(57)【要約】  積層されたディスプレイが、それらの色を変調するディスプレイ層上に異論のより良い焦点が位置するように、レンズ焦点の波長依存性に関して順序付けられた異なる色の層を持つ。光学系が、光変調層の各々の位置と整合する波長依存性の焦点を有するように設計され得る。
2016518616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素化されたディスプレイ出力を供給するためのディスプレイ配置と、
異なるビューを異なる方向に方向付けることにより、オートステレオスコピックビューを可能とするレンズ配置と、
を有し、
前記ディスプレイ配置は、少なくとも第１及び第２のディスプレイ層を有し、各層が、１つの色又は色のセットを変調する、ディスプレイ積層を有し、
前記レンズ配置は、第１の色のための第１の焦点距離と、第２の色のための第２の焦点距離とを有し、
前記第１のディスプレイ層は、前記第２の焦点距離よりも、前記第１の焦点距離に近く、前記第１の色を変調し、
前記第２のディスプレイ層は、前記第１の焦点距離よりも、前記第２の焦点距離に近く、前記第２の色を変調する、オートステレオスコピックディスプレイ装置。
【請求項２】
３つのディスプレイ層を有し、前記中央の層は、可視スペクトルの最も中央にある色を変調する、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記ディスプレイ層は、光放射層を有する、請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記ディスプレイは、赤色光出力を生成するための光放射層と、緑色光出力を生成するための光放射層と、青色光出力を生成するための光放射層と、を有する、請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記レンズ配置は、屈折レンズ配置を有し、前記ディスプレイ層は、前記レンズ配置において開始する方向において、波長が増加する順で色を変調するように順序付けられ、又は、前記レンズ配置は、回折レンズ配置を有し、前記ディスプレイ層は、前記レンズ配置において開始する方向において、波長が減少する順で色を変調するように順序付けられる、請求項４記載の装置。
【請求項６】
前記レンズ配置は、フレネルゾーンプレート、フラクタルゾーンプレート、又は、フラクタルフォトンシーブを有する、請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記ディスプレイ層は、少なくとも２つの光除去層を有する、請求項１記載の装置。
【請求項８】
前記ディスプレイ層は、赤色光出力を除去するためのシアン光除去層と、緑色光出力を除去するためのマジェンタ光除去層と、青色光出力を除去するためのイエロー光除去層と、を有する、請求項７記載の装置。
【請求項９】
前記レンズ配置は、屈折レンズ配置を有し、前記ディスプレイ層は、前記レンズ配置において開始する方向において、波長が増加する順で色を変調するように順序付けられ、又は、前記レンズ配置は、回折レンズ配置を有し、前記ディスプレイ層は、前記レンズ配置において開始する方向において、波長が減少する順で色を変調するように順序付けられる、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記レンズ配置は、フレネルゾーンプレート、フラクタルゾーンプレート、又は、フラクタルフォトンシーブを有する、請求項９記載の装置。
【請求項１１】
前記レンズ配置に対して、前記ディスプレイ層の反対側に反射器を持つ反射ディスプレイを有する、請求項７記載の装置。
【請求項１２】
前記ディスプレイ層は、シアン、マジェンタ、イエロー、及び、ブラックのうちの２つの色の組み合わせを有する第１の光除去層と、シアン、マジェンタ、イエロー、及び、ブラックのうちの他の２つの色の組み合わせを有する第２の光除去層と、を有する、請求項１記載の装置。
【請求項１３】
一の層が、シアン及びマジェンタの組み合わせを有し、他の層が、イエロー及びブラックの組み合わせを有する、請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
前記レンズ配置は、複数のレンズを有し、前記複数のレンズの色収差は、各々個別のレンズの色収差よりも大きい、請求項１記載の装置。
【請求項１５】
前記レンズ配置は、レンズダブレットを有する、請求項１４記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンチキュラーアレイに基づくオートステレオスコピックディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
最も一般的なカラーディスプレイは、互いに隣り合った複数のカラーコンポーネントを具備する画素構造を持つ。かかる画素構造の例は、ＲＧＢストライプであり、これは、「ペンタイル」配置と呼ばれている。これらの配置は、サブ画素化を必要とし、このため、ディスプレイ（即ち、サブ画素）の本来の解像度は、イメージ（即ち、画素）の解像度よりも高い。
【０００３】
代替案は、透明な放射層を採用することである。画素は、選択された色において、光を発することが可能な各層を有する複数の層によって形成される。有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）技術は、かかるディスプレイの形成を可能とする一例である。透明なサブ画素層を積層することによって、各サブ画素層の解像度は、ディスプレイの最終的な画素解像度と同じくらい高い必要がある。
【０００４】
エレクトロウェッティングディスプレイ及び電気泳動ディスプレイなどの反射ディスプレイ技術も知られている。これらは、原理的には、シアン、マジェンタ、イエロー（ＣＭＹ）などの減法色系を有する層の組み合わせにより、略完全な色域の色を供給可能である。
【０００５】
２つの色コンポーネントのみを有する限定的なカラーディスプレイも知られている。その一例は、黒色と赤色とを有する減法色系である。他の例は、青色と緑色とだけを有する加法色系である。
【０００６】
ガラス及びプラスティックなどの光学的材料の屈折率（ＩＯＲ：index of refraction）は、一定ではなく、むしろ、分散のために、波長に依存している。材料の分散について説明する１つの方法は、アッベ数によるものである。レンズにおける分散は、色収差を作る。赤色及び青色の焦点距離における差異は、光学軸上の色収差に関連する。焦点面における色収差は、横方向の色収差である。光カメラレンズでは、色消しの使用などの技術が、両方のタイプの色収差を回避するために、採用される。
【０００７】
図１は、回折に基づく、代替的なタイプのレンズを示している。これらのレンズは、繰り返し構造における光の干渉に頼っている。
【０００８】
回折コンポーネントは、光の位相及び／又は振幅を変える。
【０００９】
フレネルゾーンプレートが、図１ａで示されており、フラクタルゾーンプレートが、図１ｂで示されている。これらは、平坦な構造であるが、光を集中させることができる。図１ｃに示されるようなフラクタルフォトンシーブなどのフォトンシーブは、好適な特性を有する類似の構造である。
【００１０】
ゾーンプレートの一次焦点距離（ｆ）は、ｍ番目のリングの半径をＲｍとした場合、Ｒｍ２／ｍλで与えられる。従って、焦点距離は、波長と正の反比例の関係を有する。この関係のために、回折レンズに関して、青色（例えば、４７５ｎｍ）は、赤色（例えば、６５０ｎｍ）よりも長い焦点を有する。一番外側のゾーン（ΔＲｍ）の幅は、およそｆλ／２Ｒｍである。
【００１１】
このゾーン幅は、大きなｍで機能する近似であるため、この場合、Ｒｍは、一般的に、一番外側のゾーンであろう。ゾーンの幅は、半径とともに減少するため、一番外側のゾーンは、必要とされる製造精度を決定する。
【００１２】
図２は、レンズ構造を通じて赤色、緑色、青色の光を透過するレンチキュラーレンズ構造からの軸方向の距離の関数として、光強度を示している。図２ａは、フレネルゾーンプレートに関するものであり、図２ｂは、フレネルフォトンシーブに関するものである。強度のピークは、光が集中される場所に対応しており、異なる色が、レンズから異なる距離において集中されていることが分かる。
【００１３】
レンチキュラーベースのオートステレオスコピックディスプレイでは、レンズは、列方向におけるサブ画素のグループを覆っている。このように、グループにおける各サブ画素の出力は、レンズによって、異なるビュー方向に対して、描かれる。意図されたビュー距離において、隣接する画素は、約６０ｍｍの瞳孔間隔だけ離れた場所に描かれるため、異なる目は、異なる画素のセットを見る。このようにして、２つの目に対して異なるイメージが同時に供給される、オートステレオスコピックビューが可能となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
レンチキュラーディスプレイが、厚みのある積層されたディスプレイから作られる場合、小さい波長範囲、即ち、焦点面に位置する積層色に対応している波長のみにおいて、レンズの焦点が最適である（即ち、ディスプレイ画素平面において焦点面を有する）。これは、例えば、全て飽和した緑がかった色となり得る。短お色及び白色が、３Ｄのクロストークを作る。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、添付の請求項によって定義される。
【００１６】
本発明によれば、画素化されたディスプレイ出力を供給するためのディスプレイ配置と、異なるビューを異なる方向に方向付けることにより、オートステレオスコピックビューを可能とするレンズ配置と、を有し、前記ディスプレイ配置は、少なくとも第１及び第２のディスプレイ層を有し、各層が、１つの色又は色のセットを変調する、ディスプレイ積層を有し、前記レンズ配置は、第１の色のための第１の焦点距離と、第２の色のための第２の焦点距離とを有し、前記第１のディスプレイ層は、前記第２の焦点距離よりも、前記第１の焦点距離に近く、前記第１の色を変調し、前記第２のディスプレイ層は、前記第１の焦点距離よりも、前記第２の焦点距離に近く、前記第２の色を変調する、オートステレオスコピックディスプレイ装置が提供される。
【００１７】
積層された赤色、緑色、青色ＯＬＥＤ層や、電気泳動シアン、マジェンタ、イエロー層などのカラーディスプレイ技術は、複数の画素化された層の外側にフルカラーイメージを構成する。かかるディスプレイパネルを３Ｄレンチキュラーディスプレイにおいて適用する場合、及び、それらの層が、光学系の焦点距離に対して厚い場合、焦点ひいては３Ｄイメージ品質が損なわれる。光学的分散は、レンズの焦点が波長依存であることを意味する。
【００１８】
本発明のシステムは、各色が焦点にあるようなレンズ焦点の波長依存性について光変調層を順序付ける。特に、ＲＧＢ系に関し、緑色は、層の中間であり、ＣＭＹ系に関し、マジェンタ（Ｍ）が、中間である。このため、より一般的には、３つのディスプレイ層がある場合、中央の層は、可視スペクトルに対して最も中央である色を変調する。
【００１９】
「変調する」なる用語は、特定の周波数コンポーネント、即ち、色の強度を変えるための入射光の処理と同様に、所望の輝度の光出力の生成（即ち、変調された出力が生成される）をカバーすることを意図していることに留意すべきである。
【００２０】
画素コンポーネントの「変調された色」は、最大変調に対応する波長範囲として定義されることができる。例えば、赤色の非放射と放射とを切り替える放射ディスプレイ層は、６４０ｎｍの最大変調で、６００ｎｍから７００ｎｍの範囲において変調することができる。例えば、イエロー（５９０ｎｍ）と透明との間で切り替えを行なう非放射（即ち、減法の）画素コンポーネントは、４５０ｎｍ（の青色）に対して最も強い変調を有していてもよく、４００ｎｍから５００ｎｍまでの波長範囲において強く変調することができる。光学系は、好ましくは、光変調層の各々の位置と整合する波長依存性の焦点を有する。
【００２１】
このようにして、各光変調層は、（上述したように）変調のための焦点距離に位置することができる。これは、設計された視聴距離における視聴者の観点におけるレンズの焦点が、ディスプレイ層の最も近くに、好ましくは、ディスプレイ層の中に、位置することを意味する。実際には、レンズからの視聴者の距離は、レンズの焦点距離に比して極めて大きいため、レンズの焦点距離は、視聴者の場所へ出て行く光より、むしろ、平行に出て行く光（即ち、無限である）のための焦点面であると考えられ得る。焦点距離の位置は、光学的構造のディスプレイパネル側上、即ち、ディスプレイ画素が配置された領域における、光学的（レンズ）構造からの距離における面であると理解されるべきである。
【００２２】
このため、第１の例では、ディスプレイ層は、赤色光出力を生成するための光放射層と、緑色光出力を生成するための光放射層と、青色光出力を生成するための光放射層と、を有する。
【００２３】
上記レンズ配置は、屈折レンズ配置を有することができ、上記ディスプレイ層は、レンズ配置が青色、緑色、赤色で開始する方向で、順序付けられる。
【００２４】
これは、レンズ焦点が、光放射層の場所に整合していることを意味する。
【００２５】
上記レンズ配置は、代わりに、回折レンズ配置を有することができ、上記ディスプレイ層は、レンズ配置が赤色、緑色、青色で開始する方向で、順序付けられる。
【００２６】
再びではあるが、これは、レンズ焦点が、光放射層の場所に整合していることを意味する。レンズ焦点は、屈折レンズと比して、反対の周波数依存性を有するためである。このため、両方の場合において、緑色は、中間に位置する。
【００２７】
回折レンズ配置は、例えば、フレネルゾーンプレート、フラクタルゾーンプレート、又は、フラクタルフォトンシーブを有することができる。
【００２８】
他の例のセットでは、ディスプレイ層は、赤色光出力を除去するためのシアン光除去層と、緑色光出力を除去するためのマジェンタ光除去層と、青色光出力を除去するためのイエロー光除去層と、を有する。この除去配置は、例えば、電気泳動ディスプレイ技術を用いることができる。
【００２９】
上記レンズ配置は、屈折レンズ配置を有することができ、上記ディスプレイ層は、レンズ配置がイエロー、マジェンタ、シアンで開始する方向で、順序付けられる。
【００３０】
上記レンズ配置は、代わりに、回折レンズ配置を有することができ、上記ディスプレイ層は、レンズ配置がシアン、マジェンタ、イエローで開始する方向で、順序付けられる。
【００３１】
上記回折レンズ配置は、例えば、フレネルゾーンプレート、フラクタルゾーンプレート、又は、フラクタルフォトンシーブを有することができる。
【００３２】
減法ディスプレイは、レンズ配置に対して、ディスプレイ層の反対側に反射器を有する反射ディスプレイであってもよい。これは、除去層を通じて光が２つの経路を作ることを意味する。あるいは、光が、光変調層を一度だけ通過する場合、バックライトが、供給されてもよい。
【００３３】
他の配置では、ディスプレイ層は、シアン、マジェンタ、イエロー、ブラックのうちの２つの組み合わせを有する第１の光除去層と、シアン、マジェンタ、イエロー、ブラックのうちの他の２つの組み合わせを有する第２の光除去層と、を有する。
【００３４】
一の層が、シアン及びマジェンタの組み合わせを有することができ、他の層が、イエロー及びブラックの組み合わせを有することができる。これは、別個の層における波長（イエロー、シアン）において、２つの色を最も遠くに離したままにする。
【００３５】
レンズ配置は、ディスプレイ層の位置と整合する焦点距離を有するように、選択される。これは、標準的なレンズによって達成され得るが、この目的のために、レンズ光学系を特別に設計することも可能である。例えば、レンズ配置は、複数のレンズを有することができ、ここで、複数のレンズの色収差は、各々個別のレンズの色収差よりも大きい。このため、色収差は、所望のディスプレイ層設計に関し、波長依存の焦点距離が、ディスプレイ層の位置と整合するように、意図的に、増加される。レンズ配置は、レンズダブレットを有することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
本発明の例が、添付の図面を参照して、詳細に説明される。
【図１】図１は、ゾーンプレート及びフォトンシーブの２つの例を示している。
【図２】図２は、図１の回折レンズの２つに関する波長上の焦点距離の依存性を示している。
【図３】図３は、従来における問題と、本発明の装置とを説明するために用いられる。
【図４】図４は、減法ＣＭＹ系によって供給される色変調を説明するために用いられる。
【図５】図５は、様々な代替的色系を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本発明は、それらの色を変調するディスプレイ層上に色のより良い焦点が位置するように、レンズ焦点の波長依存性に関して順序付けられた異なる色層を持つ積層ディスプレイを供給する。光学系は、光変調層の各々の位置と整合する波長依存性の焦点を持つように、設計され得る。
【００３８】
本発明の配置では、層は、このため、ＲＧＢに関しては、緑色（Ｇ）が中間で、ＣＭＹに関しては、マジェンタ（Ｍ）が中間であるように、レンズ焦点の波長依存性に関して順序付けられる。
【００３９】
光学系は、発光層又は光変調荘の各々の位置と整合する波長依存性の焦点を持つように、構築されてもよい。
【００４０】
図３ａは、従来構造における問題を示している。当該ディスプレイは、光変調層１０ａ、１０ｂ、１０ｃの積層を有している。
【００４１】
ある例では、光変調層は、ＬＥＤ又はＯＬＥＤディスプレイ層などの発光層を有する。あるいは、バックライトからの光を変調する、又は、反射ディスプレイの場合は入射光を変調する光透過層が、使用され得る。
【００４２】
説明のために、レンズ色収差の効果が、光変調層の寸法に比して小さいと仮定する。結果、（無限遠から）レンズを通過する全ての光は、ディスプレイ積層の中間１０ｂにおいて、共通の焦点面に集中されると考えることができる。これは、上端及び下端のディスプレイ層１０ａ、１０ｃが、レンズ構造の焦点面にないことを意味する。
【００４３】
層の厚みは、使用されるディスプレイのタイプの関数である。十分なコントラスト比を供給するために、特定の厚みが必要とされ得る。電気的光学的効果が物理的に単一の層に制約される場合、各ディスプレイ層は、中間的な透過基板として機能する。
【００４４】
焦点距離及びピッチは、所望の３Ｄエクスペリエンスに基づいて決定される。焦点距離比に対する低いピッチ（小さい円錐）は、小さい領域における高い３Ｄ効果を可能とし、焦点距離比に対する大きいピッチは、より小さい３Ｄ効果を供給するが、より大きい視聴領域を与える。
【００４５】
本発明は、焦点を１つの波長（一般的には、緑色）に固定したままにするために、レンズ構造の波長依存性を調整するという思想に基づいている。
【００４６】
本発明は、屈折光学コンポーネント、回折光学コンポーネント、又は、組み合わせられたレンズ系に適用され得る。
【００４７】
（従来的なガラス又はポリマーレンチキュラーレンズなどの）屈折光学コンポーネントの場合、色収差は、（ＲＧＢ原色を考えた場合、）赤色が最も長く、青色が最も短いという焦点距離をもたらす。
【００４８】
回折光学コンポーネントの場合、青色の焦点距離が最も長く、赤色の焦点距離が最も短い。
【００４９】
図３ｂは、屈折コンポーネント３０と回折コンポーネント３２とを有する組み合わせレンズ系に適用される本発明のアプローチを示している。ＲＧＢ光コンポーネントが、一例として、示されている。各コンポーネントは、その色を変調するために使用されるディスプレイ層上に集中されている。
【００５０】
この例では、レンズ系は、純粋な回折系における、青色についてのより長い焦点の正味の影響を有する。回折レンズ及び屈折レンズの両方が、ポジティブであるが、それらが総レンズパワーに寄与する比が、調整され得る。屈折レンズは、回折レンズによって生じた色収差を減少させる。異なるように調整することによって、正味の影響は、純粋な屈折系における、赤色についてより長い焦点を有するようになされる。
【００５１】
かかるハイブリッド系は、光学的シミュレーションを通じて、層の位置に対して調整され得る。
【００５２】
薄いレンズであると仮定すると、次式が成立する。
１／ｆＡ＝１／ｆ１Ａ＋１／ｆ２Ａ
１／ｆＢ＝１／ｆ１Ｂ＋１／ｆ２Ｂ
【００５３】
ここで、ｆＡは、層Ａの色を変調するためのレンズ系の焦点距離であり、ｆＢは、他の層Ｂの色を変調するためのレンズ系の焦点距離であり、ｆ１Ａ、ｆ１Ｂ、ｆ２Ａ、ｆ２Ｂは、層Ａ、Ｂの色をそれぞれ変調するための系におけるレンズ１、２の焦点距離である。層Ａは、一般的に、赤色又はシアンであり、層Ｂは、一般的に、青色又はイエローである。
【００５４】
焦点距離は、波長依存性であるため、材料、曲率、ゾーンなどのパラメータが、系における層のための適切な焦点距離につながるように調整されるべきである。つまり、ｆＡ及びｆＢは、ｓｕｍｉ［ｄｉ／ｎｉ］に対応するべきである。ここで、ｄｉは厚みであり、ｎｉは交差するｉ番目の層の屈折率（ＩＯＲ）であり、両方は、赤色及び青色変調層である。
【００５５】
このアプローチは、様々なレンズ構造に適用され得る。
【００５６】
第１の実施形態は、屈折レンチキュラーレンズスタックの使用に基づいている。レンチキュラーレンズスタックは、一般的に、波長依存焦点を有する。
【００５７】
本発明によれば、かかるレンズを使用する場合、層は、光変調されるスペクトルの一部が、焦点に位置するように、順序付けられるべきである。（ＲＧＢなどの）放射層の場合、一の色の画素は、その色に対応する波長を変調する。放射層の場合、減法色スキーム（ＣＭＹなど）が使用される。この場合、一の色の画素は、（例えば、ＲＧＢそれぞれの）その反対を変調する。シアン層を例にすると、シアン層の画素は、白色（透明）又はシアン（又は、中間）に変調されることができ、これは、可視スペクトルの赤色部分が、シアン画素によって変調されることを意味する。
【００５８】
この変調を効果的にするために、スペクトルの赤色部分は、色除去が発生できるような層に集中される必要がある。層を通じて（次の色除去層へ）透過される他の色は、上記層で集中される必要はない。
【００５９】
このため、単純な減法系では、レンズ側から始める場合の順序は、好ましくは、ＹＭＣのＢＧＲなど、波長を増加させる順序であるべきである。
【００６０】
本発明は、色変調層の適切な順序付け、さらには、各色変調層が適切な焦点距離にあるような光学系の設計に基づいている。これは、簡単なレンズ構造の使用を必要とする、又は、レンズ構造に適用される幾つかの色収差の修正を必要とする。
【００６１】
レンズを組み合わせることによって、分散を減少させることが可能である。かかる技術の１つは、色消しである。色消しは、以下のルールによる、（一緒に固められた、又は、ギャップを有する）二重レンズ系である。
（ｆａＶａ）−１＋（ｆｂＶｂ）−１＝０
【００６２】
ここで、Ｖｉは、材料のアッベ数（分散の尺度）であり、ｆｉはダブレットにおけるレンズの各々の焦点距離である。
【００６３】
同様に、異なるダブレットを設計することによって、色収差は、増加され得る。特別な手当てが、許容可能な他のレンズ収差の増加を制限するためにとられる必要がある。
【００６４】
以下の表は、低いアッベ数（高い分散）を有するシングレット、色消し、シングレットよりも高い分散を有するように設計されたダブレットを示している。
【表１】
2016518616.tif 000003
【００６５】
この表は、ＳＦ５シングレット（ｆ１＝０）、及び、ＢＫ７及びＳＦ５のガラス材料を有するダブレットについての、波長依存正の近軸の焦点距離、及び、長手方向の色収差を示している。上記シングレットは、平凹である。ダブレットについて、レンズ１は、両側で（反対符号の）同一半径を有する。レンズ２は、レンズ１に接着されている。
【００６６】
上記表において、
ｆ１は、第１のレンズの焦点距離（空気中）であり、
ｆ２は、第２のレンズの焦点距離（空気中）であり、
ｆＦは、Ｆラインのためのレンズ系の焦点距離（４８６．１３ｎｍ）であり、
ｆｄは、ｄラインのためのレンズ系の焦点距離（４６６．８１ｎｍ）であり、
ｆＣは、Ｃラインのためのレンズ系の焦点距離（６５６．２８ｎｍ）であり、
Δｆ／ｆｄ＝１００％（ｆＣ−ｆＦ）であり、これは、色収差の量を示している。
【００６７】
かかる屈折系は、光学的シミュレーションを通じて、層の位置が調整され得る。
【００６８】
低いアッベ数を有する材料が選択された場合でさえ、屈折正レンズ又はレンズ系は、厚い積層のために十分極端である焦点における波長依存性の変形を有さないことがある。例えば、エレクトロウェッティングレンズスタックは、１ｍｍの厚さであってもよいが、その焦点距離は、３ｍｍから６ｍｍの範囲にしかない。
【００６９】
上述のようなゾーンプレート又はフォトンシーブは、屈折レンズの分散よりも、強く、反対の波長依存性を有する。
【００７０】
従って、第２の例では、レンチキュラーレンズは、ゾーンプレート又はフォトンシーブから構築されてもよく、層は、レンズ側から開始して、ＲＧＢ又はＣＭＹなどにおいて、波長を減少させる順で順序付けられる。
【００７１】
オートステレオスコピック３Ｄディスプレイに適用されるレンチキュラーレンズのための一般的な強さは、約４〜８のピッチ（ｐ）対焦点距離（ｆ）比（ｃ）を有する。ゾーンプレートが適用される場合、一番外側のゾーン（ΔＲｍ）の幅は、およそ、次式で表される。
ΔＲｍ＝ｆλ／２Ｒｍ＝λｆ／ｐ＝λｃ
【００７２】
典型的な値としては、ｃは６に等しく、λは５５０ｎｍ（緑色）に等しく、ΔＲｍは３．３マイクロメートルに等しい。この解像度は、リソグラフ処理によって、容易に達成可能であり、スタンプなどのより安価な技術でも可能である。
【００７３】
ゾーンプレート及びフォトンシーブのイメージは、球状である。しかしながら、「円柱状」のゾーンプレートを構築することも可能である。これらは、線形フレネルゾーンプレートと称されることがある。
【００７４】
このタイプの回折光学系の焦点は、波長と単純な関係を有する。屈折レンズ又はゾーンプレートが、ディスプレイ層の寸法と整合するための正しい焦点変化を供給することが可能である。しかしながら、２以上のレンチキュラーレンズが、各々に関係する波長のための所望の焦点をもたらすように、少なくとも１つの回折素子、及び、少なくとも１つの屈折素子を有するレンズスタックを形成するために結合されてもよい。
【００７５】
これは、図３ｂに概略的に示されているアプローチである。回折ゾーンプレート又はフォトンシーブが、屈折レンズの分散よりも強く反対の波長依存性を有する場合、最終的な波長依存性は、図３ｂに示されているとおりであり、青色光に関し、赤色光よりも大きな焦点距離を有する。
【００７６】
屈折素子の焦点距離を増加させることは、最も薄い領域のサイズも増加させる。
【００７７】
上述したように、画素コンポーネントの「変調色」は、最大変調に対応する波長範囲である。これは、放射画素に関して明らかである。減法色系では、これは、より直感的でない。
【００７８】
図４ａは、ＣＭＹ減法色系の透過スペクトルを示している。図示のように、イエローの画素は、青色（約４５０ｎｍ）を選択的に吸収し、マジェンタの画素は、緑色（約５２０ｎｍ）を選択的に吸収し、シアンの画素は、赤色（約７００ｎｍ）を選択的に吸収する。
【００７９】
当該システムのための色変調関数が、図４（ｂ）に示されており、除去システムは、伝達関数の逆数に対応している。これに基づき、イエローの画素は、青色波長範囲において変調し、マジェンタの画素は、緑色波長範囲で変調し、シアンの画素は、赤色波長範囲で変調すると考えられる。
【００８０】
上記説明は、軸方向の色収差の有用な使用に基づいている。しかしながら、横方向の色収差は、画素に対して視聴位置を割り当てた場合、補償されるべきものである。これは、視聴マスクを効果的に変更する。
【００８１】
本発明は、一次円錐の範囲内で、３Ｄイメージ品質を改善する。層毎に異なる焦点に関し、３Ｄイメージは、二次円錐のために歪みを受け得る。このため、本発明は、電子書籍及びタブレットなどの単一ユーザ装置に対して、特に、興味を起こさせる。
【００８２】
本発明は、３色のシステムに限定されない。
【００８３】
ＣＭＹ色減法系の場合の問題は、良好な黒色を生成することである。解決法は、黒色のためのＫを有するＣＭＹＫ色系である。幾つかの光変調システムは、層毎に、２つのピグメント／インクを制御することができ、結果、ＣＭＹＫ系は、変調層のみを有するように実装されることができる。この場合、シアン（Ｃ）とイエロー（Ｙ）とを別個の層に配置することが好ましい。例えば、シアン及びマジェンタは、上層に位置され、イエロー及びブラックは、低層に位置され得る。
【００８４】
従って、本発明は、４色のシステムにも適用可能である。
【００８５】
本発明は、限定カラーレイヤディスプレイにも適用可能である。限定カラーディスプレイは、２つの色コンポーネントしか持たない。一例は、黒色及び赤色を有する減法色系である。他の例は、青色及び緑色だけを有する加法色系である。層の順序は、各層の変調色に従って、レンズシステムの波長依存性の焦点と整合するべきである。
【００８６】
図５は、様々な色系のための画素層の光変調関数を示している。
【００８７】
図５ａは、基本的なＲＧＢ加法色系を示している。
【００８８】
図５ｂは、ＣＭＹ減法色系を示しており、これは、図４ｂに対応している。
【００８９】
図５ｃは、２つだけの画素色を有する、ＢＧ（ブルーグリーン）限定色加法色系を示している。
【００９０】
図５ｄは、ＲＫ（レッドブラック）限定色減法色系を示している。赤色画素は、緑色及び青色を除去し、このため、低波長範囲における変調関数を有し、黒色画素は、白色を除去し、このため、より高い波長において中央化された、より広い変調関数を有する。各変調ピークの中央波長は、上述したようなレンズ設計が考慮される。
【００９１】
図５ｅは、図５ｂに示されたプロットに対して黄色コンポーネントを追加する、ＲＹＧＢ複一次加法色系を示している。
【００９２】
また、ＲＧＢＷ（Ｗは、白色）複数一次系、及び、ＲＣＢＹ複数一次系もある。
【００９３】
減法ディスプレイ設計は、電気泳動ディスプレイ技術、エレクトロクロミックディスプレイ技術、又は、エレクトロウェッティングディスプレイ技術を使用することができる。放射ディスプレイ設計は、（放射画素領域の外側で）透明であるように構成され得る任意の放射技術を使用することができる。例えば、エレクトロルミネセントディスプレイ技術、ＯＬＥＤディスプレイ技術、又は、個別ＬＥＤディスプレイ技術が使用され得る。
【００９４】
本発明は、電子書籍及びタブレットなどの単一ユーザ装置に対して特に興味をもたせる、全色域反射ディスプレイなどの積層されたディスプレイに基づく、全ての３Ｄレンチキュラーディスプレイに適用可能である。
【００９５】
本発明は、既存のディスプレイ技術を既存のレンズ技術と組み合わせて使用することができ、本発明は、所望の焦点効果をもたらすためのこれらのコンポーネントの配置及び選択にある。このため、基盤技術は、詳細に説明されていない。
【００９６】
上記ディスプレイは、単一ビューのステレオスコピック設計（２つのビュー）、又は、複数ビューのステレオスコピックディスプレイ技術（複数のビューの組）であってもよい。レンズ配置及び画素配置の幾何学的設計は、オートステレオスコピックディスプレイ設計のための標準的な原理に従っている。
【００９７】
開示の実施形態に対する他の変形が、図面、開示、及び、添付の請求項の研究から、本発明を実施する際、当該技術分野における当業者によって、理解され、実現され得る。請求項において、「有する」なる用語は、他の要素又はステップの存在を除外せず、単数形は、複数であることを除外しない。特定の手段が、相互に異なる従属項において言及されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが好適に用いられないということを示すものではない。請求項中の任意の参照符号は、本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきでない。
【図１Ａ】
2016518616.tif 000004
【図１Ｂ】
2016518616.tif 000005
【図１Ｃ】
2016518616.tif 000006
【図２Ａ】
2016518616.tif 000007
【図２Ｂ】
2016518616.tif 000008
【図３】
2016518616.tif 000009
【図４Ａ】
2016518616.tif 000010
【図４Ｂ】
2016518616.tif 000011
【図５Ａ】
2016518616.tif 000012
【図５Ｂ】
2016518616.tif 000013
【図５Ｃ】
2016518616.tif 000014
【図５Ｄ】
2016518616.tif 000015
【図５Ｅ】
2016518616.tif 000016
【国際調査報告】
2016518616.tif 000017
2016518616.tif 000018
2016518616.tif 000019