JP2008139793A - Display device - Google Patents
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Description
この発明は、表示装置に係り、特に、レンズアレイユニットを備えた立体映像表示装置に関する。 The present invention relates to a display device, and more particularly to a stereoscopic image display device including a lens array unit.
動画表示が可能な立体画像表示装置、所謂、3次元ディスプレイには、種々の方式が知られている。近年、特にフラットパネルタイプで、且つ、専用の眼鏡等を必要としない方式の要望が高くなっている。このタイプの立体動画表示装置のうち、ホログラフィの原理を利用する方式はフルカラー動画の実現が難しいが、直視型或いは投影型の液晶表示装置やプラズマ表示装置などのような画素位置が固定されている表示ユニット(表示装置)の直前に、表示ユニットからの光線を制御して観察者に向ける光線制御素子を設置する方式は比較的容易に実現できる。 Various methods are known for stereoscopic image display devices capable of displaying moving images, so-called three-dimensional displays. In recent years, there has been a growing demand for a flat panel type method that does not require special glasses. Of this type of stereoscopic video display device, the method using the principle of holography is difficult to realize a full-color video, but the pixel position is fixed as in a direct-view or projection-type liquid crystal display device or plasma display device. A method of installing a light beam control element that controls the light beam from the display unit and directs it to the observer just before the display unit (display device) can be realized relatively easily.
光線制御素子は、一般的にはパララクスバリア或いは視差バリアとも称され、光線制御素子上の同一位置でも角度により異なる画像が見えるように光線を制御している。具体的には、左右視差(水平視差)のみを与える場合には、スリット或いはレンチキュラーレンズシート(シリンドリカルレンズアレイ)が用いられ、上下視差(垂直視差)も含める場合には、ピンホールアレイ或いはマトリクス状のレンズからなるレンズアレイが用いられる。視差バリアを用いる方式にも、さらに2眼式、多眼式、超多眼式(多眼式の超多眼条件)、インテグラルフォトグラフィー(以下、IPとも云う)に分類される。これらの基本的な原理は、100年程度前に発明され立体写真に用いられてきたものと実質上同一である。 The light beam control element is generally called a parallax barrier or a parallax barrier, and controls light beams so that different images can be seen depending on the angle even at the same position on the light beam control element. Specifically, slits or lenticular lens sheets (cylindrical lens arrays) are used when only left-right parallax (horizontal parallax) is given, and pinhole arrays or matrix shapes are used when vertical parallax is also included. A lens array consisting of these lenses is used. The system using the parallax barrier is further classified into a binocular system, a multi-view system, a super multi-view system (multi-view super multi-view condition), and an integral photography (hereinafter also referred to as IP). These basic principles are substantially the same as those invented about 100 years ago and used in stereoscopic photography.
このうちIP方式は、視点位置の自由度が高く、容易に立体視が可能となるという特徴がある。水平視差のみで垂直視差のない1次元IP方式では、非特許文献1に記載されているように、解像度の高い表示装置の実現も比較的容易である。これに対し、2眼方式や多眼方式では、立体視できる視点位置の範囲、すなわち視域が狭く、見にくいという問題があるが、立体画像表示装置としての構成としては最も単純であり、表示画像も簡単に作成できる。
Among these, the IP method has a feature that the viewpoint position is highly flexible and stereoscopic viewing can be easily performed. In the one-dimensional IP system that has only horizontal parallax and no vertical parallax, as described in Non-Patent
光線制御素子は、表示ユニットに対して適当なギャップを保って精度良く固定されることが望まれる。光線制御素子の一つであるレンズアレイユニットを表示ユニットに固定する手法は種々開示されている。特許文献1は、立体画像表示装置とは関係ないが、画素の開口率を実効的に高める目的で、カバーガラス側の外面にマイクロレンズを配置した構成の対向基板を用いた液晶表示素子を開示している。特に、この特許文献1によれば、マイクロレンズが形成されたガラス基板上において、マイクロレンズの外周にマイクロレンズと同じ高さのスペーサを設け、このスペーサを介してカバーガラスの外面にガラス基板を接着する構成が開示されている。
十分な立体表示特性を得るためには、種々の設計パラメータを最適化する必要がある。特に、所望の表示特性を得るためには、レンズアレイユニットと表示ユニットとを組み合わせた構成において、表示エリアにおけるレンズ−画素間ギャップを均一化することが極めて重要である。 In order to obtain sufficient stereoscopic display characteristics, it is necessary to optimize various design parameters. In particular, in order to obtain desired display characteristics, it is extremely important to make the lens-pixel gap uniform in the display area in a configuration in which the lens array unit and the display unit are combined.
この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、所望の表示特性を得ることが可能な表示装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a display device capable of obtaining desired display characteristics.
この発明の態様による表示装置は、
レンズアレイユニットと、
第1基板及びこの第1基板と前記レンズアレイユニットとの間に配置された第2基板を貼り合わせた構造であり、マトリクス状に配列された画素によって構成された表示エリアを有する表示ユニットと、
前記表示ユニットの表示エリア外において前記第1基板と前記レンズアレイユニットとの間に所定のギャップを形成した状態で固定する支持体と、
を備えたことを特徴とする。
A display device according to an aspect of the present invention includes:
A lens array unit;
A display unit having a first substrate and a second substrate disposed between the first substrate and the lens array unit, the display unit having a display area composed of pixels arranged in a matrix;
A support that is fixed in a state where a predetermined gap is formed between the first substrate and the lens array unit outside the display area of the display unit;
It is provided with.
この発明によれば、所望の表示特性を得ることが可能な表示装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a display device capable of obtaining desired display characteristics.
以下、この発明の一実施の形態に係る表示装置について図面を参照して説明する。 A display device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1に示すように、表示装置は、表示ユニット10と、光線制御素子であるレンズアレイユニット20と、を備えて構成されている。表示ユニット10は、一対の基板すなわち第1基板11と第2基板12とを貼り合わせた構造である。第2基板12は、第1基板11とレンズアレイユニット20との間に配置されている。第1基板11は、第2基板12よりも大きなサイズを有している。
As shown in FIG. 1, the display device includes a
この表示ユニット10は、液晶表示パネル、プラズマ表示パネル、有機EL(エレクトロルミネッセンス)表示パネル、電界放出型表示パネルなどで構成されており、特に、種類は問わない。この実施の形態においては、特に、表示ユニット10として液晶表示パネルを適用した例について説明する。
The
図2及び図3に示すように、液晶表示パネル10は、一対の基板すなわちアレイ基板(第1基板)11及び対向基板(第2基板)12間に液晶層13を保持した構造であり、画像を表示する表示エリアDAを備えている。この表示エリアDAは、マトリクス状に配置された複数の画素PXによって構成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the liquid
アレイ基板11は、例えばガラス基板等の光透過性を有する絶縁基板11Aを用いて形成されている。このアレイ基板11は、絶縁基板11A上において、各画素に駆動信号を供給する配線部を備えている。すなわち、アレイ基板11は、配線部として、画素PXの行方向に沿って配置された複数の走査線Y(Y1〜Ym)及び複数の補助容量線C(C1〜Cm)、画素PXの列方向に沿って配置されたN本の信号線X(X1〜Xn)、画素PX毎に配置されたスイッチング素子SWなどを備えている。さらに、アレイ基板11は、各スイッチング素子SWに接続された画素電極PEなどを備えている。走査線Yのそれぞれは、駆動信号(走査信号)を供給するゲートドライバYDに接続されている。信号線Xのそれぞれは、駆動信号(映像信号)を供給するソースドライバXDに接続されている。
The
各スイッチング素子SWは、例えば薄膜トランジスタによって構成されている。このスイッチング素子SWは、各画素PXに対応して走査線Y及び信号線Xの交差部に配置されている。スイッチング素子SWのゲートは、対応する走査線Yに接続されている(あるいは走査線Yと一体的に形成されている)。スイッチング素子SWのソースは、対応する信号線Xに接続されている(あるいは信号線Xと一体的に形成されている)。スイッチング素子SWのドレインは、画素電極PEに電気的に接続されている。 Each switching element SW is composed of, for example, a thin film transistor. The switching element SW is disposed at the intersection of the scanning line Y and the signal line X corresponding to each pixel PX. The gate of the switching element SW is connected to the corresponding scanning line Y (or formed integrally with the scanning line Y). The source of the switching element SW is connected to the corresponding signal line X (or formed integrally with the signal line X). The drain of the switching element SW is electrically connected to the pixel electrode PE.
各画素電極PEは、スイッチング素子SWを覆う絶縁膜IL上に配置されており、絶縁膜ILに形成されたコンタクトホールを介してスイッチング素子SWのドレインと電気的に接続されている。この画素電極PEは、バックライトユニットから放射されたバックライト光を選択的に透過して画像を表示する透過型の液晶表示パネルにおいては、インジウム・ティン・オキサイド(ITO)やインジウム・ジンク・オキサイド(IZO)などの光透過性を有する導電材料によって形成される。また、各画素電極PEは、対向基板12側から入射する外光(フロントライトユニットから放射されたフロントライト光も含む)を選択的に反射して画像を表示する反射型の液晶表示パネルにおいては、アルミニウム(Al)などの光反射性を有する導電材料によって形成される。このような画素電極PEの表面は、液晶層13に含まれる液晶分子の配向を制御するための第1配向膜AL1によって覆われている。
Each pixel electrode PE is disposed on the insulating film IL covering the switching element SW, and is electrically connected to the drain of the switching element SW through a contact hole formed in the insulating film IL. The pixel electrode PE is made of indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide in a transmissive liquid crystal display panel that selectively transmits backlight light emitted from the backlight unit and displays an image. It is formed of a light-transmitting conductive material such as (IZO). In addition, each pixel electrode PE selectively reflects external light (including front light emitted from the front light unit) incident from the
対向基板12は、例えばガラス基板等の光透過性を有する絶縁基板12Aを用いて形成されている。この対向基板12は、絶縁基板12A上において、複数の画素電極PEに対向して配置された対向電極CEなどを備えている。対向電極CEは、光透過性を有する導電材料によって形成されている。このような対向電極CEの表面は、液晶層13に含まれる液晶分子の配向を制御するための第2配向膜AL2によって覆われている。
The
これらのアレイ基板11及び対向基板12は、画素電極PEと対向電極CEとを対向させた状態で配設され、これらの間にセルギャップを形成する。液晶層13は、アレイ基板11と対向基板12とのセルギャップに封止された液晶組成物によって形成されている。この実施の形態においては、液晶モードについて特に制限はなく、TN(Twisted Nematic)モード、OCB(Optically Compensated Bend)モード、VA(Vertical Aligned)モード、IPS(In−Plane Switching)モードなどが適用可能である。
The
カラー表示タイプの液晶表示装置では、液晶表示パネル10は、複数種類の画素、例えば赤(R)を表示する赤色画素、緑(G)を表示する緑色画素、青(B)を表示する青色画素を有している。すなわち、赤色画素は、赤色の主波長の光を透過する赤色カラーフィルタを備えている。緑色画素は、緑色の主波長の光を透過する緑色カラーフィルタを備えている。青色画素は、青色の主波長の光を透過する青色カラーフィルタを備えている。これらのカラーフィルタは、アレイ基板11または対向基板12の主面に配置される。
In the color display type liquid crystal display device, the liquid
各画素PXは、各々画素電極PE及び対向電極CE間に液晶容量CLCを有している。複数の補助容量線C(C1〜Cm)は、各々対応行の画素電極PEに容量結合して補助容量Csを構成する。 Each pixel PX has a liquid crystal capacitor CLC between the pixel electrode PE and the counter electrode CE. The plurality of auxiliary capacitance lines C (C1 to Cm) are capacitively coupled to the pixel electrodes PE in the corresponding rows, respectively, to form auxiliary capacitance Cs.
透過型の液晶表示パネルを適用した構成においてはバックライトユニットを含み、図3に示すように、表示エリアDAに対応してアレイ基板11の外面に偏光板を含む第1光学素子OD1が配置され、また、対向基板12の外面にも同様に偏光板を含む第2光学素子OD2が配置されている。
In the configuration using the transmissive liquid crystal display panel, a first optical element OD1 including a backlight unit and including a polarizing plate is disposed on the outer surface of the
図4A及び図4Bに示すように、レンズアレイユニット20は、基体202と、基体202上に配置されたレンズアレイ層201と、を備えて構成されている。これらのレンズアレイユニット20のレンズアレイ層201は、一方向に並んだ複数のシリンドリカルレンズによって構成されている。ここで、便宜上、走査線が延在する方向と平行な方向をXとし、信号線が延在する方向と平行な方向をYとし、X−Y平面の法線方向(表示ユニット10の厚み方向)をZとしたとき、図4Aに示した例では、各シリンドリカルレンズはその円筒面の母線がY方向に伸びた形状であり、複数のシリンドリカルレンズがX方向に並んでいる。また、図4Bに示した例では、各シリンドリカルレンズはその円筒面の母線がY方向に対して傾いた形状であり、複数のシリンドリカルレンズがX方向に並んでいる。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the
レンズアレイ層201において、シリンドリカルレンズの水平ピッチPsは、表示ユニット10の表示エリアDAにおける行方向(つまりX方向)に一致する方向のピッチである。このレンズアレイ層201は、レンズアレイユニット20が表示ユニット10に対向して配置された際、少なくとも表示エリアDAと対向するような領域にわたって形成されている。つまり、レンズアレイ層201が形成される面積は、表示エリアDAと同等以上に設定される。レンズアレイ層201の厚み(すなわち、基体の表面からレンズのトップ部分までの厚み)は、例えば0.2mm乃至0.5mm程度であり、また、レンズの間の掘り込み量は、例えば0.05mm乃至0.1mm程度であるが、これらの値は設計に応じて種々変更可能である。
In the
基体202は、レンズアレイ層201を支持する平板状のものであって、レンズアレイ層201よりも大きなサイズを有している。また、この基体202は、レンズアレイユニット20が表示ユニット10に対向して配置された際、表示ユニット10を構成するレンズアレイユニット20側の基板(表示ユニット10が液晶表示パネルの例では対向基板)のサイズよりも大きなサイズを有している。この基体202は、例えば0.7mm乃至1.1mm程度の厚さを有しているが、必要に応じてさらに厚い数mm程度のものを適用しても良い。
The
このようなレンズアレイユニット20は、種々の形態が提案され、いずれも適用可能である。すなわち、図5Aに示した例のレンズアレイユニット20は、ガラス製の基体202及びガラス製のレンズアレイ層201によって一体的に形成したものである。つまり、図5Aの例は、ガラス基板の表面に加工を施して直接レンズ形状を形成したものである。このようにガラスによって一体的に形成されたレンズアレイユニット20は、温度変化の影響を受けにくく、安定した性能を維持できるといったメリットがある。
Various types of such
図5Bに示した例のレンズアレイユニット20は、ガラス製の基体202に接着層203を介して樹脂製のレンズアレイ層201を接着したものである。図5Cに示した例のレンズアレイユニット20は、ガラス製の基体202に直接樹脂製のレンズアレイ層201を成型したものである。樹脂製のレンズアレイ層201は、例えばPMMA(ポリメチルメタクリレート)やPC(ポリカーボネート)などの材料によって形成されている。このような樹脂製のレンズアレイ層201は、プレス成型や射出成型により安価に製造できるといったメリットがある。一方で、樹脂材料は、基体202を形成するガラスよりも線膨張係数が大きいため、温度変化の影響を受けやすい。このため、水平ピッチPsの変動を抑制する目的で、レンズアレイ層201は、比較的厚い基体202に貼り付けることが望ましい。
The
このようなレンズアレイユニット20は、支持体30により表示ユニット10に対して所定のギャップを形成した状態で固定されている。すなわち、図1に示したように、レンズアレイユニット20は、レンズアレイ層201側が、表示ユニット10に対向するように配置されている。レンズアレイ層201が観察者側に面する構造を適用することも可能であるが、耐久性や信頼性の確保のために厚い基体202を用いた場合、レンズ焦点距離が長くなるためレンズ設計に制約が出る点や、レンズ凸面による外光反射を防止するためにさらに外側にフェースガラスを設置させると部材点数や重量が増大する。
Such a
支持体30は、表示ユニット10の表示エリアDA外において、第1基板11とレンズアレイユニット20との間に所定のギャップを形成した状態で固定する。すなわち、レンズアレイ層201の表面は、レンズ効果確保のため表示ユニット10の表面とは接着することなく、表示ユニット10を構成する2枚の基板のうち、レンズアレイユニット20から遠い側の基板11に対して、レンズアレイユニット20の周辺部のみが固定されている。このように、レンズアレイユニット20と表示ユニット10とを直接固定することにより、両者の間の距離が安定的に固定され、表示性能の安定性が確保される。
The
特に、図1に示した例では、レンズアレイユニット20は、表示エリアDAと同等の面積にわたって配置されたレンズアレイ層201を備えており、支持体30は、表示ユニット10の第1基板11と、レンズアレイユニット20の基体202との間に配置されている。
In particular, in the example shown in FIG. 1, the
支持体30は、図6Aに示すように、表示エリアDAを囲む枠状に配置されても良いし、図6Bに示すように、表示エリアDAの外周に点在した柱状に形成されても良い。このような支持体30は、表示ユニット10とレンズアレイユニット20との間の距離を保持するためのスペーサを有している。
The
例えば、支持体30は、金属板、樹脂板、ガラス板などの板状スペーサを有し、第1基板11及びレンズアレイユニット20に対してそれぞれ接着剤により接着されている。また、支持体30は、板状スペーサを有するものに限らず、棒状や小片を含むものであってもよい。このとき、接着剤は、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂などが使用可能である。また、支持体30は、表示ユニット10とレンズアレイユニット20との間の距離を保持するためのスペーサを含有する接着剤によって形成してもよい。ここで、接着剤に含有されるスペーサとしては、スペーサビーズやカットファイバ、ミルドファイバなどが使用可能である。このときの接着剤は、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂などが使用可能である。
For example, the
このような構成により、表示エリアDAにおけるレンズ−画素間ギャップを高い精度で均一化することが可能となる。すなわち、図7に本実施形態に対する比較例を示す。この比較例に係る表示装置は、基体202の表面にレンズアレイ層201を有するレンズアレイユニット20と、レンズアレイユニット20に対向して配置された表示ユニット10とを備え、表示ユニット10を構成する2枚の基板のうち、レンズアレイユニット20側の第2基板12に対してレンズアレイユニット20の周辺部が支持体30を介して固定されている。
With such a configuration, the lens-pixel gap in the display area DA can be made uniform with high accuracy. That is, FIG. 7 shows a comparative example for this embodiment. The display device according to this comparative example includes a
レンズ−画素間ギャップとは、レンズアレイユニット20のレンズと表示ユニット10の画素PXとの間の距離である。表示ユニット10として図3に示したような液晶表示パネルを適用する場合、レンズ−画素間ギャップは、より厳密にはレンズアレイユニット20のレンズアレイ層201におけるトップ部分から液晶表示パネル10の液晶層13までの距離に相当する(つまり、レンズアレイ層201と第2光学素子OD2との間の空気層の厚み+第2光学素子OD2の厚み+ガラス基板12Aの厚み+対向電極CEの厚み+第2配向膜AL2の厚みがレンズ−画素間ギャップであるが、対向電極CEの厚み及び第2配向膜AL2の厚みは他の構成の厚みに比べて極めて小さいため要求される精度に応じて無視しても良い)。
The lens-pixel gap is a distance between the lens of the
このような表示ユニット10とレンズアレイユニット20との組み合わせにおいては、所望の表示特性を得るためには、少なくとも表示エリアDAにおいて、レンズ−画素間ギャップを均一に制御することが非常に重要である。図7に示した比較例においては、レンズ−画素間ギャップGは以下の式で表される。
In such a combination of the
G=T(substrate)+T(spacer)−T(lens)
ただし、T(substrate)は第2基板12の厚さであり、T(spacer)は支持体30の厚さであり、T(lens)はレンズアレイ層201の厚さである。
G = T (substrate) + T (spacer) −T (lens)
Here, T (substrate) is the thickness of the
このように、図7に示した例では、レンズ−画素間ギャップGのばらつきは、T(substrate)、T(spacer)、T(lens)のばらつきの総和となる。レンズ−画素間ギャップGをばらつかせるパラメータをより少なくすることが要望されている。 In this way, in the example shown in FIG. 7, the variation in the lens-pixel gap G is the sum of the variations in T (substrate), T (spacer), and T (lens). There is a demand for fewer parameters that cause the lens-pixel gap G to vary.
これに対して、図1に示した本実施形態によれば、表示ユニット10を構成する2枚の基板のうち、レンズアレイユニット20から遠い側の第1基板に対して、レンズアレイユニット20の基体202が支持体30を介して固定されているため、レンズ−画素間ギャップGは以下の式で表される。
On the other hand, according to the present embodiment shown in FIG. 1, the
G=T(spacer)−T(lens)
このように、図1に示した例では、レンズ−画素間ギャップGのばらつきは、T(spacer)、T(lens)のばらつきの総和となり、比較例の構造と比較すると、レンズ−画素間ギャップGをばらつかせるパラメータが一つ減る。したがって、表示エリアDA内において、レンズ−画素間ギャップGのばらつきを抑え、より均一に所望の値に制御することが可能となる。これにより、優れた表示特性を実現可能な表示装置を提供することができる。
G = T (spacer) −T (lens)
As described above, in the example shown in FIG. 1, the variation in the lens-pixel gap G is the sum of the variations in T (spacer) and T (lens). Compared with the structure of the comparative example, the lens-pixel gap The parameter that makes G disperse decreases by one. Therefore, it is possible to suppress the variation in the lens-pixel gap G in the display area DA and control it to a desired value more uniformly. Thereby, a display device capable of realizing excellent display characteristics can be provided.
図8に他の実施形態を示す。すなわち、図8に示した例では、レンズアレイユニット20は、表示ユニット10の第2基板12よりも大きな面積にわたって配置されたレンズアレイ層201を備えており、支持体30は、表示ユニット10の第1基板11と、レンズアレイユニット20のレンズアレイ層201との間に配置されている。
FIG. 8 shows another embodiment. That is, in the example shown in FIG. 8, the
図8に示した実施形態によれば、表示ユニット10を構成する2枚の基板のうち、レンズアレイユニット20から遠い側の第1基板に対して、レンズアレイユニット20のレンズアレイ層201が支持体30を介して固定されているため、レンズ−画素間ギャップGは以下の式で表される。
According to the embodiment shown in FIG. 8, the
G=T(spacer)
このように、図8に示した例では、レンズ−画素間ギャップGのばらつきは、T(spacer)のばらつきとなり、図1に示した実施形態と比較して、レンズ−画素間ギャップGをばらつかせるパラメータがさらに一つ減る。したがって、表示エリアDA内において、レンズ−画素間ギャップGのばらつきをさらに抑えることができ、より均一に所望の値に制御することが可能となる。これにより、さらに優れた表示特性を実現可能な表示装置を提供することができる。
G = T (spacer)
In this way, in the example shown in FIG. 8, the variation in the lens-pixel gap G is a variation in T (spacer), and the lens-pixel gap G is different from that in the embodiment shown in FIG. One more parameter can be used. Accordingly, the variation in the lens-pixel gap G can be further suppressed in the display area DA, and the desired value can be more uniformly controlled. Thereby, it is possible to provide a display device capable of realizing further excellent display characteristics.
次に、表示装置の一例として、1次元IP方式や多眼方式の立体映像を表示可能な表示装置について説明する。 Next, as an example of a display device, a display device capable of displaying a one-dimensional IP system or multi-view 3D video will be described.
図9は、立体映像表示装置の全体を概略的に示す斜視図である。立体映像表示装置は、要素画像表示部を含む液晶表示パネルなどの表示ユニット10及び光学的開口を有する光線制御素子として機能するレンズアレイユニット20を備えている。レンズアレイユニット20は、要素画像表示部に対向して設けられ、レンズアレイ層の各レンズ主点を基準にした各方向の光線によって立体表示を行う。観察者の想定位置44において、水平画角41と垂直画角42との範囲で、レンズアレイユニット20の前面及び背面の近傍に立体映像が観察可能となる。
FIG. 9 is a perspective view schematically showing the entire stereoscopic video display apparatus. The stereoscopic image display apparatus includes a
図10は、図9に示した立体映像表示装置の表示部を基準にして垂直面内及び水平面内における光線再生範囲を概略的に示す展開図である。図10の(a)に表示ユニット10及びレンズアレイユニット20の正面図、図10の(b)に立体映像表示装置の画像配置を示す平面図、図10の(c)に立体映像表示装置の側面図を示す。図10において、レンズアレイユニット20と視距離面43との間の視距離L、レンズアレイユニット20における水平ピッチPs、レンズアレイユニット20と画素面とのギャップdが定められれば、要素画像水平ピッチPeが視距離面43上の視点からアパーチャ(またはレンズ主点)中心を要素画像表示面(画素面)上に投影した間隔により決定される。符号46は、視点位置と各アパーチャ中心(レンズ主点)とを結ぶ線を示し、視域幅Wは画素面上で要素画像同士が重なり合わないという条件から決定される。平行光線の組を持つ条件の1次元IP方式の場合は、要素画像の水平ピッチの平均値がサブ画素水平ピッチの整数倍よりわずかに大きく、かつレンズアレイユニット20の水平ピッチがサブ画素水平ピッチの整数倍に等しい。多眼方式の場合は、要素画像の水平ピッチがサブ画素水平ピッチの整数倍に等しく、かつレンズアレイユニットの水平ピッチがサブ画素水平ピッチの整数倍よりわずかに小さい。
FIG. 10 is a developed view schematically showing light beam reproduction ranges in the vertical plane and the horizontal plane with reference to the display unit of the stereoscopic video display apparatus shown in FIG. 10 (a) is a front view of the
図11は、立体映像表示装置の一部分の構成を概略的に示す斜視図である。ここでは、液晶表示パネルなどの平面状の要素画像表示部の前面に、シリンドリカルレンズアレイからなるレンズアレイユニット(レンチキュラーシート)20が配置されている場合を示している。図11に示されるように、要素画像表示部には、縦横比が3:1のサブ画素31が横方向(X方向)及び縦方向(Y方向)に夫々直線状にマトリクス状に配置され、サブ画素31は、行方向(X方向)及び列方向(Y方向)に赤(R)、緑(G)、青(B)が交互に並ぶように配列されている。このような色配列は、一般にモザイク配列と呼ばれる。 FIG. 11 is a perspective view schematically showing a configuration of a part of the stereoscopic video display apparatus. Here, a case where a lens array unit (lenticular sheet) 20 formed of a cylindrical lens array is arranged on the front surface of a planar element image display unit such as a liquid crystal display panel is shown. As shown in FIG. 11, in the element image display unit, sub-pixels 31 having an aspect ratio of 3: 1 are arranged in a matrix in a straight line in the horizontal direction (X direction) and the vertical direction (Y direction), respectively. The sub-pixels 31 are arranged so that red (R), green (G), and blue (B) are alternately arranged in the row direction (X direction) and the column direction (Y direction). Such a color arrangement is generally called a mosaic arrangement.
ここに示した例では、9列3行のサブ画素31で1つの立体映像表示時の実効画素32(黒枠で示されている)が構成される。このような表示部の構造では、立体映像表示時の実効画素32が27サブ画素からなることから、1視差に3色成分が必要であるとすると、X方向に9視差を与える立体画像・映像表示が可能となる。なお、実効画素とは立体表示時の解像度を決定する最小単位のサブ画素群をさし、要素画像とは1つのレンズに対応する視差成分画像の集合をさす。したがって、シリンドリカルレンズを使用する構成の立体映像表示装置の場合は、1つの要素画像は、縦方向に並ぶ多数の実効画素を含んでいる。
In the example shown here, the effective pixels 32 (indicated by a black frame) at the time of displaying a stereoscopic image are configured by the sub-pixels 31 in 9 columns and 3 rows. In such a structure of the display unit, since the
なお、この発明は、上記実施形態そのものに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment itself, In the stage of implementation, it can change and implement a component within the range which does not deviate from the summary. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.
例えば、この発明は、立体映像表示装置として構成する場合に限らず、表示パネルとレンズアレイユニットとを所定のギャップで固定して構成される他の表示装置、例えば2以上の方位で異なる画像を同時に表示可能なマルチビューディスプレイを構成する場合にも適用可能である。 For example, the present invention is not limited to the case where it is configured as a stereoscopic video display device, but other display devices configured by fixing the display panel and the lens array unit at a predetermined gap, for example, images different in two or more directions. The present invention can also be applied to the case of configuring a multi-view display that can display simultaneously.
DA…表示エリア PX…画素 G…レンズ−画素間ギャップ
10…表示ユニット(液晶表示パネル) 11…第1基板(アレイ基板) 12…第2基板(対向基板) 13…液晶層 20…レンズアレイユニット 30…支持体
201…レンズアレイ層 202…基体 203…接着層
DA ... display area PX ... pixel G ... lens-
Claims (10)
第1基板及びこの第1基板と前記レンズアレイユニットとの間に配置された第2基板を貼り合わせた構造であり、マトリクス状に配列された画素によって構成された表示エリアを有する表示ユニットと、
前記表示ユニットの表示エリア外において前記第1基板と前記レンズアレイユニットとの間に所定のギャップを形成した状態で固定する支持体と、
を備えたことを特徴とする表示装置。 A lens array unit;
A display unit having a first substrate and a second substrate disposed between the first substrate and the lens array unit, the display unit having a display area composed of pixels arranged in a matrix;
A support that is fixed in a state where a predetermined gap is formed between the first substrate and the lens array unit outside the display area of the display unit;
A display device comprising:
前記支持体は、前記第1基板と前記基体との間に配置されたことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 The lens array unit includes a base and a lens array layer facing at least the display area on the base,
The display device according to claim 1, wherein the support is disposed between the first substrate and the base.
前記支持体は、前記第1基板と前記レンズアレイ層との間に配置されたことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 The lens array unit includes a base, and a lens array layer disposed on the base over a larger area than the second substrate,
The display device according to claim 1, wherein the support is disposed between the first substrate and the lens array layer.
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