JP5279795B2 - Autostereoscopic display device - Google Patents
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Description
本発明は、特殊なメガネを装着することなく裸眼で立体画像を視認することができる裸眼立体表示装置に関する。 The present invention relates to an autostereoscopic display device capable of visually recognizing a stereoscopic image with the naked eye without wearing special glasses.
特殊なメガネを装着することなく裸眼で立体画像を視認することができる裸眼立体表示装置としては、例えば、レンチキュラーレンズを用いたものや、視差バリア(パララックスバリア)を用いたものがある。 As an autostereoscopic display device capable of visually recognizing a stereo image without wearing special glasses, for example, there are an apparatus using a lenticular lens and an apparatus using a parallax barrier.
従来では、行と列のアレイに配列された複数のカラー個別指定可能表示素子と、たとえばレンティキュラー要素のような複数の光指向要素を有するたとえばレンティキュラー・シートのような光指向手段とを有する裸眼立体視ディスプレイ装置であって、色の順序は、行方向と列方向の少なくとも一方では、異なる三つ組については異なるようになっている裸眼立体視ディスプレイ装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, it has a plurality of color individually specifiable display elements arranged in an array of rows and columns and a light directing means such as a lenticular sheet having a plurality of light directing elements such as lenticular elements. There is disclosed an autostereoscopic display device in which the order of colors is different for at least one of the row direction and the column direction for different triplets (for example, Patent Document 1). reference).
また、N視点用のM×N個(M、Nは自然数)のサブ画素から構成される表示画素が複数個マトリクス状に配置された表示パネルと、視点毎にサブ画素の光線を振り分けるレンチキュラレンズとを有し、一つの表示画素に含まれるM×N個のサブ画素が正方形の領域内に形成されていることを特徴とする画像表示装置が開示されている(例えば、特許文献2参照)。 In addition, a display panel in which a plurality of display pixels composed of M × N (M and N are natural numbers) sub-pixels for N viewpoints are arranged in a matrix, and a lenticular lens that distributes the light beams of the sub pixels for each viewpoint. And an M × N sub-pixel included in one display pixel is formed in a square area (for example, see Patent Document 2). .
しかし、従来の視差バリアやレンチキュラーレンズを用いた裸眼立体表示装置を大型化すると、画素が大きく観察距離が数mと長いため、表示画素と視差バリアとの距離、または表示画素とレンチキュラーレンズの表面との距離(すなわち、レンチキュラーレンズの厚さ)が大きくなるため、表示装置全体が厚くなり重量化してしまう。また、レンチキュラーレンズの厚さが大きくなることによって、レンチキュラーレンズを保持する機構が必要になるなど表示装置の製造が複雑になるという問題がある。 However, when a conventional autostereoscopic display device using a parallax barrier or a lenticular lens is enlarged, the pixels are large and the observation distance is as long as several meters, so the distance between the display pixel and the parallax barrier or the surface of the display pixel and the lenticular lens The distance (that is, the thickness of the lenticular lens) increases, and the entire display device becomes thick and heavy. Further, since the thickness of the lenticular lens is increased, there is a problem that the manufacturing of the display device becomes complicated, for example, a mechanism for holding the lenticular lens is required.
本発明は、これらの問題を解決するためになされたものであり、表示装置全体の軽量化および構造の簡素化が可能な裸眼立体表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve these problems, and an object thereof is to provide an autostereoscopic display device capable of reducing the weight of the entire display device and simplifying the structure.
上記の課題を解決するために、本発明による裸眼立体表示装置は、所定の画素配列に従って配置された複数の画素を有し、各画素は複数のサブ画素から構成される表示手段と、表示手段の表示面側に配置された視差分割手段とを備える裸眼立体表示装置であって、各サブ画素は、視差画像の各視点に対応する縦長の視差画像サブ画素を、横方向に複数並設して形成され、各サブ画素において、視差画像の一組の視点に対応して配列された視差画像サブ画素が組となり、当該視差画像サブ画素の組が所定の周期で配置され、視差分割手段は、所定の周期に対応して視差画像サブ画素の組ごとに配置される分割要素を備え、各サブ画素において、視差画像の同一の視点に対応する視差画像サブ画素は、互いに連結配線によって連結されることを特徴とする。 In order to solve the above problems, an autostereoscopic display device according to the present invention has a plurality of pixels arranged according to a predetermined pixel arrangement, and each pixel is composed of a plurality of sub-pixels, and a display unit. Each of the sub-pixels includes a plurality of vertically long parallax image sub-pixels corresponding to each viewpoint of the parallax image arranged in parallel in the horizontal direction. formed Te, in each sub-pixel, the parallax image sub-pixels arranged to correspond to a set of perspectives visual difference image becomes a set, the set of the parallax image sub pixels are arranged in a predetermined cycle, parallax division The means includes a dividing element arranged for each set of parallax image sub-pixels corresponding to a predetermined period, and in each sub-pixel, the parallax image sub-pixels corresponding to the same viewpoint of the parallax image are connected to each other by a connection wiring. Specially connected To.
本発明によると、各サブ画素は、視差画像の各視点に対応する縦長の視差画像サブ画素を、横方向に複数並設して形成され、各サブ画素において、視差画像の一組の視点に対応して配列された視差画像サブ画素が組となり、当該視差画像サブ画素の組が所定の周期で配置され、視差分割手段は、所定の周期に対応して視差画像サブ画素の組ごとに配置される分割要素を備え、各サブ画素において、視差画像の同一の視点に対応する視差画像サブ画素は、互いに連結配線によって連結されるため、表示装置全体の軽量化および構造の簡素化が可能となる。
According to the present invention, each sub-pixel, the parallax image subpixels portrait corresponding to each viewpoint of the parallax image is formed a plurality arranged laterally, in each sub-pixel, a set of viewpoint viewing difference image parallax image sub-pixels arranged to correspond to become set, the set of the parallax image sub pixels are arranged in a predetermined cycle, parallax dividing means, each set of the parallax image sub-pixel corresponding to a predetermined period comprising a dividing element which is arranged, in each sub-pixel, the parallax image sub-pixel corresponding to the same viewpoint parallax images are to be connected by the connecting wires to each other, the simplification of the weight and structure of the entire display device It becomes possible.
本発明の実施形態について、図面に基づいて以下に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
〈実施形態1〉
本実施形態による裸眼立体表示装置は、単純マトリクス型の有機EL(Electro Luminescence)画素を有する表示パネル(表示手段)を用いているものとして説明する。また、表示パネルは、ストライプ型配列に従って配置された複数の画素を有し、各画素は複数のサブ画素から構成される。なお、図1において、画素10はサブ画素として示されており、複数の画素10で1つの画素を構成している。また、画素10の配列は、例えばRGBを横並びにしてもよく、デルタ配列にしてもよい。
<Embodiment 1>
The autostereoscopic display device according to the present embodiment will be described on the assumption that a display panel (display means) having simple matrix organic EL (Electro Luminescence) pixels is used. The display panel has a plurality of pixels arranged according to a stripe arrangement, and each pixel is composed of a plurality of sub-pixels. In FIG. 1, the
図1は、本発明の実施形態1による裸眼立体表示装置の画素10の構成を示す図である。図1に示すように、画素10は、縦配線20と横配線30との交点に配置されている。画素10は、視差画像の各視点(2視点)に対応する縦長の第1VIEW画素11(第1の視差画像サブ画素)と第2VIEW画素12(第2の視差画像サブ画素)とを横方向に複数並べて形成されており、各ひとつの第1VIEW画素11と第2VIEW画素12とが一組(セット)となって所定の組数(図1では5組)が配置されている。すなわち、第1VIEW画素11および第2VIEW画素12は、視差画像の一組の視点に対応して配列された第1VIEW画素11および第2VIEW画素12を組として所定の周期で配列されている。なお、図1の画素10では、第1VIEW画素11および第2VIEW画素12の組が5組(5セット)配列されているが、5組に限らず任意の組数を配列してもよい。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a
また、複数の第1VIEW画素11は連結配線21(第1の連結配線)によって連結されて縦配線20(第1の縦配線)に接続されており、複数の第2VIEW画素12は連結配線22(第2の連結配線)によって連結されて縦配線20(第2の縦配線)に接続されている。すなわち、縦配線20は、縦方向に並ぶ画素10の両端に沿って配設され、連結配線21,22とそれぞれ接続される。従って、複数の第1VIEW画素11と複数の第2VIEW画素12とは、それぞれ同時に同じ電圧が印加される。画像を表示する場合は、縦配線20と横配線30とのそれぞれに電圧を印加することによって、電圧が印加された縦配線20と横配線30との交点に配置された画素10が発光する。すなわち、第1VIEW画素11は連結配線21によって接続されていることから同一階調の明るさの単色(同一色)を発光し、第2VIEW画素12は連結配線22によって接続されていることから同一色(単色)を発光するため、第1VIEW画素11および第2VIEW画素12を構成する画素10は全体として単色を発光する(第1VIEW画素11と第2VIEW画素12とは同一色を発光する)。空間混色によるカラー表示を行う場合は、例えば、図1の左上の画素10は赤色(R)を発光し、右上の画素10は緑色(G)を発光するように配置すればよい。
The plurality of
また、複数の第1VIEW画素11を連結する連結配線21は、画素10の下端側(図1の紙面の下側)から配線され、複数の第2VIEW画素12を連結する連結配線22は、画素10の上端側(図1の紙面の上側)から配線されており、一枚の基板の平面上で第1VIEW画素11と第2VIEW画素12とが互いに交差することがないため、任意の数の第1VIEW画素11と第2VIEW画素12とをそれぞれ形成することができる。すなわち、視差画像の同一の視点に対応する第1VIEW画素11(第2VIEW画素12)は、互いに連結配線21(連結配線22)によって連結される。
The connection wiring 21 that connects the plurality of
画素10の表示面側には、レンチキュラーレンズ40(視差分割手段)が配置されている。レンチキュラーレンズ40を構成する1つの凸部(シリンドリカルレンズ(分割要素))のピッチ(幅)は、1つの第1VIEW画素11の幅と1つの第2VIEW画素12の幅との和程度であり、焦点位置は、第1VIEW画素11および第2VIEW画素12の表示面上にある。すなわち、シリンドリカルレンズ(分割要素)は、上述の第1VIEW画素11と第2VIEW画素12との組ごとに対応して配置される。レンチキュラーレンズ40の作用によって、複数の第1VIEW画素11にて発光された光は、レンチキュラーレンズ40を通過して観察者の右目方向に向かい、複数の第2VIEW画素12にて発光された光は、レンチキュラーレンズ40を通過して観察者の左目方向に向かう。すなわち、第1VIEW画素11は右目用の視差画像を形成し、第2VIEW画素12は左目用の視差画像を形成している。このように、第1VIEW画素11および第2VIEW画素12のそれぞれに右目用画像と左目用画像とを同時に表示することによって、観察者は特殊なメガネを装着することなく立体感のある画像(立体画像)を視認することができる。
A lenticular lens 40 (parallax dividing means) is disposed on the display surface side of the
図2は、大型の裸眼立体表示装置における画素10とレンチキュラーレンズ40との位置関係を示す図である。図2に示すように、画素10を構成する第1VIEW画素11の各々にて発光した光は、レンチキュラーレンズ40のシリンドリカルレンズ(凸部)を通過して観察者の右目に向かっている。また、第2VIEW画素12の各々にて発光した光は、レンチキュラーレンズ40のシリンドリカルレンズを通過して観察者の左目に向かっている。LLを画素10からレンチキュラーレンズ40の表面までの距離、Lを視距離、PPを第1VIEW画素11と第2VIEW画素12との画素間距離、IPDを眼間距離とすると、LLは以下の式(1)で示される。
LL=L・PP/IPD ・・・(1)
FIG. 2 is a diagram illustrating a positional relationship between the
LL = L · PP / IPD (1)
式(1)において、例えば、L=10m、IPD=65mm、PP=4mmとすると、LLは約60cmとなる。すなわち、画素10の前方に厚さ60cmのレンチキュラーレンズ40を設置する必要がある。しかし、厚さ60cmのレンチキュラーレンズ40を設置した場合には裸眼立体表示装置全体の厚みが大きくなり、また、レンチキュラーレンズ40を固定するための強度を確保しなければならないなど、レンチキュラーレンズ40を大型の裸眼立体表示装置に設置することは困難となる。
In Expression (1), for example, when L = 10 m, IPD = 65 mm, and PP = 4 mm, LL is about 60 cm. That is, it is necessary to install a
このような問題の対策としては、LLを上記(60cm)の20分の1である3cm程度にすれば、レンチキュラーレンズ40を大型の裸眼立体表示装置に設置することができ、表示装置の厚みを小さくすることができる。そのためには、式(1)に基づいて、PPを上記(4mm)の20分の1である0.2mm程度にすることが望ましい。しかし、PPを0.2mm程度にすると以下の問題が生じる。
As a countermeasure for such a problem, if the LL is about 3 cm, which is 1/20 of the above (60 cm), the
一般的に、画素10、縦配線20、および横配線30は、ガラス基板上に形成されている。画素10に対して電気信号を送るために、駆動回路(図示せず)から信号を伝達するフレキシブルプリントサーキット(Flexible Printed Circuit:FPC)の配線と、ガラス基板の縦配線20および横配線30とを、ガラス基板の縁部にて半田などを用いて接合している。このとき、図1に示す連結配線21,22なしに、第1VIEW画素11および第2VIEW画素12の幅を狭くすると、第1VIEW画素11および第2VIEW画素12の各々に接続される縦配線の数が増加し、ガラス基板の縁部における配線のピッチが小さくなるためFPCの配線との接合が困難となり、量産の歩留まりが低下してしまう。また、第1VIEW画素11および第2VIEW画素12の幅を狭くすることによって画素10のサイズが小さくなっても、表示する画像コンテンツの解像度は決まっているため、同じ画素データを複数の画素(第1VIEW画素11、第2VIEW画素12)に書き込むことが必要になる。従って、1つの画素(第1VIEW画素11、第2VIEW画素12)あたりに電圧印加される時間が短くなってしまい、高輝度な画像表示ができなくなってしまう。
In general, the
本実施形態1による裸眼立体表示装置では、図1に示すように、第1VIEW画素11と第2VIEW画素12とが交互に並んで配置されており、複数の第1VIEW画素11は連結配線21によって連結して縦配線20に接続され、複数の第2VIEW画素12は連結配線22によって連結して縦配線20に接続されている。従って、縦配線20および横配線30の数を増やすことなく、第1VIEW画素11および第2VIEW画素12の幅を小さくすることができる(すなわち、図2のPPを小さくすることができる)。また、複数の第1VIEW画素11と複数の第2VIEW画素12との各々に同時に電圧を印加することができるため、第1VIEW画素11および第2VIEW画素12の1つあたりに電圧印加される時間が長くなり、高輝度な画像(視差画像)表示を実現することができる。
In the autostereoscopic display device according to the first embodiment, as shown in FIG. 1, the
以上のことから、本実施形態1によれば、レンチキュラーレンズ40の厚みを大幅に削減することができるため、表示装置全体の軽量化および構造の簡素化が可能となる。
From the above, according to the first embodiment, since the thickness of the
なお、上記の説明では、駆動方式が単純マトリクス配線である場合を一例としたが、これに限らず、セグメント駆動方式でも、横配線30がゲート線、縦配線20がソース線で各線の交点にトランジスタを備え、ドレインが連結配線22に接続されているような構成でも上記と同様に適用可能である。
In the above description, the case where the driving method is a simple matrix wiring is taken as an example. However, the present invention is not limited to this, and in the segment driving method, the
図3は、本発明の実施形態1による4眼式の裸眼立体表示装置の画素の構成を示す図である。なお、図3において、縦配線および横配線は図示を省略している。図1では、2眼式(2VIEW型)の裸眼立体表示装置を一例として説明したが、図3に示す4眼式(4VIEW型)の裸眼立体表示装置において、画素10は、4視点に対応する縦長の第1VIEW画素11(第3の視差画像サブ画素)、第2VIEW画素12(第4の視差画像サブ画素)、第3VIEW画素13(第5の視差画像サブ画素)、第4VIEW画素14(第6の視差画像サブ画素)を横方向に複数並べて形成している。各一の第1VIEW画素11、第2VIEW画素12、第3VIEW画素13、および第4VIEW画素14が一組(セット)となって所定の組数(図3では3組)が配置されている。なお、図3の画素10では、第1VIEW画素11、第2VIEW画素12、第3VIEW画素13、および第4VIEW画素14の組が3組(3セット)配列されているが、3組に限らず任意の組数を配列してもよい。
FIG. 3 is a diagram illustrating a pixel configuration of the four-eye autostereoscopic display device according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 3, the vertical wiring and the horizontal wiring are not shown. In FIG. 1, a two-eye (2VIEW type) autostereoscopic display device has been described as an example. However, in the four-eye (4VIEW type) autostereoscopic display device illustrated in FIG. 3, the
また、複数の第1VIEW画素11は連結配線21によって連結されて縦配線(図示せず)に接続され、複数の第2VIEW画素12は連結配線22によって連結されて縦配線(図示せず)に接続され、複数の第3VIEW画素13は連結配線23によって連結されて縦配線(図示せず)に接続され、複数の第4VIEW画素14は連結配線24によって連結されて縦配線(図示せず)に接続されている。
The plurality of
画素10の表示面側には、レンチキュラーレンズ40(視差分割手段)が配置されており、第1VIEW画素11、第2VIEW画素12、第3VIEW画素13、および第4VIEW画素14の組ごとに一のシリンドリカルレンズ(分割要素)が配置されている。
A lenticular lens 40 (parallax dividing means) is disposed on the display surface side of the
以上のことから、4眼式の裸眼表示装置であっても、連結配線21〜24を備えることによって、連結配線21〜24の配線経路によらずレンチキュラーレンズ40の厚みを大幅に削減することができるため、表示装置全体の軽量化および構造の簡素化が可能となる。
From the above, even in a four-eye type naked eye display device, by providing the
〈実施形態2〉
図4は、本発明の実施形態2による裸眼立体表示装置の画素の構成を示す図である。図4に示すように、画素10は、縦配線20と横配線30との交点に配置されている。画素10は、第1VIEW画素11、第2VIEW画素12、および混在VIEW画素19を複数並べて配置することによって画素10を形成している。混在VIEW画素19は、異なる視点に対応する隣り合う2つの第1VIEW画素11と第2VIEW画素12との間に、これら2つの第1VIEW画素11および第2VIEW画素12を縦方向に並べて形成される。なお、図4の画素10では、第1VIEW画素11、第2VIEW画素12、混在VIEW画素19の組が5組(5セット)配列されているが、5組に限らず任意の組数を配列してもよい。
<Embodiment 2>
FIG. 4 is a diagram showing a pixel configuration of the autostereoscopic display device according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the
また、各一の第1VIEW画素11、第2VIEW画素、および混在VIEW画素19を一組とし、レンチキュラーレンズ40(視差分割手段)は、一組に対して一のシリンドリカルレンズ(分割要素)が対応するように、画素10の表示面側に配置されている。
Further, each of the
複数の第1VIEW画素11は連結配線21によって連結されて縦配線20に接続されており、複数の第2VIEW画素12は連結配線22によって連結されて縦配線20に接続されている。また、混在VIEW画素19のうちの第1VIEW画素11と同じ画素領域には第1VIEW画素11と同じ電圧が印加されており、混在VIEW画素19のうちの第2VIEW画素12と同じ画素領域には第2VIEW画素12と同じ電圧が印加されている。
The plurality of
図5は、本発明の実施形態2による裸眼立体表示装置の立体視域(立体視可能な領域)を示す図である。図5に示すように、逆視が生じる視認角度(すなわち、逆視領域)では、混在VIEW画素19による画像(混在画像)が表示されているため、観察者は片目に混在画像が視認される。従って、観察者は、片目に混在画像が見えた位置が逆視領域であることが分かるため、観察者の視認の負担を緩和させることができる。
FIG. 5 is a diagram illustrating a stereoscopic viewing area (a stereoscopic viewable area) of the autostereoscopic display device according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, since an image (mixed image) by the
以上のことから、画素10に混在VIEW画素19を形成することによって、観察者が逆視領域を視認することを防止し、観察者の視認の負担を緩和させることができる。
From the above, by forming the
なお、本実施形態では、視差分割手段としてレンチキュラーレンズを用いた裸眼立体表示装置について説明したが、パララックスバリアを用いた裸眼立体表示装置についても適用可能である。 In the present embodiment, the autostereoscopic display device using the lenticular lens as the parallax dividing unit has been described. However, the autostereoscopic display device using the parallax barrier can also be applied.
また、ここでは、単純マトリクス型の有機EL(Electro Luminescence)画素を有する表示パネル(表示手段)を用いて説明を行ったが、これに限るものではなく、縦配線と横配線とでアドレスされる発光画素から構成される表示パネルであれば適用可能である。 In addition, here, a description has been given using a display panel (display means) having a simple matrix type organic EL (Electro Luminescence) pixel. However, the present invention is not limited to this, and addressing by vertical wiring and horizontal wiring. Any display panel including light emitting pixels can be applied.
また、本実施形態では、画素10の配列がストライプ型であるものとして説明したが、画素10の配列がデルタ型であっても配線を工夫することによって適用可能である。
In the present embodiment, the
10 画素、11 第1VIEW画素、12 第2VIEW画素、13 第3VIEW画素、14 第4VIEW画素、19 混在VIEW画素、20 縦配線、21,22,23,24 連結配線、30 横配線、40 レンチキュラーレンズ。 10 pixels, 11 1st VIEW pixels, 12 2nd VIEW pixels, 13 3rd VIEW pixels, 14 4th VIEW pixels, 19 mixed VIEW pixels, 20 vertical wirings, 21, 22, 23, 24 connecting wirings, 30 horizontal wirings, 40 lenticular lenses.
Claims (8)
前記表示手段の表示面側に配置された視差分割手段と、
を備える裸眼立体表示装置であって、
各前記サブ画素は、視差画像の各視点に対応する縦長の視差画像サブ画素を、横方向に複数並設して形成され、
各前記サブ画素において、視差画像の一組の視点に対応して配列された前記視差画像サブ画素が組となり、当該視差画像サブ画素の組が所定の周期で配置され、
前記視差分割手段は、前記所定の周期に対応して前記視差画像サブ画素の前記組ごとに配置される分割要素を備え、
各前記サブ画素において、前記視差画像の同一の前記視点に対応する前記視差画像サブ画素は、互いに連結配線によって連結されることを特徴とする、裸眼立体表示装置。 Display means comprising a plurality of pixels arranged according to a predetermined pixel arrangement, each pixel comprising a plurality of sub-pixels;
Parallax dividing means arranged on the display surface side of the display means;
An autostereoscopic display device comprising:
Each of the sub-pixels is formed by arranging a plurality of vertically long parallax image sub-pixels corresponding to each viewpoint of the parallax image in the horizontal direction,
In each said sub-pixel, the parallax image sub-pixels arranged to correspond to a set of perspectives visual difference image becomes a set, the set of the parallax image sub pixels are arranged in a predetermined cycle,
The parallax dividing unit includes a dividing element arranged for each set of the parallax image sub-pixels corresponding to the predetermined period,
In each of the sub-pixels, the parallax image sub-pixels corresponding to the same viewpoint of the parallax image are connected to each other by a connection wiring.
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