(57)【要約】  方法及び装置は、それぞれの周縁端に沿って相互に隣接して配置された複数のディスプレイパネルを有し、それぞれの第１及び第２の画像面が互いに対して鈍角Ｔをなす、ディスプレイデバイスを提供する。ディスプレイデバイスは、第１及び第２の画像面に近接して配置されて第１及び第２の画像面を覆い、第１及び第２のフラットパネルディスプレイの周縁端に近接して配置されて第１と第２の画像面の間の鈍角に相補的な湾曲を有する光補償領域を有する、カバーシートをさらに有する。光補償領域は、第１及び第２のフラットパネルディスプレイのそれぞれの周縁端に近接する第１及び第２のフラットパネルディスプレイのそれぞれの周縁領域によって生じる光を曲げて、第１及び第２のフラットパネルディスプレイ上に表示される画像に周縁端によって導入される視覚不連続性を減じる。
2016505864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイ装置において、
周縁端及び第１の画像面を有する第１のフラットパネルディスプレイと、
周縁端及び第２の画像面を有する第２のフラットパネルディスプレイと、
前記第１の画像面及び前記第２の画像面に近接して配置され、前記第１の画像面及び前記第２の画像面を覆うカバーシートであって、
（ｉ）前記第１のフラットパネルディスプレイの前記周縁端及び前記第２のフラットパネルディスプレイの前記周縁端に近接して配置される、及び
（ii）前記第１の画像面と前記第２の画像面の間に前記鈍角に相補的な湾曲を有する、
光補償領域を有する、カバーシートと、
を備え、
前記第１のフラットパネルディスプレイ及び前記第２のフラットパネルディスプレイは、
（ｉ）前記第１のフラットパネルディスプレイ及び前記第２のフラットパネルディスプレイの前記それぞれの周縁端に沿って相互に隣接して配置され、
（ii）前記第１のフラットパネルディスプレイの前記第１の画像面と前記第２のフラットパネルディスプレイの前記第２の画像面の間に鈍角Ｔをなす、ここで、Ｔは０°より大きく１８０°以下であり、
前記光補償領域が、前記第１のフラットパネルディスプレイ及び前記第２のフラットパネルディスプレイの前記それぞれの周縁端に近接する前記第１のフラットパネルディスプレイ及び前記第２のフラットパネルディスプレイのそれぞれの周縁領域によって生じる光の少なくともいくらかを曲げて、前記第１のフラットパネルディスプレイ上及び前記第２のフラットパネルディスプレイ上に表示される画像に前記それぞれの周縁端によって導入される視覚不連続性を減じるために動作する、
ことを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項２】
前記カバーシートの前記光補償領域の前記湾曲並びに前記第１のフラットパネルディスプレイ及び前記第２のフラットパネルディスプレイの前記周縁端への前記カバーシートの前記近接により、
（ｉ）前記カバーシートの裏面と前記第１のフラットパネルディスプレイ及び前記第２のフラットパネルディスプレイの前記それぞれの周縁領域及び前記それぞれの周縁端の間に隙間が生じ、
（ii）前記それぞれの周縁領域の外側の中央領域においては、前記カバーシートの前記裏面と前記第１のフラットパネルディスプレイ及び前記第２のフラットパネルディスプレイの間に隙間が生じない、
ことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項３】
前記光補償領域が前記カバーシートの前面または裏面の少なくとも一方の上に配された複数のプリズムを有し、前記複数のプリズムのそれぞれのプリズムが前記それぞれのプリズムに対する偏差角を定める少なくとも１つのそれぞれの頂角を有することを特徴とする請求項１または２に記載のディスプレイ装置。
【請求項４】
前記複数のプリズムのそれぞれのプリズムの前記それぞれの頂角が、規定された許容頂角範囲内で、実質的に同じである、及び
前記複数のプリズムのそれぞれのプリズムの前記それぞれの頂角が、前記第１のフラットパネルディスプレイの前記周縁端及び前記第２のフラットパネルディスプレイの前記周縁端からの前記それぞれのプリズムの距離の関数として、
（ｉ）前記距離が最大であるときに最大値にある、及び
（ii）前記距離が減少するにつれてゼロに向けて減少する、
ように変化する、
の内の１つであることを特徴とする請求項３に記載のディスプレイ装置。
【請求項５】
前記カバーシートの前記光補償領域の前記湾曲並びに前記第１のフラットパネルディスプレイの前記周縁端及び前記第２のフラットパネルディスプレイの前記周縁端への前記カバーシートの前記近接により、前記カバーシートの前記裏面と前記第１のフラットパネルディスプレイ及び前記第２のフラットパネルディスプレイの前記それぞれの周縁領域及び前記それぞれの周縁端の間に隙間が生じる、
前記隙間が前記カバーシートの前記裏面から、前記第１のフラットパネルディスプレイ及び前記第２のフラットパネルディスプレイの前記周縁端に対して中心をなすか、またはそれらの交点にある、基準軸に向けて法線軸に沿って延びる奥行き寸法Ｇを有する、
前記隙間の前記奥行き寸法Ｇの最小値は１/(ｔａｎ(Ｄａ−Ｖａ))に比例する、
式中、Ｄａは前記それぞれのプリズムの偏差角であり、Ｖａは視聴者の視点から前記第１のフラットパネルディスプレイ及び前記第２のフラットパネルディスプレイの前記周縁端に向かう視角である、
及び
前記隙間の前記最小奥行き寸法ＧはＢ/(ｔａｎ(Ｄａ−Ｖａ))に比例する、
式中、Ｂは、前記第１のフラットパネルディスプレイ及び前記第２のフラットパネルディスプレイの前記それぞれの周縁端に対して垂直方向に測定される、前記周縁領域の幅である、
の少なくとも１つであることを特徴とする請求項３に記載のディスプレイ装置。
【請求項６】
前記隙間内に配置され、前記カバーシートの前記裏面に結合された１つ以上の音響アクチュエータをさらに有し、前記アクチュエータはオーディオ信号を音響運動エネルギーに、前記カバーシートが音響振動膜として動作し、前記音響運動エネルギーを前記画像面の視聴者に向けて投射するように、変換するために動作することを特徴とする請求項２に記載のディスプレイ装置。
【請求項７】
前記画像面の視聴者が許容位置範囲内にいるか否かをモニタするために動作し、前記第１のフラットパネルディスプレイ及び前記第２のフラットパネルディスプレイの前記それぞれの周縁端によって導入される視覚不連続性を前記光補償領域が有意に減じることを保証する、１つ以上の位置検知デバイスと、
制御回路であって、
（ｉ）前記視聴者が前記許容位置範囲内にいることを前記１つ以上の位置検知デバイスが示しているときには、前記第１のフラットパネルディスプレイ及び前記第２のフラットパネルディスプレイによる画像の表示を可能にする、及び
（ii）前記視聴者が前記許容位置範囲内にいないことを前記１つ以上の位置検知デバイスが示しているときには、前記第１のフラットパネルディスプレイ及び前記第２のフラットパネルディスプレイによる画像の前記表示を禁止する、
ために動作する、制御回路と、
をさらに有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のディスプレイ装置。
【請求項８】
前記カバーシートの前記光補償領域の前記湾曲並びに前記第１のフラットパネルディスプレイ及び前記第２のフラットパネルディスプレイの前記周縁端への前記カバーシートの前記近接により、前記カバーシートの裏面と前記第１のフラットパネルディスプレイ及び前記第２のフラットパネルディスプレイの前記それぞれの周縁端及び前記それぞれの周縁領域の間に隙間が生じ、前記カバーシートの前記裏面から前記第１のフラットパネルディスプレイ及び前記第２のフラットパネルディスプレイの前記隣接周縁端に近接する位置まで前記隙間にかけてバッフルが広がることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のディスプレイ装置。
【請求項９】
ディスプレイ装置において、
周縁端及び第１の画像面を有する第１のフラットパネルディスプレイと、
周縁端及び第２の画像面を有する第２のフラットパネルディスプレイと、
前記第１の画像面及び前記第２の画像面に近接して配置され、前記第１の画像面及び前記第２の画像面を覆うカバーシートであって、
（ｉ）前記第１のフラットパネルディスプレイの前記周縁端及び前記第２のフラットパネルディスプレイの前記周縁端に近接して配置される、
（ii）前記第１のフラットパネルディスプレイ及び前記第２のフラットパネルディスプレイの前記それぞれの周縁端に近接する前記第１のフラットパネルディスプレイ及び前記第２のフラットパネルディスプレイのそれぞれの周縁領域によって生じる光の少なくともいくらかを曲げて、前記第１のフラットパネルディスプレイ上及び前記第２のフラットパネルディスプレイ上に表示される画像に前記それぞれの周縁端によって導入される視覚不連続性を減じる、第１のモードで動作する、
（iii）前記視覚不連続性を実質的に減じない、第２のモードで動作する、
制御可能な光補償領域を有する、カバーシートと、
を備え、
前記第１のフラットパネルディスプレイ及び前記第２のフラットパネルディスプレイは、
（ｉ）前記第１のフラットパネルディスプレイ及び前記第２のフラットパネルディスプレイの前記それぞれの周縁端に沿って相互に隣接して配置される、及び
（ii）前記第１の画像面と前記第２の画像面の間に鈍角Ｔをなす、ここで、Ｔは０°より大きく１８０°以下である、
ことを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項１０】
ディスプレイ装置において、
周縁端及び第１の画像面を有する第１のフラットパネルディスプレイであって、第１のバックライトをさらに有する第１のフラットパネルディスプレイと、
第２のバックライトを有する第２のフラットパネルディスプレイであって、周縁端及び第２の画像面をさらに有する第２のフラットパネルディスプレイと、
前記第１の画像面及び前記第２の画像面に近接して配置され、前記第１の画像面及び前記第２の画像面を覆うカバーシートであって、
（ｉ）前記第１のフラットパネルディスプレイの前記周縁端及び前記第２のフラットパネルディスプレイの前記周縁端に近接して配置される、及び
（ii）前記第１の画像面と前記第２の画像面の間の前記鈍角に相補的な湾曲を有する、
光補償領域を有する、カバーシートと、
を備え、
前記第１のフラットパネルディスプレイ及び前記第２のフラットパネルディスプレイは、前記第１のフラットパネルディスプレイ及び前記第２のフラットパネルディスプレイの前記それぞれの周縁端に沿って相互に隣接して配置され、前記第１の画像面と前記第２の画像面の間に鈍角Ｔが形成される、ここで、Ｔは０°より大きく１８０°以下であり、
前記光補償領域は、前記第１のフラットパネルディスプレイ及び前記第２のフラットパネルディスプレイの前記それぞれの周縁端に近接する前記第１のフラットパネルディスプレイ及び前記第２のフラットパネルディスプレイのそれぞれの周縁領域によって生じる光の少なくともいくらかを曲げて、前記第１のフラットパネルディスプレイ上及び前記第２のフラットパネルディスプレイ上に表示される画像に前記それぞれの周縁端によって導入される視覚不連続性を減じるために動作し、
前記第１のバックライト及び前記第２のバックライトが指向性バックライトである、
ことを特徴とするディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は２０１２年１１月２日に出願された米国仮特許出願第６１/７２１７８５号及び２０１３年３月１４日に出願された米国仮特許出願第６１/７８３４９５号の米国特許法第１１９条ｅ項の下の優先権の恩典を主張する。これらの仮特許出願の明細書の内容はそれぞれの全体が参照として本明細書に含められる。
【技術分野】
【０００２】
本発明は全般にはディスプレイデバイスに関し、特に、複数枚の隣接するフラットパネルディスプレイ及びフラットパネルディスプレイに近接して配置された湾曲カバーシートを有する没入型ディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００３】
デジタルイメージング技術が急速に進歩するにつれて、デジタルディスプレイ上の画像の視聴者はディスプレイを通して彼／彼女等が体感する仮想現実のレベルにおける益々高い画像品質及び同時性強化を要求する。実際、視聴者は、少なくともある程度は視聴者が見ている画像が表示される方式によって仮想３Ｄ空間内に視聴者がいるという感覚を得たがる。
【０００４】
向上した仮想（視覚）現実を達成するための一手法は、従来のＣＲＴディスプレイの４：３のアスペクト比に比較して、１６：９のアスペクト比のような、一層広いアスペクト比をもつデジタルディスプレイ上にデジタル画像を表示することであった。１６：９のアスペクト比は、映画館での本編上映に用いられてきたし、家庭用デジタルディスプレイに用いられる場合には十分に受け入れられてきたが、視聴者はさらに一層優れた仮想（視覚）現実を要求し続けている。
【０００５】
仮想現実体感の継続的向上に向けて技術を進歩させるための別の手法は、集合スクリーンの見かけの寸法を大きくするために複数枚のディスプレイをアレイに配置する（時に、ディスプレイを「タイル張り」すると称される）ことであった。図１に示されるように、そのような構成の１つは３枚の（例えばそれぞれのアスペクト比が１６：９のような）従来のフラットパネルディスプレイ１０を、実効アスペクト比を（４８：９または別のアスペクト比まで）拡大するため、直線配列で横並びに配置することである。そのような手法の目標は、視聴者が周辺視野から拾い上げる領域が、彼または彼女が仮想空間内に実際にいる効果に加わるような広いスクリーンを視聴者に提供することである。この手法は視聴者が体感する仮想現実にある程度の向上をもたらしたが、かなり目立つ欠点、すなわち、ベゼル１２を含むディスプレイの隣接する周縁端が、集合スクリーンに不連続性を導入し、視覚フローを途切れさせて、視聴者の視覚体感を弱めるという欠点がある。ユーザはできる限り画像内容に集中することで不連続性に対処することができるが、それでも、ベゼル１２は体感の、かなり大きく、望ましくない、要素のままである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
視覚現実体感を向上させる別の従来の手法は、大きく、湾曲したスクリーンを用い、プロジェクタによって画像をスクリーンに投影することである。プロジェクションシステムではベゼル不連続性が軽減及び／または排除され得るが、そのようなシステムにはスクリーン及び投影装置を置くためにかなり大きい空間が必要であり、これはホームエンターテインメント環境のような、多くの用途にとって極めて望ましくない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
図２を参照すれば、ディスプレイベゼルによって集合スクリーンに導入される不連続性を減じるための一手法は、直線配列フラットパネルディスプレイ１０と視聴者１６間に透明材料シート１４を有するシステム１００を提供することである。ベゼル１２の近くで、透明材料シート１４の主表面の一方または他方の上に光偏向素子（図示せず）を与えることにより、そのような素子とフラットパネルディスプレイ１０の間にある程度の距離が確保されていれば、ベゼル起因不連続性は減じられ得る。しかし、そのような手法の成功はシステム１００の幾何学的配置、特に視聴者１６の位置及び視角に強く依存する。実際、システム１００の幾何学的配置の結果、集合スクリーンの位置Ａまたはその近くにおいて、そのような位置においては視聴者１６の視角がスクリーンの法線になるように視聴者の位置が定められるから、不連続性のかなりの軽減を得ることができる。しかし、位置Ｂ及び／またはＣにおいては、視角が法線に対して（法線から約２０°のような）ある閾角より大きくなることがあり、これは、ベゼル起因不連続性のいくらかの軽減は達成され得るとしても、視聴者１６によって見られる画像に、かなりの、望ましくないアーティファクトを導入することになり得る。この問題は視聴者が集合スクリーンに近づくにつれて悪化し、これも、視聴者１６は彼または彼女の仮想環境への「没入」を強めるためにスクリーン幅の拡大を探し求めるであろうから、視聴者１６が移動することになろう。したがって、視聴者１６がシステム１００に対してどこにいようとも、望ましくないアーティファクトが生じる１つ以上の視角が必ずあるであろう。
【０００８】
１つ以上の実施形態にしたがえば、本明細書に説明される方法及び装置は、
周縁端及び第１の画像面を有する第１のフラットパネルディスプレイと、
周縁端（例えば、ベゼル）及び第２の画像面を有する第２のフラットパネルディスプレイと、
第１及び第２の画像面に近接して配置されて、第１及び第２の画像面を覆うカバーシートであって、
（ｉ）第１及び第２のフラットパネルディスプレイの周縁端に近接して配置され、
（ii）第１の画像面と第２の画像面の間で鈍角に相補的な湾曲を有する、
光補償領域を有する、カバーシートと、
を備え、
前記第１及び第２のフラットパネルディスプレイは、
（ｉ）第１及び第２のフラットパネルディスプレイのそれぞれの周縁端に沿って相互に隣接して配置され、
（ii）第１の画像面と第２の画像面の間に鈍角Ｔをなし、
前記光補償領域は、第１及び第２のフラットパネルディスプレイのそれぞれの周縁端に近接する第１及び第２のフラットパネルディスプレイのそれぞれの周縁領域によって生じる少なくともいくらかの光を曲げて、第１及び第２のフラットパネルディスプレイ上に表示される画像にそのような周縁端によって導入される視覚不連続性を減じるために、動作する。
【０００９】
第１及び第２のディスプレイの少なくとも一方は覗き見防止フィルムを有することができる。例えば、覗き見防止フィルムはカバーシートの少なくとも一部の上に配することができる。
【００１０】
本発明のさらなる特徴及び利点は以下の詳細な説明に述べられ、ある程度は、当業者にはその説明から容易に明らかであろうし、以下の詳細な説明及び添付される特許請求の範囲を含み、また添付図面も含む、本明細書に説明されるように本発明を実施することによって認められるであろう。
【００１１】
上述の全般的説明及び以下の詳細な説明のいずれもが、本開示の本質及び特質を理解するための概要または枠組みの提供が目的とされる実施形態を提示していることは当然である。添付図面は本開示のさらに深い理解を提供するために含められ、本明細書に組み入れられて本明細書の一部をなす。図面は本開示の様々な実施形態を示し、記述とともに、本開示の原理及び動作の説明に役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、比較的大きな複合画像面を形成するためにアレイ形態にフラットパネルディスプレイをタイル張りすることによって視聴者に高められた視聴体感を提供する、従来技術のシステムの前面図である。
【図２】図２は、アレイ形態にフラットパネルディスプレイをタイル張りし、フラットパネルディスプレイのそれぞれのベゼルによって導入される不連続性を補正するための光補償を与えることによって、視聴者に高められた視聴体感を提供するシステムについての（見下ろしている）上面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、湾曲面に近いアレイにフラットパネルディスプレイをタイル張りし、ベゼル起因不連続性を補正するための光補償を与えることによって、視聴者に高められた視聴体感を提供する別のシステムについての（見下ろしている）上面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは図３Ａのシステムの一部の側立面図である。
【図４】図４は、図３Ａのシステムを実施し、本明細書に説明される１つ以上の実施形態にしたがう光補償手法を用いている、実験室環境で構築されたプロトタイプの立面デジタル画像である。
【図５】図５は、光補償素子のさらに詳細を示す、図３Ａのシステムの拡大部分上面図である。
【図６】図６は、図５の光補償領域内及びその周囲の、プリズムのような、いくつかの別及び／または追加の構造の拡大図である。
【図７Ａ】図７Ａは図６のプリズムのある非理想特性を示す略図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図６のプリズムの頂角と、得られる、望ましくない方向に伝搬している光の量の間の関係を示すグラフである。
【図８】図８は、１つ以上の別の実施形態にしたがう、いくつかの別及び／または追加の構造及び特徴の拡大図である。
【図９】図９は、視角の関数としての、フラットパネルディスプレイの画像面のそれぞれの法線に対する「常」光線及び「ゴースト」光線の角度のグラフである。
【図１０】図１０は、視角の関数としての、図９の「ゴースト」光線内に含まれる光の百分率のグラフである。
【図１１】図１１は輝度向上フィルム（ＢＥＦ）を有する指向性バックライトからの光の水平方向角度分布のグラフである。
【図１２】図１２は輝度向上フィルム（ＢＥＦ）を有する指向性バックライトからの光の垂直方向角度分布のグラフである。
【図１３】図１３は２枚の十字交差輝度向上フィルムを有する指向性バックライトからの光の水平方向角度分布のグラフである。
【図１４】図１４は２枚の十字交差輝度向上フィルムを有する指向性バックライトからの光の垂直方向角度分布のグラフである。
【図１５】図１５は市販の光放射角が狭いＬＥＤからの光の水平方向角度分布のグラフである。
【図１６】図１６は市販の光放射角が狭いＬＥＤからの光の垂直方向角度分布のグラフである。
【図１７】図１７は方向変換フィルムを有する指向性バックライトの断面図である。
【図１８】図１８は図１７の指向性バックライトからの光の、モデル計算による、水平方向角度分布のグラフである。
【図１９】図１９は図１７の指向性バックライトからの光の、モデル計算による、垂直方向角度分布のグラフである。
【図２０】図２０は光コリメートフィルムを有する指向性バックライトの断面図である。
【図２１】図２１は、タイル張りディスプレイのベゼル起因不連続性の補償を可能にするため及び禁止するための構成を可能にすることができる、視聴者に高められた視聴体感を提供する別のシステムの（見下ろしている）上面図である。
【図２２Ａ】図２２Ａは、タイル張りディスプレイのベゼル起因不連続性の補償を可能にするため及び禁止するための構成を可能にするために用いることができる、カバーシート構成の略図を示す。
【図２２Ｂ】図２２Ｂは、タイル張りディスプレイのベゼル起因不連続性の補償を可能にするため及び禁止するための構成を可能にするために用いることができる、カバーシート構成の略図を示す。
【図２３】図２３は、隣接ディスプレイ間の隙間に配置されたバッフルを利用する、タイル張りディスプレイの周縁端に隣接して配置されたカバーシートの光補償領域の別の実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の、それらの例が添付図面に示される、現在好ましい実施形態をここで詳細に参照する。可能であれば必ず、全図面にわたり同じ参照数字が同じかまたは同様の要素を指して用いられる。
【００１４】
図面を参照すれば、図３Ａに、フラットパネルディスプレイを全体的に湾曲したアレイ形態にタイル張りし、ベゼル起因不連続性を補正するために光補償を与えることによって、視聴者に高められた視聴体感を与えるディスプレイシステム２００の（見下ろしている）上面図が示されている。図３Ｂは、図３Ａのシステムの（３Ｂと表示されている）領域の側立面図である。
【００１５】
ディスプレイシステム２００は概ね曲面のアレイ形態に配置された複数枚のフラットパネルディスプレイ２１０（例えば、２１０ａ，２１０ｂ及び２１０ｃ）及び、フラットパネルディスプレイ２１０に近接して配置され、フラットパネルディスプレイを覆う、カバーシート２２０を備える。以下でさらに詳細に論じられるように、カバーシート２２０は、フラットパネルディスプレイ２１０の周縁端２１２（例えば、ベゼル２１２ａ，２１２ｂ及び２１２ｃ）によって導入される視覚不連続性を減じる光補償領域２２２を有する。そのような不連続性は連接ベゼル間の隙間によっても生じ得ることに注意すべきである。本実施形態は、フラットパネルディスプレイ２１０の横列は１つしかなく、いくつかの縦列があるから、いわゆる、一次元半円筒型アレイを示す。しかし、当業者であれば、本明細書の詳細な説明が、考えられる実施形態を逸脱せずに二次元アレイディスプレイに容易に適用され得ることを了解するであろう。二次元アレイは（二次元湾曲を示す）半球型または（一次元湾曲を示す）円筒型とすることができ、あるいは半球または円筒ではない弧状形を有する。
【００１６】
本開示で論じられるディスプレイシステム２００と他のシステムの間の重大な差異は、とりわけ、フラットパネルディスプレイ２１０が曲面に近いアレイ形態に一枚ずつ配置され、カバーシート２２０も、少なくとも周縁端２１２が配置されている領域において、湾曲していることである。この手法の利点は、適切な場所にいる視聴者（観察者）１６が、それぞれの湾曲が画像面と視聴者の様々な視点の間のある程度の垂直性の維持に寄与するという事実に少なくともある程度はよる、ベゼル及び／または隙間に起因する不連続性の一層の軽減を享受するであろうということである。しかし、そのような利点を利用するには、構造に対する視聴者１６の位置にある程度の精度が（好ましくは視聴者１６がカバーシート２２０の湾曲の局所中心またはその近くにいることが）必要であり、これは以下でさらに詳細に論じられる。
【００１７】
ここで図３Ａ〜３Ｂに示される実施形態のさらに詳細な説明に移れば、ディスプレイシステム２００は、それぞれが周縁端及びそれぞれの画像面、すなわち視聴者１６に概ね面するフラットパネルディスプレイの表面を有する、第１のフラットパネルディスプレイ２１０ａ，第２のフラットパネルディスプレイ２１０ｂ及び第３のフラットパネルディスプレイ２１０ｃを備える。フラットパネルディスプレイ２１０ａ，２１０ｂ及び２１０ｃのそれぞれの対は、それぞれの周縁端、例えば、ベゼル２１２ａ，２１２ｂ及び２１２ｃが相互に隣接して配置され、それぞれの画像面の間にそれぞれが鈍角Ｔをなすように、配置される。したがって、例えば、第１のフラットパネルディスプレイ２１０ａと第２のフラットパネルディスプレイ２１０ｂは、それぞれの周縁端が非常に近接していて、おそらくは接触していて、例えば、約１００°から約２００°の範囲にあるか、約１２０°から約１６０°の範囲にあるか、または約１２０°から約１４０°の範囲にあるか、あるいは約１００°と約１６０°の間の所望のいずれかの角度にある、鈍角Ｔをなすように、配置される。第２のフラットパネルディスプレイ２１０ｂと第３のフラットパネルディスプレイ２１０ｃも互いに対して同様に配置され得る。フラットパネルディスプレイの角度付き配置は、視聴者に対する没入型ディスプレイの総合角度広がり及び用いられるフラットパネルディスプレイの枚数にある程度依存する。すなわち、フラットパネルディスプレイの最小枚数は２であり、最大角度広がりは、２枚より多くの個々のディスプレイが必要となる、（ディスプレイデバイスが視聴者を完全に取り囲む場合の）３６０°であろう。
【００１８】
カバーシート２２０は、視聴者１６に対し、フラットパネルディスプレイ２１０ａ，２１０ｂ及び２１０ｃに近接して配置され、フラットパネルディスプレイの２１０ａ，２１０ｂ及び２１０ｃの少なくとも画像面を覆う。カバーシート２２０は単葉の材料とすることができ、あるいは端対端態様で相互に隣接して配置された２葉以上の材料を含むことができる。カバーシートは、例えば、ディスプレイシステム２００にいかなる継ぎ目またはその他の目に見える分裂構造も導入しないように、一葉連続材料とすることができる。例えば、カバーシート２２０は、フラットパネルディスプレイ２１０ａ，２１０ｂ及び２１０ｃによって確立される全体的湾曲に相補的な形状につくられた、ガラス、プラスチック、等のような、一葉連続透明材料で形成することができる。いくつかの実施形態において、カバーシート２２０は単一材料層で形成することができるが、他の実施形態は（ガラス及び／またはプラスチックの多重層のような）積層構造を、またはそうでなくとも多層構造を用いることができ、それらのいくつかは本明細書で後に論じられる。
【００１９】
カバーシート２２０は、ベゼル２１２ａ，２１２ｂ及び２１２ｃのそれぞれに近接している、例えば図３Ａに３Ｂと表示されている領域に、少なくとも１つの光補償領域２２２を有する。そのような光補償領域２２２の１つが図３Ｂに平行斜線のハッチングで示されている。この特定の例において、光補償領域２２２は第１のフラットパネルディスプレイ２１０ａ及び第２のフラットパネルディスプレイ２１０ｂのそれぞれの周縁端２１２ａ，２１２ｂに近接して配置されている。光補償領域２２２は、第１のフラットパネルディスプレイ２１０ａと第２のフラットパネルディスプレイ２１０ｂの間に形成される（一端から見て）鈍角Ｔの頂点を表す線に沿って配置される、カバーシート２２０の湾曲部に配置される。この意味において、光補償領域２２２自体が、第１のフラットパネルディスプレイ２１０ａの第１の画像面と第２のフラットパネルディスプレイ２１０ｂの第２の画像面の間の鈍角Ｔに相補的な湾曲を有すると見なすことができる。
【００２０】
図３Ｂを参照すれば、光補償領域２２２は第１のフラットパネルディスプレイ２１０ａ及び第２のフラットパネルディスプレイ２１０ｂのそれぞれの周縁領域２１６ａ，２１６ｂで生じた光を曲げる。周縁領域２１６ａ，２１６ｂは一般に第１のフラットパネルディスプレイ２１０ａ及び第２のフラットパネルディスプレイ２１０ｂのそれぞれの周縁端２１２ａ，２１２ｂのまたはそれぞれの近くの領域と見なされる。周縁領域２１６ａ，２１６ｂから発する光の曲りは、第１のフラットパネルディスプレイ２１０ａ及び第２のフラットパネルディスプレイ２１０ｂ上に表示される画像のその領域に周縁端２１２ａ，２１２ｂ（またはベゼル２１２ａ，２１２ｂ）によって導入される視覚不連続性を減じるような態様で達成される。すなわち、光の曲りは、視聴者に対してベゼル及び／または隣接フラットパネルディスプレイ間のいかなる隙間も目立たなくする位置においてフラットパネルディスプレイの１つ以上によって表示される画像がカバーシート上２２０で重畳されることになる。この結果、視聴者は途切れがない画像を見る。
【００２１】
図４は図３Ａ〜３Ｂに示される汎用仕様で構築された実ディスプレイシステム２００のデジタル画像である。明瞭に示されるように、画像の左側に示される光補償領域２２２はディスプレイ２１０ａ，２１０ｂ間にベゼル２１２ａ，２１２ｂによって導入される視覚不連続性を減じている。事実上、画像には目で見て容易に弁別できる不連続性はない。対照的に、画像の右側に示される第２のフラットパネルディスプレイ２１０ｂと第３のフラットパネルディスプレイ２１０ｃの間には、ベゼル２１２ｂ及び２１２ｃによって導入される不連続性を排除するためにはたらくことができる光補償領域２２２がない。
【００２２】
図３Ａのシステムの拡大部の上面図であり、光補償領域２２２のさらなる詳細を示す、図５を次に参照する。カバーシート２２０の光補償領域２２２の湾曲及び、第１のフラットパネルディスプレイ２１０ａ及び第２のフラットパネルディスプレイ２１０ｂのそれぞれの周縁端２１２ａ，２１２ｂの近傍が、カバーシート２２０の裏面２３２（すなわち、カバーシートのフラットパネルディスプレイに向いている側）と第１のフラットパネルディスプレイ２１０ａ及び第２のフラットパネルディスプレイ２１０ｂのそれぞれの周縁領域２１６ａ、２１６ｂ及び周縁端２１２ａ，２１２ｂの間に隙間２２４をつくる。視聴者が第１のフラットパネルディスプレイ２１０ａ及び第２のフラットパネルディスプレイ２１０ｂのそれぞれの周縁領域２１６ａ、２１６ｂ及び周縁端２１２ａ，２１２ｂから離れる、すなわちディスプレイの中央領域に向けて移動するにつれて、隙間２２４の寸法は、カバーシート２２０の裏面２３２と第１のフラットパネルディスプレイ２１０ａ及び第２のフラットパネルディスプレイ２１０ｂの間にほとんどまたは全く隙間がなくなるまで、徐々に減少する。隙間２２４の特定の輪郭の重要性は以下でさらに詳細に論じられる。しかし、今は、隙間２２４の寸法はベゼル２１２ａ，２１２ｂ及び２１２ｃによって導入される不連続性の補償に重要な役割を果たし得るというだけにしておく。
【００２３】
カバーシート２２０の光補償領域２２２内及びその周囲の構造の別の拡大図である、図６を次に参照する。この実施形態において、光補償領域２２２はカバーシート２２０の裏面２３２または逆側の表面２３４の少なくとも一方の上に配された複数のプリズム２４０を有する。それぞれのプリズム２４０は少なくとも１つの、プリズム２４０のカバーシート２２０に隣接する最小鋭角である、頂角αを有する。この実施形態においては、少なくとも頂角の規定された許容範囲内において、それぞれのプリズム２４０の頂角は実質的に同じであると仮定される。隙間２２４の寸法及びプリズム２４０の形状寸法は協働して、それぞれの周縁領域２１６ａ，２１６ｂによって生じる光の少なくともいくらかを、ベゼル２１２ａおよび２１２ｂによって導入される可視不連続性を減じるような態様で、第１のフラットパネルディスプレイ２１０ａ上及び第２のフラットパネルディスプレイ２１０ｂ上に表示される画像のその領域内に曲げる。
【００２４】
光を逸らすためのプリズムの使用にともなう問題の１つが図７Ａに示される。見て分かるように、光線の参照数字３００で表される部分は単にプリズム２４０を透過するだけであり、これは望ましい効果である。しかし、光線の参照数字３０１で表される部分は全反射を受けることができ、これは望ましくない効果である。この結果、視聴者はフラットパネルディスプレイ上の２つの異なる位置からくる光線を見ることになり、これはゴースト（２つの異なる画像または画像部分の重畳）を生じさせるであろう。ゴーストは、光線３００と光線３０１の総和に対する望ましくない光線３０１の比に等しい、因子ｋで定量化することができる。
【００２５】
隙間２２４の寸法とプリズム２４０の光学特性の間の関係は図５及び６のいずれも参照してさらに詳細に論じられる。しかし、先に、（ｘ軸に沿う）プリズム２４０の頂角αと、ｙ軸に沿って％として表される、得られるｋ因子の間の関係を示すグラフである、図７Ｂを初めに参照する。全般に、図７Ｂはプリズム２４０の頂角αの選択には競合する設計要件が関わることを示す。
【００２６】
プリズム２４０の表面の形状寸法は入射光をある軸に関して２つの相補的な方向に導き、方向の一方は本明細書で論じられる曲げ及びベゼル補償の目的に望ましい方向である。しかし、プリズム２４０の形状寸法による他方に伝搬する光は、ベゼル不連続性の補償に役立たない。むしろ、そのような光は、見る方向に若干依存する、他の望ましくないアーティファクト、主にゴーストを導入する。プリズム２４０が比較的小さい頂角を有していれば、相補的な（ただし望ましくない）逆方向に導かれる光の百分率も比較的小さい。他方で、（隙間２２４の寸法の関数でもある）プリズム２４０を通る光の所望の曲りレベルを達成するには、比較的大きい頂角を用いることが望ましい。実際、実質的に同じ大きさの光曲りを達成するには、頂角が減少するにつれて隙間２２４のいくつかの寸法は大きくならなければならない。（ディスプレイシステム２００を薄く、流線型にしておくため）隙間２２４の寸法を小さくしておくことが一般に望ましいから、プリズム２４０には比較的大きな頂角αが選ばれるべきである。
【００２７】
これらの競合する特性のバランスをとるにはいくつかの設計トレードオフの慎重な考察が必要である。実験により、それぞれのプリズム２４０の許される頂角の範囲は約２０°から約５０°までの範囲にあるべきであり、例えば約３０°から約４０°までの範囲において、満足できる視聴を提供することが示された。実際、そのような制限の下で、ゴーストに寄与する光の百分率は約２０％以下であり、これは視覚上許容され得ることが分かっている。プリズム２４０の頂角を選んでしまえば、ディスプレイシステム２００の特性を定めるいくつかの幾何学的及び光学的な関係に基づいて多くの他のパラメータを確立することができる。
【００２８】
上述したように、プリズム２４０による所望の光曲りレベルと隙間２２４の寸法の間の関係がある。隙間２２４についての重要な寸法の１つはカバーシート２２０の裏面２３２から第１のフラットパネルディスプレイ２１０ａと第２のフラットパネルディスプレイ２１０ｂの交点まで法線に沿って伸びる奥行き寸法Ｇである（図６参照）。奥行き寸法Ｇは任意の数の方法で定めることができることができるであろうが、裏面２３２からフラットパネルディスプレイ２１０の周縁端２１２ａ，２１２ｂに対して中心をなすか、またはそれらの交点にある、基準軸にわたる寸法と考えることが有用である。１つ以上の実施形態において、隙間２２４の奥行き寸法Ｇの最小値は、１/(ｔａｎ(Ｄａ−Ｖａ))に比例する。ここで、Ｄａはそれぞれのプリズムによってつくられる偏差角、すなわち、プリズムに入る光と屈折されてプリズムをでる光のなす角である。Ｖａは、視聴者１６の視点から第１のフラットパネルディスプレイ２１０ａの周縁端２１２ａ及び第２のフラットパネルディスプレイ２１０ｂの周縁端２１２ｂに向かう視角である（図５参照）。当業者であれば偏差角Ｄａがプリズム２４０の形状寸法及び光学特性（特に頂角）に基づくことを了解するであろう。視角Ｖａは図３Ａ及び５で最もよく分かる。ベゼル２１２（例えば、２１２ａ，２１２ｂ）はいくらかの幅を有するから、隙間２２４の奥行き寸法Ｇはベゼルの幅に関して表すことができる。すなわち、ＧはＢ/(ｔａｎ(Ｄａ−Ｖａ))に比例する。ここで、Ｂはそれぞれの周縁端２１２ａ，２１２ｂに対して垂直方向に測定したベゼルの幅である。
【００２９】
光補償領域２２２の別の重要なパラメータはベゼル２１２の領域におけるカバーシート２２０の曲率半径Ｒである。曲率半径ＲはＧ・((ｃｏｓ(９０−Ｔ/２))−１−１)に比例する。ここで、Ｔはフラットパネルディスプレイ２１０のそれぞれの第１の画像面と第２の画像面の間の鈍角である。明らかに、曲率半径Ｒは任意に大きくなることはできず、したがって満足できる結果はもたらさないであろう。したがって、曲率半径Ｒは、例えばＤｘ＝Ｒ・ｔａｎ(９０−Ｔ/２)≦Ｌ/２になるように、束縛されるべきである。ここで、Ｄｘは曲率半径に基づく長さ寸法であり（図５参照）、Ｌはフラットパネルディスプレイ２１０の幅である。Ｄｘは、視聴者１６の視点からは、視聴者に発してディスプレイカバー及びプリズムを通過する光線に対するディスプレイパネルの平面上の光の入射点とプリズムがない場合の同じ光線の入射点の間の距離として見える。したがって、オフセット距離Ｄｘを生じさせるのは偏差角であるから、Ｄｘは偏差角の関数である。
【００３０】
上述に基づき、適する幾何学的及び光学的特性を採用するディスプレイシステム２００の一例は、以下のパラメータを有する：鈍角Ｔ＝１４０°、視聴者距離Ｄ０＝１.３７ｍ、頂角＝４０°、偏差角Ｄａ＝２０°、視角Ｖａ＝±２０°、ベゼル幅Ｂ＝８ｍｍ、隙間奥行きＧ＝４６ｍｍ、曲率半径Ｒ＝７１６ｍｍ、Ｄｘ＝２６１ｍｍ及びディスプレイ幅Ｌ＝１ｍ。
【００３１】
上の実施形態ではそれぞれが実質的に同じ頂角αを有するプリズム２４０を用いたが、別の実施形態では、それぞれのプリズム２４０の頂角が第１のフラットパネルディスプレイ２１０ａ及び第２のフラットパネルディスプレイ２１０ｂの周縁端２１２ａ，２１２ｂからのそのようなプリズム２４０の距離の関数として変わる、プリズム２４０を用いることができる。詳しくは、最大隙間奥行き寸法Ｇがある位置から視聴者が横にいずれの方向にも移動するにつれて、隙間２２４の寸法は徐々に減少する。隙間２２４の寸法が減少するにつれて、光曲り効果も同様に減少する。実際、隙間寸法がゼロである場合（すなわち、隙間２２４の横限界端において）は、プリズム２４０の頂角にかかわらず光曲りはゼロである。この現象は、隙間寸法が減少するにつれて頂角が減少するようにしてプリズム２４０の頂角を変えることにより、利用することができる。頂角のそのような減少はプリズム２４０に占有されるカバーシート２２０の全体領域を（特に横方向において）減じるために用いることができる。この特徴は別に、プリズム２４０のそれぞれの頂角αが、
（ｉ）隙間距離Ｇが最大であるときに最大値をとる、及び
（ii）隙間距離Ｇが減少するにつれて徐々に減少する、
というように表すことができる。例として、隙間距離Ｇが最大である場合のカバーシート２２０の上の位置をゼロとすれば、頂角は、
０とα０/ｋの間のabs(ｘ)に対し、α(ｘ)＝α０−ｋ・abs(ｘ)，
と表すことができる。
【００３２】
上式は、クロストークのような、画像アーティファクトの強度を最小化することはできるが、クロストークトークは回避できないままであり、システムが最適化されていない位置に視聴者１６がいるときには大きくもなることは当然である。ゴーストの強度をさらに最小化するための、別の選択肢は指向性ディスプレイ、すなわち特定の方向（または方向範囲）にほとんどの光を放射するディスプレイの使用を含む。言い換えれば、第１及び第２のディスプレイ２１０の少なくとも１つによって放射される光はディスプレイの画像面に関して垂直ではない方向βに放射される。
【００３３】
図８は、視聴者１６が少なくとも２つのタイプの光線を視るであろう効果に関する追加及び／または別の構造を示す。光線３１０は所望の画像を含み、フラットパネルディスプレイ２１０ａ，２１０ｂ，等の画像面に対して角βをなす。光線３１２は望ましくないゴーストを生じ、例えばフラットパネルディスプレイ２１０ｂに対して、別の角γをなす。光のほとんどが角βの周りに放射されるようにディスプレイ２１０ａ，２１０ｂ，等を設計することにより、角γで放射される光（すなわちゴースト光線）の量を最小化し、ゴースト強度のさらなる減少を得ることができる。実際、ゴーストは基本的に画像の局所減光で置き換えられ、これは視聴者１６とってそれほど邪魔にはならないであろう。また、局所減光は、例えば、プリズム２４０がより大きく減光させている場所において画像の輝度が高くなるように（ＬＣＤディスプレイのような）フラットパネルディスプレイ２１０のバックライトを設計することで、補償することもできる。また、画像輝度を局所的に高めることで画像を処理することもできる。モデル計算は、ゴーストを避けるためには角βをフラットパネルディスプレイの法線２１４に対して約±４５°に制限すべきであることを示したが、いくつかの場合には±６０°内のβも許容できる。
【００３４】
そのような指向性ディスプレイには２つのタイプがあり得る。一方のタイプは、非常に明るい画像をつくる、指向性バックライトを用いる。他方のタイプは、垂直入射光だけを透過させる、３Ｍ（商標）ＰＦ２４.０Ｗフィルムのような、覗き見防止フィルタの付加を含む。後者のタイプは、画像全体を暗めにする傾向があるから、好ましくない。一般に、後者のタイプのフラットパネルディスプレイは３０°程度の角度で光を放射し、ディスプレイ面に垂直に光を放射するように最適化される。これは、所望の角βが垂直になり得ないし、ディスプレイ面内の位置にも依存し得るから、最適にはなり得ない。したがって、光を垂直入射から所望の角βに曲げるためのプリズムフィルムを（空隙無しで）ディスプレイの上に加えることが必要になり得る。
【００３５】
図９及び１０に示されるように、ゴースト像は（カバーガラスに関して）非常に小さい視角において生じる。例えば、ディスプレイ側の（白抜き菱形で表される）「常光線」の角βは全て±１５°内にあるが（図８参照）、ゴースト像をつくる光線に対し、（黒菱形で表される）角γは全て法線に対して±４５°より大きい。ゴースト像になる光の量は視角Ｖａが大きくなるにつれて低下する。したがって、指向性バックライトに対し、放射角がゴースト光線に対する範囲内にはないようにバックライトが構成されれば、視聴者はゴースト像を見ないであろう。例えば、バックライトが法線に対して±４５°内の放射角で光を放射すれば、視聴者にゴースト像は見えないであろう。このバックライト放射角は「常光線」に対する角度範囲を、また没入型ディスプレイに対する設計視角も、受け入れるに十分に広くなければならない。
【００３６】
画像拡大を必要としないディスプレイパネル上の場所に対して、バックライトは同じままで広い視野角を受け入れることができる。したがって、ディスプレイ全体は、設計視角（例えば、現行設計では法線に対して±２０°）に対して没入型であり、ゴースト像はなく、かなり大きな視角（例えば、法線に対して±９０°）に対しては（ディスプレイ間に隙間が見える）非没入型であり、ゴースト像はない。あるいは、バックライトがどこでも狭い放射角を有していれば、ディスプレイの曲率中心近くに座っている一人の視聴者に対してディスプレイシステム全体が極めてうまくはたらくであろう。ディスプレイはより小さな視角に対しては没入型であって、ゴースト像はないであろうし、この範囲にない角度に対しては暗くなるであろう。
【００３７】
明るさが一様なタイル張りディスプレイを得るためには、個々のバックライトの輝度プロファイルに修正を加えることが必要であり得る。それぞれのディスプレイはディスプレイ上に全ての場所にわたって一様な明るさに維持されていれば、狭い放射角を有するバックライトが用いられ、ゴースト像がそれ以上は形成され得ない場合に、元来はゴースト像として寄与したであろう量の光がもはやそこにはなく、したがってディスプレイ間で明るさが低下するであろう。ディスプレイ間の明るさは、プリズム作成プロセスにおける欠陥によりプリズムで散乱されることによっても低下し得る。ディスプレイ間の明るさ低下を補正するため、バックライト輝度プロファイル対位置を最適化することができる。
【００３８】
市販の３Ｍ Ｖｉｋｕｉｔｉ（商標）輝度向上フィルム（ＢＥＦ）はバックライトの軸上輝度を高めるために用いられる直角プリズムアレイフィルムである。１次元及び二次元にタイル張りした没入型ディスプレイのいずれに対しても、狭い放射角を有する指向性バックライトを作製するため及びゴースト像になろうとしている光パワーを低減するために、従来のバックライト上のバックライトとディスプレイパネルの間にこれらのフィルムを配置することができる。
【００３９】
ＢＥＦフィルムは光の角度分布を非対称な態様で変化させる。ランベルト放射バックライトを覆って配置した市販ＢＥＦフィルムの１つについての光角度分布が、輝度が放射角の関数として光度（カンデラ）毎平方メートル（ｃｄ/ｍ２）単位でプロットされている、図１１及び１２に示される。放射角が減じられるべき次元にＶ次元が揃えられて一枚のＢＥＦフィルムが用いられれば、少なくともある程度（視角に依存して、６０％から８５％）のゴースト像抑制が期待され得る。ゴースト光線角（すなわち、角γ）が±６０°の角度範囲内になければ、一次元タイル張りに対して、ＢＥＦフィルムのＨ次元はゴースト像をほぼ９０％減じることができる。
【００４０】
いくつかの実施形態において、放射角をさらに狭めるため、２枚の十字交差ＢＥＦフィルムを用いることができる（図１３及び１４）。この手法は、おそらく一次元及び二次元のいずれのディスプレイタイル張りにも用いることができる。現行設計に対して、Ｖ次元が注目する次元に沿って用いられれば、約８５％から約９０％の範囲のゴースト像抑制が期待されるであろう。Ｈ次元が用いられれば、約７７％から約９２％の範囲のゴースト像抑制が期待されるであろう。
【００４１】
光透過効率を高めるため、拡散型または鏡面反射型の、反射器をバックライトの底に配置して光を再利用ことができる。
【００４２】
既述のように、ベゼル近くでの輝度低下を避けるため、輝度を局所的に調節することが必要になり得る。従来のバックライトは通常、ＬＥＤまたは冷陰極型蛍光源の端から光を受ける導波路を用いる。光引き出しはバックライトの背面に白色拡散ドットを塗ることで行われる。局所輝度はこれらのドットの大きさ及び密度の関数である。従来のバックライトにおいて、ドットの密度及び大きさは画像にわたって一様な強度を与えるように最適化される。この結果、通常は、導波路内部を伝搬している光のパワー密度は端に配置された光源からの距離の関数として減少するから、ディスプレイパネルの中央近傍でドット密度が高い設計になる。フレネル構造によって生じるパネルの端近くでのパワー低下はディスプレイパネルの端近くでバックライト上のドット密度を高めることで容易に補償することができる。
【００４３】
あるいは、狭放射角光源を用いてバックライトを構成することができる。例えば、市販のコリメートＬＥＤに対する光角度分布は、図１５及び１６に示されるように、ピーク強度から±約８０°と狭めることができる。この例のＬＥＤはゴースト像をほとんど完全に排除するであろう。異なる設計には、及び所望のレベルのゴースト像抑制には、異なる光源を選ぶことができる。したがって、ディスプレイデバイスの個々の設計に基づいて、放射円錐がより小さいかまたはより大きいＬＥＤを選択することができる。
【００４４】
二次元タイル張り没入型ディスプレイには、非常に多くのＬＥＤが二次元アレイで必要になるであろう。一次元アレイタイル張りに対し、ＬＥＤ数は一次元拡散板を用いることでかなり減じることができる。次いで、ゴースト像抑制が必要な次元に沿う列に合わせてＬＥＤを配置することができる。他方の次元では、間隔を粗くしたＬＥＤ列を用いて一様な輝度を達成するため、（ホログラム拡散板のような）一次元拡散板を用いることができる。
【００４５】
この手法についての欠点は、（拡散板は放射角度プロファイルを広げるであろうから）目的の次元に拡散板を用いることができないから、強度プロファイルが一様であるためには、光源とバックライトの他方の側と間を光が進むための距離が必要であることである。上述のＬＥＤの例に対し、ＬＥＤが（１２ｍｍの間隔で）一列に並べられている場合、隣り合うＬＥＤからの総合強度が一様になるまでに２０ｍｍの進行距離が必要である。この距離は、ＬＥＤ間隔を縮める、放射角範囲が大きいＬＥＤを選ぶ（これにはゴースト像抑制の減退のトレードオフがともなう）、及び隣り合う列の既存のＬＥＤの間にＬＥＤを加える、ことで短縮することができる。
【００４６】
これへの同様の手法は、上述と同様のバックライト出力角度分布を得るため、通常の角度分布をもつＬＥＤと小型レンズのアレイの組合せを用いることである。
【００４７】
考えられる別の幾何学的構成はエッジ照明構成の使用である。底にくさび形またはプリズム形の構造をもつエッジ照明光ガイドに対し、非常に狭い放射角範囲を一次元で達成することができ、くさび角／プリズム角を変えることで放射角を調製することができる。
【００４８】
底にプリズム構造をもつガイドは、全反射（ＴＩＲ）にならなかった反射によって狭い放射範囲を達成する。例えば、図１７は、光ガイド４００，光ガイドをその端から照射している光源４０２（例えば、ＬＥＤ）、バックライトで照明されたフラットパネルディスプレイの視聴者の位置に対する光ガイドの裏面４０６上に配置されたプリズム４０４，裏面に近接して配置された反射部材４０８及び光ガイドの前面４１２に配置された方向変換フィルム４１０を有する指向性バックライトを示す。ガイドの底にプリズム／くさびが存在しなければ、ガイド内で全反射伝搬を始めたいかなる光線も終端までＴＩＲによる伝搬を維持するであろう。しかし、プリズムが存在すると、光線がプリズムに当たる毎に、光線の伝搬方向は変えられ、空気−ガラス界面における光線の入射角は小さくなる。界面における入射角がＴＩＲ角より大きくなると、光は大きな角度でガイドから漏れ出るであろう。次に光線を視聴者に向けて方向転換させるために方向転換フィルムが用いられる。プリズム角α（光ガイドに関するプリズムの浅い側の角度）が光ガイドからの光線漏出に対する角度範囲を定める。プリズム角が小さくなるほど光ガイド内の光線の入射角は益々緩やかに小さくなり、したがって漏出光線に対する角度範囲が緩やかに小さくなる。効率を向上させるため、光ガイドの下に鏡面光反射器を加えて光を再利用する。方向転換フィルムは頂角を６３°にカスタマイズすることもできる。
【００４９】
図１７に示されるような狭放射角光ガイドの一例についてのモデル計算結果が、図１８及び１９に示される。エッジ照明源には±８０°の放射角を有する光を用いた。浅い側のプリズム角αは１５°とした。プリズム構造は、±３０°の外側には極めて僅かなパワーしか存在しないように、Ｖ次元に沿って放射角を狭めている。直交するＨ次元に沿って、±４５°の外側には極めて僅かなパワーしか存在せず、これはほとんどが入力側空気−ガラス界面における光源の反射による。
【００５０】
上記モデル例はいずれの方向に沿ってもゴースト像を最小化するであろうし、したがって一次元及び二次元のいずれのタイル張りにも用いることができる。この手法の利点は異なる設計への適合可能性である。例えば、角度範囲がより小さいバックライトが必要であれば、より小さな視角を一方の次元に沿って提供するためにプリズム角を小さくすることができる。
【００５１】
タイル張りディスプレイ全体に対して一様性を達成するために個々のバックライトの輝度プロファイルを調節するため、２つの方法を用いることができる。第１に、プリズム間隔を非線形態様で変えることができる。あるいは、バックライトの放射角特性も変えてしまうことにはなるが、プリズム角を変えることもできる。
【００５２】
この手法では従来のバックライトユニット上に「コリメート」光学フィルムが導入配置され、次いでバックライトユニットが没入形ディスプレイに組み込まれる。円錐形反射器及び簡単な小型レンズのアレイのような、別の形状寸法のレンズを用いることも可能である。適する「コリメート」フィルムは図２０に示されるようなテーパ付き反射器アレイフィルムとすることができる。図示されるように、図２０のバックライトは、光ガイド４００，バックライトで照明されたディスプレイの視聴者の位置に対して光ガイドの裏側に近接して配置された反射器４０８，光源４０２，光源によって放射された光を光ガイド内に導くために光源の少なくとも一部の周りに配置された第２の反射器４１４、並びにマトリクス光学材料４１８及び、マトリクス光学材料内の（円錐形または角錐形の内包体のような）内包体４２０を有する。マトリクス材料は透明材料（例えば、透明ポリマー材料）であるが、内包体はバックライトに対して反射面４２２を提示する。モデル計算は、「コリメート」フィルムがフィルム表面の法線に対して±３０°以内の光角度分布を達成できることを示す。光角度分布範囲は反射性内包体のパラメータを変えることよっても調製することができる。このフィルムと組み合わされた従来のバックライトは、一次元及び二次元のタイル張り目的のいずれに対しても、ゴースト像アーティファクトのない没入形ディスプレイを提供するであろう。バックライトの輝度プロファイルを調整するため、光ガイド上の光引き出し構造の密度を修正することができる。
【００５３】
図６に戻れば、他のディスプレイ関連装置を入れるための空間を提供するためのような、他の有用な目的のために隙間２２４の存在を用いることも分かった。例えば、視聴者１６は、オーディオ番組だけを、またはディスプレイシステム２００上の視覚画像と組み合わせて、体感したくなるであろう。１つ以上の実施形態にしたがえば、ディスプレイシステム２００はカバーシート２２０に結合された１つ以上の音響アクチュエータ４２４（図６参照）を用いることができる。アクチュエータは、例えば、ディスプレイの上側及び底側でカバーガラスの曲り部分に配置することができる。音響アクチュエータ４２４は、カバーシート２２０が音響振動膜として動作し、音響運動エネルギーを視聴者１６に向けて投射するように、オーディオ信号を音響運動エネルギーに変換するために動作する。カバーガラスとディスプレイの間には空隙があるから、音響波はディスプレイに結合されず、画像自体は影響を受けないままでいるであろう。
【００５４】
カバーシート２２０がディスプレイパネル２１０と（ベゼル２１２から離れた領域で）接触していると、オーディオエネルギーは表示画像の品質を歪めるに十分な圧力波をディスプレイパネル２１０に導入し得ることに注意されたい。したがって、カバーシート２２０の振動とディスプレイパネル２１０の間のいかなる相互作用も排除するであろう、最小（例えば、数１００μｍ以上）の隙間をカバーシート２２０とフラットパネルディスプレイ２１０の間に導入することができる。そのような場合、ディスプレイシステム２００はカバーシート２２０を所定の位置に保持するための１本以上のガイドレール（フレーム）を備えるであろう。
【００５５】
特定の実施形態の１つは、視聴者１６がカバーシート２２０の曲率中心に近づいて座っているときに最善の視覚体感が達成されるような、システム１００の設計を含む。この場合、カバーシート２２０もサウンドアンテナとして作用し、最良のオーディオ体感も視聴者１６がそのような曲率中心にいるときに達成されるであろう。
【００５６】
上で論じたように、ディスプレイシステム２００は、制御された視角をもたらすある許容位置範囲内に、例えば、約１０°から約２０°の範囲内に、視聴者１６がおかれたときにベゼル起因不連続性を補償することができる。マーケティングシナリオのような、いくつかの用途においては、所望の視角範囲内にない角度からディスプレイシステム２００に近づく見込み客に関心が寄せられ得るであろう。実際、見込み客は次いで画像内に望ましくないアーティファクトを見て、ディスプレイシステム２００が低品質であると間違った結論を出すかもしれない。そのようなシナリオを補うため、画像面の視聴者１６が許容位置範囲内にいるか否かをモニタするために１つ以上の位置検知デバイスが動作することができる。ディスプレイシステム２００は、
（ｉ）視聴者１６が許容位置範囲内にいることを１つ以上の位置検知デバイスが示したときには画像の表示を可能にする、及び
（ii）視聴者１６が許容位置範囲内にいないことを１つ以上の位置検知デバイスが示したときには画像の表示を禁止する、
ように動作する制御回路を用いることもできる。
【００５７】
図７Ａ〜７Ｂを論じたときに上述したように、プリズム２４０の頂角の選択に関わる、競合する工学上の特性がある。プリズム２４０の幾何学的表面形状は入射光をある軸に関する、一方は所望の方向であり、他方は望ましくなく、画像に（ゴーストのような）アーティファクトを生じる、２つの相補的方向に導くであろう。上記問題を処理するため、多くの選択可能な構造を用いることができる。
【００５８】
ゴーストを補償するための一手法は、フラットパネルディスプレイ２１０を駆動するために用いられるピクセルデータに補正を与えるため、画像信号処理手法及びアルゴリズムを用いることである。フラットパネルディスプレイ２１０によって生成される画像の一ラインのピクセルを考察すれば、そのようなラインは１×ＮベクトルＶと表すことができ、ベクトルＶはその特定のラインに対して表示される画像の強度を表す。例えば、Ｒ，Ｇ及びＢ手法を用いれば、それぞれの色についてそれぞれのベクトルＶがあるであろうことに注意されたい。プリズム２４０が光路に挿入されると、視聴者１６によって知覚される画像は別の１×ＮベクトルＰになり、ベクトルＰは表示される画像ベクトルＶにゴースト像を加えた複合ベクトルであろう。知覚される画像ベクトルＰは式：Ｐ＝(Ｍ＋Ｎ)Ｖで与えられるであろう。ここでＥ及びＦはｎ×ｎ正方行列である。ゴーストがなければ、行列Ｍは単位行列になり、行列Ｎはゼロ行列になるであろう。いくらかのゴーストがあれば、行列Ｍ及びＮはさらに一層複雑になるが、利用できるアルゴリズムを用いて容易に計算することができる。
【００５９】
画像の所望のピクセルラインをベクトルＫで表せるとすれば、ディスプレイパネルで生成される必要がある画像ベクトルは式：Ｖ＝(Ｍ＋Ｎ)−１Ｋで与えられる。したがって、ゴーストは行列Ｍ及びＮを計算し、画像Ｖの代わりに画像ベクトルＫを表示することで補償することができる。
【００６０】
上式はベクトルＶのいくつかの要素が負になる状況をもたらすことがあり、これは明らかに実際上不可能である（負の画像をディスプレイで生成することはできない）から、上記手法にはいくつかの制限がある。そのような場合、負の要素を、例えば、ゼロに設定することができる。問題は、例えば（テキスト表示に似用いられることが多い）ゼロと２５５の間のグレースケールを用いてほとんどが形成される画像を表示する場合に特に重大である。さらに、さらに、行列Ｍ及びＮは視角Ｖａの関数であり、複数視聴者用途においては、行列Ｍ及びＮはおそらく（ディスプレイに対して垂直であるような）１つの視角に基づいて計算されるであろうが、これはいずれの視聴者にとっても最適ではないであろう。ゲームのような、単視聴者用途において、画像アルゴリズムは空間内の視聴者１６の位置を突き止めるためのアイトラッキングシステムを含むことができ、視聴者の位置情報に基づいて実時間で行列Ｍ及びＮを再計算することができる。
【００６１】
プリズム２４０によって導入されるゴースト効果を制御するための別の方法は、視聴者１６による、プリズム２４０によって導入される光学補償の彼／彼女の意思での排除を可能にすることである。そのような手法は、隙間２２４の奥行き寸法Ｇがゼロである場合には、プリズム２４０によって導入される光学効果がもはやはたらかず、ゴーストが消失するという事実を利用する。
【００６２】
他方の実施形態に関して上で論じた特徴と同じ特徴のいくらかまたは全てを備えるシステム５００を示す、図２１を次に参照する。システム５００において、カバーシート２２０は、
（ｉ）ベゼル起因（であり、おそらくはゴーストを導入する）不連続性を減じるための第１のモード、及び
（ii）視覚不連続性の軽減を（したがってゴーストの消去も）実質的に実施しない第２のモード、
で動作するように制御される。詳しくは、システム５００は、第１のフラットパネルディスプレイ２１０ａ，第２のフラットパネルディスプレイ２１０ｂ及び第３のフラットパネルディスプレイ２１０ｃの、上述した第１のモード及び第２のモードに対応する位置につくためのそれぞれのフラットパネルディスプレイのそれぞれの周縁端に沿う、互いに対する、回転を可能にするために動作するヒンジ機構５０２ａ，５０２ｂを備えることができる。
【００６３】
第２のモードにあるとき、カバーシート２２０の光補償領域は、フラットパネルディスプレイ２１０のそれぞれの周縁領域及び周縁端から最小の領域にあり、カバーシート２２０の裏面とフラットパネルディスプレイ２１０のそれぞれの周縁領域及び周縁端のあいだには実質的に隙間が生じない。したがって、フラットパネルディスプレイ２１０からでるいかなる光も実質的に光補償領域２２２で曲げられることはなく、よってシステム５００は動作においてベゼル起因不連続性を実質的に減じることはなく、ゴーストを全く生じさせない。しかし、第１のモードにおいて、カバーシート２２０はフラットパネルディスプレイ２１０の周縁端の近くにあって、カバーシート２２０の裏面とフラットパネルディスプレイ２１０の間に隙間が生じる。したがって、システム５００はベゼル起因不連続性の軽減を、またある程度のゴーストが生じる可能性の低減も、提供する。
【００６４】
図２１に見られるように、視聴者１６には、彼または彼女がフラットパネルディスプレイ２１０を制御して、
（ｉ）画像面が実質的に共面であり、それぞれの間に実質的な平角をなす、第１の位置（図２１の下側）、及び
（ii）画像面がそれぞれの間に鈍角をなす第２の位置（図２１の上側）、
を達成するために互いに対して回転させるような、ヒンジ機構５０２ａ，５０２ｂにかかる制御が与えられる。
【００６５】
プリズム２４０によって導入されるゴースト効果を制御するための別の方法を示す、図２２Ａ及び２２Ｂを次に参照する。これらの実施形態において、システムはカバーシート２２０の別の設計も備える以外に、他の実施形態に関して上で論じた特徴のいくつかまたは全てを備えるであろう。これらの実施形態において、カバーシート２２０は前面及び裏面を有する第１のシート２８２、及び、同じく前面及び裏面を有する第２のシート２８４を有する。第１のシート２８２と第２のシート２８４は、それぞれの表面に対する法線に沿って、相互に隔てられ、相互に移動可能である。複数の変形可能なプリズム５４０が、第１のシート２８２と第２のシート２８４の間に配置されるように、第１のシート２８２及び第２のシート２８４の少なくとも一方の上に配される。例として、変形可能なプリズム５４０は、シリコーンのような、弾性材料で形成することができる。
【００６６】
図２２Ａに示される、第１のモードにおいて、第１のシート２８２と第２のシート２８４は、変形可能なプリズム５４０のそれぞれが、上で論じたように光を曲げるための、それぞれの頂角及びその他の適する光学特性を示すことができるに十分に、法線軸に沿って相互に隔てられる。しかし、図２２Ｂに示される、第２のモードにおいては、実質的に第１のシート２８２と第２のシート２８４は法線軸に沿って相互に隔てられていない。実際、変形可能なプリズム５４０のそれぞれは、光を曲げるための頂角またはその他の光学特性を示さないような程度まで変形される。したがって、第１のモードにおいて、変形可能なプリズム５４０は、変形していないことにより、ベゼル起因不連続性を減じるように動作する。しかし、第２のモードにおいては、プリズム５４０は変形し、ベゼル起因不連続性を減じるための動作は全くできず、ゴーストを生じさせることも全くできない。
【００６７】
シート２８２，２８４の位置にかかる制御を視聴者に与える一手法は、シートの１つ以上の縁端を封止して、シート間の空間内への正圧／負圧の印加による動作モードの変更を可能にすることである。例えば、
（ｉ）シート間への真空の印加、及び
（ii）シート間のガス圧の除去、
の少なくとも一方が、変形可能なプリズム５４０のそれぞれが変形されるように、第１及び第２のシート２８２，２８４を法線軸に沿って相互に向けて移動させるためにはたらくことができる。さらにまたはあるいは、
（ｉ）シート間の真空の除去、及び
（ii）シート間へのガス圧の導入、
の少なくとも一方が、変形可能なプリズム５４０のそれぞれが実質的に非変形形状をとることができるように、第１及び第２のシート２８２，２８４を法線軸に沿って相互に離れさせるためにはたらくことができる。
【００６８】
図２３に示されるまた別の実施形態において、カバーシート２２０の光補償領域並びに第１のフラットパネルディスプレイ２１０ａと第２のフラットパネルディスプレイ２１０ｂの隣接する周縁端２１２ａ及び２１２ｂに近接するカバーシート２２０の湾曲は、カバーシート２２０の裏面２３２と第１のフラットパネルディスプレイ２１０ａ及び第２のフラットパネルディスプレイ２１０ｂのそれぞれの周縁端２１２ａ，２１２ｂの間に隙間Ｇをつくる。カバーシートの裏面から隣接する周縁端に近接する（例えば、周縁端が交わる）位置まで広がる隙間内にバッフル５６０を配置することができる。バッフルは半透明とすることができるが、不透明であればバッフルは一層効果的である。バッフルの存在は、一方のフラットパネルディスプレイからの光線の隣接するフラットパネルディスプレイからの光線との混合を防止し、ゴーストを減じることができる。
【００６９】
本発明の精神及び範囲を逸脱することなく本発明に様々な改変及び変形がなされ得ることが当業者には明らかであろう。したがって、本発明の改変及び変形が添付される特許請求項及びそれらの等価形態の範囲内に入れば、本発明はそのような改変及び変形を包含するとされる。
【符号の説明】
【００７０】
１０，２１０，２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ    フラットパネルディスプレイ
１２    ベゼル
１４    透明材料シート
１６    視聴者
１００，２００，５００    ディスプレイシステム
２１２，２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃ    周縁端（ベゼル）
２１４    フラットパネルディスプレイ法線
２１６ａ，２１６ｂ    周縁領域
２２０    カバーシート
２２２    光補償領域
２２４    隙間
２３２    カバーシート裏面
２３４    カバーシート表面
２４０    プリズム
２８２，２８４    シート
３００，３０１，３１０、３１２  光線
４００    光ガイド
４０２    光源
４０４    プリズム
４０６    光ガイドの裏面
４０８，４１４    反射器（反射部材）
４１０    方向転換フィルム
４１２    光ガイドの前面
４１６    コリメートフィルム
４１８    マトリクスフィルム材料
４２０    内包体
４２２    反射面
４２４    音響アクチュエータ
５０２ａ，５０２ｂ    ヒンジ機構
５４０    変形可能プリズム
５６０    バッフル
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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