JP2013003321A - Lens sheet, surface light source device and transmission type display device - Google Patents
Lens sheet, surface light source device and transmission type display device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013003321A JP2013003321A JP2011133683A JP2011133683A JP2013003321A JP 2013003321 A JP2013003321 A JP 2013003321A JP 2011133683 A JP2011133683 A JP 2011133683A JP 2011133683 A JP2011133683 A JP 2011133683A JP 2013003321 A JP2013003321 A JP 2013003321A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- unit
- lens
- light source
- lens sheet
- light
- 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、レンズシート、これを備える面光源装置、透過型表示装置に関するものである。 The present invention relates to a lens sheet, a surface light source device including the lens sheet, and a transmissive display device.
近年、立体映像を表示可能な表示装置に対する需要が高まっている。
立体映像を表示する方法としては、例えば、視差を有する左眼用映像光及び右眼用映像光を、偏光面の異なる直線偏光とし、偏光眼鏡を用いてそれぞれの眼に映像が届くようにするものや、時分割で表示される視差を有する左眼用映像、右眼用映像を、観察者の左右の眼にそれぞれ届くように、観察用眼鏡によって左右の目が視認できる映像を切り替えるもの等がある。しかし、このような眼鏡を使用する表示装置では、眼鏡の装着を観察者が煩わしく思う場合があった。
In recent years, demand for display devices capable of displaying stereoscopic images has increased.
As a method for displaying a stereoscopic image, for example, left-eye image light and right-eye image light having parallax are converted into linearly polarized light having different polarization planes, and the images reach each eye using polarized glasses. Switching between images that allow the left and right eyes to be viewed with observation glasses so that left-eye video and right-eye video with parallax displayed in a time-sharing manner reach the left and right eyes of the observer, respectively. There is. However, in such a display device using glasses, there are cases where an observer feels troublesome to wear the glasses.
そこで、例えば、特許文献1に示す表示装置のように、裸眼で立体映像を観察可能な表示装置の開発も、進められている。特許文献1に示す表示装置では、LCD(Liquid Crystal Display)パネルと導光板との間に設けられる両面プリズムシートによって、左右の眼用の映像を、それぞれ所定の方向へ出射させている。この両面プリズムシートは、入射側に三角柱レンズ列を有し、出射側に三角柱レンズ列と同一方向に配列され、三角柱レンズ列と同一ピッチであり、三角柱レンズと対応する位置に形成される円筒状レンズ列を有している。 Thus, for example, a display device that can observe a stereoscopic image with the naked eye, such as the display device disclosed in Patent Document 1, has been developed. In the display device disclosed in Patent Literature 1, left and right eye images are emitted in predetermined directions by a double-sided prism sheet provided between an LCD (Liquid Crystal Display) panel and a light guide plate. This double-sided prism sheet has a triangular prism lens array on the incident side, is arranged in the same direction as the triangular lens array on the output side, has the same pitch as the triangular lens array, and is formed at a position corresponding to the triangular prism lens It has a lens array.
しかし、このような両面プリズムシートを用いた3次元映像表示装置では、三角柱プリズム及び円筒状レンズの配列方向において、その観察画面の中央部分は明瞭な3次元映像が観察可能であるが、その両端部側は、映像が暗くなったり、3次元映像が不明瞭となったりするという問題があった。 However, in such a three-dimensional image display device using a double-sided prism sheet, a clear three-dimensional image can be observed in the central portion of the observation screen in the arrangement direction of the triangular prism and the cylindrical lens. On the part side, there is a problem that the image becomes dark and the three-dimensional image becomes unclear.
本発明の課題は、画面左右方向における輝度の不均一性や3次元映像の視認性の低下等を改善し、良好な3次元映像を表示可能なレンズシート、これを備える面光源装置及び透過型表示装置を提供することである。 An object of the present invention is to improve a non-uniform brightness in the horizontal direction of the screen and a decrease in the visibility of a 3D image and the like, a lens sheet capable of displaying a good 3D image, a surface light source device including the lens sheet, and a transmission type It is to provide a display device.
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項1の発明は、右眼用映像光と左眼用映像光とを交互にそれぞれ所定の方向へ出射することにより立体映像を表示可能な透過型表示装置の透過型表示部を背面から照射する面光源装置に用いられ、両面に光学形状が形成されるレンズシートであって、シート状の基材層(141)と、前記基材層の出射側に、略円柱形状の一部形状又は略楕円柱形状の一部形状である凸形状の単位レンズ(144)が複数配列されて形成されたレンズ層(145)と、前記基材層の入射側に、凸形状の単位プリズム(142,242)が複数配列されて形成されたプリズム層(143,243)と、を備え、前記単位プリズムは、略三角柱状であり、前記単位レンズの配列方向と平行な方向に複数配列され、前記基材層を介して、1つの前記単位レンズに対して1つの前記単位プリズムが対応しており、前記単位レンズの配列方向の中央においては、前記単位プリズムとそれに対応する前記単位レンズとは、シート面の法線方向から見てその頂点(142t,144t,242t)の位置が一致しており、前記単位レンズの配列方向中央から端部に向かうにつれて、しだいに前記単位プリズムの頂点(142t,242t)が前記単位レンズの頂点(144t)に対してより該端部側に位置し、シート面の法線方向から見て、前記単位レンズの頂点とその単位レンズに対応する前記単位プリズムの頂点との前記単位レンズの配列方向におけるずれ量(Δx)がしだいに大きくなっていること、を特徴とするレンズシート(14,24)である。
The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected and demonstrated, it is not limited to this.
According to the first aspect of the present invention, a transmissive display unit of a transmissive display device capable of displaying a stereoscopic image by alternately emitting right-eye image light and left-eye image light in a predetermined direction is irradiated from the back side. A lens sheet that is used in a surface light source device and has an optical shape formed on both sides thereof, and a sheet-like base material layer (141) and a substantially cylindrical partial shape on the emission side of the base material layer or A lens layer (145) formed by arranging a plurality of convex unit lenses (144) that are part of a substantially elliptical column shape, and a convex unit prism (142, 142) on the incident side of the base material layer 242) and a prism layer (143, 243) formed by arranging a plurality of the unit prisms, each having a substantially triangular prism shape, and a plurality of unit prisms arranged in a direction parallel to the arrangement direction of the unit lenses. One unit lens through the material layer The unit prisms correspond to each other, and at the center in the arrangement direction of the unit lenses, the unit prisms and the corresponding unit lenses correspond to the vertexes (142t) when viewed from the normal direction of the sheet surface. , 144t, 242t) coincide with each other, and as the unit lenses move from the center to the end in the arrangement direction, the apexes (142t, 242t) of the unit prism gradually become closer to the apexes (144t) of the unit lenses. The amount of deviation (Δx) in the arrangement direction of the unit lenses between the apex of the unit lenses and the apex of the unit prism corresponding to the unit lens when viewed from the normal direction of the sheet surface. ) Is a lens sheet (14, 24) characterized by gradually increasing.
請求項2の発明は、請求項1に記載のレンズシートにおいて、前記単位プリズム(142,242)の配列ピッチ(P2)は、前記単位レンズ(144)の配列ピッチ(P4)よりも大きいこと、を特徴とするレンズシート(14,24)である。
請求項3の発明は、請求項1に記載のレンズシートにおいて、前記単位プリズムの配列ピッチは、一定であり、前記単位レンズの配列ピッチは、その配列方向において、中央から両端部に向かうにつれてしだいに小さくなること、を特徴とするレンズシートである。
請求項4の発明は、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のレンズシートにおいて、前記単位プリズム(142,242)の頂点(142t、242t)は、その配列方向において、該単位プリズムに対応する前記単位レンズ(144)のレンズ幅内に位置すること、を特徴とするレンズシート(14,24)である。
請求項5の発明は、請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載のレンズシートにおいて、前記単位プリズム(242)の側面(242a,242b)は、凹曲面であること、を特徴とするレンズシート(24)である。
請求項6の発明は、請求項5に記載のレンズシートにおいて、前記単位プリズム(242)の頂点(242t)は、前記単位レンズ(144)の配列方向の中央において、前記単位レンズ側から平行光を照射した場合の該平行光の焦点位置よりも、該レンズシートの厚み方向において前記基材層側に位置すること、を特徴とするレンズシート(24)である。
請求項7の発明は、請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載のレンズシートにおいて、前記単位プリズム(14,24)は、電離放射線硬化型樹脂製であること、を特徴とするレンズシートである。
According to a second aspect of the present invention, in the lens sheet of the first aspect, the arrangement pitch (P2) of the unit prisms (142, 242) is larger than the arrangement pitch (P4) of the unit lenses (144). It is a lens sheet (14, 24) characterized by these.
According to a third aspect of the present invention, in the lens sheet according to the first aspect, the arrangement pitch of the unit prisms is constant, and the arrangement pitch of the unit lenses gradually increases from the center toward both ends in the arrangement direction. The lens sheet is characterized in that the lens sheet becomes smaller.
According to a fourth aspect of the present invention, in the lens sheet according to any one of the first to third aspects, the vertexes (142t, 242t) of the unit prisms (142, 242) are The lens sheet (14, 24) is characterized by being positioned within the lens width of the unit lens (144) corresponding to the unit prism.
According to a fifth aspect of the present invention, in the lens sheet according to any one of the first to fourth aspects, the side surfaces (242a, 242b) of the unit prism (242) are concave curved surfaces. The lens sheet (24).
According to a sixth aspect of the present invention, in the lens sheet according to the fifth aspect, the vertex (242t) of the unit prism (242) is parallel light from the unit lens side at the center in the arrangement direction of the unit lenses (144). It is a lens sheet (24) characterized by being located in the base material layer side in the thickness direction of this lens sheet rather than the focal position of the parallel light at the time of irradiation.
The invention according to claim 7 is the lens sheet according to any one of claims 1 to 6, wherein the unit prism (14, 24) is made of an ionizing radiation curable resin. It is a lens sheet.
請求項8の発明は、請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載のレンズシート(14,24)と、前記レンズシートに対して前記プリズム層(143,243)側に配置される導光板(13)と、前記単位プリズムの配列方向における前記導光板の両端面(13a,13b)に対向する位置にそれぞれ配置される第1の光源部(12A)及び第2の光源部(12B)と、を備える面光源装置(12A,12B,13,14,24)である。
請求項9の発明は、請求項8に記載の面光源装置(12A,12B,13,14,24)と、前記面光源装置により背面側から照明される透過型表示部(11)と、を備え、前記第1の光源部(12A)及び前記第2の光源部(12B)は、交互に点灯と消灯と繰り返し、前記透過型表示部は、前記第1の光源部が点灯して前記第2の光源部が消灯する場合に、右眼用映像を表示し、前記第2の光源部が点灯して前記第1の光源部が消灯する場合に、左眼用映像を表示し、前記第1の光源部及び前記第2の光源部の点灯及び消灯に同期して、表示する映像を切り替えること、を特徴とする透過型表示装置(10)である。
The invention according to an eighth aspect is the lens sheet (14, 24) according to any one of the first to seventh aspects, and the prism layer (143, 243) side with respect to the lens sheet. The light source plate (13) and the first light source unit (12A) and the second light source unit (12A) respectively disposed at positions facing both end surfaces (13a, 13b) of the light guide plate in the arrangement direction of the unit prisms. 12B) is a surface light source device (12A, 12B, 13, 14, 24).
The invention of claim 9 comprises the surface light source device (12A, 12B, 13, 14, 24) according to claim 8, and a transmissive display unit (11) illuminated from the back side by the surface light source device. The first light source unit (12A) and the second light source unit (12B) are alternately turned on and off, and the transmissive display unit is turned on when the first light source unit is turned on. When the second light source unit is turned off, the right eye image is displayed. When the second light source unit is turned on and the first light source unit is turned off, the left eye image is displayed. A transmissive display device (10) characterized in that a video to be displayed is switched in synchronization with turning on and off of one light source unit and the second light source unit.
(1)本発明によるレンズシートは、基材層の入射側に、略三角柱状であり、単位レンズの配列方向と平行な方向に複数配列された単位プリズムを有し、基材層を介して1つの単位レンズに対して1つの単位プリズムが対応している。単位レンズの配列方向の中央においては、単位プリズムとそれに対応する単位レンズとは、シート面の法線方向から見てその頂点の位置が一致しており、単位レンズの配列方向中央から端部に向かうにつれて、しだいに単位プリズムの頂点が単位レンズの頂点に対してよりその端部側に位置し、シート面の法線方向から見て、単位レンズの頂点とその単位レンズに対応する単位プリズムの頂点との単位レンズの配列方向におけるずれ量がしだいに大きくなっている。
従って、単位プリズムの頂部近傍に入射した光を観察者側の所定の方向へ立ち上げることができ、このレンズシートを、右眼用映像光と左眼用映像光とを交互に所定の方向へそれぞれ出射することによって立体映像を表示可能な透過型表示装置の面光源装置に用いることにより、右眼用映像光を右眼に届け、左眼用映像光を左眼に届けることができるので、良好な立体映像を観察者に提供できる。そして、レンズシートの正面方向から見て、単位プリズム及び単位レンズの配列方向において、両端部が暗く中央が明るいという輝度の不均一性や、両端部の3次元映像が不完全になるという3次元映像の品位の低下を改善できる。
(1) The lens sheet according to the present invention has a substantially triangular prism shape on the incident side of the base material layer and has a plurality of unit prisms arranged in a direction parallel to the arrangement direction of the unit lenses. One unit prism corresponds to one unit lens. At the center of the unit lens arrangement direction, the unit prism and the corresponding unit lens have the same apex position when viewed from the normal direction of the sheet surface, and the unit lens is arranged from the center to the end in the arrangement direction. As it goes, the vertex of the unit prism is gradually located closer to the end of the unit lens than the vertex of the unit lens, and when viewed from the normal direction of the sheet surface, the vertex of the unit lens and the unit prism corresponding to the unit lens The amount of deviation in the arrangement direction of the unit lenses from the apex gradually increases.
Therefore, the light incident on the vicinity of the top of the unit prism can be raised in a predetermined direction on the viewer side, and the right and left eye image light is alternately directed to the predetermined direction in the lens sheet. By using a surface light source device of a transmissive display device that can display a stereoscopic image by emitting each, it is possible to deliver video light for the right eye to the right eye and deliver video light for the left eye to the left eye, A good stereoscopic image can be provided to an observer. Then, when viewed from the front side of the lens sheet, in the arrangement direction of the unit prism and unit lenses, the luminance is non-uniformity in which both ends are dark and the center is bright, and the three-dimensional images at both ends are incomplete. It can improve the degradation of video quality.
(2)単位プリズムの配列ピッチは、単位レンズの配列ピッチよりも大きいので、単位プリズムの配列方向に沿って両端部に向かうにつれて、単位プリズムの頂点が単位レンズの頂点に対してより外側(端部側)に位置することとなる。従って、単位プリズムの頂部近傍に入射した光を観察者側の所定の方向へ立ち上げることができ、このレンズシートを、右眼用映像光と左眼用映像光とを交互に所定の方向へそれぞれ出射することによって立体映像を表示可能な透過型表示装置の面光源装置に用いることにより、右眼用映像光を右眼に届け、左眼用映像光を左眼に届けることができるので、良好な立体映像を観察者に提供できる。そして、レンズシートの正面方向から見て、単位プリズム及び単位レンズの配列方向において、両端部が暗く中央が明るいという輝度の不均一性や、両端部の3次元映像が不完全になるという3次元映像の品位の低下を改善できる。 (2) Since the arrangement pitch of the unit prisms is larger than the arrangement pitch of the unit lenses, the vertexes of the unit prisms become more outward (ends with respect to the vertexes of the unit lenses) toward the both ends along the arrangement direction of the unit prisms. Part side). Therefore, the light incident on the vicinity of the top of the unit prism can be raised in a predetermined direction on the viewer side, and the right and left eye image light is alternately directed to the predetermined direction in the lens sheet. By using a surface light source device of a transmissive display device that can display a stereoscopic image by emitting each, it is possible to deliver video light for the right eye to the right eye and deliver video light for the left eye to the left eye, A good stereoscopic image can be provided to an observer. Then, when viewed from the front side of the lens sheet, in the arrangement direction of the unit prism and unit lenses, the luminance is non-uniformity in which both ends are dark and the center is bright, and the three-dimensional images at both ends are incomplete. It can improve the degradation of video quality.
(3)単位プリズムの配列ピッチは、一定であり、単位レンズの配列ピッチは、その配列方向において、中央から両端部に向かうにつれてしだいに小さくなるので、単位プリズムの頂点が単位レンズの頂点に対してより外側(端部側)に位置することとなる。従って、単位プリズムの頂部近傍に入射した光を観察者側の所定の方向へ立ち上げることができ、このレンズシートを、右眼用映像光と左眼用映像光とを交互に所定の方向へそれぞれ出射することによって立体映像を表示可能な透過型表示装置の面光源装置に用いることにより、右眼用映像光を右眼に届け、左眼用映像光を左眼に届けることができるので、良好な立体映像を観察者に提供できる。そして、レンズシートの正面方向から見て、単位プリズム及び単位レンズの配列方向において、両端部が暗く中央が明るいという輝度の不均一性や、両端部の3次元映像が不完全になるという3次元映像の品位の低下を改善できる。 (3) The arrangement pitch of the unit prisms is constant, and the arrangement pitch of the unit lenses gradually decreases in the arrangement direction from the center toward both ends, so that the vertex of the unit prism is smaller than the vertex of the unit lens. Therefore, it will be located on the outer side (end side). Therefore, the light incident on the vicinity of the top of the unit prism can be raised in a predetermined direction on the viewer side, and the right and left eye image light is alternately directed to the predetermined direction in the lens sheet. By using a surface light source device of a transmissive display device that can display a stereoscopic image by emitting each, it is possible to deliver video light for the right eye to the right eye and deliver video light for the left eye to the left eye, A good stereoscopic image can be provided to an observer. Then, when viewed from the front side of the lens sheet, in the arrangement direction of the unit prism and unit lenses, the luminance is non-uniformity in which both ends are dark and the center is bright, and the three-dimensional images at both ends are incomplete. It can improve the degradation of video quality.
(4)単位プリズムの頂点は、その配列方向において、その単位プリズムに対応する単位レンズのレンズ幅内に位置するので、単位プリズムに入射した光が、その殆どが単位プリズムに対応する単位レンズから出射することができ、レンズシートに入射した光を所定の方向に出射することができ、迷光を低減できる。 (4) Since the vertex of the unit prism is located within the lens width of the unit lens corresponding to the unit prism in the arrangement direction, most of the light incident on the unit prism is from the unit lens corresponding to the unit prism. The light incident on the lens sheet can be emitted in a predetermined direction, and stray light can be reduced.
(5)単位プリズムの側面は、凹曲面であるので、単位プリズムの頂点近傍の形状や寸法の精度がそれほど高くない場合にも、観察者側へ光を立ち上げることができる。 (5) Since the side surface of the unit prism is a concave curved surface, it is possible to launch light to the viewer even when the accuracy of the shape and dimensions near the apex of the unit prism is not so high.
(6)単位プリズムの頂点は、その配列方向の中央において、単位レンズ側から平行光を照射した場合の平行光の焦点位置よりも、レンズシートの厚み方向において基材層側に位置する。単位プリズムは、その側面が凹曲面であるので、単位プリズムに入射した光を効率よく出射側に立ち上げ、所定の方向へ出射することができ、焦点位置よりも単位プリズムの頂点が基材層側に位置する場合であっても、単位プリズムに入射した光を効率よく出射側に立ち上げることができる。 (6) The vertex of the unit prism is located at the base layer side in the thickness direction of the lens sheet from the focal position of the parallel light when the parallel light is irradiated from the unit lens side at the center in the arrangement direction. Since the unit prism has a concave curved side surface, the light incident on the unit prism can be efficiently raised to the emission side and emitted in a predetermined direction. Even if it is located on the side, the light incident on the unit prism can be efficiently launched to the exit side.
(7)単位プリズムは、電離放射線硬化型樹脂製であるので、製造が容易である。 (7) Since the unit prism is made of ionizing radiation curable resin, it is easy to manufacture.
(8)本発明によるレンズシートと、レンズシートに対してプリズム層側に配置される導光板と、単位プリズムの配列方向における導光板の両端面に対向する位置にそれぞれ配置される第1の光源部及び第2の光源部とを備える面光源装置であるので、各光源部からの光をそれぞれ所定の方向へ交互に光を出射することができ、また、正面方向からみた場合に画面の位置に依らず明るさの均一性の高い面光源装置とすることができる。 (8) The lens sheet according to the present invention, the light guide plate disposed on the prism layer side with respect to the lens sheet, and the first light source disposed at positions facing both end faces of the light guide plate in the arrangement direction of the unit prisms. And a second light source unit, the light from each light source unit can be emitted alternately in a predetermined direction, and the screen position when viewed from the front direction. Therefore, the surface light source device with high brightness uniformity can be obtained.
(9)本発明による面光源装置と、面光源装置により背面側から照明される透過型表示部とを備え、第1の光源部及び第2の光源部は、交互に点灯と消灯と繰り返し、透過型表示部は、第1の光源部が点灯して第2の光源部が消灯する場合に、右眼用映像を表示し、第2の光源部が点灯して第1の光源部が消灯する場合に、左眼用映像を表示し、第1の光源部及び第2の光源部の点灯及び消灯に同期して、表示する映像を切り替えることを特徴とする透過型表示装置である。従って、観察者が、左右の眼用の映像の視認を制御する眼鏡等を用いることなく観察可能な3次元映像を表示することができる。また、画面左右方向の両端部に生じやすい輝度の低下やクロストークを効果的に低減でき、良好な立体映像を観察者に提供できる。 (9) A surface light source device according to the present invention and a transmission type display unit illuminated from the back side by the surface light source device, wherein the first light source unit and the second light source unit are alternately turned on and off, The transmissive display unit displays an image for the right eye when the first light source unit is turned on and the second light source unit is turned off, and the second light source unit is turned on and the first light source unit is turned off. In this case, the display device is a transmissive display device that displays an image for the left eye and switches the image to be displayed in synchronization with turning on and off of the first light source unit and the second light source unit. Therefore, the observer can display a three-dimensional image that can be observed without using glasses or the like that control the viewing of the left and right eye images. In addition, it is possible to effectively reduce luminance reduction and crosstalk that tend to occur at both ends in the left-right direction of the screen, and provide a good stereoscopic image to the viewer.
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
なお、図1を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。
また、板、シート、フィルム等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、特許請求の範囲の記載は、シートという記載で統一して使用した。従って、シート、板、フィルムの文言は、適宜置き換えることができるものとする。例えば、光学シートは、光学フィルムとしてもよいし、光学板としてもよい。
さらに、本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
In addition, each figure shown below including FIG. 1 is the figure shown typically, and the magnitude | size and shape of each part are exaggerated suitably for easy understanding.
In addition, the terms “plate”, “sheet”, “film” and the like are used, but these are generally used in the order of thickness, “plate”, “sheet”, “film”. I am using it. However, since there is no technical meaning in such proper use, the description in the claims is used in the unified description of the sheet. Accordingly, the terms “sheet”, “plate”, and “film” can be appropriately replaced. For example, the optical sheet may be an optical film or an optical plate.
Furthermore, numerical values such as dimensions and material names of each member described in the present specification are examples of the embodiment, and the present invention is not limited thereto, and may be appropriately selected and used.
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態の表示装置及び面光源装置を説明する図である。
表示装置10は、LCDパネル11と、光源部12A,12Bと、導光板13と、レンズシート14と、制御部15とを備え、LCDパネル11に表示される映像を背面から照明して表示する透過型液晶表示装置である。この表示装置10は、観察者Oが立体視用の眼鏡等を用いることなく、立体映像を観察可能とする立体映像表示装置である。
表示装置10の面光源装置(バックライト)は、エッジライド型であり、本実施形態では、光源部12A,12B、導光板13、レンズシート14が相当する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a display device and a surface light source device according to the first embodiment.
The
The surface light source device (backlight) of the
LCDパネル11は、透過型の液晶表示素子を備える透過型表示部である。本実施形態のLCDパネル11は、例えば、画面サイズが対角2.8インチの略矩形状であり、解像度320×240ピクセルの表示が可能である。また、LCDパネル11には、マトリクス状に複数の副画素が配列されている。この副画素は、それぞれ、赤(R)、緑(G)、青(B)の原色を表示し、R,G,Bの3つの副画素が1セットで1画素(ピクセル)を構成している。本実施形態では、1つの画素は、略正方形状であり、画面左右方向及び画面上下方向に配列されている。また、1つの画素は、画面左右方向に3分割され、R,G,Bの副画素が配列されている。画素の配列ピッチは、約178μmであり、副画素の画面左右方向における配列ピッチは、約59μmである。なお、上記の例に限らず、1つの画素は3つ以上の副画素からなるものとしてもよい。
このLCDパネル11は、制御部15からの指示により、視差を有する2つの視差映像である右眼用映像と左眼用映像とを交互に表示する。
The
The
以下の明細書においては、一例として、表示装置10の使用状態における観察画面(LCDパネル11)の短辺に平行な方向を使用状態における画面上下方向(画面垂直方向)とし、長辺に平行な方向を使用状態における画面左右方向(画面水平方向)とする。図1では、表示装置10の画面左右方向に平行な断面を示している。なお、以下の説明中において、特に断りが無い場合、画面左右方向、画面上下方向とは、表示装置10の使用状態における画面左右方向、画面上下方向であるとする。
In the following specification, as an example, the direction parallel to the short side of the observation screen (LCD panel 11) in the usage state of the
光源部12A,12Bは、LCDパネル11を照明する光を発する部分である。光源部12A,12Bは、導光板13の画面左右方向の両端面13a,13bに面する位置に、それぞれ設けられている。そして、光源部12A,12Bは、制御部15の指示により、交互に点灯及び消灯する。この光源部12A,12Bの点灯及び消灯は、LCDパネル11の表示映像の切り替えと同期している。
本実施形態の光源部12A,12Bは、白色光を発するLED(Light Emitting Diode)を発光源とし、導光板13の画面左右方向の両端部に沿って画面上下方向へ延在する不図示のライトガイドと組み合わせて使用している。
The
The
導光板13は、光源部12A,12Bが発した光を導光する部材である。図1に示すように、単位レンズ144及び単位プリズム142の配列方向において対向する導光板13の2つの端面13a,13bに面する位置には、光源部12A,12Bが配置されている。
本実施形態の導光板13は、アクリル系樹脂製であるが、これに限らず、例えば、PC(ポリカーボネート)樹脂製のもの等を適宜選択して用いてよい。
この導光板13は、その背面側の面13dに印刷等により拡散作用を有するドット(不図示)が形成されている。なお、導光板13は、出射側の面13cに粗面化加工等を施してもよい。
導光板13の背面側(レンズシート14とは反対側)に、不図示の反射板等を設けてもよい。この反射板は、光を反射可能であり、レンズシート14等により導光板13側へ反射された光を、反射して再度レンズシート14側へ向ける部材である。このような反射板を設けることにより、光源部の光をより効率的に使用することができる。
The
The
The
A reflection plate (not shown) or the like may be provided on the back side of the light guide plate 13 (the side opposite to the lens sheet 14). The reflecting plate is a member that can reflect light and reflects the light reflected toward the
レンズシート14は、基材層141と、基材層141の入射側(導光板13側)の面に形成されたプリズム層143と、基材層141の出射側(LCDパネル11側)の面に形成されたレンズ層145とを有している。プリズム層143は、複数配列された単位プリズム142を有し、レンズ層145は、単位プリズム142の配列方向と平行な方向を配列方向として複数配列された単位レンズ144を有している。
このレンズシート14は、入射側(導光板13側)の単位プリズム142に入射した光を、単位レンズ144から略正面方向に位置する観察者Oの左右の眼にそれぞれ届く方向へ出射する。レンズシート14は、配列方向(画面左右方向)における中央においては、図1に示すように、表示装置10の観察面(レンズシート14のシート面)に対して略正面方向に位置する観察者Oから見て、光源部12Aからの光Laがシート面の法線方向に対して画面左右方向右側に出射し、光源部12Bからの光Lbをシート面の法線方向に対して画面左右方向左側に出射する。本実施形態では、画面左右方向におけるシート面に対する出射強度分布おいて、光Laのピーク強度の半値角が画面左右方向右側に0〜15°であり、光Lbのピーク強度の半値角が画面左右方向左側に0〜15°となるように、レンズシート14は、設計されている。
The
The
図2は、第1実施形態のレンズシート14の形状を説明する図である。図2(a)は、レンズシート14のシート面に直交し、単位プリズム142及び単位レンズ144の配列方向(画面左右方向)に平行な断面を示している。図2(b)は、図2(a)の断面において、配列方向における一方の端部(観察者Oから見て画面左右方向右側端部)の拡大図であり、図2(c)は、図2(a)の断面において、配列方向の中央(画面左右方向中央)の拡大図であり、図2(d)は、図2(a)の断面において、配列方向における他方の端部(観察者Oから見て画面左右方向左側端部)の拡大図である。
なお、シート面とは、例えば、レンズシート14において、レンズシート14全体として見たときにおける、レンズシート14の平面方向となる面を示すものであり、本明細書中、及び、特許請求の範囲においても同一の定義として用いている。また、このレンズシート14のシート面は、表示装置10(LCDパネル11)の観察面に平行である。
FIG. 2 is a diagram illustrating the shape of the
The sheet surface indicates, for example, a surface of the
基材層141は、このレンズシート14のベース(基材)となる層であり、光透過性を有するシート状の部材を用いている。基材層141の入射側(導光板13側)には、プリズム層143が形成され、基材層141の出射側(LCDパネル11側)には、レンズ層145が形成されている。
本実施形態の基材層141は、光透過性を有する熱可塑性樹脂製のシート状の部材が用いられている。基材層141の厚さは、Tである。
The
The
レンズ層145は、基材層141の出射側(LCDパネル11側)の面に形成された層であり、その出射側の面に単位レンズ144がシート面に沿って画面左右方向に複数配列されている。
単位レンズ144は、略円柱状の一部形状であり、所謂、シリンドリカルレンズである。この単位レンズ144は、その形状により、光源部12A,12Bから発せられ、導光板13内を導光してレンズシート14に入射した光を、それぞれ所定の方向へ出射させる作用を有している。
単位レンズ144は、単位レンズ144の配列方向(画面左右方向)における位置に依らずその形状が一定であり、その配列ピッチがP4である。なお、明瞭な立体映像を表示し、映像の筋感やモアレ等の表示不良の低減効果をより高めるという観点から、単位レンズ144の配列ピッチP4及び後述の単位プリズム142の配列ピッチP2は、LCDパネル11の副画素の画面左右方向の配列ピッチよりも小さいことがより好ましい。
The
The
The
プリズム層143は、基材層141の入射側(導光板13側)の面に形成され、その入射側の面には、シート面に沿って画面左右方向に複数の単位プリズム142が配列されている。単位プリズム142の配列方向は、単位レンズ144の配列方向に平行である。
単位プリズム142は、略二等辺三角柱状である。単位プリズム142の画面左右方向に平行であってシート面に直交する断面の断面形状は、略二等辺三角形形状であり、その断面形状における側面142a,142bに相当する辺の長さが等しい。
単位プリズム142は、配列方向(画面左右方向)における位置によらず形状が一定であり、その配列ピッチP2は、単位レンズの配列ピッチP4よりも大きい。
The
The
The
図2(c)に示すように、配列方向において中央(観察画面左右方向中央)では、単位プリズム142の頂点142tは、シート面の法線方向から見て、単位レンズ144の頂点144tと一致しており、シート面に直交し、単位レンズ144の頂点144tを通る仮想直線Hは、単位プリズム142の頂点142tを通る。
しかし、単位プリズム142の配列ピッチP2が単位レンズの配列ピッチP4よりも大きいため、単位レンズ144及び単位プリズム142の配列方向の中央では、単位レンズ144の頂点144tをと単位プリズム142の頂点142tとはシート面の法線方向から見て一致しているが、配列方向において端部側へ向かうにつれて単位プリズム142と単位レンズ144との位置がしだいに端部側(外側)へずれていく。そして、単位レンズ144及び単位プリズム142の配列方向において中央から端部側へ向かうにつれて、しだいに単位プリズムの頂点142tと、対応する単位レンズ144の頂点144tとの配列方向におけるずれ量は、大きくなる。
As shown in FIG. 2C, the
However, since the arrangement pitch P2 of the
図2(b)に示すように、観察者Oから見て画面左右方向右側端部に向かうにつれて、頂点142tは、単位レンズの頂点144tを通りシート面に直交する直線Hに対して、しだいに画面左右方向右側に位置するようになる。そして、配列方向(画面左右方向)における単位レンズ144の頂点144tと単位プリズム142の頂点142tとのずれ量Δxは、観察者Oから見て画面左右方向右側に向かうにつれて大きくなる。
また、図2(d)に示すように、観察者Oから見て画面左右方向左側に向かうにつれて、頂点142tは、単位レンズの頂点144tを通りシート面に直交する直線Hに対して、しだいに画面左右方向左側に位置するようになる。そして、配列方向(画面左右方向)における単位レンズ144の頂点144tと単位プリズム142の頂点142tとのずれ量Δxは、観察者Oから見て画面左右方向左側に向かうにつれて大きくなる。
As shown in FIG. 2B, the apex 142t gradually increases with respect to a straight line H that passes through the apex 144t of the unit lens and is orthogonal to the sheet surface as viewed from the observer O toward the right end of the screen in the left-right direction. It will be located on the right side of the screen. The amount of deviation Δx between the apex 144t of the
Further, as shown in FIG. 2D, the
この単位プリズム142は、それぞれが、基材層141を介して対向する位置にある単位レンズ144と、略1対1で対応しており、シート面の法線方向からみて、単位プリズム142の頂点142tは、その単位プリズム142に対応する単位レンズ144のレンズ幅より外側に位置することはない。即ち、単位プリズム142の頂点142tは、その単位プリズム142に対応する単位レンズ144のレンズ幅内に位置している。
Each of the
単位プリズム142の配列方向の中央に位置する単位プリズム142の頂点142tは、レンズシート14の厚み方向(シート面の法線方向)において、単位レンズ144の仮想の焦点に略等しい。この焦点とは、基材層141の入射側が単位プリズム142を形成する樹脂で十分な厚さで被覆されている状態で、単位レンズ144側からシート面に直交する方向から平行光を照射したときに、その略平行光の焦点(集光点)となる点である。
本実施形態の単位プリズム142(プリズム層143)は、紫外線硬化型樹脂製である。なお、単位レンズ144は、紫外線硬化型樹脂に限らず、例えば、電子線硬化型樹脂等の他の電離放射線硬化型樹脂を用いてもよい。
The apex 142t of the
The unit prism 142 (prism layer 143) of this embodiment is made of an ultraviolet curable resin. The
本実施形態のレンズシート14の実施例として、例えば、以下のような各部の寸法を有するレンズシート14を用いることが可能である。実施例のレンズシート14は、単位レンズ144の配列ピッチP4=約70μmであり、その曲率半径が約50μmであり、ランド厚が約10μmである。また、基材層141の厚さT=38μmである。さらに、単位プリズム142は、そのプリズム高さ(単位プリズム142間の谷底となる点から頂点142tまでの厚み方向における寸法)が約60μmであり、ランド厚が約10μmであり、頂角が約60°である。また、単位プリズム142の配列ピッチP2は、巨視的には単位レンズ144の配列ピッチP4と略同ピッチであるが、実施際には、その差の測定が困難な程度に単位レンズ144の配列ピッチP4よりわずかに大きい。そして、単位レンズ144及び単位プリズム142の配列方向における頂点142tと頂点144tとのずれ量Δxが単位レンズ144の配列ピッチP4に対する比Δx/Pは、配列方向(画面左右方向)の中央部でΔx/P4=0(即ち、Δx=0)であり、両端部でΔx/P4=約0.15である。
As an example of the
図1に戻って、制御部15は、光源部12A,12Bの発光を交互に切り替え、かつ、この光源部12A,12Bの発光に同期してLCDパネル11が表示する右眼用映像と左眼用映像とを切り替えるように指示する。即ち、制御部15の指示により、例えば、光源部12Bが消灯して光源部12Aが発光するときにLCDパネル11が右眼用映像を表示し、光源部12Aが消灯して光源部12Bが発光するときにLCDパネル11が左眼用映像を表示する。
本実施形態の制御部15は、LCDパネル11の表示映像の切り替え及び光源部12A,12Bの交互の発光を、所定の周波数で同期しながら行うように指示する。なお、この周波数は、使用するLCDパネル11の特性や使用環境等に応じて、適宜設定してよい。
Returning to FIG. 1, the
The
本実施形態の表示装置10の立体映像の表示方法を説明する。
図1に示す表示装置10において、例えば、光源部12Aが発した光は、導光板13内を進み、導光板13の出射側の面13cから出射し、レンズシート14の単位プリズム142の一方の側面142aに入射する。
単位プリズム142に入射した光は、側面142aに対向する側面142bで全反射して単位レンズ144側へ向かう。そして単位レンズ144から略正面方向に位置する観察者Oの右眼側となる方向へ出射し、LCDパネル11へ入射する。このとき、LCDパネル11は、右眼用映像を表示しているので、観察者Oの右眼へ右眼用映像の光が到達する。一方、光源部12Bは消灯しているので、左眼に到達する光は、非常に少なく、立体映像の視認に影響を与えることはない。
A method for displaying a stereoscopic image of the
In the
The light incident on the
また、光源部12Bが発した光は、導光板13を導波して導光板13の出射側の面13cから出射し、レンズシート14の単位プリズム142の一方の側面142bに入射する。入射した光は、対向する側面142aで全反射して単位レンズ144側へ向かう。そして単位レンズ144から略正面方向に位置する観察者Oの左眼側となる方向へ出射し、LCDパネル11へ入射する。このとき、LCDパネル11は、左眼用映像を表示しているので、観察者Oの左眼へ左眼用映像の光が到達する。一方、光源部12Aは消灯しているので、右眼に到達する光は、非常に少なく、立体映像の視認に影響を与えることはない。
従って、観察者Oの右眼には右眼用映像が届き、左眼には左眼用映像が届き、これらが高速で切り替わるので、観察者Oは、これらの視差映像により裸眼で立体視が行え、3次元映像を観察できる。
The light emitted from the light source unit 12 </ b> B is guided through the
Therefore, the right eye image reaches the right eye of the observer O, the left eye image arrives at the left eye, and these are switched at high speed. Therefore, the observer O can stereoscopically view with the naked eye by these parallax images. Yes, you can observe 3D images.
ここで、単位プリズム142の頂点142tの単位レンズ144の頂点144tに対する配列方向における位置のずれとその作用について説明する。
図3〜5は、配列方向における単位レンズの頂点に対する単位プリズムの頂点の位置のずれとレンズシートからの光の出射強度分布を示す図である。図3〜5において、縦軸は、相対強度であり、ピーク強度を1とした場合の出光強度比率を示し、横軸は画面左右方向におけるシート面に対する出射角度を示しており、正の方向を観察者Oから見た画面左右方向右側、負の方向を観察者Oの画面左右方向左側としている。
図3〜5は、単位プリズム142の頂点142tを観察者Oから見て単位レンズ144の頂点144tの左側に所定量ずらして作製された評価用のレンズシートを面光源装置に用いた場合の光の出射強度分布をシミュレーションにより求めた結果を示している。
各評価用のレンズシートは、単位プリズム142の頂点142tのずれの大きさ(ずれ量Δx)が所定の値で一定である点以外は本実施形態のレンズシート14と略同様の形状である。
Here, the positional shift in the arrangement direction of the
FIGS. 3 to 5 are diagrams showing the positional deviation of the vertexes of the unit prisms with respect to the vertexes of the unit lenses in the arrangement direction and the emission intensity distribution of light from the lens sheet. 3 to 5, the vertical axis represents the relative intensity, the light emission intensity ratio when the peak intensity is 1, and the horizontal axis represents the emission angle with respect to the sheet surface in the horizontal direction of the screen. The right side in the left-right direction of the screen viewed from the observer O and the negative direction are the left side in the left-right direction of the screen of the observer O.
3 to 5 show the light when an evaluation lens sheet produced by shifting the
Each evaluation lens sheet has substantially the same shape as the
このシミュレーションは、評価用のレンズシートのシート面に対して±75°(観察者Oから見て右側から75°、左側から75°)方向から光が入射するものとして行った。シート面に対する入射角度±75°とは、単位プリズム142の配列方向において、本実施形態の光源部12A,12Bからそれぞれ発せられ、導光板13から出射する光の出射角度のピーク方向の光がレンズシート14に入射する入射角度に相当する。この導光板13からの出射角度は、単位プリズム142の配列方向の位置に依らず略一定である。
This simulation was performed on the assumption that light was incident from the direction of ± 75 ° (75 ° from the right side and 75 ° from the left side as viewed from the observer O) with respect to the sheet surface of the lens sheet for evaluation. The incident angle of ± 75 ° with respect to the sheet surface means that light in the peak direction of the emission angle of light emitted from the
図3は、配列方向における単位プリズム142の頂点142tの位置と単位レンズ144の頂点144tの位置とが一致している場合(配列方向における頂点位置のずれ量Δx=0である場合)の光の出射角度分布を示している。
図4(a)は、配列方向における単位レンズ144の頂点144tの位置に対する単位プリズム142の頂点142tの位置のずれ量Δxが、単位レンズ144のピッチP4の5%に相当する(Δx/P4=0.05)場合の光の出射角度分布を示し、図4(b)は、配列方向における単位レンズ144の頂点144tの位置に対する単位プリズム142の頂点142tの位置のすれ量Δxが、単位レンズ144のピッチP4の10%に相当する(Δx/P4=0.10)場合の光の出射角度分布を示している。
FIG. 3 shows the case where the position of the apex 142t of the
In FIG. 4A, the deviation Δx of the position of the
図5(a)は、配列方向における単位レンズ144の頂点144tの位置に対する単位プリズム142の頂点142tの位置のずれ量Δxが、単位レンズ144のピッチP4の15%に相当する(Δx/P4=0.15)場合の光の出射角度分布を示し、図5(b)は、配列方向における単位レンズ144の頂点144tの位置に対する単位プリズム142の頂点142tの位置のずれ量Δxが、単位レンズ144のピッチP4の20%に相当する(Δx/P4=0.20)場合の光の出射角度分布を示している。
In FIG. 5A, the amount of deviation Δx of the position of the
図3に示すように、配列方向において、単位プリズム142の頂点142tの位置と単位レンズ144の頂点144tの位置が一致している場合、入射角度+75°の光(光源部12Aからの光に相当)は、観察者Oから見て右側約2.5度をピークとして出射し、入射角度−75°の光(光源部12Bからの光に相当)は、観察者Oから見て左側約2.5度をピークとして出射している。
しかし、図4,5に示すように、単位プリズム142の頂点142tを単位レンズ144の頂点144tと一致する位置から、それぞれずれ量Δxの単位レンズ144の配列ピッチP4に対する比を5%、10%、15%、20%とし、それぞれ観察者Oから見て左側へずらすことにより、入射角度+75°の光(光源部12Aからの光に相当)及び入射角度−75°の光(光源部12Bからの光に相当)は、いずれもそのピークとなる出射角度が観察者Oからみて右側(中央側)へ移動している。
As shown in FIG. 3, when the position of the apex 142t of the
However, as shown in FIGS. 4 and 5, the ratio of the deviation Δx to the arrangement pitch P4 of the
図4(a)に示すように、ずれ量Δx/P4=0.05では、入射角度+75°の光は、正面方向に対して右側約3.5°をピークとして出射し、入射角度−75°の光は、正面方向に対して左側約1.5°をピークとして出射していた。
また、図4(b)に示すように、ずれ量Δx/P4=10%では、入射角度+75°の光は、正面方向に対して右側約5.5°をピークとして出射し、入射角度−75°の光は、正面方向に対して約0°をピークとして出射していた。
図5(a)に示すように、ずれ量Δx/P4=15%では、入射角度+75°の光は、正面方向に対して右側約7.5°をピークとして出射し、入射角度−75°の光は、正面方向に対して右側約1.5°をピークとして出射していた。
また、図5(b)に示すように、ずれ量Δx/P4=20%では、入射角度+75°の光は、正面方向に対して右側約9.5°をピークとして出射し、入射角度−75°の光は、正面方向に対して右側約2.5°をピークとして出射していた。
上述のように、単位プリズム142の頂点142tのずれ量の比Δx/P4(即ち、ずれ量Δx)が大きくなるにつれて、入射角度±75°の光(光源部12A,12Bからの光に相当)のピークとなる出射角度が観察者Oから見てより右側(中央側)に変化している。しかも、2つのピーク方向のなす角度は略一定である。
As shown in FIG. 4A, when the shift amount is Δx / P4 = 0.05, light having an incident angle of + 75 ° is emitted with a peak at about 3.5 ° on the right side with respect to the front direction, and the incident angle is −75. The light at 0 ° was emitted with a peak at about 1.5 ° on the left side with respect to the front direction.
Further, as shown in FIG. 4B, when the deviation amount Δx / P4 = 10%, light having an incident angle of + 75 ° is emitted with a peak at about 5.5 ° on the right side with respect to the front direction. The 75 ° light was emitted with a peak at about 0 ° with respect to the front direction.
As shown in FIG. 5A, when the deviation amount Δx / P4 = 15%, light having an incident angle of + 75 ° is emitted with a peak at about 7.5 ° on the right side with respect to the front direction, and the incident angle is −75 °. Was emitted with a peak at about 1.5 ° on the right side with respect to the front direction.
Further, as shown in FIG. 5B, when the deviation amount Δx / P4 = 20%, the light having the incident angle of + 75 ° is emitted with the peak at about 9.5 ° on the right side with respect to the front direction, and the incident angle − The 75 ° light was emitted with a peak at about 2.5 ° on the right side with respect to the front direction.
As described above, as the ratio Δx / P4 of the deviation amount of the apex 142t of the unit prism 142 (that is, the deviation amount Δx) increases, light having an incident angle of ± 75 ° (corresponding to light from the
図6は、第1実施形態のレンズシートの画面左右方向各部における光の様子を示す図である。図6(a)は、画面左右方向右側端部での光の様子を示し、図6(b)は、画面左右方向中央での光の様子を示し、図6(c)は、画面左右方向左側端部での光の様子を示している。
図3〜図5に示す結果から、図6に示すように、配列方向において、単位プリズム142の頂点142tが対応する単位レンズ144の頂点144tよりも外側に位置する領域では、そのずれ量の大きさに応じて、光のシート面に対する出射角度方向が、配列方向中央に比べて、内側に傾くことがわかる。
FIG. 6 is a diagram illustrating a state of light in each part of the left and right direction of the screen of the lens sheet of the first embodiment. 6A shows the state of light at the right end of the screen in the left-right direction, FIG. 6B shows the state of light at the center of the screen in the left-right direction, and FIG. The state of light at the left end is shown.
From the results shown in FIGS. 3 to 5, as shown in FIG. 6, in the region in which the
例えば、画面左右方向中央では、図6(b)に示すように、光源部12A,12Bからの光La,Lbは、それぞれ、画面法線方向に対して所定の角度をなす方向へ出射する。
また、画面左右方向右側端部では、図6(a)に示すように、単位プリズムの頂点142tが単位レンズの頂点144tに対して配列方向において右側に位置しており、光La,Lbの出射方向は、画面左右方向中央での出射角度に比べて、いずれも画面左右方向左側(中央側)へ変化する。さらに、画面左右方向左側端部では、図6(c)に示すように、単位プリズムの頂点142tが単位レンズの頂点144tに対して配列方向において左側に位置しており、光La,Lbの出射角度は、画面左右方向中央での出射方向に比べて、いずれも画面左右方向右側(中央側)へ変化している。
そして、光La,Lbの出射角度の中央側への変化量の大きさは、頂点のずれ量Δxに応じて、画面左右方向において中央から両端部側に向かうにつれてしだいに大きくなる。
For example, at the center in the horizontal direction of the screen, as shown in FIG. 6B, the light La and Lb from the
Further, at the right end in the left-right direction of the screen, as shown in FIG. 6A, the
The magnitude of the change in the emission angle of the light La and Lb toward the center gradually increases from the center toward the both ends in the left-right direction of the screen in accordance with the vertex shift amount Δx.
ここで、本実施形態のレンズシート14を用いた本実施形態の表示装置10と、比較例のレンズシートを用いた比較例の表示装置30とを比較する。
図7は、第1実施形態の表示装置と比較例の表示装置とにおける光の出射方向を示す図である。図7(a)は、本実施形態の表示装置10における光の出射方向を示し、図7(b)は、比較例の表示装置30における光の出射方向を示している。なお、図7(a),(b)において、理解を容易にするために表示装置は簡略化して示している。
比較例の表示装置30に用いられるレンズシート(不図示)は、単位プリズムの側面が平面である略二等辺三角柱状であり、単位プリズムは、配列ピッチが単位レンズの配列ピッチに等しく、その頂点は、シート面の法線方向から見て、配列方向の位置によらず単位レンズの頂点と一致している。これらの点が本実施形態とは異なる以外は、比較例のレンズシート及び表示装置30は、本実施形態のレンズシート14及び表示装置10と略同様の形状である。
Here, the
FIG. 7 is a diagram illustrating light emission directions in the display device of the first embodiment and the display device of the comparative example. FIG. 7A shows the light emission direction in the
The lens sheet (not shown) used in the
比較例の表示装置30では、図7(b)に示すように、画面左右方向において中央部分は、左眼用映像の光Lbが左眼に、右眼用映像の光Laが右眼に届くので、立体視が可能であり、観察者Oは、明るく良好な3次元映像が観察できる。
しかし、比較例の表示装置30では、画面左右方向の両端部において、右眼用映像の光La及び左眼用映像の光bの出射方向は、画面左右方向の中央における出射方向と同じである。そのため、比較例の表示装置30では、画面左右方向両端部から出射した光は、観察者Oに届く量が大幅に低減し、観察者Oから見て画面左右方向両端部が暗くなって映像が観察できなかったり、画面左右方向両端部から出射した右眼用映像の光が左眼に届くといったクロストークが生じて画面左右方向両端部の立体視が不完全なものとなり、3次元映像が観察できなかったりするという問題が生じ、3次元映像の画質の低下が生じる。
In the
However, in the
これに対して、レンズシート14を備える本実施形態の表示装置10では、配列方向における中央部は、図7(a)に示すように、左眼用映像の光Lb及び右眼用映像の光Laはそれぞれ所定の方向に出射されており、左眼用映像の光Lbが左眼に、右眼用映像の光Laが右眼に届き、観察者Oは、立体視が可能であり、明るく良好な3次元映像が観察できる。
また、画面左右方向両端部では、図7(a)に示すように、それぞれの映像光La,Lbは、その出射角度が画面左右方向中央側(内側)へ傾いている。またその傾きは、画面左右方向両端部側に向かうにつれて大きくなっている。
On the other hand, in the
Further, as shown in FIG. 7A, the emission angles of the respective video lights La and Lb are inclined toward the center side (inside) in the left-right direction of the screen at both ends in the left-right direction of the screen. In addition, the inclination increases as it goes toward both ends of the screen in the left-right direction.
これは、前述の図3〜図6に示したように、画面配列方向において中央部から外側に向かうにつれて、本実施形態の単位プリズム142の頂点142tがより外側に位置するように形成したことにより、単位レンズ144から出射する光は、その配列方向における位置が外側になるほど内側(配列方向中央側)に向かって出射することに起因する。
これにより、本実施形態の表示装置10であれば、画面左右方向両端部から出射した光であっても、観察者O側に届くので、画面左右方向の位置に依らず、明るい映像が観察される。また、右眼用映像は右眼に、左眼用映像は左眼に届くので、クロストークは大幅に低減され、画面の位置に依らず良好な3次元映像が観察される。従って、本実施形態によれば、良好な3次元映像を提供できる。
This is because the
Thereby, in the
以上のことから、本実施形態によれば、画面左右方向において両端部の映像が暗くなるような輝度の不均一性や、画面左右方向両端部における3次元映像の視認性の低下を極力低減でき、明るく良好な3次元映像を表示可能なレンズシート14、これを備える面光源装置及び透過型表示装置を提供できる。
また、配列方向における単位プリズム142の頂点142tの単位レンズ144の頂点144tに対する位置のずれ量Δxの大きさ、即ち、単位プリズム142の配列ピッチP2及び単位レンズ144の配列ピッチP4を調整することにより、画面サイズや観察距離等に応じた対応が容易に行える。
From the above, according to the present embodiment, it is possible to reduce as much as possible the non-uniformity of brightness that darkens the images at both ends in the left-right direction of the screen and the reduction in the visibility of 3D images at both ends in the left-right direction of the screen. Thus, it is possible to provide a
Further, by adjusting the amount of positional deviation Δx of the
(第2実施形態)
図8は、第2実施形態のレンズシートの形状を説明する図である。図8(a)は、第2実施形態のレンズシート24のシート面に直交して単位プリズム142及び単位レンズ144の配列方向(画面左右方向)に平行な断面を示している。図8(b)は、図8(a)の断面において、配列方向における一方の端部(観察者Oから見て画面左右方向右側端部)の拡大図であり、図8(c)は、図8(a)の断面において、配列方向の中央(画面左右方向中央)の拡大図であり、図8(d)は、図8(a)の断面において、配列方向における他方の端部(観察者Oから見て画面左右方向左側端部)の拡大図である。
第2実施形態のレンズシート24は、単位プリズム242の形状が第1実施形態に示した単位プリズム142とは異なる点以外は、前述のレンズシート14と略同様の形態である。従って、前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
第2実施形態のレンズシート24は、単位レンズ144が配列されたレンズ層145と、基材層141と、単位プリズム242が配列されたプリズム層243を備えている。このレンズシート24は、第1実施形態のレンズシート14と同様に、面光源装置及び表示装置10に用いることができる。
(Second Embodiment)
FIG. 8 is a diagram illustrating the shape of the lens sheet of the second embodiment. FIG. 8A shows a cross section orthogonal to the sheet surface of the
The
The
プリズム層243は、基材層141の入射側の面に形成され、その入射側の面には単位プリズム242が複数配列されている。単位プリズム242は、略二等辺三角柱状であるが、その側面242a,242bは、入射側(導光板13側)から見て凹となる凹曲面であり、単位プリズム142の谷底となる点で側面242a,242bは滑らかに繋げられている。単位プリズム242の側面242aとこれに隣接する単位プリズム242の側面242bがなす曲面は、図8に示す断面において、略放物線状である。なお、単位プリズム242の配列方向に平行であってシート面に直交する断面において、隣り合う単位プリズム242の側面242a,242bが形成する曲線は、略カテナリー曲線状であってもよい。
The
この単位プリズム242は、単位レンズ144の配列方向に平行な方向に配列されている。単位プリズム242は、その配列方向における位置によらず、その形状が一定である。単位プリズム242の配列ピッチP2は、その配列方向における位置に依らず一定であり、単位レンズ144の配列ピッチP4よりも大きい。なお、本実施形態では、単位プリズム242形状が一定である例を示したが、これに限らず、単位プリズム242は、形状変化していてもよい。
単位プリズム242の頂点242tは、配列方向中央ではシート面の法線方向から見て、単位レンズ144の頂点144tと一致している。しかし、配列方向に沿って端部側となるにつれて、単位プリズム242の頂点242tは、しだいに頂点144tに対してより端部側(外側)に位置し、そのずれ量Δxも大きくなる。
The unit prisms 242 are arranged in a direction parallel to the arrangement direction of the
The
この単位プリズム242の頂点242tは、画面配列方向中央において、単位レンズ144側から平行光を照射した場合の単位レンズの焦点位置よりも基材層141側に位置していてもよいし、焦点位置に一致していてもよい。焦点位置より基材層側に頂点242tが位置していた場合にも、本実施形態の単位プリズム242であれば、導光板からの光を効率よく出射側へ立ち上げることができる。
The
本実施形態のレンズシート24の実施例として、例えば、以下のような各部の寸法を有するレンズシート24を用いることが可能である。実施例のレンズシート24は、単位レンズ144の配列ピッチP4=約70μmであり、その曲率半径が約50μmであり、ランド厚が約10μmである。また、基材層141の厚さT=38μmである。さらに、単位プリズム242は、そのプリズム高さ(単位プリズム242間の谷底となる点から頂点242tまでの厚み方向における寸法)が約30μmであり、ランド厚が約15μmであり、単位プリズム242の配列ピッチP2は、巨視的には単位レンズ144の配列ピッチP4と略同ピッチであるが、実施際には、その差の測定が困難な程度に単位レンズ144の配列ピッチP4よりわずかに大きい。そして、単位レンズ144及び単位プリズム242の配列方向における頂点144tと頂点242tとのずれ量Δxが単位レンズ144の配列ピッチP4に対する比Δx/Pは、配列方向(画面左右方向)の中央部でΔx/P4=0(即ち、Δx=0)であり、両端部でΔx/P4=0.15である。
As an example of the
このような形態とした場合にも、前述の第1実施形態と同様に、画面左右方向における両端部での輝度の低下や3次元映像の視認性の低下等を極力低減することができ、観察者に対してより良好な3次元映像を表示できる。
また、本実施形態のレンズシート24では、単位プリズム242の側面が凹曲面となっているので、単位プリズム242への頂点242t近傍に入射する光束を、入射時及び全反射時に、その側面の凹曲面形状によって出射方向を広げることができる。従って、本実施形態のレンズシート24を表示装置10に用いることにより、側面が平面からなる単位プリズムを使用した場合に生じやすい映像の筋感やモアレの改善効果が期待できる。さらに、単位プリズムの頂点近傍の形状や寸法の精度がそれほど高くない場合にも、観察者O側へ光を立ち上げることができる。
Even in such a configuration, as in the first embodiment described above, it is possible to reduce luminance reduction at both ends in the left-right direction of the screen, reduction in visibility of 3D video, and the like as much as possible. Better 3D images can be displayed to the user.
Further, in the
(変形形態)
以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
(1)各実施形態において、単位レンズ144は、略円柱状のシリンドリカルレンズである例を示したが、これに限らず、例えば、長軸がシート面に直交する楕円柱形状の一部形状としてもよい。
(Deformation)
Without being limited to the embodiments described above, various modifications and changes are possible, and these are also within the scope of the present invention.
(1) In each embodiment, the
(2)各実施形態において、図2及び図8等に示すように、単位プリズム142,242は、頂点142t,242tを含む先端部が尖った形状である例を示したが、これに限らず、例えば、その先端部が導光板13側(入射側)に凸となる曲面によって形成される形態としてもよい。このような形態とすることにより、単位プリズム142,242の先端部が破損し難くなる。
(2) In each embodiment, as shown in FIG. 2 and FIG. 8 and the like, the
(3)各実施形態において、単位レンズ144は、配列方向のにおいてピッチが一定である例を示したが、これに限らず、例えば、単位プリズムの配列ピッチP2を一定とし、単位レンズ144の配列ピッチP4を配列方向において変化させる等、調整した形態としてもよい。
(3) In each embodiment, the
(4)各実施形態において、レンズシート14,24の単位レンズ144は、基材層141の出射側に紫外線硬化型樹脂によって形成される例を示したが、これに限らず、例えば、レンズ層145(単位レンズ144)及び基材層141を、熱可塑性樹脂製とし、押し出し成形すること等により一体に成形してもよい。このような形態とすることにより、一度に基材層141及び単位レンズが形成されるので製造が容易である。
(4) In each embodiment, the
(5)各実施形態において、基材層141は、PET樹脂製である例を示したが、これに限らず、例えば、PC樹脂や、TAC(トリアセチルセルロース),PEN(ポリエチレンナフタレート)樹脂製のシート状の部材を用いることができる。
(5) In each embodiment, although the
(6)各実施形態において、導光板13は、その背面側の面に印刷等により拡散作用を有するドット(不図示)が形成されている例を示したが、これに限らず、例えば、その背面側の面や出射側(LCDパネル11側)の面に各種の単位レンズ等が配列された形態としてもよいし、その背面にドット等を備えていない形態としてもよい。また、導光板13は、拡散材等を含有する形態としてもよい。
(6) In each embodiment, the
(7)各実施形態において、表示装置10は、LCDパネル11の画面サイズが対角2.8インチである例を示したが、これに限らず、より大きな画面サイズ、例えば、対角4インチや7インチのものとしてもよいし、より小さいサイズにしてもよい。このような大きな画面サイズの場合、特に画面左右方向の両端部でのクロストークによる3次元映像の視認性の低下や映像の輝度の低下が問題となりやすいが、各実施形態のレンズシート14,24を採用することにより、それらの問題を改善し、より良好な3次元映像を表示できる。
(7) In each embodiment, the
(8)各実施形態において、光源部12A,12Bは、発光源をLED光源とし、ライトガイドと組み合わせて用いる例を示したが、これに限らず、例えば、光源部として冷陰極管を用いてもよい。このとき、冷陰極管と導光板13との間に冷陰極管からの光を遮蔽可能なシャッターを設け、このシャッターの開閉とLCDパネル11の映像の表示とを同期させる形態としてもよい。さらに、LED等の点光源が、入光面13a,13bに沿って複数配列されている形態としてもよい。
(8) In each embodiment, although the
なお、本実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した各実施形態によって限定されることはない。 In addition, although this embodiment and modification can also be used in combination as appropriate, detailed description is abbreviate | omitted. Further, the present invention is not limited by the embodiments described above.
10 表示装置
11 LCDパネル
12A,12B 光源部
13 導光板
14,24 レンズシート
141 基材層
142,242 単位プリズム
143,243 プリズム層
144 単位レンズ
145 レンズ層
15 制御部
DESCRIPTION OF
Claims (9)
シート状の基材層と、
前記基材層の出射側に、略円柱形状の一部形状又は略楕円柱形状の一部形状である凸形状の単位レンズが複数配列されて形成されたレンズ層と、
前記基材層の入射側に、凸形状の単位プリズムが複数配列されて形成されたプリズム層と、
を備え、
前記単位プリズムは、略三角柱状であり、前記単位レンズの配列方向と平行な方向に複数配列され、前記基材層を介して、1つの前記単位レンズに対して1つの前記単位プリズムが対応しており、
前記単位レンズの配列方向の中央においては、前記単位プリズムとそれに対応する前記単位レンズとは、シート面の法線方向から見てその頂点の位置が一致しており、
前記単位レンズの配列方向中央から端部に向かうにつれて、しだいに前記単位プリズムの頂点が前記単位レンズの頂点に対してより該端部側に位置し、シート面の法線方向から見て、前記単位レンズの頂点とその単位レンズに対応する前記単位プリズムの頂点との前記単位レンズの配列方向におけるずれ量がしだいに大きくなっていること、
を特徴とするレンズシート。 Used for a surface light source device that irradiates a transmissive display unit of a transmissive display device capable of displaying a stereoscopic image by alternately emitting right-eye video light and left-eye video light in predetermined directions. A lens sheet with optical shapes formed on both sides,
A sheet-like base material layer;
A lens layer formed by arranging a plurality of convex unit lenses having a substantially cylindrical partial shape or a substantially elliptical columnar partial shape on the emission side of the base material layer;
A prism layer formed by arranging a plurality of convex unit prisms on the incident side of the base material layer;
With
The unit prisms are substantially triangular prisms, and a plurality of unit prisms are arranged in a direction parallel to the arrangement direction of the unit lenses, and one unit prism corresponds to one unit lens through the base material layer. And
In the center of the arrangement direction of the unit lenses, the unit prism and the unit lens corresponding to the unit lenses have the same vertex position when viewed from the normal direction of the sheet surface,
As the unit lens is arranged from the center in the arrangement direction toward the end, the apex of the unit prism is gradually positioned closer to the end with respect to the apex of the unit lens, and viewed from the normal direction of the sheet surface, The amount of deviation in the arrangement direction of the unit lens between the vertex of the unit lens and the vertex of the unit prism corresponding to the unit lens gradually increases.
Lens sheet characterized by
前記単位プリズムの配列ピッチは、前記単位レンズの配列ピッチよりも大きいこと、
を特徴とするレンズシート。 The lens sheet according to claim 1,
The arrangement pitch of the unit prisms is larger than the arrangement pitch of the unit lenses;
Lens sheet characterized by
前記単位プリズムの配列ピッチは、一定であり、
前記単位レンズの配列ピッチは、その配列方向において、中央から両端部に向かうにつれてしだいに小さくなること、
を特徴とするレンズシート。 The lens sheet according to claim 1,
The arrangement pitch of the unit prisms is constant,
The arrangement pitch of the unit lenses gradually decreases in the arrangement direction from the center toward both ends.
Lens sheet characterized by
前記単位プリズムの頂点は、その配列方向において、該単位プリズムに対応する前記単位レンズのレンズ幅内に位置すること、
を特徴とするレンズシート。 In the lens sheet according to any one of claims 1 to 3,
The vertex of the unit prism is located within the lens width of the unit lens corresponding to the unit prism in the arrangement direction thereof;
Lens sheet characterized by
前記単位プリズムの側面は、凹曲面であること、
を特徴とするレンズシート。 In the lens sheet according to any one of claims 1 to 4,
A side surface of the unit prism is a concave curved surface;
Lens sheet characterized by
前記単位プリズムの頂点は、前記単位レンズの配列方向の中央において、前記単位レンズ側から平行光を照射した場合の該平行光の焦点位置よりも、該レンズシートの厚み方向において前記基材層側に位置すること、
を特徴とするレンズシート。 The lens sheet according to claim 5,
The vertex of the unit prism is at the base layer side in the thickness direction of the lens sheet than the focal position of the parallel light when the parallel light is irradiated from the unit lens side at the center in the arrangement direction of the unit lenses. Located in the
Lens sheet characterized by
前記単位プリズムは、電離放射線硬化型樹脂製であること、
を特徴とするレンズシート。 In the lens sheet according to any one of claims 1 to 6,
The unit prism is made of ionizing radiation curable resin;
Lens sheet characterized by
前記レンズシートに対して前記プリズム層側に配置される導光板と、
前記単位プリズムの配列方向における前記導光板の両端面に対向する位置にそれぞれ配置される第1の光源部及び第2の光源部と、
を備る面光源装置。 The lens sheet according to any one of claims 1 to 7,
A light guide plate disposed on the prism layer side with respect to the lens sheet;
A first light source part and a second light source part respectively disposed at positions facing both end faces of the light guide plate in the arrangement direction of the unit prisms;
A surface light source device.
前記面光源装置により背面側から照明される透過型表示部と、
を備え、
前記第1の光源部及び前記第2の光源部は、交互に点灯と消灯と繰り返し、
前記透過型表示部は、
前記第1の光源部が点灯して前記第2の光源部が消灯する場合に、右眼用映像を表示し、
前記第2の光源部が点灯して前記第1の光源部が消灯する場合に、左眼用映像を表示し、
前記第1の光源部及び前記第2の光源部の点灯及び消灯に同期して、表示する映像を切り替えること、
を特徴とする透過型表示装置。 A surface light source device according to claim 8,
A transmissive display unit illuminated from the back side by the surface light source device;
With
The first light source unit and the second light source unit are alternately turned on and off repeatedly,
The transmissive display unit is
When the first light source unit is turned on and the second light source unit is turned off, a right eye image is displayed,
When the second light source unit is turned on and the first light source unit is turned off, an image for the left eye is displayed,
Switching the video to be displayed in synchronization with turning on and off of the first light source unit and the second light source unit;
A transmissive display device characterized by the above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011133683A JP2013003321A (en) | 2011-06-15 | 2011-06-15 | Lens sheet, surface light source device and transmission type display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011133683A JP2013003321A (en) | 2011-06-15 | 2011-06-15 | Lens sheet, surface light source device and transmission type display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013003321A true JP2013003321A (en) | 2013-01-07 |
Family
ID=47671965
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011133683A Pending JP2013003321A (en) | 2011-06-15 | 2011-06-15 | Lens sheet, surface light source device and transmission type display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013003321A (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007504974A (en) * | 2003-09-09 | 2007-03-08 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | Fine replica goods |
JP2009037205A (en) * | 2007-04-18 | 2009-02-19 | Rohm & Haas Denmark Finance As | Double-sided turning film |
WO2009117267A1 (en) * | 2008-03-19 | 2009-09-24 | 3M Innovative Properties Company | Autostereoscopic display with fresnel lens element |
-
2011
- 2011-06-15 JP JP2011133683A patent/JP2013003321A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007504974A (en) * | 2003-09-09 | 2007-03-08 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | Fine replica goods |
JP2009037205A (en) * | 2007-04-18 | 2009-02-19 | Rohm & Haas Denmark Finance As | Double-sided turning film |
WO2009117267A1 (en) * | 2008-03-19 | 2009-09-24 | 3M Innovative Properties Company | Autostereoscopic display with fresnel lens element |
JP2011519052A (en) * | 2008-03-19 | 2011-06-30 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | Autostereoscopic display with Fresnel lens elements |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5545068B2 (en) | Light source device and stereoscopic display device | |
JP4998644B2 (en) | 3D display device | |
US9538165B2 (en) | Image display apparatus | |
JP4930631B2 (en) | 3D display device | |
US9274346B2 (en) | Multi-view auto-stereoscopic display | |
JP5747641B2 (en) | 3D image display device | |
US20140036529A1 (en) | Light source device, display unit, and electronic apparatus | |
JP5589674B2 (en) | Surface light source device, transmissive display device | |
JP2012221664A (en) | Display device | |
JP2013076725A (en) | Light source device, display apparatus and electronic equipment | |
JP2012155211A (en) | Light source device and display device | |
WO2013069405A1 (en) | Illumination device, display device and electronic device | |
JP2013083904A (en) | Light source device, display device and electronic apparatus | |
JP2014103049A (en) | Light source device, display apparatus and electronic equipment | |
JP2012226294A (en) | Light source device, display, and electronic apparatus | |
JP2012226199A (en) | Light source device and display | |
JP2013104916A (en) | Display apparatus and electronic device | |
JP2013105005A (en) | Light source device, display device, and electronic apparatus | |
JP2013104915A (en) | Light source device, display device, and electronic apparatus | |
WO2018168086A1 (en) | Display method and display device | |
JP2013003320A (en) | Lens sheet, surface light source device, transmission type display device and manufacturing method of lens sheet | |
WO2014148099A1 (en) | Light source device, display apparatus, and electronic apparatus | |
JP2013003321A (en) | Lens sheet, surface light source device and transmission type display device | |
WO2014112258A1 (en) | Display device and electronic device | |
JP2012058275A (en) | Method for manufacturing lens sheet, lens sheet, surface light source device and transmissive display device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140417 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150120 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150127 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150327 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20150811 |