JP4348337B2 - Light source device for stereoscopic image display device - Google Patents
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Description
この発明は、広い視野角で観者に立体映像を表示し、観者が左右に移動しても或は多視点・多人数でも立体像を見ることが可能な立体映像表示装置用光源装置に係り、特に、透過光で画像を表示する画像表示手段を備えた立体映像表示装置用光源装置に関する。
技術背景
従来から立体的に画像を視覚させる技術は種々試みられており、多くの分野で立体映像に関する表示方法が研究され実用化されてきた。ここで立体映像の表示方式は、観者に特別なメガネやゴーグル等装置を装着させない方式がある。
このように特種なメガネ等を装着しない立体映像表示装置として、パララックスバリア方式やレンチキュラ方式と呼ばれるものが提案されている。
また、従来例として以下に示す方式のものも提案されている。これは、図８に示すように、平面光源６５の発光面左右に偏光方向が直交する右眼用偏光フィルタ部６６ａと左眼用偏光フィルタ部６６ｂとを配置し、各フィルタ部６６ａ，６６ｂを通過した各光をフレネルレンズ６３で平行光として液晶表示素子６２に照射し、この液晶表示素子６２の両面に設けられた偏光フィルタ６２１、６２２のそれぞれを、１水平ラインＬａ、Ｌｂごとに互いに直交する直線偏光フィルタ６２１、６２２からなる直線偏光フィルタ部として交互に配置したものが開示されている。
本従来例では、光源６５側と観者側との対向する直線偏光フィルタラインを直交する偏光方向とし、液晶表示素子６２の液晶パネル６２０には、２枚の偏光フィルタの水平ラインにあわせて１水平ラインごとに右眼用と左眼用の画像情報を交互に表示する構成を備えている。
しかしながら、上述したパララックスバリア方式、レンチキュラ方式では立体視可能範囲が制限されているため、観者の位置が多少でも左右にずれると立体映像が左右に反転したり、平面画像しか表示できなかったりするという問題がある。また、これらの画像表示装置では、特定位置にいる一人の観者に立体映像を表示できるだけのものであった。
このような、問題に対処して、観者の位置を測定し、この移動に対応させて光源を機械的に移動（図６中矢印Ａで示した）させることも考えられるが、対応速度が遅く、また機械的移動装置の消耗があり耐久性がなく、実際には使用できないという問題がある。
更に、上述した従来の立体映像表示装置では、平面を表示する画像信号（２Ｄソース）を受けた場合にあっては、１走査線おきにしか画像が表示されないため、斜め線がうまく表示できなかったり、１走査線分の画像の抜けが発生したりするおそれがあるという問題があった。
この発明は、かかる現状に鑑み創案されたものであって、その第１の目的は、電子的制御により精度及び耐久性が高く、観者の位置移動に迅速に対応させて光源の発光位置を移動させることができ、良好な画像を表示させることができる立体映像表示装置用光源装置を提供することである。なお、本発明では光源の発光位置を移動制御することを点灯制御ということとする。
また、本発明の第２の目的は、高速でオン・オフできる光源を提供することにより、同期信号やブランキング期間は光源をオフすることで不要な残像や干渉を除去できると共に、消費電力を大幅に低減させることができる立体映像表示装置用光源装置を提供することである。尚、本発明ではこのように同期信号やブランキング期間は光源をオフできるようにすることを点滅制御ということとする。
さらに、本発明の第３の目的は、時分割式の立体映像表示装置においては、光源に設けられるシャッタ装置を不要とすることができ、構造が簡単で光の透過損が発生しない立体映像表示装置用光源装置を提供することである。
またさらに、本発明の第４の目的は立体映像表示装置において、限られた光源で広い視野角の画像を得ることができる立体映像表示装置用光源装置を提供することである。
尚、この場合には、目の位置を検出するための公知の超音波追尾装置・赤外線追尾装置或は画像認識追尾装置を用いることで、観者の目が移動した場合であっても、或は、多人数でも立体像を表示することができる立体映像表示装置用光源装置を提供することである。
そして、本発明の第５の目的は、２Ｄソースを容易に平面画像として表示することができる立体映像表示装置用光源装置を提供することである。即ち、平面ソースを表示する際に斜め線が明瞭に表示できると共に走査ラインの抜けがない画像を表示することができる立体映像表示装置用光源装置を提供することである。The present invention provides a light source device for a stereoscopic video display device that displays a stereoscopic video to a viewer with a wide viewing angle and can view a stereoscopic image even when the viewer moves left and right or from multiple viewpoints and a large number of people. In particular, the present invention relates to a light source device for a stereoscopic video display device including image display means for displaying an image with transmitted light.
Technical Background Conventionally, various techniques for visualizing images stereoscopically have been attempted, and display methods relating to stereoscopic images have been studied and put into practical use in many fields. Here, there is a method for preventing the viewer from wearing special glasses or goggles.
As such a stereoscopic image display device without wearing special glasses or the like, what is called a parallax barrier method or a lenticular method has been proposed.
As a conventional example, the following method has been proposed. As shown in FIG. 8, a right-eye polarizing
In this conventional example, the linearly polarized filter lines facing the
However, since the stereoscopic view range is limited in the above-described parallax barrier method and lenticular method, if the viewer's position slightly shifts to the left or right, the stereoscopic image is reversed left or right, or only a planar image can be displayed. There is a problem of doing. In addition, these image display devices can only display a stereoscopic image to one viewer at a specific position.
It is conceivable to deal with such a problem, measure the position of the viewer, and move the light source mechanically (indicated by arrow A in FIG. 6) in response to this movement. There is a problem that it is slow, the mechanical moving device is consumed, is not durable, and cannot be used in practice.
Furthermore, in the above-described conventional stereoscopic video display device, when an image signal (2D source) for displaying a plane is received, an image is displayed only every other scanning line, so that diagonal lines cannot be displayed well. There is a problem that an image for one scanning line may be lost.
The present invention was devised in view of the current situation, and a first object of the invention is to provide high accuracy and durability by electronic control, and to quickly correspond to the movement of the position of the viewer and to adjust the light emission position of the light source. It is an object of the present invention to provide a light source device for a stereoscopic video display device that can be moved and can display a good image. In the present invention, movement control of the light emission position of the light source is referred to as lighting control.
A second object of the present invention is to provide a light source that can be turned on and off at high speed, thereby removing unnecessary afterimages and interference by turning off the light source during the synchronization signal and blanking period, and reducing power consumption. It is an object of the present invention to provide a light source device for a stereoscopic video display device that can be significantly reduced. In the present invention, the flashing control means that the light source can be turned off during the synchronization signal or blanking period.
Furthermore, a third object of the present invention is to provide a time-division type stereoscopic video display apparatus that can eliminate the need for a shutter device provided in the light source, has a simple structure, and does not cause light transmission loss. It is providing the light source device for apparatuses.
Still another object of the present invention is to provide a light source device for a stereoscopic video display device that can obtain an image with a wide viewing angle with a limited light source in the stereoscopic video display device.
In this case, even when the viewer's eyes move by using a known ultrasonic tracking device, infrared tracking device or image recognition tracking device for detecting the position of the eye, or This is to provide a light source device for a stereoscopic video display device that can display a stereoscopic image even by a large number of people.
A fifth object of the present invention is to provide a light source device for a stereoscopic video display device that can easily display a 2D source as a planar image. That is, it is an object of the present invention to provide a light source device for a stereoscopic video display device that can display an oblique line clearly when displaying a planar source and can display an image without a missing scanning line.
本発明は以下の手段により前記課題を解決するものである。
請求の範囲１に記載の発明は、透過光で画像を表示する画像表示手段を備えた立体映像表示装置用光源装置であって、前記光源装置は、白色光源またはＲＧＢの光源を一組とした光源を直列状に配列した光源アレイと、各光源の発光側に取り付られ、互いに異なる偏光方向の２種類の偏光板を、規則性を持って配置した偏光板列部と、上記各列の光源アレイの白色光源又はＲＧＢの光源を点滅制御する光源制御手段と、を備えたことを特徴とする立体映像表示装置用光源装置である。
本発明によれば、光源制御手段の制御により自由な光源の点滅を行うことができる他、各光源の発光側にはその偏光方向が異なる偏光板が規則性を持って取り付られた偏光板列部を設けているから、立体映像表示装置に左右光源分割用の大きな偏光板を設ける必要がない。また、立体映像表示装置で平面画像信号を受けて表示する場合、平面映像信号を立体映像信号と同じ信号方式で伝達し、受信側で簡単な光源アレイの点灯処理を行うだけで斜め線が明瞭に表示されると共に、走査線の抜けがない鮮明な平面画像を表示することができる。
請求の範囲２に記載の発明は、請求の範囲１に記載の立体映像表示装置用光源装置において、前記画像表示装置は、左右の眼に対する異なる画像を表示する立体映像表示装置であり、上記光源アレイのうち所定の連続個所が発光し、異なる偏光方向の偏光板が取付られた個所がそれぞれ右目用画像表示用部と左目用画像表示用部をなすことを特徴とする。
本発明によれば、光源アレイの連続した所定範囲を発光させることにより、左右の画像表示用発光部分の位置を略同位置とすることができるため、明確な立体映像を得ることができる。
請求の範囲３に記載の本発明は、請求の範囲１又は請求の範囲２のいずれかに記載の立体映像表示装置用光源装置において、前記光源アレイの各発光源には偏光板が配置され、隣り合う偏光板の偏光方向が直交するよう交互に配置されたことを特徴とするものである。
本発明によれば、偏光板はその偏光角が直交しているため、左右の画像表示用光を良好に分離でき左右画像のクロストークが少なくなる。
請求の範囲４に記載の本発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲３のいずれかに記載の立体映像表示装置用光源装置において、前記光源アレイの各光源光源間又は／及び各偏光板間には遮光部材が設けられていることを特徴とするものである。
本発明によれば、左右を表示する各白色光源からの光が分離され、画像形成に悪影響を及ぼすとなるの左右画像のクロストークが少なくなる。
請求の範囲５に記載の本発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲４のいずれかに記載の立体映像表示装置用光源装置において、前記光源アレイは上下方向に複数段に配置されていることを特徴とするものである。
本発明によれば、光源アレイ幅寸法の光源の密度を高いものとすることができ、高い輝度の立体映像表示装置用光源装置を得ることができる。
請求の範囲６に記載の本発明は、請求の範囲５に記載の立体映像表示装置用光源装置において、前記少なくとも２段に配置された光源アレイの上下に隣り合う偏光板の偏光方向が直交するように設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、所定範囲の光源アレイを点灯したとき各目に対して点灯する光源が上下のアレイで飛び石状に連続するから均一な光の照射を行うことができる。
請求の範囲７に記載の本発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲６のいずれかに記載の立体映像表示装置用光源装置において、光源制御手段は、光源アレイの右目用画像表示用部と左目用画像表示用部とを点灯制御することを特徴とする。
本発明によれば、光源アレイの右目用画像表示用部と左目用画像表示用部を光源制御手段で発光制御することにより、立体映像の表示制御を高い自由度で行うことができる。
請求の範囲８に記載の本発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲７のいずれかに記載の立体映像表示装置用光源装置において、光源制御手段は、観者の表示装置に対する距離に応じて光源アレイの右目用画像表示用部と左目用画像表示用部と点灯部分の間隔を変化させる請求の範囲２に記載の光源制御手段することを特徴とする。
本発明によれば、観者の位置に基づいて、右目用画像表示用部と左目用画像表示用部の発光位置を観者の位置に対応させた位置に高速に移動させることができ、この際、機械的動作は伴わないから高精度で、高い耐久性を得ることができる。
請求の範囲９に記載の本発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲８のいずれかに記載の立体映像表示装置用光源装置において、観者の立体映像表示装置に対する位置を測定し位置信号として出力する位置判定手段を備え、前記光源制御手段は、前記位置情報に基づいて、観者の観察画像を維持するよう前記白色光源又はＲＧＢの光源を点灯制御することを特徴とする。
本発明によれば、複数の異なる位置にいる観者に適切な立体映像を表示することができる。
請求の範囲１０に記載の本発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲９のいずれかに記載の立体映像表示装置用光源装置において、観者が操作するコントローラを備え、前記光源制御手段は、前記コントローラの操作情報に基づいて、観者の観察画像を変化させるよう前記白色光源又はＲＧＢの光源を点滅制御することを特徴とする。
本発明によれば、観者のコントローラ操作により、右目用画像表示用部と左目用画像表示用部の発光位置を、観者の希望の位置に高速に移動させることができ、この際、機械的動作は伴わないから高精度で、高い耐久性を持つものとできる。
請求の範囲１１に記載の本発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲１０のいずれかに記載の立体映像表示装置用光源装置において、立体表示装置は観者の数、及びそれぞれの観者の画像表示装置に対する位置を測定し位置信号として出力する位置判定手段を備え、前記光源制御手段は前記位置情報に基づいて、各観者の観察画像を維持するように、前記白色光源又はＲＧＢの光源を点滅制御することを特徴とする。
本発明によれば、複数の異なる位置にいる観者に適切な立体映像を表示することができる。
請求の範囲１２に記載の本発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲１１のいずれかに記載の立体映像表示装置用光源装置において、光源アレイの右目用画像表示用部と左目用画像表示用部とを点滅制御することを特徴とするものである。
本発明によれば、時分割で左右の画像を表示する立体映像表示装置において、光源に設けられるシャッタ装置を不要とすることができ、構造を簡単にでき且つ光の透過損が発生しない。
請求の範囲１３に記載の本発明は、請求の範囲１に記載の発明において、前記光源はＬＥＤであることを特徴とするものである。
本発明によれば、光源として消費電力が少なくオン・オフのスイッチング速度が早い白色ＬＥＤ又はＲＧＢのＬＥＤを使用しているので、消費電力を少ないものとすることができると共に画像の応答性を良好なものとすることができる。
請求の範囲１４に記載の本発明は、請求の範囲１に記載の発明において、前記光源はＥＬであることを特徴とするものである。
本発明によれば、光源として消費電力が少ないＥＬを使用しているので、装置全体として消費電力を少ないものとすることができる。
請求の範囲１５に記載の本発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲１４いずれかに記載の立体映像表示装置用光源装置において、前記光源装置の各光源素子には光拡散用のレンズが備えられていることを特徴とするものである。
本発明によれば、各光源素子からの射出光は、拡散用レンズで拡散されるから、光源装置の光は画像表示装置に欠落されることなく入射し、画像を美しいものとして表示できる。
請求の範囲１６に記載の本発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲１５のいずれかに記載の立体映像表示装置用光源装置において、前記光源アレイは、観者が位置する特定位置を中心とした円弧状に形成されていることを特徴とするものである。
本発明によれば、立体映像表示装置に２Ｄ画像を表示するとき、光源装置から光は観者向けて照射されるから、立体映像表示装置の視野角を広いものとすることができる。
請求の範囲１７に記載の本発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲１６のいずれかに記載の立体映像表示装置用光源装置を、テレビジョン、ゲームマシン、パーソナルコンピュータ、携帯電話、又は携帯端末装置の立体又は平面画像表示装置に使用することを特徴とする。
本発明によれば、大きな画面のテレビジョン、ゲームマシン、パーソナルコンピュータの画面を立体視可できるほか、携帯電話や携帯端末など観者の視線が画面に対して移動しやすい小型の機器の画面を立体視可することができる他、広い視野角が必要とされる平面画像表示としても用いることができる。The present invention solves the above problems by the following means.
The invention described in
According to the present invention, the light source can be freely blinked by the control of the light source control means, and the polarizing plate in which the polarizing direction having a different polarization direction is regularly attached to the light emission side of each light source. Since the row portion is provided, it is not necessary to provide a large polarizing plate for dividing the left and right light sources in the stereoscopic image display device. In addition, when a stereoscopic image display device receives and displays a planar image signal, it transmits the planar image signal using the same signal system as that of the stereoscopic image signal, and the diagonal line is clear by simply performing the lighting process of the light source array on the receiving side. It is possible to display a clear flat image with no scanning line missing.
The invention described in claim 2 is the light source device for a stereoscopic video display device according to
According to the present invention, by emitting light from a continuous predetermined range of the light source array, the positions of the left and right image display light emitting portions can be made substantially the same position, so that a clear stereoscopic image can be obtained.
The present invention described in claim 3 is the light source device for a stereoscopic image display device according to either
According to the present invention, since the polarizing angles of the polarizing plates are orthogonal, the left and right image display light can be well separated, and the crosstalk between the left and right images is reduced.
The present invention described in claim 4 is the light source device for a stereoscopic image display device according to any one of
According to the present invention, light from each white light source that displays left and right is separated, and crosstalk between the left and right images that adversely affects image formation is reduced.
According to a fifth aspect of the present invention, in the light source device for a stereoscopic image display device according to any one of the first to fourth aspects, the light source array is arranged in a plurality of stages in the vertical direction. It is characterized by.
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the density of the light source of a light source array width dimension can be made high, and the light source device for stereoscopic video display apparatuses of high brightness | luminance can be obtained.
The present invention according to claim 6 is the light source device for a stereoscopic image display device according to claim 5, wherein the polarization directions of polarizing plates adjacent to each other above and below the light source array arranged in at least two stages are orthogonal. It is provided as follows.
According to the present invention, when a light source array in a predetermined range is turned on, the light sources that are turned on for each eye are continuous in a stepping stone shape in the upper and lower arrays, so that uniform light irradiation can be performed.
According to a seventh aspect of the present invention, in the light source device for a stereoscopic video display device according to any one of the first to sixth aspects, the light source control means includes a right-eye image display unit of the light source array. The left-eye image display unit is controlled to be turned on.
According to the present invention, display control of a stereoscopic image can be performed with a high degree of freedom by controlling light emission of the right-eye image display unit and the left-eye image display unit of the light source array by the light source control means.
The present invention according to claim 8 is the light source device for a stereoscopic image display device according to any one of
According to the present invention, based on the position of the viewer, the light emission positions of the right-eye image display portion and the left-eye image display portion can be moved to a position corresponding to the viewer position at high speed. At this time, since no mechanical operation is involved, high accuracy and high durability can be obtained.
The present invention described in claim 9 is the light source device for a stereoscopic image display device according to any one of
According to the present invention, it is possible to display an appropriate stereoscopic video to viewers at a plurality of different positions.
A tenth aspect of the present invention is the stereoscopic image display light source device according to any one of the first to ninth aspects, further comprising a controller operated by a viewer, wherein the light source control means includes: Based on the operation information of the controller, the white light source or the RGB light source is controlled to blink so as to change the observation image of the viewer.
According to the present invention, the light emission positions of the right-eye image display unit and the left-eye image display unit can be moved to a desired position of the viewer at high speed by the viewer's controller operation. Since there is no specific movement, it can be highly accurate and durable.
The present invention described in claim 11 is the light source device for a stereoscopic image display device according to any one of
According to the present invention, it is possible to display an appropriate stereoscopic video to viewers at a plurality of different positions.
The invention according to claim 12 is the light source device for a stereoscopic image display device according to any one of
According to the present invention, in a stereoscopic video display device that displays left and right images in a time-sharing manner, the shutter device provided in the light source can be eliminated, the structure can be simplified, and light transmission loss does not occur.
The present invention described in claim 13 is characterized in that, in the invention described in
According to the present invention, a white LED or RGB LED that consumes less power and has a fast on / off switching speed is used as a light source, so that power consumption can be reduced and image responsiveness is good. Can be.
The invention described in claim 14 is the invention described in
According to the present invention, since the EL with low power consumption is used as the light source, the power consumption of the entire apparatus can be reduced.
The present invention according to claim 15 is the light source device for a stereoscopic image display device according to any one of
According to the present invention, since the light emitted from each light source element is diffused by the diffusing lens, the light from the light source device enters the image display device without being lost, and the image can be displayed as a beautiful one.
The present invention described in claim 16 is the light source device for a stereoscopic image display device according to any one of
According to the present invention, when a 2D image is displayed on a stereoscopic video display device, light is emitted from the light source device toward the viewer, so that the viewing angle of the stereoscopic video display device can be widened.
The present invention described in claim 17 provides the light source device for a stereoscopic image display device according to any one of
According to the present invention, the screen of a large screen television, game machine, personal computer can be stereoscopically viewed, and a small device screen such as a mobile phone or a mobile terminal where the line of sight of the viewer can easily move relative to the screen can be displayed. In addition to allowing stereoscopic viewing, it can also be used as a planar image display that requires a wide viewing angle.
図１は、本発明に係る第１の実施の形態に係る立体映像表示装置用光源装置を使用した画像表示装置を示す図である。
図２は、本発明に係る第１の実施の形態に係る立体映像表示装置用光源装置を示す拡大図である。
図３は、本発明に係る第１の実施の形態に係る立体映像表示装置用光源装置を使用した画像表示装置を示す図である。
図４は、本発明に係る第１の実施例の形態に係る立体映像表示装置用光源装置の点灯の状態を示すタイミングチャートである。
図５は、本発明に係る第１の実施の形態に係る立体映像表示装置用光源装置で２Ｄ画像を表示する場合を示す図である
図６は、図５に示した場合の立体映像表示装置用光源装置の点灯の状態を示すタイミングチャートである。
図７は、本発明に係る第２の実施の形態に係る立体映像表示装置用光源装置を使用した画像表示装置を示す図である。
図８は、本発明に係る第３の実施の形態に係る立体映像表示装置用光源装置を使用した画像表示装置を示す図である。
図９は、従来の立体映像表示装置の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an image display device using a light source device for a stereoscopic image display device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view showing the light source device for a stereoscopic image display device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an image display device using the light source device for a stereoscopic image display device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a timing chart showing the lighting state of the light source device for a stereoscopic image display device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a case where a 2D image is displayed by the light source device for a stereoscopic image display device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 6 is a stereoscopic image display device in the case shown in FIG. It is a timing chart which shows the lighting state of the light source device for lights.
FIG. 7 is a diagram showing an image display device using the light source device for a stereoscopic video display device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing an image display device using the light source device for a stereoscopic video display device according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a conventional stereoscopic video display device.
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１乃至図８は、本発明を実施する形態を示すものである。図１乃至図６は本発明の第１形態例を示す図、図７は第２形態例を示す図である。図８は第３形態例を示す図である。
以下の形態例において、画像表示装置は、立体映像表示装置である。
また、本形態例では、画像表示手段として前記従来例３に示した画像表示装置と基本的に同様の構造を備えるものを採用できる。この場合は、光源として本発明に係る立体映像表示装置用光源装置２０を使用し、フレネルレンズ６３で平行光として液晶表示素子６２に照射される。
（第１の実施の形態）。
本実施の形態において、図１乃至図３に示すように、立体映像表示装置用光源装置１０の光源アレイであるＬＥＤアレイ２０は、光源として白多数の白色ＬＥＤ２１が形成基盤２２上に一列に多数形成され、それぞれの白色ＬＥＤ２１は、白色ＬＥＤ２１を囲う四方に遮光部材としての隔壁２３が形成されている。また、この各白色ＬＥＤ２１が配置された隔壁２２の射出口側にはそれぞれ偏光板３１、３２が設けられている。この偏光板３１、３２はＬＥＤアレイ２０の各白色ＬＥＤ２１の列に対して交互にそれぞれ直交する偏光方向を備えて配置されている。また、この偏光板３１、３２の周囲には遮光部材としての壁３３が前記隔壁に延長され形成されている。
ＬＥＤアレイ２０は、光源制御手段としてのＬＥＤ制御手段２４によって点灯及び点滅制御される。尚、図１中符号５５は観者７０の位置を測定する位置判定手段を示している。この位置判定手段２５は、赤外線、超音波等の公知の位置検出手段を利用して観者７０の位置を判定し、ＬＥＤ制御手段２４に観者７０の位置を通知する。
本形態例において、前記ＬＥＤ制御手段２４は、ＬＥＤアレイ２０の白色ＬＥＤ２１を高速で個別に点灯・点滅制御する。図１及び図３では発光しているＬＥＤ２１Ａを「●」、発光していないＬＥＤ２１Ｂを「○」で表している（以下同じ）。
従って、画像表示手段５２の同期信号やブランキング期間は、白色ＬＥＤ１をオフ状態とする点滅制御を行うことにより、不要な残像や干渉を除去できると共に、消費電力が少なくすることができる他、平面画像表示装置において少ないＬＥＤを用い、フレネルレンズと相まって限られた光源で広い視野角の画像を得ることができる。
また、本形態例によれば、各白色ＬＥＤ２１間を遮蔽体２３で分離している他、各偏光板３１，３２の間にも壁３３を配置しているので、左右を表示するＬＥＤ２１の光間の干渉が少なくなるため、立体映像に悪影響を与える左右画像のクロストークが少なくなる。
まず、観者７０が一人の場合について説明する。この場合、図１に示すように７０の位置を上述した位置判定手段で判定して、所定の個所２６のＬＥＤアレイのＬＥＤ２１を発光させ、観者７０に立体映像を表示する。尚、観者が各ＬＥＤアレイ５１の中央における指定の視聴位置にいる場合には、位置判別手段２５を設ける必要はなくなる。
また、位置判定手段に変え、或は位置判定手段に付け加えて観者が操作可能なコントローラを設置すれば、観者の操作により自由に画像を制御できる。また、本例では観者７０の表示装置からの距離に応じて左右用画像の光源となるＬＥＤの発光個所を離すこともでき、適正な立体度で画像を表示することができる。
さらに、ＬＥＤアレイ２０の所定個所２６の表示白色ＬＥＤ２１を同時に点灯した場合には、２Ｄ画像として画像表示手段に供給された画像が両方とも観者７０に平面画像として表示されると共に、光量が２倍になり、より明るい画像を表示できる。また、ＬＥＤアレイに配置されたＬＥＤをすべて点灯すると、表示装置を明るいものとすることができる他、視野角を広くすることができる
次に、観者が複数であったり、移動したりした場合について説明する。この場合、図３に示すように、上記位置判定手段２５は、観者７０，７１、７３の位置（画像表示装置からの距離、横方向の位置）の測定を行う。この位置測定結果をふまえてＬＥＤ制御手段は最適な個所２７，２８，２９のＬＥＤを点滅・点灯制御する。この点灯の状態を図４に示す。
このように、ＬＥＤ制御手段は、左観者用ＬＥＤ点灯、中央観者用ＬＥＤ点灯、左観者用ＬＥＤ点灯を順次繰り返す。従って、各観者には自己に向けて照射去れた画像が表示されるだけで、他者の画像は表示されない。なお、観者が移動した場合には、検出した観者の位置に合わせたＬＥＤアレイの個所のＬＥＤが点灯される。
また、図１の中の範囲５７に示すようにＬＥＤに光拡散用のレンズ５８を取り付るようにすれば、各ＬＥＤ２１からの射出光は、拡散用レンズ５８で拡散されるから、光源装置の光は画像表示装置に欠落することなく入射し、画像を美しいものとして表示できる。
また、２Ｄ画像を表示するときには、左右両方用の全てのＬＥＤを点灯制御するようにすれば、すべての明るい画像で、広い視野角で高解像度の２Ｄ画像を表示することができる。
さらに、図２（Ｃ）に示すように、光源アレイ２０Ａを観者７０が位置する特定の位置を中心とした円弧状に形成すると、立体映像表示装置に２Ｄ画像を表示するとき、光源装置から光は観者向けて対して照射され、立体映像表示装置の視野角を広いものとすることができる。
（第２の実施の形態）
本実施の形態では、図７に示すように、立体映像表示装置用光源装置４０のＬＥＤアレイ４０を上段部４０Ｕ、下段部４０Ｄの２段とし、かつ、上段部４０Ｕ、下段部４０Ｄの各白色ＬＥＤ４１に設けた偏光板４１，４２を上下で揃えるようにしていることである。本例によれば、光量が２倍になり、より明るい画像を表示できる。この場合にも、立体映像を表示するときには図中５１で示した範囲で示すようにＬＥＤを点灯制御すればよい。また２Ｄ画像を表示するときには図７中の５２で示す範囲のすべてのＬＥＤ２１を点灯すればよい。
（第３の実施の形態）
本実施の形態では、図８に示すように、立体映像表示装置用光源装置４５のＬＥＤアレイ４５を上段部４５Ｕ、下段部４５Ｄの２段で、かつ、上段部４５Ｕ、下段部４５Ｄの各白色ＬＥＤ４６に設けられる偏光板４６，４７の偏光方向を上下で直交するようにしている。
本例によれば、所定範囲のＬＥＤアレイを点灯したとき各目に対して点灯するＬＥＤが上下のアレイで飛び石状に連続するから均一な光の照射を行うことができる。この場合にも、立体映像を表示するときには図中５３で示した範囲で示すようにＬＥＤを点灯制御すればよい。また２Ｄ画像を表示するときには図８中の５４で示す範囲のすべてのＬＥＤ２１を点灯すればよい。
尚、本発明に係る立体映像表示装置の用途は特に限定されるものではないが、例えば、テレビジョン、ゲームマシン、パーソナルコンピュータ、携帯電話、又は携帯端末装置の表示部に使用することができる。
また、本形態例では光源アレイを構成する光源としてＬＥＤを例として説明したが、光源はＬＥＤの他ＥＬ素子等選択できる。
また、光源として白色のものを使用した場合を示したが、光源としてＲＧＢの各色のものを組み合わせて全体として白色光が発せられるようにすることもできる。
さらに、上記第２及び第３の実施の形態例ではＬＥＤアレイは２段のものとして説明したがこれば３段以上であってもよい。
本発明に係る立体映像表示装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1 to 8 show an embodiment for carrying out the present invention. 1 to 6 are views showing a first embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a view showing a second embodiment. FIG. 8 is a diagram showing a third embodiment.
In the following embodiments, the image display device is a stereoscopic video display device.
Further, in this embodiment, an image display unit having basically the same structure as that of the image display device shown in the conventional example 3 can be adopted. In this case, the
(First embodiment).
In this embodiment, as shown in FIGS. 1 to 3, the
The
In the present embodiment, the LED control means 24 individually controls the
Therefore, during the synchronization signal and blanking period of the image display means 52, by performing blinking control with the
Further, according to the present embodiment, the
First, the case where there is only one
Further, if a controller that can be operated by the viewer is installed instead of the position determination means or in addition to the position determination means, the image can be freely controlled by the viewer's operation. Further, in this example, the light emitting portion of the LED serving as the light source of the left and right images can be separated according to the distance from the display device of the
Further, when the display
In this way, the LED control means sequentially repeats the left viewer LED lighting, the central viewer LED lighting, and the left viewer LED lighting. Therefore, each viewer only displays an image that has been irradiated toward himself / herself, and no other person's image is displayed. When the viewer moves, the LED in the LED array corresponding to the detected viewer position is turned on.
Further, if a
Further, when displaying a 2D image, if all the LEDs for both left and right are controlled to be turned on, it is possible to display a high-resolution 2D image with a wide viewing angle with all bright images.
Further, as shown in FIG. 2C, when the
(Second Embodiment)
In the present embodiment, as shown in FIG. 7, the
(Third embodiment)
In the present embodiment, as shown in FIG. 8, the
According to this example, when the LED array in a predetermined range is lit, the LEDs that are lit for each eye are continuous in a stepping stone shape in the upper and lower arrays, and uniform light irradiation can be performed. In this case as well, when a stereoscopic image is displayed, the LED may be controlled to be turned on as indicated by the range indicated by 53 in the figure. When a 2D image is displayed, all the
The application of the stereoscopic video display device according to the present invention is not particularly limited, and can be used for a display unit of a television, a game machine, a personal computer, a mobile phone, or a mobile terminal device, for example.
In this embodiment, the LED is described as an example of the light source constituting the light source array. However, the light source can be selected from an EL element other than the LED.
In addition, although a case where a white light source is used is shown, white light can be emitted as a whole by combining light sources of RGB colors.
Furthermore, in the second and third embodiments described above, the LED array has been described as having two stages, but it may have three or more stages.
The stereoscopic image display apparatus according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
請求の範囲１に記載の発明は、透過光で画像を表示する画像表示手段を備えた立体映像表示装置用光源装置であって、前記光源装置は、白色光源またはＲＧＢの光源を一組とした光源を直列状に配列した光源アレイと、各光源の発光側に取り付られ、互いに異なる偏光方向の２種類の偏光板を、規則性を持って配置した偏光板列部と、上記各列の光源アレイの白色光源又はＲＧＢの光源を点滅制御する光源制御手段と、を備えたことを特徴とする立体映像表示装置用光源装置である。
本発明によれば、光源制御手段の制御により自由な光源の点滅を行うことができる他、各光源の発光側にはその偏光方向が異なる偏光板が規則性を持って取り付られた偏光板列部を設けているから、立体映像表示装置に左右光源分割用の大きな偏光板を設ける必要がない。また、立体映像表示装置で平面画像信号を受けて表示する場合、平面画像信号を立体映像信号方式で伝達し、受信側で簡単な光源アレイの点灯処理を行うだけで斜め線が明瞭に表示されると共に、走査線の抜けがない鮮明な平面画像を表示することができる。
請求の範囲２に記載の発明は、請求の範囲１に記載の立体映像表示装置用光源装置において、前記画像表示装置は、左右の眼に対する異なる画像を表示する立体映像表示装置であり、上記光源アレイのうち所定の連続個所が発光し、異なる偏光方向の偏光板が取付られた個所がそれぞれ右目用画像表示用部と左目用画像表示用部をなすことを特徴とする。
本発明によれば、光源アレイの連続した所定範囲を発光させることにより、左右の画像表示用発光部分の位置を略同位置とすることができるため、明確な立体映像を得ることができる。
請求の範囲３に記載の本発明は、請求の範囲１又は請求の範囲２のいずれかに記載の立体映像表示装置用光源装置において、前記光源アレイの各発光源には偏光板が配置され、隣り合う偏光板の偏光方向が直交するよう交互に配置されたことを特徴とするものである。
本発明によれば、偏光板はその偏光角が直交しているため、左右の画像表示用光を良好に分離でき左右画像のクロストークが少なくなる。
請求の範囲４に記載の本発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲３のいずれかに記載の立体映像表示装置用光源装置において、前記光源アレイの各光源光源間又は／及び各偏光板間には遮光部材が設けられていることを特徴とするものである。
本発明によれば、左右を表示する各白色光源からの光が分離され、画像形成に悪影響を及ぼすとなるの左右画像のクロストークが少なくなる。
請求の範囲５に記載の本発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲４のいずれかに記載の立体映像表示装置用光源装置において、前記光源アレイは上下方向に複数段に配置されていることを特徴とするものである。
本発明によれば、光源アレイ幅寸法の光源の密度を高いものとすることができ、高い輝度の立体映像表示装置用光源装置を得ることができる。
請求の範囲６に記載の本発明は、請求の範囲５に記載の立体映像表示装置用光源装置において、前記少なくとも２段に配置された光源アレイの上下に隣り合う偏光板の偏光方向が直交するように設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、所定範囲の光源アレイを点灯したとき各目に対して点灯する光源が上下のアレイで飛び石状に連続するから均一な光の照射を行うことができる。
請求の範囲７に記載の本発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲６のいずれかに記載の立体映像表示装置用光源装置において、光源制御手段は、光源アレイの右目用画像表示用部と左目用画像表示用部とを点灯制御することを特徴とする。
本発明によれば、光源アレイの右目用画像表示用部と左目用画像表示用部を光源制御手段で発光制御することにより、立体映像の表示制御を高い自由度で行うことができる。
請求の範囲８に記載の本発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲７のいずれかに記載の立体映像表示装置用光源装置において、光源制御手段は、観者の表示装置に対する距離に応じて光源アレイの右目用画像表示用部と左目用画像表示用部と点灯部分の間隔を変化させる光源制御手段とすることを特徴とする。
本発明によれば、観者の位置に基づいて、右目用画像表示用部と左目用画像表示用部の発光位置を観者の位置に対応させた位置に高速に移動させることができ、この際、機械的動作は伴わないから高精度で、高い耐久性を得ることができる。
請求の範囲９に記載の本発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲８のいずれかに記載の立体映像表示装置用光源装置において、観者の立体映像表示装置に対する位置を測定し位置信号として出力する位置判定手段を備え、前記光源制御手段は、前記位置情報に基づいて、観者の観察画像を維持するよう前記白色光源又はＲＧＢの光源を点灯制御することを特徴とする。
本発明によれば、複数の異なる位置にいる観者に適切な立体映像を表示することができる。
請求の範囲１０に記載の本発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲９のいずれかに記載の立体映像表示装置用光源装置において、観者が操作するコントローラを備え、前記光源制御手段は、前記コントローラの操作情報に基づいて、観者の観察画像を変化させるよう前記白色光源又はＲＧＢの光源を点滅制御することを特徴とする。
本発明によれば、観者のコントローラ操作により、右目用画像表示用部と左目用画像表示用部の発光位置を、観者の希望の位置に高速に移動させることができ、この際、機械的動作は伴わないから高精度で、高い耐久性を持つものとできる。
請求の範囲１１に記載の本発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲１０のいずれかに記載の立体映像表示装置用光源装置において、立体表示装置は観者の数、及びそれぞれの観者の画像表示装置に対する位置を測定し位置信号として出力する位置判定手段を備え、前記光源制御手段は前記位置情報に基づいて、各観者の観察画像を維持するように、前記白色光源又はＲＧＢの光源を点滅制御することを特徴とする。
本発明によれば、複数の異なる位置にいる観者に適切な立体映像を表示することができる。
請求の範囲１２に記載の本発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲１１のいずれかに記載の立体映像表示装置用光源装置において、光源アレイの右目用画像表示用部と左目用画像表示用部とを点滅制御することを特徴とするものである。
本発明によれば、時分割で左右の画像を表示する立体映像表示装置において、光源に設けられるシャッタ装置を不要とすることができ、構造を簡単にでき且つ光の透過損が発生しない。
請求の範囲１３に記載の本発明は、請求の範囲１に記載の発明において、前記光源はＬＥＤであることを特徴とするものである。
本発明によれば、光源として消費電力が少なくオン・オフのスイッチング速度が早い白色ＬＥＤ又はＲＧＢのＬＥＤを使用しているので、消費電力を少ないものとすることができると共に画像の応答性を良好なものとすることができる。
請求の範囲１４に記載の本発明は、請求の範囲１に記載の発明において、前記光源はＥＬであることを特徴とするものである。
本発明によれば、光源として消費電力が少ないＥＬを使用しているので、消費電力を少ないものとすることができる。
請求の範囲１５に記載の本発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲１４いずれかに記載の立体映像表示装置用光源装置において、前記光源装置の各光源素子には光拡散用のレンズが備えられていることを特徴とするものである。
本発明によれば、各光源素子からの射出光は、拡散用レンズで拡散されるから、光源装置の光は画像表示装置に欠落されることなく入射し、画像を美しいものとして表示できる。
請求の範囲１６に記載の本発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲１５のいずれかに記載の立体映像表示装置用光源装置において、前記光源アレイは、観者が位置する特定位置を中心とした円弧状に形成されていることを特徴とするものである。
本発明によれば、立体映像表示装置に２Ｄ画像を表示するとき、光源装置から光は観者向けて照射されるから、立体映像表示装置の視野角を広いものとすることができる。
請求の範囲１７に記載の本発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲１６のいずれかに記載の立体映像表示装置用光源装置を、テレビジョン、ゲームマシン、パーソナルコンピュータ、携帯電話、又は携帯端末装置の立体又は平面画像表示装置に使用することを特徴とする。
本発明によれば、大きな画面のテレビジョン、ゲームマシン、パーソナルコンピュータの画面を立体視可できるほか、携帯電話や携帯端末など観者の視線が画面に対して移動しやすい小型の機器の画面を立体視可することができる他、広い視野角が必要とされる平面画像表示としても用いることができる。The invention described in
According to the present invention, the light source can be freely blinked by the control of the light source control means, and the polarizing plate in which the polarizing direction having a different polarization direction is regularly attached to the light emission side of each light source. Since the row portion is provided, it is not necessary to provide a large polarizing plate for dividing the left and right light sources in the stereoscopic image display device. In addition, when a stereoscopic image display device receives and displays a planar image signal, the oblique line is clearly displayed by simply transmitting the planar image signal using the stereoscopic image signal method and performing a simple light source array lighting process on the receiving side. In addition, it is possible to display a clear planar image with no missing scanning lines.
The invention described in claim 2 is the light source device for a stereoscopic video display device according to
According to the present invention, by emitting light from a continuous predetermined range of the light source array, the positions of the left and right image display light emitting portions can be made substantially the same position, so that a clear stereoscopic image can be obtained.
The present invention described in claim 3 is the light source device for a stereoscopic image display device according to either
According to the present invention, since the polarizing angles of the polarizing plates are orthogonal, the left and right image display light can be well separated, and the crosstalk between the left and right images is reduced.
The present invention described in claim 4 is the light source device for a stereoscopic image display device according to any one of
According to the present invention, light from each white light source that displays left and right is separated, and crosstalk between the left and right images that adversely affects image formation is reduced.
According to a fifth aspect of the present invention, in the light source device for a stereoscopic image display device according to any one of the first to fourth aspects, the light source array is arranged in a plurality of stages in the vertical direction. It is characterized by.
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the density of the light source of a light source array width dimension can be made high, and the light source device for stereoscopic video display apparatuses of high brightness | luminance can be obtained.
The present invention according to claim 6 is the light source device for a stereoscopic image display device according to claim 5, wherein the polarization directions of polarizing plates adjacent to each other above and below the light source array arranged in at least two stages are orthogonal. It is provided as follows.
According to the present invention, when a light source array in a predetermined range is turned on, the light sources that are turned on for each eye are continuous in a stepping stone shape in the upper and lower arrays, so that uniform light irradiation can be performed.
According to a seventh aspect of the present invention, in the light source device for a stereoscopic video display device according to any one of the first to sixth aspects, the light source control means includes a right-eye image display unit of the light source array. The left-eye image display unit is controlled to be turned on.
According to the present invention, display control of a stereoscopic image can be performed with a high degree of freedom by controlling light emission of the right-eye image display unit and the left-eye image display unit of the light source array by the light source control means.
The present invention according to claim 8 is the light source device for a stereoscopic image display device according to any one of
According to the present invention, based on the position of the viewer, the light emission positions of the right-eye image display portion and the left-eye image display portion can be moved to a position corresponding to the viewer position at high speed. At this time, since no mechanical operation is involved, high accuracy and high durability can be obtained.
The present invention described in claim 9 is the light source device for a stereoscopic image display device according to any one of
According to the present invention, it is possible to display an appropriate stereoscopic video to viewers at a plurality of different positions.
A tenth aspect of the present invention is the stereoscopic image display light source device according to any one of the first to ninth aspects, further comprising a controller operated by a viewer, wherein the light source control means includes: Based on the operation information of the controller, the white light source or the RGB light source is controlled to blink so as to change the observation image of the viewer.
According to the present invention, the light emission positions of the right-eye image display unit and the left-eye image display unit can be moved to a desired position of the viewer at high speed by the viewer's controller operation. Since there is no specific movement, it can be highly accurate and durable.
The present invention described in claim 11 is the light source device for a stereoscopic image display device according to any one of
According to the present invention, it is possible to display an appropriate stereoscopic video to viewers at a plurality of different positions.
The invention according to claim 12 is the light source device for a stereoscopic image display device according to any one of
According to the present invention, in a stereoscopic video display device that displays left and right images in a time-sharing manner, the shutter device provided in the light source can be eliminated, the structure can be simplified, and light transmission loss does not occur.
The present invention described in claim 13 is characterized in that, in the invention described in
According to the present invention, a white LED or RGB LED that consumes less power and has a fast on / off switching speed is used as a light source, so that power consumption can be reduced and image responsiveness is good. Can be.
The invention described in claim 14 is the invention described in
According to the present invention, since the EL with low power consumption is used as the light source, the power consumption can be reduced.
The present invention according to claim 15 is the light source device for a stereoscopic image display device according to any one of
According to the present invention, since the light emitted from each light source element is diffused by the diffusing lens, the light from the light source device enters the image display device without being lost, and the image can be displayed as a beautiful one.
The present invention described in claim 16 is the light source device for a stereoscopic image display device according to any one of
According to the present invention, when a 2D image is displayed on a stereoscopic video display device, light is emitted from the light source device toward the viewer, so that the viewing angle of the stereoscopic video display device can be widened.
The present invention described in claim 17 provides the light source device for a stereoscopic image display device according to any one of
According to the present invention, the screen of a large screen television, game machine, personal computer can be stereoscopically viewed, and a small device screen such as a mobile phone or a mobile terminal where the line of sight of the viewer can easily move relative to the screen can be displayed. In addition to allowing stereoscopic viewing, it can also be used as a planar image display that requires a wide viewing angle.
Claims (17)
前記光源装置は、白色光源またはＲＧＢの光源を一組とした光源を直列状に配列した光源アレイと、
各光源の発光側に取り付られ、互いに異なる偏光方向の２種類の偏光板を、規則性を持って配置した偏光板列部と、
上記各列の光源アレイの白色光源又はＲＧＢの光源を点滅制御する光源制御手段と、を備えたことを特徴とする立体映像表示装置用光源装置。A light source device for a stereoscopic video display device provided with an image display means for displaying an image with transmitted light,
The light source device includes a light source array in which light sources including a set of white light sources or RGB light sources are arranged in series, and
A polarizing plate array portion that is attached to the light emitting side of each light source and has two kinds of polarizing plates with different polarization directions arranged with regularity,
A light source device for a stereoscopic image display device, comprising: a light source control unit that controls blinking of a white light source or an RGB light source of the light source array in each row.
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