JP2010048894A - Stereoscopic display - Google Patents
Stereoscopic display Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010048894A JP2010048894A JP2008210887A JP2008210887A JP2010048894A JP 2010048894 A JP2010048894 A JP 2010048894A JP 2008210887 A JP2008210887 A JP 2008210887A JP 2008210887 A JP2008210887 A JP 2008210887A JP 2010048894 A JP2010048894 A JP 2010048894A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control plate
- polarization control
- lenticular lens
- image
- display
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明はテレビ、コンピュータモニタ、ゲームマシンなどにおいて立体表示を行う立体ディスプレイに関するものである。 The present invention relates to a stereoscopic display that performs stereoscopic display in a television, a computer monitor, a game machine, or the like.
従来より立体画像の観察方法としては、例えば偏光めがねを用いて互いに異なった偏光状態に基づく視差画像を観察する方法や、めがねを使わずレンチキュラレンズを用いて複数の視差画像(視点画像)のうちから所定の視差画像を観察者の眼球に導光する方法等が提案されている。 Conventionally, stereoscopic image observation methods include, for example, a method of observing parallax images based on different polarization states using polarized glasses, or a plurality of parallax images (viewpoint images) using a lenticular lens without using glasses. A method for guiding a predetermined parallax image to the eyeball of the observer has been proposed.
このうち偏光めがねを利用した立体画像表示装置(立体ディスプレイ)では、左眼画像と右眼画像に対して偏光状態を異ならせ、偏光めがねを用いて左右の画像を分離している。 Among these, in a stereoscopic image display device (stereoscopic display) using polarized glasses, the polarization state is different for the left eye image and the right eye image, and the left and right images are separated using polarized glasses.
その方法のひとつとして、液晶ディスプレイの表面に二分の一波長板と透明部分を交互に水平ストライプ状に配列した偏光制御板を配置して、液晶ディスプレイの表示画素部にはその水平ストライプのピッチに対応して左眼画像と右眼画像を交互に水平ストライプ視差画像として表示する。このためそれぞれ偏光軸方向が異なる右眼画像と左眼画像が観察者側に導光され、観察者は左右眼画像の偏光軸方向とそれぞれ一致した偏光フィルムを左右眼に貼り付けた偏光めがねをかけて立体視を行なう方式がある。 As one of the methods, a polarization control plate in which half-wave plates and transparent portions are alternately arranged in horizontal stripes is arranged on the surface of the liquid crystal display, and the pitch of the horizontal stripes is set in the display pixel portion of the liquid crystal display. Correspondingly, the left eye image and the right eye image are alternately displayed as a horizontal stripe parallax image. For this reason, the right eye image and the left eye image, each having a different polarization axis direction, are guided to the observer side, and the observer wears polarized glasses with polarizing films attached to the left and right eyes respectively corresponding to the polarization axis directions of the left and right eye images. There is a method of performing stereoscopic viewing.
さらに立体視域の拡大を図るため、特開平10−221643では偏光制御板に水平レンチキュラレンズを組み合わせた光学素子を用いて立体視を可能にしている。図5はこの方式のディスプレイの側面断面図である。101は画像表示用の液晶ディスプレイ、102はガラス基板、103は表示画素部である。表示画素部103の背面(バックライト側)にはガラス基板102同様のガラス基板(不表示)が配置しており、さらにその背面にバックライト(不表示)が配置している。またガラス基板102の前面には偏光板が配置されているが、本図では省略している。表示画素部103からの光束は液晶ディスプレイ101の前に配置される偏光板によって45度の偏光方向を持つ直線偏光として射出する。
In order to further expand the stereoscopic viewing area, Japanese Patent Laid-Open No. 10-221643 enables stereoscopic viewing using an optical element in which a horizontal lenticular lens is combined with a polarization control plate. FIG. 5 is a side sectional view of a display of this type.
105は垂直方向(V方向)に屈折力を有する水平ストライプ状のジリンドリカルレンズ105aを垂直方向に所定のピッチで配列しているレンチキュラレンズで、106は偏光制御板である。偏光制御板106には二分の一波長板106aと透明部分106bとが垂直方向に所定のピッチで交互に配列されている。ここではシリンドリカルレンズ105aは観察者方向側にあり、表示画素部103からの光束が偏光制御板106に結像するようにシリンドリカルレンズ105aのレンズ半径と、表示画素部103、偏光制御板106、レンチキュラレンズ105の間隔が設定されている。
105 is a lenticular lens in which horizontal stripe-shaped
次に図6によって表示画素部103からの光束が観察者方向に進行する光路を説明する。
Next, an optical path in which the light flux from the
表示画素部103からの光束はレンチキュラレンズ105によって偏光制御板106の二分の一波長板106aもしくは透明部分106bに一対一に結像される。例えば図6では右眼画像Rは透明部分106bに、左眼画像Lは二分の一波長板106aに一対一に結像するように設計されている。そのため、図のように表示画素部103の左右眼画像の1画素が偏光制御板106に結像されている。レンチキュラレンズ105と偏光制御板106のピッチは表示画素部103のピッチと対応しているため、その他の全ての画素についても右眼画像Rは透明部分106bに、左眼画像Lは二分の一波長板106aに一対一に結像する。右眼画像Rは透明部分106bを透過するので、偏光方向は45度に保たれている。左眼画像Lは二分の一波長板106aを透過するので、偏光方向は90度回転し、−45度となる。すなわち、左右眼画像が偏光制御板106を透過すると、左右眼画像は互いに直交する偏光方向を持つ。偏光制御板を透過した光は観察距離で図のように広がるため、観察者は広い垂直立体視域を得ることになる。観察者は左右眼画像の偏光軸方向とそれぞれ一致した偏光フィルムを左右眼に貼り付けた偏光めがねをかけて立体視を行なうことができる。
従来の立体画像の観察方法において、レンチキュラレンズ等を用いるめがねなしの観察方法では、立体画像を見ることができる範囲が原理的に定まってしまうため、複数で観察することができず、観察者にも長時間定位置を強制させるので疲労感がたまる問題があった。 In the conventional stereoscopic image observation method, in the observation method without glasses using a lenticular lens or the like, the range in which the stereoscopic image can be seen is determined in principle, and thus it is not possible to observe a plurality of images. However, there was a problem that fatigue was accumulated because the fixed position was forced for a long time.
一方、偏光制御板を用いる立体ディスプレイでは3次元表示の場合、画面の上下方向に立体視可能な領域(垂直立体視域)が生じるため、レンチキュラレンズを偏光制御板の入射面に配置することで垂直立体視域を拡大することを試みる特開平10−221643の提案があった。 On the other hand, in a stereoscopic display using a polarization control plate, in the case of three-dimensional display, a stereoscopically visible region (vertical stereoscopic viewing region) is generated in the vertical direction of the screen. Therefore, by arranging a lenticular lens on the incident surface of the polarization control plate There has been a proposal of Japanese Patent Laid-Open No. 10-221643 which attempts to enlarge the vertical stereoscopic viewing area.
しかしレンチキュラレンズを偏光制御板の入射面に配置することによって、画像を見るとき、画像がぼやけ、鮮明な画像を観察することができない問題があった。 However, by arranging the lenticular lens on the incident surface of the polarization control plate, there is a problem that when the image is viewed, the image is blurred and a clear image cannot be observed.
この原因を図7で説明する。 The cause of this will be described with reference to FIG.
図7では、右眼画像Rの一走査線の任意の一点の光路について説明している。実線201は右眼画像Rの1走査線から最短距離にあるシリンドリカルレンズ105aによって観察者方向に進行する光路である。点線202は実線201で入射したシリンドリカルレンズ105aと隣接したシリンドリカルレンズ5aによる光路である。図7に示すように、実線201と点線202は偏光制御板106を透週後に、光学的に重なり合う領域203が生じる。観察者が実線201と点線202の重なりの領域203にいると、右眼画像Rのある一点から出た実線201の光束と右眼画像Rの実線201とは別の一点からでた点線202の光束が観察者には見え、すなわち右眼画像Rの一走査線が2重に見える現象が生じる。
FIG. 7 illustrates an optical path at an arbitrary point on one scanning line of the right eye image R. A
この現象は左眼画像Lでも、表示画素部103とレンチキュラレンズ105、偏光制御板106のピッチがそれぞれ対応しているため生じる。
This phenomenon occurs even in the left-eye image L because the
本発明は、立体視域の拡大を図るレンチキュラレンズを偏光制御板の入射面に配置しても画像が鮮明に見える立体ディスプレイを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a stereoscopic display in which an image can be clearly seen even if a lenticular lens for expanding a stereoscopic viewing area is arranged on an incident surface of a polarization control plate.
左眼用と右眼用の視差画像を各々多数の水平ストライプ視差画像に分割し、該分割したストライプ視差画像をディスプレイに交互に垂直方向に所定のピッチで繰り返し配列し合成した水平ストライプ合成視差画像を表示し、該水平ストライプ合成視差画像の観察者方向側に順に垂直方向に所定のピッチで配列された第一のレンチキュラレンズと、偏光方向を互いに直交させる変換を行う2種類の水平ストライプ状領域を垂直方向に所定のピッチで交互に配列した偏光制御板と、垂直方向に所定のピッチで配列された第二のレンチキュラレンズを備えた光学素子を用いることで立体的に観察するようにしたことを特徴とする。 A horizontal stripe composite parallax image obtained by dividing the left-eye parallax image and the right-eye parallax image into a plurality of horizontal stripe parallax images, and alternately and repeatedly arranging the divided stripe parallax images on the display at a predetermined pitch in the vertical direction. And two types of horizontal stripe-shaped regions that perform conversion in which the polarization directions are orthogonal to each other, and a first lenticular lens arranged in a vertical direction in order in the viewer direction of the horizontal stripe composite parallax image Using a polarization control plate arranged alternately at a predetermined pitch in the vertical direction and an optical element including a second lenticular lens arranged at a predetermined pitch in the vertical direction. It is characterized by.
前記偏光制御板が透明部分と二分の一波長板の2種類のストライプ状領域からなる偏光制御板を用いることで立体的に観察するようにしたことを特徴とする。 It is characterized in that the polarization control plate is stereoscopically observed by using a polarization control plate comprising two types of stripe-shaped regions of a transparent portion and a half-wave plate.
前記光学素子において、第二のレンチキュラレンズを垂直方向に所定のピッチで開口部と遮光部を交互に配列したバリアにすることで立体的に観察するようにしたことを特徴とする。 The optical element is characterized in that the second lenticular lens is stereoscopically observed by using a barrier in which openings and light shielding portions are alternately arranged at a predetermined pitch in the vertical direction.
以上のように本発明によれば、レンチキュラレンズとストライプ状偏光制御板を組み合わせた光学素子を用いることで、多人数での観察に適した立体ディスプレイを達成することができる。 As described above, according to the present invention, a three-dimensional display suitable for observation by a large number of people can be achieved by using an optical element in which a lenticular lens and a striped polarization control plate are combined.
従来の光学素子では、レンチキュラレンズによって、一走査線が二重に見え、画質のぼけ、劣化を引き起こした。本実施例では従来の光学素子にレンチキュラレンズまたはバリアを加えることで、観察者側に平行光を導光するため、一走査線が二重に見えることがなく、クリアな立体画像を観察することができる。 In the conventional optical element, one scanning line looks double due to the lenticular lens, causing image quality blur and deterioration. In this embodiment, by adding a lenticular lens or a barrier to the conventional optical element, the parallel light is guided to the viewer side, so that one scanning line does not look double, and a clear stereoscopic image is observed. Can do.
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。 Next, details of the present invention will be described in accordance with the description of the embodiments.
図1は本実施例1の側面断面図、図2は図1の立体視の観察原理の説明図である。 FIG. 1 is a side sectional view of the first embodiment, and FIG. 2 is an explanatory view of the stereoscopic observation principle of FIG.
図1において、1は画像表示用の液晶ディスプレイ、2はガラス基板、3は表示画素部である。表示画素部3の背面(バックライト側)にはガラス基板2同様のガラス基板(不表示)が配置しており、さらにその背面にバックライト(不表示)が配置している。またガラス基板2の前面には偏光板が配置されているが、本図では省略している。
In FIG. 1, 1 is a liquid crystal display for image display, 2 is a glass substrate, and 3 is a display pixel portion. A glass substrate (not shown) similar to the glass substrate 2 is arranged on the back surface (backlight side) of the
表示画素部3からの光束は液晶ディスプレイ1の前後に配置される偏光板によって45度の偏光方向を持つ直線偏光とする。
The light beam from the
表示画素部3には右眼用と左眼用の2視点に対応する2つの視差画像(右眼画像がR、左眼画像がL)が画面垂直方向(V方向)に交互に水平ストライプ状に配列して表示されている。
In the
4は液晶ディスプレイ1からの水平ストライプ合成視差画像を観察者に導光させる光学素子である。光学素子4はバックライト側から第一のレンチキュラレンズ5、偏光制御板6、第二のレンチキュラレンズ7で構成されている。
第一のレンチキュラレンズ5は垂直方向(V方向)に屈折力を有する水平ストライプ状のシリンドリカルレンズ5aを、垂直方向(V方向)に所定のピッチで繰り返し配列し、液晶ディスプレイ1にシリンドリカルレンズ5aの凸面が向かうように配置されている。第一のレンチキュラレンズ5のピッチは、表示画素部3の水平ストライプ視差画像(視差画像R、L)と各々対応している。
In the first
第一のレンチキュラレンズ5の観察者側には偏光制御板6が配置されている。偏光制御板6は水平ストライプ状の二分の一波長板6aと透明部分6bを交互に垂直方向(V方向)に繰り返し配列させている。そして二分の一波長板6aと透明部分6bのピッチは第一のレンチキュラレンズ5のピッチに対応している。
A polarization control plate 6 is disposed on the viewer side of the first
1走査線の像が偏光制御板6の二分の一波長板6aもしくは透明部分6bに一対一で結像するように、シリンドリカルレンズ5aのレンズ半径と、表示画素部3と第一のレンチキュラレンズ5と偏光制御板6の間隔は設定されている。
The lens radius of the
次に偏光制御板6の観察者側には第二のレンチキュラレンズ7が配置されている。水平レンチキュラレンズ7は第一のレンチキュラレンズ5と同じように水平ストライプ状のシリンドリカルレンズ7aを、垂直方向に配列して構成されている。第二のレンチキュラレンズ7のピッチは偏光制御板6のピッチに対応している。また、シリンドリカルレンズ7aの焦点面が偏光制御板6となるように、シリンドリカルレンズ7aのレンズ半径と、第二のレンチキュラレンズ7と偏光制御板6の間隔を設定する。
Next, a second lenticular lens 7 is disposed on the observer side of the polarization control plate 6. As with the first
光学素子4を構成する第一のレンチキュラレンズ5と偏光制御板6と第二のレンチキュラレンズ7は接着剤等で一体化することも可能である。この場合、1走査線の像が偏光制御板6の二分の一波長板6aもしくは透明部分6bに一対一で結像することとシリンドリカルレンズ7aの焦点面が偏光制御板6となることに注意して、シリンドリカルレンズ5aのレンズ半径と、表示画素部3と第一のレンチキュラレンズ5と偏光制御板6の間隔、シリンドリカルレンズ7aのレンズ半径と、第二のレンチキュラレンズ7と偏光制御板6の間隔を設定する。
The first
図2は右眼画像Rの一走査線の任意の一点の光路を説明する図である。図の実線21は右眼画像Rの任意の一点から出た光束が、右眼画像Rから最短距離にあるシリンドリカルレンズ5aに入射し、観察者方向に進行する光路である。
FIG. 2 is a diagram for explaining an arbitrary optical path of one scanning line of the right eye image R. A
実線21の光束は図で示す右眼画像Rに対応するシリンドリカルレンズ5aに入射し、そのシリンドリカルレンズ5aの対応する偏光制御板6の透明部分6bに一対一になるように結像する。
The light beam indicated by the
次に透明部分6bの一点に結像した光束は、第二のレンチキュラレンズ7に入射する。このとき、偏光制御板6は第二のレンチキュラレンズ7の焦点面に配置されているので、集光された光束は平行光に近い光路で第二のレンチキュラレンズ7から射出される。射出された光束は、平行光に近い光路で観察者方向に進行する。
Next, the light beam formed on one point of the
図の点線22は右眼画像Rの実線21とは別の一点から出た光束が、実線21で入射したシリンドリカルレンズ5aに隣接するレンズに入射し、観察者方向に進行する光路である。
A dotted line 22 in the figure is an optical path in which a light beam emitted from one point different from the
偏光制御板7、第一のレンチキュラレンズ5、表示画素部3のピッチがそれぞれ対応しているため、実線21で使用したシリンドリカルレンズ5aに隣接するレンズに入射した光束は、実線21で結像した透明部分6bと隣り合う別の透明部分6bに一対一で結像する。
Since the pitches of the polarization control plate 7, the first
点線22の透明部分6bの一点に結像した光束は第二のレンチキュラレンズ7を透過し、第二のレンチキュラレンズ7によって平行光に近い光路で射出され観察者の眼に至る。
The light beam formed on one point of the
実線21と点線22は平行光に近い光路のため、立体画像を観察する最適な距離(最適観察距離)で両者が重なり合う領域はほとんどなくなり、左眼画像Lについても、偏光制御板7、第一のレンチキュラレンズ5、表示画素部3のピッチがそれぞれ対応しているため、同様のことが言える。
Since the
このため、一走査線が二重に見えることがなくなり、観察者は偏光めがね40をかけることでクリアな立体画像を見ることができる。
For this reason, one scanning line does not appear to be double, and the observer can see a clear stereoscopic image by applying the
図3は本実施例2の側面断面図、図4は図3の立体視の観察原理の説明図である。 FIG. 3 is a side sectional view of the second embodiment, and FIG. 4 is an explanatory view of the stereoscopic observation principle of FIG.
実施例1との違いは光学素子4の第二のレンチキュラレンズ7がバリア8に変更されていることである。
The difference from the first embodiment is that the second lenticular lens 7 of the
図3でバリア8は開口部8aと遮光部8bがV方向に交互に繰り返し配列し構成されている。開口部8aと遮光部8bのペアのピッチは偏光制御板6のピッチに対応している。
In FIG. 3, the
図4は右眼画像Rの一走査線の任意の一点からの光束の光路を説明する図である。図の実線31は右眼画像Rの任意の一点が、右眼画像Rから最短距離にあるシリンドリカルレンズ5aに入射し、観察者方向に進行する光路である。
FIG. 4 is a diagram for explaining an optical path of a light beam from an arbitrary point on one scanning line of the right eye image R. The
実施例1と同様に、右眼画像Rの任意の一点は偏光制御板6の透明部分6bに一対一で結像される。偏光制御板6を透過した光束は実線31に示すようにバリア8へ進行し、開口部8aのみから射出し、観察者方向に進行していく。
As in the first embodiment, an arbitrary point of the right eye image R is imaged on the
開口部8aと遮光部8bの大きさと、偏光制御板6とバリア8の間隔を最適に、とると、観察者方向に進行する画像の光束は平行光に近い光路となる。開口部8aの絞りとバリア8の配置位置は最適観察距離や第一のレンチキュラレンズ5と偏光制御板6のピッチ等を考慮し、適宜最適な値をとる。
If the sizes of the
図の点線32は実線31と同様の右眼画像Rの一点が、実線31で入射したシリンドリカルレンズ5aに隣接するレンズに入射し、観察者方向に進行する光路である。実施例1と同様に、実線31が通過した偏光制御板7の透明部分6bと隣り合う別の透明部分6に一対一で結像する。
A dotted
偏光制御板7を透過した光束は,バリア8に入射し、平行光に近い光路で射出する。このことから、実線31と点線32は平行光に近い光路のため、立体画像を観察する最適な距離(最適観察距離)に進行するまで両者が重なり合う領域は非常に少なく,一走査線が二重に見えることがなくなり、観察者は偏光めがね40をかけることでクリアな立体画像を見ることができる。
The light beam that has passed through the polarization control plate 7 enters the
1 液晶ディスプレイ
2 ガラス基板
3 表示画素部
4 光学素子
5 第一のレンチキュラレンズ
5a シリンドリカルレンズ
6 偏光制御板
6a 二分の一波長板
6b 透明部分
7 第二のレンチキュラレンズ
7a シリンドリカルレンズ
8 バリア
8a 開口部
8b 遮光部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008210887A JP2010048894A (en) | 2008-08-19 | 2008-08-19 | Stereoscopic display |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008210887A JP2010048894A (en) | 2008-08-19 | 2008-08-19 | Stereoscopic display |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010048894A true JP2010048894A (en) | 2010-03-04 |
Family
ID=42066050
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008210887A Pending JP2010048894A (en) | 2008-08-19 | 2008-08-19 | Stereoscopic display |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010048894A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107894666A (en) * | 2017-10-27 | 2018-04-10 | 杭州光粒科技有限公司 | A kind of more depth stereo image display systems of wear-type and display methods |
-
2008
- 2008-08-19 JP JP2008210887A patent/JP2010048894A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107894666A (en) * | 2017-10-27 | 2018-04-10 | 杭州光粒科技有限公司 | A kind of more depth stereo image display systems of wear-type and display methods |
CN107894666B (en) * | 2017-10-27 | 2021-01-08 | 杭州光粒科技有限公司 | Head-mounted multi-depth stereo image display system and display method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4560869B2 (en) | Glasses-free display system and backlight system | |
JP4644594B2 (en) | 3D image display device | |
JP5316909B2 (en) | Stereoscopic image display device and display panel | |
KR101001627B1 (en) | 3D image display device | |
JP5321575B2 (en) | Autostereoscopic display device | |
JPH10221643A (en) | Stereoscopic picture display device | |
JP2012108316A (en) | Stereoscopic display device | |
KR20120126561A (en) | Image display device | |
US20140152925A1 (en) | Liquid crystal lens module and 3d display device | |
US10021375B2 (en) | Display device and method of driving the same | |
KR20160059410A (en) | Imaging system | |
JP2002148561A (en) | Stereoscopic display | |
JP2005157332A (en) | Three-dimensional image display device, portable terminal device, display panel and fly eye lens | |
WO2012111496A1 (en) | Display device and display method | |
JP2003035885A (en) | Stereoscopic image display device | |
CN102854631B (en) | Three-dimensional image display device and forming method thereof | |
TW201416708A (en) | Autostereoscopic display device and liquid crystal lens thereof | |
KR101324060B1 (en) | Glassesless 3dimensional display apparatus | |
TWI486635B (en) | Stereoscopic display device | |
KR101792577B1 (en) | Liquid crystal display device | |
KR20120125001A (en) | Image display device | |
KR20110082842A (en) | 3 dimensional glasses and 3 dimensional display apparatus | |
JP2010048894A (en) | Stereoscopic display | |
KR101360780B1 (en) | Glassesless 3 dimensional display apparatus | |
KR20130114376A (en) | 3 dimensional stereography image displayable device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20100201 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20100630 |