JP2008225334A - 画像表示装置及びそのための光学部材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】指向性表示/非指向性表示を切替え可能な画像表示装置は、画像形成部と、表示モード切替用の光学部材と、を備え、光学部材は、透光性を有する2つの板状部材と、2つの板状部材間に配置された所定屈折率のレンズ部材と、レンズ部材と2つの板状部材との間に充填された屈折率可変媒質と、屈折率可変媒質の屈折率を調整する屈折率調整部と、を備え、屈折率調整部は、指向性表示モードとするために、屈折率可変媒質の屈折率を所定屈折率と異なる屈折率にして、光学部材をレンズ作用を有する第1の使用状態とし、非指向性表示モードとするために、屈折率可変媒質の屈折率を所定屈折率と同一にして、光学部材をレンズ作用を有さない透光性板材として機能する第2の使用状態とする。
【選択図】図1
Description
A.第1の実施例:
B.第2の実施例:
C.第3の実施例:
D.第4の実施例:
E.第5の実施例:
F.変形例:
図1は、本発明の一実施例としての画像表示装置の外観を示す説明図である。この画像表示装置1000は、立体視を可能とする立体ディスプレイとして機能することができ、また、通常のディスプレイ(2次元ディスプレイ)としても機能することができる。画像表示装置1000は、立体ディスプレイとして機能する場合には、ユーザの左目方向(第1の視方向)と右目方向(第2の視方向)とで異なる画像を表示する指向性表示モードで動作する。一方、画像表示装置1000は、2次元ディスプレイとして機能する場合には、第1の視方向及び第2の視方向のいずれの方向にも同一の画像を表示する非指向性表示モードで動作する。
図8は、第2の実施例における液晶レンズの概略構成を示す説明図である。この液晶レンズ200aは、レンズ部材260の形状において液晶レンズ200(図2)と異なり、他の構成については第1の実施例と同じである。第2の実施例のレンズ部材260は、Y軸方向に伸びたフレネルレンズの中央先端部分を削除して底面部262を設けた形状を有している。第1の底面部262は、上部ガラス板材230と接している。この第2の実施例における液晶レンズ200aも、第1の実施例における液晶レンズ200と同様な効果を有している。
図9は、第3の実施例における液晶レンズの概略構成を示す説明図である。この液晶レンズ200bは、レンズ部材270の形状において第1の実施例の液晶レンズ200(図1)と異なり、他の構成については第1の実施例と同じである。なお、図9では、説明の便宜上、ユーザの側から上部ガラス板材230を透過して見た液晶レンズ200bを示している。第3の実施例のレンズ部材270は、小レンズがX−Y平面においてアレイ状に配置されたいわゆるハエの目レンズの先端部分を削除して第1の底面部272を設けた形状を有している。第1の底面部272は、上部ガラス板材230と接している。この第3の実施例における液晶レンズ200bも、第1の実施例における液晶レンズ200とほぼ同様な効果を有している。
図10は、第4の実施例における液晶レンズの概略構成を示す説明図である。この液晶レンズ200cは、レンズ部材210及び液晶層220からなる部分が、Z軸方向について逆になっている点において、第1の実施例の液晶レンズ200(図2)と異なり、他の構成については第1の実施例と同じである。この第4の実施例における液晶レンズ200cも、第1の実施例における液晶レンズ200と同様な効果を有している。
図11は、第5の実施例における液晶レンズの概略構成を示す説明図である。この液晶レンズ200dは、レンズ部材280の形状と液晶層220の形状とにおいて、第1の実施例の液晶レンズ200(図2)と異なり、他の構成については第1の実施例と同じである。第5の実施例のレンズ部材280は、Y軸方向に伸びた凹レンズの周囲の先端部分を削除して第2の底面部213を設けた形状を有している。換言すると、第1の実施例における液晶層220に相当する部分をレンズ部材280に置き換え、また、第1の実施例におけるレンズ部材210に相当する部分を液晶層220に置き換えた構成となっている。
なお、上記各実施例における構成要素の中の、独立クレームでクレームされた要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
上述した各実施例の画像表示装置1000は、立体ディスプレイの機能を有していたが、本発明は、複数のユーザにそれぞれ異なる2次元画像を表示するディスプレイの機能を有する画像表示装置にも適用可能である。すなわち、第1のユーザに向かう方向を第1の視方向とし、第2のユーザに向かう方向を第2の視方向として、それぞれの視方向ごとに異なる画像を表示するようにしてもよい。このような構成であっても、指向性表示モードにおいては、各ユーザにそれぞれ異なる画像を表示することができると共に、非指向性表示モードでは、指向性表示モードに比べて高い解像度で画像(2次元画像)を表示することができる。
上述した各実施例では、レンズ部材は、上部ガラス板材230と下部ガラス板材240とにそれぞれ面接触するように構成されていたが、これに代えて、これら2つのガラス板材230,240のうちいずれか一方のみと面接触し、他方のガラス基板とは点で接触するように構成してもよい。また、2つのガラス板材230,240のうちいずれか一方のみと面接触し、他方には接触しない構成としてもよい。この構成では、各レンズ部材において底面部を設けないようにしても構わない。これらの構成でも、指向性表示モードと非指向性表示モードの双方を実現可能である。以上の実施例及び変形例から理解できるように、レンズ部材は、2つのガラス板材230,240の間において、任意の位置に設置することができる。
上述した各実施例では、レンズ部材は、上部ガラス板材230及び下部ガラス板材240とは別に形成された構成であったが、上部ガラス板材230と下部ガラス板材240とのうち、少なくとも一方と一体形成された構成としてもよい。このような構成とすることで、レンズ部材を2つのガラス板材230,240の間において、適切な位置に配置する工程を省くことができ、画像表示装置1000の製造コストの上昇を抑制することが可能となる。
上述した各実施例では、屈折率が変化する媒質として液晶を用いていたが、液晶に限らず、屈折率が可変の任意の媒質を用いることができる。具体的には、例えば、PLZT(Plomb Lanthanum Zirconate Titanate)などを用いるようにしてもよい。
上述した各実施例では、レンズ部材の形状は、シリンドリカルレンズに近似した形状、または、Y軸方向に伸びたフレネルレンズに近似した形状、或いは、Y軸方向に伸びた凹レンズに近似した形状であったが、これら形状に限らず、任意の形状のレンズを採用することができる。
11…CPU
12…ユーザインタフェース処理部
13…操作パネル
14…リモコン
15…画像処理部
16…入力インタフェース部
20…第2駆動回路
100…液晶表示部
111…上部偏光板
112…上部ガラス基板
113…カラーフィルタ層
114…液晶層
115…下部ガラス基板
116…下部偏光板
150…バックライト
160…制御部
200,200a〜200d…液晶レンズ
210…レンズ部材
212,262,272,282…第1の底面部(平面部)
213,214…第2の底面部(平面部)
220…液晶層
230…上部ガラス板材
240…下部ガラス板材
260a〜260c,270,280a〜280d…レンズ部材
1000…画像表示装置
FS…画像信号
MS…表示モード信号
SL1,SR1,SL2,SL1…画像光
Claims (5)
- 第1の視方向には第1の画像を表示し、第2の視方向には第2の画像を表示する指向性表示モードと、前記第1の視方向と前記第2の視方向の双方に同一の画像を表示する非指向性表示モードと、を切り替え可能な画像表示装置であって、
画像を形成して前記画像を表す画像光を射出する画像形成部と、
前記画像形成部の射出側に配置され、表示モードの切り替えのために用いられる光学部材と、
を備え、
前記光学部材は、
透光性を有する2つの板状部材と、
前記2つの板状部材の間に配置された所定の屈折率のレンズ部材と、
前記レンズ部材と前記2つの板状部材との間に充填された屈折率可変媒質と、
前記屈折率可変媒質の屈折率を調整するための屈折率調整部と、
を備え、
前記屈折率調整部は、
(i)前記画像表示装置の表示モードを前記指向性表示モードとするために、前記屈折率可変媒質の屈折率を前記所定の屈折率と異なる屈折率となるように調整することによって、前記光学部材を、レンズ作用を有する第1の使用状態とすると共に、
(ii)前記画像表示装置の表示モードを前記非指向性表示モードとするために、前記屈折率可変媒質の屈折率を前記所定の屈折率と同一となるように調整することによって、前記光学部材を、前記レンズ作用を有さない透光性板材として機能する第2の使用状態とすることを特徴とする画像表示装置。 - 請求項1に記載の画像表示装置において、
前記レンズ部材は、前記2つの板状部材にそれぞれ接触する2つの接触面を有すると共に、前記2つの接触面間の側面部分が曲面で構成され、
前記光学部材は、前記第1の使用状態において、前記側面部分を透過する光について前記レンズ作用が働くと共に、前記2つの接触面をいずれも透過する光について前記レンズ作用が働かないように構成されている画像表示装置。 - 請求項1または請求項2に記載の画像表示装置において、
前記屈折率変化媒質は液晶である、画像表示装置。 - 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の画像表示装置において、
前記レンズ部材は、前記2つの板状部材のうち、すくなくとも一方と一体形成されている、画像表示装置。 - 第1の視方向には第1の画像を表示し、第2の視方向には第2の画像を表示する指向性表示モードと、前記第1の視方向と前記第2の視方向の双方に同一の画像を表示する非指向性表示モードと、を切り替え可能な画像表示装置において、表示モードの切り替えのために用いられる光学部材であって、
透光性を有する2つの板状部材と、
前記2つの板状部材の間に配置された所定の屈折率のレンズ部材と、
前記レンズ部材と前記2つの板状部材との間に充填された屈折率可変媒質と、
前記屈折率可変媒質の屈折率を調整するための屈折率調整部と、
を備え、
前記屈折率調整部は、
(i)前記画像表示装置の表示モードを前記指向性表示モードとするために、前記屈折率可変媒質の屈折率を前記所定の屈折率と異なる屈折率となるように調整することによって、前記光学部材を、レンズ作用を有する第1の使用状態とすると共に、
(ii)前記画像表示装置の表示モードを前記非指向性表示モードとするために、前記屈折率可変媒質の屈折率を前記所定の屈折率と同一となるように調整することによって、前記光学部材を、前記レンズ作用を有さない透光性板材として機能する第2の使用状態とすることを特徴とする光学部材。
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