JP5024800B2 - Image display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の視点に異なる画像を表示し得る画像表示装置に関し、特に、立体画像を優れた品質で表示し得る画像表示装置に関する。 The present invention relates to an image display equipment capable of displaying different images to a plurality of viewpoints, particularly, it relates to an image display equipment capable of displaying excellent quality stereoscopic images.
従来より、複数の視点に異なる画像を表示し得る画像表示装置の検討が行われている。その一例として、複数視点画像として視差画像を表示することを前提にした立体画像表示装置がある。紀元前280年にギリシャの数学者ユークリッドは「立体視とは、同一物体の異なる方向から眺めた別々の映像を左右両眼が同時に見ることによって得られる感覚である」と考察している(例えば、非特許文献1参照)。即ち、左右両眼に視差のある画像を夫々提示することにより、立体画像表示装置を実現することができる。 Conventionally, an image display device capable of displaying different images at a plurality of viewpoints has been studied. As an example, there is a stereoscopic image display device on the premise that a parallax image is displayed as a multi-viewpoint image. In 280 BC, Greek mathematician Euclid considers that "stereoscopicity is the sense that the left and right eyes simultaneously see different images viewed from different directions of the same object" (for example, Non-patent document 1). That is, a stereoscopic image display device can be realized by presenting images with parallax to the left and right eyes, respectively.
この機能を具体的に実現するため、これまでに多くの立体画像表示方式が検討されており、これらは眼鏡を使用する方式と眼鏡を使用しない方式とに大別することができる。このうち、眼鏡を使用する方式には、色の違いを利用したアナグリフ方式、及び偏光を利用した偏光眼鏡方式等があるが、これらの方式は本質的に眼鏡をかける煩わしさを避けることができないため、近年では眼鏡を使用しない眼鏡なし方式が盛んに検討されている。眼鏡なし方式には、パララックスバリア方式及びレンチキュラレンズ方式等がある。 In order to specifically realize this function, many stereoscopic image display methods have been studied so far, and these methods can be roughly divided into a method using glasses and a method using no glasses. Among these, there are anaglyph methods that use the difference in color and polarized glasses methods that use polarized light, etc., but these methods cannot essentially avoid the annoyance of wearing glasses. Therefore, in recent years, a spectacleless method that does not use spectacles has been actively studied. The glassesless method includes a parallax barrier method and a lenticular lens method.
先ず、パララックスバリア方式について説明する。パララックスバリア方式は、1896年にBerthierが着想し、1903年にIvesによって実証された立体画像表示方式である。図39はパララックスバリア方式による立体画像表示方法を示す光学モデル図である。図39に示すように、パララックスバリア105は、細い縦縞状の多数の開口部、即ち、スリット105aが形成されたバリア(遮光板)である。そして、このパララックスバリア105の一方の表面の近傍には、表示パネル102が配置されている。表示パネル102においては、スリット105aの長手方向と直交する方向に右眼用画素123及び左眼用画素124が配列されている。また、パララックスバリア105の他方の表面の近傍、即ち、表示パネル102の反対側には、光源108が配置されている。
First, the parallax barrier method will be described. The parallax barrier method is a stereoscopic image display method conceived by Berthier in 1896 and verified by Ives in 1903. FIG. 39 is an optical model diagram showing a stereoscopic image display method using a parallax barrier system. As shown in FIG. 39, the
光源108から出射された光は、パララックスバリア105によりその一部が遮断される。一方、パララックスバリア105に遮断されずにスリット105aを通過した光は、右眼用画素123を通過して光束181となり、又は左眼用画素124を通過して光束182となる。このとき、立体画像の認識が可能となる観察者の位置は、パララックスバリア105と画素との位置関係により決定される。即ち、観察者104の右眼141は、複数の右眼用画素123に対応する全ての光束181の通過域内にあり、且つ、観察者の左眼142は、全ての光束182の通過域内にあることが必要となる。これは、観察者の右眼141と左眼142との中点143が、図39に示す四角形の立体可視域107内に位置する場合である。
A part of the light emitted from the
立体可視域107における右眼用画素123及び左眼用画素124の配列方向に延びる線分のうち、立体可視域107における対角線の交点107aを通る線分が最も長い線分となる。このため、中点143が交点107aに位置するとき、観察者の位置が左右方向にずれた場合の許容度が最大となるため、観察位置としては最も好ましい。従って、この立体画像表示方法においては、この交点107aと表示パネル102との距離を最適観察距離ODとし、この距離で観察することを観察者に推奨している。なお、立体可視域107における表示パネル102からの距離が最適観察距離ODとなる仮想的な平面を、最適観察面107bという。これにより、観察者の右眼141及び左眼142に夫々右眼用画素123及び左眼用画素124からの光が到達することになる。このため、観察者は表示パネル102に表示された画像を、立体画像として認識することが可能になる。
Among the line segments extending in the arrangement direction of the right-
前述のパララックスバリア方式は、考案された当初は、パララックスバリアが画素と眼との間に配置されていたため、目障りで視認性が低いという問題があった。しかしながら、近時の液晶表示装置の実現に伴い、図39に示すように、パララックスバリア105を表示パネル102の裏側に配置することが可能になり、視認性の問題が改善された。このため、パララックスバリア方式の立体画像表示装置は、現在盛んに検討されており、パララックスバリア方式を適用した立体画像表示装置が実際に製品化されている(非特許文献2参照。)。
The above-mentioned parallax barrier method has a problem that it is unsightly and has low visibility because the parallax barrier is initially arranged between the pixel and the eye. However, with the recent realization of liquid crystal display devices, it becomes possible to dispose the
例えば、非特許文献2の表1には、3D対応液晶パネルを搭載した携帯電話が紹介されている。この携帯電話における立体画像表示装置を構成する液晶表示パネルは、対角2.2インチ型の大きさで、横176ドット×縦220ドットの表示ドット数を有する。そして、パララックスバリアの効果をオン・オフするスイッチ用の液晶パネルが設けられており、立体表示と平面表示を切り替えて表示することができる。
For example, Table 1 of Non-Patent
次に、レンチキュラレンズ方式について説明する。レンチキュラレンズ方式は、例えば前述の非特許文献1に記載されているように、Ives等により1910年頃に発明された。図40はレンチキュラレンズを示す斜視図であり、図41はレンチキュラレンズ方式による立体表示方法を示す光学モデル図である。図40に示すように、レンチキュラレンズ121は一方の面が平面となっており、他方の面には、一方向に連なるかまぼこ状の凸部(シリンドリカルレンズ122)が、その長手方向が相互に平行になるように複数個形成されている。
Next, the lenticular lens method will be described. The lenticular lens system was invented around 1910 by Ives et al., For example, as described in Non-Patent
そして、図41に示すように、レンチキュラレンズ方式の立体画像表示装置においては、観察者側から順に、レンチキュラレンズ121、表示パネル102及び光源108が配置されており、レンチキュラレンズ121の焦点面には表示パネル102の画素が位置している。表示パネル102においては、右眼141用の画像を表示する画素123と左眼142用の画像を表示する画素124とが交互に配列されている。このとき、相互に隣接する画素123及び画素124からなる群は、レンチキュラレンズ121の各シリンドリカルレンズ(凸部)122に対応している。これにより、光源108から出射し各画素を透過した光が、レンチキュラレンズ121のシリンドリカルレンズ122により左右の眼に向かう方向に振り分けられ、左右の眼に相互に異なる画像を認識させることが可能となり、観察者に立体画像を認識させることができる。
As shown in FIG. 41, in the stereoscopic image display device of the lenticular lens type, a
前述のパララックスバリア方式が不要な光をバリアにより「隠す」方式であるのに対し、レンチキュラレンズ方式は光の進む向きを変える方式であり、原理的にレンチキュラレンズを設けることによる表示画面の明るさの低下がない。そのため、特に高輝度表示や低消費電力性能が重視される携帯機器等への適用が有力視されている。 Whereas the parallax barrier method described above is a method of “hiding” unnecessary light by a barrier, the lenticular lens method is a method of changing the light traveling direction, and in principle the brightness of the display screen by providing a lenticular lens. There is no drop in height. For this reason, application to portable devices and the like where high luminance display and low power consumption performance are particularly important is considered promising.
レンチキュラレンズ方式による立体画像表示装置を開発した例が、前述の非特許文献2に記載されている。この立体画像表示装置の立体画像表示装置を構成する液晶表示パネルは、対角7インチ型の大きさで、横800ドット×480ドットの表示ドット数を有する。そして、レンチキュラレンズと液晶表示パネルの距離を0.6mm変えることにより、立体表示と平面表示とを切り替えることができる。この立体画像表示装置は、横方向視点数が5であり、横方向に角度を変えると5つの異なる画像を見ることができる。
An example of developing a stereoscopic image display device using a lenticular lens method is described in Non-Patent
また、複数の視点に異なる画像を表示し得る画像表示装置の他の例として、複数画像同時表示ディスプレイが開示されている(特許文献1参照。)。特許文献1に記載のディスプレイは、レンチキュラレンズによる画像の振り分け機能を利用して、観察する方向毎に異なる平面画像を同時に同一条件で表示し、複数の異なる観察者に対してそれぞれ異なる方向から異なる平面画像を一台のディスプレイで同時に観察可能としている。図42はこの複数画像同時表示ディスプレイを示す斜視図である。図42に示すように、この複数画像同時表示ディスプレイでは、観察者104側から順に、レンチキュラレンズ121及び表示パネル102が配置されている。表示パネル102においては、第1視点用の画像を表示する第1視点用画素125と第2視点用の画像を表示する第2視点用画素126とが交互に配列されている。このとき、相互に隣接する画素125及び画素126からなる群は、レンチキュラレンズ121の各シリンドリカルレンズ(凸部)122に対応している。これにより、各画素の光は、レンチキュラレンズ121のシリンドリカルレンズ122により異なる方向に振り分けられるため、異なる位置で異なる画像を認識させることが可能になる。この複数画像同時表示ディスプレイを使用することにより、人数分のディスプレイを用意する場合に比べて、設置スペース及び電気代等を削減することができる。このように、現在、複数視点に異なる画像を表示し得る画像表示装置が盛んに検討されている。
As another example of an image display device that can display different images at a plurality of viewpoints, a multi-image simultaneous display display is disclosed (see Patent Document 1). The display described in
しかしながら、前述の従来の技術には、以下に示すような問題点がある。即ち、画像表示装置に使用される表示パネルは、各視点用の画素の間に遮光部が設けられている。この遮光部は表示機能を持たないため、各視点用の画像の間に表示が行われない非表示領域が形成される。観察者が各視点用の画像から観察位置をずらした場合には、非表示領域を観察することになるが、前述の如く非表示領域には表示が行われないため、観察者は画像を観察できない。また、一般的に、観察者が最適な観察位置においてのみ観察することはあり得えず、観察位置のずれは頻繁に起こり得る。この結果、観察者は画像観察が不可能な状況を意識することになる。このような状況は、画像振り分け用の光学手段を持たない通常の画像表示装置では発生しないため、観察者は、複数の視点に異なる画像を表示し得る画像表示装置では、通常の画像表示装置に比べて表示品質が著しく低下すると感じることになる。 However, the conventional techniques described above have the following problems. That is, the display panel used in the image display apparatus is provided with a light shielding portion between pixels for each viewpoint. Since this light-shielding portion does not have a display function, a non-display area where no display is performed is formed between the images for each viewpoint. When the observer shifts the observation position from the image for each viewpoint, the non-display area is observed, but since the display is not performed in the non-display area as described above, the observer observes the image. Can not. In general, the observer cannot observe only at the optimum observation position, and the deviation of the observation position can frequently occur. As a result, the observer becomes aware of the situation where image observation is impossible. Such a situation does not occur in a normal image display device that does not have optical means for image distribution. Therefore, in an image display device that can display different images from a plurality of viewpoints, an observer can use a normal image display device. In comparison, the display quality is felt to be significantly reduced.
以下、この問題について、シリンドリカルレンズの配列向(横方向)における画素開口率が50%である表示パネルを使用したレンチキュラレンズ方式の立体画像表示装置を例にして、詳細に説明する。図43は横方向の画素開口率が50%である従来の表示パネルを示す平面図であり、図44は図43に示す表示パネルを使用したレンチキュラレンズ方式の立体画像表示装置の光学モデル図である。図43に示すように、この表示パネル102は、画素ピッチがPであり、レンズ配列方向(横方向112)の画素開口率が50%であるため、画素の中央に幅が(P/2)である開口部109が形成されている。即ち、各画素の横方向112における遮光部106の幅は(P/4)である。また、図44に示すように、この表示パネル102を使用した立体画像表示装置においては、観察者側から順に、レンチキュラレンズ121、表示パネル102及び光源108が配置されており、レンチキュラレンズ121の焦点面に表示パネル102の画素が位置している。そして、レンチキュラレンズ121の頂点と表示パネル102の画素との間の距離をHとし、レンチキュラレンズ121の屈折率をn、焦点距離をfとし、レンズピッチをLとする。また、表示パネル102の表示画素には、各1個の左眼用画素124及び右眼用画素123が1組になって配置されており、各画素のピッチをPとする。従って、各1個の左眼用画素124及び右眼用画素123からなる表示画素の配列ピッチは2Pとなる。この各1個の左眼用画素124及び右眼用画素123の2画素からなる表示画素に対して、1つのシリンドリカルレンズ122が対応して配置されている。
Hereinafter, this problem will be described in detail by taking a lenticular lens type stereoscopic image display device using a display panel having a pixel aperture ratio of 50% in the arrangement direction (lateral direction) of the cylindrical lenses as an example. 43 is a plan view showing a conventional display panel having a pixel aperture ratio of 50% in the horizontal direction, and FIG. 44 is an optical model diagram of a lenticular lens type stereoscopic image display device using the display panel shown in FIG. is there. As shown in FIG. 43, this
また、レンチキュラレンズ121と観察者との間の距離を最適観察距離ODとし、この距離ODにおける画素の拡大投影幅、即ち、レンズから距離ODだけ離れレンズと平行な仮想平面上における左眼用画素124及び右眼用画素123の投影像の幅を夫々eとする。更に、レンチキュラレンズ121の中央に位置するシリンドリカルレンズ122の中心から、横方向112におけるレンチキュラレンズ121の端に位置するシリンドリカルレンズ122の中心までの距離をWLとし、表示パネル102の中心に位置する左眼用画素124と右眼用画素123からなる表示画素の中心と、レンズ配列方向112における表示パネル102の端に位置する表示画素の中心との間の距離をWPとする。更にまた、レンチキュラレンズ121の中央に位置するシリンドリカルレンズ122における光の入射角及び出射角を夫々α及びβとし、レンズ配列方向112におけるレンチキュラレンズ121の端に位置するシリンドリカルレンズ122における光の入射角及び出射角を夫々γ及びδとする。更にまた、距離WLと距離WPとの差をCとし、距離WPの領域に含まれる画素数を2m個とする。
The distance between the
シリンドリカルレンズ122の配列ピッチLと画素の配列ピッチPとは相互に関係しているため、一方に合わせて他方を決めることになるが、通常、表示パネルに合わせてレンチキュラレンズを設計することが多いため、画素の配列ピッチPは定数として扱う。また、屈折率nは、レンチキュラレンズ121の材料を選択することにより決定される。これに対して、レンズと観察者との間の観察距離OD、及び観察距離ODにおける画素拡大投影幅eは所望の値を設定する。これらの値を使用して、レンズの頂点と画素との間の距離H及びレンズピッチLを決定する。スネルの法則及び幾何学的関係より、下記数式1乃至6が成立する。
Since the arrangement pitch L of the
n×sinα=sinβ (数式1) n × sin α = sin β (Formula 1)
OD×tanβ=e (数式2) OD × tan β = e (Formula 2)
H×tanα=P (数式3) H × tan α = P (Formula 3)
n×sinγ=sinδ (数式4) n × sin γ = sin δ (Formula 4)
H×tanγ=C (数式5) H × tan γ = C (Formula 5)
OD×tanδ=WL (数式6) OD × tan δ = W L (Formula 6)
また、下記数式7乃至9が成立する。 Also, the following formulas 7 to 9 are established.
WP−WL=C (数式7) W P −W L = C (Formula 7)
WP=2×m×P (数式8) W P = 2 × m × P (Formula 8)
WL=m×L (数式9) W L = m × L (Formula 9)
そして、上記数式1乃至3より、夫々下記数式10乃至12が成立する。
From the
β=arctan(e/OD) (数式10) β = arctan (e / OD) (Formula 10)
α=arcsin(1/n×sinβ) (数式11) α = arcsin (1 / n × sinβ) (Formula 11)
H=(P/tanα) (数式12) H = (P / tan α) (Formula 12)
また、上記数式6及び9より、下記数式13が成立する。
From the
δ=arctan(m×L/OD) (数式13) δ = arctan (m × L / OD) (Formula 13)
更に、上記数式7及び8より、下記数式14が成立する。
Further, from the
C=2×m×P−m×L (数式14) C = 2 * m * P-m * L (Formula 14)
更にまた、上記数式5より、下記数式15が成立する。
Furthermore, the following
γ=arctan(C/H) (数式15) γ = arctan (C / H) (Formula 15)
なお、前述の如く、通常はレンチキュラレンズの頂点と画素との間の距離Hを、レンチキュラレンズの焦点距離fと等しくするため、下記数式16が成立し、レンズの曲率半径をrとすると、曲率半径rは下記数式17により求まる。
As described above, normally, in order to make the distance H between the apex of the lenticular lens and the pixel equal to the focal length f of the lenticular lens, the following
f=H (数式16) f = H (Formula 16)
r=H×(n−1)/n (数式17) r = H × (n−1) / n (Equation 17)
図44に示すように、全ての右眼用画素123からの光が到達する領域を右眼領域171とし、全ての左眼用画素124からの光が到達する領域を左眼領域172とする。観察者は、右眼141を右眼領域171に位置させ、左眼142を左眼領域172に位置させれば、立体画像を認識することができる。但し、右眼領域171と左眼領域172の間には、非表示領域173が存在する。この非表示領域173の大きさについて検討するために、表示パネル102の右眼用画素の開口部左端から発し、レンチキュラレンズ121の中央に位置するシリンドリカルレンズ122を通過する光線の入射角及び出射角を夫々α1及びβ1とすると、観察距離ODにおける中心線から中心線側遮光部拡大投影位置までの距離e1は、下記数式18乃至20により求められる。
As shown in FIG. 44, a region where light from all
n×sinα1=sinβ1 (数式18) n × sin α 1 = sin β 1 (Formula 18)
OD×tanβ1=e1 (数式19) OD × tan β 1 = e 1 (Formula 19)
H×tanα1=P/4 (数式20) H × tan α 1 = P / 4 (Formula 20)
同様に開口部右端から発し、レンチキュラレンズ121の中央に位置するシリンドリカルレンズ122を通過する光線の入射角及び出射角を夫々α2及びβ2とすると、観察距離ODにおける中心線から端側遮光部拡大投影位置までの距離e2は、下記数式21乃至23により求められる。
Similarly, assuming that the incident angle and the emission angle of the light beam emitted from the right end of the opening and passing through the
n×sinα2=sinβ2 (数式21) n × sin α 2 = sin β 2 (Formula 21)
OD×tanβ2=e2 (数式22) OD × tan β 2 = e 2 (Formula 22)
H×tanα2=3×P/4 (数式23) H × tan α 2 = 3 × P / 4 (Formula 23)
一例として、レンチキュラレンズ121の材料として屈折率nが1.49であるポリメチルメタクリレート(PMMA:polymethyl-methacrylate)を使用し、画素ピッチを0.24mm、観察距離ODを280mm、画素拡大投影幅を65mmとし、表示画素の数mを60とすると、前述の各数式により、レンズ面と画素との距離Hは1.57mm、レンズの焦点距離fは1.57mm、レンズピッチLは0.4782mm、レンズの曲率半径rは0.5161mmとなる。また、遮光部拡大投影位置までの距離e1は16mm、e2は49mmとなる。この結果は、横方向112の画素開口率が50%である場合、観察面の非表示領域の幅も50%となることを示している。従って、この非表示領域に観察者が位置した場合には、観察者は画像を認識できないため、表示品質が著しく低下したように感じる。
As an example, polymethylmethacrylate (PMMA) having a refractive index n of 1.49 is used as the material of the
同様の問題はレンズ方式だけでなく、パララックスバリア方式の立体画像表示装置でも発生する。以下、パララックスバリア方式における非表示領域の問題について詳しく説明する。図45は観察者側にパララックスバリアを設けた従来のパララックスバリア方式の立体画像表示装置を示す光学モデル図である。先ず、通常のスリット状開口が形成されたパララックスバリア及び表示パネルとを備えた立体画像表示装置における各部のサイズについて説明する。なお、説明の都合上、パララックスバリアのスリット幅は極小であり無視できるとする。また、パララックスバリアのスリットは、横方向に多数配列しているものとする。図45に示すように、パララックスバリア105のスリット105aの配列ピッチをLとし、表示パネル102とパララックスバリア105との間の間隔をHとする。また、画素の配列ピッチをPとする。前述の如く、表示パネル102においては、2個の画素、即ち、各1個の右眼用画素123及び左眼用画素124が1組の表示画素となって配置されているため、その表示画素の配列ピッチは2Pとなる。スリット105aの配列ピッチLと表示画素の配列ピッチPとは相互に関係しているため、一方に合わせて他方を決めることになるが、通常、表示パネルに合わせてパララックスバリアを設計することが多いため、画素の配列ピッチPを定数として扱う。
The same problem occurs not only in the lens system but also in the parallax barrier system stereoscopic image display apparatus. Hereinafter, the problem of the non-display area in the parallax barrier method will be described in detail. FIG. 45 is an optical model diagram showing a conventional parallax barrier type stereoscopic image display device provided with a parallax barrier on the viewer side. First, the size of each part in a stereoscopic image display device including a parallax barrier having a normal slit-like opening and a display panel will be described. For convenience of explanation, it is assumed that the slit width of the parallax barrier is extremely small and can be ignored. In addition, it is assumed that many parallax barrier slits are arranged in the horizontal direction. As shown in FIG. 45, the arrangement pitch of the
また、全ての右眼用画素123からの光が到達する領域を右眼領域171とし、全ての左眼用画素124からの光が到達する領域を左眼領域172とする。観察者は、右眼141を右眼領域171に位置させ、左眼142を左眼領域172に位置させれば立体画像を認識することができる。表示パネル102から観察者までの距離を観察距離ODとする。更に、観察距離ODにおける観察面での1個の画素の拡大投影幅をeとする。
Further, an area where light from all the
次に、上述の各値を使用して、パララックスバリア105と表示パネル102の画素との間の距離Hを決定する。図45に示す幾何学的関係より、下記数式24が成立し、これにより、下記数式25に示すように、間隔Hが求まる。
Next, the distance H between the
P:H=e:(OD−H) (数式24) P: H = e: (OD−H) (Equation 24)
H=OD×P/(P+e) (数式25) H = OD × P / (P + e) (Equation 25)
更に、表示パネル102の横方向112における中心に位置する表示画素の中心と、横方向112における端に位置する表示画素の中心との間の距離をWPとし、これらの表示画素に夫々対応するスリット105aの中心間の距離をWLとすると、距離WPと距離WLとの差Cは下記数式26で与えられる。
Furthermore, the center of the display pixel located at the center in the
WP−WL=C (数式26) W P −W L = C (Formula 26)
また、表示パネル102において距離WPに含まれる画素数を2m個とすると、下記数式27及び28が成立する。
Further, the number of pixels included in the distance W P in the
WP=2×m×P (数式27) W P = 2 × m × P (Formula 27)
WL=m×L (数式28) W L = m × L (Formula 28)
更に、幾何学的関係から下記数式29が成り立つため、パララックスバリア105のスリット105aのピッチLは下記数式30により与えられる。
Furthermore, since the following mathematical formula 29 holds from the geometrical relationship, the pitch L of the
WP:OD=WL:(OD−H) (数式29) WP: OD = WL: (OD-H) (Equation 29)
L=2×P×(OD−H)/OD (数式30) L = 2 × P × (OD−H) / OD (Equation 30)
画素の開口率が50%である場合、観察距離ODにおける中心線から中心線側遮光部拡大投影位置までの距離e1は、表示パネル102の右眼用画素123の開口部左端から発した光線の観察距離ODにおける観察面上の位置であるため、上記数式24を使用して下記数式31により求めることができる。
When the aperture ratio of the pixel is 50%, the distance e 1 from the center line at the observation distance OD to the center line side light shielding portion enlarged projection position is a light ray emitted from the left end of the opening of the
e1=(P/4)×(OD−H)/H (数式31) e 1 = (P / 4) × (OD−H) / H (Equation 31)
同様に、観察距離ODにおける中心線から端側遮光部拡大投影位置までの距離e2は、表示パネル102の右眼用画素123の開口部右端から発した光線の観察距離ODにおける観察面上の位置であるため、下記数式32により求めることができる。
Similarly, the distance e 2 from the center line at the observation distance OD to the enlarged projection position at the end-side light-shielding portion is on the observation surface at the observation distance OD of the light beam emitted from the right end of the opening of the right-
e2=(3×P/4)×(OD−H)/H (数式32) e 2 = (3 × P / 4) × (OD−H) / H (Formula 32)
上記数式31及び32は、バリア配列方向の画素開口率が50%である場合、観察面の非表示領域の幅も50%となることを示している。この非表示領域に観察者が位置した場合には、観察者は画像を認識できないため、表示品質が著しく低下したように感じる。 The above formulas 31 and 32 indicate that when the pixel aperture ratio in the barrier arrangement direction is 50%, the width of the non-display area on the observation surface is also 50%. When the observer is positioned in this non-display area, the observer cannot recognize the image, so that the display quality is felt to be significantly lowered.
更に、表示パネルの背面にパララックスバリアを設けた立体画像表示装置においても、同様の問題が発生する。以下、この問題について詳しく説明する。図46は表示パネルの背面にパララックスバリアを設けた従来のパララックスバリア方式の立体画像表示装置を示す光学モデル図である。先ず、通常のスリット状開口が形成されたパララックスバリア及び表示パネルとを備えた立体画像表示装置における各部のサイズについて説明する。なお、説明の都合上、パララックスバリアのスリット幅は極小であり無視できるとする。また、パララックスバリアのスリットは、横方向に多数配列しているものとする。図46に示すように、前述の表示パネル102の前面にパララックスバリア105が配置された場合と同様に、パララックスバリア105のスリット105aの配列ピッチをLとし、表示パネル102とパララックスバリア105との間の間隔をHとする。また、画素の配列ピッチをPとする。前述の如く、表示パネル102においては、2個の画素、即ち、各1個の右眼用画素123及び左眼用画素124が1組の表示画素となって配置されているため、その表示画素の配列ピッチは2Pとなる。スリット105aの配列ピッチLと表示画素の配列ピッチPとは相互に関係しているため、一方に合わせて他方を決めることになるが、通常、表示パネルに合わせてパララックスバリアを設計することが多いため、画素の配列ピッチPを定数として扱う。
Furthermore, a similar problem occurs in a stereoscopic image display device in which a parallax barrier is provided on the back surface of the display panel. Hereinafter, this problem will be described in detail. FIG. 46 is an optical model diagram showing a conventional parallax barrier type stereoscopic image display device in which a parallax barrier is provided on the back surface of a display panel. First, the size of each part in a stereoscopic image display device including a parallax barrier having a normal slit-like opening and a display panel will be described. For convenience of explanation, it is assumed that the slit width of the parallax barrier is extremely small and can be ignored. In addition, it is assumed that many parallax barrier slits are arranged in the horizontal direction. As shown in FIG. 46, as in the case where the
また、全ての右眼用画素123からの光が到達する領域を右眼領域171とし、全ての左眼用画素124からの光が到達する領域を左眼領域172とする。観察者は、右眼141を右眼領域171に位置させ、左眼142を左眼領域172に位置させれば立体画像を認識することができる。表示パネル102から観察者までの距離を観察距離ODとする。更に、観察距離ODにおける観察面での1個の画素の拡大投影幅をeとする。
Further, an area where light from all the
次に、上述の各値を使用して、パララックスバリア105と表示パネル102の画素との間の距離Hを決定する。図46に示す幾何学的関係より、下記数式33が成立し、これにより、下記数式34に示すように、間隔Hが求まる。
Next, the distance H between the
P:H=e:(OD+H) (数式33) P: H = e: (OD + H) (Formula 33)
H=OD×P/(e−P) (数式34) H = OD × P / (e−P) (Formula 34)
更に、表示パネル102の横方向112における中心に位置する表示画素の中心と、横方向112における端に位置する表示画素の中心との間の距離をWPとし、これらの表示画素に夫々対応するスリット105aの中心間の距離をWLとすると、距離WPと距離WLとの差Cは下記数式35で与えられる。
Furthermore, the center of the display pixel located at the center in the
WL−WP=C (数式35) W L −W P = C (Formula 35)
また、表示パネル102において距離WPに含まれる画素数を2m個とすると、下記数式36及び37が成立する。
Further, the number of pixels included in the distance W P in the
WP=2×m×P (数式36) W P = 2 × m × P (Formula 36)
WL=m×L (数式37) W L = m × L (Formula 37)
更に、幾何学的関係から下記数式38が成り立つため、パララックスバリア105のスリット105aのピッチLは下記数式39により与えられる。
Furthermore, since the following mathematical formula 38 holds from the geometrical relationship, the pitch L of the
WP:OD=WL:(OD+H) (数式38) W P : OD = W L : (OD + H) (Formula 38)
L=2×P×(OD+H)/OD (数式39) L = 2 × P × (OD + H) / OD (Equation 39)
画素の開口率が50%である場合、観察距離ODにおける中心線から中心線側遮光部拡大投影位置までの距離e1は、表示パネル102の右眼用画素123の開口部左端から発した光線の観察距離ODにおける観察面上の位置であるため、数式33を使用した下記数式40により求めることができる。
When the aperture ratio of the pixel is 50%, the distance e 1 from the center line at the observation distance OD to the center line side light shielding portion enlarged projection position is a light ray emitted from the left end of the opening of the
e1=(P/4)×(OD+H)/H (数式40) e 1 = (P / 4) × (OD + H) / H (Formula 40)
同様に、観察距離ODにおける中心線から端側遮光部拡大投影位置までの距離e2は、表示パネル102の右眼用画素123の開口部右端から発した光線の観察距離ODにおける観察面上の位置であるため、下記数式41により求めることができる。
Similarly, the distance e 2 from the center line at the observation distance OD to the enlarged projection position at the end-side light-shielding portion is on the observation surface at the observation distance OD of the light beam emitted from the right end of the opening of the right-
e2=(3×P/4)×(OD+H)/H (数式41) e 2 = (3 × P / 4) × (OD + H) / H (Formula 41)
上記数式40及び41は、バリア配列方向の画素開口率が50%である場合、観察面の非表示領域の幅も50%となることを示している。この非表示領域に観察者が位置した場合、観察者は画像を認識できないため、表示品質が著しく低下したように感じる。
The
上述の説明では、従来の立体画像表示装置を例にして表示パネルの遮光部に起因する表示品質の低下について述べたが、この問題は、立体画像表示装置に限定されるものではなく、レンチキュラレンズ及びパララックスバリア等の光学手段を備えた画像表示装置であれば、同様に発生する。 In the above description, the degradation of display quality caused by the light-shielding portion of the display panel has been described using the conventional stereoscopic image display device as an example. However, this problem is not limited to the stereoscopic image display device, and the lenticular lens In the case of an image display device including optical means such as a parallax barrier, the same occurs.
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、表示パネルの遮光部に起因する表示品質の低下を防止することができる画像表示装置を提供することを目的とする。 The present invention was made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an image display equipment which can prevent deterioration in display quality caused by light shielding portion of the display panel.
本願第1発明に係る画像表示装置は、n(nは2以上の自然数)視点用の画像を表示するn種の画素を含む表示単位が第1方向及びこの第1方向に直交する第2方向にマトリクス状に配列された表示パネルと、前記第1方向に配列された前記画素から出射した光を前記第1方向に沿って相互に異なる方向に振り分ける光学手段とを有し、前記画素には光を出射する表示領域が設けられており、この表示領域は、前記第1方向に平行な1組の辺と、前記第2方向に対して傾斜した1組の平行な辺とから構成される形状であり、この表示領域には櫛歯電極が設けられており、この櫛歯電極は前記表示領域の前記第2方向に対して傾斜した辺と平行であり、前記第2方向に相並んだ前記表示領域は、前記第1方向を軸にして互いに線対称であることを特徴とする。 The image display apparatus according to the present first invention, n (n is a natural number of 2 or more) first including table示単position the n kinds of pixels for displaying an image for the viewpoint is perpendicular to the first direction and the first direction and a display panel arranged in a matrix in two directions, and an optical means for distributing in different directions from each other the light emitted from the pixels arrayed in the first direction along the first direction, the pixel Is provided with a display area that emits light, and the display area includes a pair of sides parallel to the first direction and a set of parallel sides inclined with respect to the second direction. The display region is provided with a comb electrode, and the comb electrode is parallel to a side inclined with respect to the second direction of the display region. the display regions arranged in a line symmetrical der Rukoto each other said first direction to the axis And features.
本願第2発明に係る画像表示装置は、n(nは2以上の自然数)視点用の画像を表示するn種の画素を含む表示単位が第1方向及びこの第1方向に直交する第2方向にマトリクス状に配列された表示パネルと、前記第1方向に配列された前記画素から出射した光を前記第1方向に沿って相互に異なる方向に振り分ける光学手段とを有し、前記画素には光を出射する表示領域が設けられており、この表示領域は、前記第1方向に平行な1組の辺と、前記第2方向に対して傾斜した1組の平行な辺とから構成される形状であり、この表示領域には櫛歯電極が設けられており、この櫛歯電極は前記第2方向に対して傾斜し、前記第2方向に相並んだ前記櫛歯電極は、前記第1方向を軸にして互いに線対称であることを特徴とする。The image display device according to the second invention of the present application is configured such that a display unit including n types of pixels for displaying an image for an n (n is a natural number of 2 or more) viewpoint is a first direction and a second direction orthogonal to the first direction. A display panel arranged in a matrix, and optical means for distributing light emitted from the pixels arranged in the first direction in different directions along the first direction. A display area for emitting light is provided, and the display area is composed of a pair of sides parallel to the first direction and a set of parallel sides inclined with respect to the second direction. The display region is provided with a comb-teeth electrode, the comb-teeth electrode is inclined with respect to the second direction, and the comb-teeth electrodes arranged in the second direction are arranged in the first direction. It is characterized by being symmetrical with respect to each other about the direction.
本発明によれば、画素の表示領域の第1方向における両端部の中点の位置が、第2方向の位置に応じて変化するため、画素からの光が到達しない非表示領域の発生を抑制することができ、表示パネルの遮光部に起因する表示品質の低下を防止することができる。 According to the present invention, since the positions of the midpoints of both ends in the first direction of the display area of the pixel change according to the position in the second direction, generation of a non-display area where light from the pixel does not reach is suppressed It is possible to prevent deterioration in display quality due to the light shielding portion of the display panel.
以下、本発明の実施形態に係る画像表示装置ついて添付の図面を参照して具体的に説明する。先ず、本発明の第1の実施形態に係る画像表示装置について説明する。図1は本実施形態の画像表示装置の一部を示す斜視図であり、図2はその表示パネルを示す平面図である。図1に示すように、本実施形態の画像表示装置1においては、観察者側から順に、レンチキュラレンズ3、表示パネル2及び光源(図示せず)が設けられている。表示パネル2は、例えば、透過型液晶パネルである。この表示パネル2は多数の表示画素により構成されており、1つの表示画素は隣接する1対の第1視点用画素41及び第2視点用画素42により構成されている。なお、図1においては、図を見やすくするために、表示パネル2上におけるシリンドリカルレンズ3a間の境界線を省略しており、以下の図においても同様である。
Hereinafter, an image display apparatus according to an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. First, an image display apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a perspective view showing a part of the image display apparatus of this embodiment, and FIG. 2 is a plan view showing the display panel. As shown in FIG. 1, in the
また、レンチキュラレンズ3は、複数のシリンドリカルレンズ3aが相互に平行になるように設けられている。以下、このシリンドリカルレンズ3aの長手方向を縦方向11とし、シリンドリカルレンズ3aの配列方向を横方向12とする。そして、レンチキュラレンズ3は、隣り合う1対の第1視点用画素41及び第2視点用画素42、即ち、表示画素が縦方向11に沿って配列された列に1つのシリンドリカルレンズ3aが対応するように配置されている。また、表示パネル2の各画素には、開口部5と遮光部6とが設けられている。この遮光部6は、画像の混色を防止したり、画素に表示信号を伝送する配線を設けたりするためのものである。また開口部5は、光を出射することにより実質的に表示に寄与する領域であり、本発明では表示領域とも呼称する。
The
図2に示すように、本実施形態の画像表示装置においては、第1視点用画素41及び第2視点用画素42に表示領域である四角形状の開口部5が形成されており、横方向12において相互に対向する辺が延びる方向が、縦方向11と平行ではなく、縦方向11に対して傾斜している。即ち、開口部5は平面図で略平行四辺形状になっている。このため、この表示パネル2の開口位置は、縦方向11の位置により変化している。具体的には、図2に示すA−A線による断面、B−B線による断面及びC−C線による断面は、夫々開口位置が異なっている。また、縦方向11において相互に隣接する画素の開口部5に着目すると、横方向12に相互に対向する辺は、隣接する画素間で相互に反対の方向に傾斜しており、この辺が延びる方向と縦方向11とがなす角度の大きさは同一である。より詳細に説明すると、図2に示すように、各画素の開口部5に着目すれば、横方向12に相互に対向する辺は相互に同じ方向に同じ角度で傾斜している。また、各画素の開口部5において横方向12に相互に対向する辺に関し、縦方向11において相互に隣接する画素を比較すると、縦方向11に対して相互に反対の方向に傾斜しており、その傾斜角の絶対値は等しいことになる。即ち、各画素の開口部5の形状は、縦方向11においては画素の横方向12に延びる縁を軸にして線対称になっている。
As shown in FIG. 2, in the image display device of the present embodiment, the
図3は本実施形態の画像表示装置を搭載した携帯端末装置を示す斜視図である。図3に示すように、この画像表示装置1は、例えば、携帯電話9に搭載される。
FIG. 3 is a perspective view showing a portable terminal device equipped with the image display device of this embodiment. As shown in FIG. 3, the
次に、上述の如く構成された本実施形態の画像表示装置1の動作、即ち、画像表示装置1における画像表示方法について説明する。図4は図2に示すA−A線による断面の光学モデル図である。図4に示すように、本実施形態の画像表示装置1においては、光源10が点灯すると、光源10から出射した光が表示パネル2に入射する。また、一方で、制御装置(図示せず)により表示パネル2が駆動されて、各表示画素の第1視点用画素41及び第2視点用画素42に、夫々第1視点用画像及び第2視点用画像が表示される。そして、表示パネル2の第1視点用画素41及び第2視点用画素42に入射した光は、これらの画素の開口部5を透過し、更に、レンチキュラレンズ3により屈折し、夫々領域EL及びERに向けて出射する。このとき、観察者が左眼61を領域ELに位置させ、右眼62を領域ERに位置させることにより、左眼61に第1視点用の画像が入力されると共に、右眼62に第2視点用の画像が入力される。例えば、第1視点用画像及び第2視点用画像が立体画像を構成する視差画像であり、第1視点用の画像が左眼61用画像で、第2視点用画像が右眼62用画像である場合には、観察者は立体画像を認識することができる。但し、A−A線による断面においては、表示領域EL及びERの両側に、遮光部6に起因する非表示領域EBが発生する。
Next, the operation of the
また、図5は図2に示すB−B線による断面の光学モデル図である。図5に示すように、B−B線による断面においては、第1視点用画素41及び第2視点用画素42の開口部5の位置が図4に示すA−A線による断面よりも図の右側に設けられている。このため、B−B線による断面においては、非表示領域EBは観察面の中心線xに対して、図の右側に偏っている。なお、上記以外の動作は前述のA−A線による断面の場合と同様である。
FIG. 5 is an optical model diagram of a cross section taken along line BB shown in FIG. As shown in FIG. 5, in the cross section taken along the line BB, the positions of the
更に、図6は図2に示すC−C線による断面の光学モデル図である。図6に示すように、C−C線による断面においては、第1視点用画素41及び第2視点用画素42の開口部5の位置が図4に示すA−A線による断面よりも図の左側に設けられている。このため、B−B線による断面においては、非表示領域EBは観察面の中心線xに対して、図の左側に偏っている。なお、上記以外の動作は前述のA−A線による断面の場合と同様である。
Further, FIG. 6 is an optical model diagram of a cross section taken along the line CC shown in FIG. As shown in FIG. 6, in the cross section taken along the line CC, the positions of the
図7は本実施形態の画像表示装置1の動作を示す光学モデル図である。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は、レンズ要素が一次元的に連続したレンズであり、その連続方向である縦方向11においてはレンズ効果を持たない。このため、実際は、A−A線による断面(図4)、B−B線による断面(図5)、及びC−C線による断面(図6)における表示領域EL及びERは合成され、図7に示す表示領域EL及びERとなる。この結果、本実施形態の画像表示装置1においては、非表示領域EBは存在しなくなるため、遮光部6に起因する表示品質の低下を抑制することができる。
FIG. 7 is an optical model diagram showing the operation of the
図8は横軸に観察位置をとり、縦軸に明るさをとって、本実施形態の画像表示装置1の観察面における明るさの分布を示すグラフ図である。図8に示すように、本実施形態の画像表示装置1は、上述した効果により、遮光部6の影響が緩和されるため、各画素からの光が到達しない非表示領域EBが発生しない。
FIG. 8 is a graph showing the distribution of brightness on the observation surface of the
一般に、第1視点用画素41及び第2視点用画素42の配列方向と、シリンドリカルレンズ3aの長手方向とが平行でない場合、画像が重畳されて観察されるため表示品質が低下する。このため、本実施形態の画像表示装置1においては、縦方向11に相互に隣接する開口部5における横方向12において相互に対向する辺は、縦方向11に対して相互に反対の方向に傾斜しており、この辺が延びる方向と縦方向11とがなす角度の絶対値が等しい。即ち、開口部5の形状は、画素の横方向12に延びる縁を軸に線対称になっている。これにより、第1視点用画素41及び第2視点用画素42は、夫々縦方向11に沿って配列するため、第1視点用画素41及び第2視点用画素42の配列方向とシリンドリカルレンズ3aの長手方向とを相互に平行にすることができる。このため、本実施形態の画像表示装置1においては、画像が重畳されて観察される等の問題は発生しない。
Generally, when the arrangement direction of the
また、本実施形態の画像表示装置1においては、遮光部6に囲まれた開口部5の形状は平面視で略平行四辺形であるため、4個の角のうち2個が鈍角である。一般に、安価な製造方法で遮光部6を作製した場合、角が丸くなって開口率が低下するが、本実施形態の画像表示装置1は、角の数が少なく、更にその半数を鈍角で構成することができるため、角の丸まりを最小限に抑えることができる。その結果、製造方法に起因する開口率の低下を抑えることができる。これは特に、画素ピッチが小さい高精細画像表示装置に適用した場合に大きな効果が得られる。
Further, in the
図9は表示パネル2における配線の位置を示す平面図である。本実施形態の画像表示装置1は、開口部5の横方向12において相互に対向する辺が延びる方向と縦方向11とが平行ではないが、図9に示すように、この辺と同様に、横方向12に隣接する開口部5間に配置されている配線60の長手方向も縦方向11と平行ではないことが好ましい。これにより、組立時における配線60及び遮光部6の重ね合わせマージンを大きくすることができるため、製造時の歩留まりが向上する。
FIG. 9 is a plan view showing the position of the wiring in the
更に、本実施形態の画像表示装置1は、画像振り分け手段としてレンチキュラレンズ3を使用しているため、パララックスバリアを使用した画像表示のようにバリアに起因する黒縞模様が発生せず、光の損失が少ない。なお、上述の説明においては、2視点の場合について述べたが、本発明はこれに限定されるのではなく、画像表示装置を3視点以上の多視点にした場合においても同様の効果が得られる。
Furthermore, since the
また、本実施形態の画像表示装置1は、携帯電話等の携帯機器に好適に適用することができ、良好な画像を表示することができる。特に、この画像表示装置1に立体画像を表示する場合には、大型の表示装置に適用する場合とは異なり、観察者が自分の両眼と表示画面との位置関係を任意に調節できるため、最適な可視域を速やかに見出すことができる。更に、本実施形態の画像表示装置1に異なる内容の平面画像を表示した場合は、大型の表示装置に適用する場合と異なり、観察者が画像表示装置の角度を変えるだけで異なる内容の平面画像を観察することができるため、利便性が大きく向上する。更にまた、本実施形態の画像表示装置1は携帯電話のみならず、携帯端末、PDA(Personal Digital Assistant:個人用情報端末)、ゲーム機、デジタルカメラ及びデジタルビデオカメラ等の各種携帯端末装置に適用することができる。
Further, the
なお、本実施形態の画像表示装置1においては、表示パネル2として透過型液晶表示パネルを使用したが、本発明はこれに限定されず、反射型液晶表示パネル、又は各画素に透過領域及び反射領域が設けられた半透過型液晶表示パネルを使用してもよい。また、液晶表示パネルの駆動方法は、TFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)方式及びTFD(Thin Film Diode:薄膜ダイオード)方式等のアクティブマトリクス方式でもよく、STN(Super Twisted Nematic liquid crystal)方式等のパッシブマトリクス方式でもよい。更に、表示パネルには液晶表示パネル以外の表示パネル、例えば、有機エレクトロルミネッセンス表示パネル、プラズマ表示パネル、CRT(Cathode-Ray Tube:陰極線管)表示パネル、LED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)表示パネル、フィールドエミッション表示パネル、又はPALC(Plasma Address Liquid Crystal:プラズマ・アドレス液晶)を使用してもよい。更にまた、本実施形態の画像表示装置1においては、時分割方式によりカラー画像を表示してもよい。
In the
次に、本発明の第2の実施形態に係る画像表示装置について説明する。図10は本実施形態の画像表示装置の表示パネルを示す平面図である。図10に示すように、本実施形態の画像表示装置13は、第1視点用画素41及び第2視点用画素42の各開口部15における横方向12に延びる直線と交わる辺が、縦方向11と平行な直線と垂直な直線とで構成されており、開口部15は中心部付近で横方向12にずれた形状をしている。従って、この表示パネル14の開口位置は、縦方向11の位置に応じて変化している。
Next, an image display apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 is a plan view showing the display panel of the image display apparatus of this embodiment. As shown in FIG. 10, in the image display device 13 of the present embodiment, the side intersecting with the straight line extending in the
図11は図10に示すD−D線による断面の光学モデル図である。図11に示すように、D−D線による断面においては、第1視点用画素41及び第2視点用画素42の開口部15の位置が図の右側寄りに設けられている。このため、D−D線による断面においては、非表示領域EBが観察面の中心線xに対して、図の右側に偏っている。また、図12は図10に示すE−E線による断面の光学モデル図である。図12に示すように、E−E線による断面においては、第1視点用画素41及び第2視点用画素42の開口部15の位置が図の左側寄りに設けられている。このため、E−E線による断面においては、前述のD−D線による断面とは異なり、非表示領域EBが観察面の中心線xに対して、図の右側に偏っている。
FIG. 11 is an optical model diagram of a cross section taken along line DD shown in FIG. As shown in FIG. 11, in the cross section taken along the line DD, the positions of the
図13は本実施形態の画像表示装置13の動作を示す光学モデル図である。この画像表示装置13においては、前述の第1の実施形態と同様に、レンチキュラレンズを使用しているため、D−D線による断面(図11)及びE−E線による断面(図12)における表示領域EL及びERが合成され、図13に示す表示領域EL及びERとなる。この結果、本実施形態の画像表示装置13においては、非表示領域EBは存在しなくなるため、遮光部16に起因する表示品質の低下を抑制することができる。
FIG. 13 is an optical model diagram showing the operation of the image display device 13 of the present embodiment. Since this image display device 13 uses a lenticular lens as in the first embodiment, in the cross section taken along the line DD (FIG. 11) and the cross section taken along the line EE (FIG. 12). The display areas EL and ER are combined to form the display areas EL and ER shown in FIG. As a result, in the image display device 13 according to the present embodiment, the non-display area EB does not exist, so that it is possible to suppress a decrease in display quality caused by the
図14は横軸に観察位置をとり、縦軸に明るさをとって、本発明の第2の実施形態の画像表示装置の観察面における明るさの分布を示すグラフ図である。図14に示すように、本実施形態の画像表示装置13は、上述した効果により、遮光部16の影響が緩和されるため、各画素からの光が到達しない非表示領域EBが発生しない。また、前述の第1の実施形態の画像表示装置1に比べて画像境界付近の明るさを大きくできるため、遮光部16に起因する表示品質低下を抑制する効果がより大きい。
FIG. 14 is a graph showing the distribution of brightness on the observation surface of the image display apparatus according to the second embodiment of the present invention, with the observation position on the horizontal axis and the brightness on the vertical axis. As shown in FIG. 14, in the image display device 13 of the present embodiment, the influence of the
また、本実施形態の画像表示装置13においては、開口部15における横方向12に延びる直線と交わる辺が、縦方向11と平行な直線及び垂直な直線により構成されているため、縦方向11に各々配列されている第1視点用画素41及び第2視点用画素42の各開口部15を、前述の第1実施形態の画像表示装置1よりも大きくすることができる。この結果、各視点用画像の境界における照度を高めることがでるため、前述の第1の実施形態の画像表示装置1に比べて、遮光部16に起因する表示品質の低下を抑制する効果が大きい。
Further, in the image display device 13 of the present embodiment, the side intersecting with the straight line extending in the
但し、本実施形態の画像表示装置13は、配線を横方向12に相互に隣接する開口部15間に形成されている遮光部16上に、縦方向11と平行及び垂直になるように配置しなければならないため、前述の第1の実施形態の画像表示装置1よりも配線長が長くなり、配線抵抗と容量に起因する配線の時定数が大きくなる。このため、表示パネルを駆動する点では、本実施形態の画像表示装置13よりも前述の第1の実施形態の画像表示装置1の方が有利である。なお、本実施形態の画像表示装置13においては、上記以外の構成及び動作は、前述の第1の実施形態の画像表示装置1と同様である。
However, in the image display device 13 of the present embodiment, the wiring is arranged on the
次に、本発明の第3の実施形態に係る画像表示装置について説明する。図15は本発明の第3の実施形態の画像表示装置の表示パネルを示す平面図である。図15に示すように、本実施形態の画像表示装置は、表示パネルの開口部25における横方向12に延びる直線と交わる辺が、曲線により形成されている。即ち、開口部25の横方向12において対向する辺が曲線により構成されている。
Next, an image display apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 15 is a plan view showing a display panel of an image display apparatus according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 15, in the image display apparatus according to the present embodiment, a side that intersects with a straight line extending in the
図16は横軸に観察位置をとり、縦軸に明るさをとって、本発明の第3の実施形態の画像表示装置の観察面における明るさの分布を示すグラフ図である。本実施形態の画像表示装置は、表示パネルの開口部25における横方向12に延びる直線と交わる辺が曲線により形成されているため、観察面における明るさの分布を任意の形状にすることができ、例えば、図16に示すような分布形状等、所望の光学特性に合わせたより自由度の高い設定が可能になる。
FIG. 16 is a graph showing the distribution of brightness on the observation surface of the image display apparatus according to the third embodiment of the present invention, with the observation position on the horizontal axis and the brightness on the vertical axis. In the image display device according to the present embodiment, since the side intersecting with the straight line extending in the
また、本実施形態の画像表示装置においては、遮光部26に囲まれた開口部25の角の数を最小の4個にでき、更に、全ての角を直角にすることができる。即ち、前述の第1の実施形態の画像表示装置1のように、鋭角の角が形成されていない。これにより、前述の第1及び第2の実施形態の画像表示装置に比べて、製造方法に起因する開口率の低下を防止することができる。なお、本実施形態の画像表示装置における上記以外の構成及び動作は、前述の第1の実施形態の画像表示装置1と同様である。
Further, in the image display device according to the present embodiment, the number of corners of the
次に、本発明の第4の実施形態に係る画像表示装置について説明する。図17は本発明の第4の実施形態の画像表示装置の表示パネルを示す平面図である。図17に示すように、本実施形態の画像表示装置は、平面視で面積が等しい3個の四角形を縦11方向にずらして横方向12に連結した形状の開口部35が設けられている。この開口部35は、横方向12に相互に隣接する画素の形状が同一で、縦方向11に相互に隣接する画素の形状が線対称になるように形成されている。従って、各画素の横方向12の任意位置における縦方向11の開口率は一定である。
Next, an image display apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 17 is a plan view showing a display panel of an image display apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 17, the image display apparatus according to the present embodiment is provided with an
図18は横軸に観察位置をとり、縦軸に明るさをとって、本発明の第4の実施形態の画像表示装置の観察面における明るさの分布を示すグラフ図である。本実施形態の画像表示装置においては、各画素の横方向12の任意位置における縦方向11の開口率が一定であるため、観察位置に対する明るさ分布を一定にすることができ、遮光部36に起因する表示品質低下を完全なくすことができる。なお、本実施形態の画像表示装置における上記以外の構成及び動作は、前述の第2の実施形態の画像表示装置13と同様である。また、前述の第3の実施形態の画像表示装置にこの表示パネルを適用することもできる。
FIG. 18 is a graph showing the distribution of brightness on the observation surface of the image display apparatus according to the fourth embodiment of the present invention, with the observation position on the horizontal axis and the brightness on the vertical axis. In the image display device of the present embodiment, the aperture ratio in the
次に、本発明の第5の実施形態に係る画像表示装置について説明する。図19は本発明の第5の実施形態の画像表示装置の表示パネルを示す平面図である。図19に示すように、本実施形態の画像表示装置43は、前述の第1の実施形態の画像表示装置の表示パネルにおける開口部を、遮光部によって横方向12に2分割したものである。即ち、第1視点用画素41及び第2視点用画素42には、夫々相互に平行な2個の開口部45が設けられている。そして、開口部45における横方向12に延びる直線と交わる辺が、縦方向11と平行ではなく、縦方向11に対して傾いている。
Next, an image display apparatus according to a fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 19 is a plan view showing a display panel of an image display device according to a fifth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 19, the
次に、上述の如く構成された本実施形態の画像表示装置43の動作、即ち、画像表示装置43における画像表示方法について説明する。図20は図19に示すF−F線による断面の光学モデル図である。図20に示すように、表示パネル44のF−F線による断面においては、各画素の中央部に遮光部46が設けられている。このため、遮光部46に起因する非表示領域EBは、表示領域EL及びERの両側及び中央部に発生する。また、図21は図19に示すG−G線による断面の光学モデル図である。図21に示すように、G−G線による断面においては、遮光部46は画素の右側寄りに設けられている。このため、非表示領域EBは、表示領域EL及びERの右側に発生する。更に、図22は図19に示すH−H線による断面の光学モデル図である。図22に示すように、H−H線による断面においては、遮光部46は画素の左側寄りに設けられている。このため、非表示領域EBは、表示領域EL及びERの左側に発生する。
Next, the operation of the
図23は本実施形態の画像表示装置43の動作を示す光学モデル図である。この画像表示装置43においては、前述の第1の実施形態と同様に、レンチキュラレンズを使用しているため、F−F線による断面(図20)、G−G線による断面(図21)、及びH−H線による断面(図22)における表示領域EL及びERが合成され、図23に示す表示領域EL及びERとなる。この結果、本実施形態の画像表示装置43においては、非表示領域EBは存在しなくなるため、遮光部46に起因する表示品質の低下を抑制することができる。
FIG. 23 is an optical model diagram showing the operation of the
図24は横軸に観察位置をとり、縦軸に明るさをとって、本発明の第5の実施形態の画像表示装置の観察面における明るさの分布を示すグラフ図である。図24に示すように、本実施形態の画像表示装置43のように、画素の中央部に、画素を横方向12に分割する遮光部46を設けた場合においても、この遮光部46に起因する表示品質の低下を抑制することができる。
FIG. 24 is a graph showing the distribution of brightness on the observation surface of the image display apparatus according to the fifth embodiment of the present invention, with the observation position on the horizontal axis and the brightness on the vertical axis. As shown in FIG. 24, even when a
なお、画素の中央部に設けられた画素を分断する遮光部46の下には、画素毎に設けられる蓄積容量及び蓄積容量を接続する配線を配置することができる。また、本実施形の画像表示装置43における上記以外の構成及び動作は、前述の第1の実施形態の画像表示装置1と同様である。更に、前述の第1乃至第4の実施形態の画像表示装置に、この表示パネル44を適用することもできる。
Note that a storage capacitor provided for each pixel and a wiring for connecting the storage capacitor can be disposed under the
次に、本発明の第6の実施形態に係る画像表示装置について説明する。図25は本発明の第6の実施形態の画像表示装置の表示パネルを示す平面図である。図25に示すように、本実施形態の画像表示装置の表示パネルは、図9に示す前述の第1の実施形態の画像表示装置1における表示パネルの開口部5を、相互に平行な複数の櫛歯電極57により分割したものである。この櫛歯電極57は、遮光部6における横方向12に隣接する開口部5間に延びる辺と平行であり、縦方向11と平行ではなく、縦方向11に対して所定の角度をもって形成されている。そして、横方向12に隣接する画素における櫛歯電極57が延びる方向は相互に平行であり、縦方向11に隣接する画素における櫛歯電極57は、遮光部6の横方向12に延びる辺を軸にして対称になっている。なお、図25においては、図を見やすくするため、櫛歯電極57はハッチングをかけて示している。
Next, an image display apparatus according to a sixth embodiment of the present invention will be described. FIG. 25 is a plan view showing a display panel of an image display apparatus according to the sixth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 25, the display panel of the image display apparatus according to the present embodiment includes a plurality of
図26は横軸に観察位置をとり、縦軸に明るさをとって、本発明の第6の実施形態の画像表示装置の観察面における明るさの分布を示すグラフ図である。図26に示すように、本実施形態の画像表示装置のように、表示パネルにおける各画素の開口部5を櫛歯電極57により横方向12に分割した場合においても、前述の第1の実施形態の画像表示装置1と同様の効果が得られ、櫛歯電極57に起因する表示品質の低下を抑制することができる。
FIG. 26 is a graph showing the distribution of brightness on the observation surface of the image display apparatus according to the sixth embodiment of the present invention, with the observation position on the horizontal axis and the brightness on the vertical axis. As shown in FIG. 26, even in the case where the
本実施形態の画像表示装置においては、各画素の開口部に櫛歯電極57を設けているため、表示パネルの横方向12に電界を発生することができ、液晶パネルのインプレインスイッチングモードの駆動に好適に使用することができる。また、この画像表示装置における櫛歯電極57は、アルミニウム等の金属材料により形成された不透明電極、又はITO(Indium tin oxide:酸化インジウム錫)等により形成された透明電極のどちらでもよく、いずれの場合においても同様の効果が得られる。各画素の開口部に櫛歯電極57を設けた場合、この櫛歯電極57が透明電極であっても、櫛歯電極57上には、横電界が十分にかからず、横電界による液晶の駆動ができずに光を十分に透過しない領域が発生するが、本実施形態の画像表示装置のように、横方向12に隣接する画素における櫛歯電極57が延びる方向を相互に平行にし、縦方向11に隣接する画素における櫛歯電極57を、遮光部6の横方向12に延びる辺を軸にして対称にすることにより、非表示領域が存在しなくなり、櫛歯電極57に起因する表示品質の低下を抑制することができる。
In the image display device of this embodiment, since the comb-
上述の如く、本実施形態の画像表示装置は、表示パネルが液晶表示パネルであり、この液晶表示パネルを、前述のインプレインスイッチングモードのように、各画素の開口部に光を十分に透過しない領域、即ち、非表示領域が発生するモードで駆動させる場合に有効である。このように非表示領域が発生する液晶駆動モードとしては、例えば、インプレインスイッチングモードと同様に横電界モードであるフリンジ・フィールド・スイッチングモード及びアドヴァンスト・フリンジ・フィールド・スイッチングモード、並びにマルチドメイン化した垂直配向モードであるマルチドメイン・ヴァーティカル・アライメントモード、パターンド・ヴァーティカル・アライメントモード・アドヴァンスト・スーパー・ヴイモード等が挙げられる。このマルチドメイン化した垂直配向モードの場合、ドメイン間の境界部に光を透過しない領域が発生する。なお、本実施形態の画像表示装置における上記以外の構成及び動作は、前述の第5の実施形態の画像表示装置と同様である。 As described above, in the image display device of this embodiment, the display panel is a liquid crystal display panel, and the liquid crystal display panel does not sufficiently transmit light to the opening of each pixel as in the above-described in-plane switching mode. This is effective when driving in a mode in which a region, that is, a non-display region is generated. As the liquid crystal drive mode in which the non-display area is generated in this way, for example, the fringe field switching mode and the advanced fringe field switching mode which are transverse electric field modes as in the in-plane switching mode, and the multi-domain mode The vertical alignment mode is a multi-domain vertical alignment mode, a patterned vertical alignment mode, an advanced super vui mode, or the like. In the case of this multi-domain vertical alignment mode, a region that does not transmit light is generated at the boundary between domains. The other configurations and operations of the image display apparatus of the present embodiment are the same as those of the image display apparatus of the fifth embodiment described above.
次に、本発明の第7の実施形態に係る画像表示装置について説明する。図27は本発明の第7の実施形態の画像表示装置の表示パネルを示す平面図である。図27に示すように、本実施形態の画像表示装置は、開口部65における横方向12に延びる直線と交わる辺が、複数回折れ曲がっている。
Next, an image display apparatus according to a seventh embodiment of the present invention will be described. FIG. 27 is a plan view showing a display panel of an image display device according to a seventh embodiment of the present invention. As shown in FIG. 27, in the image display device according to the present embodiment, the side of the
本実施形態の画像表示装置は、開口部65における横方向12に延びる直線と交わる辺が複数回折れ曲がっているため、前述の第1の実施形態の画像表示装置よりも、この辺の角度が目立ちにくくなり、より表示品質を向上することができる。開口部65の形状をこのようにすると、画素ピッチが大きい場合に特に有効である。なお、本実施形態の画像表示装置における上記以外の構成及び動作は、前述の第1の実施形態の画像表示装置1と同様である。また、この表示パネルは、前述の第1乃至第6の実施形態の画像表示装置に適用することもできる。
In the image display device of the present embodiment, a plurality of sides intersecting the straight line extending in the
次に、本発明の第8の実施形態に係る画像表示装置について説明する。図28は本発明の第8の実施形態の画像表示装置の表示パネルを示す平面図である。図28に示すように、本実施形態の画像表示装置は、配線60が延びる方向が縦方向11と平行になるように設けられている以外は、前述の第1の実施形態の画像表示装置1と同様である。
Next, an image display apparatus according to an eighth embodiment of the present invention will be described. FIG. 28 is a plan view showing a display panel of an image display device according to an eighth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 28, the image display apparatus according to the present embodiment is the
本実施形態の画像表示装置においては、配線60に起因する非表示領域が発生するが、開口部5の横方向12において相互に対向する辺を縦方向11と平行ではなくし、各画素の縦方向11における開口位置を変えているため、従来の画像表示装置よりも遮光部6に起因する表示品質低下は抑制することができる。一方、配線60は縦方向11と平行にしているため、前述の第1実施形態の画像表示装置1に比べて、配線60の長さを短くすることができ、配線抵抗と容量に起因する配線の時定数を小さくすることができる。これは、表示パネルを駆動する点で有利である。なお、本実施形態の画像表示装置における上記以外の構成及び動作は、前述の第1の実施形態の画像表示装置1と同様である。また、前述の第1乃至第7の実施形態の画像表示装置に、この表示パネルを適用することもできる。
In the image display device according to the present embodiment, a non-display area due to the
次に、本発明の第9の実施形態に係る画像表示装置について説明する。図29は本発明の第9の実施形態の画像表示装置の表示パネルを示す平面図である。図29に示すように、本実施形態の画像表示装置81は、レンチキュラレンズの代わりにパララックスバリア8が設けられている。なお、各画素の形状は、図2に示す第1実施形態の画像表示装置と同じであり、本実施形態における上記以外の構成は、前述の第1の実施形態の画像表示装置1と同様である。
Next, an image display apparatus according to a ninth embodiment of the present invention will be described. FIG. 29 is a plan view showing a display panel of an image display apparatus according to the ninth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 29, the
次に、上述の如く構成された本実施形態の画像表示装置の動作について説明する。図30は図29に示すI−I線による断面の光学モデル図である。図30に示すように、本実施形態の画像表示装置81は、光源10が点灯すると、光源10から出射した光が表示パネル2に入射する。また、一方で、制御装置(図示せず)により表示パネル2が駆動されて、各表示画素の第1視点用画素41及び第2視点用画素42に、夫々第1視点用画像及び第2視点用画像が表示される。そして、表示パネル2の第1視点用画素41及び第2視点用画素42に入射した光は、これらの画素の開口部5を透過し、これらの画素を透過し、パララックスバリア8に向かう。更に、これらの光はパララックスバリア8のスリット8aを通過し、夫々領域EL及びERに向けて出射する。このとき、観察者が左眼61を領域ELに位置させ、右眼62を領域ERに位置させることにより、左眼61に第1視点用の画像が入力されると共に、右眼62に第2視点用の画像が入力される。例えば、第1視点用画像及び第2視点用画像が立体画像を構成する視差画像であり、第1視点用の画像が左眼61用画像で、第2視点用画像が右眼62用画像である場合には、観察者は立体画像を認識することができる。但し、表示領域EL及びERの両側には、遮光部6に起因する非表示領域EBが発生する。
Next, the operation of the image display apparatus of the present embodiment configured as described above will be described. FIG. 30 is an optical model diagram of a cross section taken along line II shown in FIG. As shown in FIG. 30, in the
また、図31は図29に示すJ−J線による断面の光学モデル図である。図31に示すように、J−J線による断面においては、第1視点用画素41及び第2視点用画素42の開口部5の位置が図30に示すI−I線による断面よりも図の右側に設けられている。このため、J−J線による断面においては、非表示領域EBは観察面の中心線xに対して、図の右側に偏っている。なお、それ以外の動作は前述のI−I線による断面の場合と同様である。
FIG. 31 is an optical model diagram of a section taken along line JJ shown in FIG. As shown in FIG. 31, in the cross section taken along the line JJ, the positions of the
更に、図32は図29に示すK−K線による断面の光学モデル図である。図32に示すように、K−K線による断面においては、第1視点用画素41及び第2視点用画素42の開口部5の位置が図30に示すI−I線による断面よりも図の左側に設けられている。このため、K−K線による断面においては、非表示領域EBは観察面の中心線xに対して、図の左側に偏っている。なお、それ以外の動作は前述のI−I線による断面の場合と同様である。
Further, FIG. 32 is an optical model diagram of a cross section taken along line KK shown in FIG. As shown in FIG. 32, in the cross section taken along the line KK, the positions of the
図33は本発明の第9の実施形態の画像表示装置の動作を示す光学モデル図である。本実施形態の画像表示装置においては、パララックスバリア8を構成するスリット8aの開口が一次元的に連続しており、その連続方向である縦方向11に対しては遮光効果を持たない。このため、実際は、I−I線による断面(図30)、J−J線による断面(図31)、及びK−K線による断面(図32)における表示領域EL及びERは合成され、図33に示す表示領域EL及びERとなる。この結果、本実施形態の画像表示装置1においては、非表示領域EBは存在しなくなるため、遮光部6に起因する表示品質の低下を抑制することができる。
FIG. 33 is an optical model diagram showing the operation of the image display apparatus of the ninth embodiment of the present invention. In the image display device of the present embodiment, the openings of the
本実施形態の画像表示装置においては、パララックスバリアを使用することにより、レンチキュラレンズを使用する場合に比べて、レンズの模様による表示画像の品質劣化が発生しないという利点がある。本実施形態の画像表示装置における上記以外の効果は、前述の第1の実施形態の画像表示装置1と同様である。なお、前述の第2乃至第8の実施形態の画像表示装置においても、レンチキュラレンズの代わりに、パララックスバリアを使用することができる。
In the image display apparatus according to the present embodiment, the use of the parallax barrier has an advantage that the quality of the display image is not deteriorated due to the lens pattern as compared with the case where the lenticular lens is used. The other effects of the image display device of the present embodiment are the same as those of the
次に、本発明の第10の実施形態に係る携帯端末装置について説明する。図34は本実施形態の携帯端末装置を示す斜視図である。図34に示すように、本実施形態の携帯端末装置99は、画像表示装置91のレンチキュラレンズ93を構成するシリンドリカルレンズ93aが縦方向11に配列している。即ち、シリンドリカルレンズ93aの長手方向が横方向12になっている。なお、本実施形態の携帯端末装置99の画像表示装置における上記以外の構成は、前述の第1の実施形態の画像表示装置と同様である。
Next, a portable terminal device according to a tenth embodiment of the present invention will be described. FIG. 34 is a perspective view showing the portable terminal device of this embodiment. As shown in FIG. 34, in the mobile
次に、本実施形態に係る携帯端末装置99における画像表示装置91の動作について説明する。図35はこの画像表示装置の動作を示す光学モデル図である。図35に示すように、本実施形態の携帯端末装置99の画像表示装置91においては、光源10が点灯すると、光源10から出射した光が表示パネル2に入射する。このとき、制御装置(図示せず)により表示パネル2が駆動されて、各表示画素の第1視点用画素41及び第2視点用画素42に、夫々第1視点用画像及び第2視点用画像が表示される。そして、表示パネル2の第1視点用画素41及び第2視点用画素42に入射した光は、これらの画素を透過し、レンチキュラレンズ3のシリンドリカルレンズ3aにより屈折して、夫々領域E1及びE2に向けて出射する。このとき、観察者が両眼を領域E1に位置させた場合には、第1視点用の画像を観察することができ、両眼を領域E2に位置させた場合には、第2視点用の画像を観察することができる。
Next, the operation of the
本実施形態の携帯端末装置99においては、画像表示装置91のレンチキュラレンズ93を構成するシリンドリカルレンズ93aが縦方向11に配列されているため、携帯端末装置99の角度を変えるだけで第1視点用の画像又は第2視点用の画像を観察できる。特に、第1視点用の画像と第2視点用の画像に関連がある場合には、観察角度を変えるという簡単な動作で夫々の画像を参照できるため、利便性が大幅に向上する。例えば、複数視点用の画像を横方向12に配列した場合には、右眼と左眼とで異なる視点の画像を観察する位置が発生するため、観察者が混乱して夫々の視点の画像を認識できなくなることがあるが、本実施形態の携帯端末装置99のように、複数視点用の画像を縦方向11に配列した場合には、観察者は夫々の視点用の画像を必ず両眼で観察することができるため、夫々の視点の画像を混乱なく認識することができる。なお、本実施形態の携帯端末装置99における上記以外の効果は、前述の第1の実施形態と同様である。また、前述の第2乃至第9の実施形態においても、本実施形態は適用可能である。
In the mobile
次に、本発明の第11実施形態に係る画像表示装置について説明する。図36は本実施形態の画像表示装置におけるレンズ及び表示パネルを示す平面図である。図36に示すように、本実施形態の画像表示装置は、前述の第1実施形態の画像表示装置とは異なり、画素の開口部95の横方向12に相互に対向する辺が延びる方向は縦方向11と平行であり、また、縦方向11の位置により開口部95の位置が変化しない従来の形状である。そして、シリンドリカルレンズ97aの光軸が連なる方向が、縦方向11の位置に応じて変化している。
Next, an image display apparatus according to an eleventh embodiment of the present invention will be described. FIG. 36 is a plan view showing a lens and a display panel in the image display apparatus of the present embodiment. As shown in FIG. 36, the image display device according to the present embodiment is different from the image display device according to the first embodiment described above in that the direction in which the sides facing each other in the
本実施形態の画像表示装置においては、レンズの光軸が連なる方向に対する画素の開口部95の横方向12における両端部の中点の位置が、縦方向11に応じて変化するため、従来の画像表示装置よりも、遮光部96に起因する表示品質の低下を抑制することができる。また、汎用の表示パネルを使用することができるため、低コスト化が可能である。なお、本実施形態の画像表示装置における上記以外の構成及び動作は、前述の第1の実施形態の画像表示装置1と同様である。また、このレンズは、前述の第1乃至9の実施形態の画像表示装置に適用することもできる。
In the image display device according to the present embodiment, the positions of the midpoints of both ends in the
次に、本発明の第12実施形態に係る画像表示装置について説明する。図37は実施形態の画像表示装置における表示パネルを示す平面図である。なお、図37においては、図を見やすくするため、配線70はハッチングをかけて示している。図9に示す第1の実施形態の画像表示装置1における表示パネルの開口部5が平面視で略平行四辺形状であるのに対して、本実施形態の画像表示装置は、図37に示すように、表示パネルの開口部75が平面視で台形を含む形状になっている。具体的には、開口部75は、左右対称の台形とこの台形の下底の長さと長辺の長さが等しい長方形とを、台形の下底と長方形の長辺とが相互に接触するように配置することにより形成される六角形状である。なお、ここでは説明の都合上、図37に示すように、台形の上底又は下底のうち長い方を下底として説明している。即ち、開口部75の形状は縦方向11に延びる線分に対して左右対称であり、この開口部75を構成する辺として、縦方向11に対して相互に反対の方向に傾斜すると共に、その延びる方向と縦方向11とがなす角度の大きさが同一である1対の辺を備えている。
Next, an image display apparatus according to a twelfth embodiment of the present invention is described. FIG. 37 is a plan view showing a display panel in the image display apparatus of the embodiment. In FIG. 37, the
従って、この縦方向11に対して傾斜している1対の辺の間の領域においては、開口部75の横方向12における端部は、縦方向11の位置によって、横方向12の位置が変化しているが、横方向12における両端部の中点は、縦方向11の位置に拘わらず、横方向12の位置が不変である。そして、レンチキュラレンズを構成するシリンドリカルレンズ3aの長手方向は縦方向11と平行であるため、表示パネルの開口部75の横方向12における端部と、シリンドリカルレンズ3aの光軸との距離は、縦方向11の位置により変化しているが、表示パネルの開口部75の横方向12における両端部の中点を結んだ線分と、シリンドリカルレンズ3aの光軸との距離は、縦方向11の位置に拘わらず一定である。即ち、表示パネルの開口部75の横方向12における端部の位置と、シリンドリカルレンズ3aの光軸の位置とが、縦方向11において異なっており、表示パネルの開口部75の横方向12における両端部の中点の位置と、シリンドリカルレンズ3aの光軸の位置とが、縦方向において不変である。
Therefore, in the region between the pair of sides inclined with respect to the
更に、この表示パネルにおける縦方向11に相互に隣接する開口部75は、横方向12に延びる線分に対して線対称になるように配置されている。また、横方向12に相互に隣接する開口部75は、その縦方向11における両端部の中点を結んだ線分と、横方向12における両端部の中点を結んだ線分との交点に対して、点対称になるように配置されている。このため、横方向12に相互に隣接する開口部75の分も合算すると、縦方向11における開口部75の幅は、横方向12の位置に拘わらず、略一定となっている。
Further, the
なお、遮光部76は、横方向12に相互に隣接する開口部75間の領域のうち縦方向11に対して傾斜している辺間の領域、即ち、画素の縦方向11に対して傾斜している縁には設けられておらず、縦方向11に相互に隣接する開口部75間の領域のうち横方向12と平行な方向に延びる辺間の領域、即ち、画素の横方向12に延びる縁にのみ設けられている。そして、横方向12において相互に隣接する開口部75は、配線70により区画されており、この配線70により遮光されている。
The
図38は横軸に観察位置をとり、縦軸に明るさをとって、本実施形態の画像表示装置の観察面における明るさの分布を示すグラフ図である。本実施形態の画像表示装置のように、表示パネルにおける各画素の開口部75を平面視で台形を含む形状にし、更に、縦方向11に相互に隣接する開口部75を、横方向12に延びる線分に対して線対称になるように配置すると共に、横方向12に相互に隣接する開口部75を、その縦方向11における両端部の中点を結んだ線分と、横方向12における両端部の中点を結んだ線分との交点に対して、点対称になるように配置することにより、横方向12の任意位置における縦方向の開口率が一定にすることができるため、図38に示すように、観察位置に対する明るさの分布を一定にすることができる。その結果、遮光部76に起因する表示品質の低下を完全になくすことができる。
FIG. 38 is a graph showing the distribution of brightness on the observation surface of the image display apparatus of the present embodiment, with the observation position on the horizontal axis and the brightness on the vertical axis. Like the image display device of the present embodiment, the
また、本実施形態の画像表示装置においては、縦方向11に対して傾斜している1対の辺間の領域には、遮光部76が設けられていないため、遮光部76を形成する際の横方向12における位置の誤差マージンが大きい場合でも、開口率に与える影響は小さい。即ち、横方向12の位置マージンを大きく設定でき、高開口率化することができる。このような形状は、特に、配線70が形成された基板と対向する基板上に遮光部76を形成する場合に効果が大きい。
In the image display device according to the present embodiment, the
更に、本実施形態の画像表示装置においては、開口部75の形状を、平面視で、台形とこの台形の下底の長さと長辺の長さが等しい長方形とを、台形の下底と長方形の長辺とが相互に接触するように配置することにより形成される六角形状としているため、全ての角が鈍角又は直角となっている。このため、遮光部76を形成方法に起因する角の丸まりを最小限に抑えることができ、製造方法に起因する開口率の低下を抑制することができる。
Furthermore, in the image display device according to the present embodiment, the shape of the
更にまた、本実施形態の画像表示装置において、表示パネルにストライプ状のカラーフィルタを設けてカラー表示する場合には、カラーフィルタの同色連続方向を横方向12とすることが好ましい。これにより、カラーフィルタの同色領域を遮光させる必要がなくなり、長方形にすることができるため、カラーフィルタの製造が容易になり、低コスト化することができる。なお、本実施形態の画像表示装置における上記以外の構成及び動作は、前述の第1の実施形態の画像表示装置1と同様である。
Furthermore, in the image display apparatus according to the present embodiment, when the display panel is provided with a striped color filter for color display, it is preferable that the same color continuous direction of the color filter is the
1、13、43、81、91;画像表示装置
2、14、44、102;表示パネル
3、93、121;レンチキュラレンズ
3a、97a、122;シリンドリカルレンズ(凸部)
5、15、25、35、45、65、75、95、109;開口部
6、16、26、36、46、66、76、96、106;遮光部
8;パララックスバリア
8a;スリット
9;携帯電話
1、108;光源
11;縦方向(シリンドリカルレンズの長手方向)
12、112;横方向(シリンドリカルレンズの配列方向)
41、125;第1視点用画素
42、126;第2視点用画素
57;櫛歯電極
60、70;配線
61、141;左眼
62、172;右眼
104;観察者
105;パララックスバリア
105a;スリット
107;立体可視域
107a;対角線の交点
107b;最適観察面
123;右眼用画素
124;左眼用画素
143;右眼141と左眼142の中点
171;左眼領域
172;右眼領域
173;非表示領域
181、182;光束
1, 13, 43, 81, 91;
5, 15, 25, 35, 45, 65, 75, 95, 109; opening 6, 16, 26, 36, 46, 66, 76, 96, 106;
12, 112; lateral direction (arrangement direction of cylindrical lenses)
41, 125;
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