JP4698616B2 - 画像表示装置及びそれを使用した携帯端末装置 - Google Patents
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Description
図1は本発明の第1の実施形態に係る立体画像表示装置の断面図であり、図2は本実施形態に係る携帯端末装置を示す斜視図である。立体画像表示装置1は反射型液晶表示パネル2とレンチキュラレンズ3より構成される。反射型液晶表示パネル2は、基板6と透明基板7との間に、液晶層5が挟まれて構成されており、基板6の液晶層側の表面に画素電極(反射板4)が形成され、透明基板7の液晶層側の表面に対向電極(図示せず)が形成されている。これらの画素電極及び対向電極は相互に直交する方向に延びる線状の電極であり、この画素電極と対向電極とが交差する位置の画素を選択して両者間に電圧を印加して液晶の配向を制御し、画像表示するようになっている。
図8は本発明の第2の実施形態に係る立体画像表示装置の断面図である。本実施形態は、前述の第1の実施形態と比較して、レンズ面と画素間の距離HRが、前記数式10乃至12により算出される従来の光学モデルでのレンズ面と画素間距離HRよりも小さく設定されている点が異なる。この結果、レンズ面と画素間の距離HRは、レンチキュラレンズの焦点距離fより小さい。
図10は本発明の第3の実施形態による立体画像表示装置の断面図である。本発明の第1の実施形態と比較して、本実施形態におけるレンチキュラレンズの焦点距離fRは、前記数式10乃至12及び16により算出される従来の光学モデルでの焦点距離fよりも小さく設定されており、レンズ面と画素間の距離Hは前記数式10乃至12により算出される値である。
図12は本発明の第4の実施形態に係る立体画像表示装置の断面図である。本実施形態が第3実施形態と異なる点は、レンチキュラレンズの焦点距離fRが、前記数式10乃至12及び16により算出される焦点距離fよりも大きく設定されており、レンズ面と画素間の距離Hは前記数式10乃至12により算出される従来の光学モデルでの算出値である点である。
図14は本発明の第5の実施形態に係る立体画像表示装置の断面図である。本実施形態が、第1乃至第4の実施形態と異なる点は、焦点距離f及びレンズ面と画素間の距離Hは、前記数式10乃至12及び16により算出される値を使用し、凹凸形状の傾斜角度θを50°以上とする点である。
次に、本発明の第6の実施形態について説明する。図17は本発明の第6の実施形態に係る立体画像表示装置を示す斜視図であり、図18(a)及び(b)は、本実施形態の原理を定性的に説明するための断面図であり、(a)は、図17に示すA−A線による断面図であり、(b)は、図17に示すB−B線による断面図である。本実施形態に係る立体画像表示装置は、前述の第1乃至第5の実施形態と比較して、レンチキュラレンズ3を構成するシリンドリカルレンズ3aの配列方向において、凹凸形状41のある傾斜角を持つ斜面の存在確率が一画素中で略均一となっている点が異なっている。また、レンチキュラレンズ3の焦点距離fは、レンチキュラレンズ3のレンズ面と画素との間の距離Hと等しく、凹凸形状41の傾斜角は、例えば30°である。
図19は本発明の第7の実施形態に係る立体画像表示装置の斜視図である。本実施形態における立体画像表示装置1の表示パネル200は、画素電極が透過領域と反射領域とを有する半透過型の表示素子である。具体的には、左眼用画素は、左眼用画素(透過領域)511と左眼用画素(反射領域)512とにより構成され、同様に、右眼用画素は、右眼用画素(透過領域)521と、右眼用画素(反射領域)522とにより構成されている。また、左眼用画素(反射領域)512及び右眼用画素(反射領域)522の画素電極は、金属電極等の非透明な層により形成された反射板であり、この反射板の表面には前述の如く凹凸形状が設けられている。この反射板の凹凸形状とレンチキュラレンズ3との関係は、前述の本発明の第1乃至第5の実施形態と同様である。また、左眼用画素(透過領域)511と右眼用画素(透過領域)521の画素電極は、ITO(インジウム−スズ−酸化物)等の透明電極で構成されている。また、これらの表示パネルの下方には、透過領域用のバックライト光源(図示せず)が設けられている。
次に、本発明の第8の実施形態について説明する。図20は本実施形態に係る携帯端末装置を示す斜視図であり、図21は、本実施形態に係る画像表示装置の動作を示す光学モデル図である。図20に示すように、本実施形態においては、携帯端末装置としての携帯電話9に、画像表示装置が組み込まれている。そして、本実施形態は、前述の第1の実施形態と比較して、レンチキュラレンズ3を構成するシリンドリカルレンズ3aの長手方向11が画像表示装置の横方向、即ち、画像の水平方向であり、シリンドリカルレンズ3aの配列方向12が縦方向、即ち、画像の垂直方向である点が異なっている。なお、図20においては、図示を簡略化するために、シリンドリカルレンズ3aは4本しか図示されていないが、実際には長手方向11における画素の配列数だけシリンドリカルレンズ3aが形成されている。
2;反射型液晶表示パネル
200:半透過型液晶表示パネル
3、121;レンチキュラレンズ
3a;シリンドリカルレンズ
31、122:凸部
4;反射板
41:凹凸形状
4a:左眼用画素
4b:右眼用画素
5:液晶層
6:基板
7:透明基板
8:観察位置
9;携帯電話
91:光線
10:フライアイレンズ
11;シリンドリカルレンズの長手方向
12;シリンドリカルレンズの配列方向
17;発光領域
18;受光面
19;光源
31;凸部
41;凹凸形状
42;遮光部
51;左眼用画素
52;右眼用画素
53;第1視点用画素
54;第2視点用画素
61,142;左眼
62、141;右眼
105;パララックスバリア
105a;スリット
106:表示パネル
107;立体可視域
107a;対角線の交点
107b;最適観察面
108:光源
123,124:画素
143;右眼141と左眼142との中点
181、182;光束
511:左眼用画素(透過領域)
512:左眼用画素(反射領域)
521:右眼用画素(透過領域)
522:右眼用画素(反射領域)
Claims (13)
- 1表示単位に第1視点用の画像を表示する画素及び第2視点用の画像を表示する画素を少なくとも含む複数個の表示単位がマトリクス状に配置された表示パネルと、この表示パネルの前方に配置され前記各画素から出射した光を屈折させて相互に異なる方向に出射する複数個のレンズ素子が形成されたレンズと、前記表示パネル内又は前記表示パネルの後方に配置され外光を前記レンズに向けて拡散反射すると共に表面に凹凸形状を有する反射板と、を有し、前記レンズの焦点距離fが前記反射板の表面と前記レンズの頂点との間の距離Hより小さく、前記凹凸形状は、斜面を有する構造であり、前記第1視点用の画像を表示する画素から前記第2視点用の画像を表示する画素へ向かう第1の方向における前記レンズの表面の凸部のピッチをLとし、前記第1の方向における前記反射板の凹凸形状の凸部の間の距離の最小値をVとするとき、前記レンズの焦点距離f及び前記反射板の表面とレンズの頂点との間の距離Hが下記数式を満たすことを特徴とする画像表示装置。
H/f≧V/L+1
- 1表示単位に透過領域及び反射領域を備え第1視点用の画像を表示する画素並びに透過領域及び反射領域を備え第2視点用の画像を表示する画素を少なくとも含む複数個の表示単位がマトリクス状に配置された表示パネルと、この表示パネルの前方に配置され前記各画素から出射した光を屈折させて相互に異なる方向に出射する複数個のレンズ素子が形成されたレンズと、前記表示パネルの前記透過領域に光を照射する光源と、前記表示パネル内の反射領域又は前記表示パネルの反射領域の後方に配置され外光を前記レンズに向けて拡散反射すると共に表面に凹凸形状を有する反射板と、を有し、前記レンズの焦点距離fが前記反射板の表面と前記レンズの頂点との間の距離Hより小さく、前記凹凸形状は、斜面を有する構造であり、前記第1視点用の画像を表示する画素から前記第2視点用の画像を表示する画素へ向かう第1の方向における前記レンズの表面の凸部のピッチをLとし、前記第1の方向における前記反射板の凹凸形状の凸部の間の距離の最小値をVとするとき、前記レンズの焦点距離f及び前記反射板の表面とレンズの頂点との間の距離Hが下記数式を満たすことを特徴とする画像表示装置。
H/f≧V/L+1
- 1表示単位に第1視点用の画像を表示する画素及び第2視点用の画像を表示する画素を少なくとも含む複数個の表示単位がマトリクス状に配置された表示パネルと、この表示パネルの前方に配置され前記各画素から出射した光を屈折させて相互に異なる方向に出射する複数個のレンズ素子が形成されたレンズと、前記表示パネル内又は前記表示パネルの後方に配置され外光を前記レンズに向けて拡散反射すると共に表面に凹凸形状を有する反射板と、を有し、前記レンズの焦点距離fが前記反射板の表面と前記レンズの頂点との間の距離Hより大きく、前記凹凸形状は、斜面を有する構造であり、前記第1視点用の画像を表示する画素から前記第2視点用の画像を表示する画素へ向かう第1の方向における前記レンズの表面の凸部のピッチをLとし、前記第1の方向における前記反射板の凹凸形状の凸部の間の距離の最小値をVとするとき、前記レンズの焦点距離f及び前記反射板の表面とレンズの頂点との間の距離Hが下記数式を満たすことを特徴とする画像表示装置。
H/f≦−V/L+1
- 1表示単位に透過領域及び反射領域を備え第1視点用の画像を表示する画素並びに透過領域及び反射領域を備え第2視点用の画像を表示する画素を少なくとも含む複数個の表示単位がマトリクス状に配置された表示パネルと、この表示パネルの前方に配置され前記各画素から出射した光を屈折させて相互に異なる方向に出射する複数個のレンズ素子が形成されたレンズと、前記表示パネルの前記透過領域に光を照射する光源と、前記表示パネル内の反射領域又は前記表示パネルの反射領域の後方に配置され外光を前記レンズに向けて拡散反射すると共に表面に凹凸形状を有する反射板と、を有し、前記レンズの焦点距離fが前記反射板の表面と前記レンズの頂点との間の距離Hより大きく、前記凹凸形状は、斜面を有する構造であり、前記第1視点用の画像を表示する画素から前記第2視点用の画像を表示する画素へ向かう第1の方向における前記レンズの表面の凸部のピッチをLとし、前記第1の方向における前記反射板の凹凸形状の凸部の間の距離の最小値をVとするとき、前記レンズの焦点距離f及び前記反射板の表面とレンズの頂点との間の距離Hが下記数式を満たすことを特徴とする画像表示装置。
H/f≦−V/L+1
- 1表示単位に第1視点用の画像を表示する画素及び第2視点用の画像を表示する画素を少なくとも含む複数個の表示単位がマトリクス状に配置された表示パネルと、この表示パネルの前方に配置され前記各画素から出射した光を屈折させて相互に異なる方向に出射する複数個のレンズ素子が形成されたレンズと、前記表示パネル内又は前記表示パネルの後方に配置され外光を前記レンズに向けて拡散反射すると共に表面に凹凸形状を有する反射板と、を有し、前記反射板の表面の凹凸形状が入射する光を複数回反射して拡散するような形状を有し、前記凹凸形状は斜面を有する構造であり、この斜面の傾斜角が50°以上であることを特徴とする画像表示装置。
- 1表示単位に透過領域及び反射領域を備え第1視点用の画像を表示する画素並びに透過領域及び反射領域を備え第2視点用の画像を表示する画素を含む複数個の表示単位がマトリクス状に配置された表示パネルと、この表示パネルの前方に配置され前記各画素から出射した光を屈折させて相互に異なる方向に出射する複数個のレンズ素子が形成されたレンズと、前記表示パネルの前記透過領域に光を照射する光源と、前記表示パネル内の反射領域又は前記表示パネルの反射領域の後方に配置され外光を前記レンズに向けて拡散反射すると共に表面に凹凸形状を有する反射板と、を有し、前記反射板の表面の凹凸形状が入射する光を複数回反射して拡散するような形状を有し、前記凹凸形状は斜面を有する構造であり、この斜面の傾斜角が50°以上であることを特徴とする画像表示装置。
- 1表示単位に第1視点用の画像を表示する画素及び第2視点用の画像を表示する画素を少なくとも含む複数個の表示単位がマトリクス状に配置された表示パネルと、この表示パネルの前方に配置され前記各画素から出射した光を屈折させて相互に異なる方向に出射する複数個のシリンドリカルレンズが形成されたレンチキュラレンズと、前記表示パネル内又は前記表示パネルの後方に配置され外光を前記レンチキュラレンズに向けて拡散反射すると共に表面に斜面を有する凹凸形状を有する反射板と、を有し、前記シリンドリカルレンズの配列方向において、前記凹凸形状におけるある傾斜角を持つ斜面の存在確率が前記画素中で均一であり、前記シリンドリカルレンズの長手方向における前記凹凸形状の密度が、前記シリンドリカルレンズの配列方向における前記凹凸形状の密度より小さいことを特徴とする画像表示装置。
- 1表示単位に透過領域及び反射領域を備え第一視点用の画像を表示する画素並びに透過領域及び反射領域を備え第二視点用の画像を表示する画素を含む複数個の表示単位がマトリクス状に配置された表示パネルと、この表示パネルの前方に配置され前記各画素から出射した光を屈折させて相互に異なる方向に出射する複数個のシリンドリカルレンズが形成されたレンチキュラレンズと、前記表示パネルの前記透過領域に光を照射する光源と、前記表示パネル内の反射領域又は前記表示パネルの反射領域の後方に配置され外光を前記レンチキュラレンズに向けて拡散反射すると共に表面に斜面を有する凹凸形状を有する反射板と、を有し、前記シリンドリカルレンズの配列方向において、前記凹凸形状におけるある傾斜角を持つ斜面の存在確率が前記画素中で均一であり、前記シリンドリカルレンズの長手方向における前記凹凸形状の密度が、前記シリンドリカルレンズの配列方向における前記凹凸形状の密度より小さいことを特徴とする画像表示装置。
- 1表示単位に第1視点用の画像を表示する画素及び第2視点用の画像を表示する画素を少なくとも含む複数個の表示単位がマトリクス状に配置された表示パネルと、この表示パネルの前方に配置され前記各画素から出射した光を屈折させて相互に異なる方向に出射する複数個のシリンドリカルレンズが形成されたレンチキュラレンズと、前記表示パネル内又は前記表示パネルの後方に配置され外光を前記レンチキュラレンズに向けて拡散反射すると共に表面に斜面を有する凹凸形状を有する反射板と、を有し、前記シリンドリカルレンズの焦点距離fが前記反射板の表面と前記シリンドリカルレンズの頂点との間の距離Hと異なり、前記シリンドリカルレンズの配列方向において、前記凹凸形状における特定の傾斜角をもつ斜面の存在確率が前記画素中で均一となっていることを特徴とする画像表示装置。
- 前記第1視点用の画像が左眼用画像であり、前記第2視点用の画像が前記左眼用画像に対して視差をもつ右眼用画像であり、立体画像を表示するものであることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の画像表示装置。
- 前記表示装置が液晶表示装置であることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項
に記載の画像表示装置。 - 請求項1乃至11のいずれか1項に記載の画像表示装置を有することを特徴とする携帯端末装置。
- 携帯電話、携帯端末、PDA、ゲーム機、デジタルカメラ又はデジタルビデオであることを特徴とする請求項12に記載の携帯端末装置。
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