JP2007163709A - Stereoscopic image display apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像画面の前方または後方に遮光パターンを配置して、画像画面の平面画像を立体視させる立体画像表示装置に関する。 The present invention relates to a stereoscopic image display device that stereoscopically views a planar image of an image screen by arranging a light shielding pattern in front of or behind the image screen.
テレビ画面等の画像画面に右目用画像と左目用画像とを混在させて表示し、画像画面から距離を置いて配置した遮光パターン越しに立体画像を観察させる立体画像表示装置が実用化されている。遮光パターンは、右目用画像の左目による観察と左目用画像の右目による観察とを同時に制限して、右眼に認識された右目用画像と左目に認識された左目用画像とが、視感的な立体画像を認識させる。 A stereoscopic image display apparatus has been put to practical use that displays a right-eye image and a left-eye image mixedly on an image screen such as a television screen and allows a stereoscopic image to be observed through a light-shielding pattern arranged at a distance from the image screen. . The shading pattern simultaneously restricts observation of the right eye image by the left eye and observation of the left eye image by the right eye, so that the right eye image recognized by the right eye and the left eye image recognized by the left eye are visually 3D images are recognized.
非特許文献1には、右目用画像と左目用画像とをストライプ化して画像画面に交互に配置し、固定のストライプ状遮光パターンによって前記制限を行わせるパララックス・バリア方式の立体画像表示技術が示される。
Non-Patent
特許文献1には、画像表示部としてテレビ画面、遮光表示部として液晶装置をそれぞれ用い、テレビ画面の画像画面の前面に液晶装置の遮光画面を配置してストライプ状遮光パターンを形成させる立体画像表示装置が示される。ここでは、液晶装置にストライプ状遮光パターンを形成させて画像を立体視させる立体視モードと、ストライプ状遮光パターンを消失させて通常の平面画像を観察させる平面視モードとを選択できる。
特許文献2には、右目用画像と左目用画像とを画像画面に配置するピッチよりも小さな画素ピッチの遮光パターンを形成可能な透過型の液晶表示装置を遮光表示部として採用し、遮光画面の遮光パターンを可変にした立体画像表示装置が示される。ここでは、観察者の頭部位置を検知して、遮光パターンの間隔、幅、位置を自動調整することによって、どの観察角度、距離からでも右目用画像と左目用画像との最適な分離観察が得られるようにしている。
In
特許文献3には、1つの画素を三原色の表示セルに分割し、一対の電極間で帯電粒子を移動させて表示セルごとの透過/遮光を制御することにより、画像画面にフルカラー画像を表示する電気泳動表示装置が示される。
In
非特許文献1に示される立体視技術では、画像画面から射出される光の半分が遮光画面の遮光パターンによって遮断されるので視感的な明るさは画像画面の半分となる。これに加えて、特許文献1、2に示される立体画像表示装置は、2枚の偏光板の間に液晶層を配置した液晶素子の遮光表示装置を用いて遮光パターンを形成するので、偏光板が透過光量の半分以上を遮断する。そして、液晶層自身の透明度が低いことによって、遮光パターンの透過領域だけでも透過率は30%以下、立体画像の視感的な明るさは画像画面の10〜20%に過ぎない。従って、明るい環境では暗い立体画像の観察が苦痛となり、外光を照明光とする反射型の立体画像表示装置の商品化を妨げていた。また、明るい立体画像を得るには画像画面を極端に明るくする必要があるので、画像表示装置として液晶表示装置を組み合わせる場合にはバックライトの強化が必要となる。テレビ画面を組み合わせる場合には必然的に高輝度出力となる。従って、立体画像表示装置の消費電力が増大し、画像表示装置の寿命を短縮させていた。
In the stereoscopic viewing technique disclosed in
本発明は、小さな電力消費でも明るい立体画像を出力でき、外光を照明光とする反射型でも実用的な明るさの立体画像を出力できる立体画像表示装置を提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide a stereoscopic image display device that can output a bright stereoscopic image even with low power consumption, and can output a stereoscopic image having a practical brightness even with a reflection type that uses external light as illumination light.
本発明の立体画像表示装置は、右目用画像と左目用画像とを画像画面に表示可能な画像表示手段と、前記右目用画像の左目による観察を制限するとともに前記左目用画像の右目による観察を制限する遮光パターンを、前記画像画面から距離を置いた遮光画面で表示可能な遮光表示手段とを備える。そして、前記遮光表示手段は、前記遮光画面に配置された第1移動空間に充填された帯電粒子と、前記第1移動空間に電界を形成して、前記帯電粒子による前記遮光パターンを前記遮光画面に形成する第1駆動手段とを備える。 The stereoscopic image display device of the present invention includes an image display means capable of displaying a right-eye image and a left-eye image on an image screen, and restricts observation of the right-eye image by the left eye and observation of the left-eye image by the right eye. Light-shielding display means capable of displaying a light-shielding pattern to be limited on a light-shielding screen at a distance from the image screen. The light-shielding display unit forms an electric field in the first movement space and the charged particles filled in the first movement space arranged on the light-shielding screen, and displays the light-shielding pattern by the charged particles on the light-shielding screen. 1st drive means formed in this.
本発明の立体画像表示装置は、帯電粒子が直接に遮光/透過を制御して、偏光板無しで遮光画面にコントラストの高い遮光パターンを形成する。従って、遮光表示手段に液晶装置を使用した場合に比較して、偏光板による透過光の損失が無い分、実質的に2倍以上、明るい立体画像を表示できる。 In the stereoscopic image display device of the present invention, the charged particles directly control the light shielding / transmission, and form a light shielding pattern with high contrast on the light shielding screen without a polarizing plate. Therefore, compared with the case where a liquid crystal device is used as the light shielding display means, a stereoscopic image which is substantially twice or more bright can be displayed because there is no loss of transmitted light due to the polarizing plate.
以下、本発明の実施形態である立体画像表示装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明の立体画像表示装置は、以下に説明する各実施形態の構成部材には限定されず、各構成部材の一部または全部を同等な機能の別の構成部材によって置き換えた種々の実施形態で実施可能である。 Hereinafter, a stereoscopic image display apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The stereoscopic image display apparatus of the present invention is not limited to the constituent members of the respective embodiments described below, and various embodiments in which some or all of the constituent members are replaced with other constituent members having equivalent functions. It can be implemented.
例えば、第1実施形態の立体画像表示装置100は、バックライトを用いて透過照明を行う透過型装置であるが、観察側の反対側に反射面を配置して、観察側からの入射光を反射して照明を行う反射型で実施してもよい。
For example, the stereoscopic
また、遮光表示部として粒子移動型表示装置が採用される限りにおいて、画像表示部は、種々の画素表示方式のものを利用できる。例えば、液晶表示装置、電気泳動表示装置、テレビ画面(CRT)、プラズマ表示装置、蛍光画素表示装置、LEDディスプレイ、表面電界ディスプレイ(SED)、有機EL表示装置等である。画像表示部の画像画面における画像表示は、白黒二階調に限定されず、グレースケール、単色または多色の複数階調表示、フルカラー表示としてもよい。例えば、隣接する3つの副画素にそれぞれR、G、Bのカラーフィルタを配置して1つの画素をフルカラー表示することができる。遮光表示装置、画像表示装置に採用される粒子移動型表示装置としては、電気泳動表示装置、トナーディスプレイ等がある。電気泳動表示装置は、表示セルごとに形成したスイッチング素子を、格子配列した多数の書き込み信号線と多数の走査信号線とによりダイナミック制御するアクティブマトリクス型を採用できるが、アクティブマトリクス型以外の駆動方式を採用してもよい。 In addition, as long as the particle movement type display device is employed as the light-shielding display unit, the image display unit can use various pixel display methods. Examples thereof include a liquid crystal display device, an electrophoretic display device, a television screen (CRT), a plasma display device, a fluorescent pixel display device, an LED display, a surface electric field display (SED), and an organic EL display device. The image display on the image screen of the image display unit is not limited to black and white gradation, and may be gray scale, single color or multi-color multiple gradation display, and full color display. For example, one pixel can be displayed in full color by arranging R, G, and B color filters in three adjacent sub-pixels. Examples of the particle movement display device employed in the light-shielding display device and the image display device include an electrophoretic display device and a toner display. The electrophoretic display device can adopt an active matrix type in which switching elements formed for each display cell are dynamically controlled by a large number of grid-arranged write signal lines and a large number of scan signal lines. May be adopted.
また、遮光表示部として採用される電気泳動表示装置は、微小なドット状の表示セルを格子状に配列した画素表示装置を採用できるが、表示画面を横断する走査線状の表示セルを配列した走査線表示装置を採用してもよい。遮光表示部は、右目用画像(左目用画像)の幅よりも小さな線幅で二階調表示を行って、遮光/透過を制御することにより、遮光パターンの幅と位置を調整できることが望ましい。 In addition, the electrophoretic display device employed as the light-shielding display unit can employ a pixel display device in which minute dot-shaped display cells are arranged in a grid pattern, but arrayed scanning line-shaped display cells that cross the display screen. A scanning line display device may be employed. It is desirable that the light-shielding display unit can adjust the width and position of the light-shielding pattern by performing two-tone display with a line width smaller than the width of the right-eye image (left-eye image) and controlling the light-shielding / transmission.
また、遮光表示部における遮光パターンは、ストライプ状には限定されない。特許文献2に示されるように、右目用画像の左目による観察と左目用画像の右目による観察とを同時に制限する限りにおいて、ドット状、各種輪郭のスポット状、斜線状、曲線状等、種々のパターンを採用できる。
Further, the light shielding pattern in the light shielding display unit is not limited to a stripe shape. As shown in
以下の説明では、立体画像表示装置の観察者側を”前方”と呼び、その反対側を”後方”と呼ぶ。また、特許文献1、2、非特許文献1に示される画像表示装置、遮光表示装置の一般的な構造、動作原理、一般的な製造方法については、本発明の趣旨と隔たりがあるので、煩雑を避けるべく、一部図示を省略して詳細な説明も省略する。特許文献3に示される電気泳動表示装置の詳細な構造、製造方法、駆動方法等についても、同様な理由によって、一部図示を省略して詳細な説明も省略する。
In the following description, the viewer side of the stereoscopic image display device is called “front”, and the opposite side is called “rear”. In addition, the general structure, operation principle, and general manufacturing method of the image display device and the light-shielding display device disclosed in
<第1実施形態>
図1は第1実施形態の立体画像表示装置における立体画像表示の説明図、図2は平面画像表示の説明図である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is an explanatory diagram of stereoscopic image display in the stereoscopic image display device of the first embodiment, and FIG. 2 is an explanatory diagram of flat image display.
図1に示すように、第1実施形態の立体画像表示装置100は、前方に遮光表示部103を配置し、後方に画像表示部104を配置し、遮光表示部103と画像表示部104との間にスペーサ111を配置している。画像表示部104の後方にはバックライト105が配置され、バックライト105の照明光が画像表示部104、スペーサ111、遮光表示部103を透過して観察者の右目101、左目102に入射する。
As illustrated in FIG. 1, the stereoscopic
遮光表示部103としては、帯電粒子を分散させた分散液体を移動空間に充填した透過型電気泳動表示装置が採用されている。遮光表示部103は、空間光変調素子あるいは可変パララックスバリアパターンとして機能し、バリア駆動回路106に制御されて、帯電粒子による遮光画面の被覆状態を変化させる。これにより、バリア・ストライプ(ストライプ状の遮光/透過パターン)を表示する。バリア・ストライプは、画像表示部104に形成された右目用画像Rの左目102による観察を遮蔽するとともに、左目用画像Lの右目101による観察を遮蔽する。スペーサ111の高さは、右目101と左目102との視差角がバリア・ストライプの射出側に形成する視野範囲のずれを右目用画像Rと左目用画像Lのピッチに一致させる。
As the light-
画像表示部104としては、TFT液晶パネルを用いてカラー画像を表示する透過型液晶ディスプレイが採用されている。画像表示部104は、立体視モードが設定されると、ディスプレイ駆動回路に制御されて、右眼観察画像Rと左目用画像Lとを交互に配置して、画像画面上の所定領域をそれぞれ占めさせる。
As the
バックライト105からの出射光のうち一部が、画像表示部104を透過するが、このとき、遮光表示部103の遮光パターンが透過光を選択的に遮蔽する。これにより、観察者の右眼101には右眼観察画像Rのみが、左眼102には左眼観察画像Lのみが、それぞれ入射して観察される。こうして右目用画像Rと左目用画像Lとが観察者の脳で統合認識されて観察者に立体像を認識させる。
A part of the light emitted from the
第1実施形態の立体画像表示装置100は、特許文献1に示されるように、バリア・ストライプを用いた立体視モードと、遮光表示部103を全透過状態とする平面視モードとを切り替え可能である。平面視モードが設定されると、図2に示すように、画像表示部104は、通常の二次元画像を表示する。そして、遮光表示部103は、バリア・ストライプの遮光パターンを形成せずに、遮光画面の全域にわたって無色透明な状態となる。画像画面の二次元画像は、バリア・ストライプに遮断されることなく、全領域が右目101と左目102とによって同時観察される。こうして通常の二次元画像が観察者に認識される。
As shown in
図1に示すように、遮光表示部103は、画像表示部104における右目用画像Rと左目用画像Lとの配置ピッチよりも小さな幅の表示セルで構成される。そして、バリア駆動回路106に制御されて、表示セルの幅単位でバリア・ストライプの幅とピッチと位置とを変更可能である。観察条件入力部110は、観察者の位置情報や画像表示部104に表示される立体画像の表示領域などの情報を入力する。このことによって、特許文献2に示されるように、観察者とディスプレイの距離が変化したときや、観察者の位置(距離および視野角)が変化したとき、また、観察者ごとの右目101と左目102との間隔差等に対応できる。観察条件入力部110は、手動設定するキーボード等の操作部でもよいが、観察者の位置を自動的に検出する観察者検出装置、例えば顔検出の画像認識装置を備えたカメラ装置としてもよい。
As shown in FIG. 1, the light-shielding
画像処理部108は、視差画像ソース109が有する視差画像情報を用いて右目用画像(右眼用の視差画像)データRsと左目用画像(左眼用の視差画像)データLsとを形成する。そして、右目用画像データRsと左目用画像データLsとを水平方向に分割して左目用ストライプ画像データと右目用ストライプ画像データとを生成して、1枚のストライプ画像データに合成する。ディスプレイ駆動回路107は、合成されたストライプ画像データを用いて画像表示部104を駆動させ、縦長ストライプ状の左目用画像Lと右目用画像Rとを画像画面に交互に並べて出力させる。
The
画像処理部108は、特許文献2に示されるように、観察条件入力部110で識別した観察者情報とストライプ画像データとを用いて、適正なバリア・ストライプの位置を演算し、バリアストライプデータを生成する。画像処理部108は、画像画面の右目用画像Rを左目102から、左目用画像Lを右目101からそれぞれ遮断する最適な幅と位置のバリア・ストライプを演算してバリアストライプデータを生成する。バリア駆動回路106は、バリアストライプデータに応じて遮光表示部103の各表示セルに必要な電圧信号を出力して、遮光画面にバリア・ストライプを形成させる。
As shown in
なお、遮光表示部103としての電気泳動表示装置における電極の配列は、ストライプ配列であってもよいし、マトリックス配列であってもよい。これらの電極の配列を有する電気泳動表示装置は、バリア・ストライプの幅、位置、ピッチを電圧信号によって制御できることから、ストライプ幅やストライプ形状を変えることにより、観察者の視点位置の変化に対応できる。
The electrode arrangement in the electrophoretic display device as the light-shielding
<第2実施形態>
図3は第2実施形態の立体画像表示装置の構成の説明図である。図1に示す第1実施形態の立体画像表示装置100は、前方に遮光表示部103を配置し、後方に画像表示部104を配置していたが、第2実施形態の立体画像表示装置200では、前方に画像表示部204を配置し、後方に遮光表示部203を配置している。これ以外の構成は第1実施形態と共通であるので、図1と共通する構成には共通の符号を付して詳細な説明を省略する。
Second Embodiment
FIG. 3 is an explanatory diagram of the configuration of the stereoscopic image display apparatus according to the second embodiment. In the stereoscopic
図3に示すように、画像表示部204は、TFT駆動される透過型の液晶表示装置であって、ディスプレイ駆動回路107に制御されて、縦長ストライプ状の左目用画像Lと右目用画像Rとを画像画面に交互に並べて出力する。後方の遮光表示部203は、透過型の電気泳動表示装置であって、スペーサ211によって画像表示部204から所定間隔を隔てて配置され、縦長ストライプ状のバリア・パターンを形成してバックライト105からの照明光を遮光する。
As shown in FIG. 3, the
バリア・パターンは、左目102に入射する右目用画像Rの照明光を遮断して右目101に入射する右目用画像Rの照明光を透過させる。また、右目101に入射する左目用画像Lの照明光を遮断して左目102に入射する左目用画像Lの照明光を透過させる。スペーサ211の高さは、右目101と左目102との視差角がバリア・ストライプの射出側に形成する視野範囲のずれを右目用画像Rと左目用画像Lのピッチに一致させる。
The barrier pattern blocks the illumination light of the right eye image R incident on the
バックライト105からの照明光は、予め遮光表示部203によって選択的に遮蔽され、右眼観察画像Rと左眼観察画像Lとがそれぞれ所定の領域に表示されている画像表示部204には、それぞれに対応した照明光のみが入射する。すなわち、観察者の右眼101には右眼観察画像Rのみが、左眼102には左眼観察画像Lのみが、それぞれ映る。こうして観察者は立体像を認識できる。
Illumination light from the
なお、第2実施形態の立体画像表示装置200の遮光表示部203の後方に反射面を配置して、または、遮光表示部203の表示セルの電極面を反射面に形成して、反射型の立体画像表示装置を構成できる。反射型の立体画像表示装置は、前方側から入射した外光を反射面で反射して画像表示部204を照明するので、バックライト105は不要である。
Note that a reflective surface is arranged behind the light-shielding
また、反射面を部分的に設けて透過部分を残し、バックライト105による照明も併用させることで、半透過型の立体画像表示装置を構成できる。反射型および半透過型の立体画像表示装置は、外光の強さに比例した明るさの画像表示を行えるので、直射日光下等、バックライトでは追いつかない明るい使用環境でも、背景に負けない明るさの見易い立体画像を出力できる。バックライト105の不要な反射型の立体画像表示装置の場合、バックライト105の消費電力が不要であることは言うまでも無い。
In addition, a semi-transmissive stereoscopic image display device can be configured by partially providing a reflective surface, leaving a transmissive portion, and also using illumination by the
以上説明したとおり、遮光表示部203に電気泳動表示装置を使用しているので、液晶表示装置で遮光パターンを形成する特許文献1、2のような偏光板による照明光の損失が無い。従って、パララックス・バリアの光透過部の透過率は実質的に2倍以上高くなり、明るい立体画像を表示できる。
As described above, since the electrophoretic display device is used for the light-shielding
この効果は、遮光表示部をパララックス・バリア又はバックライトからの光の指向性を制御する開口パターンとして用いる立体画像表示装置のいずれでも確認できる。遮光表示部として電気泳動表示素子を使用することにより、遮光表示部の開口率が改善され、明るい立体画像表示装置を提供できる。 This effect can be confirmed in any of the stereoscopic image display devices that use the light-shielding display portion as an opening pattern for controlling the directivity of light from the parallax barrier or the backlight. By using an electrophoretic display element as the light-shielding display portion, the aperture ratio of the light-shielding display portion is improved, and a bright stereoscopic image display device can be provided.
<第3実施形態>
図4は第3実施形態の立体画像表示装置の構成の説明図である。第3実施形態の立体画像表示装置300は、遮光表示部303の空間光変調素子としてin−plane型の電気泳動表示装置を使用している。しかし、それ以外の構成は第1実施形態の立体画像表示装置100と共通であるので、図1と共通する構成には共通の符号を付して詳細な説明は省略する。in−plane型の電気泳動表示装置は、移動空間9に充填された分散液体4が透明であり、帯電粒子3分布の水平面内方向の変化によって、移動空間9の透過光量が変調される。
<Third Embodiment>
FIG. 4 is an explanatory diagram of a configuration of the stereoscopic image display apparatus according to the third embodiment. The stereoscopic
図4に示すように、第3実施形態の立体画像表示装置300は、画像表示部304の前方に遮光表示部303を配置し、画像表示部304の後方にバックライト305を配置している。画像表示部304は、ストライプ状の右目用画像Rと左目用画像Lとを画像画面上に交互に表示する。遮光表示部303は、右目用画像Rを左目102から遮断すると同時に左目用画像Lを右目101から遮断するバリア・ストライプを遮光画面上に表示する。図4では、遮断に関する幾何学的な正確さを犠牲にして、右目101、左目102と立体画像表示装置300との距離を短く誇張し、遮光表示部303の表示セル10を大きく誇張して図示している。
As illustrated in FIG. 4, in the stereoscopic
画像表示部304は、透明なスペーサ311によって遮光表示部303との必要な距離を確保している。画像表示部304は、不図示の一対の偏光板で液晶層を挟み込んで構成される透過型の液晶表示装置である。そして、バックライト305の照明光のうち入口側の偏光板を透過した特定の偏光成分が液晶層で副屈折量を制御されて、出口側の偏光板における透過率を調整される。液晶層に印加した表示セル(画素)ごとの電界の強さに応じて、出口側の偏光板を透過する光量、すなわち画素の輝度が変化する。画像画面における二次元画像の表示原理および駆動方法、三次元画像の表示原理および駆動方法、二次元画像表示と三次元画像表示との切り替え制御は、第1実施形態で説明したとおりである。
The
遮光表示部303は、バリア・ストライプの線幅に等しい幅でストライプ状の表示セル10を図中左右方向に配列して構成される。電気泳動表示装置の表示セル10は交互に透過/遮光を表示してバリア・ストライプを形成する。
The light-shielding
表示セル10は、前方基板2と後方基板6との間に隔壁7を配置して表示セル10ごとの移動空間9を仕切っている。移動空間9には、黒色の帯電粒子3を分散させた分散液体4が充填されている。前方基板2には表示セル10の天井面を占める表示電極5が配置され、隔壁7の起立面には、表示電極5から絶縁されて、すべての表示セルに共通に接続された隔壁電極1が配置されている。ディスプレイ駆動回路107は、隔壁電極1を接地電位として、表示電極5に正電位/負電位を印加することにより、表示電極5と隔壁電極1との間で帯電粒子3を移動させる。
In the
以下に、図4を用いて、電気泳動表示装置を用いた空間光変調素子である遮光表示部303の駆動方法について更に詳しく説明する。遮光表示部303は、in−plane型の電気泳動表示装置の一例である。帯電粒子3が表示電極3に貼り付くとき光は遮蔽され、隔壁電極1に貼り付くとき光は透過する。第3実施形態では、帯電粒子3の帯電極性はプラスであるが、帯電粒子3の帯電極性はマイナスであってもよく、そのときには以下に示す印加電圧の極性をすべて逆にして考えればよい。
Hereinafter, a driving method of the light-shielding
遮光表示部303は、所定の間隔で、隔壁電極1および隔壁7によって、区切られている。表示電極(画素電極)5はITOなどの透明電極である。隔壁電極(共通電極)1は、常に共通電位0Vに保たれている。
The light
光遮光部を形成するときには、表示電極(画素電極)5に所定のマイナスの電圧を印加する。帯電粒子3の帯電極性がプラスであることから、前方基板2側に帯電粒子3は引き寄せられ、表示電極5を覆う黒色の被覆膜となって光遮光部が形成される。
When forming the light shielding part, a predetermined negative voltage is applied to the display electrode (pixel electrode) 5. Since the charged polarity of the charged
一方、光透過部を形成するときには、表示電極(画素電極)5に所定のプラスの電圧を印加する。帯電粒子3の帯電極性がマイナスであることから、隔壁電極(共通電極)1および隔壁7側に帯電粒子3は引き寄せられ、表示電極5を覆う黒色の被覆膜が消滅して、光透過部が形成される。
On the other hand, when forming the light transmission part, a predetermined positive voltage is applied to the display electrode (pixel electrode) 5. Since the charged polarity of the charged
なお、第1実施形態と同様に、画像表示部304としては、透過型ディスプレイ・半透過型ディスプレイ・反射型ディスプレイのいずれであってもよい。ただし、画像表示部304が反射型である場合、図4におけるバックライト305は不要であり、前方から入射する外光を反射することによって表示を行う。
As in the first embodiment, the
また、第2実施形態で説明したように、画像表示部304と遮光表示部303との前後位置関係については、反対の組み合わせも可能である。すなわち、遮光表示部303を画像表示部304の前方に配置して、遮光表示部303による照明光(バックライト305)の遮断によって、左目102と右目101とに必要な視差画像だけを検知させる構成としてもよい。
Further, as described in the second embodiment, the opposite combinations of the front-rear positional relationship between the
in−plane型の電気泳動表示装置である遮光表示部303は、液晶装置に比較して格段にコントラストの高いバリア・ストライプを表示可能である。何故なら、コントラストを形成するための偏光板が不要で、液晶に比較して格段に透過率の高い分散液体4を使用し、2〜3層の積層で完全な遮光が得られる黒色の帯電粒子3を使用しているからである。透過状態では分散液体4を通じた100%近い透過率が得られ、遮光状態では帯電粒子3による100%近い遮光率が得られるからである。従って、in−plane型の電気泳動表示素子を遮光表示部303として用いると、特許文献1、2の液晶表示装置を用いたものに比較して、パララックス・バリア・ストライプの光透過部の透過率は高くなり、より明るい立体画像表示装置を実現できる。
The light-shielding
第3実施形態の立体画像表示装置300は、視差画像情報を有する視差画像ソース109からの複数の視差画像の夫々をストライプ画素に分割し、複数のストライプ画素の一部を所定の順序で配列して1つのストライプ画像を合成して画像表示部304に表示する。また、画像表示部304の前方又は後方の所定の位置に設けた遮光表示部304に所定のピッチの光透過部と光遮光部より成るバリア・ストライプを表示する。そして、バリア・ストライプによって、左右夫々の眼に対応するストライプ画像を夫々観察者の左右の眼に入射させることより立体視を得る。そして、遮光表示部303として、互いに対向配置する一対の透明な基板である後方基板6および前方基板2と、移動空間9内に充填された分散液体4および帯電粒子3と、電圧を印加して移動空間9に電界を形成する表示電極5および隔壁電極1とを備える。表示電極5と隔壁電極1とは互いに絶縁されている。
The stereoscopic
また、特に、電気泳動表示装置の移動空間9内に充填された分散液体4が高度に透明であり、かつ表示セル10における帯電粒子3の分布が水平面内方向に変化して、表示セル10の透過光量を変調する。
In particular, the
<第3実施形態の変形例>
図5は第3実施形態の変形例の立体画像表示装置の構成の説明図、図6は第3実施形態の別の変形例の立体画像表示装置の構成の説明図である。図5、図6中、図4と共通する構成には共通の符号を付して詳細な説明は省略する。
<Modification of Third Embodiment>
FIG. 5 is an explanatory diagram of a configuration of a stereoscopic image display apparatus according to a modification of the third embodiment, and FIG. 6 is an explanatory diagram of a configuration of a stereoscopic image display apparatus according to another modification of the third embodiment. 5 and 6, the same reference numerals are given to the same components as those in FIG. 4, and detailed description thereof will be omitted.
図5に示すように、右眼用のストライプ画像と左目用のストライプ画像とを交互に表示する画像表示部304と、バリア・ストライプを表示する遮光表示部303とは、いずれもin−plane型の電気泳動表示装置である。図4に示すスペーサ311は2つに分割されて透明基板を兼ねたスペーサ311Bに置き換えられ、スペーサ311B上に同一画素構造を持たせた画像表示部304と遮光表示部303とが形成されている。
As shown in FIG. 5, the
スペーサ311Bには、表示セル10を駆動する薄膜トランジスタ(TFT)と、薄膜トランジスタに接続された表示セル10ごとの透明な表示電極と、移動空間9を仕切る隔壁7とが形成されている。そして、移動空間9に帯電粒子3を分散させた分散液体4を充填した後に隔壁7の上に透明基板2Bを重ねて移動空間9を密封してある。その後、画像表示部304のスペーサ311Bと遮光表示部303のスペーサ311Bとを背中合わせに密着させて立体画像表示装置300Bを形成している。
In the
また、画像表示部304の透明基板2Bには白色化した反射面9を形成して遮光表示部303側から入射した外光で画像表示に必要な照明光を確保している。画像表示部304の画像画面は表示電極5の表面位置、遮光表示部303の遮光画面は表示電極5の表面位置で、2枚のスペーサ311Bによってバリア・ストライプによる左目と右眼の視野差(図中破線)をストライプ画像の幅に一致させている。正確に言えばそうなるように2枚のスペーサ311Bの厚みが定められている。
Further, a
変形例の立体画像表示装置300Bでは、遮光表示部303が画素表示によってバリア・ストライプを表示するので、画素幅単位でバリア・ストライプの線幅や位置を調整可能である。画像表示部304と遮光表示部303との両方が高度に透明な分散液体4を使用したin−plane型の電気泳動表示装置であるので、偏光板が1枚も無く、従って、偏光板による照明光の損失が液晶表示装置を使用した場合に比較して少ない。また、反射型と透過型の差はあるものの画像表示部304と遮光表示部303とを共通の画素構成としたので、表示セル10の設計、ドライバを含む駆動回路、製造プロセス、製造装置を共通化できる。
In the stereoscopic
図6に示すように、第3実施形態の別の変形例の立体画像表示装置300Cは、画像表示部304を液晶表示装置で構成しており、遮光表示部303のin−plane型の電気泳動表示装置の前方基板2の上に偏光板8を配置している。画像表示部304に必須である偏光板8を前方基板2の上に配置することで、偏光板8を画像表示部304と遮光表示部303との間に配置する必要がなくなる。なお、これにより、遮光表示部303の後方基板6とスペーサ311と、画像表示部304の液晶表示装置の上基板とを一体の共通部材化することも可能となる。このことにより立体画像表示装置300Cの構成に必要な基板の枚数が減るという効果がある。
As shown in FIG. 6, in a stereoscopic
<第4実施形態>
図7は第4実施形態の立体画像表示装置における画像表示部の説明図である。第4実施形態の立体画像表示装置は、第3実施形態の立体画像表示装置300における画像表示部304を、反射型のμカプセル型電気泳動表示装置で構成してバックライト305を取り除いたものである。これ以外の構成は第3実施形態と同様であるので、図4を参照して専ら説明を行い、画像表示部304の1個の表示セル20を図5に示している。
<Fourth embodiment>
FIG. 7 is an explanatory diagram of an image display unit in the stereoscopic image display apparatus according to the fourth embodiment. The stereoscopic image display device according to the fourth embodiment is configured such that the
図4に示すように、第4実施形態の立体画像表示装置は、遮光表示部303として、in−plane型の電気泳動表示素子を用いている。そして、画像表示部304には
図7に1画素のみ断面図示されるμカプセル型電気泳動表示装置を用いている。以下に詳しく説明する。
As illustrated in FIG. 4, the stereoscopic image display apparatus according to the fourth embodiment uses an in-plane type electrophoretic display element as the light-shielding
μカプセル型電気泳動表示装置の表示セル20は、μカプセル状の隔壁5の中に絶縁性の分散液体23が充填され、分散液体23中には、互いに電気極性が逆である黒色帯電粒子24と白色帯電粒子29とが分散されている。μカプセル状の隔壁5の前方には、絶縁層28を介して前方電極が配置され、μカプセル状の隔壁5の後方には、絶縁層27を介して反射面を兼ねた後方電極21を配置している。透明な前方電極22はすべての表示セルを覆って一体に形成され、反射面を兼ねた後方電極21は表示セル20ごとに分割されている。画像表示部304が反射型のμカプセル型電気泳動表示装置なので、バックライト305は不要である。その代わりに、前方から入射する外光を後方電極21が反射して画像表示部304における必要な照明光量、すなわち環境の明るさに応じた立体画像および平面画像の明るさを確保している。
In the
μカプセル型の隔壁5は、前方基板30、後方基板31の法線方向のみならず、前方基板30、後方基板31の面に沿っても一体に配置された殻状形状である。μカプセル状の隔壁25、前方基板30、前方電極22、絶縁層28は透明材料で形成されている。前方基板30、後方基板31とμカプセル状の隔壁25との空隙部には、透明の樹脂バインダー26が充填されている。前方基板30、後方基板31によりμカプセル状の隔壁25を圧迫して扁平化した後、樹脂バインダー26を硬化させて、扁平形状を固定してある。樹脂バインダー26としては、紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂などを用いる。
The μ capsule
このようなμカプセル状の隔壁25の表示セル(画素)20における個数は、1つでなくても良く、複数配置してもよい。つまり、表示セル20ごとに分割配置された1個の後方電極21上に、μカプセル状の隔壁25が複数個配置されてもよい。
The number of such μ capsule-shaped
なお、樹脂バインダー26を絶縁層27、28と平行な板状に固化させて基板化した後に、樹脂バインダー26基板面の表裏に必要な電極層や絶縁層を積層(貼り付け)してもよい。これにより、前方基板30、後方基板31を不要としてもよい。電極を積層する場合、有機導電体膜の印刷など、真空処理が不要な低温プロセスが望ましい。
In addition, after the
次に、表示セル20の駆動方法について説明する。黒色帯電粒子24は正極性に帯電し、白色帯電粒子29は負極性に帯電している。図4に示すディスプレイ駆動回路107は、前方電極22を共通な接地電位とし、表示セル20ごとの後方電極21に正極性または負極性の電圧を印加する。
Next, a method for driving the
図7に示すように、後方電極21に十分な正電圧を印加すると、前方電極22が相対的な負極性となって黒色帯電粒子24を引き寄せる。これにより、前方基板30側から見通した表示セル20は黒色帯電粒子24による黒色表示となる。一方、表示セル20の後方電極21に十分な負電圧を印加すると、前方電極22が相対的な正極性となって白色帯電粒子29を引き寄せる。これにより、前方基板30側から見通した表示セル20は白色帯電粒子29による白色表示となる。このようにして、表示セル20に白、黒二階調の表示が可能である。また、白、黒のいずれかの表示にリセットした後に、リセット時とは逆極性の電圧を後方電極21に印加し、このとき印加する電圧と印加時間との少なくとも一方を制御して中間階調のグレースケール表示も可能である。
As shown in FIG. 7, when a sufficient positive voltage is applied to the
第4実施形態の立体画像表示装置は、画像表示部304と遮光表示部303との両方に電気泳動表示装置を採用しているため、画像表示部304と遮光表示部303との両方に偏光板が不要である。従って、画像表示部304に液晶表示装置を用いた第3実施形態よりもさらに照明光を有効利用した明るい立体画像の表示が可能であり、反射型として外光に頼った照明でも、背景に負けない実用的な明るさの立体画像を表示できる。
Since the stereoscopic image display device of the fourth embodiment employs an electrophoretic display device for both the
なお、画像表示部304には、μカプセル型以外の各種電気泳動表示装置、例えば、隔壁電極を設けたin−plane型、同一平面に配置した大小2つの電極間で帯電粒子を移動させる電気泳動表示装置等を採用してもよい。
The
<第5実施形態>
図8は第5実施形態の立体画像表示装置の構成の説明図である。第5実施形態の立体画像表示装置500は、画像表示部504と遮光表示部503との両方に電気泳動表示装置を採用し、両者の移動空間を連通させて一体に形成している。これ以外の構成については、第3実施形態の立体画像表示装置300と同様であるので、図4と共通する構成については共通の符号を付して詳細な説明を省略する。
<Fifth Embodiment>
FIG. 8 is an explanatory diagram of a configuration of the stereoscopic image display apparatus according to the fifth embodiment. The stereoscopic
図8に示すように、第5実施形態の立体画像表示装置500は、バリア・ストライプを表示する遮光表示部504と、右目用画像と左目用画像とをストライプ状に交互に表示する画像表示部504との両方が電気泳動表示装置からなる。そして、2つの電気泳動表示装置における帯電粒子43の移動空間49が一体に形成されている。前方基板42と後方基板46とは、バリア・ストライプの方向と直交するように配置された不図示のスペーサによって、所定の間隔を設定保持されている。
As shown in FIG. 8, a stereoscopic
遮光表示部503は、第3実施形態の遮光表示部303と一部を除いて共通に構成され、同様に制御されて同様なバリア・ストライプを遮光画面(表示電極45の平面)に表示する。すなわち、立体視モードでは、バリア駆動回路106が表示電極45の印加電圧を制御して、表示電極45から帯電粒子43を排除した透明領域と、表示電極45を帯電粒子43で覆った遮光領域とを交互に形成してバリア・ストライプを遮光画面に表示する。一方、平面視モードでは、隔壁47に帯電粒子を集めて表示電極45から帯電粒子42を排除してバリア・ストライプを消滅させ、遮光表示部503を全透過状態とする。
The light-shielding
以下に、一体化された2つの電気泳動表示装置を用いた立体画像表示装置500の画像表示部504の駆動方法を示す。ここでは、帯電粒子43の帯電極性はプラスであるが、帯電粒子43の帯電極性はマイナスであってもよく、そのときには以下に示す印加電圧の極性をすべて逆にして考えればよい。
Hereinafter, a driving method of the
画像表示部504の1画素は、互いに絶縁された第1電極55と第2電極51とを有する。1つの画素を帯電粒子43と同色にしたい場合は、観察者から見て電極面積が広い第1電極55に−の電圧を印加して帯電粒子43で覆わせ、観察者から見て電極面積が狭い第2電極51に+の電圧を印加すればよい。
One pixel of the
同じ画素を後方基板46または第1電極55と同色にしたい場合は、観察者から見て電極面積が広い第1電極55に+の電圧を印加して帯電粒子43を放逐し、観察者から見て電極面積が狭い第2電極51に−の電圧を印加すればよい。これにより、2色、二階調の表示が可能である。そして、二階調の中間の階調状態を表示するには、第1電極55と第2電極51との間に二階調を表示させる場合の中間の電圧を印加すればよい。これにより、電気泳動表示装置を用いた画像表示部504を駆動して右目用画像と左目用画像とを表示することができ、遮光表示部503と組み合わせることにより、立体画像表示装置を実現できる。
When the same pixel is desired to have the same color as that of the
以上に説明したように、第5実施形態の立体画像表示装置500は、遮光表示部503に電気泳動表示装置を使用したので、特許文献1、2の液晶表示装置を使用した立体画像表示装置に比較して、偏光板を照明光が透過する際の損失が大幅に少ない。従って、パララックス・バリア・ストライプの光透過部の透過率が著しく高くなり、明るい立体画像を表示できる。
As described above, since the stereoscopic
また、画像表示部503も電気泳動表示装置を使用したので、特許文献2の液晶表示装置を使用した立体画像表示装置に比較して、偏光板を照明光が透過する際の損失が無い。従って、画像表示部503の右目用画像と左目用画像との両方の輝度が高まり、さらに明るい立体画像表示装置を実現できた。
In addition, since the
さらに、画像表示部504が電気泳動表示装置であり、画像表示部504と遮光表示部503を一体形成してある。これにより、部品点数が削減され、工程数も減って、生産コストの削減・生産時間の短縮を図ることができた。つまり、画像表示部504と遮光表示部503とを一体形成することにより、立体画像表示装置500の生産コストの削減と生産時間の短縮を図ることができる。
Further, the
<第6実施形態>
図9は第6実施形態の立体画像表示装置における右目用画像の表示状態の説明図、図10は左目用画像の表示状態の説明図である。図9と図10とは同じ立体画像表示装置600を示すが、画像表示部604に右眼用画像が表示されたときが図7、左眼用画像が表示されたときが図8である。第6実施形態の立体画像表示装置600は、画像表示部604の同じストライプ位置に右眼用画像と左眼用画像を交互に高速表示し、電気泳動表示装置からなる遮光表示部603を画像切り替えに同期させて高速開閉する。これにより、右眼用画像は右眼のみに、左眼用画像は左眼のみに入るようにして、観察者に立体画像を認識させる。画像切替、バリア・ストライプ切り替えに関する以外の構成は、第1実施形態と同様なので、図1と共通する構成には共通の符号を付して詳細な説明を省略する。
<Sixth Embodiment>
FIG. 9 is an explanatory diagram of the display state of the right-eye image in the stereoscopic image display apparatus according to the sixth embodiment, and FIG. 10 is an explanatory diagram of the display state of the left-eye image. 9 and 10 show the same stereoscopic
以下に図9、図10を用いて、第6実施形態における立体画像表示原理をさらに詳しく説明する。立体画像表示装置600は、画像表示部604の前方に遮光表示部603を配置している。スペーサ611は、右目101と左目102との視差角がバリア・ストライプの射出側に形成する視野範囲のずれを右目用画像(左目用画像)のピッチに一致させる。
Hereinafter, the stereoscopic image display principle in the sixth embodiment will be described in more detail with reference to FIGS. 9 and 10. In the stereoscopic
画像処理部608は、視差画像ソース109が有する視差画像情報を用いて右目用画像データRsと左目用画像データLsとを形成する。そして、右目用画像データRsによるストライプ画像データと、左目用画像データLsによるストライプ画像データとを生成する。ディスプレイ駆動回路107は、2つのストライプ画像データを用いて画像表示部604を時分割駆動させ、縦長ストライプ状の左目用画像と右目用画像とを画像画面の同じ位置に交互に出力させる。
The
画像処理部608は、左目用画像と右目用画像との切り替え表示に対応させて、適正なバリア・ストライプの位置を演算し、バリアストライプデータを生成する。画像処理部608は、画像画面の右目用画像を左目102から、左目用画像を右目101からそれぞれ遮断する最適な幅と位置のバリア・ストライプを演算してバリアストライプデータを生成する。バリア駆動回路106は、バリアストライプデータに応じて遮光表示部603の各表示セルに必要な電圧信号を出力して、遮光画面にバリア・ストライプを形成させる。
The
遮光表示部603は、空間光変調素子として透過型の電気泳動表示装置を使用しており、バリア駆動回路106に制御されて、画像表示部604における右目用画像と左目用画像との切り替えに同期して、バリア・ストライプの位置を2通りに切り替える。
The light-shielding
画像表示部604は、ディスプレイ駆動回路に制御されて、画像画面に表示させた右眼用画像と左眼用画像とを交互に高速切り替え表示する。切り替え表示は、例えば60fpsで行なわれる。すなわち、図7に示すように、1/60秒間右眼用画像が表示された後に、図8に示すように、同じストライプ位置を占めさせて、1/60秒間、左眼用画像が表示される。
The
その際、遮光表示部603が、画像表示部604に画像が表示されるタイミングと同期して選択的な遮蔽を行う。図9に示すように、画像表示部604に右眼用画像が表示される期間には、バックライト105からの照明光の一部が、遮光表示部604に表示させたバリア・ストライプの遮光領域によって遮蔽される。よって、右眼用画像は、左眼には届かず、右眼にのみ入る。
At this time, the light
一方、図10に示すように、画像表示部604に左眼用画像が表示される期間には、バックライト105からの照明光の一部が、遮光表示部604に表示させたバリア・ストライプの遮光領域によって遮蔽される。よって、左眼用画像は、右眼には届かず、左眼にのみ入る。このように、右眼用画像と左眼用画像とが同じストライプ位置を占めて交互に高速切り替え表示され、右眼用画像が右眼にのみ届き、左眼用画像が左眼にのみ届くことにより、観察者に立体像を認識させることができる。
On the other hand, as shown in FIG. 10, during the period when the image for the left eye is displayed on the
次に、本実施形態の2次元画像表示原理を説明する。本実施形態の2次元画像表示原理は実施形態1と同じであり、ディスプレイに2次元画像を表示し、空間光変調素子にバリア・ストライプを形成せずに画像表示領域全域にわたって無色透明な状態にする。こうして通常の2次元画像を表示することができる。 Next, the principle of displaying a two-dimensional image according to this embodiment will be described. The two-dimensional image display principle of the present embodiment is the same as that of the first embodiment. A two-dimensional image is displayed on the display, and the entire area of the image display area is colorless and transparent without forming a barrier stripe on the spatial light modulator. To do. Thus, a normal two-dimensional image can be displayed.
観察条件入力部110は、観察者の位置情報や画像表示部604に表示する立体画像の表示領域などの情報を入力する。このことによって、観察者と立体画像表示装置600の距離が変化したときや、観察者の視野角が変わったとき、また、両眼間隔の異なる別の観察者等に対応できる。観察条件入力部110は、観察者の視点位置を自動検出するモニタ装置に置き換えてもよい。
The observation
画像処理部608は、上述したように、ディスプレイ駆動回路107に対して、画像表示部604に右眼用の視差画像を表示させる指示を送ると同時に、バリア駆動回路106に対しては、左眼に届く画像を遮蔽する指示を送る。バリア駆動回路106は、指示に従って、遮光表示部603の遮光画面にパララックス・バリア・ストライプを形成し、ディスプレイ駆動回路107は、画像表示部604に右眼用の視差画像を表示させる。このように、ディスプレイ駆動回路107とバリア駆動回路106とが同期することによって、右眼用の視差画像が表示される期間には右眼にしか画像は映らない。
As described above, the
画像処理部608は、上述したように、ディスプレイ駆動回路107に対して、画像表示部604に左眼用の視差画像を表示させる指示を送ると同時に、バリア駆動回路106に大しては、右眼に届く画像を遮蔽する指示を送る。バリア駆動回路106は、指示に従って、遮光表示部603の遮光画面にパララックス・バリア・ストライプを形成し、ディスプレイ駆動回路107は、画像表示部604に左眼用の視差画像を表示させる。このように、ディスプレイ駆動回路107とバリア駆動回路106とが同期することによって、左眼用の視差画像が表示される期間には左眼にしか画像は映らない。
As described above, the
以上説明したように、第6実施形態の立体画像表示装置600では、遮光表示部603として電気泳動表示装置を使用している。従って、特許文献1、2の液晶表示装置を使用した立体画像表示装置に比較して、偏光板による照明光の損失が無いので、パララックス・バリア・ストライプの光透過部の透過率が著しく高くなり、明るい立体画像を表示できる。
As described above, in the stereoscopic
なお、第6実施形態の立体画像表示装置600でも、第1実施形態と第2実施形態との関係がそうであるように、画像表示部604の後方に遮光表示部603を配置して、バックライト105からの照明光を選択的に遮断させる構成としてもよい。これにより、右目101と左目102とにそれぞれの視差画像だけが検知されるように制御できることは上述したとおりである。
In the stereoscopic
<比較例の立体画像表示装置>
以上の実施形態で説明した立体画像表示方式は、非特許文献1にその基本技術が開示されている。この方式は、複数の視差画像の夫々をストライプ画素に分割し、1つの画面上に左右の視差画像を構成するストライプ画素を交互に配列してストライプ画像を形成して表示させている。そして、このストライプ画像から所定の距離だけ離れた位置に設けられた所定の光透過部を有するスリット(パララックス・バリアと呼ばれる)を介して、観察者の左右それぞれの眼で、それぞれの眼に対応した視差画像を観察することにより、立体視を得ている。
<Stereoscopic image display device of comparative example>
さらに、このような装置を通常のテレビのような2次元画像表示装置としても使用できるようにするために、特許文献1、特許文献2では、パララックス・バリアを透過型の液晶表示装置等によって電子的に制御している。電子的な制御は、各種状況に適合させてパララックス・バリアの形状や位置などを変化させることにより、立体視を最適化している。
Further, in order to enable such a device to be used as a two-dimensional image display device such as an ordinary television, in
図11は比較例の立体画像表示装置の構成の説明図であって、特許文献1に示される立体画像表示装置の要部概略を示している。図11に示すように、比較例の立体画像表示装置700では、画像表示面701に厚さdのスペーサ702を介して電子式パララックス・バリア703を配置している。電子式パララックス・バリア703には透過型液晶表示装置を用いており、スペーサ702は透明ガラス、透明アクリルである。
FIG. 11 is an explanatory diagram of a configuration of a stereoscopic image display apparatus of a comparative example, and shows an outline of a main part of the stereoscopic image display apparatus disclosed in
画像表示面701には、2方向または多方向から撮像した複数の視差画像を夫々縦のストライプ画素に分割し、これらの複数の視差画像のストライプ画像を交互に所定の順序で配列して構成したストライプ画像として表示する。一方、電子式パララックス・バリア703には、XYアドレスをマイクロコンピュータ704等の制御手段で指定する。これにより、電子式パララックス・バリア703の表示面上の任意の位置に、縦長のバリア・ストライプを形成し、パララックス・バリア法の原理に従って立体視を可能としている。
The
比較例の立体画像表示装置700では、二次元画像(非立体画像)表示を行う際には、電子式パララックス・バリア703にバリア・ストライプを形成せずに、画像表示領域の全域にわたって無色透明な状態にすることで二次元画像表示を行う。これによって、従来のパララックス・バリア法を用いた立体画像表示方式では出来なかった通常の二次元画像表示との両立、パノラマグラムとステレオグラムの切り替え表示を実現している。
In the stereoscopic
図12は別の比較例の立体画像表示装置の構成の説明図であって、特許文献2に示される液晶パネルディスプレイと電子式バリアによって構成された立体画像表示装置の要部概略を示している。図12に示すように、別の比較例の立体画像表示装置800は、画像表示手段としての画像表示部802の前方に、電子式バリア形成手段としての遮光表示部801を配置している。そして、スペーサ820が画像表示部802の画像画面と遮光表示部801の遮光画面との間に所定の間隔を設定している。また、画像表示部802、遮光表示部801は、いずれも液晶表示装置であって、画像表示部802の液晶層818に対しては偏光板805、806、遮光表示部801の液晶層817に対しては偏光板803、804が配置されている。
FIG. 12 is an explanatory diagram of a configuration of a stereoscopic image display device of another comparative example, and shows an outline of a main part of a stereoscopic image display device configured by a liquid crystal panel display and an electronic barrier disclosed in
立体画像表示装置800においても、2次元画像表示を行う際には、液晶層817を用いたバリア・ストライプの形成を止めている。そして、画像表示領域の全域にわたって無色透明な状態にすることで2次元画像表示を行い、通常の2次元画像表示装置との両立を実現している。
Also in the stereoscopic
しかし、立体画像表示装置800では、4枚の偏光板803、804、805、806が使われていて、偏光板2枚を用いる通常の液晶ディスプレイに対して、偏光板の数が2枚多い。4枚の偏光板803、804、805、806のうち1枚を削除することも原理上可能であるが、この場合でも通常の液晶ディスプレイに対して、偏光板の数が1枚多い。
However, in the stereoscopic
電子式パララックス・バリアとして透過型液晶表示装置を用いた比較例の立体画像表示装置700、800によって、2次元画像の表示を行う際には、電子式パララックス・バリアにパララックス・ストライプを形成しない。そして、画像表示領域の全域にわたって無色透明な状態にするようにしているが、液晶表示装置が偏光板を使用するため、立体画像表示装置の輝度が低下するという問題があった。
When displaying a two-dimensional image by the stereoscopic
また、電子式パララックス・バリアとして透過型液晶表示装置を用いた比較例の立体画像表示装置700、800によって立体画像の表示を行う際には、電子式パララックス・バリアの遮光画面上の任意の位置に、光透過部と光遮光部を有する縦長のバリア・ストライプを形成している。しかし、同様に液晶表示装置が偏光板を使用しているので、該光透過部においても、輝度が低下するという問題があった。
Further, when a stereoscopic image is displayed by the stereoscopic
これに対して、上述した各実施形態の立体画像表示装置は、遮光表示部をパララックス・バリア又はバックライトからの光の指向性を制御する開口パターンとして用いる立体画像表示装置である点では一緒だが、遮光表示部に偏光板が不要である。従って、画像表示部の輝度の低下を招くことのない、明るい立体画像表示装置を提供できる。また、液晶表示装置に比較して部品点数が削減されて立体画像表示装置の生産コストの削減・生産時間の短縮を図ることができる。 On the other hand, the stereoscopic image display device of each embodiment described above is a stereoscopic image display device that uses the light-shielding display unit as an opening pattern for controlling the directivity of light from the parallax barrier or the backlight. However, no polarizing plate is required for the light-shielding display portion. Therefore, it is possible to provide a bright stereoscopic image display device that does not cause a decrease in luminance of the image display unit. Further, the number of parts is reduced as compared with the liquid crystal display device, so that the production cost and the production time of the stereoscopic image display device can be reduced.
<発明との対応>
第3実施形態の立体画像表示装置300は、右目用画像と左目用画像とを画像画面に表示可能な画像表示部304を備える。そして、右目用画像の左目102による観察を制限するとともに左目用画像の右目101による観察を制限するバリア・ストライプを、画像画面から距離を置いた遮光画面で表示可能な遮光表示部303を備える。遮光表示部303は、遮光画面に配置された移動空間9に充填された帯電粒子3と、移動空間9に電界を形成して、帯電粒子3によるバリア・ストライプを遮光画面に形成する隔壁電極1、表示電極5、バリア駆動回路106とを備える。
<Correspondence with Invention>
A stereoscopic
従って、帯電粒子3が直接に遮光/透過を制御して、偏光板無しで遮光画面にコントラストの高いバリア・ストライプを形成することになる。従って、遮光表示部303に液晶装置を使用した場合に比較して、偏光板による透過光の損失が無い分、実質的に2倍以上、明るい立体画像を表示できる。
Therefore, the charged
第4実施形態の立体画像表示装置は、画像表示部304が、画像画面に配置されたμカプセル型の移動空間に充填された帯電粒子24、29と、μカプセル型の移動空間に電界を形成して、帯電粒子24、29による観察画像を画像画面に形成する前方電極22、後方電極21、ディスプレイ駆動回路107とを備える。
In the stereoscopic image display device according to the fourth embodiment, the
第2実施形態の立体画像表示装置200は、画像表示部204を透過型として前方側に配置し、画像表示部204を透過照明するバックライト105と画像表示部204との間に遮光表示部203を配置している。
In the stereoscopic
第4実施形態の立体画像表示装置は、画像表示部304と遮光表示部303とのうち、前方側に配置された遮光表示部303を透過型とし、後方側に配置された画像表示部304に反射面を兼ねた後方電極21を設けて反射型としている。
The stereoscopic image display apparatus according to the fourth embodiment is configured such that, of the
第5実施形態の立体画像表示装置500は、観察側に配置された前方基板42と、前方基板42に対向配置した後方基板46とを備え、移動空間49が一体に連通して、前方基板42と後方基板46との間隔に配置されている。
A stereoscopic
第3実施形態の立体画像表示装置300は、遮光画面に面状に並べて配置されて個別に電圧信号を印加可能な多数の表示電極5と、表示電極5との間に電圧信号に応じた電界を形成して帯電粒子3を移動させる隔壁電極1とを有する。
The stereoscopic
第3実施形態の立体画像表示装置300は、表示電極5ごとに移動空間9を仕切る隔壁7を備え、隔壁7の起立面に隔壁電極1を配置している。
The stereoscopic
第3実施形態の立体画像表示装置300は、帯電粒子3は、移動空間9に充填された透明な分散液体に分散されている。
In the stereoscopic
1、5、106 第1駆動手段(隔壁電極、表示電極、バリア駆動回路)
21、22、107 第2駆動手段(前方電極、後方電極、ディスプレイ駆動回路)
3、24、29、43 帯電粒子
4、23、44 分散液体
101 右目
102 左目
103、203、303、403、503、603 遮光表示手段(遮光表示部)
104、204、304、404、504、604 画像表示手段(画像表示部)
105 バックライト
108、608 画像処理部
109 視差画像ソース
110 観察条件入力部
1, 5, 106 First driving means (partition electrode, display electrode, barrier driving circuit)
21, 22, 107 Second driving means (front electrode, rear electrode, display driving circuit)
3, 24, 29, 43
104, 204, 304, 404, 504, 604 Image display means (image display unit)
105
Claims (8)
前記右目用画像の左目による観察を制限するとともに前記左目用画像の右目による観察を制限する遮光パターンを、前記画像画面から距離を置いた遮光画面で表示可能な遮光表示手段と、を備えた立体画像表示装置において、
前記遮光表示手段は、前記遮光画面に配置された第1移動空間に充填された帯電粒子と、前記第1移動空間に電界を形成して、前記帯電粒子による前記遮光パターンを前記遮光画面に形成する第1駆動手段と、を備えることを特徴とする立体画像表示装置。 Image display means capable of displaying a right-eye image and a left-eye image on an image screen;
3D, comprising: a light-shielding display unit capable of displaying a light-shielding pattern that restricts observation of the right-eye image by the left eye and restricts observation of the left-eye image by the right eye on a light-shielding screen at a distance from the image screen. In an image display device,
The light-shielding display means forms a light-shielding pattern by the charged particles on the light-shielding screen by forming an electric field in the first movement space and the charged particles filled in the first movement space arranged on the light-shielding screen. A stereoscopic image display device comprising: a first drive unit configured to:
前記第1移動空間と前記第2移動空間とが一体に連通して、前記前方基板と前記後方基板との間隔に配置されていることを特徴とする請求項2記載の立体画像表示装置。 A front substrate disposed on the observation side, and a rear substrate disposed opposite to the front substrate,
The stereoscopic image display device according to claim 2, wherein the first moving space and the second moving space are integrally communicated with each other and are arranged at an interval between the front substrate and the rear substrate.
The three-dimensional image display device according to claim 1, wherein the charged particles are dispersed in a transparent dispersion liquid filled in the first moving space.
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