JP2012118284A - Display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ディスプレイなどに用いられる表示装置に関し、詳しくは画像が立体視可能に表示される表示装置に関する。 The present invention relates to a display device used for a display or the like, and more particularly to a display device that displays an image in a stereoscopic manner.
画像を裸眼で立体視可能に表示する立体視表示方式として、パララックスバリア方式やレンズアレイ方式といった視差を利用した方式が知られている。パララックスバリア方式では、遮光部と開口部が交互かつ一定の繰り返しピッチで並んだマスクを用い(パララックスバリア)、その背後に複数の視点ごとの画像を分割して、上記繰り返しピッチで並べた画像を配置する。このような構成により、視差を利用して視点ごとに異なる画像が見えるようにしている。レンズアレイ方式では、マスクに代えて、微小なレンズが一定の繰り返しピッチで並んだレンズアレイ(レンティキュラレンズ)を利用するが、視差を利用して視点ごとに異なる画像が見えるようにする点では同じである。 As a stereoscopic display method for displaying an image so as to be stereoscopically visible with the naked eye, a method using parallax such as a parallax barrier method or a lens array method is known. In the parallax barrier method, a mask in which light-shielding portions and openings are alternately arranged at a constant repetition pitch (parallax barrier) is used, and images for each of a plurality of viewpoints are divided behind the masks and arranged at the repetition pitch. Arrange the images. With such a configuration, different images can be seen for each viewpoint using parallax. In the lens array method, a lens array (lenticular lens) in which minute lenses are arranged at a constant repetition pitch is used instead of a mask. The same.
前記分割して並べられる画像は、通常印刷物であるか液晶表示画面である。また、マスク及びレンズアレイと画像との間には一定の距離が必要であり、パララックスバリア方式の場合にはマスクと画像の間に一定厚みのスペーサが挟まれるか、スペーサ裏面に直接画像が印刷される。レンズアレイ方式の場合には、必要とされる距離を保てる厚みを持ったレンズアレイを使用して、印刷物や液晶表示画面の上に直接重ねるか、レンズアレイ裏面に直接画像が印刷される場合が多い。 The divided and arranged images are usually printed matter or a liquid crystal display screen. In addition, a certain distance is required between the mask and lens array and the image. In the case of the parallax barrier method, a spacer having a certain thickness is sandwiched between the mask and the image, or the image is directly on the back surface of the spacer. Printed. In the case of the lens array method, a lens array with a thickness that can maintain the required distance may be used, and the image may be printed directly on the printed material or the liquid crystal display screen, or directly on the back of the lens array. Many.
画像を表示する方法としては前記印刷物や液晶表示装置以外に、切削やレーザ加工、その他成形によって導光板に凹凸の加工を施し、導光板の端面にLED等の光源を接続して光を入射することで、導光板の凹凸で光を反射散乱して特定の画像を表示させる方法が知られている。このような導光板とマスク又はレンズアレイを組み合わせることにより、発光する画像を立体表示する表示システムを構築することも可能である(例えば特許文献1)。導光板を使用する場合、導光板自体が一定の厚みを持つので、前記のようなスペーサを必要としない構成とすることも可能である。 As a method of displaying an image, in addition to the printed matter and the liquid crystal display device, the light guide plate is processed to have unevenness by cutting, laser processing, or other molding, and a light source such as an LED is connected to the end face of the light guide plate to make light incident Thus, a method of displaying a specific image by reflecting and scattering light with the unevenness of the light guide plate is known. By combining such a light guide plate and a mask or a lens array, it is also possible to construct a display system that stereoscopically displays a light emitting image (for example, Patent Document 1). When the light guide plate is used, the light guide plate itself has a constant thickness, and thus it is possible to adopt a configuration that does not require the spacer as described above.
導光板に入射した光を反射散乱させる凹凸の形状は特に限定されるものではないが、平坦平滑な反射面を有する断面略三角形状の凹状の切り欠きとすることで少ない平面視の面積でも効率的に光を反射することができるので、微細な表現でもより明るい画像を表示することが可能となる。
また、導光板によって表示される画像の色は通常入射する光の色と同一になるが、例えば入射する光の色を白色とし、導光板の上に場所ごとに色の異なるカラーフィルタを重ねることにより、カラーでの画像表現も可能となる。
The shape of the unevenness that reflects and scatters light incident on the light guide plate is not particularly limited, but it is efficient even with a small area in plan view by making a concave notch with a substantially triangular cross section with a flat and smooth reflecting surface. Therefore, it is possible to display a brighter image even with fine expression.
The color of the image displayed by the light guide plate is usually the same as the color of the incident light. For example, the color of the incident light is white, and color filters of different colors are overlaid on the light guide plate for each location. Thus, color image representation is also possible.
上述した導光板の凹凸で光を反射散乱して特定の画像を表示させる方法では、例えば図5で示すように、複数の凹部5からなる反射散乱部2を有する導光板3を複数枚重ね合わせて積層体10(導光板積層体)とすることで、複数枚の画像を重ねて立体視可能に表示することが可能である。
なお、図5に例示した表示装置は、各導光板3の端面3Aに光入射用の光源1を配置し、積層体10の表面側にマスク4と、スペーサとしての透明板6とを配置している。
In the above-described method of reflecting and scattering light with the unevenness of the light guide plate to display a specific image, for example, as shown in FIG. 5, a plurality of light guide plates 3 each having a
In the display device illustrated in FIG. 5, the light incident light source 1 is disposed on the end surface 3 </ b> A of each light guide plate 3, and the
しかしながら、図5の表示装置では、各導光板3、3にそれぞれ設けられている反射散乱部2、2とマスク4との距離がそれぞれ異なる。すなわち、図5の上層に位置する導光板3の反射部2とマスク4との距離(符号D1とする)と、下層に位置する導光板3の反射部2とマスク4との距離(符号D2とする)とが異なる。このため、例えば、上層側の反射散乱部2から反射した光がなす第1画像と、下層側の反射散乱部2から反射した光がなす第2画像の見える視野範囲が異ったり、観察者の視点が移動した際に、第1画像の切替わりと第2画像の切替わりがずれて、画像の切替わりがスムーズでなかったりしていた。つまり、観察者にとって違和感のないように複数の画像を立体視可能に表示することは困難であった。
また、上述した印刷物や液晶表示画面を用いて画像を表示する方法では、複数の画像を重ねて表示することすら困難であった。
However, in the display device of FIG. 5, the distances between the reflection / scattering
Further, in the method of displaying an image using the printed matter or the liquid crystal display screen described above, it is difficult even to display a plurality of images in a superimposed manner.
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、観察者にとって違和感のないように2つの画像を立体視可能に表示できる表示装置の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a display device capable of displaying two images in a stereoscopic manner so that the viewer does not feel uncomfortable.
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
すなわち、本発明は、2枚の導光板を重ね合わせてなる導光板積層体と、前記2枚の導光板のそれぞれにその端面から光を入射するための2つの光源と、前記導光板積層体の表面側に設けられたマスク又はレンズアレイとを備え、前記2枚の導光板の互いに対向する面のそれぞれに、前記端面から入射した前記2つの光源のそれぞれからの光を導光板表面側にそれぞれ反射散乱させ前記導光板積層体表面側から出射させる反射散乱部が形成されていることを特徴とする表示装置を提供する。
また、本発明は、前記反射散乱部からの光反射により、文字、絵柄、模様、記号、図形等の画像が表示されることを特徴とする表示装置を提供する。
また、本発明は、前記2枚の導光板のそれぞれに、前記反射散乱部として、前記2つの光源のそれぞれからの光を反射する反射面をそれぞれ有する複数のドット状反射部を設け、それらのドット状反射部の反射面を、そのドット状反射部の形成されている面に対して40〜60度の範囲とすることを特徴とする表示装置を提供する。
また、本発明は、ドット状反射部は、対向する2面のうちの一方が反射面をなす断面視V字状の切り欠きであることを特徴とする表示装置を提供する。
また、本発明は、導光板積層体の2枚の導光板のそれぞれのドット状反射部は、対向する面に互いに異なる位置となるように形成されていることを特徴とする表示装置を提供する。
また、本発明は、2枚の導光板に対応してそれぞれ設けられた2つの光源を互いに独立に発光制御する発光制御手段をさらに備えること特徴とする表示装置を提供する。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
That is, the present invention provides a light guide plate laminate in which two light guide plates are overlapped, two light sources for allowing light to enter each of the two light guide plates from its end face, and the light guide plate laminate. A mask or a lens array provided on the front surface side of the two light guide plates, and the light from each of the two light sources incident from the end faces on the opposite surfaces of the two light guide plates to the light guide plate surface side Provided is a display device characterized in that a reflection / scattering part is formed which is reflected and scattered and emitted from the surface side of the light guide plate laminate.
The present invention also provides a display device characterized in that images of characters, pictures, patterns, symbols, figures, etc. are displayed by light reflection from the reflection / scattering section.
In the present invention, each of the two light guide plates is provided with a plurality of dot-like reflection parts each having a reflection surface that reflects light from each of the two light sources as the reflection / scattering part. Provided is a display device characterized in that a reflecting surface of a dot-like reflecting portion is in a range of 40 to 60 degrees with respect to a surface on which the dot-like reflecting portion is formed.
In addition, the present invention provides a display device characterized in that the dot-like reflecting portion is a V-shaped notch in a sectional view in which one of two opposing surfaces forms a reflecting surface.
The present invention also provides a display device characterized in that the respective dot-like reflecting portions of the two light guide plates of the light guide plate laminate are formed at different positions on opposite surfaces. .
In addition, the present invention provides a display device further comprising light emission control means for controlling light emission of two light sources provided respectively corresponding to two light guide plates independently of each other.
本発明によれば、観察者にとって違和感のないように2つの画像を立体視可能に表示できる。 According to the present invention, two images can be displayed so as to be stereoscopically viewed so that the observer does not feel uncomfortable.
本願発明に係る表示装置の実施形態について図1〜図4を参照して説明する。
図1及び図2に示される表示装置Sは、2枚の導光板20、21を互いに重ね合わせてなる導光板積層体50と、前記導光板20、21にその端面20A、21Aから光を入射するための光源22、23と、前記導光板積層体50の表面側にパララックスバリアを形成するマスク24とを備えている。
An embodiment of a display device according to the present invention will be described with reference to FIGS.
The display device S shown in FIGS. 1 and 2 has a light
前記導光板積層体50の導光板20、21が互いに重ね合わさる対向面20B、21Bのそれぞれには、端面20A、21Aから入射した光源22、23からの光を、導光板20、21の表面側(図1、図2において上側)に反射散乱させて導光板積層体50の表面から出射させる反射散乱部25、26が形成されている。
The light from the
なお、導光板20、21の形成には、アクリル樹脂、ポリカーボネート、シリコーン樹脂、シクロポリオレフィン樹脂などの透明樹脂やガラス板等が用いられる。
また、2枚の導光板20、21は、対向面20B、21B同士が密着しないように、対向面20B、21B同士を弱い力で互いに接触させるか、圧接力が作用しない状態で対向面20B、21B同士を当接させる。
The
In addition, the two
前記光源22、23はここでは発光ダイオードを例示するが、これに限定されるものではない。
導光板20、21にその端面20A、21Aから入射された各光源22、23からの入射光は、該導光板20、21において端面20A、21Aとは反対側の端部に向かって導光板20、21内を伝搬していく。
Here, the
Incident light from the
なお、光源22、23の発光(点灯)は、該光源22、23に給電する給電装置91(図1参照)の給電制御により制御される。給電装置91による光源22、23の発光制御(点灯、消灯)は、光源22と光源23とで同期させても良いし、2つの光源22、23を互いに異なるタイミングで発光させるものであっても良い。後者の場合、給電装置91は、2つの光源を互いに独立に発光制御する発光制御手段として機能する。
The light emission (lighting) of the
前記反射散乱部25、26は、断面視、三角形状に形成される凹部27、28から構成されるドット状反射部であって、前記2枚の導光板20、21の対向面20B、21Bの表面にそれぞれ配置されている。
これら各凹部27、28は、前記端面20A、21A側に、導光板20、21に光源22、23から入射された入射光を、観察者側となる表面側に反射散乱させ、導光板積層体50の表面から出射させる反射面27A、28Aを有する。
The reflection / scattering
The
ドット状反射部を形成する各凹部27、28は、対向する2面のうちの一方が反射面27A、28Aをなす断面視V字状の切り欠きである。
導光板積層体50の表面側の導光板20の凹部27の反射面27Aは、対向面20Bに対し、導光板20の裏面側から表面側に行くにしたがって前記端面20Aから離隔するように傾斜する傾斜面となっている。
一方、導光板積層体50の裏面側の導光板21の凹部28の反射面28Aは、対向面21Bに対し、導光板21の裏面側から前記対向面21Bが存在する表面側に行くにしたがって前記端面21Aから離隔するように傾斜する傾斜面、換言すれば導光板21表面側から裏面側へ行くにしたがって前記端面21Aに接近するように傾斜する傾斜面となっている。
Each of the
The
On the other hand, the
これら凹部27、28の反射面27A、28Aの導光板20,21における対向面20B、21Bに対する傾斜角度(対向面20B、21Bに対する鋭角の角度)は、40〜60度となっている。
また、各凹部27、28において、前記反射面27A、28Aは、光源22、23から導光板20、21への入射光と対向するように、かつ該入射光の光源22、23から導光板20、21への入射光軸に対しておよそ40〜60度の傾斜角度を以て傾斜している。
The inclination angles of the reflecting
Further, in each of the
また、図示例の導光板積層体50の表面側の導光板20の凹部27の反射面27Aに対向する面(以下、背面とも言う)、すなわち、反射面27Aを介して端面20Aとは反対側の面は対向面20Bに対し垂直に形成されているが、導光板積層体50の裏面側の導光板21の凹部28の反射面28Aに対向する面(反射面28Aを介して端面21Aとは反対側の面。背面)は、断面視V字状の切り欠きである凹部28の奥端から対向面21Bに垂直の仮想垂直面に対して前記反射面28Aの側に傾斜する傾斜面となっている。
但し、導光板積層体50の表面側の導光板20の凹部27の背面は、必ずしも対向面20Bに対し垂直の面である必要は無く、対向面20Bに対する傾斜角度は適宜設定可能である。前記背面は、例えば、断面視V字状の切り欠きである凹部27の奥端から対向面20Bに垂直の仮想垂直面に対して前記反射面27Aの側に傾斜する傾斜面であっても良い。
Further, a surface (hereinafter also referred to as a back surface) facing the
However, the back surface of the
前記反射面27A、28Aは、高い反射効率を確保する点では平滑な平面であることが好ましい。
また、これら反射散乱部25、26として形成された複数の凹部27、28(ドット状反射部)は、それらの組み合わせにより、全体として文字、絵柄、模様、記号、図形等の画像を表示可能に配列されている。
The reflecting surfaces 27A and 28A are preferably flat surfaces in terms of ensuring high reflection efficiency.
The plurality of
前記マスク24は、図2に示されるように、透明樹脂シート29の片面に遮光インクを印刷することで形成される遮光層である。なお、マスクの形成方法は、遮光インクを印刷する方法に限定されない。すなわち、例えば、露光フィルムのパターニングや蒸着(蒸着膜の形成)等の他の方法によって形成することも可能である。導光板20、21の表面側(前面側)には、透明樹脂シート29の片面にマスク24を形成してなるマスク付きシート29Aを、マスク24が導光板積層体50側の向きで積層している。
前記マスク24としては、遮光インクの印刷パターンによって、所定の間隔でスリット24A又は孔などの透光部により部分的に光を通過させることで視差を発生させるパララックスバリアからなる構造が採用されている。マスク24の透光部以外の部分は遮光部となっている。
As shown in FIG. 2, the
The
図示例の表示装置Sにおいて、前記マスク24と前記導光板20、21との間には符号30で示される透明板で形成されるスペーサが設けられ、導光板積層体50の表面側に重ね合わされたスペーサ30に、前記マスク付きシート29Aがスペーサ30に前記マスク30を重ね合わせるようにして積層されている構造により、所望の前記距離D3、D4を精度良く確保できる。但し、スペーサ30は、導光板積層体50の表面側(前側)の導光板20に当接させるが密着させないようにする。
なお、このようなスペーサ30に代えて、例えば導光板積層体50に対してマスク付きシート29A外周の全周あるいは複数箇所を支持部材で支持し、マスク付きシート29Aと導光板積層体50との間の前記スペーサの部分を間隙としても良い。
In the display device S of the illustrated example, a spacer formed of a transparent plate indicated by
In place of such a
前記表示装置Sは、表面側の導光板20への光源22からの入射光を反射散乱部25が導光板20表面側へ反射散乱させた光、及び裏面側の導光板21への光源23からの入射光を反射散乱部26が導光板21表面側へ反射散乱させた光を、観察者側であるマスク24表面側から観察可能に構成されており、導光板積層体50の2枚の導光板20、21の反射散乱部25、26からの光によって、マスク24表面側から立体視可能な画像表示を行える。
なお、図示例の導光板積層体50の表面側の導光板20の反射散乱部25と裏面側の導光板21の反射散乱部26とは、導光板積層体50の表面側から見た平面視での位置が互いに一致しないように、互いの位置をずらして形成してある。
In the display device S, incident light from the
In addition, the reflection / scattering
しかも、この表示装置Sは、上層側の導光板20の反射散乱部25とマスク24との距離(D3)、及び下層側の導光板21の反射散乱部26とマスク24との距離(D4)がほぼ一致しているため、上層側の導光板20の反射散乱部25から反射された光がなす画像が見える視野範囲と、下層側の導光板21の反射散乱部26から反射された光がなる画像が見える視野範囲とを一致あるいはほぼ一致させることができ、観察者の視点が変わる際の画像の切替わりがスムースになる。したがって、観察者にとって違和感のないように2つの画像を立体視可能に表示できる。
In addition, the display device S includes a distance (D3) between the reflection /
(変形例1)
なお、上記実施形態では、導光板20、21の対向面20B、21Bに、凹部27、28からなる反射散乱部25、26を設けるようにしたが、図3に示すように、この対向面20B、21Bのいずれか一方側において(図3では下層)、この反射散乱部26を構成している凹部(符号28´の凹部)を、他方側の反射散乱部25の凹部27と比較して微小な形状としても良い。
(Modification 1)
In the above-described embodiment, the reflection /
すなわち、導光板20、21の対向面20B、21Bにおいて、下層に位置する導光板21の表面の複数箇所を、例えばレーザ加工やサンドブラスト等によって、多数の微小な凹部28´を有する粗面化処理部を反射散乱部26として形成しても良い。
また、このような多数の微小な凹部28´を有する反射散乱部26(粗面化処理部)は、図3で示すように下層に位置する導光板21でなく、上層に位置する導光板20に形成しても良く、上下両方の導光板20、21に形成しても良い。
That is, on the opposing
Further, the reflection / scattering part 26 (roughening processing part) having such a large number of minute recesses 28 'is not the
(変形例2)
また、上記実施形態では、導光板20、21の表面側(前面側)に積層されたマスク24を、図2に示されるように、所定の間隔でスリット24Aを有する透光部にて視差を発生させるパララックスバリアからなる構造体としたが、これに限定されず、図4に示すように、マスクに代えて装置表面側(図4において上側)に向けて突出する凸形の微小なレンズ41が一定の繰り返しピッチで多数配列された構成のレンズアレイ40(レンティキュラレンズ)を設けても良い。
(Modification 2)
In the above embodiment, the
(変形例3)
また、上記実施形態では、導光板20、21の対向面20B、21Bに、凹部27、28又は28´からなる反射散乱部25、26を設けるようにしたが、これに加えて、導光板20、21の対向面20B、21Bではない外側面にも、光源22、23からの光を前方側(表面側)に反射する凹状の反射散乱部25、26を形成しても良い。すなわち、本例では図1〜図3に示される導光板積層体50において、上層側に位置する導光板20の表面(図3に符号20Cで示す)、下層側に位置する導光板21の裏面(図3に符号21Cで示す)に上述した反射散乱部25、26を設け、多様な画像表現を実現しても良い。
また、これら導光板20の表面20C、導光板21の裏面21Cに設ける反射散乱部25、26は、図1及び図2のような比較的大きい三角形状の凹部27、28であっても良いし、図3に示すような微小な三角形状の凹部28´であっても良い。
(Modification 3)
Moreover, in the said embodiment, although the
The reflection /
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、図示例では、2枚の導光板20,21の端面20A、21A及び光源22、23の位置を揃えた構成を例示したが、2枚の導光板20,21の端面20A、21A及び光源22、23の位置は一致させる必要はない。例えば2枚の導光板20,21で光源22、23からの入射光の光軸が90度異なるように、端面20A、21A及び光源22、23の位置及び向きが互いに異なっている構成も採用可能である。
As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the concrete structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included.
For example, in the illustrated example, the configuration in which the positions of the end surfaces 20A and 21A of the two
20…導光板、20A…端面、20B…対向面、20C…表面、21…導光板、21A…端面、21B…対向面、21C…裏面、22…光源、23…光源、24…マスク、24A…スリット(透光部)、25…反射散乱部、26…反射散乱部、27…凹部、28…凹部、28´…凹部、40…レンズアレイ、50…導光板積層体、91…発光制御手段(給電装置)、S…表示装置。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記2枚の導光板の互いに対向する面のそれぞれに、前記端面から入射した前記2つの光源のそれぞれからの光を導光板表面側にそれぞれ反射散乱させ前記導光板積層体表面側から出射させる反射散乱部が形成されていることを特徴とする表示装置。 Provided on the surface side of the light guide plate laminate, a light guide plate laminate formed by superposing two light guide plates, two light sources for allowing light to enter each of the two light guide plates from its end face A mask or lens array,
Reflection that causes light from each of the two light sources incident from the end face to be reflected and scattered on the surface side of the light guide plate and emitted from the surface side of the light guide plate laminate, on each of the opposing surfaces of the two light guide plates A display device characterized in that a scattering portion is formed.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101782428B1 (en) | 2015-11-12 | 2017-09-28 | 김광원 | Lighting device |
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2010
- 2010-11-30 JP JP2010267777A patent/JP2012118284A/en active Pending
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KR101782428B1 (en) | 2015-11-12 | 2017-09-28 | 김광원 | Lighting device |
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