СТЕРЕОСКОПИЧЕСКИЙ ДИСПЛЕЙ
STEREOSCOPIC DISPLAY

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001]
Настоящее изобретение относится к стереоскопическому дисплею, который может отображать изображения, характеризующиеся бинокулярным параллаксом с временным разделением, так что наблюдатель воспринимает изображения как стереоизображения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002]
Как правило, в качестве примера такого вида устройств можно указать так называемый дисплей для вывода стереоизображения "для использования с очками". В частности, например, такой дисплей для вывода стереоизображения включает полупрозрачное зеркало и устройство отображения, имеющее пару в виде первого блока отображения и второго блока отображения, которые расположены L-образно. Первый блок отображения непосредственно направлен на наблюдателя, а второй блок отображения расположен перпендикулярно экрану первого блока отображения. В угловой части устройства отображения наклонно установлено полупрозрачное зеркало (см., например, Патентный документ 1).
[0003]
В таком дисплее для вывода стереоизображения "для использования с очками", например, первый блок отображения выводит изображение для левого глаза, а второй блок отображения выводит изображение для правого глаза. Первый блок отображения излучает свет, часть которого отражается полупрозрачным зеркалом и оставшаяся часть которого проходит через полупрозрачное зеркало в сторону наблюдателя. Часть света, излучаемого вторым блоком отображения, проходит через полупрозрачное зеркало, и его оставшаяся часть отражается и проходит в сторону наблюдателя. Поскольку состояние поляризации света, отраженного полупрозрачным зеркалом, отличается от состоянии поляризации проходящего света, наблюдатель может видеть различные изображения левым и правым глазом, когда он использует очки с разными параметрами поляризации для левой и правой сторон. В результате наблюдатель может видеть стереоизображение.
[0004]
Также в качестве примера такого вида устройств можно указать так называемый дисплей для вывода стереоизображения "для использования с невооруженным зрением". В частности, такой дисплей для вывода стереоизображения включает, например, устройство отображения и полупрозрачное зеркало. Устройство отображения включает пару в виде блоков отображения, которые расположены L-образно. Один из блоков отображения включает первый блок отображения, экран которого направлен на наблюдателя, и первую линзу, селективную в отношении поля зрения, которая ограничивает угол обзора. Другой блок отображения включает второй блок отображения, который расположен перпендикулярно экрану первого блока отображения, и вторую линзу, селективную в отношении поля зрения, которая ограничивает угол обзора. В угловой части устройства отображения наклонно установлено полупрозрачное зеркало (см., например, Патентный документ 2).
[0005]
Поскольку устройство класса "для использования с невооруженным зрением" ограничивает угол обзора, наблюдатель может видеть стереоизображение без использования очков, которые необходимы для указанного выше устройства "для использования с очками".
ССЫЛКИ НА ИЗВЕСТНЫЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ
[0006]
Патентный документ 1: JP-A-2000-338449
Патентный документ 2: JP-A-H09-90276
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ЗАДАЧИ, КОТОРЫЕ НЕОБХОДИМО РЕШИТЬ
[0007]
Стандартные устройства с указанной выше конфигурацией имеют следующие недостатки.
Поскольку в стандартных дисплеях для вывода стереоизображения блоки отображения расположены L-образно, размеры как устройства "для использования с очками", так и устройства " для использования с невооруженным зрением" чрезмерно велики. Также невозможно одновременно получить преимущества как устройства "для использования с очками", так и устройства " для использования с невооруженным зрением".
[0008]
Настоящее изобретение направлено на решение указанных проблем, и задачей настоящего изобретения является обеспечение дисплея для вывода стереоизображения, обладающего преимуществами устройства "для использования с очками" и устройства "для использования с невооруженным зрением" и имеющего малые размеры.
СРЕДСТВА РЕШЕНИЯ ПОСТАВЛЕННЫХ ЗАДАЧ
[0009]
Настоящее изобретение имеет следующую конфигурацию для достижения указанных целей.
В изобретении согласно п.1 формулы стереоскопический дисплей для отображения стереоизображения содержит:
прозрачную дисплейную панель, выполненную с возможностью отображения изображения для правого глаза и изображения для левого глаза попеременно с временным разделением,
светособирающие средства, установленные на задней стороне прозрачной дисплейной панели и имеющие первую фокальную точку на задней стороне прозрачной дисплейной панели и вторую фокальную точку, такую что прямая линия, соединяющая первую фокальную точку и вторую фокальную точку, расположена между глазами наблюдателя, и
блок источника света, установленный так, чтобы быть обращенным к светособирающим средствам, и имеющий первый источник света и второй источник света, которые расположены так, что первая фокальная точка помещена между ними на виде в плоскости, и которые выполнены с возможностью попеременного и асимметричного излучения света с временным разделением, причем часть первого источника света и второго источника света, смежная с первой фокальной точке, выключена на основании отображения изображения для правого глаза и изображения для левого глаза, при этом
на стороне наблюдателя сформированы смешанная область, первая область и вторая область,
изображение для правого глаза и изображение для левого глаза прозрачной дисплейной панели оба достигают смешанной области,
только изображение для правого глаза прозрачной дисплейной панели достигает первой области, и
только изображение для левого глаза прозрачной дисплейной панели достигает второй области.
[0010]
[Действие/Результат]
Согласно изобретению по п.1 свет, излучаемый блоком источника света, проходит через прозрачную дисплейную панель от первой фокальной точки через светособирающие средства и собирается у второй фокальной точки на стороне наблюдателя. Поскольку первый источник света и второй источник света блок источника света попеременно и асимметрично излучают свет с временным разделением, причем свет рядом с первой фокальной точкой выключен, на основе отображения изображения для правого глаза и изображения для левого глаза, на стороне наблюдателя формируются смешанная область, первая область и вторая область. Изображение для правого глаза и изображение для левого глаза оба достигают смешанной области, только изображение для правого глаза достигает первой области и только изображение для левого глаза достигает второй области. Когда наблюдатель обращен к дисплею для вывода стереоизображения так, что правый глаз расположен в первой области и левый глаз расположен во второй области, только правый глаз наблюдателя видит изображение для правого глаза и только левый глаз наблюдателя видит изображение для левого глаза. Таким образом, наблюдатель может видеть стереоизображение невооруженным зрением. Кроме того, наблюдатели в числе больше одного могут видеть стереоизображение в смешанной области одновременно, если они используют очки для просмотра, которые работают со сменой изображений. В результате, дисплей для вывода стереоизображения может иметь преимущества устройств класса для использования с очками и устройств класса для использования с невооруженным зрением без выполнения переключения. Кроме того, поскольку одиночная прозрачная дисплейная панель избирательно отображает изображение для левого глаза и изображение для правого глаза, возможно уменьшить размер устройства по сравнению с устройством, имеющим две дисплейные панели, объединенные в L-форме.
[0011]
Также в изобретении по п.2 формулы стереоскопический дисплей для отображения стереоизображения содержит:
прозрачную дисплейную панель, выполненную с возможностью отображения изображения для правого глаза и изображения для левого глаза попеременно с временным разделением,
блок отражения, установленный на задней стороне прозрачной дисплейной панели и имеющий эллиптическое зеркало, включающее
отражающую поверхность, сформированную на основе части дуги эллипса и имеющую форму, симметричную относительно осевой линии на виде в плоскости,
первую фокальную точку эллипса, расположенную на задней стороне прозрачной дисплейной панели и также на стороне отражающей поверхности, и
вторую фокальную точку эллипса, расположенную на стороне наблюдателя,
блок источника света, содержащий первый источник света и второй источник света, которые расположены на стороне первой фокальной точки блока отражения, причем
первый источник света и второй источник света расположены на задней стороне прозрачной дисплейной панели, так чтобы излучать свет в направлении отражающей поверхности,
первый источник света и второй источник света установлены между частью дуги эллипса и дисплейной панелью так, что первая фокальная точка блока отражения помещена между источниками света на указанном виде в плоскости, а
первый источник света и второй источник света каждый имеет, если смотреть со стороны наблюдателя, внешнюю часть, расположенную в стороне от первой фокальной точки, и внутреннюю часть, расположенную смежно с первой фокальной точкой, причем внешняя часть и внутренняя часть выполнены с возможностью их независимого управления для излучения света,
управляющий узел источника света, выполненный с возможностью управления блоком источника света, чтобы вызывать излучение света полной поверхностью первого источника света и только внешней частью второго источника света, когда на прозрачной дисплейной панели отображается изображение для правого глаза, и выполненный с возможностью управления блоком источника света, чтобы вызывать излучение света полной поверхностью второго источника света и только внешней частью первого источника света, когда на прозрачной дисплейной панели отображается изображение для левого глаза, и
очки для просмотра, выполненные с возможностью пропускания света к правому глазу и блокирования прохождения света к левому глазу, когда на прозрачной дисплейной панели отображается изображение для правого глаза, и выполненные с возможностью пропускания света к левому глазу и блокирования прохождения света к правому глазу, когда на прозрачной дисплейной панели отображается изображение для левого глаза.
[0012]
[Действие/Результат]
Согласно изобретению по п.2 свет, излучаемый блоком источника света, отражается эллиптическим зеркалом блока отражения и проходит через прозрачную дисплейную панель для направления в сторону наблюдателя. Управляющий узел источника света управляет первым источником света и вторым источником света блока источника света, чтобы вызвать излучение света полной поверхностью первого источника света и только внешней частью второго источника света, когда отображается изображение для правого глаза. Кроме того, управляющий узел источника света управляет источниками света, чтобы вызвать излучение света полной поверхностью второго источника света и только внешней частью первого источника света, когда отображается изображение для левого глаза. Другими словами, поскольку светоизлучающие части блока источника света меняют асимметрично на основе отображения изображения для правого глаза и изображения для левого глаза, попеременно формируются, с временным разделением, область на стороне левого глаза наблюдателя, где изображение для правого глаза является невидимым, и другая область на стороне правого глаза наблюдателя, где изображение для левого глаза является невидимым. Когда наблюдатель расположен в указанном месте, он не может видеть изображение для правого глаза своим левым глазом, но может видеть только изображение для правого глаза своим правым глазом. Также наблюдатель не может видеть изображение для левого глаза своим правым глазом, но может видеть только изображение для левого глаза своим левым глазом. Таким образом, наблюдатель может видеть стереоизображение невооруженным зрением. Оба изображения соединяются в области, отличной от области, формируемой на стороне левого глаза наблюдателя, где изображение для правого глаза не видимо, и в области, отличной от области, формируемой на стороне правого глаза наблюдателя, где изображение для левого глаза не видимо. Однако более одного наблюдателя могут видеть стереоизображение одновременно, если они используют очки для просмотра, работающие с изменением изображений, чтобы обеспечить прохождение света только через соответствующий глаз. Таким образом, дисплей для вывода стереоизображения может иметь преимущества устройств класса для использования с очками и устройств класса для использования с невооруженным зрением без выполнения переключения. Также, поскольку одиночная прозрачная дисплейная панель избирательно отображает изображение для левого глаза и изображение для правого глаза, возможно уменьшить размер устройства по сравнению с устройством, имеющим две дисплейные панели, объединенные в L-форме.
[0013]
Необходимо отметить, что примером очков для просмотра являются очки с жидкокристаллическим затвором, блокирующим левый и правый обзор в зависимости от отображаемых изображений.
[0014]
Также в изобретении по п.3 стереоскопический дисплей для отображения стереоизображения содержит:
прозрачную дисплейную панель, выполненную с возможностью отображения изображения для правого глаза и изображения для левого глаза попеременно с временным разделением,
цилиндрическую выпуклую линзу, установленную на задней стороне прозрачной дисплейной панели и имеющую первую фокальную точку на задней стороне прозрачной дисплейной панели и вторую фокальную точку на стороне наблюдателя,
блок источника света, содержащий первый источник света и второй источник света, которые расположены на задней стороне цилиндрической выпуклой линзы так, что они излучают свет в направлении цилиндрической выпуклой линзы, причем
первый источник света и второй источник света установлены так, что первая фокальная точка цилиндрической выпуклой линзы расположена между источниками света на виде в плоскости, а
первый источник света и второй источник света каждый имеет, если смотреть со стороны наблюдателя, внешнюю часть, расположенную в стороне от первой фокальной точки, и внутреннюю часть, расположенную смежно с первой фокальной точкой, причем внешняя часть и внутренняя часть выполнены с возможностью их независимого управления для излучения света,
управляющий узел источника света, выполненный с возможностью управления блоком источника света, чтобы вызывать излучение света полной поверхностью первого источника света и только внешней частью второго источника света, когда на прозрачной дисплейной панели отображается изображение для правого глаза, и выполненный с возможностью управления блоком источника света, чтобы вызывать излучение света полной поверхностью второго источника света и только внешней частью первого источника света, когда на прозрачной дисплейной панели отображается изображение для левого глаза, и
очки для просмотра, выполненные с возможностью пропускания света к правому глазу и блокирования прохождения света к левому глазу, когда на прозрачной дисплейной панели отображается изображение для правого глаза, и выполненные с возможностью пропускания света к левому глазу и блокирования прохождения света к правому глазу, когда на прозрачной дисплейной панели отображается изображение для левого глаза.
[0015]
[Действие/Результат]
Согласно изобретению по п.3 свет, излучаемый блоком источника света, преломляется цилиндрической выпуклой линзой и проходит через прозрачную дисплейную панель для направления в сторону наблюдателя. Управляющий узел источника света управляет первым источником света и вторым источником света блока источника света, чтобы вызвать излучение света полной поверхностью первого источника света и только внешней частью второго источника света, когда отображается изображение для правого глаза. Кроме того, управляющий узел источника света управляет источниками света, чтобы вызвать излучение света полной поверхностью второго источника света и только внешней частью первого источника света, когда отображается изображение для левого глаза. Другими словами, поскольку светоизлучающие части блока источника света меняют асимметрично на основе отображения изображения для правого глаза и изображения для левого глаза, попеременно формируются, с временным разделением, область на стороне левого глаза наблюдателя, где изображение для правого глаза является невидимым, и другая область на стороне правого глаза наблюдателя, где изображение для левого глаза является невидимым. Когда наблюдатель расположен в указанном месте, он не может видеть изображение для правого глаза своим левым глазом, но может видеть только изображение для правого глаза своим правым глазом. Также наблюдатель не может видеть изображение для левого глаза своим правым глазом, но может видеть только изображение для левого глаза своим левым глазом. Таким образом, наблюдатель может видеть стереоизображение невооруженным зрением. Оба изображения соединяются в области, отличной от области, формируемой на стороне левого глаза наблюдателя, где изображение для правого глаза не видимо, и в области, отличной от области, формируемой на стороне правого глаза наблюдателя, где изображение для левого глаза не видимо. Однако более одного наблюдателя могут видеть стереоизображение одновременно, если они используют очки для просмотра, работающие с изменением изображений, чтобы обеспечить прохождение света только через соответствующий глаз. Таким образом, дисплей для вывода стереоизображения может иметь преимущества устройств класса для использования с очками и устройств класса для использования с невооруженным зрением без выполнения переключения. Также, поскольку одиночная прозрачная дисплейная панель избирательно отображает изображение для левого глаза и изображение для правого глаза, возможно уменьшить размер устройства по сравнению с устройством, имеющим две дисплейные панели, объединенные в L-форме.
[0016]
Необходимо отметить, что примером очков для просмотра являются очки с жидкокристаллическим затвором, блокирующим левый и правый обзор в зависимости от отображаемых изображений.
[0017]
Также стереоскопический дисплей согласно настоящему изобретению может дополнительно содержать панель, меняющую состояние поляризации, которая установлена на прозрачной дисплейной панели для формирования состояния поляризации изображения для правого глаза, отличного от состояния поляризации изображения для левого глаза, причем линза для правого глаза очков для просмотра имеет состояние поляризации, которое позволяет изображению для правого глаза проходить через нее и которое блокирует изображение для левого глаза, а линза для левого глаза очков для просмотра имеет состояние поляризации, которое позволяет изображению для левого глаза проходить через нее и которое блокирует изображение для правого глаза (п.4 формулы). Поскольку панель, изменяющая состояние поляризации, приводит к тому, что изображение для правого глаза и изображение для левого глаза имеют различные состояния поляризации, то более одного наблюдателя могут видеть стереоизображение одновременно, если эти наблюдатели используют очки для просмотра, в которых линза для правого глаза имеет состояние поляризации, позволяющее проходить через линзу только изображению для правого глаза, а линза для левого глаза имеет другое состояние поляризации, позволяющее проходить через линзу только изображению для левого глаза. Кроме того, очки для просмотра могут уменьшать нагрузку на глаза наблюдателя по сравнению с очки для просмотра затворного типа, которые попеременно блокируют обзор с временным разделением.
[0018]
Также согласно настоящему изобретению предпочтительно первый источник света и второй источник света блока источника света каждый по отдельности включает внешний источник света, расположенный на его внешней стороне в стороне от первой фокальной точки, и внутренний источник света, расположенный на его внутренней стороне смежно с первой фокальной точкой (п.5 формулы). Поскольку только необходимо управлять включением и выключением внешнего источника света и внутреннего источника света, возможно упростить управление управляющим узлом источника света.
[0019]
Также согласно настоящему изобретению предпочтительно первый источник света и второй источник света блока источника света каждый имеет источник света небольшого размера и представляет собой комбинированный источник света, содержащий внешнюю часть, расположенную в стороне от первой фокальной точки, и внутреннюю часть, расположенную смежно с первой фокальной точкой, причем внешняя часть и внутренняя часть выполнены с возможностью их независимого управления (п.6 формулы). Поскольку возможно обеспечить излучение света внутренней частью и внешней частью в любом положении, является возможным регулировать, до некоторой степени, размером и положением первой области и второй области. Таким образом, возможно точно регулировать положение для обзора стереоизображения невооруженным зрением.
ПРЕИМУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0020]
В дисплее для вывода стереоизображения согласно настоящему изобретению свет, излучаемый блоком источника света, проходит через прозрачную дисплейную панель посредством светособирающих средств и собирается ко второй фокальной точке, находящейся рядом с наблюдателем. Первый источник света и второй источник света блока источника света попеременно и асимметрично излучают свет с временным разделением, причем часть первого источника света и второго источника света рядом с первой фокальной точкой выключается на основе отображения изображения для правого глаза и изображение для левого глаза. В результате формируются смешанная область, первая область и вторая область рядом с наблюдателем. Изображение для правого глаза и изображение для левого глаза оба достигают смешанной области, только изображение для правого глаза достигает первой области и только изображение для левого глаза достигает второй области. Когда наблюдатель обращен к дисплею для вывода стереоизображения, так что глаза расположены в первой области и второй области, только правый глаз видит изображение для правого глаза и только левый глаз видит изображение для левого глаза. Таким образом, наблюдатель может видеть стереоизображение невооруженным зрением. Кроме того, более одного наблюдателя могут видеть стереоизображение одновременно в смешанной области, если они используют очки для просмотра, работающие с изменением изображений. Таким образом, дисплей для вывода стереоизображения может иметь преимущества устройств класса для использования с очками и устройств класса для использования с невооруженным зрением без выполнения переключения. Также, поскольку одиночная прозрачная дисплейная панель избирательно отображает изображение для левого глаза и изображение для правого глаза, возможно уменьшить размер устройства по сравнению с устройством, имеющим две дисплейные панели, объединенные в L-форме.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0021]
На фиг.1 показано поперечное сечение, иллюстрирующее схематическую конфигурацию дисплея для вывода стереоизображения согласно первому варианту реализации.
На фиг.2 представлена принципиальная схема, изображающая эллипс, на основе которого выполнено эллиптическое зеркало.
На фиг.3 показано продольное сечение, иллюстрирующее схематическую конфигурацию дисплея для вывода стереоизображения согласно первому варианту реализации.
На фиг.4 показана структурная схема управляющей системы.
На фиг.5 приведена схема, показывающая траекторию света, формируемого источником света для левого глаза.
На фиг.6 приведена схема, показывающая траекторию света, формируемого внешним источником света для правого глаза.
На фиг.7 приведена схема, показывающая траекторию света, формируемого блоками источника света, когда отображается изображение для левого глаза.
На фиг.8 показана схема, поясняющая состояние при наблюдении стереоизображения.
На фиг.9 показано поперечное сечение, иллюстрирующее схематическую конфигурацию дисплея для вывода стереоизображения согласно второму варианту реализации.
На фиг.10 показано поперечное сечение, иллюстрирующее схематическую конфигурацию дисплея для вывода стереоизображения согласно третьему варианту реализации.
На фиг.11 показана структурная схема управляющей системы.
На фиг.12 показана принципиальная схема модификации источника света.
ВАРИАНТЫ РЕАЛИЗАЦИИ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0022]
Далее описан вариант реализации дисплея для вывода стереоизображения согласно настоящему изобретению.
Первый вариант реализации
[0023]
Далее со ссылками на чертежи описан первый вариант реализации настоящего изобретения.
На фиг.1 показано поперечное сечение, иллюстрирующее схематическую конфигурацию дисплея для вывода стереоизображения согласно первому варианту реализации, на фиг.2 представлена принципиальная схема, изображающая эллипс, на основе которого выполнено эллиптическое зеркало, на фиг.3 показано продольное сечение, иллюстрирующее схематическую конфигурацию дисплея для вывода стереоизображения согласно первому варианту реализации, на фиг.4 показана структурная схема управляющей системы. Необходимо отметить, что структурная схема дисплея для вывода стереоизображения показана на фиг.4 со стороны эллиптического зеркала. Кроме того, на фиг.2 и фиг.3 для удобства корпус не показан.
[0024]
Дисплей 1 для вывода стереоизображения согласно первому варианту реализации включает корпус 3, имеющий поперечный U-образный участок. Корпус 3 имеет переднюю поверхность (верхнюю поверхность на фиг.1), которая оснащена прозрачной дисплейной панелью 5 в опорной раме 7. Опорная рама 7 имеет передний держатель. Прозрачная жидкокристаллическая дисплейная панель 5 имеет рассеивающую часть 11, установленную на обратной стороне прокладки 9 (нижняя поверхность на фиг.1). Рассеивающая часть 11 рассеивает свет в продольном направлении (направление плоскости бумаги на фиг.1). Опорная рама 7, расположенная на обратной стороне прокладки 9, имеет на верхней и нижней стороне прикрепляющие рамки 13 в своей верхней и нижней части.
[0025]
Наличие указанной рассеивающей части 11 позволяет уменьшить отражение на прозрачной жидкокристаллической дисплейной панели 5, относящееся к границам, которые проходят в поперечном направлении возле точек соединения между эллиптическим зеркалом 15 и верхней отражающей пластиной 23 или между эллиптическим зеркалом 15 и нижней отражающей пластиной 25.
[0026]
Блок 17 отражения, имеющий эллиптическое зеркало 15, установлен на задней части (снизу на фиг.1) прикрепляющих рамок 13. Эллиптическое зеркало 15 имеет вогнутую поверхность, служащую как отражающая поверхность 19. Далее описано эллиптическое зеркало 15 со ссылками на фиг.2.
[0027]
Эллиптическое зеркало 15 выполнено на основе части дуги эллипса 21. Эллипс 21 имеет центр с, длинную ось а и короткую ось b. Поскольку длинная ось а совпадает с осевой линией, эллиптическое зеркало 15 имеет форму, симметричную относительно осевой линии. Эллипс 21 имеет первую фокальную точку f1 на стороне отражающей поверхности 19. Другими словами, первая фокальная точка f1 расположена рядом с хордой части эллипса 21, составляющей эллиптическое зеркало 15. Эллипс 21 имеет вторую фокальную точка f2, расположенную между правым глазом ER и левым глазом EL наблюдателя (или расположенную рядом с надпереносьем наблюдателя). Другими словами, прямая линия, соединяющая первую фокальную точку f1 и вторую фокальную точку f2, проходит между правым глазом ER и левым глазом EL наблюдателя. Необходимо отметить, что вторая фокальная точка f2 может быть расположена в любом месте этой прямой линии. Также необходимо отметить, что первая фокальная точка f1 и вторая фокальная точка f2 не обозначают только соответствующие точки, а имеют некоторый оптический диапазон возможного нахождения.
[0028]
Блок 17 отражения имеет верхнюю отражающую пластину 23 на стороне верхней грани эллиптического зеркала 15 и нижнюю отражающую пластину 25 на стороне нижней грани эллиптического зеркала 15 (фиг.3). Верхняя отражающая пластина 23 и нижняя отражающая пластина 25 проходят от отражающей поверхности 19 эллиптического зеркала 15 до положения, соответствующего хорде части дуги эллипса 21, составляющей эллиптическое зеркало 15. Необходимо отметить, что на фиг.1 и фиг.2 верхняя отражающая пластина 23 для удобства не показана. Пластина 23 и пластина 25 окружают область 27 хода лучей, которая не заполнена каким-либо оптическим материалом или подобным веществом, а заполнена воздухом. Необходимо отметить, что область 27 хода лучей может быть заполнена оптическим материалом. В данном случае возможно уменьшить износ отражающей поверхности 19.
[0029]
Прикрепляющие рамки 13 на стороне первой фокальной точки f1 блока 17 отражения, верхняя прикрепляющая рамка 13 оснащены верхним блоком 29 источника света, а нижняя прикрепляющая рамка 13 оснащена нижним блоком 31 источника света (фиг.3). Блок 29 содержит источник света 33 для правого глаза и источник света 35 для левого глаза, которые расположены так, чтобы между ними была первая фокальная точка f1, если смотреть на виде в плоскости (фиг.1). Источник света 33 включает два источника света, внешний источник 37 света для правого глаза и внутренний источник 39 света для правого глаза. Внешний источник 37 света расположен на внешней стороне источника 33 света для правого глаза, которая находится дальше от первой фокальной точки f1. Внутренний источник 39 света расположен на внутренней стороне источника 33 света для правого глаза, которая находится ближе к первой фокальной точке f1. В данном первом варианте реализации внешний источник 37 света для правого глаза и внутренний источник 39 света для правого глаза являются отдельными источниками света, каждый из которых имеет длину, например, почти равную половине длины источника света 33 для правого глаза. Кроме того, источник 35 света для левого глаза аналогично включает внешний источник 41 света для левого глаза и внутренний источник 43 света для левого глаза.
[0030]
Нижний блок 31 источника света содержит источник 45 света для правого глаза и источник 47 света для левого глаза, которые расположены так, чтобы между ними была первая фокальная точка f1, если смотреть на виде в плоскости. Источник 45 света включает внешний источник 49 света для правого глаза и внутренний источник 51 света для правого глаза аналогично с рассмотренным выше верхним блоком 29 источника света. Источник 47 света для левого глаза имеет внешний источник 53 света для левого глаза и внутренний источник 55 света для левого глаза.
[0031]
Все источники света, а именно источник 33 света для правого глаза, источник 35 света для левого глаза, источник 45 света для правого глаза и источник 47 света для левого глаза присоединены к прикрепляющим рамкам 13, так что все источники света расположены с возможностью излучения света на отражающую поверхность 19. В частности, каждый источник света (33, 35, 45, 47) имеет светоизлучающую поверхность, обращенную к отражающей поверхности 19.
[0032]
В верхнем блоке 29 источника света между источником 33 света для правого глаза и источником 35 света для левого глаза имеется верхний светоэкранирующий элемент 57. Аналогично, в нижнем блоке 31 источника света между источником 45 света для правого глаза и источником 47 света для левого глаза имеется нижний светоэкранирующий элемент 59. Верхний светоэкранирующий элемент 57 и нижний светоэкранирующий элемент 59 выполнены из в виде элемента, препятствующего прохождению света через него.
[0033]
Необходимо отметить, что прозрачная жидкокристаллическая дисплейная панель 5 соответствует "прозрачной дисплейной панели" согласно настоящему изобретению, а эллиптическое зеркало 15 соответствует "светособирающим средствам". Также, верхний блок 29 источника света и нижний блок 31 источника света соответствуют "блоку источника света" согласно настоящему изобретению. Кроме того, источники 33, 45 света для правого глаза соответствуют "первому источнику света" согласно настоящему изобретению, а источники 35, 47 света для левого глаза соответствуют "второму источнику света" согласно настоящему изобретению. И наконец, внешние источники 37, 49 света для правого глаза и внешний источник 41, 53 света для левого глаза соответствуют "внешнему источнику света" согласно настоящему изобретению, а внутренние источники 39, 51 света для правого глаза и внутренние источники 43, 55 света для левого глаза соответствуют "внутреннему источнику света" согласно настоящему изобретению.
[0034]
<Управляющая система>
Далее следует описание со ссылками на фиг.4-8. На фиг.4 показана структурная схема управляющей системы. На фиг.5 приведена схема, показывающая траекторию света, формируемого источником света для левого глаза, на фиг.6 приведена схема, показывающая траекторию света, формируемого внешним источником света для правого глаза, на фиг.7 приведена схема, показывающая траекторию света, формируемого блоками источника света, когда отображается изображение для левого глаза, и на фиг.8 показана схема, поясняющая состояние при наблюдения стереоизображения.
[0035]
Управляющий узел 63 имеет узел 65 вывода сигнала изображения, управляющий узел 67 источника света и управляющий узел 69 изменения затвора. Узел 65 получает видеосигналы VD и попеременно выводит с временным разделением изображение для правого глаза и изображение для левого глаза, для которых использован бинокулярный параллакс, в направлении прозрачной жидкокристаллической дисплейной панели 5. Управляющий узел 67 источника света управляет работой верхнего блока 29 источника света и нижнего блока 31 источника света в соответствии с сигналами кадровой синхронизации VS, когда узел 65 последовательно изменяет изображение для правого глаза и изображение для левого глаза. Управляющий узел 69 выводит сигналы SS управления затвором, которые используются для управления затвором, так что затвор попеременно блокирует, с временным разделением, обзор правого глаза и левого глаза у очков 71 для просмотра согласно времени изменения изображения для правого глаза и изображения для левого глаза посредством узла 65 вывода сигнала изображения. Очки 71 для просмотра имеют, например, жидкокристаллический затвор, и они могут предоставлять обзор или препятствовать обзору правого глаза и левого глаза. Сигналы SS управления затвором несут информацию для предоставления обзора для линзы очков для просмотра 71, соответствующей правому глазу, и для блокирования обзора линзы, соответствующей левому глазу, когда выводится изображение для правого глаза. Кроме того, сигналы SS управления затвором несут информацию для предоставления обзора линзе очков 71, соответствующей левому глазу, и для блокирования обзора линзы, соответствующей правому глазу, когда выводится изображение для левого глаза. Другими словами, сигналы SS управления затвором соответствуют информации для управления очков 71 с целью допустить падение света на правый глаз и препятствовать падению света на левый глаз, когда выводится изображение для правого глаза, и для управления очков 71 с целью допустить падение света на левый глаз и препятствовать падению света на правый глаз, когда выводится изображение для левого глаза.
[0036]
Управляющий узел 67 источника света управляет работой источников света 33, 45 для правого глаза и источников света 35, 47 для левого глаза, относящихся к верхнему блоку 29 источника света и нижнему блоку источника света, когда узел 65 вывода сигнала изображения выводит изображение для правого глаза и изображение для левого глаза на прозрачную жидкокристаллическую дисплейную панель 5. Кроме того, управляющий узел 67 источника света независимо управляет внешними источниками 37, 49 света для правого глаза и внутренними источниками света 39, 51 для правого глаза, и также независимо управляет внешними источниками 41, 53 света для левого глаза и внутренними источниками 43, 55 света для левого глаза.
[0037]
Далее описан конкретный пример управления освещением посредством управляющего узла 67 источника света, когда выводится изображение для левого глаза. Необходимо отметить, что поскольку верхний блок 29 источника света и нижний блок 31 источника света действуют схожим образом, в качестве примера описан верхний блок 29.
[0038]
На фиг.5 показана траектория света, когда включен только источник 35 света для левого глаза. Свет, излучаемый внешним источником 41 света для левого глаза и внутренний источник 43 света для левого глаза, относящихся к источнику 35 света для левого глаза, отражается на отражающей поверхности 19 и проходит через прозрачную жидкокристаллическую дисплейную панель 5 для направления в сторону наблюдателя (не показан). Необходимо отметить, что поскольку источник 35 света для левого глаза показан на фиг.5 справа, свет от источника 35 света для левого глаза смещен в левую сторону от осевой линии.
[0039]
На фиг.6 показана траектория света, когда включен только внешний источник 37 света для правого глаза. Свет, излучаемый внешним источником 37 света для правого глаза, отражается на отражающей поверхности 19 и проходит через прозрачную жидкокристаллическую дисплейную панель 5 в сторону наблюдателя (не показан). Необходимо отметить, что поскольку источник 33 света для правого глаза показан на фиг.6 слева, свет от источника 35 света для правого глаза смещен в правую сторону от осевой линии. Кроме того, среди источников 33 света для правого глаза включен только внешний источник 37 света для правого глаза. Другими словами, свет излучается от внешней части источника 33 света для правого глаза, который расположен на фиг.6 слева или который расположен в стороне от первой фокальной точки f1, причем светоблокирующая область BR2 (вторая область), которую свет не достигает, образуется в области на стороне наблюдения дисплейной панели 5 и на правой стороне осевой линии (в сторону правого глаза ER наблюдателя).
[0040]
В результате, когда выводится изображение для левого глаза, управляющий узел 67 источника света включает источник 35 света для левого глаза и внешний источник 37 света для правого глаза, и затем источники 35, 37 света излучают свет асимметрично относительно осевой линии. Таким образом, образованная траектория света следует схеме, полученной путем наложения траектории света, показанной на фиг.5, на траекторию света, показанную на фиг.6. Другими словами, изображение для левого глаза проходит до наблюдателя, как это показано на фиг.7. В результате, когда наблюдатель обращен к дисплею 1 для вывода стереоизображения 1, так что правый глаз ER наблюдателя расположен в пределах светоблокирующей области BR2, левый глаз EL наблюдателя воспринимает изображение для левого глаза, отображаемое на прозрачной жидкокристаллической дисплейной панели 5, а правый глаз ER не воспринимает изображение, предназначенное для левого глаза.
[0041]
Когда изображение для правого глаза выводится на прозрачной жидкокристаллической дисплейной панели 5, управляющий узел 67 источника света осуществляет управление освещением противоположным образом. А именно, когда включены источник света 33 для правого глаза 33 и внешний источник 41 света для левого глаза для излучения асимметрично относительно осевой линии, формируемая траектория света соответствует схеме, полученной переворотом чертежа на фиг.7 слева направо относительно осевой линии. Таким образом, светоблокирующая область BR1 (первая область) формируется на левой стороне осевой линии. В результате, как показано на фиг.8, когда выводится изображение для правого глаза, светоблокирующая область BR1 формируется на левой стороне осевой линии, и когда выводится изображение для левого глаза, светоблокирующая область BR2 формируется на правой стороне осевой линии. Когда наблюдатель находится в указанной области, правый глаз ER наблюдателя наблюдает исключительно изображение для правого глаза, а левый глаз EL наблюдателя наблюдает исключительно изображение для левого глаза. Таким образом, даже когда наблюдатель наблюдает стереоскопический дисплей 1 невооруженным зрением, наблюдатель способен видеть стереоизображение при условии, что его глаза расположены в светоблокирующих областях BR1, BR2.
[0042]
Напротив, изображение для правого глаза и изображение для левого глаза соединяются в указанной области (смешанная область), а не в светоблокирующих областях BR1, BR2. Однако несколько наблюдателей могут одновременно наблюдать стереоизображение, если они используют очки 71 для просмотра.
[0043]
Таким образом, дисплей 1 для вывода стереоизображения имеет преимущества устройства "для использования с невооруженным зрением" и устройства "для использования с очками" без выполнения каких-либо переключающих операций между типом "для использования с невооруженным зрением" и типом "для использования с очками". Также, поскольку одиночная прозрачная жидкокристаллическая дисплейная панель 5 избирательно выводит изображение для левого глаза и изображение для правого глаза, возможно создать устройство с меньшими размерами по сравнению с устройством, имеющим две дисплейные панели, объединенные в L-форму.
Второй вариант реализации
[0044]
Далее со ссылками на чертежи описан второй вариант реализации настоящего изобретения.
На фиг.9 показано поперечное сечение, иллюстрирующее схематическую конфигурацию дисплея для вывода стереоизображения согласно второму варианту реализации.
[0045]
Дисплей 1A для вывода стереоизображения согласно второму варианту реализации отличается от первого варианта реализации тем, что в конструкции дисплея 1A для вывода стереоизображения нет частей, имеющих отношение к отражению (таких как эллиптическое зеркало). Необходимо отметить, что элементы, схожие с элементами устройства согласно первому варианту реализации, отмечены тем же позиционными обозначениями, и их описание опущено.
[0046]
Дисплей 1A для вывода стереоизображения содержит прозрачную жидкокристаллическую дисплейную панель 5, держатель 81 для фоновой подсветки и цилиндрическую выпуклую линзу 83. Держатель 81 установлен отдельно от прозрачной жидкокристаллической дисплейной панели 5 и имеет верхний блок 29A источника света и нижний блок 31A источника света на стороне держателя 81, обращенной к прозрачной панели 5. Нижний блок 31A не показан для удобства. Верхний блок 29A отдельно будет описан далее, а нижний блок 31A имеет схожую конфигурацию. Цилиндрическая выпуклая линза 83 характеризуется длиной в направлении, перпендикулярном направлению листа, и имеет первую фокальную точку f1 на задней стороне прозрачной жидкокристаллической дисплейной панели 5 и на задней стороне цилиндрической выпуклой линзы 83. Кроме того, прямая линия, соединяющая первую фокальную точку f1 со второй фокальной точкой f2, расположена между глазами наблюдателя. Вторая фокальная точка f2 может быть расположена в любом месте на прямой линии.
[0047]
Верхний блок 29A источника света имеет источник 33A света для правого глаза и источник 35A света для левого глаза. Источник 33A света включает внешний источник 37A света для правого глаза и внутренний источник 39A света для правого глаза, а источник 35A света включает внешний источник 41A света для левого глаза и внутренний источник 43A света для левого глаза. В данном варианте реализации из-за особенностей оптической системы цилиндрической выпуклой линзы 83 внешний источник 37A света для правого глаза длиннее, чем внутренний источник 39A света для правого глаза, и внешний источник 41A света для левого глаза длиннее, чем внутренний источник 43A света для левого глаза. Однако указанные выше источники света могут иметь длины, равные длине соответствующего источника света, источника 33A света для правого глаза или источника 35A света для левого глаза, в зависимости от оптической системы. Кроме того, внутренний источник 43A света для левого глаза может быть длиннее, чем внешний источник 41A света для левого глаза. Другими словами, указанные выше источники света могут быть выполнены в зависимости от желаемого расположения и размера светоблокирующих областей BR1, BR2.
[0048]
Необходимо отметить, что цилиндрическая выпуклая линза 83 соответствует "светособирающим средствам" согласно настоящему изобретению. Также, верхний блок 29А источника света и нижний блок 31A источника света соответствуют "блоку источника света" согласно настоящему изобретению. Кроме того, источник 33A света для правого глаза соответствует "первому источнику света" согласно настоящему изобретению, и источник 35A света для левого глаза соответствует "второму источнику света" согласно настоящему изобретению. И наконец, внешний 37A источник света для правого глаза и внешний 41A источник света для левого глаза соответствуют "внешнему источнику света" согласно настоящему изобретению, а внутренний 39A источник света для правого глаза и внутренний 43A источник света для левого глаза соответствуют "внутреннему источнику света" согласно настоящему изобретению.
[0049]
Как и в первом варианте реализации, управляющий узел 67 источника света управляет источником 33A света для правого глаза и источником 35A света для левого глаза, выполненными, как указано ранее для попеременного и асимметричного излучения света с временным разделением на основе изображения, выводимого на прозрачную жидкокристаллическую дисплейную панель 5. В результате, как показано на фиг.9, поскольку формируются светоблокирующая область BR1 и светоблокирующая область BR2, является возможным достигнуть таких же преимуществ, как в первом варианте реализации. Кроме того, указанная конфигурация оптической системы сравнительно проще, чем конфигурация в первом варианте реализации.
Третий вариант реализации
[0050]
Далее со ссылками на чертежи описан третий вариант реализации настоящего изобретения.
На фиг.10 показано поперечное сечение, иллюстрирующее схематическую конфигурацию дисплея для вывода стереоизображения согласно третьему варианту реализации.
[0051]
Устройство согласно третьему варианту реализации в дополнение к конфигурации согласно первому варианту реализации имеет активный поляризатор 91. В частности, активный поляризатор 91 прикреплен к передней поверхности (светоизлучающей поверхности) прозрачной жидкокристаллической дисплейной панели 5. Необходимо отметить, что элементы, сходные с таковыми в первом варианте реализации, отмечены теми же позиционными обозначениями, и их описание опущено.
[0052]
Активный поляризатор 91 обладает функцией преобразования оси поляризации света, проходящего через него, на основании внешних сигналов. Например, когда эта функция включена согласно внешним сигналам, активный поляризатор 91 меняет угол поляризации падающего света на 90 градусов и выпускает этот свет. Когда эта функция выключена согласно внешним сигналам, активный поляризатор 91 меняет угол поляризации падающего света на 0 градусов и выпускает этот свет. В результате, активный поляризатор 91 меняет состояние поляризации света, проходящего от прозрачной жидкокристаллической дисплейной панели 5 к наблюдателю, в необходимые моменты времени.
[0053]
Далее идет описание со ссылкой на фиг.11. На фиг.11 показана структурная схема управляющей системы.
Активный поляризатор 91 меняет состояние поляризации посредством управляющего узла 93, предназначенного для переключения состояния поляризации. Управляющий узел 93 подает сигналы PS переключения поляризации. Активный поляризатор 91 попеременно переключает с временным разделением состояние поляризации между двумя различными состояниями, например для изображения для правого глаза и для изображения для левого глаза, на основе сигналов PS переключения поляризации. Линза для правого глаза очков 95 для просмотра находится в состоянии поляризации, позволяющем пропускать через него изображение для правого глаза и блокировать изображение для левого глаза, а линза для левого глаза очков 95 для просмотра находится в состоянии поляризации, позволяющем пропускать через него изображение для левого глаза и блокировать изображение для правого глаза.
[0054]
Подробнее, например, когда линза для правого глаза очков 95 имеет состояние поляризации в 90 градусов и линза для левого глаза очков 95 имеет состояние поляризации в 0 градусов, изображение для правого глаза видится исключительно правым глазом, когда активный поляризатор 91 меняет состояние поляризации изображения для правого глаза на 90 градусов. Также, изображение для левого глаза видится исключительно левым глазом, когда активный поляризатор 91 меняет состояние поляризации изображения для левого глаза на 0 градусов.
[0055]
Благодаря такой конфигурации, в области, отличной от светоблокирующих областей BR1, BR2, наблюдатель может видеть стереоизображение, как в первом варианте реализации. Кроме того, очки 95 для просмотра могут уменьшать нагрузку на глаза наблюдателя по сравнению с очками 71 для просмотра, которые попеременно блокируют обзор с временным разделением посредством затвора.
[0056]
Настоящее изобретение не ограничено указанными вариантами реализации и может быть изменено следующим образом.
[0057]
(1) В каждом из указанных вариантов реализации источники 33, 45 света для правого глаза и источника 35, 47 света для левого глаза описаны как отдельные элементы. Однако настоящее изобретение не ограничено такой конфигурацией и может, например, иметь конфигурацию, показанную на фиг.12, на которой показана принципиальная схема модификации источника света.
[0058]
Поскольку источники 33B, 45B света для правого глаза и источники 35B, 47B света для левого глаза все могут иметь одинаковую конфигурацию, далее в качестве примера описан только источник 33B света для правого глаза. Источник 33B света имеет некоторое число источников 97 света небольшого размера (например, светоизлучающих диодов), встроенных в светоизлучающую поверхность. Управляющий узел 67 источника света определяет, какой из источников 97 света будет светить. Согласно указанной конфигурации, внутренний источник света и внешний источник света выборочно располагаются, например, в любых местах. В результате является возможным до некоторой степени регулировать размер и положение светоблокирующих областей BR1, BR2. Другими словами, возможно точно регулировать положение для обзора стереоизображения невооруженным зрением.
[0059]
(2) В каждом из указанных вариантов реализации в качестве блока источника света имеются верхний 29 блок источника света и нижний 31 блок источника света. Однако может иметься только верхний блок 29 источника света. Как следствие, является возможным уменьшить потребление электроэнергии и при этом также выводить изображение. Кроме того, конфигурация, имеющая отдельно только нижний блок 31 источника света, может обладать такими же преимуществами.
[0060]
(3) В каждом из указанных вариантов реализации прозрачная жидкокристаллическая дисплейная панель 5 указана в качестве примера прозрачной дисплейной панели. Однако настоящее изобретение не ограничено таким типом жидкокристаллического дисплея, и оно может применяться для любой прозрачной дисплейной панели. Примером прозрачной дисплейной панели является прозрачный МЭМС (микроэлектромеханические системы).
[0061]
(4) Третий вариант реализации имеет конфигурацию, при которой дополнительно к конфигурации первого варианта реализации имеется активный поляризатор 91. Однако третий вариант реализации может иметь конфигурацию, при которой активный поляризатор 91 имеется дополнительно к конфигурации второго варианта реализации.
ОПИСАНИЕ ПОЗИЦИОННЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
[0062]
1, 1A, 1B дисплей для вывода стереоизображения
3 корпус
5 прозрачная жидкокристаллическая дисплейная панель
15 эллиптическое зеркало
17 блок отражения
19 отражающая поверхность
21 эллипс
F1 первая фокальная точка
F2 вторая фокальная точка
ER правый глаз
EL левый глаз
27 область хода лучей
29 верхний блок источника света
31 нижний блок источника света
33, 45 источник света для правого глаза
35, 47 источник света для левого глаза
37, 49 внешний источник света для правого глаза
39, 51 внутренний источник света для правого глаза
41, 53 внешний источник света для левого глаза
43, 55 внутренний источник света для левого глаза
63 управляющий узел
65 узел вывода сигнала изображения
67 управляющий узел источника света
69 управляющий узел изменения затвора
VD видеосигнал
VS сигнал кадровой синхронизации
71 очки для просмотра
SS сигнал управления затвором
BR1, BR2 светоблокирующая область
83 цилиндрическая выпуклая линза