JPWO2004046789A1

JPWO2004046789A1 - 3D image display device

Info

Publication number: JPWO2004046789A1
Application number: JP2004553116A
Authority: JP
Inventors: 富田　誠次郎; 誠次郎富田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-11-20
Filing date: 2002-11-20
Publication date: 2006-03-16
Also published as: AU2002355017A1; WO2004046789A1

Abstract

前後・左右・斜めの視野範囲が広く最良な立体視を実現でき、且つ水平解像度と垂直解像度とを同時に確保できる立体映像表示装置を得るため、該立体映像表示装置を、両眼で立体視させるための第一及び第二の画像を構成する画素が平面的に交互に配置される市松模様をなすように配置された表示パネルと、前記表示パネルの左右の画像分布状態にあわせて配置され、前記第一の画像だけを可視状態とする第一領域と、前記第二の画像だけを可視状態とする第二領域とを備え、各領域が平面的に交互に配置される市松模様をなすように配置された市松状フィルタとを備えて構成した。In order to obtain a stereoscopic video display device that can achieve the best stereoscopic vision with wide front / back, left / right, and oblique viewing ranges, and that can ensure both horizontal resolution and vertical resolution at the same time, the stereoscopic video display device is stereoscopically viewed with both eyes. A display panel arranged to form a checkered pattern in which pixels constituting the first and second images are alternately arranged in a plane, and arranged according to the left and right image distribution state of the display panel, A checkerboard pattern comprising a first region in which only the first image is visible and a second region in which only the second image is visible, and each region is alternately arranged in a plane. And a checkered filter arranged in the configuration.

Description

発明の技術背景 Technical background of the invention

この発明は立体映像表示装置に係り、特に水平解像度及び垂直解像度に優れた立体映像表示装置に関する。 The present invention relates to a stereoscopic video display device, and more particularly to a stereoscopic video display device excellent in horizontal resolution and vertical resolution.

従来から立体的に画像を視覚させる技術は試みられており、多くの分野で立体画像に関する表示方法が研究され実用化されてきた。ここで立体画像の表示方式は観者に特別なメガネやゴーグル等装置を装着させる方式（メガネ方式）と、観者には特別な装置を装着させない方式とがある。
メガネ方式としては、赤、青フィルタを左右にとりつけたメガネを着用する所謂アナグリフ方式や、直交する直線偏光を透過させる偏光フィルタを左右に取り付けたメガネを着用する所謂偏光メガネ方式がある。これらの方式は両眼視差のある画像を観者が両眼で観察してこれらの視差のある像を観察して全体として立体画像を観察することができるものである。しかしながら、これらの方式は観者が特殊なメガネ等を装着する必要があり煩わしいものであった。
また、上述したような特種なメガネ等を装着しない立体映像表示装置として、図７に示すパララックスバリア方式や図８に示すレンチキュラ方式と呼ばれるものが提案されている。
図６にパララックスバリア方式の概略を示す。図７において、液晶表示素子３１には右眼用の画素Ｒと左眼用の画素Ｌとが交互に縦列に配置されている。そして、液晶表示素子３１の前方にスリット３２を開口したバリア３３が配置されている。
すなわち、このパララックスバリア方式では、液晶表示素子３１のバリア３３を通して観者３４が見たとき、観者３４の右眼３４ａにはバリア３３のスリット３２を通して液晶表示素子３１のそれぞれの画素Ｒを見ることができ、観者３４の左眼３４ｂにはバリア３３のスリット３２を通して液晶表示素子３１のそれぞれの画素Ｌを見ることができ、これによって、液晶表示素子３１の画像を観者の両眼視差作用により立体映像として見ることができるものである。
また、図８にレンチキュラ方式の概略を示す。図８において、液晶表示素子３１には上述したパララックスバリア方式と画素の配列は異なるが同様に右眼用の画素Ｒと左眼用の画素Ｌとが交互に縦列に配置されている。この液晶表示素子３１の前面にはレンチキュラレンズ３５が配置されている。ここで、レンチキュラレンズ３５は１つのレンズ単体が右眼用の画素Ｒと左眼用の画素Ｌとの２画素に正確に一致するように構成されている。
すなわち、このレンチキュラ方式では、液晶表示素子３１を観者３４が見たとき、観者３４の右眼３４ａにはレンチキュラレンズ３５を通して液晶表示素子３１のそれぞれの画素Ｒを見ることができ、観者３４の左眼３４ｂにはレンチキュラレンズ３５を通して液晶表示素子３１のそれぞれの画素Ｌを見ることができ、これによって、液晶表示素子３１の画像を観者の両眼視差作用により立体映像として見ることができるものである。
また、特開平１０−６３１９９号公報には、図９に示すように、光源４５の発光面左右に偏光方向が直交する右眼用偏光フィルタ部４６ａと、左眼用偏光フィルタ部４６ｂとを配置し、各フィルタ部４６ａ，４６ｂを通過した各光をフレネルレンズ４３で平行光として液晶表示素子４２に照射し、この液晶表示素子４２の両面に設けられた偏光フィルタ４２１、４２２のそれぞれを、１水平ラインＬａ、Ｌｂごとに互いに直交する直線偏光フィルタ４２１、４２２からなる直線偏光フィルタ部として交互に配置したものが開示されている。本実施形態例では、光源４５側と観者側との対向する直線偏光フィルタラインを直交する偏光方向とし、液晶表示素子４２の液晶パネル４２０には、２枚の偏光フィルタの水平ラインにあわせて１水平ラインごとに右眼用と左眼用の画像情報を交互に表示する構成を備えている。
しかしながら、上述した二眼式のパララックスバリア方式やレンチキュラ方式は、いずれの場合も立体視可能範囲が制限されているため、観者の位置が多少でも左右にずれると立体画像が左右に反転するといった問題がある。また、両方式は液晶表示素子の画素を右眼と左眼とで二分割しているため、本来の液晶表示素子の垂直方向の解像度が半分となってしまい、このため画像精度が低下するといった問題もある。
また、上述した特開平１０−６３１９９号公報に記載の発明では１水平ラインごとに互いに直交する直線偏光フィルタライン部を透過した光を正確に液晶表示部に照射する必要があるため、観者がフィルタに対して上下方向に移動すると画像の光が観者の眼に届かなくなり、観者が画像を立体視することができないという問題がある。さらに、観者の視点が画像に対して前後にずれた場合にも立体視できないという問題がある。つまり観者は１点でしか立体視をすることができないのである。
また、本来の液晶表示素子の垂直解像度が半分となってしまい、このため立体画像精度が低下することは同様に問題となる。さらに、この従来技術では、所謂斜線を表示することができない、という問題をも有していた。
この発明はかかる現状に鑑み創案されたものであって、本発明の第１の目的は、水平解像度を落とすことなく、垂直解像度を２倍以上に向上させることができるように構成することで、最良な立体視を実現できる立体映像表示装置を提供することにある。
また、本発明の第２の目的は、立体映像表示装置において、観者が左右に傾いて鑑賞した場合であっても、映像の表示解像度をできるだけ維持できる立体映像表示装置を提供することである。このように傾きを生じて画像を観るのは、特に、携帯電話、携帯端末等の小型装置の場合に発生しやすく、本発明はこのような場合画像を明確に表示することができる。
さらに、本発明の第３の目的は、斜めに表示される線をより明確に表示することで、画質を向上させることができ、特に、文字を鮮明に判読できるようにすることである。
またさらに、本発明の第４の目的は、表示手段にフィルタを取り付ける際の水平方向の取り付け誤差を、表示装置の水平方向の画素位置制御信号を調節することができる立体映像表示装置を提供することである。
発明の概要
本発明は以下の手段により前記課題を解決するものである。
請求項１に記載の本発明は、両眼で立体視させるための第一及び第二の画像を構成する画素が平面的に交互に配置される市松模様をなすように配置されるとともに、光源側及び観者側にそれぞれ偏光パネルが貼付された表示パネルと、前記表示パネルの光源側に備えられ、左右の画像分布状態にあわせて配置され、前記第一の画像だけを可視状態とする第一領域と、前記第二の画像だけを可視状態とする第二領域とを備え、各領域が平面的に交互に配置される市松模様をなすように配置された市松状フィルタとを備えたことを特徴とする立体映像表示装置である。
本発明によれば、左右の画像が平面的に市松模様をなすように表示され、各画像がフィルタも市松模様で平面上に配置されているから、水平解像度と垂直解像度を低下させることなく立体画像を表示できる。
請求項２に記載の本発明は前記請求項１記載立体映像表示装置の市松状フィルタの第一領域又は第二領域のいずれか一方の領域には１／２波長板が取り付けられて構成されていることを特徴とするものである。上記本発明によれば、１／２波長板が取り付けられた領域では、偏光軸の傾きが９０°回転させられる。
請求項３に記載の本発明は前記請求項１又は請求項２に記載の立体映像表示装置の市松状フィルタの第一領域と第二領域との境界には光を遮る遮光部が形成されていることを特徴とするものである。本発明によれば、第一領域と第二領域を透過した光が遮光部で確実に分離され明瞭な画像を得ることができる。
請求項４に記載の本発明は、前記請求項１、請求項２又は請求項３に記載の表示パネルは、水平方向の表示制御手段によって表示位置制御されており、表示制御手段の表示タイミングを調整することにより、表示パネルの各表示位置を市松状フィルタの市松模様に合致させることを特徴とするものである。
本発明によれば、表示パネルと市松状フィルタの横方向の位置ずれ修正（垂直方向の位置ずれ修正に比べれば、水平方向の修正は２倍以上難しい）を機械的な方法でなく表示制御手段の表示タイミングの調整だけで正確且つ容易に一致させることができ、装置の組み立て及び調整を容易なものとすることができる。
請求項５に記載の本発明は、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５記載の立体映像表示には、光を縦方向に拡散させる拡散板を備えたことを特徴とする。本発明によれば、縦方向の拡散板により、画像表示光が縦方向に拡散されることにより、観者の視点が上下方向に移動しても明るい鮮明な立体映像を得ることができるとともに、画素分散による画像のざらつき感が低減することができる。
請求項６に記載の本発明は請求項１、請求項２，請求項３、請求項４又は請求項５記載の立体映像表示装置の表示パネルは直交する第一及び第二の偏光を発する光源からの光が透過する液晶表示パネルであり、光源と液晶表示パネルとの間に市松状フィルタを設けたことを特徴とする。本発明によれば、特種なメガネ等を装着することなく立体画像を立体画像を表示でき、暗所でも該画像を視認できる。
請求項７に記載の本発明は、請求項１、請求項２，請求項３、請求項４又は請求項５記載の立体映像表示装置の表示パネルは自己発光型の表示パネルであり表示パネルの観者側に市松状フィルタを設けたことを特徴とする。本発明によれば、照明用の光源を必要とせず少ない消費電力で立体表示を可能とできる。
請求項８記載の本発明は、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６又は請求項７記載の立体映像表示装置をテレビジョン、ゲームマシン、パーソナルコンピュータ、携帯電話、又は携帯端末装置の表示部に使用されることを特徴とする。本発明によれば、大きな画面のテレビジョン、ゲームマシン、パーソナルコンピュータの画面を立体視可できるほか、携帯電話や携帯端末など観者の視線が画面に対して移動しやすい小型の機器の画面を立体視可することができる。Conventionally, a technique for visualizing a three-dimensional image has been attempted, and display methods relating to a three-dimensional image have been studied and put into practical use in many fields. Here, a stereoscopic image display method includes a method in which a viewer wears a special device such as glasses or goggles (glasses method), and a method in which the viewer does not wear a special device.
As the glasses method, there is a so-called anaglyph method in which glasses with red and blue filters attached to the left and right, and a so-called polarized glasses method in which glasses with polarization filters that transmit orthogonal linearly polarized light are attached to the left and right. In these methods, a viewer can observe an image with binocular parallax with both eyes, observe an image with these parallaxes, and observe a stereoscopic image as a whole. However, these methods are troublesome because the viewer needs to wear special glasses.
In addition, as a stereoscopic image display apparatus that does not have the above-described special glasses or the like, what is called a parallax barrier method shown in FIG. 7 or a lenticular method shown in FIG. 8 has been proposed.
FIG. 6 shows an outline of the parallax barrier method. In FIG. 7, the liquid crystal display element 31 has right-eye pixels R and left-eye pixels L alternately arranged in columns. A barrier 33 having a slit 32 is disposed in front of the liquid crystal display element 31.
That is, in this parallax barrier method, when the viewer 34 views through the barrier 33 of the liquid crystal display element 31, each pixel R of the liquid crystal display element 31 is provided to the right eye 34 a of the viewer 34 through the slit 32 of the barrier 33. The left eye 34b of the viewer 34 can see the respective pixels L of the liquid crystal display element 31 through the slits 32 of the barrier 33, whereby the image of the liquid crystal display element 31 can be seen in both eyes of the viewer. It can be viewed as a stereoscopic image by the parallax effect.
FIG. 8 shows an outline of the lenticular method. In FIG. 8, the liquid crystal display element 31 is different from the above-described parallax barrier system in the pixel arrangement, but similarly, the right-eye pixels R and the left-eye pixels L are alternately arranged in columns. A lenticular lens 35 is disposed on the front surface of the liquid crystal display element 31. Here, the lenticular lens 35 is configured so that one lens unit exactly corresponds to two pixels of the right-eye pixel R and the left-eye pixel L.
That is, in this lenticular system, when the viewer 34 looks at the liquid crystal display element 31, the right eye 34 a of the viewer 34 can see the respective pixels R of the liquid crystal display element 31 through the lenticular lens 35. The left eye 34b of the 34 can see the respective pixels L of the liquid crystal display element 31 through the lenticular lens 35, thereby allowing the image of the liquid crystal display element 31 to be viewed as a stereoscopic image by the binocular parallax effect of the viewer. It can be done.
Also, in Japanese Patent Laid-Open No. 10-63199, as shown in FIG. 9, a right-eye polarization filter unit 46a and a left-eye polarization filter unit 46b whose polarization directions are orthogonal to the left and right of the light emitting surface of the light source 45 are arranged. Then, the light passing through the filter units 46a and 46b is irradiated to the liquid crystal display element 42 as parallel light by the Fresnel lens 43, and each of the polarizing filters 421 and 422 provided on both surfaces of the liquid crystal display element 42 is set to 1 An arrangement in which linear polarization filters 421 and 422 orthogonal to each other are arranged alternately for each horizontal line La and Lb is disclosed. In this embodiment, the linear polarization filter lines facing the light source 45 side and the viewer side are set to orthogonal polarization directions, and the liquid crystal panel 420 of the liquid crystal display element 42 is aligned with the horizontal lines of the two polarization filters. A configuration is provided in which image information for the right eye and the left eye is alternately displayed for each horizontal line.
However, the binocular parallax barrier method and the lenticular method described above limit the stereoscopic viewable range in any case, so that the stereoscopic image is reversed left and right when the viewer's position is slightly shifted to the left or right. There is a problem. In addition, since both types of liquid crystal display element pixels are divided into two parts by the right eye and the left eye, the resolution in the vertical direction of the original liquid crystal display element is halved, which reduces the image accuracy. There is also a problem.
Further, in the invention described in the above-mentioned JP-A-10-63199, it is necessary to irradiate the liquid crystal display unit with light that has passed through the linearly polarized filter line portions orthogonal to each other for each horizontal line. When moving up and down with respect to the filter, there is a problem that the light of the image does not reach the viewer's eyes and the viewer cannot view the image stereoscopically. Furthermore, there is a problem that stereoscopic viewing is not possible even when the viewer's viewpoint is shifted back and forth with respect to the image. In other words, the viewer can only stereoscopically view at one point.
In addition, the vertical resolution of the original liquid crystal display element is halved, so that the reduction in stereoscopic image accuracy is also a problem. Furthermore, this prior art has a problem that so-called diagonal lines cannot be displayed.
The present invention was devised in view of the current situation, and a first object of the present invention is to make it possible to improve the vertical resolution more than twice without reducing the horizontal resolution. An object of the present invention is to provide a stereoscopic video display device capable of realizing the best stereoscopic vision.
In addition, a second object of the present invention is to provide a stereoscopic video display device that can maintain the video display resolution as much as possible even when the viewer is viewing it while tilting left and right. . Such an inclination is likely to be seen particularly in the case of a small device such as a mobile phone or a portable terminal, and the present invention can clearly display the image in such a case.
Furthermore, the third object of the present invention is to display the lines displayed obliquely more clearly, so that the image quality can be improved, and in particular, the characters can be clearly read.
Furthermore, a fourth object of the present invention is to provide a stereoscopic video display device capable of adjusting a horizontal pixel position control signal of a display device with respect to a horizontal mounting error when a filter is attached to a display means. That is.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above problems by the following means.
According to the first aspect of the present invention, the pixels constituting the first and second images for stereoscopic viewing with both eyes are arranged in a checkered pattern in which the pixels are alternately arranged in a plane, and the light source A display panel having a polarizing panel attached to each of the display side and the viewer side, and provided on the light source side of the display panel, arranged in accordance with the left and right image distribution states, and only the first image is made visible A checkered filter arranged to form a checkered pattern in which one region and a second region in which only the second image is made visible are provided, and each region is alternately arranged in a plane. 3D display device characterized by the above.
According to the present invention, the left and right images are displayed so as to form a checkered pattern in a plane, and the filters are also arranged on the plane in a checkered pattern, so that the three-dimensional image can be displayed without reducing the horizontal resolution and the vertical resolution. An image can be displayed.
According to a second aspect of the present invention, a half-wave plate is attached to either the first region or the second region of the checkered filter of the stereoscopic image display device according to the first aspect. It is characterized by being. According to the present invention, the inclination of the polarization axis is rotated by 90 ° in the region where the half-wave plate is attached.
According to a third aspect of the present invention, a light-shielding portion that blocks light is formed at the boundary between the first region and the second region of the checkered filter of the stereoscopic image display device according to the first or second aspect. It is characterized by being. According to the present invention, the light transmitted through the first region and the second region is reliably separated by the light shielding portion, and a clear image can be obtained.
According to a fourth aspect of the present invention, in the display panel according to the first, second, or third aspect, the display position is controlled by the horizontal display control means, and the display timing of the display control means is adjusted. By adjusting, each display position of the display panel matches the checkered pattern of the checkered filter.
According to the present invention, it is not a mechanical method but a display control means that corrects the horizontal displacement of the display panel and the checkered filter (the horizontal correction is more than twice as difficult as the vertical displacement correction). The display timing can be adjusted accurately and easily, and the assembly and adjustment of the apparatus can be facilitated.
According to a fifth aspect of the present invention, the stereoscopic image display according to the first, second, third, fourth, or fifth aspect includes a diffusion plate that diffuses light in the vertical direction. It is characterized by. According to the present invention, the image display light is diffused in the vertical direction by the vertical diffusion plate, so that a bright and clear stereoscopic image can be obtained even if the viewer's viewpoint moves in the vertical direction. The roughness of the image due to pixel dispersion can be reduced.
According to a sixth aspect of the present invention, the display panel of the stereoscopic image display device according to the first, second, third, fourth, or fifth aspect of the present invention is a light source that emits first and second polarized lights that are orthogonal to each other. A liquid crystal display panel that transmits light from the light source, wherein a checkered filter is provided between the light source and the liquid crystal display panel. According to the present invention, a stereoscopic image can be displayed without wearing special glasses or the like, and the image can be visually recognized even in a dark place.
According to a seventh aspect of the present invention, the display panel of the stereoscopic image display device according to the first, second, third, fourth, or fifth aspect is a self-luminous display panel, A checkered filter is provided on the viewer side. According to the present invention, stereoscopic display can be performed with less power consumption without requiring a light source for illumination.
According to an eighth aspect of the present invention, the stereoscopic image display device according to the first, second, third, fourth, fifth, sixth, or seventh aspect is a television, a game machine, or a personal computer. It is used for a display unit of a computer, a mobile phone, or a mobile terminal device. According to the present invention, the screen of a large screen television, game machine, personal computer can be stereoscopically viewed, and a small device screen such as a mobile phone or a mobile terminal where the line of sight of the viewer can easily move relative to the screen can be displayed. Stereoscopic viewing is possible.

図１は、本発明の実施の形態に係る立体映像表示装置を示す図である。
図２は、図１に示した立体映像表示装置を説明する斜視図である。
図３は、図１に示した立体映像表示装置の液晶パネルの表示領域を示す図である。
図４は、図１に示した立体映像表示装置の格子状フィルタの構造を示し、（１）は平面図、（２）は（１）のＡ−Ａ線に相当する断面図である。
図５は、図１に示した立体映像表示装置の格子状フィルタの他の構造を示し、（１）は平面図、（２）は（１）のＢ−Ｂ線に相当する断面図である。
図６は、本発明の他の実施の形態に係る立体映像表示装置を示す図である。
図７は、従来の立体映像表示装置の一例を示す図である。
図８は、従来の立体映像表示装置の一例を示す図である
図９は、従来の立体映像表示装置の一例を示す図である。
発明の最良な実施の形態
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１乃至図５は発明を実施する形態の一例を示すものである。図１は本形態例に係る立体映像表示装置の平面図、図２は図１に示した立体映像表示装置の斜視説明図、図３は表示パネルの表示説明図、図４及び図５は市松状フィルタの構成を示す図である。
本形態例において、立体映像表示装置は、前記特開平１０−６３１９９号公報に示した立体映像表示装置と基本的に同様の構造を備える。即ち、本形態例に係る立体映像表示装置は、図１及び図２に示すように、平面光源５の発光面左右に偏光方向が直交する右眼用偏光フィルタ部６ａと、左眼用偏光フィルタ部６ｂとを配置している。なお、発光素子と偏光フィルタを用いなくても、異なる偏光の光を異なる位置から照射するように構成すればよく、例えば、異なる偏光の光を発生する発光素子を二つ設けて、異なる偏光の光を異なる位置からフレネルレンズ３に照射するように構成してもよい。
また本実施形態例において３はフレネルレンズであり、各フィルタ部６ａ，６ｂを通過した各光は、このフレネルレンズ３で平行光として液晶表示素子２に照射される。勿論、この発明にあっては、フレネルレンズ３に代えて凸レンズで構成してもよい。そして本実施形態例では液晶表示素子２の表示パネル２０は、図３に示すように、立体視される第一及び第二の画像を構成する画素（Ｌ、Ｒ）を平面的に交互に配置される市松模様をなすように配置するものとしている。そして、この表示パネルの光源側及び観者側の両面にはそれぞれ偏光パネル２１，２２が貼付されている。
本実施形態例では、液晶表示パネル２は、２枚の透明板（例えば、ガラス板）の間に所定の角度（例えば９０度）ねじれて配向された液晶が配置されており、例えば、ＴＦＴ型の液晶表示パネルを構成している。液晶表示パネルに入射した光は、液晶に電圧が加わっていない状態では、入射光の偏光が９０度ずらして出射される。一方、液晶に電圧が加わっている状態では、液晶のねじれが解けるので、入射光はそのままの偏光で出射される。
そして、本実施形態例では表示パネル２の光源側に市松状パネル７が貼付されている。
即ち、偏光フィルタ６を透過した光はフレネルレンズ３に照射され、フレネルレンズ３では発光素子５から拡散するように放射された光の光路を略平行になり市松状フィルタ７を透過して、液晶表示パネル２に照射される。
このとき、市松状フィルタ７から照射される光は、上下方向に広がることがないように出射され、液晶表示パネル２に照射される。すなわち、市松状フィルタ７の特定の領域を透過した光が、液晶表示パネル２の特定表示単位の部分を透過するようになっている
また、液晶表示パネルに照射される光のうち、偏光フィルタ６の右側領域６ａを通過した光と左側領域６ｂを通過した光とは、異なる角度でフレネルレンズ３に入射し、フレネルレンズ３で屈折して左右異なる経路で液晶表示パネル２から放射される。
市松状フィルタ７は、透過する光の位相を変える領域が、図４（１）に示すように微細な間隔の市松状模様で繰り返して配置されている。具体的には、図４（２）に示すように光透過性の基材７１に、微細な幅の１／２波長板７２が設けられた領域７ａと、１／２波長板７２の幅と同一の微細な間隔で、１／２波長７１が設けられていない領域７ｂとが微細な間隔で繰り返して設けられた列が位相をずらして設けられている。なお、この１／２波長板は光源側に設けても、表示パネル側に設けても差し支えない。
このような構成により、設けられた１／２波長板７２によって透過する光の位相を変える領域７ａと、１／２波長板７２が設けられていないために透過する光の位相を変えない領域７ｂとが微細な間隔の市松模様として規則的に設けられているものである。１／２波長板は、透過する光の位相を変化させる位相差板として機能する。１／２波長板７２は、その光学軸を偏光フィルタ６の右側領域６ａを透過する光の偏光軸と４５度傾けて配置して、右側領域６ａを透過した光の偏光軸を９０度回転させて出射する。すなわち、右側領域６ａを透過した光の偏光軸を９０度回転させて、左側領域６ｂを透過する光の偏光と等しくする。すなわち、１／２波長板７２が設けられていない領域７ｂは左側領域６ｂを通過した、偏光板３と同一の偏光を有する光を透過し、１／２波長板７２が設けられた領域７ａは右側領域６ａを通過した、偏光板２１と偏光軸が直交した光を、偏光板２１の偏光軸と等しくなるように回転させて出射する。
この市松状フィルタ７の偏光特性の繰り返しは、液晶表示パネル２の図３に示した表示単位と同一のピッチとして、表示単位毎（すなわち、表示単位の横方向の水平ライン及び縦方向の垂直ライン）に透過する光の偏光が異なるようにする。よって、液晶表示パネル２の走査方向と副走査方向の表示単位毎に対応する微細位相差板の偏光特性が異なるようになって、隣り合う画素毎に出射する光の方向が異なる。
なお、本発明では、市松状フィルタ７の偏光特性の繰り返しは、液晶表示パネル２の表示単位のピッチの整数倍のピッチとして、市松状フィルタ７の偏光特性が複数の表示単位毎（すなわち、複数の表示単位の毎）に変わるようにしてもよい。
また、本実施形態例では、市松状フィルタの隣り合い異なる領域の境には、図５（１）（２）に示すように黒色の枠状の遮光体（ブラックマトリックス）７Ｃを配置するようにすると異なる領域間での水平方向及び上下方向での光の混合（クロストーク）を防止でき好適である。本例ではこのブラックマトリクス７Ｃの配置位置は図５（２）に示すように市松状フィルタ７の表面側領域としているが、市松状フィルタ７の裏側あるいは境界内部に埋設するような状態で形成してもよい。
このように、微細位相差板の偏光特性の繰り返し毎に異なる光を液晶表示パネル２の表示素子に照射する必要があるため、市松状フィルタ７を透過して液晶表示パネル２に照射される光は、上下方向の拡散を抑制したものである必要がある。
すなわち、市松状フィルタ７の光の位相を変化させる領域７ａは、偏光フィルタ６の右側領域６ａを透過した光を、左側領域６ｂを透過した光の偏光と等しくして透過する。また、市松状フィルタ７の光の位相を変化させない領域７ｂは、偏光フィルタ６の左側領域６ｂを透過した光をそのまま透過する。そして市松状フィルタ７を出射した光は、左側領域６ｂを透過した光と同じ偏光を有して、液晶表示パネル２の光源側に設けられた偏光板２１に入射する。
偏光板２１は第２偏光板として機能し、市松状フィルタ７を透過した光と同一の偏光の光を透過する偏光特性を有する。すなわち、偏光フィルタ６の左側領域６ｂを透過した光は第２偏光板２１を透過し、偏光フィルタ６の右側領域６ａを透過した光は偏光軸を９０度回転させられて第２偏光板２１を透過する。また、偏光板２２は第１偏光板として機能し、偏光板２１と９０度異なる偏光の光を透過する偏光特性を有する。
このような市松状フィルタ７、偏光板２１及び偏光板２２を液晶表示パネル２０に貼り合わせて、市松状フィルタ７、偏光板２１、液晶表示パネル２０及び偏光板２２を組み合わせて画像表示装置を構成する。
従って、本形態例に係る立体映像表示装置によれば、左右の画像が平面的に市松模様をなすように表示され、各画像がフィルタも市松模様で平面上に配置されているから、水平解像度と垂直解像度を低下させることなく立体画像を表示できる。
さらにまた、本発明に係る立体映像表示装置では、前記液晶表示素子の前記液晶表示パネルには、市松フィルタの各領域に合わせて映像情報を表示させる表示制御手段を設けている。この例によれば、表示位置制御手段により、映像情報が液晶表示画面に表示されるから、必要に応じて自由な表示を行うことができる。また、液晶表示パネルフィルタの水平位置の位置修正することを表示制御手段の各水平ラインの水平信号のスタートタイミングを調整することにより容易に行う、組み立て及び調整を容易なものとすることができる
さらに、本発明にかかる立体映像表示装置には、垂直方向のみの光を拡散させる拡散板を備えることができる。この拡散板としては、例えばレンチキュラレンズを使用している。表示パネルからの光が拡散され、市松模様で構成される各画素からの光を散乱して観者が観察できるため、表示角を広くすることができるとともに画素分散による画像のざらつき感が低減するようにできる。
なお、本発明に係る立体映像表示装置の用途は特に限定されるものではないが、例えば、テレビジョン、ゲームマシン、パーソナルコンピュータ、携帯電話、又は携帯端末装置の表示部に使用することができる。
また、上記例では透過型の表示パネルを使用した例を説明したが、表示パネルとして、プラズマ型や有機ＥＬ型の自己発光素子を使用することができる。この場合には、図６に示すように自己発光型の表示パネル２３の観者３４ａ、３４ｂ側に市松状フィルタ７を配置することとなる。
このような構成を取る場合には観者３４ａ、３４ｂには直交する偏光軸を備えた２枚の偏光板２６ａ，２６ｂからなるメガネ２６等を装着させることにより立体像を観察させる。この場合、市松状フィルタ７の第一領域７ａ（Ｒ側）と偏光板２６ａ（Ｒ側）の偏光方向とが一致し、且つ市松状フィルタ７の第二領域７ｂ（Ｌ側）と偏光板２６ｂ（Ｌ側）の偏光方向とかと一致させるようにする。
また、本発明に係る立体映像表示装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。FIG. 1 is a diagram illustrating a stereoscopic video display apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view illustrating the stereoscopic video display apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a display area of the liquid crystal panel of the stereoscopic video display apparatus shown in FIG.
4 shows the structure of the lattice filter of the stereoscopic image display device shown in FIG. 1, wherein (1) is a plan view and (2) is a cross-sectional view corresponding to the line AA in (1).
5 shows another structure of the lattice filter of the stereoscopic image display device shown in FIG. 1, wherein (1) is a plan view and (2) is a cross-sectional view corresponding to the BB line of (1). .
FIG. 6 is a diagram illustrating a stereoscopic video display apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a conventional stereoscopic video display device.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a conventional stereoscopic video display device. FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a conventional stereoscopic video display device.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
1 to 5 show an example of an embodiment for carrying out the invention. 1 is a plan view of a stereoscopic video display device according to this embodiment, FIG. 2 is a perspective explanatory view of the stereoscopic video display device shown in FIG. 1, FIG. 3 is a display explanatory diagram of a display panel, and FIGS. It is a figure which shows the structure of a filter.
In this embodiment, the stereoscopic video display device has basically the same structure as the stereoscopic video display device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-63199. That is, as shown in FIGS. 1 and 2, the stereoscopic image display device according to the present embodiment includes a right-eye polarization filter unit 6 a having a polarization direction orthogonal to the left and right light-emitting surfaces of the flat light source 5 and a left-eye polarization filter. The part 6b is arranged. In addition, even if it does not use a light emitting element and a polarizing filter, what is necessary is just to comprise so that light of a different polarization may be irradiated from a different position, for example, providing two light emitting elements which generate the light of a different polarization, You may comprise so that light may be irradiated to the Fresnel lens 3 from a different position.
In the present embodiment, reference numeral 3 denotes a Fresnel lens, and each light that has passed through the filter sections 6a and 6b is irradiated to the liquid crystal display element 2 as parallel light by the Fresnel lens 3. Of course, in the present invention, a convex lens may be used instead of the Fresnel lens 3. In the present embodiment, the display panel 20 of the liquid crystal display element 2 alternately arranges the pixels (L, R) constituting the first and second stereoscopic images alternately in a plane as shown in FIG. It is supposed to be arranged in a checkered pattern. Polarizing panels 21 and 22 are attached to both the light source side and the viewer side of the display panel, respectively.
In the present embodiment, the liquid crystal display panel 2 has a liquid crystal that is twisted and aligned at a predetermined angle (for example, 90 degrees) between two transparent plates (for example, glass plates). Liquid crystal display panel. The light incident on the liquid crystal display panel is emitted with the polarization of the incident light shifted by 90 degrees in a state where no voltage is applied to the liquid crystal. On the other hand, in a state where a voltage is applied to the liquid crystal, the twist of the liquid crystal can be solved, so that incident light is emitted as it is with polarized light.
In this embodiment, a checkered panel 7 is attached to the light source side of the display panel 2.
That is, the light transmitted through the polarizing filter 6 is irradiated to the Fresnel lens 3, and the optical path of the light emitted so as to diffuse from the light emitting element 5 is made substantially parallel to the Fresnel lens 3 and transmitted through the checkered filter 7. The display panel 2 is irradiated.
At this time, the light emitted from the checkered filter 7 is emitted so as not to spread in the vertical direction and is applied to the liquid crystal display panel 2. That is, the light transmitted through a specific area of the checkered filter 7 is transmitted through a specific display unit portion of the liquid crystal display panel 2. Of the light irradiated to the liquid crystal display panel, the polarizing filter 6 The light passing through the right region 6a and the light passing through the left region 6b are incident on the Fresnel lens 3 at different angles, refracted by the Fresnel lens 3, and emitted from the liquid crystal display panel 2 through different paths.
In the checkered filter 7, regions for changing the phase of transmitted light are repeatedly arranged in a checkered pattern with a fine interval as shown in FIG. Specifically, as shown in FIG. 4 (2), a region 7 a in which a half-wave plate 72 having a fine width is provided on a light-transmitting substrate 71, and the width of the half-wave plate 72. A column in which the region 7b in which the ½ wavelength 71 is not provided at the same fine interval is repeatedly provided at a fine interval is provided with a phase shift. The half-wave plate may be provided on the light source side or the display panel side.
With such a configuration, a region 7a that changes the phase of light transmitted by the provided half-wave plate 72 and a region 7b that does not change the phase of light transmitted because the half-wave plate 72 is not provided. Are regularly provided as a checkered pattern with fine spacing. The half-wave plate functions as a phase difference plate that changes the phase of transmitted light. The half-wave plate 72 is disposed so that its optical axis is inclined 45 degrees with respect to the polarization axis of the light transmitted through the right region 6a of the polarization filter 6, and the polarization axis of the light transmitted through the right region 6a is rotated by 90 degrees. And exit. That is, the polarization axis of the light transmitted through the right region 6a is rotated by 90 degrees so as to be equal to the polarization of the light transmitted through the left region 6b. That is, the region 7b in which the half-wave plate 72 is not provided transmits light having the same polarization as the polarizing plate 3 that has passed through the left region 6b, and the region 7a in which the half-wave plate 72 is provided Light that has passed through the right region 6 a and whose polarization axis is orthogonal to the polarization plate 21 is rotated so as to be equal to the polarization axis of the polarization plate 21 and is emitted.
The repetition of the polarization characteristics of the checkered filter 7 is the same pitch as the display unit shown in FIG. 3 of the liquid crystal display panel 2 for each display unit (that is, the horizontal horizontal line and the vertical vertical line of the display unit). ) So that the transmitted light has different polarization. Therefore, the polarization characteristics of the fine retardation plate corresponding to each display unit in the scanning direction and the sub-scanning direction of the liquid crystal display panel 2 are different, and the direction of the light emitted from each adjacent pixel is different.
In the present invention, the repetition of the polarization characteristics of the checkered filter 7 is set to a pitch that is an integral multiple of the pitch of the display unit of the liquid crystal display panel 2, and the polarization characteristic of the checkered filter 7 is set to a plurality of display units (that is, a plurality of display units). The display unit may be changed every time.
In the present embodiment, a black frame-shaped light shielding body (black matrix) 7C is disposed at the boundary between adjacent regions of the checkered filter as shown in FIGS. Then, the mixing (crosstalk) of light in the horizontal direction and the vertical direction between different regions can be prevented, which is preferable. In this example, the arrangement position of the black matrix 7C is the surface side region of the checkered filter 7 as shown in FIG. 5 (2), but the black matrix 7C is formed so as to be embedded in the back side of the checkered filter 7 or inside the boundary. May be.
As described above, since it is necessary to irradiate the display element of the liquid crystal display panel 2 with different light every time the polarization characteristics of the fine retardation plate are repeated, the light that is transmitted to the liquid crystal display panel 2 through the checkered filter 7. Needs to suppress vertical diffusion.
That is, the region 7a that changes the phase of the light of the checkered filter 7 transmits the light transmitted through the right region 6a of the polarizing filter 6 with the same polarization as the light transmitted through the left region 6b. Further, the region 7 b in which the light phase of the checkered filter 7 is not changed transmits the light transmitted through the left region 6 b of the polarizing filter 6 as it is. The light emitted from the checkered filter 7 has the same polarization as the light transmitted through the left region 6 b and enters the polarizing plate 21 provided on the light source side of the liquid crystal display panel 2.
The polarizing plate 21 functions as a second polarizing plate and has a polarization characteristic that transmits light having the same polarization as the light transmitted through the checkered filter 7. That is, the light transmitted through the left region 6b of the polarizing filter 6 is transmitted through the second polarizing plate 21, and the light transmitted through the right region 6a of the polarizing filter 6 is rotated through the polarization axis by 90 degrees to pass through the second polarizing plate 21. To Penetrate. In addition, the polarizing plate 22 functions as a first polarizing plate and has a polarization characteristic that transmits light having a polarization different from that of the polarizing plate 21 by 90 degrees.
The checkered filter 7, the polarizing plate 21, and the polarizing plate 22 are bonded to the liquid crystal display panel 20, and the checkered filter 7, the polarizing plate 21, the liquid crystal display panel 20, and the polarizing plate 22 are combined to form an image display device. To do.
Therefore, according to the stereoscopic image display apparatus according to the present embodiment, the left and right images are displayed in a plane to form a checkered pattern, and the filters are also arranged on the plane in a checkered pattern. 3D images can be displayed without reducing the vertical resolution.
Furthermore, in the stereoscopic video display device according to the present invention, the liquid crystal display panel of the liquid crystal display element is provided with display control means for displaying video information in accordance with each area of the checkered filter. According to this example, since the video information is displayed on the liquid crystal display screen by the display position control means, free display can be performed as necessary. Further, the horizontal position of the liquid crystal display panel filter can be easily corrected by adjusting the start timing of the horizontal signal of each horizontal line of the display control means. The stereoscopic image display apparatus according to the present invention can include a diffusion plate that diffuses light only in the vertical direction. For example, a lenticular lens is used as the diffusion plate. Light from the display panel is diffused, and light from each pixel composed of a checkered pattern is scattered and can be observed by a viewer. Therefore, the display angle can be widened and the feeling of image roughness due to pixel dispersion is reduced. You can
The application of the stereoscopic video display device according to the present invention is not particularly limited, but can be used for a display unit of, for example, a television, a game machine, a personal computer, a mobile phone, or a mobile terminal device.
Moreover, although the example which used the transmissive | pervious display panel was demonstrated in the said example, the plasma type and organic electroluminescent self-light emitting element can be used as a display panel. In this case, as shown in FIG. 6, the checkered filter 7 is disposed on the viewers 34 a and 34 b side of the self-luminous display panel 23.
In such a configuration, the viewers 34a and 34b are allowed to observe a stereoscopic image by wearing glasses 26 made of two polarizing plates 26a and 26b having orthogonal polarization axes. In this case, the first region 7a (R side) of the checkered filter 7 and the polarization direction of the polarizing plate 26a (R side) coincide, and the second region 7b (L side) of the checkered filter 7 and the polarizing plate 26b. The direction of polarization on the (L side) is matched.
In addition, the stereoscopic image display device according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various changes can be made without departing from the gist of the present invention.

以上、説明したように本発明に係る立体映像表示装置によれば以下の効果を奏し得る。
請求項１に記載の本発明によれば、左右の画像が平面的に市松模様をなすように表示されるから、水平解像度と垂直解像度を低下させることなく立体画像を表示できる。
請求項２に記載の本発明によれば、市松状フィルタの第一領域又は第二領域のいずれか一方の領域には１／２波長板が取り付けられて構成されていることから、１／２波長板が取り付けられた領域では、偏光軸の傾きが９０°回転させられる。
請求項３に記載の本発明によれば、市松状フィルタの第一領域と第二領域との境界には光を遮る遮光部が形成されているから、第一領域と第二領域を透過した光が遮光部で確実に分離され明瞭な画像を得ることができる。
請求項４に記載の本発明によれば、表示パネルの水平方向の表示制御手段によって表示制御されており、表示位置制御手段の表示タイミングを調整することにより、表示パネルの各表示位置を市松状フィルタの市松模様に正確に合致させることができ、液晶表示パネルフィルタの取り付け誤差を修正することができ、歩留まりが改善され、かつ、組み立て及び調整を容易なものとすることができる。
請求項５に記載の本発明によれば、光を拡散させる拡散板を備えているので、表示パネルからの光が拡散され、市松模様で構成される各画素からの光を散乱して観者が観察できるため、画素分散による画像のざらつき感が低減し、上下方向の立体視野可視範囲が増加する。
請求項６に記載の本発明よれば、特種なメガネ等を装着することなく立体画像を立体画像を表示でき、暗所でも該画像を視認できる。
請求項７に記載の本発明によれば、照明用の光源を必要とせず少ない消費電力で立体表示を可能とできる。
請求項８記載の本発明によれば、大きな画面のテレビジョン、ゲームマシン、パーソナルコンピュータの画面を立体視可できるほか、携帯電話や携帯端末など観者の視線が画面に対して移動しやすい小型の機器の画面を立体視可することができる。As described above, according to the stereoscopic image display apparatus according to the present invention, the following effects can be obtained.
According to the first aspect of the present invention, since the left and right images are displayed so as to form a checkered pattern in a plane, a stereoscopic image can be displayed without lowering the horizontal resolution and the vertical resolution.
According to the second aspect of the present invention, a half-wave plate is attached to either the first region or the second region of the checkered filter. In the region where the wave plate is attached, the inclination of the polarization axis is rotated by 90 °.
According to this invention of Claim 3, since the light-shielding part which shields light is formed in the boundary of the 1st area | region and 2nd area | region of a checkered filter, it permeate | transmitted the 1st area | region and the 2nd area | region. The light is reliably separated at the light shielding portion, and a clear image can be obtained.
According to the fourth aspect of the present invention, display control is performed by the display control means in the horizontal direction of the display panel. By adjusting the display timing of the display position control means, each display position of the display panel is checkered. It is possible to accurately match the checkered pattern of the filter, correct the mounting error of the liquid crystal display panel filter, improve the yield, and facilitate the assembly and adjustment.
According to the fifth aspect of the present invention, since the diffusing plate for diffusing light is provided, the light from the display panel is diffused, and the light from each pixel configured in a checkered pattern is scattered to be viewed by the viewer. Therefore, the feeling of roughness of the image due to pixel dispersion is reduced, and the stereoscopic visual field visible range in the vertical direction is increased.
According to the sixth aspect of the present invention, a stereoscopic image can be displayed without wearing special glasses or the like, and the image can be visually recognized even in a dark place.
According to the seventh aspect of the present invention, stereoscopic display can be performed with less power consumption without requiring a light source for illumination.
According to the present invention as set forth in claim 8, a large screen television, game machine, personal computer screen can be stereoscopically viewed, and a small size in which a viewer's line of sight such as a mobile phone or a portable terminal can easily move relative to the screen. Can be viewed stereoscopically.

Claims

The pixels constituting the first and second images for stereoscopic viewing with both eyes are arranged in a checkered pattern in which the pixels are alternately arranged in a plane, and the viewer side and / or the counter-viewer respectively A display panel to which a polarizing panel is affixed, and a viewer panel or an anti-viewer side of the display panel, arranged in accordance with the left and right image distribution states, and the first image in which only the first image is visible A checkered filter arranged to form a checkered pattern in which a region and a second region in which only the second image is made visible are provided, and each region is alternately arranged in a plane. A featured stereoscopic image display device.

The stereoscopic image display device according to claim 1, wherein a half-wave plate is attached to one of the first region and the second region of the checkered filter.

The stereoscopic image display apparatus according to claim 2, wherein a light blocking portion that blocks light is formed at a boundary between the first region and the second region of the checkered filter.

The display panel is display-controlled by a horizontal display position control means, and by adjusting the display timing of the display control means, each display position of the display panel is matched with the checkered pattern of the checkered filter. The stereoscopic image display device according to claim 1, wherein the stereoscopic image display device is any one of claims 1 to 3.

The stereoscopic image display device according to any one of claims 1, 2, 3, 4 and 5, wherein the stereoscopic image display device includes a diffusion plate that diffuses light in a vertical direction.

The display panel is a liquid crystal display panel that transmits light from light sources emitting orthogonal first and second polarized light, and a checkered filter is provided between the light source and the liquid crystal display panel. The three-dimensional image display apparatus according to claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, or claim 5.

The said display panel is a self-luminous type display panel, The checkered filter was provided in the viewer side of the display panel, The claim 2, Claim 3, Claim 4, or Claim 5 characterized by the above-mentioned. A stereoscopic image display device according to any one of the above.

The three-dimensional image display device is used for a display unit of a television, a game machine, a personal computer, a mobile phone, or a mobile terminal device. The stereoscopic image display device according to claim 5, claim 6, or claim 7.