JPH0876110A - Optical shutter panel and three-dimensional image display device - Google Patents
Optical shutter panel and three-dimensional image display deviceInfo
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- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電気的に制御可能な光
シャッターパネル及び該パネルを用いた3次元画像表示
装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrically controllable optical shutter panel and a three-dimensional image display device using the panel.
【0002】[0002]
【従来の技術】メガネを用いずに3次元画像を表示する
方式の1つのとして、パララックス・バリヤ方式が提案
されている。この方式は、バリヤ・ストライプと呼ばれ
る細かいストライプ状の遮光スリットを用い、バリヤの
後方の一定間隔離れた位置にストライプ状の右目用画像
及び左目用画像を表示し、バリヤを介して見ることによ
り、右目には右目用画像のみを、左目には左目用画像の
みを見るように設定し、メガネなしで3次元画像を見る
ことができる方式である。このようなパララックス・バ
リア方式では、透明部と不透明部が固定されており、2
次元画像を見ようとすると不透明部が障害となって光を
遮断するため、明るい画像が得られないという問題があ
った。2. Description of the Related Art As one of methods for displaying a three-dimensional image without using glasses, a parallax barrier method has been proposed. This method uses a fine stripe-shaped light-shielding slit called a barrier stripe, and displays a stripe-shaped image for the right eye and an image for the left eye at positions separated by a certain distance behind the barrier, and by viewing through the barrier, This is a method in which only the image for the right eye is viewed in the right eye and only the image for the left eye is viewed in the left eye, and a three-dimensional image can be viewed without glasses. In such a parallax barrier system, the transparent part and the opaque part are fixed, and
When trying to see a three-dimensional image, there is a problem that a bright image cannot be obtained because the opaque portion obstructs light.
【0003】特開平5−122733号公報では、この
ような問題を解消するため、液晶表示デバイスを光シャ
ッターパネルとして用いてバリヤ・ストライプを発生さ
せ、画像を立体視する方法が提案されている。このよう
な方法によれば、2次元画像を表示する際には、目障り
とならないようにバリア・ストライプを消去させて表示
することができる。このため、明るくかつ見やすい2次
元画像を表示することができ、3次元画像と2次元画像
の切り換えが可能となる。In order to solve such a problem, Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-122733 proposes a method of stereoscopically viewing an image by using a liquid crystal display device as an optical shutter panel to generate a barrier stripe. According to such a method, when displaying a two-dimensional image, the barrier stripe can be erased and displayed so as not to disturb the eyes. Therefore, a bright and easy-to-see two-dimensional image can be displayed, and the three-dimensional image and the two-dimensional image can be switched.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の3次元画像表示装置では、光シャッターパネ
ルとなる液晶表示デバイスの電極形状を、バリヤ・スト
ライプの形状に応じてパターニングしなければならない
という問題があった。特に、透明電極のパターニングは
エッチングなどにより行う必要があり、細い電極パター
ンを形成しようとすると、しばしば断線が発生してしま
うという問題があった。このため、装置の歩留りが低下
した。However, in such a conventional three-dimensional image display device, the electrode shape of the liquid crystal display device serving as the optical shutter panel must be patterned according to the shape of the barrier stripe. There was a problem. In particular, it is necessary to pattern the transparent electrode by etching or the like, and there is a problem that disconnection often occurs when a thin electrode pattern is formed. As a result, the yield of the device was reduced.
【0005】本発明の目的は、このような従来の問題点
を解消し、複雑な形状であってもシャッターとして随時
電気的に発生することができる光シャッターパネル及び
該光シャッターパネルを用いた3次元画像表示装置を提
供することにある。An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and an optical shutter panel that can be electrically generated as a shutter at any time even if it has a complicated shape, and 3 using the optical shutter panel. It is to provide a three-dimensional image display device.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明の光シャッターパ
ネルは、少なくとも1つの偏光素子と液晶パネルと組み
合わせて構成されており、偏光素子がパターニングされ
ていることを特徴としている。The optical shutter panel of the present invention is constructed by combining at least one polarizing element and a liquid crystal panel, and is characterized in that the polarizing element is patterned.
【0007】偏光素子としては、PVAフィルムを延伸
して作製する偏光板が知られており、このようなPVA
フィルムに部分的な染色により、偏光領域がパターニン
グされた偏光板を作製することができる。例えば、延伸
させたPVAフィルムをガラス等の基板上に貼り付け、
PVAフィルムの上にレジスト膜を形成し、偏光機能を
付与させたくない部分をマスキングした後、偏光性を与
えるヨウ素あるいは二色性染料でPVA膜の露出部分を
染色する。As a polarizing element, a polarizing plate prepared by stretching a PVA film is known.
By partially dyeing the film, a polarizing plate having a patterned polarizing region can be produced. For example, by attaching a stretched PVA film onto a substrate such as glass,
After forming a resist film on the PVA film and masking the portion where the polarizing function is not desired to be imparted, the exposed portion of the PVA film is dyed with iodine or a dichroic dye that imparts a polarizing property.
【0008】光シャッターパネルを構成する液晶パネル
としては、ツイストネマティック(TN)液晶パネル、
スーパーツイストネマティック(STN)液晶パネル、
ゲストホスト液晶パネル、強誘電性液晶パネルなどのよ
うに、偏光素子と組み合わせて用いられる液晶パネルが
使用される。As liquid crystal panels constituting the optical shutter panel, twisted nematic (TN) liquid crystal panels,
Super twisted nematic (STN) LCD panel,
A liquid crystal panel used in combination with a polarizing element, such as a guest-host liquid crystal panel or a ferroelectric liquid crystal panel, is used.
【0009】本発明に従う局面の1つにおいては、ビー
ム光のビーム径を変えるための光シャッターパネルであ
り、液晶パネルの光出射側にパターニングされた偏光素
子が設けられている。In one of the aspects according to the present invention, an optical shutter panel for changing the beam diameter of the light beam, wherein a patterned polarizing element is provided on the light emitting side of the liquid crystal panel.
【0010】さらに具体的には、ビーム光の光路中に設
置される液晶パネルと、液晶パネルの光出射側に設けら
れ、入射ビーム光のビーム径よりも小さなビーム径に相
当する領域が偏光機能がない領域となるようにパターニ
ングされた偏光素子とを備えている。More specifically, the liquid crystal panel installed in the optical path of the light beam, and the region provided on the light exit side of the liquid crystal panel and having a beam diameter smaller than the beam diameter of the incident light beam have a polarization function. And a polarizing element that is patterned so as to be a region that does not exist.
【0011】液晶パネルに入射するビーム光は、例えば
レーザービーム光のように、直線偏光されたビーム光と
して入射する。また液晶パネルに入射するビーム光が直
線偏光されたビーム光でない場合、液晶パネルの光入射
側に偏光素子を設け、該偏光素子によって直線偏光し、
直線偏光されたビーム光を液晶パネルに入射させる。The beam light incident on the liquid crystal panel is incident as linearly polarized beam light such as laser beam light. When the light beam incident on the liquid crystal panel is not a linearly polarized light beam, a polarizing element is provided on the light incident side of the liquid crystal panel, and linearly polarized by the polarizing element.
The linearly polarized light beam is made incident on the liquid crystal panel.
【0012】本発明の3次元画像表示装置は、上記本発
明の光シャッターパネルを用いており、右目用画像及び
左目用画像を表示することができる。画像表示手段と、
該画像表示手段に対するパララックス・バリヤ・ストラ
イプを形成する光シャッターパネルとを備えている。The three-dimensional image display device of the present invention uses the optical shutter panel of the present invention, and can display a right-eye image and a left-eye image. Image display means,
And an optical shutter panel forming a parallax barrier stripe for the image display means.
【0013】本発明に従う一実施態様では、画像表示手
段が偏光素子を有する液晶パネルから構成されており、
画像表示手段と光シャッターパネルの偏光素子が共用さ
れている。In one embodiment according to the present invention, the image display means comprises a liquid crystal panel having a polarizing element,
The image display means and the polarizing element of the optical shutter panel are shared.
【0014】[0014]
【作用】本発明の光シャッターパネルにおいては、偏光
素子がパターニングされ、シャッター部分が形成されて
いる。偏光素子のパターニングによりシャッター部分が
形成されるので、複雑な形状でパターニングしても、電
極のパターニングのように断線などの問題を生じること
がない。In the optical shutter panel of the present invention, the polarizing element is patterned to form the shutter portion. Since the shutter portion is formed by patterning the polarizing element, even if patterning is performed in a complicated shape, there is no problem such as disconnection unlike patterning of the electrode.
【0015】また、電極をパターニングする場合、電気
を供給するため、全ての有効表示範囲において電気的に
接続されている必要がある。本発明では、偏光素子のパ
ターニングによりシャッターを形成しているので、パタ
ーンが連続している必要がなく、種々のパターンに対応
することができる。Further, when patterning the electrodes, since electricity is supplied, it is necessary to be electrically connected in all effective display areas. In the present invention, since the shutter is formed by patterning the polarizing element, it is not necessary for the patterns to be continuous, and various patterns can be dealt with.
【0016】また、電極をエッチング等によりパターニ
ングした場合には、液晶パネル内に凹凸が形成され、セ
ルギャップが不均一になる。本発明では、電極をパター
ニングする必要がないので、セルギャップを均一化する
ことが容易になる。When the electrodes are patterned by etching or the like, irregularities are formed in the liquid crystal panel and the cell gap becomes nonuniform. In the present invention, since it is not necessary to pattern the electrodes, it is easy to make the cell gap uniform.
【0017】[0017]
【実施例】図1は、本発明に従う一実施例の3次元画像
表示装置を示す断面図である。図1を参照して、光シャ
ッターパネル10は、右目用画像の画素部11及び左目
用画像の画素部12を備えた画像表示手段の前面に設け
られている。液晶層3は、例えばガラスなどからなる基
板2,4に挟まれ保持されている。基板2と画像表示手
段の間には偏光板1が設けられている。また基板4の前
面には偏光板5が設けられている。この偏光板5は、パ
ターニングした偏光フィルムを挾み込むことにより、パ
ターニングした偏光領域5a及び5bが形成されてい
る。1 is a sectional view showing a three-dimensional image display device according to one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the optical shutter panel 10 is provided on the front surface of an image display unit including a pixel portion 11 for an image for the right eye and a pixel portion 12 for an image for the left eye. The liquid crystal layer 3 is sandwiched and held by substrates 2 and 4 made of, for example, glass. A polarizing plate 1 is provided between the substrate 2 and the image display means. A polarizing plate 5 is provided on the front surface of the substrate 4. This polarizing plate 5 has patterned polarizing regions 5a and 5b formed by sandwiching a patterned polarizing film.
【0018】偏光板1と偏光板5の偏光領域5a,5b
の偏光方向を垂直方向に設定しておくことにより、液晶
セルに電圧を印加し、液晶分子を立ち上げることによ
り、偏光領域5a及び5bの部分で光が遮断され、偏光
領域5a,5bがバリヤとなる。従って、偏光領域5a
及び5bを、画像部11,12に対するパララックス・
バリヤ・ストライプとなるように形成しておくことによ
り、パララックス・バリヤ方式による3次元立体画像を
観察することができる。Polarizing regions 5a and 5b of the polarizing plates 1 and 5
By setting the polarization direction of the vertical direction to the vertical direction, a voltage is applied to the liquid crystal cell and the liquid crystal molecules are activated, so that the light is blocked at the polarization regions 5a and 5b, and the polarization regions 5a and 5b are barriered. Becomes Therefore, the polarization area 5a
And 5b are the parallax for the image parts 11 and 12.
By forming the barrier stripes, a three-dimensional stereoscopic image by the parallax barrier method can be observed.
【0019】基板2の内側及び基板4の内側には、全面
に透明電極(図示せず)が形成されている。このような
透明電極間に電圧を印加することにより、液晶層3の液
晶分子を立ち上げることができる。Transparent electrodes (not shown) are formed on the entire surface inside the substrate 2 and inside the substrate 4. By applying a voltage between such transparent electrodes, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 3 can be activated.
【0020】図2は、図1に示す3次元画像表示装置に
おいて、透明電極間に電圧を印加していない状態を示し
ている。このような状態では、偏光領域5a,5bが光
透過可能な状態となっているので、偏光領域5a,5b
はバリヤとならず、光シャッターパネルの全面から光が
出射される。従って、このような状態において、画像部
11,12の表示画像を2次元画像とすることにより、
2次元画像を観察することができる。FIG. 2 shows a state where no voltage is applied between the transparent electrodes in the three-dimensional image display device shown in FIG. In such a state, since the polarization regions 5a and 5b are in a state capable of transmitting light, the polarization regions 5a and 5b are
Does not become a barrier, and light is emitted from the entire surface of the optical shutter panel. Therefore, in such a state, by making the display images of the image parts 11 and 12 two-dimensional images,
Two-dimensional images can be observed.
【0021】以上のように、本実施例では、光シャッタ
ーパネルにおいて、随時電気的にバリヤを発生させるこ
とができる。従って、画像表示スクリーンを右目用画像
及び左目用画像の3次元用画像とし、光シャッターパネ
ルのバリヤを形成することにより、3次元画像が観察で
きるとともに、画像表示スクリーンの画像を2次元画像
に切り換えた場合には、バリヤを消失させて、2次元画
像を表示することができる。従って、本実施例の3次元
画像表示装置では、2次元画像と3次元画像の切り換え
を容易に行うことができる。As described above, in this embodiment, the optical shutter panel can electrically generate a barrier as needed. Therefore, by forming the image display screen as a three-dimensional image of the right-eye image and the left-eye image and forming a barrier of the optical shutter panel, the three-dimensional image can be observed and the image of the image display screen is switched to the two-dimensional image. In that case, the barrier can be eliminated and a two-dimensional image can be displayed. Therefore, the three-dimensional image display device of this embodiment can easily switch between the two-dimensional image and the three-dimensional image.
【0022】また本実施例では、偏光板5の偏光領域5
a及び5bの部分にのみ偏光素子が形成されており、偏
光領域5aと5bの間の領域には偏光素子が存在しな
い。従って、従来の全面が偏光領域である偏光板を用い
た光シャッターパネルに比べ、光の透過率を向上させる
ことができ、画像をより明るくすることができる。In this embodiment, the polarization area 5 of the polarizing plate 5
The polarizing element is formed only in the portions a and 5b, and the polarizing element does not exist in the region between the polarizing regions 5a and 5b. Therefore, the light transmittance can be improved and the image can be made brighter as compared with the conventional optical shutter panel using the polarizing plate having the entire polarization region.
【0023】上記実施例において、画像表示手段とし
て、TN液晶パネルやSTN液晶パネル等のように偏光
板を必要とする画像表示装置を用いる場合には、光シャ
ッターパネル10の偏光板1を画像表示装置の偏光板と
しても兼用させ、共通化させてもよい。また光シャッタ
ーパネルの液晶パネルとしてゲストホスト液晶パネルを
用いる場合には、偏光手段は1つでよいので、画像表示
装置が偏光板を有する場合には、光シャッターパネル1
0の偏光板1を省略することもできる。また、光シャッ
ターパネルの液晶パネルとして強誘電性液晶パネルを用
いる場合には、強誘電性液晶パネルのメモリー性を利用
して、シャッター状態とシャッター状態でない状態とを
制御することができる。In the above embodiment, when an image display device requiring a polarizing plate such as a TN liquid crystal panel or an STN liquid crystal panel is used as the image display means, the polarizing plate 1 of the optical shutter panel 10 is displayed as an image. It may be used also as a polarizing plate of the device and may be shared. When a guest-host liquid crystal panel is used as the liquid crystal panel of the optical shutter panel, only one polarizing unit is required. Therefore, when the image display device has a polarizing plate, the optical shutter panel 1 is used.
The zero polarizing plate 1 can be omitted. When a ferroelectric liquid crystal panel is used as the liquid crystal panel of the optical shutter panel, the shutter state and the non-shutter state can be controlled by utilizing the memory property of the ferroelectric liquid crystal panel.
【0024】図3は、本発明の3次元画像表示装置にお
ける光シャッターパネルの偏光領域のパターンを示す平
面図である。ここでは、画素部30がストライプ状にそ
れぞれ配置されており、図3において、( )内に記号
で示すように、右目用画像部(R)及び左目用画像部
(L)が交互にストライプ状に配置されている。また各
右目用画像(R)及び左目用画像(L)に対し、それぞ
れ赤色表示画像R、緑色表示画像G、青色表示画像Bが
割り当てられている。偏光領域のパターンとしてのパラ
ラックス・バリア20は、ストライプ状に形成されてお
り、隣接するストライプ状の画素部の隣接部分の領域を
覆い、右目用画像は右目のみで、左目用画像は左目のみ
で観察されるように形成されている。FIG. 3 is a plan view showing the pattern of the polarization area of the optical shutter panel in the three-dimensional image display device of the present invention. Here, the pixel portions 30 are arranged in stripes, respectively, and in FIG. 3, the right-eye image portion (R) and the left-eye image portion (L) are alternately arranged in stripes as indicated by the symbol in (). It is located in. Further, a red display image R, a green display image G, and a blue display image B are assigned to each of the right-eye image (R) and the left-eye image (L). The parallax barrier 20 as a pattern of the polarization region is formed in a stripe shape and covers the area of the adjacent portion of the adjacent stripe-shaped pixel portions. The right-eye image is only for the right eye, and the left-eye image is for the left eye only. Formed as observed in.
【0025】図4は、偏光領域の他のパターンを示して
おり、ここでは、画素部がトライアングル配置されてい
る。一般に液晶TVパネルなどでは、このようなトライ
アングル配置やダイアゴナル配置が採用されている。パ
ララックス・バリア20は、横方向に隣接する画素部3
0の間に設けられ、それぞれの画素部の一部の領域を覆
い、右目用画像は右目だけで、左目用画像は左目のみで
観察されるように形成されている。図4に示すように、
トライアングル配置では、画素部30が縦方向に交互に
その位置をずらして配置される。このため、パララック
ス・バリア20は縦方向において画素部30の横方向の
ライン毎に交互に位置ずれした状態で形成されている。
従って、画素部30の縦方向に対する境界領域ではパラ
ラックス・バリア20の一部でのみ接続しており、この
ようなパターン形状を、表示電極のパターニングにより
形成する場合には、縦方向に対する境界部分で断線を生
じ易くなる。本発明では、偏光領域のパターン化により
パララックス・バリアを形成しているので、電気的な接
続状態が問題となることはなく、断線等の問題を生じる
ことがない。FIG. 4 shows another pattern of the polarization region, in which the pixel portions are arranged in a triangle. Generally, liquid crystal TV panels and the like adopt such a triangle arrangement or a diagonal arrangement. The parallax barrier 20 includes the pixel units 3 that are horizontally adjacent to each other.
It is provided between 0 and covers a partial area of each pixel portion, and is formed so that the right-eye image is observed only by the right eye and the left-eye image is observed only by the left eye. As shown in FIG.
In the triangle arrangement, the pixel units 30 are arranged alternately in the vertical direction with their positions shifted. For this reason, the parallax barrier 20 is formed in a state in which the horizontal position of the pixel unit 30 is alternately displaced in the vertical direction.
Therefore, in the boundary area in the vertical direction of the pixel section 30, only a part of the parallax barrier 20 is connected. When such a pattern shape is formed by patterning the display electrodes, the boundary area in the vertical direction is formed. It is easy for wire breakage to occur. In the present invention, since the parallax barrier is formed by patterning the polarization region, the electrical connection state does not pose a problem, and problems such as disconnection do not occur.
【0026】本発明において、2次元画像と3次元画像
を混在させて表示させる場合には、透明電極を分割して
形成することにより各分割領域に応じて2次元画像及び
3次元画像をそれぞれ表示することができる。図5は、
このように分割して形成された透明電極40を示してい
る。例えば、表示画像スクリーンを図5に示すように4
つに分割し、それぞれの領域で3次元画像または2次元
画像を表示する場合には、透明電極40を4つの分割電
極41〜44に分割し、それぞれの領域で独立して電圧
印加を制御し、3次元画像または2次元画像とすること
ができる。In the present invention, when a two-dimensional image and a three-dimensional image are mixedly displayed, the transparent electrode is divided and formed to display the two-dimensional image and the three-dimensional image according to each divided area. can do. Figure 5
The transparent electrode 40 thus divided and formed is shown. For example, as shown in FIG.
When the three-dimensional image or the two-dimensional image is displayed in each area, the transparent electrode 40 is divided into four divided electrodes 41 to 44, and the voltage application is independently controlled in each area. It can be a three-dimensional image or a two-dimensional image.
【0027】図6は、本発明に従う光シャッターパネル
の他の実施例を示す断面図である。本実施例のシャッタ
ーパネルは、ビーム光のビーム径を絞るための光シャッ
ターパネルである。図6を参照して、光シャッターパネ
ル50は、例えばガラスなどからなる基板51及び53
に挟まれた液晶層52と、偏光板54とから構成されて
いる。基板51及び53の内側には、透明電極(図示省
略)が全面に形成され、この電極間に電圧を印加するこ
とにより、液晶層52の液晶分子を立ち上げることがで
きる。FIG. 6 is a sectional view showing another embodiment of the optical shutter panel according to the present invention. The shutter panel of this embodiment is an optical shutter panel for narrowing the beam diameter of the light beam. Referring to FIG. 6, the optical shutter panel 50 includes substrates 51 and 53 made of, for example, glass.
It is composed of a liquid crystal layer 52 sandwiched between and a polarizing plate 54. Transparent electrodes (not shown) are formed on the entire surfaces of the substrates 51 and 53, and liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 52 can be activated by applying a voltage between the electrodes.
【0028】偏光板54は、パターニングした偏光フィ
ルム54aを挟み込むことにより、パターニングした偏
光領域が形成されている。偏光フィルム54aの中心部
には、偏光機能がない領域54bが形成されている。図
7は偏光フィルム54aを示す平面図である。図7に示
すように、中心部に円形の偏光機能がない領域54bが
形成されている。In the polarizing plate 54, a patterned polarizing region is formed by sandwiching the patterned polarizing film 54a. A region 54b having no polarization function is formed at the center of the polarizing film 54a. FIG. 7 is a plan view showing the polarizing film 54a. As shown in FIG. 7, a circular region 54b having no polarization function is formed in the central portion.
【0029】図8は、図6に示す液晶シャッターパネル
50をビーム光の光路中に設置し、光シャッターパネル
50から出射されたビーム光を凸レンズ60で収束させ
る状態を示す模式図である。光シャッターパネル50に
入射するビーム光はレーザービーム光であり、直線偏光
されたビーム光である。例えば、このレーザービーム光
の偏光方向に対して、偏光フィルム54aの偏光方向を
垂直となるように設定する。そして、液晶層を90度ね
じれ配向させておくことにより、液晶セルに電圧を印加
しない状態において、レーザービーム光が液晶層によっ
て90度偏光方向が回転し、偏光フィルム54aの偏光
方向に平行となり、偏光フィルム54aで遮断されるこ
となく通過する。従って、レーザービーム光は光シャッ
ターパネル50に入射する際のビーム径と同じビーム径
で光シャッターパネル50から出射され、凸レンズ60
によって収束され、ビームスポット70を形成する。FIG. 8 is a schematic diagram showing a state in which the liquid crystal shutter panel 50 shown in FIG. 6 is installed in the optical path of the beam light and the light beam emitted from the optical shutter panel 50 is converged by the convex lens 60. The beam light incident on the optical shutter panel 50 is a laser beam light, which is a linearly polarized beam light. For example, the polarization direction of the polarizing film 54a is set to be perpendicular to the polarization direction of the laser beam light. By twisting the liquid crystal layer 90 degrees, the polarization direction of the laser beam is rotated by 90 degrees by the liquid crystal layer in a state in which no voltage is applied to the liquid crystal cell, and is parallel to the polarization direction of the polarizing film 54a. It passes without being blocked by the polarizing film 54a. Therefore, the laser beam light is emitted from the optical shutter panel 50 with the same beam diameter as when entering the optical shutter panel 50, and the convex lens 60
To form a beam spot 70.
【0030】図9は、光シャッターパネル50の液晶セ
ルに電圧を印加した状態を示している。液晶セルに電圧
を印加すると、液晶分子が立ち上がり、光シャッターパ
ネル50に入射したレーザー光は、その偏光方向を変え
ることなく偏光フィルム54aに入射する。偏光フィル
ム54aに入射するレーザービーム光の偏光方向と、偏
光フィルム54aの偏光方向は略垂直であるため、偏光
フィルム54aによりレーザービーム光が遮断される。
この結果、偏光フィルム54aの中心部の偏光機能がな
い領域54bの部分でのみレーザービーム光が通過し、
偏光機能がない領域54bの大きさのビーム径で光シャ
ッターパネル50からレーザービーム光が出射される。FIG. 9 shows a state in which a voltage is applied to the liquid crystal cell of the optical shutter panel 50. When a voltage is applied to the liquid crystal cell, liquid crystal molecules rise, and the laser light that has entered the optical shutter panel 50 enters the polarizing film 54a without changing its polarization direction. Since the polarization direction of the laser beam light incident on the polarizing film 54a and the polarization direction of the polarizing film 54a are substantially perpendicular to each other, the laser beam light is blocked by the polarizing film 54a.
As a result, the laser beam light only passes through the central portion of the polarizing film 54a, which is the region 54b having no polarization function,
Laser beam light is emitted from the optical shutter panel 50 with a beam diameter as large as the region 54b having no polarization function.
【0031】このビーム径が絞られたレーザービーム光
は、凸レンズ60によって収束される。この結果、図8
に示すビームスポット70よりも大きなビームスポット
80に収束することができる。The laser beam light whose beam diameter is narrowed down is converged by the convex lens 60. As a result, FIG.
It is possible to converge to a beam spot 80 larger than the beam spot 70 shown in FIG.
【0032】従って、本実施例のような光シャッターパ
ネルを用い、液晶セルに電圧を印加することにより、レ
ーザービーム光のスポット径を変化させることができ
る。記録密度の高い媒体、例えばデジタル・ビデオ・デ
ィスク(DVD)に用いられるレーザービームスポット
は、記録密度の比較的低い媒体、例えばコンパクトディ
スク(CD)に用いられるレーザービームスポットより
も小さなスポット径であることが要求されている。従っ
て、本実施例のような光シャッターパネルを用いること
により、DVDの再生に用いるレーザービームのビーム
径を小さくしてスポット径を大きくし、CDの再生に用
いることが可能となる。従って、本実施例のような光シ
ャッターパネルを用いることにより、CDとDVDにコ
ンパチブルなピックアップ光学系とすることができる。Therefore, it is possible to change the spot diameter of the laser beam light by applying a voltage to the liquid crystal cell using the optical shutter panel as in this embodiment. A laser beam spot used for a medium having a high recording density, for example, a digital video disc (DVD) has a smaller spot diameter than a laser beam spot used for a medium having a relatively low recording density, for example, a compact disc (CD). Is required. Therefore, by using the optical shutter panel as in this embodiment, it is possible to reduce the beam diameter of the laser beam used for reproducing the DVD and increase the spot diameter, and use it for reproducing the CD. Therefore, a pickup optical system compatible with CDs and DVDs can be obtained by using the optical shutter panel as in this embodiment.
【0033】ビーム光のビーム径を絞る手段として、機
械的なアパーチャがあるが、このようなアパーチャと比
較して、本実施例の光シャッターパネルは、機械的に動
作する部分がないため、故障等を生じにくく、安定して
作動させることができる。またアパーチャなどの機械的
手段と比較し、小型化及び軽量化を図ることができ、従
って低コスト化を図ることができる。As a means for narrowing the beam diameter of the beam light, there is a mechanical aperture. However, compared with such an aperture, the optical shutter panel of this embodiment has no mechanically operating portion, so that it fails. It is difficult to cause such problems and can be operated stably. Further, as compared with mechanical means such as an aperture, it is possible to reduce the size and weight, and thus to reduce the cost.
【0034】図10は、上記実施例において用いた偏光
板54の断面図である。図10に示すように、偏光フィ
ルム54aは、トリアセテート(TAC)またはガラス
などからなる透明支持板54c及び54dに挟まれ支持
されている。FIG. 10 is a sectional view of the polarizing plate 54 used in the above embodiment. As shown in FIG. 10, the polarizing film 54a is sandwiched and supported by transparent support plates 54c and 54d made of triacetate (TAC) or glass.
【0035】偏光フィルム54aは、周辺部に偏光領域
が形成され、中央部には偏光領域が形成されておらず、
偏光機能がない領域54bとなっている。このような偏
光領域のパターニングは、上述のように、偏光フィルム
54aの中央領域をマスクした状態で、ヨウ素等を用い
て染色することにより、周辺領域のみ染色し、中央領域
を染色せずに、偏光機能がない領域54bとして形成す
ることができる。In the polarizing film 54a, a polarizing region is formed in the peripheral portion and no polarizing region is formed in the central portion,
The region 54b has no polarization function. As described above, the patterning of the polarizing region is performed by dyeing with iodine or the like in a state where the central region of the polarizing film 54a is masked, so that only the peripheral region is dyed and the central region is not dyed. It can be formed as a region 54b having no polarization function.
【0036】図10に示すような偏光板とすることによ
り、偏光領域を通過する光と、偏光しない偏光機能がな
い領域54bを通過する光の位相差を生じにくくするこ
とができる。By using a polarizing plate as shown in FIG. 10, it is possible to prevent a phase difference between the light passing through the polarization region and the light passing through the non-polarizing region 54b having no polarization function.
【0037】図11は、比較の偏光板を示しており、こ
の偏光板56においては、中央部に貫通孔56bが形成
されている。従って、貫通孔56bにより中央部には偏
光フィルム56aが存在しない状態になっている。この
ような偏光板56を、図10に示す偏光板54の代わり
に上記実施例の光シャッターパネルの偏光板として用い
ることも可能である。しかしながら、図11に示すよう
な偏光板を用いた場合には、中央の貫通孔56bを通過
する光と、その周辺の偏光板56を通過する光とで、位
相差を生じる。このため、顕微鏡や光ディスク用のピッ
クアップのようなレンズにより集光させるような光学系
に用いる場合には、集光特性の劣化が生じる。FIG. 11 shows a comparative polarizing plate. In this polarizing plate 56, a through hole 56b is formed in the central portion. Therefore, due to the through hole 56b, the polarizing film 56a does not exist in the central portion. Such a polarizing plate 56 can be used as the polarizing plate of the optical shutter panel of the above-described embodiment instead of the polarizing plate 54 shown in FIG. However, when a polarizing plate as shown in FIG. 11 is used, a phase difference occurs between the light passing through the central through hole 56b and the light passing through the peripheral polarizing plate 56. Therefore, when used in an optical system such as a microscope or a pickup for an optical disc that collects light with a lens, the light-collecting characteristics deteriorate.
【0038】上記実施例においては、光シャッターパネ
ルの液晶パネルに入射するビーム光として、直線偏光さ
れたレーザービーム光を例にして説明したが、本発明の
光シャッターパネルはこのようなものに限定されるもの
ではない。直線偏光されていないビーム光が液晶パネル
に入射する場合には、図12に示すような光シャッター
パネルを用いることができる。図12に示す光シャッタ
ーパネル50においては、基板51の上に偏光板55が
設けられている。従って、この偏光板55によって直線
偏光された光が、液晶パネル内に入射する。液晶パネル
として、90度ねじれ配向したTN液晶パネルを用いる
場合には、偏光板55の偏光方向と、偏光板54の偏光
フィルム54aの偏光方向とを略垂直方向になるよう配
置する。Although the linearly polarized laser beam light has been described as an example of the beam light incident on the liquid crystal panel of the optical shutter panel in the above embodiment, the optical shutter panel of the present invention is limited to such a type. It is not something that will be done. When the light beam that is not linearly polarized enters the liquid crystal panel, an optical shutter panel as shown in FIG. 12 can be used. In the optical shutter panel 50 shown in FIG. 12, a polarizing plate 55 is provided on the substrate 51. Therefore, the light linearly polarized by the polarizing plate 55 enters the liquid crystal panel. When a 90-degree twisted TN liquid crystal panel is used as the liquid crystal panel, the polarizing direction of the polarizing plate 55 and the polarizing direction of the polarizing film 54a of the polarizing plate 54 are arranged so as to be substantially perpendicular to each other.
【0039】[0039]
【発明の効果】本発明の光シャッターパネルでは、偏光
素子をパターニングすることにより、所定のシャッター
形状を作製している。従って、電極をパターニングする
必要はなく、複雑な形状パターンのシャッターを形成す
ることができる。In the optical shutter panel of the present invention, the predetermined shutter shape is produced by patterning the polarizing element. Therefore, it is not necessary to pattern the electrodes, and a shutter having a complicated shape pattern can be formed.
【0040】従って、本発明の光シャッターパネルを用
いた3次元画像表示装置は、複雑なパララックス・バリ
ヤ形状を有することができ、例えば、画素部がトライア
ングル配置されている場合やダイアゴナル配置されてい
る場合にも、パララックス・バリヤを形成することがで
きる。Therefore, the three-dimensional image display device using the optical shutter panel of the present invention can have a complicated parallax barrier shape, for example, when the pixel portion is arranged in a triangle or diagonally. The parallax barrier can be formed even when it is present.
【0041】また、本発明では、従来のように液晶パネ
ル内の表示電極をパターニングするものではないので、
液晶パネル内に表示電極の凹凸が形成されることはな
く、セルギャップの均一化が容易である。Further, according to the present invention, the display electrodes in the liquid crystal panel are not patterned unlike the prior art.
The unevenness of the display electrodes is not formed in the liquid crystal panel, and it is easy to make the cell gap uniform.
【0042】また、偏光素子のパターニングであるの
で、従来の表示電極のパターニングのように断線が発生
し歩留りが低下するおそれがない。また本発明に従え
ば、偏光素子がパターニングして形成されているので、
従来の偏光素子が全面に形成される光シャッターパネル
に比べ、光の透過率が向上する。従って、従来よりも画
像を明るくすることができる。Further, since the patterning of the polarizing element is performed, there is no possibility that the disconnection occurs and the yield is lowered unlike the conventional patterning of the display electrodes. According to the invention, since the polarizing element is formed by patterning,
The light transmittance is improved as compared with a conventional optical shutter panel in which a polarizing element is formed over the entire surface. Therefore, the image can be made brighter than before.
【0043】本発明の光シャッターパネルを、ビーム光
のビーム径を変えるための光シャッターパネルに用いる
場合には、機械的なアパーチャに比べ、小型化及び軽量
化が可能となる。また低コスト化が可能となる。When the optical shutter panel of the present invention is used as an optical shutter panel for changing the beam diameter of the light beam, it is possible to reduce the size and weight as compared with the mechanical aperture. Further, cost reduction can be achieved.
【図1】本発明に従う3次元画像表示装置を示す断面
図。FIG. 1 is a sectional view showing a three-dimensional image display device according to the present invention.
【図2】図1に示す3次元画像表示装置において液晶に
電圧を印加していない状態を示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which a voltage is not applied to liquid crystal in the three-dimensional image display device shown in FIG.
【図3】本発明に従う一実施例の3次元画像表示装置に
おけるパララックス・バリヤの形状の一例を示す平面
図。FIG. 3 is a plan view showing an example of the shape of a parallax barrier in the three-dimensional image display device of one embodiment according to the present invention.
【図4】本発明に従う一実施例の3次元画像表示装置に
おけるパララックス・バリヤの形状の他の例を示す平面
図。FIG. 4 is a plan view showing another example of the shape of the parallax barrier in the three-dimensional image display device of one embodiment according to the present invention.
【図5】表示画像スクリーンを複数に分割し、2次元画
像と3次元画像を混在させる場合の透明電極を示す平面
図。FIG. 5 is a plan view showing a transparent electrode in the case where a display image screen is divided into a plurality of pieces and a two-dimensional image and a three-dimensional image are mixed.
【図6】本発明に従う光シャッターパネルの他の実施例
を示す断面図。FIG. 6 is a sectional view showing another embodiment of the optical shutter panel according to the present invention.
【図7】図6に示すシャッターパネルにおいて用いられ
る偏光フィルムを示す平面図。7 is a plan view showing a polarizing film used in the shutter panel shown in FIG.
【図8】図6に示す光シャッターパネルをレーザービー
ム光の光路中に設置した状態を示す模式図。8 is a schematic diagram showing a state in which the optical shutter panel shown in FIG. 6 is installed in the optical path of laser beam light.
【図9】図6に示す光シャッターパネルをレーザービー
ム光の光路中に設置し、レーザービーム光のビーム径を
絞ったときの状態を示す模式図。FIG. 9 is a schematic diagram showing a state in which the optical shutter panel shown in FIG. 6 is installed in the optical path of laser beam light and the beam diameter of the laser beam light is narrowed.
【図10】図6に示す実施例の偏光板を示す断面図。10 is a cross-sectional view showing a polarizing plate of the example shown in FIG.
【図11】比較の偏光板を示す断面図。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a comparative polarizing plate.
【図12】本発明に従う光シャッターパネルのさらに他
の実施例を示す断面図。FIG. 12 is a sectional view showing still another embodiment of the optical shutter panel according to the present invention.
1…偏光板 2…基板 3…液晶層 4…基板 5…偏光板 5a,5b…偏光領域 10…光シャッターパネル 11,12…画像表示手段の画素部 50…光シャッターパネル 51,53…基板 52…液晶層 54…偏光板 54a…偏光フィルム 55…偏光板 60…凸レンズ 70,80…レーザービーム光のスポット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Polarizing plate 2 ... Substrate 3 ... Liquid crystal layer 4 ... Substrate 5 ... Polarizing plate 5a, 5b ... Polarizing area 10 ... Optical shutter panel 11, 12 ... Image display means pixel part 50 ... Optical shutter panel 51, 53 ... Substrate 52 ... Liquid crystal layer 54 ... Polarizing plate 54a ... Polarizing film 55 ... Polarizing plate 60 ... Convex lens 70, 80 ... Laser beam light spot
Claims (12)
とを組み合わせて構成される光シャッターパネルにおい
て、 前記偏光素子がパターニングされていることを特徴とす
る光シャッターパネル。1. An optical shutter panel configured by combining at least one polarizing element and a liquid crystal panel, wherein the polarizing element is patterned.
ャッターパネルであって、 液晶パネルの光出射側に、パターニングされた偏光素子
を設けたことを特徴とする光シャッターパネル。2. An optical shutter panel for changing the beam diameter of beam light, comprising a patterned polarizing element on the light emission side of a liquid crystal panel.
ャッターパネルであって、 前記ビーム光の光路中に設置される液晶パネルと、 前記液晶パネルの光出射側に設けられ、入射ビーム光の
ビーム径よりも小さなビーム径に相当する領域が偏光機
能がない領域となるようにパターニングされた偏光素子
とを備える光シャッターパネル。3. An optical shutter panel for changing the beam diameter of beam light, comprising: a liquid crystal panel installed in the optical path of the beam light; An optical shutter panel comprising: a polarizing element that is patterned so that a region corresponding to a beam diameter smaller than the beam diameter is a region having no polarization function.
直線偏光されたビーム光である請求項1〜3のいずれか
1項に記載の光シャッターパネル。4. The light beam incident on the liquid crystal panel,
The optical shutter panel according to claim 1, wherein the optical shutter panel is a linearly polarized light beam.
設けられ、該偏光素子によって直線偏光されたビーム光
が前記液晶パネルに入射する請求項1〜4のいずれか1
項に記載の光シャッターパネル。5. The polarizing element is provided on the light incident side of the liquid crystal panel, and the beam light linearly polarized by the polarizing element is incident on the liquid crystal panel.
Optical shutter panel according to item.
る請求項1〜5のいずれか1項に記載の光シャッターパ
ネル。6. The optical shutter panel according to claim 1, wherein the liquid crystal panel is a TN liquid crystal panel.
ある請求項1〜5のいずれか1項に記載の光シャッター
パネル。7. The optical shutter panel according to claim 1, wherein the liquid crystal panel is an STN liquid crystal panel.
ネルである請求項1〜5のいずれか1項に記載の光シャ
ッターパネル。8. The optical shutter panel according to claim 1, wherein the liquid crystal panel is a guest-host liquid crystal panel.
である請求項1〜5のいずれか1項に記載の光シャッタ
ーパネル。9. The optical shutter panel according to claim 1, wherein the liquid crystal panel is a ferroelectric liquid crystal panel.
明支持板に挟まれて支持されている請求項1〜9のいず
れか1項に記載の光シャッターパネル。10. The optical shutter panel according to claim 1, wherein the patterned polarizing element is supported by being sandwiched between transparent support plates.
ことができる画像表示手段と、 パターニングされた少なくとも1つの偏光素子と液晶パ
ネルとを組み合わせて構成され、前記画像表示手段に対
するパララックス・バリヤ・ストライプを形成する光シ
ャッターパネルとを備える3次元画像表示装置。11. A parallax barrier for the image display means, which is configured by combining an image display means capable of displaying an image for the right eye and an image for the left eye, at least one patterned polarizing element and a liquid crystal panel. A three-dimensional image display device including an optical shutter panel that forms a stripe.
る液晶パネルから構成されており、画像表示手段と光シ
ャッターパネルの偏光素子が共用されている請求項11
に記載の3次元画像表示装置。12. The image display means is composed of a liquid crystal panel having a polarizing element, and the image display means and the polarizing element of the optical shutter panel are shared.
The three-dimensional image display device according to item 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7166203A JPH0876110A (en) | 1994-06-30 | 1995-06-30 | Optical shutter panel and three-dimensional image display device |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14954694 | 1994-06-30 | ||
JP6-149546 | 1994-06-30 | ||
JP7166203A JPH0876110A (en) | 1994-06-30 | 1995-06-30 | Optical shutter panel and three-dimensional image display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0876110A true JPH0876110A (en) | 1996-03-22 |
Family
ID=26479401
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7166203A Pending JPH0876110A (en) | 1994-06-30 | 1995-06-30 | Optical shutter panel and three-dimensional image display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0876110A (en) |
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-
1995
- 1995-06-30 JP JP7166203A patent/JPH0876110A/en active Pending
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