JP2007079253A - Stereoscopic image display apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、裸眼立体視可能な立体画像表示装置に関する。 The present invention relates to a stereoscopic image display apparatus capable of autostereoscopic viewing.
立体画像を表示する手法として、多数の視線方向からの画像を画像表示デバイスの画像表示面に合成表示し、観察者の視点位置もしくは視線方向に対応する画像を選択して表示する光学的画像選択表示手段を備えた、複数視差を有する立体画像表示装置が提案されている。光学的画像選択表示手段として、スリット(バリア)、レンズアレイが主に使用されるが、スリットを用いた方式は、不所望の画像情報を表示させないために画像表示面の大部分を隠蔽してしまい、表示輝度が暗いという短所がある。従って、画像表示面を隠蔽しないレンズアレイ方式の方が高輝度表示の点で有利である。 Optical image selection for displaying stereoscopic images by combining and displaying images from multiple gaze directions on the image display surface of the image display device, and selecting and displaying images corresponding to the viewpoint position or gaze direction of the observer A stereoscopic image display device having a plurality of parallaxes and having a display means has been proposed. Slits (barriers) and lens arrays are mainly used as optical image selection display means, but the method using slits hides most of the image display surface in order not to display undesired image information. As a result, the display brightness is low. Therefore, the lens array method that does not hide the image display surface is advantageous in terms of high luminance display.
レンズアレイを用いた画像選択の原理が特許文献1の図9に開示されている。レンズアレイの集光点(焦点)を画像表示面における画素近傍に配することで、レンズピッチに含まれる一画素の拡大表示部分が各レンズピッチ全面に拡大されて表示されることになる。観察者の視点が水平方向に移動することで、レンズの画角変化により拡大表示される画素が切り替わる。この画素上に各々視線方向に対応する画像情報を表示することで、レンズピッチに含まれる画素数分の視線方向について対応する画像を切り替え表示することが可能となる。 The principle of image selection using a lens array is disclosed in FIG. By disposing the condensing point (focal point) of the lens array in the vicinity of the pixel on the image display surface, the enlarged display portion of one pixel included in the lens pitch is enlarged and displayed on the entire surface of each lens pitch. As the observer's viewpoint moves in the horizontal direction, the pixel to be enlarged and displayed is switched by the change in the angle of view of the lens. By displaying image information corresponding to the line-of-sight direction on each pixel, it is possible to switch and display images corresponding to the line-of-sight directions for the number of pixels included in the lens pitch.
ここで、視線方向に応じて切り替え表示される画像数を視差数といい、視差数は一レンズピッチに含まれる画素数に他ならない。画像の切り替わる間隔が十分に細かく、視点位置において画像の切り替わる水平ピッチが観察者の眼間距離よりも狭ければ、観察者は左右両眼で異なる画像を観察することになるので、立体像を観察することが可能となる。 Here, the number of images switched and displayed in accordance with the line-of-sight direction is referred to as the number of parallaxes, and the number of parallaxes is nothing but the number of pixels included in one lens pitch. If the image switching interval is sufficiently fine and the horizontal pitch at which the image switches at the viewpoint position is narrower than the distance between the eyes of the observer, the observer will observe different images with the left and right eyes. It becomes possible to observe.
この立体像表示方式は、画面に対し水平方向のみならず、垂直方向についても複数の視差情報を与え切り替え表示することが望ましいが、水平視差を重視し、視差情報の切り替え表示を画面水平方向のみとすることもよく行なわれる。この場合、レンズアレイは画面水平方向のみに集光作用を持つシリンドリカルレンズアレイ(レンチキュラ−シート、レンチキュラ−レンズ)が用いられる。 In this stereoscopic image display method, it is desirable to provide a plurality of pieces of parallax information in the vertical direction as well as in the horizontal direction, and to perform switching display. However, emphasizing horizontal parallax and switching display of parallax information only in the horizontal direction of the screen. It is also often done. In this case, a cylindrical lens array (lenticular sheet, lenticular lens) having a condensing function only in the horizontal direction of the screen is used as the lens array.
ここで、立体画像情報を表示する画像表示デバイスは二次元マトリクス状に配列された画素群を有するものが一般的に使用される。そのような画像表示デバイスの例として代表的なものは液晶ディスプレイ(LCD)、プラズマディスプレイ(PDP)などである。これら画像表示デバイスにおける画素間には光を透過しないブラックマトリックス領域が介在する。 Here, an image display device that displays stereoscopic image information generally has a pixel group arranged in a two-dimensional matrix. Typical examples of such an image display device are a liquid crystal display (LCD), a plasma display (PDP), and the like. A black matrix region that does not transmit light is interposed between pixels in these image display devices.
レンズアレイにより、拡大表示される部分の軌跡は、視点の水平方向移動に追随して左右に移動することになる(例えば、特許文献2参照)。従って、視点が切り替わる際にブラックマトリクス領域がレンズにより拡大表示されるため、観察者にとっては黒帯状のモアレ妨害が発生することになる。このモアレを抑制するために、幾つかの公知例が提案されている。 By the lens array, the locus of the enlarged display portion moves to the left and right following the horizontal movement of the viewpoint (see, for example, Patent Document 2). Therefore, when the viewpoint is switched, the black matrix region is enlarged and displayed by the lens, so that a black belt-like moire interference occurs for the observer. In order to suppress this moire, some known examples have been proposed.
例えば、特許文献3では、ディスプレイ要素配列の配列方向に対して、レンチキュラシートのレンチキュールの縦軸Lが、列方向に対し角度α傾いている。ディスプレイ要素の列に対しては角度αで傾斜している構成が開示されている。特許文献3に開示されている画素配列は、カラー画像表示デバイスに一般的に採用されている縦ストライプ配列であり、画素は三原色RGBに分割され、矩形状の画素形状を有するR列、G列、B列を一組として、正方状のカラー画素が二次元正方状に配列されている。
上記特許文献3においては、以下のような課題が存在していた。
In the
レンズ母線方向が画面に対し斜め方向となるため、観察者にとって光学的に拡大された画素配列は、矩形状とはならない。これは通常の画像表示デバイスにおける画素配列とは異なるため、観察者にとって違和感が生じる問題がある。 Since the lens bus line direction is oblique with respect to the screen, the pixel array optically enlarged for the observer is not rectangular. Since this is different from the pixel arrangement in a normal image display device, there is a problem that the viewer feels uncomfortable.
本発明は上記事情を考慮してなされたものであって、モアレの発生がなく表示品位が良好な立体画像表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a stereoscopic image display apparatus having no display of moire and good display quality.
本発明の一態様による立体画像表示装置は、2次元状に配列された複数の画素を有し、前記画素のそれぞれに輝度情報を与え、画像を表示する画像表示デバイスと、前記画像表示デバイスの表示面上に配設され、前記画像表示デバイスに表示された画像を光学的に選択して表示し、前記画像表示デバイスの前記画素位置近傍に焦点を有し、画素を拡大表示するレンズアレイとを備え、前記レンズアレイは、前記画像表示デバイスの画像表示面に対して垂直方向に母線を有する第1のレンズアレイ面と、前記第1のレンズアレイの母線に対し斜め方向に母線を有する第2のレンズアレイ面を有することを特徴とする。 A stereoscopic image display apparatus according to an aspect of the present invention includes a plurality of pixels arranged in a two-dimensional shape, gives luminance information to each of the pixels, and displays an image. A lens array disposed on a display surface, optically selecting and displaying an image displayed on the image display device, having a focal point in the vicinity of the pixel position of the image display device, and enlarging the pixel; The lens array includes a first lens array surface having a bus in a direction perpendicular to an image display surface of the image display device, and a first lens array having a bus in an oblique direction with respect to the bus of the first lens array. 2 lens array surfaces.
なお、前記レンズアレイにおける前記第1のレンズアレイ面および第2のレンズアレイ面が凸面であることが好ましい。 The first lens array surface and the second lens array surface in the lens array are preferably convex surfaces.
なお、前記レンズアレイにより拡大表示される画素領域の軌跡は、前記画素の配列方向に対して斜め方向となり、且つ前記軌跡が周期的に折り返すことで、前記軌跡の周期列が前記画素の垂直配列方向に対して略平行に配置されていてもよい。 Note that the locus of the pixel area enlarged and displayed by the lens array is oblique with respect to the arrangement direction of the pixels, and the locus is periodically folded so that the periodic row of the locus is a vertical arrangement of the pixels. You may arrange | position substantially parallel with respect to the direction.
なお、前記画像が画面水平方向に視差情報を有する立体画像であり、同一の視差方向にある前記各視差情報が前記画素毎に画面垂直方向に割り当てられていてもよい。 The image may be a stereoscopic image having parallax information in the horizontal direction of the screen, and each piece of parallax information in the same parallax direction may be assigned in the vertical direction of the screen for each pixel.
なお、前記画像が画面水平方向に視差情報を有する立体画像であり、同一の視差方向にある前記各視差情報が前記画素毎に画面に対して斜め方向に割り当てられていてもよい。 The image may be a stereoscopic image having parallax information in the horizontal direction of the screen, and each piece of parallax information in the same parallax direction may be assigned to the pixel in an oblique direction with respect to the screen.
本発明によれば、モアレの発生が無く、表示品位が良好な立体画像表示装置を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a stereoscopic image display device that is free from moire and has a good display quality.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。但し、本発明の構成は以下に述べる実施形態にとどまるものではなく、本発明の実施形態および実施例において述べた構成の各部をさまざまに組み合わせた形態をとることが可能であることはいうまでもない。また、説明の簡略化のため、複数の図に渡って同一部材については同一の番号を付与した。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the configuration of the present invention is not limited to the embodiment described below, and it goes without saying that it is possible to adopt various combinations of the components of the configuration described in the embodiment and examples of the present invention. Absent. For simplification of explanation, the same number is assigned to the same member over a plurality of drawings.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による立体画像表示装置を図1乃至図11を参照して説明する。
(First embodiment)
A stereoscopic image display apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1(a)、(b)は本実施形態による立体画像表示装置に係るレンズアレイ1の構造を示す。このレンズアレイ1は、画素の整数倍にほぼ等しいピッチを有し、画面垂直方向にレンズ母線方向4を有する第1のレンズ面2と、第1のレンズ面に対向して形成され、第1のレンズ面のレンズ母線方向4とは角度θを成すレンズ母線方向5を有する第2のレンズ面3とを備えている。第1のレンズ面2及び第2のレンズ面3は所謂シリンドリカルレンズアレイであり、各面において、同一のピッチ、レンズ形状を有するレンズアレイとなっている。
1A and 1B show the structure of the
このレンズアレイ1は、図2に示すように、2次元的に画素群が配列された画像表示デバイス6の表示面上に取り付けられ、レンズの光学的拡大表示作用によって水平方向に視差が付与された立体表示を行なう機能を有する。
As shown in FIG. 2, the
レンズアレイ1の画面水平面内における光学的拡大表示作用について図3を参照して説明する。図3は図2の画像表示デバイス6とレンズアレイ1を組み合わせた状態における水平断面図である。ここで、画像表示デバイスとしてLCDを例にとって説明する。図3においては、背景技術に述べたレンズアレイの作用とほぼ同様である。すなわち、レンズアレイ1における第1レンズ面2は画面に垂直方向(紙面に対して垂直方向)にレンズ母線方向を有し、レンズピッチpは、視距離L、視域幅W、第1レンズ面2と画素7との距離l、および視差数と画素水平ピッチの積Pから次の(1)、(2)式を用いて決定される。
画素7は、LCDの場合対向する2枚の透明基板8に狭持された液晶層であり、表示面前面に偏光板、位相差フィルムなどの光学素子9、特に図示しないが背面にも偏光板などの光学素子を備え、バックライトにより背面から照明されている。レンズアレイ1の光学的拡大表示により、画素7の一部が拡大され、レンズピッチ一杯に拡大されて略平行光の光線10として観察者側に出射する。
In the case of an LCD, the
ここで、レンズアレイ1の第1レンズ面2のレンズ母線方向は画面に対し垂直方向であるから、画面の水平面内のみにレンズ作用(レンズパワー)を有する。一方、第2レンズ面3のレンズ母線方向は画面水平方向(紙面内方向)に対して角度θ傾いた配置となっている(図1参照)。従って、第2レンズ面3のレンズパワーは画面に対しθ傾いた面内に発生するため、画面の水平方向、垂直方向にレンズパワーが分散することになる。図3に示した画面の水平方向については、レンズアレイ1における第1レンズ面2の全てのレンズパワーと、第2レンズ面3の水平面内における一部のレンズパワーを有する両凸レンズとして、画素7の一部を光学的に拡大することになる。
Here, since the lens generatrix direction of the
一方、第2レンズ面3は、画面垂直方向についてもレンズパワーを有しているため、画面垂直方向についても光線10の光路変化が生じる。
On the other hand, since the
図4は、レンズアレイ1の集光作用による光線の変化を立体的に示した斜視図である。光線10の面を画素7の上端と下端について示した。第2レンズ面3の画面垂直方向のレンズパワーにより、画素7の拡大表示部分12は画面、あるいは画素7の矩形形状に対して斜め方向となっていることが最大の特徴である。拡大表示部分12の傾き角は、第2レンズ面3のレンズ母線方向とは一般的に一致しない。ここで、第1レンズ面2と第2レンズ面3の関係は、画面水平面内については両凸レンズ、画面垂直方向については第1レンズ面2が平面となる平凸レンズとなっており、共役関係では無い。
FIG. 4 is a perspective view three-dimensionally showing the change in the light beam due to the light condensing action of the
図5は、図3と同様な水平断面図と、各部における光線10の状態をスポットダイヤグラムとして示した図である。ここでは、光の相反性を利用して、光線10の進行方向を逆向きにとり、平行光がレンズアレイ1の集光作用によって画素位置11に結像すると考えると良い。第1レンズ面2において、画面水平方向(x軸方向)に光は集光され、第2レンズ面3の集光作用により光路は斜め方向の略直線状に結像する様子が分かる。
FIG. 5 is a horizontal sectional view similar to FIG. 3 and a diagram showing the state of the
図6は、画像表示デバイス6の画素配列とレンズアレイの関係を示した図である。画素7に割り当てられる視差番号14は、画面垂直方向に同一番号が割り当てられる。これは、レンズアレイの第1レンズ面2のレンズ母線方向4が画面垂直方向であり、画面水平方向(x軸方向)の観察方向変化に対して光学的に拡大表示される画素7は画面垂直方向に配列された画素となるためである。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the pixel array of the
一方、拡大表示される軌跡12は、画素形状を成す一辺に対し斜めに傾き、第2レンズ面3のピッチの周期で折り返すジグザグ状となる。従って、光学的に拡大表示される軌跡12は、画素7の開口部とブラックマトリクス領域13に分散しているため、ブラックマトリクス領域13のみが光学的に拡大されることにより生じる黒帯状のモアレ発生を防ぐことが可能となる。更に、次の(3)式
図7は、本実施形態による立体画像表示装置の画像表示デバイスにおいて、カラー画素配列を有するカラー画像表示デバイスとした例を示した図である。カラー画素はRGB画素を単位として構成されているが、視差数を最大限確保するため、RGB画素毎に異なる視差情報を割り当てることが望ましい。そのような画素配列として、例えばRGB画素が同一列に連続して配置されていないカラー画素配列、モザイク配列(斜めストライプ配列)とすることで、同一色の画素列のみが拡大表示されることがなく、良好なカラー立体像表示が可能となる。 FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a color image display device having a color pixel arrangement in the image display device of the stereoscopic image display apparatus according to the present embodiment. Although the color pixels are configured in units of RGB pixels, it is desirable to assign different parallax information for each RGB pixel in order to secure the maximum number of parallaxes. As such a pixel array, for example, a color pixel array or a mosaic array (diagonal stripe array) in which RGB pixels are not continuously arranged in the same column can be used to enlarge and display only a pixel column of the same color. Therefore, it is possible to display a good color stereoscopic image.
本実施形態において示したように、光学拡大部分の軌跡が画素配列に対し斜め方向の略直線状となるためには、レンズアレイ1が所定の条件を満たす必要がある。本条件を図8、図9、図10を用いて説明する。本説明においては、光の進行方向を実際とは逆向きにとり、光線10は観察者側から入射し、画素位置11に到達する状態を考えるものとする。
As shown in the present embodiment, the
図8は、レンズアレイ1、画素表示デバイス6の基板8及び画素位置11の光学配置を水平断面図として示した図である。図8において、光線の高さをh、入射角をu、面間隔をdとして、所謂近軸領域における模式図として示した。レンズアレイ1の第1レンズ面2の曲率半径をr1、第2レンズ面3の水平断面方向の曲率半径をr2とし、レンズアレイ1及び基板8の屈折率をnすると、近軸条件式として、次の(4)式が得られる。
次に、本実施形態の立体画像表示装置における表示特性を示す水平断面図を図9に示す。レンズアレイ1が画像表示デバイスの基板8の前面に密着し、光線10が第1レンズ面2の中心を通る条件は次の(5)式で表される。
(5)式の条件において、図9から、Pと像高h4、視距離L及び視域幅Wとu1の関係として直ちに(6)式が得られる。
更に、第2レンズ面3のレンズ母線方向5は、画面水平軸(x軸)に対して角度θ傾斜していることから、レンズ母線方向に垂直な切断面で規定される、第2レンズ面3の曲率半径R2と水平断面方向のレンズ曲率半径r2の関係は近似的に(7)式で表すことができる。
即ち、第2レンズ面3が曲率半径R2で表される半円柱状のシリンドリカルレンズの場合、水平切断面は楕円形状となるが、取扱いを簡略化するため、水平切断面上においても曲率半径r2の円柱状レンズとして考える。以上、(4)〜(7)式の条件から、基板厚d4が与えられた場合、レンズアレイ1のレンズ厚d2は、次の(8)式に示されるように、第2レンズ面の曲率半径R2の関数として表すことができる。
次に、図10に示す関係を用いて、残りのレンズパラメータを求める。図10において、画素位置11における拡大表示部12の軌跡の傾き角は、画面の垂直軸(y軸)に対する傾き角としてφV、画面水平軸(x軸)に対する傾き角としてφHとして定義する。
Next, the remaining lens parameters are obtained using the relationship shown in FIG. In FIG. 10, the inclination angle of the locus of the
まず、第1の条件として、第1のレンズ面2の母線方向である画面垂直方向に像高h1で垂直入射(u1=0)する光成分を考える。このとき、例えば像高として、第2レンズ面3のレンズピッチp2の1/2とする。このとき、画面垂直方向に対して、第1レンズ面2は集光作用を持たないから、与えられる条件式は(9)式となる。
この光成分に対し、第2レンズ面3のレンズ母線方向に垂直な成分、h2V、h4Vについて(4)式の関係を適用し、整理すると次の(10)式が得られる。
ここで、画素位置における像高h4Vは、拡大表示部分12の直線状軌跡に一致する、という条件を満たしている。これを第2レンズ面の曲率半径R2について解くと(11)式が得られる。
(11)式から、拡大表示される軌跡12の傾き角φVと、第2レンズ面の傾き角θ、基板厚d4及び屈折率nから第2レンズ面の曲率半径R2が与えられる。 From (11), and an inclination angle phi V locus 12 is enlarged and displayed, the inclination angle of the second lens surface theta, the radius of curvature R 2 of the second lens surface is given from the substrate thickness d 4 and a refractive index n.
次に第2の条件として、画面水平方向に像高h1で垂直入射(u1=0)する光成分を考える。第2レンズ面に到達したh2H、u2Hで表されるこの光成分は、第2レンズ面によりレンズ作用を受けるが、ここで、第2レンズ面のレンズ母線方向に垂直で第2レンズ面のレンズ作用を受ける成分(添え字y)と、水平でレンズ作用を受けない成分(添え字x)に分け、その合成ベクトルとして画素位置における最終的な到達位置を記述する。更に、第1の条件と同様に、最終的な光線の到達位置が拡大表示部分12の直線状軌跡上にある、という条件を加えると、(4)式の基本式から(12)式の条件が得られる。
これらを整理すると、合成ベクトルの傾き角条件に相当する次の(13)式が得られ、
以上から導かれた3つの(11)式、(8)式、(15)式を用いることにより、立体像の表示条件及び、所望の光学拡大軌跡の傾き角φV、第2レンズ面3の傾き角θを満たす、近軸領域におけるレンズパラメータr1、R2、d2が得られる。
By using the three expressions (11), (8), and (15) derived from the above, the display condition of the stereoscopic image, the inclination angle φ V of the desired optical enlargement locus, the
図11に、第2レンズ面3の傾き角θを変化させた場合における、これらレンズパラメータr1、R2、d2の変化の様子を示す。ここでは、tanφV=1/3とした。なお、これらのレンズパラメータは近軸領域における設計値であり、実際にはレンズ設計ソフトなどを用いた収差計算、スポットダイヤグラムなどの最適化により最終的な値を決定することになる。
FIG. 11 shows how the lens parameters r 1 , R 2 , and d 2 change when the tilt angle θ of the
以上説明したように、本実施形態によれば、モアレの発生がなく表示品位が良好となる。 As described above, according to this embodiment, moire is not generated and display quality is improved.
第1実施形態においては、第2レンズ面3のピッチを(3)式で与えたため、ジグザグ状の光学拡大部軌跡の折り返し周期は画素の1水平ピッチ単位となっており、同一の視差情報は画面垂直方向に与えられていた。しかしながら、光学拡大部の直線傾き角、第2レンズ面のピッチを適当な条件に設定することで、視差情報を画面に対し斜め方向に傾けて配置することが可能となる。以下に、そのような例を本発明の第2実施形態として説明する。
In the first embodiment, since the pitch of the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態による立体画像表示装置を図12および図13を参照して説明する。
(Second Embodiment)
Next, a stereoscopic image display apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図12は、本発明の第2実施形態による立体画像表示装置における画素配列および視差情報と、光学作用の関係を説明する図である。本実施形態においては、拡大表示部分12の軌跡の傾き角をtanφV=1/3とした。このとき、RGB各画素を単位として、1行1列ずつシフトした画素がレンズアレイ1によって拡大される。従って、同一の視差情報を有する視差番号を1行1列ずつシフトさせることで、正しい視差情報が光学的に拡大表示されることになる。更に、第2レンズ面3のレンズピッチp2を、画素の垂直方向ピッチをpVpxl、視差数をNとして、次の(16)式
一方、観察者にとっては、第1レンズ面2のレンズ母線方向4は図12における第1レンズ境界15として示されるように画面垂直方向となるため、光学的に拡大された拡大像は、図13に示すように矩形状に観察される。図13では、視差番号1を有する画像情報が第1レンズ面2のレンズピッチ一杯に拡大表示された様子を示している。括弧内の数字は、拡大表示される画素の座標位置(行,列)を示した。
On the other hand, for the observer, the
以上説明したように、本実施形態によれば、通常のカラー画素配列である縦ストライプ配列を用い、モアレ及び色割れなどのカラーアーティファクトの無い状態で矩形状に光学拡大された画素配列を有する立体画像表示装置を得ることができる。 As described above, according to the present embodiment, a vertical stripe arrangement which is a normal color pixel arrangement is used, and a three-dimensional image having a pixel arrangement optically enlarged in a rectangular shape without color artifacts such as moire and color breakup. An image display device can be obtained.
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態による立体画像表示装置を図14および図15を参照して説明する。
(Third embodiment)
Next, a stereoscopic image display device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図14は、本発明の第3実施形態による立体画像表示装置の画素配列および視差情報と、光学作用との関係を示す図である。図14では、拡大表示の軌跡12の傾き角をtanφV=1/6とし、画素2行を1組として、視差情報を縦解像度方向に割り当てた例を示している。本実施形態においても、第2レンズ面3のピッチを(16)式で与えることにより、画素が拡大表示される部分12の軌跡は複数の第1レンズピッチに渡ってほぼ連続的に直線状になる。但し、本実施形態では、視差情報の割り当て方を2行1組として、第1レンズ面2のレンズピッチを水平画素の整数+1/2倍としたため、図15に示すように、第2レンズ面3の折り返し位置で光学的に拡大される画素が不等間隔となる(例えば、第1列の9行目と10行目)。
FIG. 14 is a diagram illustrating the relationship between the pixel arrangement and parallax information of the stereoscopic image display device according to the third embodiment of the present invention, and the optical action. FIG. 14 shows an example in which the tilt angle of the
特に図示はしないが、第1レンズ面2のピッチを水平画素の整数倍としても良い。この場合は、光学的に拡大される画素は視差番号の変化に対し、奇数行と偶数行の入れ子の関係となり、光学的に拡大される画素が不等間隔となることは無い。本実施形態においても、第2実施形態と同様、モアレ及び色割れなどのカラーアーティファクトの無い状態で矩形状に光学拡大された画素配列を観察者に提示することができる。
Although not particularly illustrated, the pitch of the
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態による立体画像表示装置を図16および図17を参照して説明する。
(Fourth embodiment)
Next, a stereoscopic image display device according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図16は、本発明の第4実施形態による立体画像表示装置の画素配列および視差情報と、光学作用の関係を説明する図である。図16では、拡大表示部分12の軌跡の傾き角をtanφV=1/9とし、画素3行を1組として、視差情報を縦解像度方向に割り当てた例を示している。この場合、第3実施形態の後半に述べたように、光学的に拡大される画素配列は図17に示すように、同一視差同一行の表示となる。
FIG. 16 is a diagram illustrating the relationship between the pixel arrangement and parallax information of the stereoscopic image display device according to the fourth embodiment of the present invention and the optical action. FIG. 16 shows an example in which the inclination angle of the locus of the
本実施形態も第3実施形態と同様に、モアレ及び色割れなどのカラーアーティファクトの無い状態で矩形状に光学拡大された画素配列を観察者に提示することができる。 In the present embodiment, similarly to the third embodiment, a pixel array optically enlarged in a rectangular shape without color artifacts such as moire and color breakup can be presented to an observer.
以上述べたように、第1乃至第4実施形態によれば、カラー画素配列を有する画像表示デバイスに対し、色割れ発生の抑止及び解像度と視差の割当てバランスを目的として、斜め方向に視差情報を割り当てつつ、光学的に矩形状に光学拡大された画素配列を表示することが可能な立体画像表示装置を得ることができる。 As described above, according to the first to fourth embodiments, disparity information is obliquely applied to an image display device having a color pixel array in order to prevent color breakup and to balance resolution and disparity allocation. It is possible to obtain a stereoscopic image display device capable of displaying a pixel array optically enlarged in a rectangular shape while allocating.
なお、第2乃至第4実施形態においては、縦ストライプ配列を有するカラー画素配列との組み合わせのみについて述べたが、同色の画素が同一行に存在する横ストライプ配列、第1実施形態に述べたモザイク配列との組み合わせについても適用可能である。 In the second to fourth embodiments, only the combination with the color pixel array having the vertical stripe arrangement has been described. However, the horizontal stripe arrangement in which pixels of the same color exist in the same row, the mosaic described in the first embodiment. Combinations with arrays are also applicable.
(第5実施形態)
次に、本発明の第5実施形態による立体画像表示装置について、図18を参照して説明する。
(Fifth embodiment)
Next, a stereoscopic image display device according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図18は、本実施形態の立体画像表示装置のレンズアレイの構成を示す図である。図18からわかるように、本実施形態においては、レンズアレイ1が第1レンズ面2、第2レンズ面3を有する平凸レンズアレイを各々別体で製作し、組み合わせた組み合わせレンズである。本実施形態においても、第1レンズ面2、第2レンズ面3のレンズ作用は第1実施形態と同様であり、全く同様な効果が得られることは明らかである。
FIG. 18 is a diagram illustrating a configuration of a lens array of the stereoscopic image display apparatus according to the present embodiment. As can be seen from FIG. 18, in this embodiment, the
また、特に図示しないが、レンズアレイの構成として、図18に示した組み合わせレンズにおいて、凸面を前後反転させ凸面を画像表示デバイス側に向けた構成、各々のレンズアレイについて、同一ピッチ、同一母線方向を有する両凸レンズとして製作した構成、更にはこれらの組み合わせたものを用いてもよいことは明らかである。 Although not particularly illustrated, the lens array has a configuration in which the convex surface is reversed in the front and back direction toward the image display device in the combination lens shown in FIG. 18, and each lens array has the same pitch and the same bus direction. Obviously, a structure manufactured as a biconvex lens having a, and a combination thereof may be used.
1 レンズ
2 第1レンズ面
3 第2レンズ面
4 第1レンズ面母線方向
5 第2レンズ面母線方向
6 画像表示デバイス
7 画素
8 基板
9 光学素子
10 光線
11 画素位置
12 拡大表示部分
13 ブラックマトリクス領域
14 視差番号
15 第1レンズ面境界
16 第2レンズ面境界
17 視点
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記画像表示デバイスの表示面上に配設され、前記画像表示デバイスに表示された画像を光学的に選択して表示し、前記画像表示デバイスの前記画素位置近傍に焦点を有し、画素を拡大表示するレンズアレイと、を備え、
前記レンズアレイは、前記画像表示デバイスの画像表示面に対して垂直方向に母線を有する第1のレンズアレイ面と、前記第1のレンズアレイの母線に対し斜め方向に母線を有する第2のレンズアレイ面を有することを特徴とする立体画像表示装置。 An image display device having a plurality of pixels arranged in a two-dimensional shape, giving luminance information to each of the pixels, and displaying an image;
An image arranged on the display surface of the image display device, optically selected and displayed on the image display device, has a focal point in the vicinity of the pixel position of the image display device, and enlarges the pixel A lens array for displaying,
The lens array includes a first lens array surface having a generatrix in a direction perpendicular to an image display surface of the image display device, and a second lens having a generatrix in a direction oblique to the generatrix of the first lens array. A stereoscopic image display device having an array surface.
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