JP3585781B2 - 3D display device - Google Patents

3D display device Download PDF

Info

Publication number
JP3585781B2
JP3585781B2 JP24449499A JP24449499A JP3585781B2 JP 3585781 B2 JP3585781 B2 JP 3585781B2 JP 24449499 A JP24449499 A JP 24449499A JP 24449499 A JP24449499 A JP 24449499A JP 3585781 B2 JP3585781 B2 JP 3585781B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
light guide
light source
wedge
prism film
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP24449499A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001066547A (en
Inventor
雅裕 馬場
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP24449499A priority Critical patent/JP3585781B2/en
Publication of JP2001066547A publication Critical patent/JP2001066547A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3585781B2 publication Critical patent/JP3585781B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、立体表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の立体表示装置は、観察者の左右眼に各々の視点からの画像(以下、視差像)を提示する二眼式が、一般的である。この観察者の左右眼に各々の視差像を提示する方法としては、大別して眼鏡を利用する方式と眼鏡無し方式の二つが挙げられる。
【0003】
眼鏡を使用する方法としては、例えば、シャッタ眼鏡を使用する方法と、表示の偏光方向制御及び偏光眼鏡を使用する方法の2つが挙げられる。
【0004】
シャッタ眼鏡を使用する方法では、表示装置に左右の視差像を交互に表示する。一方、観察者が装着している眼鏡には、左右眼の光の透過・不透過を制御する光シャッタが設けられている。この光シャッタは、表示に同期して駆動され、観察者の左右眼に各々の視差像が届くようにしている。
【0005】
表示の偏光方向制御及び偏光眼鏡を使用する方法では、表示装置前面に光の偏光方向をスイッチングする素子が設けられ、一方で、観察者は偏光眼鏡を使用する。表示装置前面に設置したスイッチング素子は、表示の偏光方向を0度と90度方位とに切り替える。表示装置には、シャッタ眼鏡の方法と同様に、左右の視差像を時間的に交互に表示する。それに同期して表示装置前面に配置したスイッチング素子を駆動することで特定の偏光方向を有する表示を行う。観察者は、左右の偏光方位が0度と90度の偏光板をつけた偏光眼鏡を装着しているので、左右の視差像を各々の目で見ることができる。
【0006】
眼鏡を使用しない方法としては、レンチキュラーレンズやパララックスバリアを使用する方法がある。この方法では、表示装置は垂直画素ライン毎に左右用の視差像を表示する。その各々の画素ラインより出射する光が、それぞれ観察者の左右眼に導かれるように、表示装置前面にレンチキュラーレンズやパララックスバリアを設置している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記の様に、立体表示装置は大別して眼鏡を利用する方式と眼鏡無しの方式の二つがある。眼鏡を利用する方法は立体表示を観察者に提示するためには、観察者が眼鏡を装着しなければならず、観察者にとって、眼鏡装着による不快感や煩わしさの原因となる。
【0008】
また、眼鏡を利用しない方式は、表示装置の垂直画素ライン毎に左右の視差像を表示する必要があるため、画像が表示装置の1行の画素数が右用、左用に分担され、半分の画素数の画像となってしまう。
【0009】
そこで本発明は、眼鏡を利用することなく、表示装置の画素数と同数の画素数を有する立体画像の表示を実現する立体表示装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題に鑑み、本発明においては、第1辺における厚さが前記第1辺に対向する第2辺における厚さよりも厚く形成された第1楔型導光体及び第2楔型導光体を備え、前記第1楔型導光体の前記第1辺と前記第2導光体の前記第2辺を重ねあわせてなる導光体と、前記第1楔型導光体の第1辺に設けられた第1光源と、前記第2楔型導光体の第1辺に設けられた第2光源と、前記導光体上に設置され、前記導光体より出射する前記第1光源及び前記第2光源の光を、それぞれ第1、第2の視差に対応する角度に変換するプリズムフィルムと、前記プリズムフィルム上の透過型表示パネルと、前記第1光源及び前記第2光源に同期させて第1、第2の視差画像を前記表示パネルに表示させる同期駆動手段とを具備し、前記第1の視差画像の前記表示パネルへの表示に同期して、前記第1の光源を点灯し、前記第2の視差画像の前記表示パネルへの表示に同期して、前記第2の光源を点灯することにより、第1、第2の視差画像を時分割で前記表示パネルに表示することを特徴とする立体表示装置を提供する。
【0011】
また、前記第1楔型導光体の第1辺に平行且つ前記表示パネル表示面に垂直な面を対称面として、前記第1光源及び前記第2光源の光が視差に対応する角度で前記パネルから出射することを特徴とする請求項1記載の立体表示装置を提供する。
【0012】
前記プリズムフィルム上に設けられているプリズムの頂角は、前記第1楔型導光体の第1辺に平行な表示パネル中心線に対称に分布していることを特徴とする請求項1記載の立体表示装置を提供する。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
(実施例1)
図1に、本発明の基本的な構成を示す。
【0014】
楔型導光体101、102を重ね合わせて導光体1とし、この導光体1の左右に光源2a、2bを設置する。本実施例では、便宜的に、図1の光源2a側を画面に向かって左側または単に左側、光源2b側を画面に向かって右側または単に右側と表記するが、左右について限定するものではない。
【0015】
2枚の重ね合わされた楔型導光体101、102の間には、例えば空気層といった楔型導光体101、102より屈折率の低い層を介在させる。ここで、楔型導光体101、102は、単体では、比較的指向性の強い出射光の角度分布を有する。
【0016】
このように構成された導光体1の出射光分布を図2に示す。ここで、左側光源2a点灯時および右側光源2b点灯時のそれぞれの出射光角度分布が示されている。横軸は導光体1出射面法線方向からの角度を示し、法線方向が0度である。また、左側を正、右側を負と表示する。
【0017】
左側光源2aからの光は導光体102内を進み、正面より右方向に出射し、出射光は−70度近傍で強度が最大となる。一方、右側光源2bからの光はからの光は導光体101内を進み、正面より左方向に出射し、出射光は+70度近傍で強度が最大となる。このように、出射光強度が最大となる角度は正負側とも同じ角度となる。出射光強度が最大となる角度は、楔型導光体101、102のテーパー角度、両楔型導光体101、102の屈折率等による。例えば、導光体材料として用いられる光学材料であるポリメタクリル酸メチルやポリカーボネートでは、通常約60度から約80度である。
【0018】
観察者の左右眼3、4の距離を約65mmとし、液晶パネル5から観察者までの視距離を約300mmとすると、液晶パネル5の中心と右目4もしくは左目3を結ぶ直線と、液晶パネル5の法線方向とのなす角は、約6度となる。そのため、図2で示される70度の出射光ピーク角度を約6度に変換するプリズムフィルム6が必要となる。
【0019】
プリズムフィルム6は光源と平行方向にプリズムが作られており、導光体1側にプリズム面が向くように、導光体1上に設置する。これにより、図3に示すような出射光分布が得られる。
【0020】
このプリズムフィルム6の設計方法の一例を以下に示す。
【0021】
図4に、導光体1より出射した光がプリズムフィルム6中を通り左目3に入射する過程を示す。導光体1より出射する光強度が最大となる角度をφ、プリズムフィルムの頂角の導光体1からの光の入射面側の角度をa1、反射面側をa2、プリズムフィルムの屈折率をnとする。導光体1より出射して、プリズムフィルム6入射面よりプリズムフィルム6内に入射した光について、入射面法線方向と入射光の進行方向のなす角xは、
x=arcsin((sin(φ+a1−π/2))/n) (1)
と表される。さらにプリズムフィルム6反射面により反射し、プリズムフィルム6出射面に達した光について、プリズムフィルム6出射面法線方向とのなす角yは、
y=3×a2−π/2−x (2)
と表される。よって、プリズムフィルム6出射面より出射する角度θは、
θ=arcsin(n×sin(y)) (3)
と表される。本実施例では、φ=70度とし、プリズムフィルム6の屈折率を、例えば、n=1.57、頂角の角度を、例えば、a1=a2=34.5度とすると、プリズムフィルム6からの出射角度をθ=6.8度とすることができる。右目4の場合にも、プリズムフィルム6の頂角の角度が左右対称であるため、同様である。
【0022】
上記の方法により求められる頂角の角度を有するプリズムフィルム6により出射角度を変換された光は、液晶パネル5に入射する。液晶パネル5を出射する光は、θにほぼ等しい出射角を有する。
【0023】
左側光源2aが点灯した時は、右目4に入射する光がプリズムフィルム6より出射しているため、液晶パネル5に右目用の画像を表示する。逆に右側光源2bが点灯した時は、左目3に入射する光がプリズムフィルム6より出射しているため、左目用の画像を表示する。これを、左右光源2a、2bと液晶パネル5が接続されている同期駆動装置7により、時間的に左右光源2a、2bの点灯と液晶パネル5への画像の表示とを同期して行うことにより、観察者に立体表示を提示することができる。
(実施例2)
液晶パネル5の左右幅が左右眼3、4の距離と同程度以上の場合について、実施例2を説明する。
【0024】
このような場合には、画面中心に対して実施例1のようにプリズムフィルム6の頂角の角度を決定すると、画面左右端では、正確な立体像を観察者が得ることができない。これは、図5に示すように、画面の左右端から観察者の左右眼を結ぶ直線の、表示面法線とのなす角が、画面中心とは、大きく異なっているためである。そのため、画面中心から画面左右端方向で、プリズムフィルム6の頂角の角度を変化させる必要がある。この時のプリズムフィルム6の頂角の角度の設計方法の一例を以下に示す。
【0025】
上記と同様な条件で、左右眼3、4の距離を約65mm、視距離を約300mmとし、液晶パネル5の左右幅を左右眼3、4距離と同じ約65mmとすると、画面中心におけるプリズムフィルム6の頂角の角度は、a1=a2=34.5度とすれば良い。
【0026】
これに対し、図5に示すように、右端では、右目4と画面右端を結ぶ直線と、液晶パネル5法線方向がなす角は0度である。一方、左目3と画面右端を結ぶ直線と、液晶パネル5法線方向がなす角は約12度である。
【0027】
この時の導光体1から出射した光がプリズムフィルム6内を通り、左右眼3、4にそれぞれに入射する過程を図6に示す。
【0028】
式(1)から式(3)に示されるx、y、θを、右目4に入射する光線の過程をxr、yr、θr、左目3に入射する光線の過程をxl、yl、θlと置き直すと、式(1)から式(3)は、以下のように書き直すことができる。
xr=arcsin((sin(φ+a2−π/2))/n) (4)
yr=3×a1−π/2−xr (5)
θr=arcsin(n×sin(yr)) (6)
xl=arcsin((sin(φ+a1−π/2))/n) (7)
yl=3×a2−π/2−xl (8)
θl=arcsin(n×sin(yl)) (9)
式(4)から式(9)より、所望のθr、θlについてa1、a2を求めることにより、プリズムフィルム6の頂角を求めることができる。本実施例の場合、φ=70度、n=1.57とすると、θr=0度、θl=12度となるa1、a2は、それぞれ、a1=33.5度、a2=35.5度となる。
【0029】
図7に、両眼距離65mm、ディスプレイと観察者の距離を300mmとした場合のプリズムフィルム6の頂角a1、a2の分布を示す。ここに、図の横軸は画面中心からの右方向への距離を示し、縦軸はプリズムフィルム6の頂角の角度を表わす。
【0030】
プリズムフィルム6の中心では、a1=a2=34.3度であり、左右対称となっている。中心から右に離れるに従って、a1は減少し、逆にa2は増加する。この結果、プリズムフィルム6上の個々のプリズムは、中心では左右対称の二等辺三角形形状だが、右方向にゆくにつれて頂角が左寄りの分布となる(図6参照)。
【0031】
実施例1と同様に、左右の光源2a、2bの点灯と液晶画面の左右視差像を同期させて表示させることにより、観察者は特殊な眼鏡を用いること無く立体像を見ることができる。
【0032】
上記方法により、観察者が液晶パネルを見るそれぞれの位置について、a1、a2を求め、プリズムフィルム6の頂角を形成することにより、液晶パネル5全面にわたり、観察者に立体表示を提示することができる。
【0033】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、眼鏡を利用することなく、表示装置の画素数と同数の画素数を有する立体画像の表示を実現する立体表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例の基本的な構成を示す図。
【図2】本実施例における楔型導光体からの出射光角度分布を表す図。
【図3】本実施例における導光体に、プリズムフィルムを設置した時のプリズムフィルムからの出射光角度分布を表す図。
【図4】本実施例における導光体より出射した光がプリズムフィルム内を通り、観察者の目までの光の導光過程を表す図。
【図5】本実施例における立体表示装置の異なる表示位置から観察者の目までの光の出者方向を示す図。
【図6】本実施例における導光体より出射した光がプリズムフィルム内を通り、観察者の目までの光の導光過程を表す図。
【図7】本実施例における、画面中心から画面端方向におけるプリズムフィルムの頂角の角度分布を表す図。
【符号の説明】
1 導光体、
101、102 楔型導光体
2a 左側光源
2b 右側光源
3 観察者の左目
4 観察者の右目
5 液晶パネル
6 プリズムフィルム
7 光源と液晶パネル同期駆動装置
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a stereoscopic display device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A conventional stereoscopic display device generally uses a binocular system that presents images (hereinafter, parallax images) from respective viewpoints to left and right eyes of an observer. As a method of presenting each parallax image to the left and right eyes of the observer, there are roughly two methods, a method using glasses and a method without glasses.
[0003]
As a method of using the glasses, for example, there are two methods, that is, a method of using shutter glasses and a method of controlling the polarization direction of display and using polarized glasses.
[0004]
In the method using shutter glasses, left and right parallax images are alternately displayed on a display device. On the other hand, the spectacles worn by the observer are provided with an optical shutter for controlling the transmission and non-transmission of light of the left and right eyes. The optical shutter is driven in synchronization with the display so that the parallax images reach the left and right eyes of the observer.
[0005]
In the method of controlling the polarization direction of display and using polarized glasses, an element for switching the polarization direction of light is provided on the front surface of the display device, while the observer uses polarized glasses. A switching element installed on the front of the display device switches the polarization direction of the display between 0 degree and 90 degrees. The display device displays the left and right parallax images alternately in time, similarly to the method of the shutter glasses. A display having a specific polarization direction is performed by driving a switching element arranged in front of the display device in synchronization with the display. Since the observer wears polarizing glasses equipped with polarizing plates having left and right polarization directions of 0 and 90 degrees, the left and right parallax images can be seen by each eye.
[0006]
As a method without using glasses, there is a method using a lenticular lens or a parallax barrier. In this method, the display device displays parallax images for left and right for each vertical pixel line. A lenticular lens or a parallax barrier is provided on the front surface of the display device so that light emitted from each pixel line is guided to the left and right eyes of the observer.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, stereoscopic display devices are roughly classified into a system using glasses and a system without glasses. In the method using glasses, the observer must wear glasses in order to present a stereoscopic display to the observer, which causes discomfort and inconvenience to the observer due to wearing the glasses.
[0008]
Further, in the method that does not use the glasses, since it is necessary to display the left and right parallax images for each vertical pixel line of the display device, the number of pixels in one row of the display device is shared for right and left, and the image is halved. The result is an image with the number of pixels.
[0009]
Therefore, an object of the present invention is to provide a stereoscopic display device that realizes display of a stereoscopic image having the same number of pixels as the display device without using glasses.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In view of the above problems, according to the present invention, a first wedge-shaped light guide and a second wedge-shaped light guide are formed such that the thickness on a first side is greater than the thickness on a second side opposed to the first side. A light guide formed by overlapping the first side of the first wedge-shaped light guide with the second side of the second light guide, and a first side of the first wedge-shaped light guide A first light source provided on the light guide, a second light source provided on a first side of the second wedge-shaped light guide, and the first light source installed on the light guide and emitted from the light guide And a prism film that converts the light of the second light source into angles corresponding to the first and second parallaxes, a transmissive display panel on the prism film, and synchronization with the first light source and the second light source. And a synchronous driving means for displaying the first and second parallax images on the display panel. The first light source is turned on in synchronization with the display on the display panel, and the second light source is turned on in synchronization with the display of the second parallax image on the display panel. And a display device for displaying a second parallax image on the display panel in a time-division manner.
[0011]
Further, a plane parallel to the first side of the first wedge-shaped light guide and perpendicular to the display surface of the display panel is a symmetrical plane, and the light of the first light source and the light of the second light source is at an angle corresponding to parallax. The three-dimensional display device according to claim 1, wherein the light is emitted from a panel.
[0012]
2. The vertex angle of the prism provided on the prism film is symmetrically distributed on a display panel center line parallel to a first side of the first wedge-shaped light guide. 3. 3D display device is provided.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(Example 1)
FIG. 1 shows a basic configuration of the present invention.
[0014]
The wedge-shaped light guides 101 and 102 are overlapped to form a light guide 1, and light sources 2 a and 2 b are installed on the left and right sides of the light guide 1. In the present embodiment, for convenience, the light source 2a side in FIG. 1 is described as a left side or simply left side as viewed from the screen, and the light source 2b side as a right side or simply right side as viewed from the screen, but the left and right sides are not limited.
[0015]
Between the two superposed wedge-shaped light guides 101 and 102, a layer having a lower refractive index than the wedge-shaped light guides 101 and 102, such as an air layer, is interposed. Here, the wedge-shaped light guides 101 and 102 alone have an angular distribution of emitted light having relatively high directivity.
[0016]
FIG. 2 shows an emission light distribution of the light guide 1 configured as described above. Here, the emitted light angle distributions when the left light source 2a is turned on and when the right light source 2b is turned on are shown. The horizontal axis indicates the angle from the normal direction of the light emitting surface of the light guide 1, and the normal direction is 0 degree. The left side is displayed as positive and the right side is displayed as negative.
[0017]
The light from the left light source 2a travels inside the light guide 102 and is emitted rightward from the front, and the emitted light has the maximum intensity near -70 degrees. On the other hand, the light from the right light source 2b travels in the light guide 101 and is emitted leftward from the front, and the emitted light has the maximum intensity near +70 degrees. As described above, the angle at which the intensity of the emitted light is maximum is the same angle on both the positive and negative sides. The angle at which the intensity of the emitted light becomes maximum depends on the taper angles of the wedge-shaped light guides 101 and 102, the refractive indexes of the two wedge-shaped light guides 101 and 102, and the like. For example, in the case of polymethyl methacrylate or polycarbonate, which is an optical material used as a light guide material, the angle is usually from about 60 degrees to about 80 degrees.
[0018]
Assuming that the distance between the left and right eyes 3 and 4 of the observer is about 65 mm and the viewing distance from the liquid crystal panel 5 to the observer is about 300 mm, a straight line connecting the center of the liquid crystal panel 5 to the right eye 4 or the left eye 3 and the liquid crystal panel 5 Is about 6 degrees. Therefore, a prism film 6 for converting the 70 ° outgoing light peak angle shown in FIG. 2 to about 6 ° is required.
[0019]
The prism film 6 has a prism formed in a direction parallel to the light source, and is set on the light guide 1 so that the prism surface faces the light guide 1 side. Thereby, an emission light distribution as shown in FIG. 3 is obtained.
[0020]
An example of a design method of the prism film 6 will be described below.
[0021]
FIG. 4 shows a process in which light emitted from the light guide 1 passes through the prism film 6 and enters the left eye 3. The angle at which the intensity of light emitted from the light guide 1 is maximum is φ, the angle of the apex angle of the prism film on the incident surface side of light from the light guide 1 is a1, the reflection surface side is a2, and the refractive index of the prism film Is n. For light emitted from the light guide 1 and incident on the prism film 6 from the incident surface of the prism film 6, the angle x between the normal direction of the incident surface and the traveling direction of the incident light is:
x = arcsin ((sin (φ + a1−π / 2)) / n) (1)
It is expressed as Further, the angle y between the light reflected by the reflecting surface of the prism film 6 and reaching the exit surface of the prism film 6 and the normal direction of the exit surface of the prism film 6 is:
y = 3 × a2-π / 2-x (2)
It is expressed as Therefore, the angle θ emitted from the exit surface of the prism film 6 is
θ = arcsin (n × sin (y)) (3)
It is expressed as In the present embodiment, when φ = 70 degrees, the refractive index of the prism film 6 is, for example, n = 1.57, and the angle of the apex angle is, for example, a1 = a2 = 34.5 degrees, the prism film 6 Can be set to θ = 6.8 degrees. The same applies to the case of the right eye 4 because the angle of the apex angle of the prism film 6 is bilaterally symmetric.
[0022]
The light whose output angle has been converted by the prism film 6 having the apex angle determined by the above method enters the liquid crystal panel 5. The light emitted from the liquid crystal panel 5 has an emission angle substantially equal to θ.
[0023]
When the left light source 2a is turned on, the light incident on the right eye 4 is emitted from the prism film 6, so that an image for the right eye is displayed on the liquid crystal panel 5. Conversely, when the right light source 2b is turned on, the light incident on the left eye 3 is emitted from the prism film 6, so that an image for the left eye is displayed. This is performed by synchronizing the lighting of the left and right light sources 2a and 2b and the display of an image on the liquid crystal panel 5 with time by the synchronous driving device 7 in which the left and right light sources 2a and 2b and the liquid crystal panel 5 are connected. , A stereoscopic display can be presented to the observer.
(Example 2)
A second embodiment will be described for a case where the left and right width of the liquid crystal panel 5 is equal to or greater than the distance between the left and right eyes 3 and 4.
[0024]
In such a case, if the vertex angle of the prism film 6 is determined with respect to the center of the screen as in the first embodiment, the observer cannot obtain an accurate three-dimensional image at the left and right ends of the screen. This is because, as shown in FIG. 5, the angle formed by the straight line connecting the left and right ends of the screen to the left and right eyes of the observer with the normal to the display surface is significantly different from the center of the screen. Therefore, it is necessary to change the apex angle of the prism film 6 from the center of the screen to the left and right ends of the screen. An example of a design method of the apex angle of the prism film 6 at this time will be described below.
[0025]
Under the same conditions as above, the distance between the left and right eyes 3 and 4 is about 65 mm, the viewing distance is about 300 mm, and the left and right width of the liquid crystal panel 5 is about 65 mm, which is the same as the distance between the left and right eyes 3 and 4. The angle of the apex angle of 6 may be a1 = a2 = 34.5 degrees.
[0026]
On the other hand, as shown in FIG. 5, at the right end, the angle between the straight line connecting the right eye 4 and the right end of the screen and the normal direction of the liquid crystal panel 5 is 0 degree. On the other hand, the angle between the straight line connecting the left eye 3 and the right end of the screen and the normal direction of the liquid crystal panel 5 is about 12 degrees.
[0027]
FIG. 6 shows a process in which the light emitted from the light guide 1 at this time passes through the prism film 6 and enters the left and right eyes 3 and 4 respectively.
[0028]
Let x, y, and θ shown in Equations (1) through (3) be xr, yr, and θr, respectively, the process of the light beam incident on the right eye 4 and xl, yl, and θl, the process of the light beam incident on the left eye 3. In other words, Equations (1) through (3) can be rewritten as follows.
xr = arcsin ((sin (φ + a2-π / 2)) / n) (4)
yr = 3 × a1-π / 2-xr (5)
θr = arcsin (n × sin (yr)) (6)
xl = arcsin ((sin (φ + a1-π / 2)) / n) (7)
yl = 3 × a2-π / 2-xl (8)
θl = arcsin (n × sin (yl)) (9)
The apex angle of the prism film 6 can be obtained by obtaining a1 and a2 for desired θr and θl from Expressions (4) to (9). In the case of this embodiment, when φ = 70 degrees and n = 1.57, a1 and a2 satisfying θr = 0 degrees and θl = 12 degrees are a1 = 33.5 degrees and a2 = 35.5 degrees, respectively. It becomes.
[0029]
FIG. 7 shows the distribution of the vertex angles a1 and a2 of the prism film 6 when the binocular distance is 65 mm and the distance between the display and the observer is 300 mm. Here, the horizontal axis of the figure indicates the distance to the right from the center of the screen, and the vertical axis indicates the angle of the apex angle of the prism film 6.
[0030]
At the center of the prism film 6, a1 = a2 = 34.3 degrees, which is bilaterally symmetric. As the distance from the center increases, a1 decreases, and conversely, a2 increases. As a result, the individual prisms on the prism film 6 have an isosceles triangular shape symmetrical at the center at the center, but have a distribution in which the apex angle is shifted to the left as going rightward (see FIG. 6).
[0031]
Similarly to the first embodiment, by turning on the left and right light sources 2a and 2b and displaying the left and right parallax images on the liquid crystal screen in synchronization, the observer can see a stereoscopic image without using special glasses.
[0032]
According to the above method, a1 and a2 are obtained for each position where the observer looks at the liquid crystal panel, and the apex angle of the prism film 6 is formed, so that the stereoscopic display can be presented to the observer over the entire liquid crystal panel 5. it can.
[0033]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, it is possible to provide a stereoscopic display device that realizes display of a stereoscopic image having the same number of pixels as the display device without using glasses.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of the present embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating an angular distribution of light emitted from a wedge-shaped light guide according to the present embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating an angular distribution of light emitted from a prism film when a prism film is installed on the light guide according to the present embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a light guiding process of light emitted from a light guide in the present example passing through a prism film to the eyes of an observer.
FIG. 5 is a diagram showing directions of light emission from different display positions of the stereoscopic display device to the eyes of the observer in the embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing a light guiding process of light emitted from a light guide in the present example passing through a prism film and reaching the eyes of an observer.
FIG. 7 is a diagram illustrating an angle distribution of a vertex angle of a prism film in a direction from a screen center to a screen edge in the present embodiment.
[Explanation of symbols]
1 light guide,
101, 102 Wedge-shaped light guide 2a Left light source 2b Right light source 3 Left eye of observer 4 Right eye of observer 5 Liquid crystal panel 6 Prism film 7 Light source and liquid crystal panel synchronous driving device

Claims (3)

第1辺における厚さが前記第1辺に対向する第2辺における厚さよりも厚く形成された第1楔型導光体及び第2楔型導光体を備え、前記第1楔型導光体の前記第1辺と前記第2導光体の前記第2辺を重ねあわせてなる導光体と、
前記第1楔型導光体の第1辺に設けられた第1光源と、
前記第2楔型導光体の第1辺に設けられた第2光源と、
前記導光体上に設置され、前記導光体より出射する前記第1光源及び前記第2光源の光を、それぞれ第1、第2の視差に対応する角度に変換するプリズムフィルムと、
前記プリズムフィルム上の透過型表示パネルと、
前記第1光源及び前記第2光源に同期させて第1、第2の視差画像を前記表示パネルに表示させる同期駆動手段とを具備し、
前記第1の視差画像の前記表示パネルへの表示に同期して、前記第1の光源を点灯し、前記第2の視差画像の前記表示パネルへの表示に同期して、前記第2の光源を点灯することにより、第1、第2の視差画像を時分割で前記表示パネルに表示することを特徴とする立体表示装置。
A first wedge-shaped light guide including a first wedge-shaped light guide and a second wedge-shaped light guide each having a thickness on a first side larger than a thickness on a second side opposed to the first side; A light guide formed by overlapping the first side of the body with the second side of the second light guide;
A first light source provided on a first side of the first wedge-shaped light guide;
A second light source provided on a first side of the second wedge-shaped light guide;
A prism film that is installed on the light guide and converts the light of the first light source and the light of the second light source emitted from the light guide into angles corresponding to the first and second parallaxes, respectively ;
A transmissive display panel on the prism film,
Synchronous driving means for displaying first and second parallax images on the display panel in synchronization with the first light source and the second light source,
The first light source is turned on in synchronization with the display of the first parallax image on the display panel, and the second light source is turned on in synchronization with the display of the second parallax image on the display panel. The three-dimensional display device displays the first and second parallax images on the display panel in a time-division manner by turning on the light .
前記第1楔型導光体の第1辺に平行且つ前記表示パネル表示面に垂直な面を対称面として、前記第1光源及び前記第2光源の光が視差に対応する角度で前記パネルから出射することを特徴とする請求項1記載の立体表示装置。With the plane parallel to the first side of the first wedge-shaped light guide and perpendicular to the display surface of the display panel as a plane of symmetry, the light of the first light source and the light of the second light source are separated from the panel at an angle corresponding to parallax. The three-dimensional display device according to claim 1, wherein the light is emitted. 前記プリズムフィルム上に設けられているプリズムの頂角は、前記第1楔型導光体の第1辺に平行な表示パネル中心線に対称に分布していることを特徴とする請求項1記載の立体表示装置。2. The vertex angle of the prism provided on the prism film is symmetrically distributed on a display panel center line parallel to a first side of the first wedge-shaped light guide. 3. 3D display device.
JP24449499A 1999-08-31 1999-08-31 3D display device Expired - Fee Related JP3585781B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24449499A JP3585781B2 (en) 1999-08-31 1999-08-31 3D display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24449499A JP3585781B2 (en) 1999-08-31 1999-08-31 3D display device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001066547A JP2001066547A (en) 2001-03-16
JP3585781B2 true JP3585781B2 (en) 2004-11-04

Family

ID=17119510

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP24449499A Expired - Fee Related JP3585781B2 (en) 1999-08-31 1999-08-31 3D display device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3585781B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7855763B2 (en) 2007-02-19 2010-12-21 Mitsubishi Electric Corporation Backlight device and transmission type display apparatus
US7954967B2 (en) 2007-08-24 2011-06-07 Kabushiki Kaisha Toshiba Directional backlight, display apparatus, and stereoscopic display apparatus
CN101978306B (en) * 2008-03-19 2013-06-05 3M创新有限公司 Autostereoscopic display with fresnel lens element
US8608361B2 (en) 2011-03-24 2013-12-17 Samsung Display Co., Ltd. Backlight unit and three-dimensional image display device having the same
CN106462004A (en) * 2014-05-30 2017-02-22 3M创新有限公司 Temporally multiplexing backlight with asymmetric turning film

Families Citing this family (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003075825A (en) * 2001-08-31 2003-03-12 Toshiba Corp Liquid crystal display device
JP4503619B2 (en) * 2002-09-19 2010-07-14 三菱電機株式会社 Portable device
JP3930021B2 (en) * 2002-09-19 2007-06-13 三菱電機株式会社 Display device and electronic apparatus equipped with display device
WO2004088996A1 (en) * 2003-03-31 2004-10-14 Koninklijke Philips Electronics N.V. Display device and method of displaying data thereon
JP4225132B2 (en) 2003-06-24 2009-02-18 カシオ計算機株式会社 Liquid crystal display
JP4655465B2 (en) 2003-10-06 2011-03-23 カシオ計算機株式会社 Surface light source and liquid crystal display device
JP4545464B2 (en) * 2004-03-18 2010-09-15 三菱電機株式会社 Liquid crystal display device and image display system
JP3908241B2 (en) * 2004-06-24 2007-04-25 オリンパス株式会社 Video display device
US7057638B1 (en) 2004-08-16 2006-06-06 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Stereoscopic image display apparatus
KR100674759B1 (en) * 2004-12-22 2007-01-25 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 Display device
JP4622509B2 (en) * 2004-12-27 2011-02-02 カシオ計算機株式会社 Liquid crystal display device
JP4720207B2 (en) * 2005-02-22 2011-07-13 カシオ計算機株式会社 Liquid crystal display device
JP4652870B2 (en) 2005-03-31 2011-03-16 株式会社有沢製作所 Image display device
JP2007033633A (en) * 2005-07-25 2007-02-08 Olympus Corp Video display device
JP4720408B2 (en) * 2005-09-30 2011-07-13 カシオ計算機株式会社 Method for driving liquid crystal display element and liquid crystal display device
JP4600260B2 (en) * 2005-11-30 2010-12-15 カシオ計算機株式会社 Liquid crystal display
JP5291469B2 (en) * 2005-12-21 2013-09-18 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Backlight structure
KR100782831B1 (en) 2006-01-03 2007-12-06 삼성전자주식회사 Field sequential autostereoscopic display arrangement with high resolution
JP5034590B2 (en) * 2007-03-22 2012-09-26 カシオ計算機株式会社 Display device
JP5522336B2 (en) * 2007-03-29 2014-06-18 Nltテクノロジー株式会社 Liquid crystal display
US8493301B2 (en) 2007-03-29 2013-07-23 Nlt Technologies, Ltd. Liquid crystal display device
US8493302B2 (en) 2007-03-29 2013-07-23 Nlt Technologies, Ltd. Liquid crystal display device with correction voltage different from video signal applied to data line in display period
JP5266573B2 (en) * 2007-03-29 2013-08-21 Nltテクノロジー株式会社 Liquid crystal display
US8339444B2 (en) * 2007-04-09 2012-12-25 3M Innovative Properties Company Autostereoscopic liquid crystal display apparatus
KR100935852B1 (en) * 2007-08-30 2010-01-08 연세대학교 산학협력단 Three-dimensional display
KR20100087313A (en) * 2007-10-04 2010-08-04 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 Stretched film for stereoscopic 3d display
WO2009069427A1 (en) * 2007-11-28 2009-06-04 Eizo Nanao Corporation Image display device
WO2009081674A1 (en) * 2007-12-25 2009-07-02 Eizo Nanao Corporation Display apparatus
US8068187B2 (en) * 2008-06-18 2011-11-29 3M Innovative Properties Company Stereoscopic 3D liquid crystal display apparatus having a double sided prism film comprising cylindrical lenses and non-contiguous prisms
EP2365701A1 (en) 2008-11-26 2011-09-14 NEC Corporation Display device, terminal device, and display method
CN102395915B (en) * 2009-04-22 2014-04-16 株式会社藤仓 Display apparatus and lighting window
CN102460243B (en) * 2009-06-02 2015-01-14 纳米光学设备有限责任公司 An integrated planar optical device based on digital planar holography
JP4780224B2 (en) * 2009-09-01 2011-09-28 カシオ計算機株式会社 Display device
JP2011075979A (en) * 2009-10-01 2011-04-14 Toshiba Mobile Display Co Ltd Stereoscopic video display device
JP5615136B2 (en) 2010-01-12 2014-10-29 三菱電機株式会社 Stereoscopic image correction method, stereoscopic display device, and stereoscopic image generation device
US8564740B2 (en) 2010-05-24 2013-10-22 3M Innovative Properties Company Directional backlight with reduced crosstalk
JP2011258532A (en) * 2010-06-11 2011-12-22 Omron Corp Surface light source device and stereoscopic display device
JP5397334B2 (en) * 2010-07-09 2014-01-22 カシオ計算機株式会社 Driving method of display device
JP5104917B2 (en) * 2010-07-21 2012-12-19 カシオ計算機株式会社 Driving method of display device
JP5278412B2 (en) * 2010-11-17 2013-09-04 オムロン株式会社 Surface light source device and stereoscopic display device
TWI412842B (en) * 2010-11-26 2013-10-21 Coretronic Corp Blacklight module and display apparatus
JP2012123936A (en) * 2010-12-06 2012-06-28 Omron Corp Plane light source device, and three-dimensional display device
WO2013008797A1 (en) * 2011-07-14 2013-01-17 シャープ株式会社 Surface light emitting device, and display device
KR101960344B1 (en) * 2012-02-09 2019-03-21 삼성디스플레이 주식회사 Back-light unit and display device having the same
KR101385041B1 (en) * 2011-12-06 2014-04-15 제일모직주식회사 Backlight unit for autostereoscopic 3-dimension image display device
JP5956167B2 (en) 2012-01-23 2016-07-27 スタンレー電気株式会社 LIGHT EMITTING DEVICE, VEHICLE LIGHT, AND METHOD FOR MANUFACTURING LIGHT EMITTING DEVICE
JP2015084005A (en) * 2012-02-13 2015-04-30 パナソニック株式会社 Image display device
JP5869917B2 (en) * 2012-03-05 2016-02-24 株式会社ジャパンディスプレイ Liquid crystal display
JP2013205459A (en) * 2012-03-27 2013-10-07 Japan Display Inc Liquid crystal display device
JP2014002235A (en) 2012-06-18 2014-01-09 Stanley Electric Co Ltd Three-dimensional image display device and illumination device

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7855763B2 (en) 2007-02-19 2010-12-21 Mitsubishi Electric Corporation Backlight device and transmission type display apparatus
US7954967B2 (en) 2007-08-24 2011-06-07 Kabushiki Kaisha Toshiba Directional backlight, display apparatus, and stereoscopic display apparatus
CN101978306B (en) * 2008-03-19 2013-06-05 3M创新有限公司 Autostereoscopic display with fresnel lens element
US8608361B2 (en) 2011-03-24 2013-12-17 Samsung Display Co., Ltd. Backlight unit and three-dimensional image display device having the same
CN106462004A (en) * 2014-05-30 2017-02-22 3M创新有限公司 Temporally multiplexing backlight with asymmetric turning film
CN106462004B (en) * 2014-05-30 2019-08-30 3M创新有限公司 Time multiplexing backlight with asymmetric turning film

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001066547A (en) 2001-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3585781B2 (en) 3D display device
KR102117220B1 (en) Directional backlight
JP4560869B2 (en) Glasses-free display system and backlight system
KR20150126034A (en) Transparent autostereoscopic display
US20130114007A1 (en) Auto-stereoscopic multi-dimensional display component and display thereof
WO2007116910A1 (en) Image display
US9190019B2 (en) Image display apparatus
JPWO2004027492A1 (en) Display device and electronic apparatus equipped with display device
WO2009066408A1 (en) Display device, display method and head-up display
JPH09105885A (en) Head mount type stereoscopic image display device
KR20120069432A (en) 3d image display apparatus and driving method thereof
KR20120045868A (en) Directional waveguide plate, directional surface light source, and 3d image display apparatus employing the directional surface light source
US9405125B2 (en) Image display apparatus
US9030643B2 (en) Liquid crystal optical element and image display apparatus including the same
US20130169704A1 (en) Image display apparatus
US7230759B2 (en) Autostereoscopic projection screen
JPH1063199A (en) Liquid crystal display device
KR20140096661A (en) Glasses-free reflective 3D color display
EP1699246A2 (en) Display
JP5942150B2 (en) Image display device
JPH06289320A (en) Three-dimensional display device
CN108735168B (en) Backlight module, 3D display device and driving method thereof
JP2009093989A (en) Plane light source apparatus and liquid crystal display device
US9105223B2 (en) Display device and display method
US9599828B2 (en) Image display apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040507

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040706

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040730

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040804

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070813

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080813

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090813

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090813

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100813

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100813

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110813

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110813

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120813

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120813

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130813

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees