JP2007264428A - Liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、立体的な三次元画像を表示する液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device that displays a stereoscopic three-dimensional image.
三次元画像を表示する液晶表示装置としては、従来、液晶表示パネルの画面の上下方向に沿った複数の画素列のうち、1つ置きの画素列の各画素により左眼用画像を表示し、他の1つ置きの画素列の各画素により右眼用画像を表示し、その左眼用画像と右眼用画像とを、前記1つ置きの画素列からの出射光と他の1つ置きの画素列からの出射光とを表示観察者の左眼方向と右眼方向とに振り分けるレンチキュラーレンズ、あるいは前記画素列と平行な複数の透過部と遮光部が交互に並べてストライプ状に形成されたパララックスバリアを介して観察者の左眼と右眼とに観察させるようにしたものがある(特許文献1、2、3参照)。
この発明は、従来とは異なる新規な方式で三次元画像を表示し、しかもその三次元画像を、観察方向に対して上下に傾いた方向からも観察させることができる液晶表示装置を提供することを目的としたものである。 The present invention provides a liquid crystal display device capable of displaying a three-dimensional image by a novel method different from the conventional one, and allowing the three-dimensional image to be observed from a direction inclined up and down with respect to the observation direction. It is aimed at.
この発明の液晶表示装置は、
光の透過を制御する複数の画素がマトリックス状に配列した画面エリアを有し、前記複数の画素に画像データが書込まれ、その画像データに応じた画像を表示する液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの複数の画素に三次元画像を表示するための左眼用画像データと右眼用画像データとを選択的に書込む表示パネル駆動手段と、
前記液晶表示パネルの観察側とは反対側の面に対向させて配置され、前記液晶表示パネルに向けて、前記液晶表示パネルの画面の中央位置から表示観察者の左右の眼間の中央位置に向かう観察方向基準線に対して前記観察者の左眼方向に傾いた方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった左眼光と、前記観察者の右眼方向に傾いた方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった右眼光とを照射する照明手段と、
前記液晶表示パネルの観察側に設けられ、前記左眼光と右眼光を前記画面の上下方向に沿った方向に散乱する上下方向拡散手段とを備えたことを特徴とする。
The liquid crystal display device of the present invention is
A liquid crystal display panel that has a screen area in which a plurality of pixels that control light transmission are arranged in a matrix, image data is written to the plurality of pixels, and an image corresponding to the image data is displayed;
Display panel driving means for selectively writing left-eye image data and right-eye image data for displaying a three-dimensional image on a plurality of pixels of the liquid crystal display panel;
The liquid crystal display panel is disposed so as to face the surface opposite to the observation side, and is directed toward the liquid crystal display panel from the central position of the screen of the liquid crystal display panel to the central position between the left and right eyes of the display observer. The left eye light having directivity in which the peak of the emitted light intensity exists in the direction tilted in the direction of the left eye of the observer with respect to the reference direction of observation direction toward the head, and the direction of inclination in the direction of the right eye of the observer. Illumination means for irradiating right eye light with directivity in which a peak of incident light intensity exists,
It is provided on the observation side of the liquid crystal display panel, and includes a vertical direction diffusing unit that scatters the left eye light and the right eye light in a direction along the vertical direction of the screen.
この液晶表示装置において、前記照明手段は、光を出射する面光源と、前記面光源からの出射光を、前記表示観察者の左眼方向と左眼方向とに向けて集光する集光レンズとを備えているのが好ましい。 In this liquid crystal display device, the illuminating means includes a surface light source that emits light, and a condenser lens that condenses the light emitted from the surface light source toward the left eye direction and the left eye direction of the display observer. Are preferably provided.
また、前記上下方向拡散手段は、前記左眼光と右眼光を、前記液晶表示パネルの画面の左右方向と平行で、且つ前記観察方向基準線を含む横方向基準面に対して前記画面の上下方向に傾いた予め定めた角度範囲の方向に散乱する異方性拡散板またはレンチキュラーレンズが好ましい。 The vertical direction diffusing unit is configured to cause the left eye light and right eye light to be parallel to the horizontal direction of the screen of the liquid crystal display panel and the vertical direction of the screen with respect to a horizontal reference plane including the observation direction reference line. An anisotropic diffuser or a lenticular lens that scatters in the direction of a predetermined angle range inclined in the direction is preferred.
さらに、この液晶表示装置は、前記液晶表示パネルの観察側に設けられ、前記左眼光を、前記液晶表示パネルの画面の上下方向と平行で、且つ前記観察方向基準線を含む縦方向基準面に対して前記表示観察者の左眼方向に傾いた予め定めた角度範囲の方向に散乱し、前記右眼光を、前記縦方向基準面に対して前記観察者の右眼方向に傾いた予め定めた角度範囲の方向に散乱する左右方向拡散手段を備えているのが望ましい。 Further, the liquid crystal display device is provided on the observation side of the liquid crystal display panel, and the left eye light is parallel to the vertical direction of the screen of the liquid crystal display panel and on a vertical direction reference plane including the observation direction reference line. In contrast, the right eye light is scattered in the direction of a predetermined angle range inclined in the left eye direction of the display observer, and the right eye light is predetermined in the right eye direction of the observer with respect to the vertical reference plane. It is desirable to have a left-right diffusing means that scatters in the direction of the angular range.
この発明の液晶表示装置は、前記液晶表示パネルの複数の画素に三次元画像を表示するための左眼用画像データと右眼用画像データとを選択的に書込み、前記液晶表示パネルの観察側とは反対側の面に対向させて配置された照明手段から前記液晶表示パネルに向けて、前記液晶表示パネルの画面の中央位置から予表示観察者の左右の眼間の中央位置に向かう観察方向基準線に対して前記観察者の左眼方向に傾いた方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった左眼光と、前記観察者の右眼方向に傾いた方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった右眼光とを照射させるものであるため、前記左眼用画像データに対応した左眼用画像を表示観察者の左眼に観察させ、前記右眼用画像データに対応した右眼用画像を前記観察者の右眼に観察させる三次元画像表示を行なうことができる。 The liquid crystal display device of the present invention selectively writes left-eye image data and right-eye image data for displaying a three-dimensional image on a plurality of pixels of the liquid crystal display panel, and the observation side of the liquid crystal display panel Direction from the central position of the screen of the liquid crystal display panel toward the central position between the left and right eyes of the pre-display observer from the illumination means arranged to face the opposite surface to the liquid crystal display panel Left eye light having directivity in which a peak of the emitted light intensity exists in a direction inclined in the direction of the left eye of the observer with respect to a reference line, and the intensity of the emitted light in a direction inclined in the direction of the right eye of the observer. The left eye image corresponding to the left eye image data is observed on the left eye of the display observer, and the right eye image data is emitted. Right eye image corresponding to the right of the observer It can be carried out a three-dimensional image display to be observed.
しかも、この液晶表示装置は、前記液晶表示パネルの観察側に、前記左眼光と右眼光を前記画面の上下方向に沿った方向に散乱する上下方向拡散手段を設けているため、前記三次元画像を、前記観察方向に対して上下に傾いた方向からも観察させることができる。 In addition, since the liquid crystal display device is provided with vertical diffusion means for scattering the left eye light and right eye light in a direction along the vertical direction of the screen on the observation side of the liquid crystal display panel, the three-dimensional image is provided. Can be observed from a direction inclined up and down with respect to the observation direction.
この液晶表示装置において、前記照明手段は、光を出射する面光源と、前記面光源からの出射光を、前記表示観察者の左眼方向と左眼方向とに向けて集光する集光レンズとを備えているのが好ましく、このようにすることにより、前記観察方向からも、その方向に対して上下に傾いた方向からも、高輝度の三次元画像を観察させることができる。 In this liquid crystal display device, the illuminating means includes a surface light source that emits light, and a condenser lens that condenses the light emitted from the surface light source toward the left eye direction and the left eye direction of the display observer. In this way, a high-intensity three-dimensional image can be observed both from the observation direction and from a direction inclined up and down with respect to that direction.
また、前記上下方向拡散手段は、前記左眼光と右眼光を、前記液晶表示パネルの画面の左右方向と平行で、且つ前記観察方向基準線を含む横方向基準面に対して前記画面の上下方向に傾いた予め定めた角度範囲の方向に散乱する異方性拡散板またはレンチキュラーレンズが好ましく、このようにすることにより、前記観察方向からも、その方向に対して上下に傾いた方向からも、鮮明な左眼用画像及び右眼用画像を観察させ、高品質の三次元画像を表示することができる。 The vertical direction diffusing unit is configured to cause the left eye light and right eye light to be parallel to the horizontal direction of the screen of the liquid crystal display panel and the vertical direction of the screen with respect to a horizontal reference plane including the observation direction reference line. An anisotropic diffuser or a lenticular lens that scatters in the direction of a predetermined angle range inclined to is preferable, and in this way, both from the observation direction and from the direction inclined up and down with respect to that direction, A clear left-eye image and right-eye image can be observed, and a high-quality three-dimensional image can be displayed.
さらに、この液晶表示装置は、前記液晶表示パネルの観察側に設けられ、前記左眼光を、前記液晶表示パネルの画面の上下方向と平行で、且つ前記観察方向基準線を含む縦方向基準面に対して前記表示観察者の左眼方向に傾いた予め定めた角度範囲の方向に散乱し、前記右眼光を、前記縦方向基準面に対して前記観察者の右眼方向に傾いた予め定めた角度範囲の方向に散乱する左右方向拡散手段を備えているのが望ましく、このようにすることにより、前記三次元画像の観察方向よりも左右に傾いた方向に、前記左眼用画像と右眼用画像のいずれかの二次元画像を表示することができる。 Further, the liquid crystal display device is provided on the observation side of the liquid crystal display panel, and the left eye light is parallel to the vertical direction of the screen of the liquid crystal display panel and on a vertical direction reference plane including the observation direction reference line. In contrast, the right eye light is scattered in the direction of a predetermined angle range inclined in the left eye direction of the display observer, and the right eye light is predetermined in the right eye direction of the observer with respect to the vertical reference plane. It is desirable to include a left-right diffusing means that scatters in the direction of the angle range, and in this way, the left-eye image and the right-eye are oriented in a direction tilted to the left and right with respect to the viewing direction of the three-dimensional image. Any two-dimensional image of the image for use can be displayed.
(第1の実施形態)
図1〜図7はこの発明の第1の実施例を示しており、図1は液晶表示装置の斜視図、図2は前記液晶表示装置の平面図である。
(First embodiment)
1 to 7 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a perspective view of a liquid crystal display device, and FIG. 2 is a plan view of the liquid crystal display device.
この液晶表示装置は、図1及び図2のように、光の透過を制御する複数の画素(図示せず)がマトリックス状に配列した画面エリア1aを有し、前記複数の画素に画像データが書込まれ、その画像データに応じた画像を表示する液晶表示パネル1と、前記液晶表示パネル1の複数の画素に三次元画像を表示するための左眼用画像データと右眼用画像データとを選択的に書込む表示パネル駆動手段6と、前記液晶表示パネル1の観察側とは反対側の面に対向させて配置され、前記液晶表示パネル1に向けて、前記液晶表示パネル1の画面の中央位置から表示観察者Aの左右の眼間の中央位置に向かう観察方向基準線Oに対して前記観察者Aの左眼方向に傾いた方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった左眼光Lと、前記観察者の右眼方向に傾いた方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった右眼光Rとを照射する照明手段7と、前記液晶表示パネル1の観察側に設けられた上下方向拡散手段16とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the liquid crystal display device has a screen area 1a in which a plurality of pixels (not shown) for controlling the transmission of light are arranged in a matrix, and image data is stored in the plurality of pixels. A liquid
なお、この実施例の液晶表示装置は、前記液晶表示パネル1の正面方向を三次元画像の正規の観察方向として設計されたものであり、前記観察方向基準線Oは、前記液晶表示パネル1の画面中央を通る法線に一致している。
Note that the liquid crystal display device of this embodiment is designed so that the front direction of the liquid
前記液晶表示パネル1は、アクティブマトリックス液晶表示パネルであり、図では簡略化しているが、枠状のシール材を介して接合された一対の透明基板の互いに対向する内面のうち、一方の基板の内面に、行方向(画面の左右方向)と列方向(画面の上下方向)とにマトリックス状に配列させて形成された複数の透明な画素電極と、これらの画素電極にそれぞれ接続された複数のTFT(薄膜トランジスタ)と、各行のTFTにゲート信号を供給する複数のゲート配線と、各列のTFTに画像データ信号を供給する複数のデータ配線が設けられ、他方の基板の内面に、前記複数の画素電極に対向する一枚膜状の透明な対向電極が設けられ、前記一対の基板間の前記シール材で囲まれた領域に液晶層が封入された液晶セル2と、前記液晶セル2を挟んで観察側とその反対側とに配置された一対の偏光板3,4とからなっている。
The liquid
この液晶表示パネル1は、前記液晶セル2の液晶層の液晶分子をツイスト配向させたTNまたはSTN型、液晶分子を基板1,2面に対して実質的に垂直に配向させた垂直配向型、液晶分子をツイストさせることなく基板1,2面に対して実質的に平行に配向させた水平配向型、液晶分子をベンド配向させるベンド配向型のいずれか、あるいは強誘電性または反強誘電性液晶表示素子であり、前記一対の偏光板3,4は、それぞれの透過軸3a,4aの向きを、良好なコントラストが得られるように設定して配置されている。
The liquid
なお、前記液晶表示パネル1は、前記液晶セル2の一対の基板の内面それぞれに設けられた電極間に縦電界(液晶層の厚さ方向の電界)を生じさせて液晶分子の配向状態を変化させる縦電界制御型のものに限らず、前記一対の基板のいずれか一方の内面に複数の画素を形成する例えば櫛状の第1と第2の電極を設け、これらの電極間に横電界(基板面に沿う方向の電界)を生じさせて液晶分子の配向状態を変化させる横電界制御型のものでもよい。
The liquid
前記照明手段7は、前記液晶表示パネル1の画面の左右方向と平行な方向に並べて配置され、前記液晶表示パネル1に向けて光を出射する第1と第2の2つの面光源8,9と、前記面光源8,9からの出射光を、前記観察方向、つまり前記液晶表示パネル1の正面方向における表示観察者Aの左眼方向と左眼方向とに向けて集光する集光レンズ12とを備えている。
The illumination means 7 is arranged side by side in a direction parallel to the left-right direction of the screen of the liquid
なお、図では前記第1と第2の面光源8,9を簡略化しているが、これらの面光源8,9はそれぞれ、板状の透明部材の一端面に光を入射させる入射端面が形成され、前記透明部材の対向する2つの板面の一方に前記入射端面から入射した光の出射面が形成され、他方の板面に前記入射端面から入射した光を前記出射面に向けて反射する反射面が形成された導光板と、前記導光板の入射端面に対向させて配置され、前記導光板の入射端面に向けて光を出射するLED(発光ダイオード)等の複数の発光素子とからなっている。
In the figure, the first and second
また、前記集光レンズ12は、サーキュラフレネルレンズからなっており、その中心を、前記第1と第2の面光源8,9の互いに隣合う側縁間の中央位置に対応させて配置されている。
The
この集光レンズ12は、前記第1と第2の面光源8,9のうち、液晶表示パネル1側から見て右側に配置された第1の面光源8から出射した第1の光を、図2に矢線で示したように表示観察者Aの左眼方向に集光し、前記液晶表示パネル1側から見て左側に配置された第2の面光源9から出射した第2の光を、図2に矢線で示したように前記観察者Aの右眼方向に集光する。
The
さらに、この照明手段7は、前記第1と第2の面光源8,9の出射側にそれぞれ配置された第1と第2の直線偏光素子10,11と、前記集光レンズ12の出射側に配置された位相差素子13とを備えている。
Further, the illumination means 7 includes first and second linearly polarizing
前記第1と第2の直線偏光素子10,11は偏光板からなっており、第1の直線偏光素子10は、その透過軸10aを前記液晶表示パネル1の観察側とは反対側の偏光板(以下、入射側偏光板という)5の透過軸5aに対して一方の方向に実質的に45°ずれた方向に向けて配置され、第2の直線偏光素子11は、その透過軸11aを前記液晶表示パネル1の入射側偏光板5の透過軸5aに対して前記第1の直線偏光素子10の透過軸10aのずれ方向とは反対方向に実質的に45°ずれた方向、つまり前記第1の直線偏光素子10の透過軸10aに対して直交する方向に向けて配置されている。
The first and second linearly polarizing
なお、この実施例では、前記液晶表示パネル1の入射側偏光板5の透過軸5aの向きを、前記画面の左右方向に対して観察側から見て左回りに実質的に45°ずれた方向に設定し、前記第1の直線偏光素子10の透過軸10aの向きを前記画面の上下方向と実質的に平行にし、前記第2の直線偏光素子11の透過軸11aの向きを前記画面の左右方向と実質的に平行にしている。
In this embodiment, the direction of the
また、前記位相差素子13は、透過光の常光と異常光との間に1/2波長の位相差を与える複数の第1と第2のλ/2位相差部14,15を、前記液晶表示パネル1の画面の上下方向に沿った方向に交互に並べて形成したものであり、前記第1のλ/2位相差部14は、前記液晶表示パネル1の画面を予め定めた数の画素行毎、例えば1画素行毎に区分した横ストライプ状の複数の画素行領域3a,3bのうち、1つ置きの画素行領域、例えば奇数番の画素行領域3aにそれぞれ対応し、前記第2のλ/2位相差部15は、他の1つ置きの画素行領域、つまり偶数番の画素行領域3bにそれぞれ対応している。
The
図3は前記位相差素子13の拡大図であり、この位相差素子13の複数の第1と第2のλ/2位相差部14,15のうち、第1のλ/2位相差部14は、液晶表示パネル1の入射側偏光板5の透過軸5aに対して実質的に67.5°ずれた方向に遅相軸14aを有し、第2の位相差部15は、前記液晶表示パネル1の入射側偏光板5の透過軸5aに対して前記第1の位相差部14の遅相軸14aのずれ方向と同方向に実質的に22.5°ずれた方向に遅相軸15aを有している。
FIG. 3 is an enlarged view of the
この実施例では、前記第1と第2のλ/2位相差部14,15の遅相軸14a,15aの向きを、前記液晶表示パネル1の入射側偏光板5の透過軸5aに対して、前記液晶表示パネル1側から見て右回りに前記角度でずれた方向に設定している。
In this embodiment, the direction of the
したがって、第1のλ/2位相差部14の遅相軸14aは、前記第1の面光源8の出射側に配置された第1の直線偏光素子10の透過軸10aに対して、液晶表示パネル1側から見て右回りに実質的に22.5°ずれ、前記第2の面光源9の出射側に配置された第2の直線偏光素子11の透過軸11aに対して、前記液晶表示パネル1側から見て左回りに実質的に67.5°ずれており、第2のλ/2位相差部15の遅相軸15aは、前記第1の直線偏光素子10の透過軸10aに対して、液晶表示パネル1側から見て左回りに実質的に22.5°ずれ、前記第2の直線偏光素子11の透過軸11aに対して、前記液晶表示パネル1側から見て右回りに実質的に67.5°ずれている。
Therefore, the
すなわち、この照明手段7は、前記第1と第2の面光源8,9から出射した第1と第2の光を、これらの面光源8,9の出射にそれぞれ配置された前記第1と第2の直線偏光素子10,11により互いに直交する直線偏光とし、その第1と第2の直線偏光を、前記集光レンズ12により表示観察者Aの左眼方向と右眼方向とに集光し、さらに前記位相差素子13の第1及び第2のλ/2位相差部14,15により偏光面を回転させて、互いに直交する2つの直線偏光からなる左眼光Lと右眼光Rとを前記液晶表示パネル1に向けて照射する。
That is, the illuminating means 7 uses the first and second light beams emitted from the first and second
この照明手段7から照射される左眼光Lと右眼光Rについて説明すると、前記第1の面光源8から出射し、前記第1の直線偏光素子10を透過して前記集光レンズ12により表示観察者Aの左眼方向に集光された左眼光Lは、図3に示したように、前記第1の直線偏光素子10の透過軸10aと平行な直線偏光L1である。
The left eye light L and right eye light R emitted from the illuminating means 7 will be described. The left eye light L and the right eye light R are emitted from the first
そして、前記位相差素子13の第1のλ/2位相差部14は、前記第1の直線偏光素子10の透過軸10aに対して、液晶表示パネル1側から見て右回りに実質的に22.5°ずれ、第2のλ/2位相差部15の遅相軸15aは、前記第1の直線偏光素子10の透過軸10aに対して、前記液晶表示パネル1側から見て左回りに実質的に22.5°ずれているため、前記第1の直線偏光素子10の透過軸10aと平行な直線偏光L1からなる左眼光Lのうち、前記位相差素子13の第1のλ/2位相差部14に入射した光は、この第1のλ/2位相差部14により、偏光面を液晶表示パネル1側から見て右回りに45°回転され、前記液晶表示パネル1の入射側偏光板5の透過軸5aと実質的に直交する直線偏光L2となって前記液晶表示パネル1側に出射し、前記位相差素子13の第2のλ/2位相差部15に入射した光は、この第2のλ/2位相差部15により、偏光面を液晶表示パネル1側から見て左回りに45°回転され、前記液晶表示パネル1の入射側偏光板5の透過軸5aと実質的に平行な直線偏光L3となって液晶表示パネル1側に出射する。
The first λ / 2
一方、前記第2の面光源9から出射し、前記第2の直線偏光素子11を透過して前記集光レンズ12により表示観察者Aの右眼方向に集光された右眼光Rは、図3に示したように、前記第2の直線偏光素子11の透過軸11aと平行な、つまり前記左眼光Lに対して直交する直線偏光R1である。
On the other hand, right eye light R emitted from the second
そして、前記位相差素子13の第1のλ/2位相差部14は、前記第2の直線偏光素子11の透過軸11aに対して、液晶表示パネル1側から見て左回りに実質的に67.5°ずれ、第2のλ/2位相差部15の遅相軸15aは、前記第2の直線偏光素子11の透過軸11aに対して、前記液晶表示パネル1側から見て右回りに実質的に67.5°ずれているため、前記第2の直線偏光素子11の透過軸11aと平行な直線偏光R1からなる右眼光Rのうち、前記位相差素子13の第1のλ/2位相差部14に入射した光は、この第1のλ/2位相差部14により、偏光面を液晶表示パネル1側から見て左回りに135°回転され、前記液晶表示パネル1の入射側偏光板5の透過軸5aと実質的に平行な直線偏光R2となって前記液晶表示パネル1側に出射し、前記位相差素子13の第2のλ/2位相差部15に入射した光は、この第2のλ/2位相差部15により、偏光面を液晶表示パネル1側から見て右回りに135°回転され、前記液晶表示パネル1の入射側偏光板5の透過軸5aと実質的に直交する直線偏光R3となって液晶表示パネル1側に出射する。
The first λ / 2
そのため、前記照明手段7から照射された前記左眼光Lと右眼光Rのうち、前記位相差素子13の第1のλ/2位相差部14から出射した直線偏光L2からなる左眼光Lと、前記位相差素子13の第2のλ/2位相差部15から出射した直線偏光R3からなる右眼光Rは、前記液晶表示パネル1の入射側偏光板5により吸収され、前記位相差素子13の第2のλ/2位相差部15から出射した直線偏光L3からなる左眼光Lと、前記位相差素子13の第1のλ/2位相差部14から出射した直線偏光R2からなる右眼光Rとが、前記入射側偏光板5を透過して液晶表示パネル1に入射する。
Therefore, among the left eye light L and right eye light R emitted from the illumination means 7, left eye light L composed of linearly polarized light L2 emitted from the first λ / 2
そして、前記位相差素子13の第1のλ/2位相差部14は前記液晶表示パネル1の奇数番の画素行領域3aにそれぞれ対応し、第2のλ/2位相差部15は前記液晶表示パネル1の偶数番の画素行領域3bにそれぞれ対応しているため、前記液晶表示パネル1の奇数番の画素行領域3aには、前記位相差素子13の第1のλ/2位相差部14から出射した直線偏光R2からなる右眼光Rが入射し、前記液晶表示パネル1の偶数番の画素行領域3bには、前記位相差素子13の第2のλ/2位相差部15から出射した直線偏光L3からなる左眼光Lが入射する。
The first λ / 2
一方、前記表示パネル駆動手段6は、前記液晶表示パネル1の複数の画素のうち、前記偶数番の画素行領域3bの各画素に左眼用画像データを書込み、前記奇数番の画素行領域3aの各画素に右眼用画像データを書込むように構成されている。
On the other hand, the display panel driving means 6 writes left-eye image data to each pixel of the even-numbered
すなわち、この液晶表示装置は、前記液晶表示パネル1の偶数番の画素行領域3bに、前記左眼光Lの照射と左眼用画像データの書込みとによって表示観察者Aの左眼に観察させる左眼用画像を表示させ、前記液晶表示パネル1の奇数番の画素行領域3aに、前記右眼光Rの照射と右眼用画像データの書込みとによって前記観察者Aの右眼に観察させる右眼用画像を表示させ、その左眼用画像と右眼用画像とが合成された三次元画像を表示するようにしたものである。
In other words, this liquid crystal display device allows the left eye of the display observer A to observe the left eye light L and write the image data for the left eye in the even-numbered
なお、この液晶表示装置は、フィールドシーケンシャル液晶表示装置でも、前記液晶表示パネル1に赤、緑、青の3色のカラーフィルタを備えさせた液晶表示装置でもよく、フィールドシーケンシャル液晶表示装置の場合は、前記表示パネル駆動手段6を、1つの三次元カラー画像を表示するための1フレームを3分割した3つのフィールド毎に、赤、緑、青の3色の単位色のうちの1つの単位色の左眼用画像データと右眼用画像データとを前記液晶表示パネル1の奇数番と偶数番の画素行領域3a,3bに書込み、これらの赤、緑、青の各単位色の左眼用及び右眼用画像データの書込みにそれぞれ同期させて、前記照明手段7から、赤、緑、青の3色のうちの書込み画像データの色の左眼光Lと右眼光Rを出射させるように構成する。
The liquid crystal display device may be a field sequential liquid crystal display device or a liquid crystal display device in which the liquid
また、前記液晶表示パネル1に赤、緑、青の3色のカラーフィルタを備えさせた液晶表示装置の場合は、前記表示パネル駆動手段6を、1つの三次元カラー画像を表示するための1フレーム毎に、赤、緑、青の3色の色データからなる左眼用画像データと右眼用画像データとを、前記液晶表示パネル1の奇数番と偶数番の画素行領域に書込み、前記照明手段7から、白色の左眼光Lと右眼光Rを常時出射させるように構成する。
Further, in the case of a liquid crystal display device in which the liquid
次に、前記液晶表示パネル1の観察側に設けられた上下方向拡散手段16について説明すると、この上下方向拡散手段16は、前記左眼光Lと右眼光Rを前記液晶表示パネル1の画面の上下方向に沿った方向に散乱する特性を有する光拡散部材からなっている。
Next, the vertical diffusion means 16 provided on the observation side of the liquid
このような特性を有する光拡散部材には、微細な凹凸を光の拡散方向に指向性をもたせて形成した指向性拡散板、複数の細長レンズ部を互いに平行に形成したレンチキュラーレンズ、或いは住友化学製のルミスティー(商品名)のような、内部に光学的な異方層を設けたフィルムからなり、予め定めた方向の或る角度範囲内で光散乱効果を示し、且つその散乱角度範囲を任意に設定できる異方性拡散板がある。 The light diffusing member having such characteristics includes a directional diffuser plate in which fine irregularities are formed with directivity in the light diffusion direction, a lenticular lens in which a plurality of elongated lens portions are formed in parallel to each other, or Sumitomo Chemical. It is made of a film with an optically anisotropic layer inside, such as Lumisty (trade name) made by the company, and exhibits a light scattering effect within a certain angle range in a predetermined direction. There is an anisotropic diffusion plate that can be set arbitrarily.
この実施例では、前記上下方向拡散手段16として、前記照明手段7から照射され、前記液晶表示パネル1を透過して観察側に出射した前記左眼光Lと右眼光Rを、前記液晶表示パネル1の画面の左右方向と平行で、且つ前記観察方向基準線(液晶表示パネル1の法線)Oを含む横方向基準面(図示せず)に対して前記画面の上下方向に傾いた予め定めた角度範囲θの方向に拡散する異方性拡散板を備えている。
In this embodiment, the left-eye light L and the right-eye light R emitted from the illuminating means 7 and transmitted through the liquid
そして、この液晶表示装置では、前記異方性拡散板からなる上下方向拡散手段16を、前記液晶表示パネル1の液晶セル2と観察側偏光板4との間に配置している。なお、この上下方向拡散手段16は、前記液晶表示パネル1の観察側偏光板4の出射側に配置してもよい。
In this liquid crystal display device, the vertical diffusion means 16 made of the anisotropic diffusion plate is disposed between the
この液晶表示装置は、前記液晶表示パネル1の複数の画素に三次元画像を表示するための左眼用画像データと右眼用画像データとを選択的に書込み、前記液晶表示パネル1の観察側とは反対側の面に対向させて配置された照明手段7から前記液晶表示パネル1に向けて、前記液晶表示パネル1の画面の中央位置から表示観察者Aの左右の眼間の中央位置に向かう観察方向基準線Oに対して前記観察者Aの左眼方向に傾いた方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった左眼光Lと、前記観察者Aの右眼方向に傾いた方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった右眼光Rとを照射させるものであるため、前記左眼用画像データに対応した左眼用画像を表示観察者Aの左眼に観察させ、前記右眼用画像データに対応した右眼用画像を前記観察者Aの右眼に観察させる三次元画像表示を行なうことができる。
The liquid crystal display device selectively writes left-eye image data and right-eye image data for displaying a three-dimensional image on a plurality of pixels of the liquid
しかも、この液晶表示装置は、前記液晶表示パネル1の観察側に、前記左眼光Lと右眼光Rを前記画面の上下方向に沿った方向に散乱する上下方向拡散手段16を設けているため、前記三次元画像を、前記観察方向に対して上下に傾いた方向からも観察させることができる。
Moreover, since this liquid crystal display device is provided with the vertical diffusion means 16 that scatters the left eye light L and right eye light R in the direction along the vertical direction of the screen on the observation side of the liquid
図4〜図7は前記液晶表示装置の出射光(液晶表示パネル1からの出射光)の強度分布図であり、図4は、前記上下方向拡散手段16として、前記指向性拡散板を備えた液晶表示装置の出射光の強度分布、図5は、前記上下方向拡散手段16として、前記レンチキュラーレンズを備えた液晶表示装置の出射光の強度分布、図6は、前記上下方向拡散手段16として、光の散乱角度範囲θを、前記横方向基準面に対して前記画面の上下方向にそれぞれ略同じ角度傾いた角度範囲に設定した異方性拡散板を備えた液晶表示装置の出射光の強度分布、図7は、前記上下方向拡散手段16として、光の散乱角度範囲θを、前記横方向基準面に対する前記画面の上方向への拡散角が下方向への拡散角よりも大きい角度範囲に設定した異方性拡散板を備えた液晶表示装置の出射光の強度分布を示している。 4 to 7 are intensity distribution diagrams of light emitted from the liquid crystal display device (light emitted from the liquid crystal display panel 1). FIG. 4 includes the directional diffusion plate as the vertical diffusion means 16. FIG. FIG. 5 shows the intensity distribution of the emitted light of the liquid crystal display device, FIG. 5 shows the intensity distribution of the emitted light of the liquid crystal display device provided with the lenticular lens, and FIG. Intensity distribution of emitted light from a liquid crystal display device including an anisotropic diffusion plate in which a light scattering angle range θ is set to an angle range inclined at substantially the same angle in the vertical direction of the screen with respect to the lateral reference plane FIG. 7 shows that the vertical scattering means 16 has a light scattering angle range θ set to an angular range in which the upward diffusion angle of the screen with respect to the lateral reference plane is larger than the downward diffusion angle. With anisotropic diffuser The intensity distribution of the emitted light of a liquid crystal display device is shown.
図4〜図7において、(a)は、画面の上下方向における左眼光Lと右眼光Rの合成強度分布を示しており、正の角度は、前記観察方向基準線Oに対する右方向への傾き角、負の角度は、前記観察方向基準線Oに対する左方向への傾き角である。 4 to 7, (a) shows the combined intensity distribution of the left eye light L and the right eye light R in the vertical direction of the screen, and the positive angle is the inclination to the right with respect to the observation direction reference line O. The angle and the negative angle are tilt angles to the left with respect to the observation direction reference line O.
また、図4〜図7において、(b)は、画面の左右方向における左眼光Lと右眼光Rの強度分布を示しており、正の角度は、前記観察方向基準線(液晶表示パネル1の法線)Oに対する上方向への傾き角、負の角度は、前記観察方向基準線Oに対する下方向への傾き角である。 4 to 7, (b) shows the intensity distribution of the left eye light L and the right eye light R in the horizontal direction of the screen, and the positive angle is the observation direction reference line (of the liquid crystal display panel 1). An inclination angle in the upward direction with respect to the normal line O and a negative angle are an inclination angle in the downward direction with respect to the observation direction reference line O.
この液晶表示装置は、前記左眼光Lと右眼光Rを、前記液晶表示パネル1の観察側に設けた上下方向拡散手段16により前記画面の上下方向に沿った方向に散乱して観察側に出射するようにしているため、前記上下方向における高強度の光の出射角度範囲を図4〜図7の(a)のように広くし、前記三次元画像を、前記観察方向に対して上下に傾いた方向からも観察させることができる。
In this liquid crystal display device, the left eye light L and the right eye light R are scattered in a direction along the vertical direction of the screen by the vertical diffusion means 16 provided on the observation side of the liquid
また、この液晶表示装置は、前記照明手段7を、光を出射する第1と第2の面光源8,9と、前記面光源8,9からの出射光を、前記表示観察者Aの左眼方向と左眼方向とに向けて集光する集光レンズ12とを備えた構成とし、前記集光レンズ12により集光された左眼光Lと右眼光Rとを、前記上下方向拡散手段16により前記画面の上下方向に沿った方向に散乱するようにしているため、前記観察方向からも、その方向に対して上下に傾いた方向からも、高輝度の三次元画像を観察させることができる。
In addition, the liquid crystal display device uses the illumination means 7 to transmit the first and second
この液晶表示装置において、前記上下方向拡散手段16は、前記レンチキュラーレンズまたは異方性拡散板が好ましく、このレンチキュラーレンズまたは異方性拡散板を備えることにより、前記指向性拡散板を備えた場合よりも、上下方向における高強度の光の出射角度範囲を広するとともに、前記指向性拡散板の拡散性による表示のボケを無くし、高品質の画像を表示することができる。
In this liquid crystal display device, the vertical diffusing
前記上下方向拡散手段16は、前記レンチキュラーレンズよりも、前記異方性拡散板が好ましく、この異方性拡散板を用いることにより、上下方向における高強度の光の出射角度範囲をさらに広くするとともに、前記横方向基準面に対する上方向への拡散角と下方向への拡散角とを異ならせた異方性拡散板を備えることにより、上下方向における高強度の光の出射角度範囲を、上下いずれか一方の方向、例えば図7(a)のように上方向により広くすることができる。 The vertical diffusion means 16 is preferably the anisotropic diffusion plate rather than the lenticular lens. By using this anisotropic diffusion plate, the emission angle range of high intensity light in the vertical direction is further widened. By providing an anisotropic diffusion plate in which the diffusion angle in the upward direction and the diffusion angle in the downward direction with respect to the lateral reference plane are different, the emission angle range of the high-intensity light in the vertical direction can be It can be made wider in one direction, for example, the upward direction as shown in FIG.
(第2の実施形態)
図8はこの発明の第2の実施例を示す液晶表示装置の斜視図、図9は前記液晶表示装置の画面の左右方向における左眼光Lと右眼光Rの強度分布図であり、図9において、正の角度は、前記観察方向基準線(液晶表示パネル1の法線)Oに対する上方向への傾き角、負の角度は、前記観察方向基準線Oに対する下方向への傾き角である。
(Second Embodiment)
8 is a perspective view of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 9 is an intensity distribution diagram of the left eye light L and right eye light R in the horizontal direction of the screen of the liquid crystal display device. The positive angle is the upward tilt angle with respect to the observation direction reference line (normal line of the liquid crystal display panel 1) O, and the negative angle is the downward tilt angle with respect to the observation direction reference line O.
この実施例の液晶表示装置は、図8のように、前記液晶表示パネル1の観察側に、前記左眼光Lと右眼光Rを前記液晶表示パネル1の画面の上下方向に沿った方向に散乱する上下方向拡散手段17と、前記左眼光Lを、前記画面の上下方向と平行で、且つ前記観察方向基準線(この実施例では液晶表示パネル1の法線)Oを含む縦方向基準面(図示せず)に対して前記表示観察者Aの左眼方向に傾いた予め定めた角度範囲φ1の方向に散乱し、前記右眼光Rを、前記縦方向基準面に対して前記観察者Aの右眼方向に傾いた予め定めた角度範囲φ2の方向に散乱する左右方向拡散手段18とを配置したものであり、他の構成は上述した第1の実施例と同じである。
As shown in FIG. 8, the liquid crystal display device of this embodiment scatters the left eye light L and the right eye light R in the direction along the vertical direction of the screen of the liquid
この液晶表示装置において、前記上下方向拡散手段17は、レンチキュラーレンズ、前記左右方向拡散手段18は、散乱角度範囲を任意に設定できる異方性拡散板であり、この上下方向拡散手段17と左右方向拡散手段18は、前記液晶表示パネル1の液晶セル2と観察側偏光板4との間に、互いに対向させて配置されている。
In this liquid crystal display device, the vertical diffusion means 17 is a lenticular lens, and the horizontal diffusion means 18 is an anisotropic diffusion plate in which a scattering angle range can be arbitrarily set. The diffusing
なお、この実施例では、前記上下方向拡散手段17を液晶セル2側に配置し、前記左右方向拡散手段18を観察側偏光板4側に配置しているが、この上下方向拡散手段17と左右方向拡散手段18は逆の位置関係で配置してもよく、また、前記上下方向拡散手段17と左右方向拡散手段18は、前記液晶表示パネル1の観察側偏光板4の出射側に配置してもよい。
In this embodiment, the vertical diffusion means 17 is arranged on the
この液晶表示装置は、前記液晶表示パネル1の観察側に、前記上下方向拡散手段17と左右方向拡散手段18とを配置しているため、前記三次元画像を、前記観察方向に対して上下に傾いた方向からも観察させることができるとともに、前記三次元画像の観察方向(観察方向及びその方向に対して上下に傾いた方向よりも左右に傾いた観察方向)よりも左右に傾いた方向に、前記左眼用画像と右眼用画像のいずれかの二次元画像を表示することができる。
In this liquid crystal display device, the vertical diffusing
すなわち、上記第1の実施例の液晶表示装置は、高強度の左眼光L及び右眼光Rの出射角度範囲が図4〜図7の(b)に示したように狭いため、前記三次元画像の観察方向よりも左右に傾いた方向からは液晶表示パネル1の表示がほとんど見えない。
That is, in the liquid crystal display device according to the first embodiment, since the emission angle ranges of the high-intensity left eye light L and right eye light R are narrow as shown in FIGS. The display on the liquid
それに対して、この第2の実施例の液晶表示装置は、前記左右方向拡散手段18をさらに備えているため、図9に示したように、高強度の左眼光L及び右眼光Rの出射角度範囲を、第1の実施例の液晶表示装置に比べて広くすることができ、したがって、前記三次元画像の観察方向よりも左方向に傾いた方向に、前記左眼用画像からなる二次元画像を表示し、前記三次元画像の観察方向よりも右方向に傾いた方向に、前記右眼用画像からなる二次元画像を表示することができる。 On the other hand, since the liquid crystal display device of the second embodiment further includes the left-right direction diffusing means 18, the emission angles of the high-intensity left eye light L and right eye light R as shown in FIG. The range can be made wider than that of the liquid crystal display device of the first embodiment, and therefore, the two-dimensional image composed of the left-eye image in a direction inclined to the left from the observation direction of the three-dimensional image. And a two-dimensional image composed of the right-eye image can be displayed in a direction tilted to the right of the viewing direction of the three-dimensional image.
なお、この実施例の液晶表示装置は、前記上下方向拡散手段17として、レンチキュラーレンズを備えたものであるが、この上下方向拡散手段17は、上述した指向性拡散板または異方性拡散板でもよい。
The liquid crystal display device of this embodiment is provided with a lenticular lens as the vertical
ただし、前記上下方向拡散手段17は、レンチキュラーレンズまたは異方性拡散板が好ましく、このようにすることにより、前記観察方向からも、その方向に対して上下に傾いた方向からも、鮮明な左眼用画像及び右眼用画像を観察させ、高品質の三次元画像を表示することができる。 However, the vertical direction diffusing means 17 is preferably a lenticular lens or an anisotropic diffusing plate. By doing so, a clear left-hand side can be obtained both from the observation direction and from the direction inclined up and down with respect to that direction. The image for the eye and the image for the right eye can be observed, and a high-quality three-dimensional image can be displayed.
(他の実施形態)
なお、上記第1及び第2の実施例の液晶表示装置は、前記液晶表示パネル1の正面方向を三次元画像の正規の観察方向としたものであるが、前記三次元画像の正規の観察方向は、前記正面方向に対して上下及び左右のいずれかに傾いた方向に設定してもよい。
(Other embodiments)
In the liquid crystal display devices of the first and second embodiments, the front direction of the liquid
また、上記実施例の照明手段7は、第1と第2の2つの面光源8,9を備えたものであるが、1つの面光源を備え、その右半分の領域からの出射光と左半分の領域からの出射光とを、前記集光レンズ12により、表示観察者Aの左眼方向と左眼方向とに向けて集光するようにしてもよい。
In addition, the illumination means 7 of the above embodiment includes the first and second
さらに、前記照明手段7は、前記観察方向基準線に対して前記観察者Aの左眼方向に傾いた方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった左眼光と、前記観察者の右眼方向に傾いた方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった右眼光とを照射するものであれば、前記集光レンズ12を備えないものでもよい。
Further, the illuminating means 7 includes left eye light having directivity in which a peak of emitted light intensity exists in a direction inclined to the left eye direction of the observer A with respect to the observation direction reference line, and the observer's As long as it emits the right eye light having directivity in which the peak of the emitted light intensity exists in the direction inclined to the right eye direction, the
またさらに、上記実施例の液晶表示装置は、前記液晶表示パネル1の偶数番の画素行領域3bに左眼用画像を表示させ、奇数番の画素行領域3aに右眼用画像を表示させるようにしたものであるが、前記液晶表示パネル1の画面全体に左眼用画像と右眼用画像とを交互に表示させ、それに同期させて照明手段7から前記液晶表示パネル1の画面全体に向けて左眼光と右眼光とを交互に照射するようにしてもよい。
Furthermore, the liquid crystal display device of the above embodiment displays the left eye image in the even-numbered
1…液晶表示パネル、1a…画面エリア、2…液晶セル、3a,3b…画素行領域、4,5…偏光板、4a,5a…透過軸、6…駆動手段、7…照明手段、8,9…面光源、10,11…直線偏光素子、10a,11a…透過軸、12…集光レンズ(サーキュラフレネルレンズ)、13…位相差素子、14,15…λ/2位相差部、14a,15a…遅相軸、16…上下方向拡散手段(異方性拡散板)、17…上下方向拡散手段(異方性拡散板)、18…左右方向拡散手段(異方性拡散板)、L…左眼光、R…右眼光。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記液晶表示パネルの複数の画素に三次元画像を表示するための左眼用画像データと右眼用画像データとを選択的に書込む表示パネル駆動手段と、
前記液晶表示パネルの観察側とは反対側の面に対向させて配置され、前記液晶表示パネルに向けて、前記液晶表示パネルの画面の中央位置から表示観察者の左右の眼間の中央位置に向かう観察方向基準線に対して前記観察者の左眼方向に傾いた方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった左眼光と、前記観察者の右眼方向に傾いた方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった右眼光とを照射する照明手段と、
前記液晶表示パネルの観察側に設けられ、前記左眼光と右眼光を前記画面の上下方向に沿った方向に散乱する上下方向拡散手段とを備えたことを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display panel that has a screen area in which a plurality of pixels that control light transmission are arranged in a matrix, image data is written to the plurality of pixels, and an image corresponding to the image data is displayed;
Display panel driving means for selectively writing left-eye image data and right-eye image data for displaying a three-dimensional image on a plurality of pixels of the liquid crystal display panel;
The liquid crystal display panel is disposed so as to face the surface opposite to the observation side, and is directed toward the liquid crystal display panel from the central position of the screen of the liquid crystal display panel to the central position between the left and right eyes of the display observer. The left eye light having directivity in which the peak of the emitted light intensity exists in the direction tilted in the direction of the left eye of the observer with respect to the reference direction of observation direction toward the head, and the direction of inclination in the direction of the right eye of the observer. Illumination means for irradiating right eye light with directivity in which a peak of incident light intensity exists,
A liquid crystal display device, comprising: a vertical diffusing unit that is provided on the viewing side of the liquid crystal display panel and scatters the left eye light and right eye light in a direction along the vertical direction of the screen.
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- 2006-03-29 JP JP2006091292A patent/JP2007264428A/en active Pending
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