JP2019139227A - 立体映像液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
なお、特許文献2、3は、後述の本発明の実施形態において参考とした文献である。
液晶表示パネルと、
レンチキュラーレンズと
を備えたことを特徴とする立体映像液晶表示装置である。
前記液晶表示パネルは、各要素画像の視差数分の画素を具備し、
前記レンチキュラーレンズは、前記液晶表示パネルの各要素画像の視差数分の画素の個数である各要素画像の視差数Nおよび前記画素の個々の配置領域の水平方向長さLに対し、
p=L×N
を満たすレンチキュラーレンズピッチ長さpを有する
ことを特徴とする。
前記平行光束出射手段と、前記液晶表示パネルと、前記レンチキュラーレンズとをこの順に備え、
前記液晶表示パネルは、前記平行光束出射手段から出射された平行光束をバックライトとして入射する偏光板と、該偏光板からの出射光束を入射して強度変調する液晶層とを具備し、
前記各要素画像の視差数分の画素は、その個々が前記液晶層からの出射光束を入射して色変調を行う色成分RGBサブ画素からなり、色変調した光束を、前記バックライトの入射方向と同じ方向に、前記画素の個々に対応した視差光束として出射し、
前記レンチキュラーレンズは、前記液晶表示パネルの出射面に配置されており、前記画素の個々から出射される光束である各視差光束を入射し、入射した水平方向位置に対応して、出射する水平方向位置ごとに出射角度が異なる光束に変換して出射する、
ことを特徴とする。
前記平行光束出射手段と、前記レンチキュラーレンズと、前記液晶表示パネルとをこの順に備え、
前記レンチキュラーレンズは、前記平行光束出射手段から出射された平行光束をバックライトとして形状側から入射し、入射した水平方向位置に対応して、出射する水平方向位置ごとに出射角度が異なる光束に変換して平坦側から出射し、
前記液晶表示パネルは、前記レンチキュラーレンズの平坦側の面に配置されており、前記レンチキュラーレンズから出射された、出射する水平方向位置ごとに出射角度が異なる光束を入射する偏光板と、該偏光板からの出射光束を入射して強度変調する液晶層とを具備し、
前記各要素画像の視差数分の画素は、その個々が前記液晶層からの出射光束を入射して色変調を行う色成分RGBサブ画素からなり、色変調した光束を、前記レンチキュラーレンズからの入射方向と同じ方向に、前記画素の個々に対応した視差光束として出射する、
ことを特徴とする。
前記レンチキュラーレンズの形状側を前記液晶表示パネルの出射側と対向させたことを特徴とする。
前記レンチキュラーレンズの形状側が入射側となっており、
前記レンチキュラーレンズの厚さdが当該レンチキュラーレンズの焦点距離f×レンチキュラーレンズの屈折率nと等しいことを特徴とする。
第7の発明は、第5または第6の発明において、
前記レンチキュラーレンズの平坦側の面に密着したヘーズ率4〜40%の表面形状拡散フィルムを具備したことを特徴とする。
前記平行光束出射手段が、前記平行光束を複数種類出射することを特徴とする。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態の1例を示す説明図である。この図は第1、第2および第3の発明の特徴を示している。すなわち、図1の例は、輝度が均一で、方向が揃った平行光束を出射する平行光束出射手段1と、液晶表示パネル2と、レンチキュラーレンズ4とをこの順に備えている。
前記液晶表示パネルに係る偏光板、液晶層、画素3および色成分RGBサブ画素は、いずれも技術常識の範囲内から、構成材料および構成方法を適宜選択して構成することができる。
とはいえ、本発明では、液晶表示パネル2へ入射するバックライトが平行光束であるゆえ、画素3から出射光束は、その拡がりが小さいため、視差光束のほとんどが画素3の正面のシリンドリカルレンズ5から出射し、両隣のシリンドリカルレンズ5a、5bから出射する光束部分は無視できる程度に小さい。
0.9×f2≦S2≦1.1×f2 ‥‥(2)
ここで、具体的には、焦点距離f1が例えば21.17mm、焦点距離f2が例えば600mmである場合、間隔S2は、600mmとするのが好ましい。また、間隔S1は、1/(1/21.17−1/600)=21.94mmとするのが好ましい。
(第2の実施形態)
次に、図1Bは、本発明の第2の実施形態の1例を示す説明図である。この図は、第1、第2、第4および第6の発明の特徴を示している。すなわち、図1Bの例では、平行光束出射手段1と、レンチキュラーレンズ4と、液晶表示パネル2とをこの順に備える。
なお、図1Bの例のように、光束をレンチキュラーレンズ4の形状側から入射させ、平坦側から出射させる場合、d=f×nである形態(図1B)に代えて、d>f×nである形態(図示せず)とすることにより、焦点面6をレンチキュラーレンズ4の内部に配位し、レンチキュラーレンズ4の形状側の面と画素3との距離を短縮して、立体映像液晶表示装置の全体の厚さをより薄くすることもできる。また、d<f×nである形態(図示せず)としてもよい。
(第3の実施形態)
次に、図3は、第3の実施形態の1例を示している。この図に例示されるとおり、第3の実施形態では、第1の実施形態において、第5の発明に則り、レンチキュラーレンズ4の形状側を液晶表示パネル2との密着側とした。なお、図1、図1Aの例では、図3とは違って、レンチキュラーレンズ4の平坦側を液晶表示パネル2との密着側とした。
(第4の実施形態)
次に、図4は、本発明の第4の実施形態の1例を示している。第4の実施形態では、例えば図4のように、第1の実施形態において、第6の発明に則り、レンチキュラーレンズ4の形状側が入射側となるようにし、レンチキュラーレンズ4の厚さdをレンチキュラーレンズ4の焦点距離f×レンチキュラーレンズの屈折率nに等しくした。すなわち、d=f×nとした。これにより、各視差光束がレンチキュラーレンズ4の平坦側の表面で集光し、屈折率の違いにより空気中に大きな角度で出射されるようになるので、立体映像の水平視野角(X方向の視野角)を拡げる効果がもたらされる。なお、例えば前掲図1Bで説明したように、第2の実施形態において、d=f×nとしてもよい。
(第5の実施形態)
次に、図5は、第5の実施形態の1例を示している。図5の例は、第4の実施形態(d=f×n)において、第7の発明に則り、レンチキュラーレンズ4の平坦側の面に密着したヘーズ率4〜40%の表面形状拡散フィルム10を具備した例である。ただし、第7の発明は、d=f×nの場合に限らず、例えば図3のようなd≠f×nの場合にも、レンチキュラーレンズの平坦側の面にヘーズ率4〜40%の表面形状拡散フィルムを具備した形態(図示せず)をも含む。表面形状拡散フィルム10の厚さは、機械的強度の観点から、50μm以上150μm以下とするのが好ましい。
(第6の実施形態)
次に、図6は、第6の実施形態の1例を示している。第6の実施形態は、第1〜5の実施形態のいずれか1つにおいて、第8の発明に則り、前記平行光束出射手段が、2種類の平行光束を出射するものとした場合の形態である。平行光束の種類は平行光束の主光線方向によって区別される。なお、視差光束の種類も視差光束の主光線方向によって区別される。
(第7の実施形態)
次に、図8は、第7の実施形態の1例を示している。第7の実施形態は、第1〜5の実施形態のいずれか1つにおいて、第8の発明に則り、前記平行光束出射手段が、3種類の平行光束を出射するものとした場合の形態である。平行光束の種類は平行光束の主光線方向によって区別される。なお、視差光束の種類も視差光束の主光線方向によって区別される。
この例ではレンチキュラーレンズ4と同一ピッチ内に水平方向(X方向)の視差数N=9個分の画素3が配置されている。3種類の平行光束は、液晶表示パネル2の背面へ垂直に入射する平行光束B、および、左右いずれか一方と他方とからそれぞれ斜めに入射する平行光束A、平行光束Cの3種類である。平行光束A、B、Cはそれぞれ、レンチキュラーレンズ4を通過後、レンチキュラーレンズ4の後方の焦点面6内の集光点A、B、Cに集光し、その後通過域を拡大しつつ進行する。なお、レンチキュラーレンズ4の前方の焦点面(図示せず)内の同一点を通ってレンチキュラーレンズ4に入射した光(光線)はレンチキュラーレンズ4を通過後互いに平行光(互いに平行な光線)となる。
2 液晶表示パネル
3 画素(各要素画像の視差数分の画素)
4 レンチキュラーレンズ
5 シリンドリカルレンズ
6 焦点面
10 表面形状拡散フィルム
20、20A LED(発光ダイオード)
21、21A 光整形ロッド
22、22A 投射レンズ
23 凹面反射ミラー
23S 接平面
24 プリズム反射板
26、26A 平面ミラー
30 第1の光学系
30A 第2の光学系
40A、40B、40C 投光ユニット
50 直下型バックライト装置(従来に係る)
52 液晶表示パネル(従来に係る)
53 画素(従来に係る)
54 レンチキュラーレンズ(従来に係る)
55、55a、55b シリンドリカルレンズ(従来に係る)
Claims (8)
- 輝度が均一で、方向が揃った平行光束を出射する平行光束出射手段と、
液晶表示パネルと、
レンチキュラーレンズと
を備えたことを特徴とする立体映像液晶表示装置。 - 前記液晶表示パネルは、各要素画像の視差数分の画素を具備し、
前記レンチキュラーレンズは、前記液晶表示パネルの各要素画像の視差数分の画素の個数である各要素画像の視差数Nおよび前記画素の個々の配置領域の水平方向長さLに対し、
p=L×N
を満たすレンチキュラーレンズピッチ長さpを有する
ことを特徴とする請求項1に記載の立体映像液晶表示装置。 - 前記平行光束出射手段と、前記液晶表示パネルと、前記レンチキュラーレンズとをこの順に備え、
前記液晶表示パネルは、前記平行光束出射手段から出射された平行光束をバックライトとして入射する偏光板と、該偏光板からの出射光束を入射して強度変調する液晶層とを具備し、
前記各要素画像の視差数分の画素は、その個々が前記液晶層からの出射光束を入射して色変調を行う色成分RGBサブ画素からなり、色変調した光束を、前記バックライトの入射方向と同じ方向に、前記画素の個々に対応した視差光束として出射し、
前記レンチキュラーレンズは、前記液晶表示パネルの出射面に配置されており、前記画素の個々から出射される光束である各視差光束を入射し、入射した水平方向位置に対応して、出射する水平方向位置ごとに出射角度が異なる光束に変換して出射する、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の立体映像液晶表示装置。 - 前記平行光束出射手段と、前記レンチキュラーレンズと、前記液晶表示パネルとをこの順に備え、
前記レンチキュラーレンズは、前記平行光束出射手段から出射された平行光束をバックライトとして形状側から入射し、入射した水平方向位置に対応して、出射する水平方向位置ごとに出射角度が異なる光束に変換して平坦側から出射し、
前記液晶表示パネルは、前記レンチキュラーレンズの平坦側の面に配置されており、前記レンチキュラーレンズから出射された、出射する水平方向位置ごとに出射角度が異なる光束を入射する偏光板と、該偏光板からの出射光束を入射して強度変調する液晶層とを具備し、
前記各要素画像の視差数分の画素は、その個々が前記液晶層からの出射光束を入射して色変調を行う色成分RGBサブ画素からなり、色変調した光束を、前記レンチキュラーレンズからの入射方向と同じ方向に、前記画素の個々に対応した視差光束として出射する、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の立体映像液晶表示装置。 - 前記レンチキュラーレンズの形状側を前記液晶表示パネルの出射側と対向させたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の立体映像液晶表示装置。
- 前記レンチキュラーレンズの形状側が入射側となっており、
前記レンチキュラーレンズの厚さdが当該レンチキュラーレンズの焦点距離f×レンチキュラーレンズの屈折率nと等しいことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の立体映像液晶表示装置。 - 前記レンチキュラーレンズの平坦側の面に密着したヘーズ率4〜40%の表面形状拡散フィルムを具備したことを特徴とする請求項5または6に記載の立体映像液晶表示装置。
- 前記平行光束出射手段が、前記平行光束を複数種類出射することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の立体映像液晶表示装置。
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