射される。透過された部分は、４分の１波長板１０によって、その電界ベクトルが図面の平面に対して平行であるように直線偏光された光に変換される。そして、透過された部分は、直線偏光板９によって透過された部分と同じ偏光状態を有するので、電子ディスプレイ１に戻る。反射された光の部分は、その偏光状態における１８０°の位相変化を受けて、右巻きに円偏光された光に変換される。その結果、コレステリック反射板２２を介して光が視野領域に透過される。視聴者８に到達する光は、二重反射光経路６を辿るもののみであり、部分ミラー３がディスプレイの縁に向けて湾曲されているので、光経路もこの方向に向けて相対的に長くなっており、視聴者８は、その本当の位置の下に曲面状に見える表示画像を観察する。
【０１１９】
図１６（ｂ）に示された標準２Ｄモードでは、電界の印加により、コレステリック反射板２２はオフ状態にある。電子ディスプレイ１から出射する光は、部分ミラー３に衝突する前に直線偏光板９と４分の１波長板１０とを通過する。上述のように、システム内部にて光の一部が反射および喪失され、他の部分がコレステリック反射板２２に透過される。コレステリック反射板２２は、オフ状態では光の偏光状態に関わらず光を透過する。したがって、光は、直線光経路７を介して光学システムを出射し視聴者８に到達する。部分ミラー３は、ディスプレイの縁に向けて湾曲されているが、システム内部に反射は生じず、表示画像は、標準２Ｄモードにて、電子ディスプレイ１の画像生成面の実際の位置から実質的に生じるように知覚される。
【０１２０】
円偏光された光を出力する表示装置は、コントラスト低下に陥る可能性がある。この制約を解消するために、第二４分の１波長板１１および出射直線偏光板１２をコレステリック反射板２２の上面上に加えてもよい。当該コレステリック反射板２２は、固定式または切り替え可能タイプであり、円偏光の光を線偏光の光に変換する。図１７（ａ）および図１７（ｂ）に、上記代替的実施の一例を示す。第二４分の１波長板１１は、その進相軸１７が第一４分の１波長板１０の進相軸１６に対して直交するように配列されており、出射直線偏光板１２は、図面の平面に対して垂直である透過軸１９を有する。２つの部材１１および１２を光学システムに加えることは、基本的にはディスプレイのパフォーマンスを向上させるが、実施例において、特定の形態が他の形態よりも好ましいこともある。
【０１２１】
図１５（ａ）〜図１７（ｂ）は、曲面形状のディスプレイであって、当該ディスプレイにおいて、部分ミラーがディスプレイの縁に向けて湾曲されていることを示す。部分ミラー３の代わりにコレステリック反射板２２の形状を変更することによっても、同様の曲面形状効果が得られる。本発明に係る全実施形態の場合と同様に、用途に応じて所望の曲面形状を生成するために、反射層のうちの少なくとも１つを湾曲させる必要があるが、必ずしもディスプレイの縁に向けて湾曲させる必要はない。
【０１２２】
部分反射板の使用の結果、システム内部にて輝度が著しく低下する。理論上、直線偏光板９と組み合わせた電子ディスプレイ１の輝度が１００％である場合、第一実施形態に記載された装置の輝度は、装置の動作態様に起因してわずか２５％である。
【０１２３】
図１８（ａ）および図１８（ｂ）に本発明の第四実施形態を示す。第四実施形態に係る装置は、光の利用効率を大幅に向上させるので、曲面形状ディスプレイの全輝度を大幅に増大させる。
【０１２４】
本実施形態に記載されたディスプレイは、電子ディスプレイ１の前にある光学配列が、反射偏光板２３および５を備えており、その間に固定式ファラデー回転子２４が配置されている点が異なる。入射直線偏光板９が、反射偏光板２３の下方に設けられており、出射直線偏光板１２が、反射偏光板５の上方に設けられている。例えば、直線偏光板９の透過軸１５、および、反射偏光板２３の透過軸２５が互いに平行であり、図面の平面に配列されている。一方で、反射偏光板５の透過軸１８および直線偏光板１２の透過軸１９が互いに平行であり、透過軸１５および２５に対して−４５°の位置に配置されている。ファラデー回転子は、光経路上において、直線偏光の光の偏光を、回転子２４を貫通する何れかの方向において＋４５°回転させる。
【０１２５】
直線偏光板９および１２の両方が、システムの正しい動作に必要とは限らず、それらの存在は、システムの本質的特徴を変えるものではない。例えば、ディスプレイの他の実施例においては、吸収偏光板９および１２のいずれか、または、両方を省略してもよく、それでも同じ機能を果たす。原則として、これらの変形例はディスプレイのパフォーマンスを変えるものではないが、実際は、或る配置が他の配置よりも好ましいこともある。
【０１２６】
ファラデー回転子２４は、通過する光の偏光状態を、層に印加された磁界に対して比例する角度だけ回転させる材料層を備える。当該装置の動作原理は周知のものであり、Optics by E. Hecht and A. Zajac, fourth edition, Addison Wesley, 2003などの一般的な文献に記載されている。
【０１２７】
ファラデー回転子と光の偏光状態を回転させる他の素子との大きな違いは、ファラデー回転子が非可逆であることにある。言い換えれば、光線がファラデー回転子を介してミラー上に送られて、ファラデー回転子を介して戻る場合、その偏光は、計２θ回転する。このとき、θは、ファラデー回転子を介する通過によって生じる回転の角度である。これは、キラル液晶などの光学活性材料と対照的であり、２回の材料通過と１回の反射後の最終結果は、偏光状態に変動をもたらさない。
【０１２８】
図１８（ａ）および図１８（ｂ）に示されるように、電子ディスプレイ１から出射する光は、入射直線偏光板９を通過し、その電界ベクトルが図面の平面内にあるように直線偏光される。直線偏光板９の透過軸１５、および、下方反射偏光板２３の透過軸２５についても、図面の平面に対して平行に配置されているので、光が固定式ファラデー回転子２４に到達する。そして、偏光面は、ファラデー素子２４によって＋４５°回転し、それにより、光が上方反射偏光板５から反射する。ファラデー回転子２４を二回目に通過する際、反射光の偏光面はさらに+４５°回転し、電界ベクトルが図面の平面に対して垂直に配向されるように出現するので、光は、下方反射偏光板２３によって反射され、ファラデー回転子２４を再び通過する。ファラデー回転子２４は、偏光面をさらに＋４５°回転させるので、残りの光の電界ベクトルが−４５°に配向される。最後に、光は、上方反射偏光板５と出射直線偏光板１２とを透過する。
【０１２９】
したがって、視聴者８に到達する光は、二重反射光経路６を辿る。反射偏光板２３および５の両方が、ディスプレイの縁に向けて湾曲されており、二重反射光経路６も上記方向に向けて相対的に長くなっており、視聴者８が曲面形状のディスプレイを見る。
【０１３０】
上述のように、上記ディスプレイは、光学システム内部に切り替え可能な２分の１波長板２１を導入することによって、曲面形状モードと標準２Ｄモードとの間で切り替え可能であるように構成されている。当該変更実施例の一つを図１９（ａ）および図１９（ｂ）に図示した。
【０１３１】
一例として、切り替え可能な２分の１波長板が、ファラデー回転子２４と上方反射偏光板５との間に設けられている。しかし、上記波長板は、下方反射偏光板２３とファラデー回転子２４との間に設けられていてもよく、それでも同じ機能を果たす。オンに切り替えられると、２分の１波長板２１は、下方反射偏光板２３の透過軸２５に対して垂直である進相軸２６を有する。
【０１３２】
図１９（ａ）に、曲面形状モードでのディスプレイ動作を示す。２分の１波長板２１がオフに切り替えられ、当該波長板を通過する光の偏光状態に実質的に影響を及ぼさない。したがって、ディスプレイは、図１８（ａ）および図１８（ｂ）のディスプレイと同様に動作する。光は、二重反射経路６を辿り、視聴者８が曲面形状の画像を見る。
【０１３３】
図１９（ｂ）は、標準２Ｄモードでの動作を示す。このモードでは、２分の１波長板２１がオンに切り替えられる。電界ベクトルが図面の平面内に配置された、下方反射偏光板２３からの出射光が、ファラデー回転子２４を通過する。ファラデー回転子２４は、偏光面を回転させるので、電界ベクトルは＋４５°に配向される。２分の１波長板２１は、該波長板から出射する光が−４５°に配向された電界ベクトルを有するように、偏光面を９０°回転させる。この光は、上方反射偏光板５および出射直線偏光板１２によって、視野領域に向けて透過される。したがって、視聴者８に到達する光は、直線光経路７を辿り、電子ディスプレイ１の平面内に標準２Ｄ画像として画像が表示される。
【０１３４】
本構成の利点は、あらゆるモードの動作において、ほぼ完全な輝度の画像を達成できることにある。実際は、光が様々な光学素子を通過して反射する間に、輝度損失がある程度発生する。しかし、光学素子の所期の動作が原因で減衰が生じることはない。
【０１３５】
図２０（ａ）および図２０（ｂ）に、本発明の第五実施形態を示す。これらの図面も、装置の変更点を図示しており、光の利用効率を大幅に向上させ、結果として、曲面形状のディスプレイの総輝度を大幅に増大させる。
【０１３６】
本実施形態のディスプレイは、電子ディスプレイ１の前面に配置された光学素子が、部分反射板として反射偏光板２３および５、ならびに、切り替え可能な指向性２分の１波長（λ／２）リターダー２７を備える点が、上述の実施形態と異なる。反射偏光板２３および５は、電界ベクトルが図面平面内に配列されている光を透過するように、さらに、直交偏光状態の光を反射するように配置されている。切り替え可能な指向性リターダー２７は、当該装置が通過する光の偏光に実質的に全く作用しないオフ状態と、オン状態との間で切り替え可能である。当該要素は、例えば、オン状態にて２分の１波長板として機能する切り替え可能な液晶セルを備えており、光が＋３０°傾斜した方向にディスプレイ平面法線まで移動する。指向性リターダー２７は、他の角度、特に−３０°にてディスプレイ平面法線まで移動する光線の偏光に何の影響も及ぼさない。ＧＢ２４０５１６には、液晶材料を使用して当該方向依存性波長板を生成する方法、および、それらの動作方法の詳細が開示されている。切り替え可能な指向性２分の１波長リターダー２７を用いることにより、全角度から観察される２Ｄモードと、＋３０°に近い角度のみで観察される曲面モードとの間で切り替えを行うことができる。
【０１３７】
上述の実施形態において、入射直線偏光板９が反射偏光板２３の下に配置されており、出射直線偏光板１２が、反射偏光板５の上方に配置されている。例えば、直線偏光板９の透過軸１５、および、反射偏光板２３の透過軸２５が、互いに平行であり、図面平面内に配列されている。反射偏光板５の透過軸１８および直線偏光板１２の透過軸１９も同じである。直線偏光板９および１２の両方が、システムの正しい動作に必要とは限らず、それらの存在は、システムの本質的特徴を変えるものではない。例えば、ディスプレイの他の実施例においては、吸収偏光板９および１２のいずれか、または、両方を省略してもよく、それでも同じ機能を果たす。原則として、これらの変形例はディスプレイのパフォーマンスを変えるものではないが、実際は、特定の配置が他の配置よりも好ましいこともある。
【０１３８】
図２０（ａ）および図２０（ｂ）は、曲面形状モードにて指向性リターダー２７がオン状態に切り替えられているディスプレイの動作を示す。視聴条件は、視聴者が＋３０°に近い角度にてディスプレイを鑑賞することである。電子ディスプレイ１から出射した光は、直線偏光板９によって直線偏光される。光は、電界ベクトルが図面の平面内に配置されるように偏光され、反射偏光板２３を通過する。
【０１３９】
図２０（ａ）における右側に光経路６として示されたように、＋３０°に近い角度にて光線を考えるとき、指向性２分の１波長リターダー２７は、通過する光の偏光を９０°回転させ、電界ベクトルが図面平面に対して垂直になるようにする。そして、この光は、上方反射偏光板５から反射され、−３０°に近い角度にて電子ディスプレイ１に向けて法平面（normal plane）まで戻ってくる。したがって、その偏光状態は、指向性２分の１波長リターダー２７の影響を受けず、下方反射偏光板２３によって再び反射される。その偏光平面は、＋３０°の角度にて視聴者８に向けて戻り、そして再び指向性２分の１波長リターダー２７によって回転される。その結果、偏光平面は、上方反射偏光板５、および、出射直線偏光板１２を通過することになる。その結果、光は、＋３０°の角度にてディスプレイから視聴者８に向けて出射する。二重反射光経路６および偏光板２３がもたらす曲面形状により、光経路は、ディスプレイの縁に向けて相対的に長くなっており、ディスプレイが曲面形状に見える。
【０１４０】
+３０°異なる角度にて電子ディスプレイ１から放射される光について、指向性リターダー２７がオン状態のとき、および、全角度にて出射する光について、指向性リターダー２７がオフ状態のとき、標準２Ｄモードの画像が見られる。図２０（ａ）の真ん中と左側に示された光経路のように、指向性２分の１波長リターダー２７は、通過する光の偏光状態に何の影響も及ぼさない。したがって、電子ディスプレイ１から出射して直線偏光板９および下方反射偏光板２３を通過する光は、上方反射偏光板５および直線偏光板１２をも通過する。その結果、光は、反射することなくシステム全体を真っ直ぐ通過し、下方反射偏光板２３がディスプレイの縁に向けて湾曲されているものの、視聴者８はディスプレイ画像を標準の平らな２Ｄ画像として見る。
【０１４１】
上述の実施形態のように、この第五実施形態の利点は、実質的に最大輝度にて動作することにもある。様々な光学素子の動作により光が喪失しないので、表示画像は、曲面形状モードおよび２Ｄモードの両方で相対的に明るい。実際は、光が様々な素子を通過する、または、当該素子に反射されるにつれ、いくらかの喪失は生じる。しかし、第一実施形態に記載された部分透過ミラーの本質的特徴などの光学素子の対象動作が原因で減衰が生じることはない。
【０１４２】
図２１に、本発明の第六実施形態を示す。いくつかの実施形態において見られる曲面形状ディスプレイの欠点は、システム内部に、大幅な輝度の低減を招く部分反射板が用いられることにある。理論上、直線偏光板９と組み合わせた電子ディスプレイ１の輝度が１００％である場合、第一実施形態に記載された装置の輝度は、装置の動作原理が原因で、わずか２５％である。
【０１４３】
第六実施形態は、装置の変形例を図示している。本実施形態は、光の利用効率を大幅に向上させ、その結果、曲面形状のディスプレイの総輝度を大幅に増大させる。本実施形態では、平行光出力１および高反射パターン化ミラー２９を備えたディスプレイとともに、レンズアレイ２８を用いる。パターン化ミラー２９は、小さい透明領域に対して主に反射するように設計されている。パターン化ミラー２９は、レンズアレイの焦点面に実質的に配置されるように設計されている。
【０１４４】
図２１に図示されているように、電子ディスプレイ１からの相対的に平行な光は、実質的に通常は、レンズアレイ２８に衝突する前に、直線偏光板９を介して画像平面に対して出射する。アレイにおけるレンズは、パターン化ミラー２９の透明領域を介して光の焦点を合わせるように設計されている。したがって、このシステムは、パターン化ミラー２９を介して高い光透過を実現する。反射偏光板５から反射された光は、パターン化ミラー２９上に入射する。パターン化ミラー２９が主に反射するので、高い光反射率が実現される。
【０１４５】
残りのシステムは、上記実施形態と同様に機能する。曲面形状の画像は、システム内部の二重反射光、および反射層のうちの少なくとも１つに与えられる曲面形状により生成される。
【０１４６】
ＬＣＤを電子ディスプレイ１として使用する場合、ディスプレイを出射する光はすでに直線偏光されているため、偏光板９をシステムから省略することができる。電子ディスプレイ１からの平行光が、９０％の効率でパターン化ミラー２９を透過し、９０％の効率でパターン化ミラー２９から反射されると想定すると、曲面画像の輝度は２５％から８０％にまで増大する。
【０１４７】
アレイ素子２８のレンズは、球状の集光レンズ、または円筒状の集光レンズであってもよい。しかし、レンズの光学素子は、パターン化ミラー２９の孔を介して、電子ディスプレイ１から入射する平行光の焦点を合わせるように配置されている。例えば、レンズアレイ２８は、円筒形または四角形のレンズアレイを備えていてもよい。重要なのは、レンズシステム２８がパターン化ミラー２９の開口部を介して光の焦点を合わせるように設計されていることである。
【０１４８】
ディスプレイは、本発明に係る所望の曲面形状を生成するために、反射層のうちの少なくとも１つが、必ずしもディスプレイの縁に向けてではなく、湾曲されているなどの上記いずれの方法で構成されていてもよい。繰り返しになるが、標準２Ｄ画像と曲面形状画像との切り替えを可能にするために、切り替え可能な２分の１波長板２１を光学装置内部に導入してもよい。そして、装置の本質的特徴を変えることなく、光学素子の何らかの再配列および再配向が可能である。
【０１４９】
図２２は、本発明の第七実施形態を示す。本実施形態において、ディスプレイは前記実施形態に記載されたものと同じ標準タイプであるが、形状が時間によって異なる曲面画像を提供する。反射層３および５のうちの少なくとも１つが、制御可能な可変形状を有する。例えば、反射層３および５のうちの少なくとも１つが、瞬間ｔ０にてディスプレイの縁に向けて湾曲されており、瞬間ｔｎにて反対方向に湾曲されていてもよい。反射フィルム３および５の時間による振動は、圧電アクチュエータ、または反射層の上に設けられた圧電フィルムによって制御されてもよく、当該アクチュエータまたは圧電フィルムに対して適切な電界が印加される。
【０１５０】
本実施形態に係る特定の例において、反射偏光板５に与えられる曲面形状は、図２２に示したように、時間によって異なる。反射偏光板５が、瞬間ｔ０にて曲率１である位置１から、瞬間ｔｎにて曲率２である位置２に迅速に振幅するように構成してもよい。このとき、両方の位置は異なり、中間時間での中間位置および曲面を提供する。
【０１５１】
例えば、当該方法にて動作するディスプレイは、曲面形状の表示画像を時間によって変えることにより、広告ディスプレイの美観を高めることを目的としている。曲面形状のディスプレイのスローモーションは、例えば大きな宣伝効果をもたらす可能性がある。
【０１５２】
図２３（ａ）および図２３（ｂ）に、本発明の第八実施形態を示す。上述の実施形態に係るディスプレイと異なるのは、前面直線偏光板１２についても特定の形状に湾曲されていることである。本変形例は、ディスプレイの動作またはパフォーマンスの方法を変えないが、ディスプレイ自体の美観を高める。
【０１５３】
図２３（ａ）および図２３（ｂ）は、実質的に曲面形状のディスプレイを示す。本形態において、部分ミラー３は平らであるとともに、電子ディスプレイ１の面に対して平行であり、反射偏光板５がディスプレイの縁に向けて湾曲される。当該配列により、視聴者８にとって、その本当の位置の下に凸面状に見える表示画像が生成される。
【０１５４】
図２３（ａ）に示されるように、前面直線偏光板１２は、例えば反射偏光板５の反対方向、すなわち、視聴者８が目にするような凸面状に湾曲されていてもよい。この場合、ディスプレイの知覚画像１３、および、ディスプレイ３０の前面が、同じ曲面形状をとる。しかし、曲面画像は、直線偏光板１２の平面内に表示されない。当該知覚効果は、例えば車用、特にダッシュボードディスプレイに好適である。すなわち、ダッシュボードディスプレイは、車の内装の曲面に沿うことが求められているからである。
【０１５５】
図２３（ｂ）に示された他の例は、前面直線偏光板１２が反射偏光板５と同じ曲面を有するディスプレイを備える。当該配列は、ディスプレイの知覚画像１３、および、逆方向に湾曲されたディスプレイ３０の前面を生成する。当該知覚効果は、視聴者８にとって珍しくて意外なものとして捉えられ、例えば広告ディスプレイの宣伝効果を高める可能性がある。
【０１５６】
図２４は、本発明の第九実施形態を示す。本形態において、ディスプレイは、上述の第一形態と同じ標準タイプのものであるが、図８（ａ）および図８（ｂ）における、２分の１波長板１０および１１の機能、ならびに、部分ミラー３の機能が、単一の統合セル３５に統合されている。
【０１５７】
パターン化ミラー２９は、小さい透明領域を介して光を部分的に透過するとともに、高反射領域への入射光を部分的に反射させるように設計されている。パターン化ミラー２９は、フリンジ問題を避けるため、および、パターン化ミラー２９上に液晶層を配置することができるように最適化されている。
【０１５８】
図２４に示されたように、パターン化ミラー２９は、底部基板３１と上部基板３３との間に配置されており、当該基板は、ガラスまたはプラスチック基板であってもよい。そして、パターン化４分の１波長リターダー３４が、パターン化ミラー２９における全ての高反射領域上に配置され、透明材料３２のブロックが、パターン化ミラー２９における全ての透明領域上に配置される。例えば、パターン化４分の１波長リターダー３４は、固定式液晶層であってもよく、当該セル内の透明材料３２における各ブロックは、ポリマー壁であってもよい。当該ポリマー壁の高さは、液晶領域の厚さが４分の１波長板に対応するように構成されている。
【０１５９】
電子ディスプレイ１から放出される光は、入射直線偏光板９を通過し、電界ベクトルが図面平面内にあるように偏光される。光の一部がパターン化ミラー２９における反射領域に衝突し、電子ディスプレイ１を介して反射し返される。一方で、他の部分は、パターン化ミラー２９における透明領域、および透明材料３２におけるブロックを介して透過される。そして、透過された光は、反射偏光板５によって上記統合セル３５に向けて反射される。この反射光の一部が、セル３５における透明領域を真っ直ぐ通過し、本システム内部にて喪失する。他の部分は、第一に、パターン化４分の１波長リターダー３４を通過し、当該リターダー３４は、光を直線偏光から左巻きの円偏光に変換する。続いて、パターン化ミラー２９が光を反射し、その偏光状態に１８０°の位相変化をもたらし、光を右巻きに円偏光された光に変換する。この光は、パターン化４分の１波長リターダー３４を通過して、図面平面に対して垂直に配置された偏光状態にて、統合セル３５から出射する。そして、この光は、反射偏光板５および出射直線偏光板１２によって透過され、視聴者８に到達する。
【０１６０】
上述の実施形態に関して、二重反射光経路６と、曲面状の反射偏光板５とを組み合わせることにより、視聴者８が曲面であると認識する表示画像を生み出すことができる。
【０１６１】
このような統合セル３５を用いる利点は、システム内部の光学部材の数を低減できるため、製造コストを変更できるということにある。また、光がリターダーを通過する回数を低減することができるため、偏光エラーによって起こり得る画像処理上の問題の軽減につながる可能性がある。
【０１６２】
図２５は、本発明の第九実施形態に係る代替的実施例であり、標準２Ｄモードと曲面形状モードとの間で切り替え可能にするためのものである。このような配列には、統合セル３５を僅かに変更した構造が用いられる。この場合、図２４における透明材料領域の代わりに、パターン化切り替え可能２分の１波長リターダー３６が設けられており、透明材料３２におけるブロックは、パターン化ミラー２９における反射領域の下に配置されている。
【０１６３】
図面の右手に示された曲面形状モードでは、２分の１波長リターダー領域３２はオフに切り替えられており、光は、図２４に関して説明されたものと同じ二重反射光経路６を辿る。
【０１６４】
図面の左手に示された標準２Ｄモードでは、２分の１波長リターダー領域３２はオンに切り替えられている。電界ベクトルが図面平面に対して平行であるように、直線偏光板９から出射する光は、９０°回転し、電界ベクトルが図面平面に対して垂直である直線偏光の光に変換される。この光の偏光状態は、反射偏光板５および直線偏光板１２によって透過されるため、システムから出射することができる。視聴者８は、直線光経路７を辿った光を見る。表示画像は、電子ディスプレイ１における画像生成面の実際の位置から実質的に生成されていると認識される。したがって、標準２Ｄ画像が視野領域にて観察される。
【０１６５】
図２４に示されたリターダー３４、および、図２５に示されたリターダー３６などのパターン化リターダーは、様々な方法によって製造されてよく、それらの方法のうちのいくつかを図２６（ａ）〜図２６（ｄ）に示す。
【０１６６】
例えば、図２６（ａ）に示すように、リターダー機能を要しない領域において、リターダー機能を破壊してもよい。図２６（ａ）は４分の１波長リターダーについて言及しているが、２分の１波長リターダーまたは他のリターダーについて同じ原理を適用してもよい。したがって、３７などの領域がそのリターダー機能を維持している一方で、３８などの領域は、紫外線（ＵＶ）照射などによってそのリターダー機能が破壊されている。したがって、透明基板３９上に、最初は均一なリターディング層が形成され、適したマスクを介して紫外線照射が行われ、パターン化リターダーが設けられる。代替案として、図２６（ｂ）のように、リターダー機能を要しない領域を取り除いてもよい。リターダー材料を取り除く方法としては、エッチング、フォトリソグラフィ現像、および、レーザ加工などが挙げられる。
【０１６７】
パターン化リターダーは、液晶材料によって形成されていてもよく、図２６（ｃ）に第一例を示す。パターン化リターダーは、透明基板３９の間に形成されており、透明樹脂またはフォトレジスト材料４１の帯と交差して配置された、もしくは、交互に配置された液晶材料の帯を備える。透明材料３９の対向面は、所望の方向に複屈折軸を並べるのに適した配向層を備える。当該配向層（図示せず）は、あらゆる適したタイプのものであってよく、配向方向は、従来の配向層ラビング処理、または、他のあらゆる適した技術によって決定されてもよい。
【０１６８】
パターン化リターダーが、光の直線偏光電界ベクトルを回転させる必要がある場合、リターダーの代わりに偏光回転配置が用いられてもよい。例えば、液晶材料４０および近傍の配向層が、９０°の偏光回転、または、他のあらゆる所望の角度の回転をもたらすために、ＴＮセル（twisted nematic cell）を設けるように配置されていてもよい。
【０１６９】
図２５に示されたパターン化２分の１波長リターダー３６に関して、パターン化層は、偏光状態を回転させるモードと、偏光状態に作用しないモードとの間で切り替え可能である必要がある。この場合、透明基板３９は、図２６（ｄ）に図示されたように、例えばインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などからなる、パターン化透明電極４２を備える。液晶層４０は、上記電極上に形成された配向層の間に設けられる。装置が用いる液晶モードは、電圧がパターン化電極４２間に印加されない場合、液晶セルがパターン化２分の１波長リターダーまたは他のリターダーとして機能するように構成されている。電極間に電圧が印加されるとき、パターン化電極に隣接する液晶分子は、液晶層の平面に対して実質的に垂直に並ぶため、これらの領域が実質的にリターデーションを有しない。
【０１７０】
液晶材料を使用して、図２４のパターン化４分の１波長リターダー３４のように、切り替え機能を必要としないパターン化リターダーを設ける場合、液晶材料に渡って電界を印加する必要がないように、製造中に液晶材料を固定してもよい。例えば、液晶材料は、Ｍｅｒｃｋ社製の反応メソゲン（reactive mesogen）などの重合可能な液晶材料を備えていてもよい。このような材料は、湿度、温度、および、機械的損傷に対する液晶セルの感度を下げるために、製造中に重合されてもよい。
【０１７１】
本発明の第十実施形態を図２７（ａ）および図２７（ｂ）に示す。本実施形態は、曲面形状ディスプレイに関する他のタイプの用途について言及している。本実施形態は、視聴者８に没入感覚を生じさせる。例えば、視聴者８が略曲面形状の広領域ディスプレイ４３の近くに立ち、表示画像が視聴者の視野４４を実質的に覆うような場合、および、曲面形状のディスプレイが、（図１２（ｂ）に示されたように）ディスプレイ１４の平面の中に湾曲するように見える知覚曲面画像１３を生成するように設計されている場合、視聴者８は、ディスプレイ４３を見ると深い没入感覚を味わう。
【０１７２】
上述の実施形態全てにおいて、何らかの画像処理問題が生じる可能性があり、ディスプレイが生成する曲面画像の形状に支障を来たす可能性がある。
【０１７３】
例えば、視聴者８が、表示画像を正しく知覚しながら上下に動くかもしれない。しかし、視聴者が左右に動くことにより、画像処理問題が生じ、曲面形状効果が損なわれる可能性がある。「二重反射」経路６を辿るように構成された光は、直線光経路７を介して光学システムから真っ直ぐに漏出し、曲面形状の表示画像と混ざる可能性がある。このような漏出により、クロストークと呼ばれる画像処理問題が生じる。当該画像処理問題は、視聴者８が殆ど感知できないほどに低減する必要がある。このようなクロストークが生じる主な理由は、システム内で用いられる偏光操作光学素子が、概して完全ではなく、特にオフアクシスではないことにある。例えば、線形および反射偏光板は、概して、「誤った偏光」のうちの一部を透過し、リターダーは、配向、波長、および処理条件に応じた動作を行い、液晶素子は、概して、正しい偏光状態の光のみを透過するとは限らない。
【０１７４】
このタイプのクロストークを補正する方法として、ディスプレイへのオリジナル画像データを操作する方法が想定される。例えば、直線光経路７を介して漏出する光の割合が、小さいとともに各原色部材に関して既知である場合、補正機能が画像データ値に適用されることで、見られることを想定していない平面内に形成された画像を、視聴者８が殆ど知覚しないように薄くする。この補正機能は、所望の補正レベルに応じて、線形タイプまたは非線形タイプのいずれかによって構成される。しかし、このようなクロストーク補正方法の欠点は、表示画像の画質の低下を招く可能性があることにある。
【０１７５】
上述のように、反射偏光板５などの偏光操作光学素子は完全ではなく、オフアクシスの低い光学性能を示すことがある。湾曲されている場合、オンアクシスの入射光４７であっても、ある角度にて反射偏光板５に衝突するため、図２８（ａ）に示すようなクロストークを招くこともある。図２８（ｂ）に示すように、このような原因によって生じるクロストークは、反射偏光板５の各側面上に配置された設計プリズムフィルム４５および４６によって低減される。設計プリズムフィルム４５および４６は、湾曲された反射偏光板５を通る光の方向を補正する。これらのプリズムフィルムは、異なる、または可変の頂角を備えるように設計されており、光の再利用および均一性を向上させるために、それらのプリズム側面のうちの１つ上にて硬化が行われる。第一プリズムフィルム４５は、湾曲された領域における反射偏光板５への実質的な法線入射、または、法線入射に近いように、オンアクシスの入射光４７を方向付けし直すように用いられる。第二プリズムフィルム４６は、入射光４７と実質的に同じ方向、すなわち、オンアクシスにて、光がシステムから出射するように方向付けし直す。これらの最適化された２つのプリズムフィルム４５および４６を加えることにより、反射偏光板５は、完全に平ら、または、少なくともより平らであるかのように、オンアクシスの光に作用するので、オンアクシスの画像処理問題が低減される。システムの残り部分は上述のように機能する。曲面形状の画像は、システム内部での光の二重反射、および、反射層のうちの少なくとも１つに設けられた曲面形状によって生成される。
【０１７６】
実質的に曲面形状のディスプレイ技術によって生じる画像処理問題の他の例は、部分反射板の曲面形状に関する。第一実施形態において説明したように、反射層３および５に設けられた曲面配置が、表示画像の拡大または縮小の問題をもたらす。図１３に示したようなレンズシステムを加えるなどの、光学システムにおけるハードウエアの改良により、このタイプの画像処理問題を補正することができる。しかし、より単純な方法としては、ソフトウエア実行に基づくものがある。
【０１７７】
様々なソフトウエア制御の画像処理方法を用いて、画像の湾曲またはひずみを補正する。２つの例を以下に記す。
【０１７８】
第一例は、ゆがみを知ることによって、出力画像面上のｘおよびｙ座標にて、理想的にはパラメトリックに画像曲面を表す関数を得るものである。補正画像の「穴」、すなわち、ゆがんだ元の画像からマッピングされていない画素を避けるため、上記処理は、出力側にある全ての画素に適用される。上記歪みを示す関数を用いて、ソース画像上の位置を求め、各出力画素についてサンプリングを行う。これは、画質を維持するために、示されたソース画素の近傍にて多くの画素に対してサンプリングを行うことを含む。そして、出力画像が通常どおり表示される。
【０１７９】
第二例は、歪みの知識、またはその歪みを起こす面を、歪みを示す３Ｄ物体を生成するために使用するものである。コンピュータグラフィックハードウエアにおけるテクスチャマッピングは、入力画像を表面上に湾曲するのに用いられ、ディスプレイ上にて正しく突出すると、歪みのない画像が現れる。歪みを示す表面上にソース画像を投影することにより、ディスプレイを観察する人の視点から見ると、湾曲が生じるように見えることもある。
【０１８０】
したがって、第一反射板３および第二反射板５、または、第一反射板３および第二反射板５のうちの各平らでないものによって歪められた画像は、画素を再マッピングすることにより、少なくとも部分的に補正される。
【０１８１】
ディスプレイ動作の基本原理の結果、上述の殆どの実施形態に示された曲面形状のディスプレイが、輝度制限を受ける。理論上、入射直線偏光板９と組み合わせられた電子ディスプレイ１の輝度が１００％である場合、部分反射により、第一実施形態に記載された装置の輝度は２５％にすぎない。ソフトウエアによって元の画像を補正すれば、この輝度問題の補正ができる。
【０１８２】
この種の輝度問題の補正する方法としては、ディスプレイに供給される元の画像データの操作が想定される。所望の補正レベルに応じた線形または非線形タイプの補正機能は、画像の少なくとも一部、または画像シーケンスの画像データ値に適用される。例えば、元の画像におけるγ値を調節する画像処理技術は、曲面形状ディスプレイの見掛けの輝度を向上させるのに使用される。γ値は、画像における階調レベルデータとディスプレイに印加される実際の電圧との間の対応を表しており、その結果、最終的に表示される輝度を表している。したがって、例えばγ値を上げることにより、中間階調レベルの表示輝度が増大するが、完全ブラックおよび／または完全ホワイトレベルは変化しない。その結果、全体的な効果として、画像の見掛けの輝度が増大する。しかし、このような見掛けの輝度の増大の欠点は、大幅な補正により、ディスプレイの元の画質が低下する可能性があることである。
【０１８３】
上記輝度問題の補正の一助となる解決策としては、ハードウエアを用いるものがある。上述したような想定され得る画像処理問題のため、曲面形状ディスプレイの水平および／または垂直の視野角は、標準ディスプレイに比べて狭い。したがって、これらの視野角の制限を生かして、輝度を増大させる方法がある。例えば、底部パネルディスプレイにおける照明装置内に、単一の輝度上昇フィルム（ＢＥＦ）または交差輝度上昇フィルムを導入することにより、輝度が増大する。これにより、オンアクシス方向に向かうオフアクシス光の大部分が方向付けし直され、不要な水平または垂直の視野ウィンドウにおける輝度が低減され、その結果、オンアクシスに見たときにディスプレイ全体が明るく見え、オフアクシスに見たときに暗く見える。ディスプレイの残りの部分は、本発明に係る所望の曲面形状を生成するために、必ずしもディスプレイの縁に向けてではないが湾曲された反射層のうちの少なくとも１つに関して、上述のいずれかの方法にて動作してもよい。
【０１８４】
本発明の全ての実施形態の場合において、用途に応じて、既存の平面パネルディスプレイを曲面形状ディスプレイに変更するために、曲面形状ディスプレイの光学システムを構成する光学部材は、そのケーシングの一部として底部パネル上に直接固定されるか、または、ディスプレイへの取り外し可能なアタッチメントとして機能する個別のユニット内に配置される。取り外し可能なアタッチメントを設けることは、多くの利点を有する。例えば、柔軟に使用することができたり、異なるディスプレイに対して適合させられたり、さらに、元の底部パネルを変更する必要がないことなどである。しかし、実際は、用途に応じて、或る配列が他の配列よりも好ましいことがある。
【０１８５】
双方向機能を加えるために、曲面形状ディスプレイとタッチパネルとを組み合わせてもよい。これは、ディスプレイシステムの前面上に設けられた、抵抗性または容量性タイプなどのあらゆるタイプのタッチパネルを用いてもよい。代替的に、投影容量性タイプのタッチパネルを用いることが好ましい。このタイプのタッチパネルは、指の接近を感知し、直接の接触を必要としないので、必要に応じて、曲面形状システムにて用いられるいくつかの光学フィルムの下に配置されてもよい。
【０１８６】
本発明の本質および利点をよりよく理解するために、添付図面を参照しつつ、下記の詳細な説明について言及する。
【０１８７】
このように、本発明が説明されているが、同様の方法が様々に異なっていてもよい。当該変形例は、本発明の本質および範囲から逸脱するものではなく、当業者にとって明白である当該変形例の全てが、請求項の範囲内にあるものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４（ａ）】
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【図４（ｂ）】
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【図５（ａ）】
2010526321.tif 000009
【図５（ｂ）】
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【図６（ａ）】
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【図６（ｂ）】
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【図７】
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【図８（ａ）】
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【図８（ｂ）】
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【図９（ａ）】
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【図９（ｂ）】
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【図１０】
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【図１１（ａ）】
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【図１１（ｂ）】
2010526321.tif 000020
【図１１（ｃ）】
2010526321.tif 000021
【図１１（ｄ）】
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【図１２（ａ）】
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【図１２（ｂ）】
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【図１２（ｃ）】
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【図１２（ｄ）】
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【図１３】
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【図１４（ａ）】
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【図１４（ｂ）】
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【図１５（ａ）】
2010526321.tif 000030
【図１５（ｂ）】
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【図１６（ａ）】
2010526321.tif 000032
【図１６（ｂ）】
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【図１７（ａ）】
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【図１７（ｂ）】
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【図１８（ａ）】
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【図１８（ｂ）】
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【図１９（ａ）】
2010526321.tif 000038
【図１９（ｂ）】
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【図２０（ａ）】
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【図２０（ｂ）】
2010526321.tif 000041
【図２１】
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【図２２】
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【図２３（ａ）】
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【図２３（ｂ）】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６（ａ）】
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【図２６（ｂ）】
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【図２６（ｃ）】
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【図２６（ｄ）】
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【図２７（ａ）】
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【図２７（ｂ）】
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【図２８（ａ）】
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【図２８（ｐ）】
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【国際調査報告】
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