JPWO2013172233A1 - 3D image display device - Google Patents

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Abstract

立体映像表示装置は、複数の色の副画素を有する複数の表示画素を二次元状に配列した表示素子と、表示素子の前方に設けられた複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイと、複数の色の副画素からの光束の進行方向を変えてマイクロレンズを介して略同一の位置に結像する光学素子と、を備える。The stereoscopic image display device includes a display element in which a plurality of display pixels having sub-pixels of a plurality of colors are arranged two-dimensionally, a microlens array having a plurality of microlenses provided in front of the display element, and a plurality of And an optical element that forms an image at substantially the same position via a microlens by changing the traveling direction of the light beam from the color sub-pixel.

Description

本発明は、立体映像表示装置に関する。   The present invention relates to a stereoscopic video display apparatus.

従来、三次元画像を表示する技術として、インテグラルフォトグラフィ方式が知られている。例えば特許文献１には、複数の表示画素が二次元状に配列され、表示用画像データに応じて複数の表示画素から光束を射出する液晶表示器や有機ＥＬ表示器等の表示装置と、複数の表示画素から射出された光束が合成されて三次元像を形成する複数のマイクロレンズが二次元状に配列されたマイクロレンズアレイとを備える画像表示装置が記載されている。   Conventionally, an integral photography system is known as a technique for displaying a three-dimensional image. For example, in Patent Document 1, a plurality of display pixels are two-dimensionally arranged, and a display device such as a liquid crystal display or an organic EL display that emits light beams from the plurality of display pixels according to display image data, There is described an image display device including a microlens array in which a plurality of microlenses that form a three-dimensional image by combining light beams emitted from the display pixels are two-dimensionally arranged.

日本国特開２０１２−２２３０７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-22307

特許文献１に記載されている画像表示装置には、１つの画素（ピクセル）を複数の色のサブピクセルで構成する液晶表示器や有機ＥＬ表示器を用いているため、それら各サブピクセルの色が分離して見える、いわゆる色モアレ現象が発生する場合があった。   Since the image display device described in Patent Document 1 uses a liquid crystal display or an organic EL display in which one pixel (pixel) is composed of sub-pixels of a plurality of colors, the color of each sub-pixel is used. In some cases, the so-called color moire phenomenon occurs.

本発明の第１の態様によると、立体映像表示装置は、複数の色の副画素を有する複数の表示画素を二次元状に配列した表示素子と、表示素子の前方に設けられた複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイと、複数の色の副画素からの光束の進行方向を変えてマイクロレンズを介して略同一の位置に結像する光学素子と、を備える。
本発明の第２の態様によると、第１の態様の立体映像表示装置は、光学素子は、複数のマイクロレンズと一体に形成される。
本発明の第３の態様によると、第２の態様の立体映像表示装置は、光学素子は、複数のマイクロレンズの裏面に形成された複数のプリズムである。
本発明の第４の態様によると、第２の態様の立体映像表示装置は、光学素子は、各々が偏心配置された複数のマイクロレンズである。
本発明の第５の態様によると、第２の態様の立体映像表示装置は、光学素子は、各々が偏心配置された複数のマイクロレンズであり、複数のマイクロレンズの各々は、フレネルレンズである。
本発明の第６の態様によると、第５の態様の立体映像表示装置は、複数のマイクロレンズの各々は、球面レンズとプリズムとの合成非球面のフレネルレンズである。
本発明の第７の態様によると、第１〜５のいずれか一態様の立体映像表示装置は、複数のマイクロレンズの各々は、非球面レンズである。
本発明の第８の態様によると、第１〜６のいずれか一態様の立体映像表示装置は、光学素子を表示面の近傍に設けた。
本発明の第９の態様によると、第２の態様の立体映像表示装置は、光学素子は、複数のマイクロレンズの裏面に形成された回折光学素子である。According to the first aspect of the present invention, a stereoscopic video display device includes a display element in which a plurality of display pixels having a plurality of subpixels are arranged in a two-dimensional manner, and a plurality of micros provided in front of the display element. A microlens array having a lens, and an optical element that forms an image at substantially the same position via the microlens by changing the traveling direction of light beams from the sub-pixels of a plurality of colors.
According to the second aspect of the present invention, in the stereoscopic image display device according to the first aspect, the optical element is formed integrally with the plurality of microlenses.
According to the third aspect of the present invention, in the stereoscopic image display device according to the second aspect, the optical element is a plurality of prisms formed on the back surface of the plurality of microlenses.
According to the fourth aspect of the present invention, in the three-dimensional image display device according to the second aspect, the optical element is a plurality of microlenses arranged eccentrically.
According to the fifth aspect of the present invention, in the stereoscopic image display apparatus according to the second aspect, the optical element is a plurality of microlenses arranged eccentrically, and each of the plurality of microlenses is a Fresnel lens. .
According to the sixth aspect of the present invention, in the stereoscopic image display device according to the fifth aspect, each of the plurality of microlenses is a synthetic aspheric Fresnel lens composed of a spherical lens and a prism.
According to the seventh aspect of the present invention, in the stereoscopic image display device according to any one of the first to fifth aspects, each of the plurality of microlenses is an aspheric lens.
According to the eighth aspect of the present invention, in the stereoscopic video display device according to any one of the first to sixth aspects, the optical element is provided in the vicinity of the display surface.
According to the ninth aspect of the present invention, in the stereoscopic image display device according to the second aspect, the optical element is a diffractive optical element formed on the back surface of the plurality of microlenses.

本発明によれば、色モアレの発生を抑え、明瞭な三次元画像を観察することができる。   According to the present invention, generation of color moire can be suppressed and a clear three-dimensional image can be observed.

本発明の第１の実施の形態に係る立体映像表示装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the three-dimensional video display apparatus concerning the 1st Embodiment of this invention. 液晶パネル１１０の表示面を模式的に示す図である。3 is a diagram schematically showing a display surface of a liquid crystal panel 110. FIG. 液晶パネル１１０およびマイクロレンズアレイ１２０の斜視図である。2 is a perspective view of a liquid crystal panel 110 and a microlens array 120. FIG. 液晶パネル１１０とマイクロレンズアレイ１２０を側面から見た模式図である。It is the schematic diagram which looked at the liquid crystal panel 110 and the micro lens array 120 from the side. 液晶パネル１１０とマイクロレンズアレイ１２０を側面から見た模式図である。It is the schematic diagram which looked at the liquid crystal panel 110 and the micro lens array 120 from the side. 液晶パネル１１０とマイクロレンズアレイ１２０の模式図である。2 is a schematic diagram of a liquid crystal panel 110 and a microlens array 120. FIG.

（第１の実施の形態）
以下、図面を用いて本発明を適用したインテグラルフォトグラフィ方式の立体映像表示装置を説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る立体映像表示装置の構成を示すブロック図である。立体映像表示装置１００は、液晶パネル１１０と、液晶パネル１１０の表示面の前方に設置されたマイクロレンズアレイ１２０と、液晶パネル１１０の表示内容を制御する制御回路１３０とを備える。(First embodiment)
Hereinafter, an integral photography stereoscopic image display apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a stereoscopic video display apparatus according to the first embodiment of the present invention. The stereoscopic image display device 100 includes a liquid crystal panel 110, a microlens array 120 installed in front of the display surface of the liquid crystal panel 110, and a control circuit 130 that controls display contents of the liquid crystal panel 110.

図２は、液晶パネル１１０の表示面を模式的に示す図である。液晶パネル１１０の表示面にはカラーフィルタが配置され、カラーフィルタの後側には液晶層が配置されている。液晶層の後側に配置されたバックライトユニットが、液晶層に向けて光を照射すると、この光は液晶層およびカラーフィルタを通過して表示面から出射する。   FIG. 2 is a diagram schematically showing the display surface of the liquid crystal panel 110. A color filter is disposed on the display surface of the liquid crystal panel 110, and a liquid crystal layer is disposed on the rear side of the color filter. When the backlight unit disposed on the rear side of the liquid crystal layer irradiates light toward the liquid crystal layer, the light passes through the liquid crystal layer and the color filter and is emitted from the display surface.

液晶層は矩形形状を有する多数の小さな領域（サブピクセル）１１２、１１３、１１４に格子状に区切られている。これら多数のサブピクセル１１２〜１１４には不図示の透明電極が配置されている。制御回路１３０は、個々のサブピクセル１１２〜１１４ごとに、不図示の透明電極から液晶層に印加される電圧を制御することにより、これら多数のサブピクセル１１２〜１１４を通過する光量をそれぞれ独立に制御することができる。カラーフィルタには、これらのサブピクセル１１２〜１１４に対応するように、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の領域が規則的に多数設けられている。Ｒ、Ｇ、Ｂの３つのサブピクセル１１２〜１１４が１組となって１つのピクセル（表示画素）１１１を構成する。   The liquid crystal layer is divided into a plurality of small regions (subpixels) 112, 113, and 114 having a rectangular shape in a lattice pattern. A transparent electrode (not shown) is disposed in the large number of subpixels 112 to 114. The control circuit 130 controls the voltage applied to the liquid crystal layer from a transparent electrode (not shown) for each of the sub-pixels 112 to 114, thereby independently controlling the amount of light passing through the plurality of sub-pixels 112 to 114. Can be controlled. The color filter is regularly provided with a large number of three color regions of red (R), green (G), and blue (B) so as to correspond to these subpixels 112 to 114. Three sub-pixels 112 to 114 of R, G, and B constitute a set to constitute one pixel (display pixel) 111.

図３は、液晶パネル１１０およびマイクロレンズアレイ１２０の斜視図である。マイクロレンズアレイ１２０は、二次元状に配列された多数のマイクロレンズ１２１を有する。液晶パネル１１０は、マイクロレンズ１２１の焦点位置近傍に表示面が位置するように配置されている。また、図３では表示画素１１１を１つだけ図示しているが、実際には図２に示したように液晶パネル１１０の表示面には多数の表示画素１１１が配列されており、１つのマイクロレンズ１２１が被覆する表示面上の領域には、複数の表示画素１１１が存在している。   FIG. 3 is a perspective view of the liquid crystal panel 110 and the microlens array 120. The microlens array 120 has a large number of microlenses 121 arranged two-dimensionally. The liquid crystal panel 110 is arranged so that the display surface is positioned near the focal position of the microlens 121. 3 shows only one display pixel 111, actually, as shown in FIG. 2, a large number of display pixels 111 are arranged on the display surface of the liquid crystal panel 110. A plurality of display pixels 111 are present in a region on the display surface covered by the lens 121.

制御回路１３０は、液晶パネル１１０に、例えばマイクロレンズアレイ１２０を介して撮影した画像を表示させる。液晶パネル１１０に表示されたこの画像を、観察者がマイクロレンズアレイ１２０を介して観察すると、観察者は三次元の立体画像を視認することができる。このような三次元画像の閲覧方式は、インテグラルフォトグラフィ方式として周知である。   The control circuit 130 causes the liquid crystal panel 110 to display an image taken through the microlens array 120, for example. When an observer observes this image displayed on the liquid crystal panel 110 through the microlens array 120, the observer can visually recognize a three-dimensional stereoscopic image. Such a three-dimensional image browsing method is known as an integral photography method.

ところで、図２に示した液晶パネル１１０のように、規則的に配列されたサブピクセルを有する表示デバイスをインテグラルフォトグラフィ方式に利用すると、観察者からは明瞭な三次元画像を視認できないという問題がある。具体的には、赤、緑、青の３つの像が分離して見えたり、あるいは色モアレが乗った見づらい画像となる等の現象が発生する。   By the way, when a display device having regularly arranged subpixels such as the liquid crystal panel 110 shown in FIG. 2 is used in the integral photography system, a clear three-dimensional image cannot be visually recognized by an observer. There is. Specifically, such a phenomenon occurs that three images of red, green, and blue appear to be separated or become an image that is difficult to see with color moire.

通常、液晶パネル１１０の表示面に配列されたサブピクセル１１２〜１１４は、表示面を直接観察する際に、赤、緑、青の各色が混ざって視認されるよう、十分小さく形成される（例えば、１つのサブピクセルの幅を０．１ミリメートル未満に形成する）。これにより、３つのサブピクセル１１２〜１１４の組が、観察者からは、赤、緑、青の各色が混ざった１つの画素として視認される。他方、インテグラルフォトグラフィ方式の立体映像表示装置では、観察者はこのような表示面をマイクロレンズアレイ１２０（多数のマイクロレンズ１２１）により拡大して視認することになる。従って、各色が混ざらず分離して認識されてしまい、上述したように明瞭な三次元画像にならない。   Usually, the sub-pixels 112 to 114 arranged on the display surface of the liquid crystal panel 110 are formed sufficiently small so that red, green, and blue colors are visually recognized when the display surface is directly observed (for example, One subpixel is formed with a width of less than 0.1 millimeter). Thereby, a set of three subpixels 112 to 114 is visually recognized by the observer as one pixel in which each color of red, green, and blue is mixed. On the other hand, in the integral photography type stereoscopic image display device, an observer visually recognizes such a display surface by using the microlens array 120 (a large number of microlenses 121). Therefore, each color is recognized separately without being mixed, and as described above, a clear three-dimensional image is not obtained.

そこで本実施形態の立体映像表示装置１００では、マイクロレンズアレイ１２０の裏面（液晶パネル１１０の表示面に向き合う面）に、液晶パネル１１０の画素が有する赤、緑、青の３色のサブピクセルからの光束が、マイクロレンズ１２１を介して略同一の位置に結像されるよう、３色のサブピクセルからの光束を集光するプリズムを設けた。以下、このプリズムについて詳述する。   Therefore, in the stereoscopic image display device 100 according to the present embodiment, the back surface of the microlens array 120 (the surface facing the display surface of the liquid crystal panel 110) has three sub-pixels of red, green, and blue that the pixels of the liquid crystal panel 110 have. The prisms for collecting the light beams from the sub-pixels of the three colors are provided so that the two light beams are imaged at substantially the same position via the microlens 121. Hereinafter, this prism will be described in detail.

図４は、液晶パネル１１０とマイクロレンズアレイ１２０を側面から見た模式図である。以下の説明において、マイクロレンズアレイ１２０の液晶パネル１１０に相対する面を裏面と呼び、裏面と反対の、観察者が視認する面を表面と呼ぶ。   FIG. 4 is a schematic view of the liquid crystal panel 110 and the microlens array 120 as viewed from the side. In the following description, the surface of the microlens array 120 facing the liquid crystal panel 110 is referred to as the back surface, and the surface opposite to the back surface that is viewed by the observer is referred to as the front surface.

マイクロレンズアレイ１２０の表面には、多数のマイクロレンズ１２１が配置されており、これらのマイクロレンズ１２１の裏面には、それぞれプリズム１２２が形成されている。このプリズム１２２は、液晶パネル１１０の表示面に存在する特定の表示画素１１１について、その表示画素１１１を構成する赤のサブピクセル１１２からの光束と、緑のサブピクセル１１３からの光束と、青のサブピクセル１１４からの光束が、観察者側において略同一の位置に結像されるように、これら３色のサブピクセルからの光束を波長域ごとに異なる方向に分光する（一箇所に集光する）ように構成されている。つまり、観察者から見ると、１つの表示画素１１１を構成する赤のサブピクセル１１２と、緑のサブピクセル１１３と、青のサブピクセル１１４が、当該表示画素１１１に対応する位置に重なり合って存在するように見える。換言すれば、赤、緑、青の各色が混ざり合って見える。   A large number of microlenses 121 are arranged on the surface of the microlens array 120, and prisms 122 are formed on the back surfaces of these microlenses 121. This prism 122 is for a specific display pixel 111 existing on the display surface of the liquid crystal panel 110, the light beam from the red sub-pixel 112, the light beam from the green sub-pixel 113, and the blue light beam constituting the display pixel 111. The light beams from these three color sub-pixels are dispersed in different directions for each wavelength region so that the light beams from the sub-pixels 114 are imaged at substantially the same position on the viewer side (condensed in one place). ) Is configured as follows. That is, when viewed from the observer, the red sub-pixel 112, the green sub-pixel 113, and the blue sub-pixel 114 that constitute one display pixel 111 overlap each other at a position corresponding to the display pixel 111. looks like. In other words, red, green and blue colors appear to be mixed.

このように、マイクロレンズアレイ１２０の裏面にプリズム１２２を構成することで、赤、緑、青の３つの像が分離して見えたり、あるいは色モアレが乗った見づらい画像となったりする現象を回避することができ、明瞭な三次元画像を得ることができる。   In this way, by configuring the prism 122 on the back surface of the microlens array 120, it is possible to avoid a phenomenon in which three images of red, green, and blue appear to be separated or become difficult to see with color moire. And a clear three-dimensional image can be obtained.

上述した第１の実施の形態による立体映像表示装置によれば、次の作用効果が得られる。
（１）インテグラルフォトグラフィ方式の立体映像表示装置１００は、それぞれが複数の色のサブピクセル１１２〜１１４を有する複数の表示画素１１１を表示面上に二次元状に配列した液晶パネル１１０と、表示面と並行に且つ表示面の前方に二次元状に配列された複数のマイクロレンズ１２１を有するマイクロレンズアレイ１２０とを備える。ここで、複数の表示画素１１１の各々について、当該表示画素１１１が有する複数の色のサブピクセル１１２〜１１４からの光束が、複数のマイクロレンズ１２１を介して略同一の位置に結像されるよう、複数の色のサブピクセル１１２〜１１４からの光束を集光するプリズム１２２を表示面の前方に設けた。このようにしたので、色モアレの発生を抑え、明瞭な三次元画像を観察することができる。According to the stereoscopic image display apparatus according to the first embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
(1) The integral photography type stereoscopic image display device 100 includes a liquid crystal panel 110 in which a plurality of display pixels 111 each having a plurality of subpixels 112 to 114 are two-dimensionally arranged on a display surface; A microlens array 120 having a plurality of microlenses 121 arranged two-dimensionally in parallel with the display surface and in front of the display surface. Here, for each of the plurality of display pixels 111, the light beams from the plurality of sub-pixels 112 to 114 of the display pixel 111 are imaged at substantially the same position via the plurality of microlenses 121. A prism 122 that collects light beams from the sub-pixels 112 to 114 of a plurality of colors is provided in front of the display surface. Since it did in this way, generation | occurrence | production of a color moire can be suppressed and a clear three-dimensional image can be observed.

（２）プリズム１２２は、マイクロレンズアレイ１２０の裏面に、複数のマイクロレンズ１２１と一体に形成される。このようにしたので、プリズム１２２とマイクロレンズ１２１を別々に形成する場合に比べ、アライメントの調整等を行う必要が無く、製作コストを低減することができる。 (2) The prism 122 is formed integrally with the plurality of microlenses 121 on the back surface of the microlens array 120. Since it did in this way, compared with the case where the prism 122 and the micro lens 121 are formed separately, it is not necessary to adjust alignment etc., and can reduce manufacturing cost.

（３）プリズム１２２は、液晶パネル１１０の表示面の近傍に設けられる。このようにしたので、プリズム１２２を小型化することが可能になる。 (3) The prism 122 is provided in the vicinity of the display surface of the liquid crystal panel 110. Since it did in this way, the prism 122 can be reduced in size.

（第２の実施の形態）
以下、図面を用いて、本発明の第２の実施の形態である立体映像表示装置について説明する。なお、第１の実施の形態と同一の箇所には第１の実施の形態と同一の符号を付し、説明を省略する。(Second Embodiment)
Hereinafter, a stereoscopic video display apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol as 1st Embodiment is attached | subjected to the same location as 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted.

図５は、液晶パネル１１０とマイクロレンズアレイ１２０を側面から見た模式図である。本実施形態のマイクロレンズアレイ１２０は、裏面にプリズム１２２が形成されておらず、その代わりに、表面に偏心させたマイクロレンズ１２３を配置している。このように、マイクロレンズ１２３を偏心させることで、マイクロレンズ１２３の材質の色分散により色収差が発生し、第１の実施の形態におけるプリズム１２２と同様に、サブピクセル１１２〜１１４からの光束が一箇所に集光される。つまり、観察者からは、赤、緑、青の各色が混ざり合って見える。   FIG. 5 is a schematic view of the liquid crystal panel 110 and the microlens array 120 as viewed from the side. In the microlens array 120 of the present embodiment, the prism 122 is not formed on the back surface, and instead the microlens 123 that is decentered on the front surface is disposed. As described above, by decentering the microlens 123, chromatic aberration is generated due to chromatic dispersion of the material of the microlens 123, and similarly to the prism 122 in the first embodiment, the light beams from the subpixels 112 to 114 are unified. Focused on the spot. In other words, the observer sees red, green, and blue colors mixed together.

上述した第２の実施の形態による立体映像表示装置によれば、次の作用効果が得られる。
（１）複数の表示画素１１１の各々について、当該表示画素１１１が有する複数の色のサブピクセル１１２〜１１４からの光束が、複数のマイクロレンズ１２１を介して略同一の位置に結像されるよう、複数の色のサブピクセル１１２〜１１４からの光束を集光させる、各々が偏心配置された複数のマイクロレンズ１２３を設けた。このようにしたので、マイクロレンズアレイ１２０の加工が容易になる。According to the stereoscopic image display apparatus according to the second embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
(1) For each of the plurality of display pixels 111, the light beams from the sub-pixels 112 to 114 of the plurality of colors included in the display pixel 111 are imaged at substantially the same position via the plurality of microlenses 121. A plurality of microlenses 123 are provided that collect light beams from the subpixels 112 to 114 of a plurality of colors and are arranged eccentrically. Since it did in this way, the process of the micro lens array 120 becomes easy.

（第３の実施の形態）
以下、図面を用いて、本発明の第３の実施の形態である立体映像表示装置について説明する。なお、第１の実施の形態と同一の箇所には第１の実施の形態と同一の符号を付し、説明を省略する。(Third embodiment)
Hereinafter, a stereoscopic image display apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol as 1st Embodiment is attached | subjected to the same location as 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted.

図６（ａ）は、液晶パネル１１０とマイクロレンズアレイ１２０を側面から見た模式図である。本実施形態のマイクロレンズアレイ１２０は、第２の実施の形態と同様に、裏面にプリズム１２２が形成されていない。また、マイクロレンズアレイ１２０の表面には、図５に示したマイクロレンズ１２３と略同等の光学特性を有するフレネルレンズ１２４を配置している。図６（ｂ）は、マイクロレンズアレイ１２０の表面を観察者側から見た模式図であり、フレネルレンズ１２４が配列されている様子を示している。   FIG. 6A is a schematic view of the liquid crystal panel 110 and the microlens array 120 as viewed from the side. In the microlens array 120 of this embodiment, the prism 122 is not formed on the back surface as in the second embodiment. Further, on the surface of the microlens array 120, a Fresnel lens 124 having substantially the same optical characteristics as the microlens 123 shown in FIG. FIG. 6B is a schematic view of the surface of the microlens array 120 viewed from the observer side, and shows a state in which the Fresnel lenses 124 are arranged.

上述した第３の実施の形態による立体映像表示装置によれば、次の作用効果が得られる。
（１）複数の表示画素１１１の各々について、当該表示画素１１１が有する複数の色のサブピクセル１１２〜１１４の像が、複数のマイクロレンズ１２１を介して略同一の位置に結像されるよう、複数の色のサブピクセル１１２〜１１４からの光束を集光させる、各々が偏心配置された複数のマイクロレンズであるフレネルレンズ１２４を設けた。このようにしたので、マイクロレンズアレイ１２０を薄型化することができる。According to the stereoscopic image display apparatus according to the third embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
(1) For each of the plurality of display pixels 111, the images of the sub-pixels 112 to 114 of the plurality of colors included in the display pixel 111 are formed at substantially the same position via the plurality of microlenses 121. A Fresnel lens 124, which is a plurality of microlenses that are eccentrically arranged, is provided to collect light beams from the subpixels 112 to 114 of a plurality of colors. Since it did in this way, the microlens array 120 can be reduced in thickness.

次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。   The following modifications are also within the scope of the present invention, and one or a plurality of modifications can be combined with the above-described embodiment.

（変形例１）
第３の実施の形態において、マイクロレンズアレイ１２０の表面に形成される複数のマイクロレンズの各々を、球面レンズとプリズムとの合成非球面のフレネルレンズとしてもよい。また、第１および第２の実施の形態において、マイクロレンズアレイ１２０の表面に形成される複数のマイクロレンズの各々を、非球面レンズとすることもできる。(Modification 1)
In the third embodiment, each of the plurality of microlenses formed on the surface of the microlens array 120 may be a synthetic aspheric Fresnel lens composed of a spherical lens and a prism. In the first and second embodiments, each of the plurality of microlenses formed on the surface of the microlens array 120 may be an aspheric lens.

（変形例２）
第１の実施の形態において、プリズム１２２とマイクロレンズアレイ１２０とを分離してもよい。例えば、液晶パネル１１０の表示面上にプリズム１２２を形成してもよい。また、個々のプリズム１２２の大きさは、必ずしも個々のマイクロレンズ１２１に対応する大きさでなくてもよい。例えば、１つのプリズム１２２を１つのマイクロレンズ１２１より大きくしてもよい。(Modification 2)
In the first embodiment, the prism 122 and the microlens array 120 may be separated. For example, the prism 122 may be formed on the display surface of the liquid crystal panel 110. The size of each prism 122 does not necessarily have to correspond to each microlens 121. For example, one prism 122 may be larger than one microlens 121.

（変形例３）
上述した各実施形態では、表示デバイスを液晶パネル１１０としていた。本発明はこのような実施形態に限定されない。例えば有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）を利用した表示デバイスなど、１つのピクセルが複数の色のサブピクセルから構成される表示デバイスであれば、どのような表示デバイスを用いる立体映像表示装置にも本発明を適用することができる。また、複数のサブピクセルの配列、形状、数量、および色は、図２に示すものに限定されず、これ以外の配列（例えばデルタ配列など）、形状（例えばハニカム状など）、数量（例えば４つ、５つなど）、色（例えば赤、緑、青、黄の４色など）により構成されたサブピクセルを有する表示デバイスに本発明を適用することも可能である。(Modification 3)
In each embodiment described above, the display device is the liquid crystal panel 110. The present invention is not limited to such an embodiment. The present invention is applicable to a stereoscopic image display apparatus using any display device as long as it is a display device in which one pixel is composed of sub-pixels of a plurality of colors, such as a display device using organic electroluminescence (organic EL). Can be applied. In addition, the arrangement, shape, quantity, and color of the plurality of subpixels are not limited to those shown in FIG. 2, but other arrangements (for example, delta arrangement), shapes (for example, honeycomb-like), quantities (for example, 4) It is also possible to apply the present invention to a display device having sub-pixels configured by colors (for example, four colors of red, green, blue, and yellow).

（変形例４）
上述した各実施の形態において、マイクロレンズアレイ１２０の表面と裏面とを入れ替えてもよい。例えば図４において、液晶パネル１１０の表示面に対向する面にマイクロレンズ１２１を配列し、観察者に対向する面にプリズム１２２を配列してもよい。図５、図６についても同様に、マイクロレンズアレイ１２０の表面と裏面とを逆にしてもよい。(Modification 4)
In each of the above-described embodiments, the front and back surfaces of the microlens array 120 may be interchanged. For example, in FIG. 4, the microlens 121 may be arranged on the surface facing the display surface of the liquid crystal panel 110, and the prism 122 may be arranged on the surface facing the observer. Similarly in FIGS. 5 and 6, the front and back surfaces of the microlens array 120 may be reversed.

（変形例５）
上述した各実施の形態においてはプリズムにより混色を行っていたが、プリズムの代わりに適切に設計した回折光学素子を配置して混色を行う方式としてもよい。(Modification 5)
In each of the above-described embodiments, the color mixture is performed by the prism. However, it is also possible to employ a method of performing color mixing by arranging an appropriately designed diffractive optical element instead of the prism.

本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。   As long as the characteristics of the present invention are not impaired, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and other forms conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included in the scope of the present invention. .

次の優先権基礎出願の開示内容は引用文としてここに組み込まれる。
日本国特許出願２０１２年第１１１５８１号（２０１２年５月１５日出願）The disclosure of the following priority application is hereby incorporated by reference.
Japanese Patent Application 2012-111581 (filed on May 15, 2012)

１００…立体映像表示装置、１１０…液晶パネル、１１１…ピクセル（表示画素）、１１２、１１３、１１４…サブピクセル、１２０…マイクロレンズアレイ、１２１、１２３…マイクロレンズ、１２２…プリズム、１２４…フレネルレンズ DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Three-dimensional image display apparatus, 110 ... Liquid crystal panel, 111 ... Pixel (display pixel), 112, 113, 114 ... Sub pixel, 120 ... Micro lens array, 121, 123 ... Micro lens, 122 ... Prism, 124 ... Fresnel lens

Claims (8)

複数の色の副画素を有する複数の表示画素を二次元状に配列した表示素子と、
前記表示素子の前方に設けられた複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイと、
前記複数の色の副画素からの光束の進行方向を変えて前記マイクロレンズを介して略同一の位置に結像する光学素子と、
を備える立体映像表示装置。A display element in which a plurality of display pixels having sub-pixels of a plurality of colors are arranged two-dimensionally;
A microlens array having a plurality of microlenses provided in front of the display element;
An optical element that forms an image at substantially the same position through the microlens by changing the traveling direction of light beams from the sub-pixels of the plurality of colors;
A stereoscopic image display device comprising: 請求項１に記載の立体映像表示装置において、
前記光学素子は、前記複数のマイクロレンズと一体に形成される立体映像表示装置。The stereoscopic image display apparatus according to claim 1,
The optical element is a stereoscopic image display device formed integrally with the plurality of microlenses. 請求項２に記載の立体映像表示装置において、
前記光学素子は、前記複数のマイクロレンズの裏面に形成された複数のプリズムである立体映像表示装置。The stereoscopic image display device according to claim 2,
The stereoscopic image display device, wherein the optical element is a plurality of prisms formed on a back surface of the plurality of microlenses. 請求項２に記載の立体映像表示装置において、
前記光学素子は、各々が偏心配置された前記複数のマイクロレンズである立体映像表示装置。The stereoscopic image display device according to claim 2,
The three-dimensional image display device, wherein each of the optical elements is the plurality of microlenses arranged eccentrically. 請求項２に記載の立体映像表示装置において、
前記光学素子は、各々が偏心配置された前記複数のマイクロレンズであり、
前記複数のマイクロレンズの各々は、フレネルレンズである立体映像表示装置。The stereoscopic image display device according to claim 2,
The optical element is the plurality of microlenses each eccentrically arranged,
Each of the plurality of microlenses is a stereoscopic image display device that is a Fresnel lens. 請求項５に記載の立体映像表示装置において、
前記複数のマイクロレンズの各々は、球面レンズとプリズムとの合成非球面のフレネルレンズである立体映像表示装置。The stereoscopic video display device according to claim 5,
Each of the plurality of microlenses is a stereoscopic image display device which is a synthetic aspheric Fresnel lens composed of a spherical lens and a prism. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の立体映像表示装置において、
前記複数のマイクロレンズの各々は、非球面レンズである立体映像表示装置。In the three-dimensional image display apparatus as described in any one of Claims 1-5,
Each of the plurality of microlenses is a stereoscopic image display device which is an aspheric lens. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の立体映像表示装置において、
前記光学素子を前記表示面の近傍に設けた立体映像表示装置。In the three-dimensional image display apparatus as described in any one of Claims 1-6,
A stereoscopic image display apparatus in which the optical element is provided in the vicinity of the display surface.
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