JPH08125947A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バックライトの特に周辺光量を効果的に制御
可能とし、周辺光量落ちを常に確実に防止して優れた表
示機能を実現する画像表示装置を提供する。 【構成】 少なくとも画像を表示するための液晶表示素
子１と、液晶表示素子１のためのバックライト２と、液
晶表示素子１の外枠と大きさが略等しく、液晶表示素子
１及びバックライト２の間に挿入可能に構成された反射
枠３と、を具備する。また、反射枠３を支持制御するた
めの反射枠支持・制御機構４を具備し、反射枠３が移動
可能とする。液晶表示素子１及びバックライト２のユニ
ット位置を検出する位置センサ５と、その検出信号によ
って反射枠３の支持位置を制御させる制御信号を送る制
御回路６と、バックライト２を液晶表示素子１の近傍に
位置させるためのバックライト支持体８と、を具備する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示素子（ＬＣ
Ｄ）等を用いた画像表示装置、特に２系統の画像表示装
置により画像信号を表示するための装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、頭部装着型の表示装置、所謂ＨＭ
Ｄ（ヘッドマウントディスプレイ）等のような２系統の
ディスプレイをもった画像表示装置では、２枚の画像表
示素子の像をそれぞれに対する光学系により空中に拡大
投影し、その像を観察者に虚像として見せている。この
構成の画像表示装置によれば、立体画像や広角画像、或
いは所謂パノラマ画像を見ることが可能となる。

【０００３】図６は、本出願人が提案しているこの種の
ＨＭＤ装置の構成例を示している。ここで、このＨＭＤ
装置１００の構成を概略的に説明するが、図において、
右眼用表示部１０１及び左眼用表示部１０２を備え、ま
た、図示しない複眼撮影カメラから得られた映像情報信
号及び測光情報信号が、映像信号入力端子１０３，１０
４及び測光情報入力端子１０５に入力されるようになっ
ている。右眼用表示部１０１は、右眼用画像を表示する
ための表示素子としてのＬＣＤ１０６とレンズ等で成る
光学系１０７を有し、また、左眼用表示部１０２は、左
眼用画像を表示するための表示素子としてのＬＣＤ１０
８とレンズ等で成る光学系１０９を有している。このよ
うに２枚のＬＣＤを使って、左眼及び右眼それぞれに対
して映像を表示するというものである。

【０００４】また、この種の画像表示装置において、例
えば図７に示したものでは、立体画像，広角画像又はパ
ノラマ画像を得るために、先ず立体画像を表示するため
の配置構成として、図７（Ａ）のように、右眼用の表示
画像と左眼用の表示画像の２つの虚像が観察者の頭の中
で融像され得る位置に、表示素子（ＬＣＤ１０６′，１
０８′等）及び光学系１０７′，１０９′（ミラー等）
を配置する。また、パノラマ画像表示の際は、図７
（Ｃ）のように、右眼用の表示画像と左眼用の表示画像
の２つの虚像を、観察者が頭の中で横に繋ぎ合わせるこ
とが可能な位置に、上記表示素子及び光学系を配置す
る。

【０００５】更に、図７（Ｂ）に示したように、図７
（Ａ）及び（Ｃ）の中間位置に配置することにより、右
眼用画像の左端の一部と左眼用画像の右端の一部とを重
ね、これによりその重なり部分を立体画像として観察で
き、その他の部分は図７（Ｃ）の場合よりも角度が狭い
パノラマ画像として観察できる。

【０００６】図７においては、立体画像，広角画像及び
パノラマ画像を得るための表示素子及び光学系の代表的
な配置例を示したが、それらの位置は一意的でなく、即
ち、表示素子とその光学系を左右方向に適宜移動可能と
することにより、任意に設定することができる。また、
表示画像によって観察者が手動で調節するか、表示画像
信号に対して立体画像或いはパノラマ画像等を識別する
ための識別信号を付加して、それによって自動で位置調
節することもできる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のＨＭＤのような画像表示装置では、例えば０．７イ
ンチ程度の小型のＬＣＤが使われるが、その照明として
のバックライトには主に平面蛍光管が用いられる。そし
て、このバックライトの輝度分布は、図５の一点鎖線に
より示したように平面蛍光管の中央部を頂点として、周
辺に向かう程落ちてくる。

【０００８】かかる輝度特性を有するバックライトを前
述した画像表示方法（図７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ））に
適用すると、それぞれ図８のような光度分布になる。即
ち、図８（Ａ）の立体画像表示の場合はあまり問題が生
じないが、図８（Ｂ）のパノラマ立体混在画像表示の場
合や図８（Ｃ）のパノラマ画像表示の場合には、全体を
１つの画像と見た場合の中心部は、各ＬＣＤの周辺部が
対応するため輝度が落ちるという問題点が生じる。

【０００９】そこで、本発明の目的は、バックライトの
特に周辺光量を効果的に制御可能とし、周辺光量落ちを
常に確実に防止して優れた表示機能を実現する画像表示
装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の画像表示装置
は、少なくとも画像を表示するための液晶表示素子と、
この液晶表示素子のためのバックライトと、前記液晶表
示素子の外枠と大きさが略等しく、該液晶表示素子及び
前記バックライトの間に挿入可能に構成された反射枠
と、を具備するものである。

【００１１】また、本発明の画像表示装置において、前
記反射枠を支持し、且つその位置を制御するための反射
枠支持・制御機構を具備し、前記反射枠が移動可能とし
たものである。

【００１２】また、本発明の画像表示装置において、前
記液晶表示素子及び前記バックライトで成るユニットの
位置を検出する位置センサと、この位置センサの検出信
号によって前記反射枠支持・制御機構に対して前記反射
枠の支持位置を制御させる制御信号を送る制御回路と、
前記バックライトを前記液晶表示素子の近傍に位置させ
るためのバックライト支持体と、を具備したものであ
る。

【００１３】また、本発明の画像表示装置において、前
記位置センサと前記制御回路と反射枠支持・制御機構と
によって、前記反射枠が、前記液晶表示素子と前記バッ
クライトとの間に平行に且つ前記液晶表示素子の外枠に
整合した位置に挿入された第１の状態と、前記反射枠
を、前記液晶表示素子と前記バックライトとの間から退
避させると共に、前記バックライトを前記バックライト
支持体により前記液晶表示素子の至近位置に移動させた
第２の状態と、をとり得るようにしたものである。この
場合特に、上記のように構成された少なくとも２系統の
画像表示装置を具備するものである。

【００１４】また、本発明の画像表示装置において、前
記少なくとも２系統の画像表示装置におけるそれぞれ前
記液晶表示素子及び前記バックライトで成るユニットが
第１の位置にあるときに、前記反射枠は前記第１の状態
をとり、また、前記第１の位置とは異なる第２の位置に
あるときに、前記反射枠は前記第２の状態をとり、各系
統の画像表示装置における前記液晶表示素子及び前記バ
ックライトをそれぞれ相互に連動させることにより、そ
れらがとり得る前記第１の位置及び前記第２の位置が前
記少なくとも２系統間で一致するように設定し、且つそ
のときの前記第１の状態及び前記第２の状態が、その方
向以外ではそれぞれ同一になるようにしたものである。

【００１５】

【作用】本発明によれば先ず、液晶表示素子とバックラ
イトの間に反射面をもった反射枠を挿入することによ
り、バックライトの周辺部の光量と中央部の光量の差を
減少することができる。

【００１６】また、本発明によれば、その反射枠を挿入
する状態と退避させる状態の２つの状態により、バック
ライトの光量分布を２種類実現することができる。

【００１７】また、本発明によれば、液晶表示素子とバ
ックライトの位置を検出する位置センサを設けて、その
検出結果により反射枠支持・制御機構を制御することに
よって反射枠の挿入・退避の制御を容易に行うことがで
きる。

【００１８】また、本発明によれば、上記の場合におい
て第１の状態として反射枠を挿入した状態をとることに
より、バックライトの周辺光量を上げる。また、第２の
状態として、反射枠を退避させてバックライトを近づけ
た状態をとることにより、中央部の光量落ちを防ぎ、こ
のように適宜２つの状態を実現することができる。

【００１９】また、本発明によれば、少なくとも２系統
の画像表示装置を用いることにより、ＨＭＤ等の画像表
示装置を有効に実現することができる。

【００２０】更に、本発明によれば、少なくとも２系統
の画像表示装置における液晶表示素子及びバックライト
をそれぞれ相互に連動させることにより、それらが第１
の位置にあるとき、各系統ともすべてが第１の状態にな
り、また、第２の位置にあるとき、すべてが第２の状態
になり、ＨＭＤ等の複数表示装置の光源として、最適な
光量分布を得ることができる。

【００２１】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の画像表示装
置の好適な実施例を説明する。図１は、本発明装置にお
ける要部構成を示している。本発明において２系統の画
像表示装置により画像信号を表示するものであるが、図
１は、左右の画像表示装置のうちの一方を示しており、
図示されていない他方のものは、これと左右対称の関係
で構成される。

【００２２】図１において、１は透過型のＬＣＤパネル
（液晶表示素子）、２は平面蛍光管で作られたバックラ
イト、３はＬＣＤ１とバックライト２の間に挿入可能に
構成された反射枠、４は反射枠３を水平方向に支える支
持体とその位置制御系（反射枠支持・制御機構）、５は
ＬＣＤ１とバックライト２の水平位置を検出するための
位置センサ、６は位置センサ５のデータを受けて反射枠
支持・制御機構４へコントロール信号を送信する制御回
路、７はＬＣＤ１とバックライト２を水平方向に可動さ
せるＬＣＤユニット可動枠、８はバックライト２を前後
方向に支えるバックライト支持体である。

【００２３】ＬＣＤ１は、透過型であり、バックライト
２の上部発光面からの透過光により図中、その上方から
観察するようになっている。ここで、図示は省略されて
いるが、ＬＣＤ１とバックライト２は水平方向に同じ位
置関係、即ち一体化した状態で動くようになっており、
ユニットとしてＬＣＤユニット可動枠７内を図中、左右
方向、つまり水平方向に任意に動くようになっている。

【００２４】反射枠３は、図２のように内側が略全反射
面３ａとして形成され、即ち例えば銀メッキされてい
る。反射枠３の大きさは、ＬＣＤ１の外枠に合わせたも
のである。また、この反射枠３は、反射枠支持・制御機
構４により、図１において上下方向、つまり観察者から
見て前後方向には固定されており、また図において水平
方向に動くようになっている。

【００２５】上記のように構成された本発明の画像表示
装置において、先ず初期位置として図７（Ａ）のように
左右の画像が水平方向に一致するような立体画像表示位
置が考えられる。これは、立体画像に限ったものでな
く、同じ画像を左右の表示装置に表示する場合も同様で
ある。このときの状態は、図１（Ａ）のような位置が対
応する。つまり、ＬＣＤ１とバックライト２のユニット
は、ＬＣＤユニット可動枠７における一方の端部側に移
動している。このユニットの位置が位置センサ５によっ
て検出され、これにより反射枠３は、反射枠支持・制御
機構４によって他方の端部側に位置設定される。そし
て、バックライト２は、バックライト支持体８によって
ＬＣＤ１に近づけられる。

【００２６】次に、図７（Ｂ）のように左右の画像が一
部分重なったパノラマ立体混在画像表示位置の場合、図
１（Ｂ）のような位置が対応する。ＬＣＤ１とバックラ
イト２のユニットが図１（Ｂ）のような位置にくると、
その位置検出によって、バックライト２はＬＣＤ１から
遠ざけられる。そして、反射枠３は、反射枠支持・制御
機構４によってＬＣＤ１とバックライト２の間に挿入さ
れる。この場合の位置は、ＬＣＤ１とバックライト２の
それぞれ外枠に一致するように設定される。この位置
は、左右の画像の重なった部分の光量が落ちてくる位
置、つまり、図５の二点鎖線付近とし、図１（Ａ）から
その位置付近にきたとき位置センサ５が作動し、上記の
一連の動作を行うように設定する。

【００２７】この位置から、図１（Ｃ）のパノラマ画像
表示位置までは、ＬＣＤ１とバックライト２のユニット
と反射枠３との位置関係が保てるように反射枠支持・制
御機構４により制御を行う。ＬＣＤ１とバックライト２
と反射枠３の位置関係は、図３のようになり、図３にお
いては右方から観察するようになる。ここで、バックラ
イト２を移動するのは、ＬＣＤ１に焦点が合わせてあ
り、その合焦状態を維持するためである。

【００２８】さて次に、反射枠３の効果について説明す
る。図４のようにバックライト２からの光は、例えば中
央部では光束１１と光束１２がＬＣＤ１上で交差する。
周辺部では反射枠３がない場合、光束２１と交差して中
央部の場合と同量の光量を得るためには光束２２″が必
要であるが、これは存在しない。一方、反射枠３を図の
ように挿入すると、反射枠３がない場合には外に逃げて
いく光束２２′は、光束２２のように反射する。従っ
て、光束２１と光束２２がＬＣＤ１上で交差し、中央部
の場合と同じ光量が得られる。

【００２９】このように反射枠３を挿入することによ
り、図５から明らかなように反射枠３の挿入前は中央部
と周辺部での光量の比が６０％前後であったのが、その
挿入後は、８０〜９０％になる。一方、反射枠３の挿入
によりバックライト２とＬＣＤ１の距離が離れるため、
同図のように光量むらは改善されるが全体の輝度レベル
が少し落ちてしまう。そのため、図１（Ａ）の立体画像
表示時には、反射枠３を退避させてバックライト２を近
づけて、輝度落ちを防止することができる。

【００３０】また、本実施例では反射枠３としてバック
ライト２の全周辺を改善するようなものを示したが、こ
の画像表示装置において特に問題点となるのは、左右画
像が重なる側の少なくとも一辺の周辺光量落ちである。
従って、その一辺にだけに反射枠３を挿入しても差し支
えない。また、本実施例では図示及びその説明は省略す
るが、上述したＬＣＤ１とバックライト２のユニットの
移動は、手動でも差し支えなく、画像信号に識別信号を
付加して、それを認識して自動で移動させてもよいのは
勿論である。

【００３１】以上の実施例では、ＬＣＤ１とバックライ
ト２のユニットの水平方向の位置がパノラマ画像表示位
置、或いは、パノラマ立体混在画像表示位置のとき、バ
ックライト２とＬＣＤ１の間に、内側が略全反射面であ
る反射枠３を挿入して、そのときのバックライト２の周
辺光量落ちを改善する。これにより全体として中央部の
光量落ちを防止し、バックライト２の光量むらによるパ
ノラマ画像及びパノラマ立体混在画像の画質劣化を防
ぎ、また、ＬＣＤ１とバックライト２のユニットの水平
方向の位置が立体画像表示位置のときには、反射枠３を
取り除いてバックライト２をＬＣＤ１に近づけて、中央
部の光量を落とさないようにして、立体画像の画質劣化
を防ぐ効果がある。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ｌ
ＣＤとバックライトの間に反射面をもった反射枠を挿入
することにより、バックライトの周辺部の光量と中央部
の光量の差を減少することができる。従って、輝度むら
のない良好な画像を得ることができる。また、その反射
枠を挿入する状態と退避させる状態の２つの状態によ
り、バックライトの光量分布を２種類実現することがで
きる。また、ＬＣＤとバックライトの位置を検出する位
置センサを設けて、その検出結果により反射枠支持・制
御機構を制御することによって反射枠の挿入・退避の制
御が容易になる。これにより装置の適正作動を保証する
ことができる。また、第１の状態として、反射枠を挿入
した状態をとり、バックライトの周辺部の光量と中央部
の光量の差を減少する。また、第２の状態として、反射
枠を退避させてバックライトをＬＣＤに近づけた状態を
とり、中央部の光量落ちを防ぐことができる。従って、
必要に応じて最適なバックライト照明を設定することが
できる。また、少なくとも２系統を用いることにより、
ＨＭＤ等の画像表示装置を有効に構成することができ
る。更に、複数個のＬＣＤ及び複数個のバックライトが
それぞれ相互に連動するようにし、第１の位置にあると
き、複数個の装置すべてが第１の状態になり、第２の位
置にあるとき、複数個の装置すべてが第２の状態にな
り、これによりＨＭＤ等の画像表示装置の光源として、
最適な光量分布を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像表示装置の実施例における構成図
である。

【図２】本発明の画像表示装置に係る反射枠の斜視図で
ある。

【図３】本発明の画像表示装置における各画像表示時の
ＬＣＤとバックライトと反射枠の位置関係を示した図で
ある。

【図４】本発明の画像表示装置に係る反射枠の挿入によ
るバックライトの周辺光量落ち改善の説明図である。

【図５】本発明の画像表示装置の実施例における平面蛍
光管を使ったバックライトの光量分布図である。

【図６】従来の画像表示装置の概略構成例を示す図であ
る。

【図７】２系統画像表示装置におけるＬＣＤの水平方向
の位置と画像の見え方との関係を示す図である。

【図８】２系統画像表示装置におけるＬＣＤの水平方向
の位置によるバックライトの光量分布図である。

【符号の説明】

１ ＬＣＤ ２ バックライト ３ 反射枠 ４ 反射枠支持・制御機構 ５ 位置センサ ６ 制御回路 ７ ＬＣＤユニット可動枠 ８ バックライト支持体 １１ 光束 １２ 光束 ２１ 光束 ２２ 光束

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも画像表示を行うための液晶表
   示素子と、この液晶表示素子のためのバックライトと、
   前記液晶表示素子の外枠と大きさが略等しく、該液晶表
   示素子及び前記バックライトの間に挿入可能に構成され
   た反射枠と、を具備することを特徴とする画像表示装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の画像表示装置におい
   て、 前記反射枠を支持し、且つその位置を制御するための反
   射枠支持・制御機構を具備し、前記反射枠が移動可能で
   あることを特徴とする画像表示装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の画像表示装置におい
   て、 前記液晶表示素子及び前記バックライトで成るユニット
   の位置を検出する位置センサと、この位置センサの検出
   信号によって前記反射枠支持・制御機構に対して前記反
   射枠の支持位置を制御させる制御信号を送る制御回路
   と、前記バックライトを前記液晶表示素子の近傍に位置
   させるためのバックライト支持体と、を具備したことを
   特徴とする画像表示装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の画像表示装置におい
   て、 前記位置センサと前記制御回路と反射枠支持・制御機構
   とによって、前記反射枠が、前記液晶表示素子と前記バ
   ックライトとの間に平行に且つ前記液晶表示素子の外枠
   に整合した位置に挿入された第１の状態と、前記反射枠
   を、前記液晶表示素子と前記バックライトとの間から退
   避させると共に、前記バックライトを前記バックライト
   支持体により、前記液晶表示素子の至近位置に移動させ
   た第２の状態と、をとり得るようにしたことを特徴とす
   る画像表示装置。
5. 【請求項５】 各々が請求項４に記載の画像表示装置で
   成る少なくとも２系統を具備することを特徴とする画像
   表示装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の画像表示装置におい
   て、 前記少なくとも２系統の画像表示装置におけるそれぞれ
   前記液晶表示素子及び前記バックライトで成るユニット
   が第１の位置にあるときに、前記反射枠は前記第１の状
   態をとり、また、前記第１の位置とは異なる第２の位置
   にあるときに、前記反射枠は前記第２の状態をとり、各
   系統の画像表示装置における前記液晶表示素子及び前記
   バックライトをそれぞれ相互に連動させることにより、
   それらがとり得る前記第１の位置及び前記第２の位置が
   前記少なくとも２系統間で一致するように設定し、且つ
   そのときの前記第１の状態及び前記第２の状態が、その
   方向以外ではそれぞれ同一になるようにしたことを特徴
   とした画像表示装置。