本発明は、立体表示装置に関する。 The present invention relates to a stereoscopic display device.
近年、レンチキュラーレンズを利用して、左目と右目とに異なる画像を見せることで立体視をさせる立体表示装置が開発されている。良好な表示特性を得るために、画素配置およびレンズ配置をどのようにするかは重要な項目の一つである。 In recent years, a stereoscopic display device has been developed that uses a lenticular lens to display stereoscopic images by showing different images to the left eye and the right eye. In order to obtain good display characteristics, how to arrange the pixel arrangement and the lens arrangement is one of the important items.
画素配置およびレンズ配置として、立体画像の単位画素の全体にまたがるレンズを斜めに配置する方式が知られている。例えば、特開２００８−２２８１９９号公報（特許文献１）には、縦ストライプ配列された３サブ画素からなる画素がマトリクス状に配列された表示部と、光線制御素子とを具備する立体表示装置が記載されている。同文献によれば、光線制御素子は、表示部に対向して画素列方向に対して角度ａｔａｎ（１／ｎ）（ｎ＝４或いは５）傾いた方向に延出され、直線状光学的開口部が略水平方向に配列される。 As a pixel arrangement and a lens arrangement, a system is known in which lenses that cover the entire unit pixel of a stereoscopic image are arranged obliquely. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-228199 (Patent Document 1) discloses a stereoscopic display device including a display unit in which pixels composed of three sub-pixels arranged in a vertical stripe are arranged in a matrix and a light beam control element. Have been described. According to this document, the light beam control element extends in a direction inclined at an angle atan (1 / n) (n = 4 or 5) with respect to the pixel column direction so as to face the display unit, and has a linear optical aperture. The parts are arranged in a substantially horizontal direction.
また、Ｈｙｕｎｇ−ｋｉ Ｈｏｎｇ、他４名、「ＳＩＤ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｄｉｇｅｓｔ」（米国）、２００８年、第３９号、ｐ．３４８−３５１（非特許文献１）には、上記と異なるレンズの構成が提案されている。 Also, Hyung-ki Hong, et al., “SID Symposium Digest” (USA), 2008, No. 39, p. In 348-351 (Non-Patent Document 1), a lens configuration different from the above is proposed.
しかしながら、立体画像の単位画素の全体にまたがるレンズを形成すると、レンズピッチが大きくなるという問題がある。レンズピッチが大きくなると、レンズの厚さも増加し、薄型化に不向きである。また、材料費も高くなる。さらに、レンズピッチが大きくなると、モアレの発生が強くなる。画面を大型化したり、視点数を増やしたりすることによって、これらのデメリットはより顕著になる。 However, when a lens that covers the entire unit pixel of a stereoscopic image is formed, there is a problem that the lens pitch increases. As the lens pitch increases, the thickness of the lens also increases, making it unsuitable for thinning. In addition, material costs are high. Furthermore, the generation of moire increases as the lens pitch increases. These disadvantages become more prominent by increasing the screen size or increasing the number of viewpoints.
また、「ＳＩＤ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｄｉｇｅｓｔ」で提案されているレンズの構造は、立体画像の単位画素における、同一視点の画素が空間的に離れてしまい、表示特性が低下するという問題がある。 In addition, the lens structure proposed in “SID Symposium Digest” has a problem that the pixels of the same viewpoint in the unit pixel of the stereoscopic image are spatially separated, and the display characteristics are deteriorated.
本発明の目的は、モアレの発生を抑えた立体表示装置の構成を得ることである。 An object of the present invention is to obtain a configuration of a stereoscopic display device in which generation of moire is suppressed.
ここに開示する立体表示装置は、第１方向および前記第１方向と直交する第２方向に沿ってマトリクス状に配置されたサブピクセル群を含む表示装置と、前記表示装置に重ねて配置され、前記表示装置から出射される光線を制御する光線制御素子と、前記表示装置を制御する制御部とを備える。前記制御部は、Ｎ視点（Ｎは２以上の整数）の画像を含む画像を前記画像表示装置に表示させ、前記光線制御素子は、前記第１方向とａｒｃｔａｎ（１／３）をなす方向に沿って所定の周期で光学的特性が変化しており、前記所定の周期は、前記サブピクセル群の前記第１方向のピッチのＮ／２倍以下である。 The stereoscopic display device disclosed herein is disposed so as to overlap the display device including a display device including a subpixel group arranged in a matrix along a first direction and a second direction orthogonal to the first direction, A light beam control element that controls a light beam emitted from the display device and a control unit that controls the display device. The control unit displays an image including an image of N viewpoints (N is an integer of 2 or more) on the image display device, and the light beam control element is in a direction that forms arctan (1/3) with the first direction. The optical characteristics change along a predetermined period along the predetermined period, and the predetermined period is not more than N / 2 times the pitch of the sub-pixel group in the first direction.
本発明によれば、モアレの発生を抑えた立体表示装置の構成が得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain a configuration of a stereoscopic display device in which generation of moire is suppressed.
本発明の一実施形態にかかる立体表示装置は、第１方向および前記第１方向と直交する第２方向に沿ってマトリクス状に配置されたサブピクセル群を含む表示装置と、前記表示装置に重ねて配置され、前記表示装置から出射される光線を制御する光線制御素子と、前記表示装置を制御する制御部とを備える。前記制御部は、Ｎ視点（Ｎは２以上の整数）の画像を含む画像を前記画像表示装置に表示させ、前記光線制御素子は、前記第１方向とａｒｃｔａｎ（１／３）をなす方向に沿って所定の周期で光学的特性が変化しており、前記所定の周期は、前記サブピクセル群の前記第１方向のピッチのＮ／２倍以下である（第１の構成）。 A stereoscopic display device according to an embodiment of the present invention includes a display device including subpixel groups arranged in a matrix along a first direction and a second direction orthogonal to the first direction, and the display device overlaps the display device. And a light beam control element that controls a light beam emitted from the display device, and a control unit that controls the display device. The control unit displays an image including an image of N viewpoints (N is an integer of 2 or more) on the image display device, and the light beam control element is in a direction that forms arctan (1/3) with the first direction. The optical characteristics change along a predetermined period along the predetermined period, and the predetermined period is not more than N / 2 times the pitch of the sub-pixel group in the first direction (first configuration).
上記の構成によれば、光線制御素子の光学的特性が変化する周期は、サブピクセル群の第１方向のピッチのＮ／２倍以下である。そのため、立体画像の単位画素と同じ周期で光線制御素子の光学的特性を変化させる場合と比較して、モアレの発生を抑えることができる。また、光線制御素子の光学的特性を、第１方向とａｒｃｔａｎ（１／３）をなす方向に沿って変化させる。これによって、立体画像の単位画素における、同一視点の画素を近接させることができる。 According to said structure, the period when the optical characteristic of a light-control element changes is N / 2 times or less of the pitch of the 1st direction of a subpixel group. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of moire compared to the case where the optical characteristics of the light beam control element are changed at the same cycle as the unit pixel of the stereoscopic image. Further, the optical characteristic of the light beam control element is changed along a direction that forms arctan (1/3) with the first direction. As a result, the pixels of the same viewpoint in the unit pixel of the stereoscopic image can be brought close to each other.
上記第１の構成において、前記制御部は、立体画像の単位画素の１視点を、前記サブピクセル群の斜め方向に隣接する一連のサブピクセルに表示させることが好ましい（第２の構成）。 In the first configuration, it is preferable that the control unit displays one viewpoint of the unit pixel of the stereoscopic image on a series of subpixels adjacent in the oblique direction of the subpixel group (second configuration).
上記の構成によれば、同一視点の画素が近接して配置される。これによって、３次元表示の際のボケが改善される。また、立体画像における隣接する画素との混色が抑えられる。そのため、表示特性が向上する。 According to said structure, the pixel of the same viewpoint is arrange | positioned closely. As a result, blurring during three-dimensional display is improved. Further, color mixing with adjacent pixels in the stereoscopic image is suppressed. Therefore, display characteristics are improved.
上記第１または第２の構成において、前記光線制御素子は、レンチキュラーレンズであっても良い（第３の構成）。 In the first or second configuration, the light beam control element may be a lenticular lens (third configuration).
上記第３の構成において、前記光線制御素子は、電気的にレンズ機能を制御できる液晶レンズであることが好ましい（第４の構成）。 In the third configuration, the light beam control element is preferably a liquid crystal lens that can electrically control the lens function (fourth configuration).
上記の構成によれば、２次元表示と３次元表示とを切り替えることができる。 According to the above configuration, it is possible to switch between two-dimensional display and three-dimensional display.
上記第１または第２の構成において、前記光線制御素子は、視差バリアであっても良い（第５の構成）。 In the first or second configuration, the light beam control element may be a parallax barrier (fifth configuration).
上記第１〜第５のいずれかの構成において、前記表示装置は、液晶表示装置であっても良い（第６の構成）。 In any one of the first to fifth configurations, the display device may be a liquid crystal display device (sixth configuration).
［実施の形態］
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化されて示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。また、各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。[Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated. In addition, in order to make the explanation easy to understand, in the drawings referred to below, the configuration is shown in a simplified or schematic manner, or some components are omitted. Further, the dimensional ratio between the constituent members shown in each drawing does not necessarily indicate an actual dimensional ratio.
[全体の構成]
図１は、本発明の一実施形態にかかる立体表示装置１の概略構成を示す分解斜視図である。立体表示装置１は、液晶レンズ１１、位相差板１２、スペーサ１３、液晶ディスプレイ１４、およびバックライト１５を備えている。[Overall configuration]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of a stereoscopic display device 1 according to an embodiment of the present invention. The stereoscopic display device 1 includes a liquid crystal lens 11, a phase difference plate 12, a spacer 13, a liquid crystal display 14, and a backlight 15.
液晶レンズ１１および液晶ディスプレイ１４は、ともに平面視において概略矩形の板状形状であり、主面（最も面積の大きい面）の大きさが、互いに略等しく形成されている。 Both the liquid crystal lens 11 and the liquid crystal display 14 have a substantially rectangular plate shape in plan view, and the sizes of the main surfaces (surfaces having the largest area) are substantially equal to each other.
液晶ディスプレイ１４は、画像を表示する表示領域Ｄ１と、配線などが配置される非表示領域Ｐ１とを有している。図１では、非表示領域Ｐ１は、表示領域Ｄ１を囲って額縁状に形成されているが、非表示領域Ｐ１の配置はこれに限定されない。液晶レンズ１１は、表示領域Ｄ１に概略対応する表示領域Ｄと、非表示領域Ｐ１に概略対応する非表示領域Ｐとを有している。 The liquid crystal display 14 has a display area D1 for displaying an image and a non-display area P1 in which wiring and the like are arranged. In FIG. 1, the non-display area P1 is formed in a frame shape surrounding the display area D1, but the arrangement of the non-display area P1 is not limited to this. The liquid crystal lens 11 has a display area D that roughly corresponds to the display area D1, and a non-display area P that roughly corresponds to the non-display area P1.
液晶レンズ１１は、詳しい構成は後述するが、一対の基板と、これに挟持された液晶層とを備えている。液晶レンズ１１は、液晶層内の液晶分子の配向を変化させることで、液晶層を通る光の挙動を変化させる。 The liquid crystal lens 11 includes a pair of substrates and a liquid crystal layer sandwiched between the substrates, although a detailed configuration will be described later. The liquid crystal lens 11 changes the behavior of light passing through the liquid crystal layer by changing the orientation of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer.
液晶レンズ１１の背面には、位相差板１２が配置されている。位相差板１２は、液晶ディスプレイ１４から出射される光の偏光方向を調整する。なお、液晶ディスプレイ１４から出射される光の偏光方向によっては、位相差板１２はなくても良い。 A phase difference plate 12 is disposed on the back surface of the liquid crystal lens 11. The phase difference plate 12 adjusts the polarization direction of light emitted from the liquid crystal display 14. The phase difference plate 12 may not be provided depending on the polarization direction of the light emitted from the liquid crystal display 14.
位相差板１２の背面には、スペーサ１３を介して、液晶ディスプレイ１４が配置されている。液晶ディスプレイ１４は、アクティブマトリクス基板と、これに対向して配置されたカラーフィルタ基板と、両基板に挟持された液晶層とを備えている。アクティブマトリクス基板には、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）と画素電極とがマトリクス状に形成されている。液晶ディスプレイ１４は、ＴＦＴを制御することによって、任意の画素電極上の、液晶層内の液晶分子の配向を変化させる。これによって、液晶ディスプレイ１４は、任意の画像を表示することができる。 A liquid crystal display 14 is disposed on the back surface of the phase difference plate 12 via a spacer 13. The liquid crystal display 14 includes an active matrix substrate, a color filter substrate disposed to face the active matrix substrate, and a liquid crystal layer sandwiched between the substrates. On the active matrix substrate, TFTs (Thin Film Transistors) and pixel electrodes are formed in a matrix. The liquid crystal display 14 changes the orientation of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer on an arbitrary pixel electrode by controlling the TFT. Thereby, the liquid crystal display 14 can display an arbitrary image.
液晶ディスプレイ１４の背面には、バックライト１５が配置されている。バックライト１５は、液晶ディスプレイ１４に光を照射する。 A backlight 15 is disposed on the back surface of the liquid crystal display 14. The backlight 15 irradiates the liquid crystal display 14 with light.
立体表示装置１は、液晶レンズ１１と、液晶ディスプレイ１４とを連動して制御することによって、２次元表示モードと３次元表示モードとを切り替える。 The stereoscopic display device 1 switches between the two-dimensional display mode and the three-dimensional display mode by controlling the liquid crystal lens 11 and the liquid crystal display 14 in conjunction with each other.
図２は、立体表示装置１の機能的構成を示す機能ブロック図である。立体表示装置１は、上述した構成に加えて、制御部１６、ディスプレイ駆動部１７、およびレンズ駆動部１８をさらに備えている。制御部１６は、ディスプレイ駆動部１７を介して液晶ディスプレイ１４を駆動し、レンズ駆動部１８を介して液晶レンズ１１を駆動する。 FIG. 2 is a functional block diagram showing a functional configuration of the stereoscopic display device 1. The stereoscopic display device 1 further includes a control unit 16, a display driving unit 17, and a lens driving unit 18 in addition to the above-described configuration. The control unit 16 drives the liquid crystal display 14 via the display driving unit 17 and drives the liquid crystal lens 11 via the lens driving unit 18.
制御部１６、ディスプレイ駆動部１７、およびレンズ駆動部１８は例えば、液晶レンズ１１の非表示領域Ｐ、または液晶ディスプレイ１４の非表示領域Ｐ１に配置される。制御部１６、ディスプレイ駆動部１７、およびレンズ駆動部１８は、半導体プロセスによって、これらの基板にモノリシックに形成することができる。また、制御部１６、ディスプレイ駆動部１７、およびレンズ駆動部１８の全部また一部を、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）技術によって、これらの基板に実装することもできる。制御部１６、ディスプレイ駆動部１７、およびレンズ駆動部１８は、液晶レンズ１１および液晶ディスプレイ１４以外に配置されても良い。この場合、制御部１６、ディスプレイ駆動部１７、およびレンズ駆動部１８は例えば、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を介して、これらの基板に接続される。 For example, the control unit 16, the display driving unit 17, and the lens driving unit 18 are arranged in the non-display area P of the liquid crystal lens 11 or the non-display area P 1 of the liquid crystal display 14. The control unit 16, the display driving unit 17, and the lens driving unit 18 can be monolithically formed on these substrates by a semiconductor process. Further, all or part of the control unit 16, the display driving unit 17, and the lens driving unit 18 can be mounted on these substrates by COG (Chip On Glass) technology. The control unit 16, the display driving unit 17, and the lens driving unit 18 may be arranged other than the liquid crystal lens 11 and the liquid crystal display 14. In this case, the control unit 16, the display drive unit 17, and the lens drive unit 18 are connected to these substrates via, for example, an FPC (Flexible Printed Circuit).
制御部１６には、外部から映像信号Ｖｉｎが供給される。映像信号Ｖｉｎは、通常の映像信号、またはＮ視点（Ｎは２以上の整数）の画像を含む映像信号である。Ｎ視点の画像を含む映像信号は、換言すれば、Ｎ方向から撮影された画像を含む映像信号である。 The control unit 16 is supplied with a video signal Vin from the outside. The video signal Vin is a normal video signal or a video signal including an image of N viewpoints (N is an integer of 2 or more). In other words, the video signal including the N viewpoint images is a video signal including an image taken from the N direction.
制御部１６にはまた、外部から２次元／３次元切替信号Ｓｇが供給される。制御部１６は、２次元／３次元切替信号Ｓｇに基づいて、２次元表示モードと３次元表示モードとを切り替える。２次元／３次元切替信号Ｓｇは、例えばユーザが手動で立体表示装置１に入力する構成としても良い。あるいは、制御部１６は、２次元／３次元切替信号Ｓｇによらず、映像信号Ｖｉｎを識別して自動的に２次元表示モードと３次元表示モードとを切り替える構成としても良い。 The control unit 16 is also supplied with a 2D / 3D switching signal Sg from the outside. The controller 16 switches between the 2D display mode and the 3D display mode based on the 2D / 3D switching signal Sg. The two-dimensional / three-dimensional switching signal Sg may be configured to be manually input to the stereoscopic display device 1 by the user, for example. Alternatively, the control unit 16 may be configured to identify the video signal Vin and automatically switch between the two-dimensional display mode and the three-dimensional display mode without using the two-dimensional / 3-dimensional switching signal Sg.
２次元表示モードでは、制御部１６は、映像信号Ｖｉｎから、２次元表示用の映像信号Ｖｏｕｔを生成する。２次元表示用の映像信号Ｖｏｕｔは、映像信号Ｖｉｎそのままであっても良く、映像信号Ｖｉｎに信号処理をしたものであっても良い。映像信号Ｖｏｕｔは、ディスプレイ駆動部１７に供給される。ディスプレイ駆動部１７は、映像信号Ｖｏｕｔに基づいた画像を液晶ディスプレイ１４に表示させる。ディスプレイ駆動部１７は、例えばソースドライバおよびゲートドライバである。 In the two-dimensional display mode, the control unit 16 generates a video signal Vout for two-dimensional display from the video signal Vin. The video signal Vout for two-dimensional display may be the video signal Vin as it is or may be obtained by performing signal processing on the video signal Vin. The video signal Vout is supplied to the display driving unit 17. The display driving unit 17 causes the liquid crystal display 14 to display an image based on the video signal Vout. The display driver 17 is, for example, a source driver and a gate driver.
制御部１６は、レンズ駆動部１８を介して、液晶レンズ１１の液晶層内の液晶分子を一様に配向させる。これによって、液晶レンズ１１を通る光は、殆どそのまま進行する。したがって、立体表示装置１には、通常の２次元画像が表示される。 The control unit 16 uniformly aligns the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer of the liquid crystal lens 11 via the lens driving unit 18. Thereby, the light passing through the liquid crystal lens 11 travels almost as it is. Therefore, a normal two-dimensional image is displayed on the stereoscopic display device 1.
３次元表示モードでは、制御部１６は、映像信号Ｖｉｎから、３次元表示用の映像信号Ｖｏｕｔを生成する。３次元表示用の映像信号Ｖｏｕｔは、映像信号Ｖｉｎに含まれるＮ視点の画像が、液晶ディスプレイ１４に規則的に並んで配置されるように生成される。映像信号Ｖｏｕｔは、ディスプレイ駆動部１７に供給される。ディスプレイ駆動部１７は、映像信号Ｖｏｕｔに基づいた画像を液晶ディスプレイ１４に表示させる。 In the 3D display mode, the control unit 16 generates a video signal Vout for 3D display from the video signal Vin. The video signal Vout for 3D display is generated so that images of N viewpoints included in the video signal Vin are regularly arranged on the liquid crystal display 14. The video signal Vout is supplied to the display driving unit 17. The display driving unit 17 causes the liquid crystal display 14 to display an image based on the video signal Vout.
制御部１６は、レンズ駆動部１８を介して、液晶レンズ１１の液晶層内の液晶分子の配向を規則的に変化させる。これによって、最適な位置で立体表示装置１を観察すると、左右の眼に異なる画像が届く。すなわち、立体表示装置１は、３次元表示モードでは、いわゆる視差方式による立体表示をする。 The control unit 16 regularly changes the orientation of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer of the liquid crystal lens 11 via the lens driving unit 18. Accordingly, when the stereoscopic display device 1 is observed at an optimum position, different images reach the left and right eyes. That is, the stereoscopic display device 1 performs stereoscopic display by a so-called parallax method in the three-dimensional display mode.
以上、立体表示装置１の概略構成を説明した。立体表示装置１は、表示装置として、液晶ディスプレイ１４に代えて任意の表示装置を備えていても良い。 The schematic configuration of the stereoscopic display device 1 has been described above. The stereoscopic display device 1 may include an arbitrary display device instead of the liquid crystal display 14 as a display device.
［液晶レンズの構成］
次に、液晶レンズ１１の構成について詳しく述べる。以下では、図１に示すように、液晶レンズ１１の長辺方向をｘ方向、短辺方向をｙ方向、厚さ方向をｚ方向と呼んで参照する。[Configuration of liquid crystal lens]
Next, the configuration of the liquid crystal lens 11 will be described in detail. Hereinafter, as shown in FIG. 1, the long side direction of the liquid crystal lens 11 is referred to as the x direction, the short side direction is referred to as the y direction, and the thickness direction is referred to as the z direction.
図３は、液晶レンズ１１の構成の一部を抜き出して模式的に示す斜視図である。液晶レンズ１１は、パターン基板１１１と、対向基板１１５と、液晶層１１４とを備えている。 FIG. 3 is a perspective view schematically showing a part of the configuration of the liquid crystal lens 11. The liquid crystal lens 11 includes a pattern substrate 111, a counter substrate 115, and a liquid crystal layer 114.
液晶層１１４を構成する液晶分子は、複屈折性を有している。すなわち、光学軸に平行に振動する光に対する屈折率ｎｅと、光学軸に垂直に振動する光に対する屈折率ｎｏとが異なっている。液晶分子は、Δｎ＝ｎｅ−ｎｏの値の大きい液晶分子が好ましい。The liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer 114 have birefringence. That is, the refractive index ne for the light vibrating in parallel with the optical axis, the refractive index no for light oscillating perpendicularly to the optical axis are different. Liquid crystal molecules is greater liquid crystal molecules of the values of Δn= n e -no is preferred.
パターン基板１１１および対向基板１１５は、透光性および絶縁性を有している。パターン基板１１１および対向基板１１５は、例えばガラス基板である。パターン基板１１１および対向基板１１５の表面は、パシベーション膜などでコーティングされていても良い。 The pattern substrate 111 and the counter substrate 115 are translucent and insulating. The pattern substrate 111 and the counter substrate 115 are, for example, glass substrates. The surfaces of the pattern substrate 111 and the counter substrate 115 may be coated with a passivation film or the like.
パターン基板１１１には、パターン電極１１２、および配向膜１１３が形成されている。対向基板１１５には、共通電極１１６、および配向膜１１７が形成されている。 A pattern electrode 112 and an alignment film 113 are formed on the pattern substrate 111. A common electrode 116 and an alignment film 117 are formed on the counter substrate 115.
パターン電極１１２は、導電部と非導電部とが縞状に繰り返されて形成されている。より具体的には、パターン電極１１２は、所定の間隔で形成された電極１１２Ａ、１１２Ｂ、１１２Ｃ・・・を含んでいる。電極１１２Ａ、１１２Ｂ、１１２Ｃ、・・・のそれぞれは、互いに平行に、細長に形成されている。電極１１２Ａ、１１２Ｂ、１１２Ｃ、・・・のそれぞれは、ｙ方向と角度θ＝ａｒｃｔａｎ（１／３）をなす方向Ｄ１に延びて形成されている。 The pattern electrode 112 is formed by repeating a conductive portion and a non-conductive portion in a striped pattern. More specifically, the pattern electrode 112 includes electrodes 112A, 112B, 112C,... Formed at a predetermined interval. Each of the electrodes 112A, 112B, 112C,... Is formed in an elongated shape parallel to each other. Each of the electrodes 112A, 112B, 112C,... Extends in a direction D1 that forms an angle θ = arctan (1/3) with the y direction.
共通電極１１６は、対向基板１１５上に一様に形成されている。 The common electrode 116 is uniformly formed on the counter substrate 115.
パターン電極１１２および共通電極１１６は、透光性の導電材料で形成されている。パターン電極１１２および共通電極１１６は例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）またはＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）である。パターン電極１１２および共通電極１１６は例えば、ＣＶＤまたはスパッタリングによって成膜され、フォトリソグラフィによってパターニングされる。 The pattern electrode 112 and the common electrode 116 are formed of a light-transmitting conductive material. The pattern electrode 112 and the common electrode 116 are, for example, ITO (Indium Tin Oxide) or IZO (Indium Zinc Oxide). The pattern electrode 112 and the common electrode 116 are formed by, for example, CVD or sputtering, and are patterned by photolithography.
パターン電極１１２および共通電極１１６は、図示しない配線などを介して、レンズ駆動部１８に電気的に接続されている。レンズ駆動部１８は、パターン電極１１２および共通電極１１６の電位を、独立して制御することができる。 The pattern electrode 112 and the common electrode 116 are electrically connected to the lens driving unit 18 via a wiring (not shown). The lens driving unit 18 can independently control the potentials of the pattern electrode 112 and the common electrode 116.
パターン電極１１２を覆って、配向膜１１３が形成されている。同様に、共通電極１１６を覆って、配向膜１１７が形成されている。配向膜１１３および１１７は、例えばポリイミドであり、印刷法によって形成される。 An alignment film 113 is formed so as to cover the pattern electrode 112. Similarly, an alignment film 117 is formed so as to cover the common electrode 116. The alignment films 113 and 117 are made of polyimide, for example, and are formed by a printing method.
液晶レンズ１１は、パターン基板１１１と対向基板１１５とを重ね合わせ、周縁部を封止し、間隙に液晶を注入して製造される。 The liquid crystal lens 11 is manufactured by superposing the pattern substrate 111 and the counter substrate 115, sealing the peripheral edge, and injecting liquid crystal into the gap.
本実施形態では、配向膜１１３および１１７は、ｘ方向と概略平行にラビング（ｒｕｂｂｉｎｇ）処理されている。これによって、パターン電極１１２と共通電極１１６との間に電位差が生じていない場合、液晶分子はｘ方向に配向している。 In the present embodiment, the alignment films 113 and 117 are rubbed substantially in parallel with the x direction. Thus, when no potential difference is generated between the pattern electrode 112 and the common electrode 116, the liquid crystal molecules are aligned in the x direction.
次に、図４および図５を用いて、液晶レンズ１１の動作について説明する。 Next, the operation of the liquid crystal lens 11 will be described with reference to FIGS.
図４は、液晶レンズ１１の３次元表示モードにおける模式的断面図である。図４では、レンズ駆動部１８によって、パターン電極１１２と共通電極１１６との間に電圧Ｖｏｎ（例えば５Ｖ）が印加されている。 FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal lens 11 in the three-dimensional display mode. In FIG. 4, a voltage Von (for example, 5 V) is applied between the pattern electrode 112 and the common electrode 116 by the lens driving unit 18.
液晶層１１４の液晶分子１１４ａは、パターン電極１１２と共通電極１１６との間の電位差によって生じる電界と、分子長軸とが平行になるように配向する。そのため、パターン電極１１２の導電部の近傍における液晶分子１１４ａの分子長軸は、ｚ方向と平行に配向している。そして、パターン電極１１２の導電部の中間では、液晶分子１１４ａの分子長軸は、ｚ方向からｘ方向に向かって傾きが変化している。 The liquid crystal molecules 114a of the liquid crystal layer 114 are aligned so that the electric field generated by the potential difference between the pattern electrode 112 and the common electrode 116 is parallel to the molecular long axis. Therefore, the molecular long axis of the liquid crystal molecules 114a in the vicinity of the conductive portion of the pattern electrode 112 is aligned in parallel with the z direction. In the middle of the conductive portion of the pattern electrode 112, the inclination of the molecular long axis of the liquid crystal molecules 114a changes from the z direction toward the x direction.
液晶分子１１４ａの配向方向の変化にしたがって、液晶層１１４の屈折率が変化する。そのため、液晶層１１４は、ｘ方向に屈折率分布を有する。液晶層１１４は、この屈折率分布によって、図４に破線の矢印で示すように、液晶層１１４に入射した光を集光することができる。すなわち、液晶レンズ１１は、３次元表示モードでは、屈折率分布型レンズ（Ｇｒａｄｉｅｎｔ Ｉｎｄｅｘ Ｌｅｎｓ、ＧＲＩＮレンズ）として機能している。 The refractive index of the liquid crystal layer 114 changes according to the change in the alignment direction of the liquid crystal molecules 114a. Therefore, the liquid crystal layer 114 has a refractive index distribution in the x direction. The liquid crystal layer 114 can collect the light incident on the liquid crystal layer 114 by this refractive index distribution, as shown by the broken arrow in FIG. That is, the liquid crystal lens 11 functions as a gradient index lens (GRIN lens) in the three-dimensional display mode.
図５は、液晶レンズ１１の２次元表示モードにおける模式的断面図である。図５では、レンズ駆動部１８によって、パターン電極１１２と共通電極１１６との間に、電圧Ｖｏｎに比べて小さい電圧Ｖｏｆｆ（例えば０Ｖ）が印加されている。 FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal lens 11 in the two-dimensional display mode. In FIG. 5, a voltage Voff (for example, 0 V) smaller than the voltage Von is applied between the pattern electrode 112 and the common electrode 116 by the lens driving unit 18.
電圧Ｖｏｆｆは電圧Ｖｏｎに比べて小さいため、液晶分子１１４ａの配向を変化させることができない。あるいは、液晶分子１１４ａの配向を変化させるために、電圧Ｖｏｎを印加した場合と比較して非常に長い時間を必要とする。そのため、液晶分子１１４ａは、配向膜１１３および１１７によって、ｘ方向と平行に配向している。 Since the voltage Voff is smaller than the voltage Von, the alignment of the liquid crystal molecules 114a cannot be changed. Or, in order to change the alignment of the liquid crystal molecules 114a, a very long time is required as compared with the case where the voltage Von is applied. Therefore, the liquid crystal molecules 114a are aligned parallel to the x direction by the alignment films 113 and 117.
液晶分子１１４ａが一様に配向しているため、液晶層１１４の屈折率も一様になっている。図５に破線の矢印で示すように、液晶層１１４に入射した光は、殆どそのまま通過する。すなわち、液晶レンズ１１は、２次元表示モードでは、ＧＲＩＮレンズとして機能していない。 Since the liquid crystal molecules 114a are uniformly aligned, the refractive index of the liquid crystal layer 114 is also uniform. As indicated by broken arrows in FIG. 5, the light incident on the liquid crystal layer 114 passes almost as it is. That is, the liquid crystal lens 11 does not function as a GRIN lens in the two-dimensional display mode.
このように、レンズ駆動部１８は、パターン電極１１２および共通電極１１６の電位を制御して、液晶レンズ１１のＧＲＩＮレンズとして機能を切り替えることができる。 In this manner, the lens driving unit 18 can switch the function as the GRIN lens of the liquid crystal lens 11 by controlling the potentials of the pattern electrode 112 and the common electrode 116.
本実施形態では、配向膜１１３および１１７は、ｘ方向と平行にラビング処理されている。しかし、配向膜１１３および１１７のラビング処理の方向は、液晶レンズ１１に入射する光の偏光方向と概略一致していれば良い。液晶レンズ１１に入射する光の偏光方向は例えば、位相差板１２（図１）によって調整することができる。したがって、配向膜１１３および１１７は、例えばｙ方向と平行にラビング処理されていても良い。 In this embodiment, the alignment films 113 and 117 are rubbed in parallel with the x direction. However, the rubbing process direction of the alignment films 113 and 117 only needs to be approximately the same as the polarization direction of the light incident on the liquid crystal lens 11. The polarization direction of light incident on the liquid crystal lens 11 can be adjusted by, for example, the phase difference plate 12 (FIG. 1). Therefore, the alignment films 113 and 117 may be rubbed in parallel with the y direction, for example.
配向膜１１３のラビング処理の方向と配向膜１１７のラビング処理の方向とは、一致していなくても良い。この場合、光が入射する側の配向膜のラビング処理の方向と、入射する光の偏光方向とが概略一致していれば良い。例えば、配向膜１１３のラビング処理の方向と、配向膜１１７のラビング処理の方向とが、直交していても良い。この場合、液晶分子１１４ａはｚ方向に沿って分子長軸がｘｙ面内で９０°回転する、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型の配置となる。 The direction of the rubbing process for the alignment film 113 and the direction of the rubbing process for the alignment film 117 may not be the same. In this case, the rubbing treatment direction of the alignment film on the light incident side and the polarization direction of the incident light only need to be approximately the same. For example, the rubbing treatment direction of the alignment film 113 and the rubbing treatment direction of the alignment film 117 may be orthogonal to each other. In this case, the liquid crystal molecules 114a are arranged in a TN (Twisted Nematic) type in which the molecular major axis rotates 90 ° in the xy plane along the z direction.
図４では、パターン電極１１２の１組の導電部によって１つのレンズを形成している。しかし、複数の導電部を異なる電位に制御して、１つのレンズを形成しても良い。複数の電位を用いることで、屈折率分布をより細かく制御することができる。これによって、レンズ特性を向上させることができる。また、液晶層１１４を薄くすることができる。 In FIG. 4, one lens is formed by a set of conductive portions of the pattern electrode 112. However, one lens may be formed by controlling a plurality of conductive portions at different potentials. By using a plurality of potentials, the refractive index distribution can be controlled more finely. Thereby, the lens characteristics can be improved. In addition, the liquid crystal layer 114 can be thinned.
［第１の実施形態］
図６は、本発明の第１の実施形態にかかる立体表示装置１における、液晶ディスプレイ１４の画素配置、および液晶レンズ１１（不図示）によって形成されるレンチキュラーレンズＬ１の構成を模式的に示す平面図である。なお、図６中のハッチングは、色の異なる画素を模式的に表現しているのであって、断面構造を示すものではない。図１０〜図１５についても同様である。[First Embodiment]
FIG. 6 is a plan view schematically showing the pixel arrangement of the liquid crystal display 14 and the configuration of the lenticular lens L1 formed by the liquid crystal lens 11 (not shown) in the stereoscopic display device 1 according to the first embodiment of the present invention. FIG. The hatching in FIG. 6 schematically represents pixels having different colors and does not indicate a cross-sectional structure. The same applies to FIGS.
液晶ディスプレイ１４は、ｘ方向とｙ方向とに沿ってマトリクス状に配置された複数のピクセルＰを含んでいる。それぞれのピクセルＰは、複数のサブピクセルｓから構成されている。本実施形態では、赤、緑、および青を表示する３つのサブピクセルｓが、ｘ方向に沿って順番に配置されている。サブピクセルｓも、ｘ方向とｙ方向とに沿ってマトリクス状に配置されている。サブピクセルｓのｘ方向のピッチｓｈと、ｙ方向のピッチｓｖとは、好ましくはｓｖ＝３×ｓｈの関係を満たす。これにより、ピクセルＰのアスペクト比が１：１となる。The liquid crystal display 14 includes a plurality of pixels P arranged in a matrix along the x direction and the y direction. Each pixel P is composed of a plurality of subpixels s. In the present embodiment, three subpixels s that display red, green, and blue are arranged in order along the x direction. The subpixels s are also arranged in a matrix along the x direction and the y direction. The pitch sh in the x direction of the subpixel s and the pitch sv in the y direction preferably satisfy the relationship of sv = 3 × sh . Thereby, the aspect ratio of the pixel P becomes 1: 1.
本実施形態では、ｘ方向に３ピクセル（ｍ＝３）、ｙ方向に３ピクセル（ｎ＝３）の、９ピクセル（２７サブピクセル）によって、立体画像の単位画素を構成する。本実施形態では、立体画像の単位画素に、９視点の画像が含まれている。図６では、各サブピクセルｓにおける表示態様が、記号によって模式的に示されている。例えば、図６中の「Ｒ１」は、赤を表示するサブピクセルｓに１番目の視点の画像を表示していることを表している。同様に、「Ｇ」は緑を表示するサブピクセルｓを表し、「Ｂ」は青を表示するサブピクセルｓを表している。これらの後ろに付した数字は、表示している視点の番号を表している。 In the present embodiment, a unit pixel of a stereoscopic image is configured by 9 pixels (27 subpixels) of 3 pixels (m = 3) in the x direction and 3 pixels (n = 3) in the y direction. In the present embodiment, nine viewpoint images are included in the unit pixel of the stereoscopic image. In FIG. 6, the display mode in each sub-pixel s is schematically shown by symbols. For example, “R1” in FIG. 6 indicates that the image of the first viewpoint is displayed on the subpixel s displaying red. Similarly, “G” represents a subpixel s that displays green, and “B” represents a subpixel s that displays blue. The numbers after these represent the numbers of the viewpoints being displayed.
本実施形態では、図６に示すように、１，３，５，７，９，２，４，６，８の順で、立体画像の単位画素の各視点をｘ方向に並べて表示している。また、ｙ方向に隣接した行では、ｘ方向に一列ずれて、１，３，５，７，９，２，４，６，８の順で、立体画像の単位画素の各視点をｘ方向に並べて表示している。これによって、図６中にＰ１の記号を付して示すように、立体画像の単位画素の１視点を、斜め方向に隣接する３つのサブピクセルｓに表示している。換言すれば、ｘ方向とｙ方向との両方に交差する方向に沿って隣接する３つのサブピクセルｓに表示している。より具体的には、サブピクセルｓの対角線方向に沿って隣接する３つのサブピクセルｓに表示している。 In the present embodiment, as shown in FIG. 6, the viewpoints of unit pixels of a stereoscopic image are displayed side by side in the x direction in the order of 1, 3, 5, 7, 9, 2, 4, 6, and 8. . Further, in the rows adjacent to the y direction, the viewpoints of the unit pixels of the stereoscopic image are shifted in the x direction in the order of 1, 3, 5, 7, 9, 2, 4, 6, 8 by shifting one column in the x direction. They are displayed side by side. As a result, as indicated by the symbol P1 in FIG. 6, one viewpoint of the unit pixel of the stereoscopic image is displayed in three subpixels s adjacent in the oblique direction. In other words, the image is displayed on three subpixels s adjacent to each other along a direction intersecting both the x direction and the y direction. More specifically, the image is displayed on three subpixels s adjacent along the diagonal direction of the subpixel s.
液晶レンズ１１によって形成される仮想的なレンチキュラーレンズＬ１を、二点鎖線で示している。既述のように、液晶レンズ１１は、パターン電極１１２を備えている。パターン電極１１２の導電部は、互いに平行に、方向Ｄ１に延びて細長に形成されている。これによって、液晶レンズ１１によって形成されるレンチキュラーレンズＬ１の光学的特性は、方向Ｄ１と直交する方向Ｄ２に沿って、所定の周期（レンズピッチ）φで変化している。ここで、方向Ｄ１は、図６に示すようにｙ方向と角度θ＝ａｒｃｔａｎ（１／３）をなす方向である。方向Ｄ２は、ｘ方向と角度θをなす方向である。 A virtual lenticular lens L1 formed by the liquid crystal lens 11 is indicated by a two-dot chain line. As described above, the liquid crystal lens 11 includes the pattern electrode 112. The conductive portions of the pattern electrode 112 are formed in an elongated shape extending in the direction D1 in parallel with each other. Thereby, the optical characteristic of the lenticular lens L1 formed by the liquid crystal lens 11 changes at a predetermined period (lens pitch) φ along the direction D2 orthogonal to the direction D1. Here, the direction D1 is a direction that forms an angle θ = arctan (1/3) with the y direction as shown in FIG. The direction D2 is a direction that forms an angle θ with the x direction.
本実施形態では、立体画像の単位画素に対して、レンチキュラーレンズが２分割されている。換言すれば、レンチキュラーレンズＬ１のレンズピッチφは、立体画像の単位画素の第１方向の幅の半分以下である。より具体的には、レンズピッチφは、９×ｓｈの半分以下である。なお、レンズピッチφは、パターン電極１１３の導電部の間隔によって調整することができる。In the present embodiment, the lenticular lens is divided into two for the unit pixel of the stereoscopic image. In other words, the lens pitch φ of the lenticular lens L1 is equal to or less than half the width of the unit pixel of the stereoscopic image in the first direction. More specifically, the lens pitch phi, is less than half of the 9 × sh. The lens pitch φ can be adjusted by the interval between the conductive portions of the pattern electrode 113.
なお、図６中のφ１はレンチキュラーレンズＬ１のｘ方向の幅であり、
φ＝φ１×ｃｏｓ（θ） ・・・（１）
の関係を満たす。Note that φ1 in FIG. 6 is the width of the lenticular lens L1 in the x direction,
φ = φ1 × cos (θ) (1)
Satisfy the relationship.
ここで、本実施形態の効果を説明するため、立体画像の単位画素に対してレンチキュラーレンズが２分割されていない場合の構成について説明する。 Here, in order to describe the effect of the present embodiment, a configuration in the case where the lenticular lens is not divided into two with respect to the unit pixel of the stereoscopic image will be described.
図７および図８は、立体画像の単位画素に対してレンチキュラーレンズが２分割されていない場合の構成を模式的に示す断面図である。図７および図８では、２分割されていないレンチキュラーレンズＬ９を、２点鎖線により示している。図７および図８の構成では、１，２，３，４，５，６，７，８，９の順で、立体画像の単位画素の各視点をｘ方向に並べて表示している。 7 and 8 are cross-sectional views schematically showing a configuration when the lenticular lens is not divided into two with respect to the unit pixel of the stereoscopic image. 7 and 8, the lenticular lens L9 that is not divided into two is indicated by a two-dot chain line. 7 and 8, the viewpoints of the unit pixels of the stereoscopic image are displayed side by side in the x direction in the order of 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, and 9.
液晶レンズ１１は、液晶ディスプレイ１４から距離Ｓ１を隔てて配置されている。液晶レンズ１１によって形成されるレンチキュラーレンズＬ９の作用により、液晶ディスプレイ１４から出射される光は、図７中に一点鎖線で示すように分離される。具体的には、液晶ディスプレイ１４から出射される光は、距離Ｓ２において、視点間距離Ｅだけ分離される。 The liquid crystal lens 11 is arranged at a distance S1 from the liquid crystal display 14. Due to the action of the lenticular lens L9 formed by the liquid crystal lens 11, the light emitted from the liquid crystal display 14 is separated as shown by a one-dot chain line in FIG. Specifically, the light emitted from the liquid crystal display 14 is separated by the inter-viewpoint distance E at the distance S2.
図８を参照して、三角形（Ａ８Ａ７Ａ４）と三角形（Ａ１Ａ２Ａ４）の相似関係から、
Ｓ１：ｓｈ＝Ｓ２：Ｅ ・・・（２）
が成り立つ。
さらに、三角形（Ａ３Ａ６Ａ９）と三角形（Ａ３Ａ４Ａ５）の相似関係から、
Ｓ１＋Ｓ２：Ｎ×ｓｈ＝Ｓ２：φ１ ・・・（３）
が成り立つ。ここで、Ｎは視点数（図８ではＮ＝９）である。
また、レンズの公式から、レンチキュラーレンズの焦点距離ｆは、
１／ｆ＝１／Ｓ１＋１／Ｓ２ ・・・（４）
である。Referring to FIG. 8, from the similarity between the triangle (A8 A7 A4 ) and the triangle (A1 A2 A4 ),
S1: s h = S2: E ··· (2)
Holds.
Furthermore, from the similarity between the triangle (A3 A6 A9 ) and the triangle (A3 A4 A5 ),
S1 + S2: N × sh = S2: φ1 (3)
Holds. Here, N is the number of viewpoints (N = 9 in FIG. 8).
From the lens formula, the focal length f of the lenticular lens is
1 / f = 1 / S1 + 1 / S2 (4)
It is.
式（３）から、視点数Ｎが多くなるほど、また、ピッチｓｈが大きくなるほど、レンズピッチφが大きくなることが分かる。レンズピッチφが大きくなると、モアレの発生が強くなる。また、レンズピッチφが大きくなると、所定の焦点距離を得るために、液晶層１１４（図３）を厚くしなければならなくなる。液晶の応答速度は、液晶層１１４の厚さの二乗に概略反比例する。そのため、液晶層１１４を厚くすると、液晶の応答速度が低下する。また、液晶層１１４を厚くすれば、液晶材料の使用量が増えるため、コストが増加する。このように、レンズピッチφが大きくなることは、好ましくない。From equation (3), as the number of viewpoints N increases, also increases the pitch sh It can be seen that the lens pitch φ increases. As the lens pitch φ increases, the generation of moire increases. Further, as the lens pitch φ increases, the liquid crystal layer 114 (FIG. 3) must be thickened to obtain a predetermined focal length. The response speed of the liquid crystal is approximately inversely proportional to the square of the thickness of the liquid crystal layer 114. Therefore, when the liquid crystal layer 114 is thickened, the response speed of the liquid crystal decreases. Further, if the liquid crystal layer 114 is thickened, the amount of liquid crystal material used increases, so that the cost increases. Thus, it is not preferable that the lens pitch φ is increased.
一例として、６５インチのフルハイビジョンディスプレイ（縦１４４１ｍｍ×縦８１０．６ｍｍ）を設計する場合を考える。この場合、サブピクセルｓのｘ方向のピッチｓｈは約０．２５ｍｍとなる。距離Ｓ２を、表示装置１４の縦方向の３倍として、約２４３１．７ｍｍに設定する。さらに、視点数Ｎ＝９、視点間距離Ｅ＝１６．２５ｍｍとして立体表示装置１を設計する。式（２）から、Ｓ１＝３７．４４ｍｍ、式（４）から、ｆ＝３６．８６９２ｍｍ、式（１）および式（３）から、φ＝２．１０４ｍｍになる。このような大きなレンズピッチφの場合、モアレの発生が強くなる。さらに、液晶層１１４も厚くなり、応答速度が問題となるレベルで遅くなる。また、液晶材料の使用量が増える。As an example, consider the case of designing a 65-inch full high-definition display (vertical 1441 mm × vertical 810.6 mm). In this case, the pitchs h in the x direction of the sub-pixel s is about 0.25 mm. The distance S2 is set to about 2431.7 mm as three times the vertical direction of the display device 14. Further, the stereoscopic display device 1 is designed with the number of viewpoints N = 9 and the distance between viewpoints E = 16.25 mm. From equation (2), S1 = 37.44 mm, from equation (4), f = 36.8692 mm, and from equations (1) and (3), φ = 2.104 mm. In such a large lens pitch φ, the generation of moire becomes strong. Further, the liquid crystal layer 114 is also thickened, and the response speed becomes slow at a problem level. In addition, the amount of liquid crystal material used increases.
図９は、本実施形態にかかる立体表示装置１の効果を説明するための模式的な断面図である。本実施形態では、立体画像の単位画素に対して、レンチキュラーレンズを２分割している。これによって、レンチキュラーレンズを２分割しない場合と比較して、レンズピッチφをほぼ半分にすることができる。 FIG. 9 is a schematic cross-sectional view for explaining the effect of the stereoscopic display device 1 according to the present embodiment. In this embodiment, the lenticular lens is divided into two for the unit pixel of the stereoscopic image. As a result, the lens pitch φ can be almost halved as compared with the case where the lenticular lens is not divided into two.
図１０は、本実施形態の効果を説明するための仮想的な比較例にかかる立体表示装置の、液晶ディスプレイ１４の画素配置、および液晶レンズ１１（不図示）によって形成されるレンチキュラーレンズＬ８の構成を模式的に示す平面図である。比較例にかかる立体表示装置においても、立体画像の単位画素に、９視点の画像が含まれている。この立体表示装置では、ｘ方向に１＋１／２ピクセル、ｙ方向に６ピクセルの、９ピクセル（２７サブピクセル）によって、立体画像の単位画素を構成している。この立体表示装置では、立体画像の単位画素の、ｘ方向の幅を小さくすることによって、レンズピッチを小さくしている。 FIG. 10 shows a pixel arrangement of the liquid crystal display 14 and the configuration of the lenticular lens L8 formed by the liquid crystal lens 11 (not shown) in the stereoscopic display device according to the virtual comparative example for explaining the effect of the present embodiment. It is a top view which shows typically. In the stereoscopic display device according to the comparative example, nine viewpoint images are included in the unit pixel of the stereoscopic image. In this stereoscopic display device, a unit pixel of a stereoscopic image is composed of 9 pixels (27 sub-pixels) of 1 + 1/2 pixels in the x direction and 6 pixels in the y direction. In this stereoscopic display device, the lens pitch is reduced by reducing the width of the unit pixel of the stereoscopic image in the x direction.
レンチキュラーレンズＬ８は、レンチキュラーレンズＬ１と、傾きが異なっている。それに伴って、各サブピクセルｓに配置する視点の番号も、立体表示装置１の場合とは異なっている。この立体表示装置では、立体画像の単位画素の１視点は、斜め方向に隣接する一連のサブピクセルｓに表示されていない。図１０に太線で囲って示すように、同一視点の赤、緑、および青を表示する画素は、離れて配置されている。これは、３次元表示を行う際のボケにつながる。 The lenticular lens L8 is different in inclination from the lenticular lens L1. Accordingly, the number of viewpoints arranged in each subpixel s is also different from that of the stereoscopic display device 1. In this stereoscopic display device, one viewpoint of the unit pixel of the stereoscopic image is not displayed on a series of subpixels s adjacent in the oblique direction. As shown by being surrounded by a thick line in FIG. 10, pixels that display red, green, and blue at the same viewpoint are arranged apart from each other. This leads to blurring when performing three-dimensional display.
さらにこの立体表示装置では、同一視点の赤、緑、および青を表示する画素間の距離に比較して、立体画像の隣接する画素同士の距離が近い。例を挙げると、図１０に実線の矢印で示すように、ある立体画像の単位画素の１視点目の青を表示する画素（Ｂ１）と、立体画像の隣の画素の１視点目の緑を表示する画素（Ｇ１）との間の距離が近い。このため、これらが混色する可能性がある。 Furthermore, in this stereoscopic display device, the distance between adjacent pixels of the stereoscopic image is shorter than the distance between pixels displaying red, green, and blue from the same viewpoint. For example, as shown by a solid line arrow in FIG. 10, a pixel (B1) that displays blue of the first viewpoint of a unit pixel of a certain stereoscopic image and green of the first viewpoint of a pixel adjacent to the stereoscopic image are displayed. The distance between the pixel (G1) to be displayed is short. For this reason, there is a possibility that these colors are mixed.
またこの立体表示装置では、同一視点の同じ色を表示する画素の位置が、ｙ方向にずれている。例を挙げると、図１０に破線の矢印で示すように、ある立体画像の単位画素の１視点目の緑を表示する画素（Ｇ１）と、立体画像の隣の画素の１視点目の緑を表示する画素（Ｇ１）とが、ｙ方向にずれて表示される。これによって、各視点と色のバランスが崩れ、表示特性が低下する。これは、視点数が多いほど影響があると考えられる。 In this stereoscopic display device, the positions of the pixels displaying the same color from the same viewpoint are shifted in the y direction. For example, as shown by a broken line arrow in FIG. 10, a pixel (G1) that displays green of the first viewpoint of a unit pixel of a certain stereoscopic image and green of the first viewpoint of a pixel adjacent to the stereoscopic image are displayed. The pixel (G1) to be displayed is displayed shifted in the y direction. As a result, the balance between the viewpoints and the colors is lost, and the display characteristics are deteriorated. This is considered to have an effect as the number of viewpoints increases.
再び図６を参照して、本実施形態では、図６中にＰ１の記号を付して示すように、立体画像の単位画素の１視点を、斜め方向に隣接する３つのサブピクセルｓに表示している。これにより、同一視点の赤、緑、および青を表示する画素は、近接して配置されている。したがって、本実施形態によれば、比較例の構成と比較して、ボケが改善される。さらに、同一視点の赤、緑、および青を表示する画素間の距離は、立体画像の隣接する画素間の距離と比較して小さい。そのため、立体画像の隣接する画素間での混色も抑えられる。また、同一視点の同じ色を表示する画素の位置は、ｙ方向において変化しない。これらのことから、表示特性が向上する。 Referring to FIG. 6 again, in this embodiment, as shown with the symbol P1 in FIG. 6, one viewpoint of the unit pixel of the stereoscopic image is displayed on three subpixels s adjacent in the oblique direction. doing. Thereby, pixels displaying red, green, and blue of the same viewpoint are arranged close to each other. Therefore, according to this embodiment, blurring is improved as compared with the configuration of the comparative example. Furthermore, the distance between pixels displaying red, green, and blue of the same viewpoint is smaller than the distance between adjacent pixels of the stereoscopic image. Therefore, color mixing between adjacent pixels of the stereoscopic image can be suppressed. Further, the position of the pixel displaying the same color from the same viewpoint does not change in the y direction. As a result, display characteristics are improved.
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態にかかる立体表示装置は、液晶ディスプレイ１４に代えて、液晶ディスプレイ２４を備えている。図１１は、第２の実施形態にかかる立体表示装置の、液晶ディスプレイ２４の画素配置、および液晶レンズ１１（不図示）によって形成されるレンチキュラーレンズＬ２の構成を模式的に示す平面図である。[Second Embodiment]
The stereoscopic display device according to the second embodiment of the present invention includes a liquid crystal display 24 instead of the liquid crystal display 14. FIG. 11 is a plan view schematically showing the pixel arrangement of the liquid crystal display 24 and the configuration of the lenticular lens L2 formed by the liquid crystal lens 11 (not shown) in the stereoscopic display device according to the second embodiment.
液晶ディスプレイ２４では、ピクセルＰが、４つのサブピクセルｓから構成されている。より具体的には、赤、緑、青、および黄を表示する４つのサブピクセルが、ｘ方向に沿って順番に配置されている。 In the liquid crystal display 24, the pixel P is composed of four subpixels s. More specifically, four subpixels that display red, green, blue, and yellow are arranged in order along the x direction.
本実施形態では、ｘ方向に２＋１／４ピクセル（ｍ＝２＋１／４）、ｙ方向に４ピクセル（ｎ＝４）の、９ピクセル（３６サブピクセル）によって、立体画像の単位画素を構成する。本実施形態においても、立体画像の単位画素に、９視点の画像が含まれている。図１１にも、図６と同様の方法によって、各サブピクセルｓにおける表示態様が、記号によって模式的に示されている。なお、図１１中の「Ｙ」は、黄色を表示するサブピクセルｓを表している。 In the present embodiment, a unit pixel of a stereoscopic image is configured by 9 pixels (36 subpixels) of 2 + 1/4 pixels (m = 2 + 1/4) in the x direction and 4 pixels (n = 4) in the y direction. Also in the present embodiment, nine viewpoint images are included in the unit pixel of the stereoscopic image. Also in FIG. 11, the display mode in each subpixel s is schematically shown by symbols by the same method as in FIG. 6. Note that “Y” in FIG. 11 represents a subpixel s that displays yellow.
本実施形態においても、図１１に示すように、１，３，５，７，９，２，４，６，８の順で、立体画像の単位画素の各視点をｘ方向に並べて表示している。また、ｙ方向に隣接した行では、ｘ方向に一列ずれて、１，３，５，７，９，２，４，６，８の順で、立体画像の単位画素の各視点をｘ方向に並べて表示している。これによって、図１１中にＰ２の記号を付して示すように、立体画像の単位画素の１視点を、斜め方向に隣接する４つのサブピクセルｓに表示している。 Also in this embodiment, as shown in FIG. 11, the viewpoints of unit pixels of a stereoscopic image are displayed side by side in the x direction in the order of 1, 3, 5, 7, 9, 2, 4, 6, 8. Yes. Further, in the rows adjacent to the y direction, the viewpoints of the unit pixels of the stereoscopic image are shifted in the x direction in the order of 1, 3, 5, 7, 9, 2, 4, 6, 8 by shifting one column in the x direction. They are displayed side by side. As a result, as indicated by the symbol P2 in FIG. 11, one viewpoint of the unit pixel of the stereoscopic image is displayed on four subpixels s adjacent in the oblique direction.
レンチキュラーレンズＬ２は、レンチキュラーレンズＬ１と概略同じである。レンチキュラーレンズＬ２も、光学的特性が、ｘ方向と角度θ＝ａｒｃｔａｎ（１／３）をなす方向Ｄ２に沿って、レンズピッチφで変化している。本実施形態においても、立体画像の単位画素に対して、レンチキュラーレンズが２分割されている。 The lenticular lens L2 is substantially the same as the lenticular lens L1. The optical characteristics of the lenticular lens L2 also change with the lens pitch φ along a direction D2 that forms an angle θ = arctan (1/3) with the x direction. Also in this embodiment, the lenticular lens is divided into two for the unit pixel of the stereoscopic image.
レンチキュラーレンズが２分割されていない場合、例えば６５インチのフルハイビジョンディスプレイであれば、レンズピッチφは約１．６５ｍｍとなる。このような大きなレンズピッチφの場合、モアレの発生が強くなる。さらに、液晶層１１４も厚くなり、応答速度が問題となるレベルで遅くなる。また、液晶材料の使用量が増える。 When the lenticular lens is not divided into two, for example, a 65-inch full high-definition display, the lens pitch φ is about 1.65 mm. In such a large lens pitch φ, the generation of moire becomes strong. Further, the liquid crystal layer 114 is also thickened, and the response speed becomes slow at a problem level. In addition, the amount of liquid crystal material used increases.
本実施形態では、立体画像の単位画素に対して、レンチキュラーレンズを２分割している。これによって、レンチキュラーレンズを２分割しない場合と比較して、レンズピッチφをほぼ半分にすることができる。 In this embodiment, the lenticular lens is divided into two for the unit pixel of the stereoscopic image. As a result, the lens pitch φ can be almost halved as compared with the case where the lenticular lens is not divided into two.
図１２は、本実施形態の効果を説明するための仮想的な比較例にかかる立体表示装置の、液晶ディスプレイ２４の画素配置、および液晶レンズ１１（不図示）によって形成されるレンチキュラーレンズＬ７の構成を模式的に示す平面図である。比較例にかかる立体表示装置においても、立体画像の単位画素に、９視点の画像が含まれている。この立体表示装置では、ｘ方向に１＋１／８ピクセル、ｙ方向に８ピクセルの、９ピクセル（３６サブピクセル）によって、立体画像の単位画素を構成している。この立体表示装置では、立体画像の単位画素の、ｘ方向の幅を小さくすることによって、レンズピッチを小さくしている。 FIG. 12 shows a pixel arrangement of the liquid crystal display 24 and the configuration of the lenticular lens L7 formed by the liquid crystal lens 11 (not shown) in a stereoscopic display device according to a virtual comparative example for explaining the effect of the present embodiment. It is a top view which shows typically. In the stereoscopic display device according to the comparative example, nine viewpoint images are included in the unit pixel of the stereoscopic image. In this stereoscopic display device, a unit pixel of a stereoscopic image is composed of 9 pixels (36 sub-pixels) of 1 + 1/8 pixels in the x direction and 8 pixels in the y direction. In this stereoscopic display device, the lens pitch is reduced by reducing the width of the unit pixel of the stereoscopic image in the x direction.
レンチキュラーレンズＬ７は、レンチキュラーレンズＬ２と、傾きが異なっている。それに伴って、各サブピクセルｓに配置する視点の番号も、立体表示装置１の場合とは異なっている。この立体表示装置では、立体画像の単位画素の１視点は、斜め方向に隣接する一連のサブピクセルｓに表示されていない。図１２に太線で囲って示すように、同一視点の赤、緑、青および黄を表示する画素は、離れて配置されている。これは、３次元表示を行う際のボケにつながる。 The lenticular lens L7 is different in inclination from the lenticular lens L2. Accordingly, the number of viewpoints arranged in each subpixel s is also different from that of the stereoscopic display device 1. In this stereoscopic display device, one viewpoint of the unit pixel of the stereoscopic image is not displayed on a series of subpixels s adjacent in the oblique direction. As shown by being surrounded by a thick line in FIG. 12, pixels displaying red, green, blue and yellow of the same viewpoint are arranged apart from each other. This leads to blurring when performing three-dimensional display.
さらにこの立体表示装置では、同一視点の赤、緑、および青を表示する画素間の距離に比較して、立体画像の隣接する画素同士の距離が近い。例を挙げると、図１２に実線の矢印で示すように、ある立体画像の単位画素の１視点目の緑を表示する画素（Ｇ１）と、立体画像の隣の画素の１視点目の青を表示する画素（Ｂ１）との間の距離が近い。このため、これらが混色する可能性がある。 Furthermore, in this stereoscopic display device, the distance between adjacent pixels of the stereoscopic image is shorter than the distance between pixels displaying red, green, and blue from the same viewpoint. For example, as shown by a solid line arrow in FIG. 12, a pixel (G1) for displaying green of the first viewpoint of a unit pixel of a stereoscopic image and a blue of the first viewpoint of a pixel adjacent to the stereoscopic image are displayed. The distance between the pixel (B1) to be displayed is short. For this reason, there is a possibility that these colors are mixed.
またこの立体表示装置では、同一視点の同じ色を表示する画素の位置の、ｙ方向のずれが大きい。例を挙げると、図１２に破線の矢印で示すように、ある立体画像の単位画素の１視点目の緑を表示する画素（Ｇ１）と、立体画像の隣の画素の１視点目の緑を表示する画素（Ｇ１）との、ｙ方向のずれが大きい。これによって、各視点と色のバランスが崩れ、表示特性が低下する。これは、視点数が多いほど影響があると考えられる。 In this stereoscopic display device, the displacement in the y direction of the position of the pixel displaying the same color from the same viewpoint is large. For example, as shown by a broken line arrow in FIG. 12, a pixel (G1) that displays green of the first viewpoint of a unit pixel of a certain stereoscopic image and green of the first viewpoint of a pixel adjacent to the stereoscopic image are displayed. The deviation in the y direction from the pixel (G1) to be displayed is large. As a result, the balance between the viewpoints and the colors is lost, and the display characteristics are deteriorated. This is considered to have an effect as the number of viewpoints increases.
さらにこの立体表示装置では、立体画像の単位画素のアスペクト比が、１：１から大きくずれてしまう。 Further, in this stereoscopic display device, the aspect ratio of the unit pixel of the stereoscopic image is greatly deviated from 1: 1.
再び図１１を参照して、本実施形態では、図１１中にＰ２の記号を付して示すように、立体画像の単位画素の１視点を、斜め方向に隣接する４つのサブピクセルｓに表示している。これにより、同一視点の赤、緑、青および黄を表示する画素は、近接して配置されている。したがって、本実施形態によれば、比較例の構成と比較して、ボケが改善される。
さらに、同一視点の赤、緑、および青を表示する画素間の距離は、立体画像の隣接する画素間の距離と比較して小さい。そのため、立体画像の隣接する画素間での混色も抑えられる。また、同一視点の同じ色を表示する画素の位置の、ｙ方向のずれが小さい。これらのことから、表示特性が向上する。また、立体画像の単位画素のアスペクト比も、１：１に近い。Referring to FIG. 11 again, in the present embodiment, as shown with the symbol P2 in FIG. 11, one viewpoint of the unit pixel of the stereoscopic image is displayed on four subpixels s adjacent in the oblique direction. doing. Thereby, pixels displaying red, green, blue and yellow of the same viewpoint are arranged close to each other. Therefore, according to this embodiment, blurring is improved as compared with the configuration of the comparative example.
Furthermore, the distance between pixels displaying red, green, and blue of the same viewpoint is smaller than the distance between adjacent pixels of the stereoscopic image. Therefore, color mixing between adjacent pixels of the stereoscopic image can be suppressed. Further, the displacement in the y direction of the position of the pixel displaying the same color from the same viewpoint is small. As a result, display characteristics are improved. The aspect ratio of the unit pixel of the stereoscopic image is also close to 1: 1.
［第３の実施形態］
第１の実施形態および第２の実施形態では、立体画像の単位画素に、９視点の画像が含まれている場合を説明した。第３の実施形態では、立体画像の単位画素に含まれる視点の数が９以外の場合を説明する。[Third Embodiment]
In the first embodiment and the second embodiment, the case where nine viewpoint images are included in the unit pixel of the stereoscopic image has been described. In the third embodiment, a case will be described in which the number of viewpoints included in the unit pixel of the stereoscopic image is other than nine.
図１３は、立体画像の単位画素に、７視点の画像が含まれる場合の、液晶ディスプレイ１４の画素配置、および液晶レンズ１１（不図示）によって形成されるレンチキュラーレンズＬ３の構成を模式的に示す平面図である。本実施形態では、ｘ方向に２＋１／３ピクセル（ｍ＝２＋１／３）、ｙ方向に３ピクセル（ｎ＝３）の、７ピクセル（２１サブピクセル）によって、立体画像の単位画素を構成する。図１３にも、図６と同様の方法によって、各サブピクセルｓにおける表示態様が、記号によって模式的に示されている。 FIG. 13 schematically shows the pixel arrangement of the liquid crystal display 14 and the configuration of the lenticular lens L3 formed by the liquid crystal lens 11 (not shown) when the unit pixel of the stereoscopic image includes an image of seven viewpoints. It is a top view. In this embodiment, a unit pixel of a stereoscopic image is composed of 7 pixels (21 subpixels) of 2 + 1/3 pixels (m = 2 + 1/3) in the x direction and 3 pixels (n = 3) in the y direction. Also in FIG. 13, the display mode in each subpixel s is schematically shown by symbols by the same method as in FIG. 6.
本実施形態では、図１３に示すように、１，３，５，７，２，４，６の順で、立体画像の単位画素の各視点をｘ方向に並べて表示している。また、ｙ方向に隣接した行では、ｘ方向に一列ずれて、１，３，５，７，２，４，６の順で、立体画像の単位画素の各視点をｘ方向に並べて表示している。これによって、図１３中にＰ１の記号を付して示すように、立体画像の単位画素の１視点を、斜め方向に隣接する３つのサブピクセルｓに表示している。 In this embodiment, as shown in FIG. 13, the viewpoints of unit pixels of a stereoscopic image are displayed side by side in the x direction in the order of 1, 3, 5, 7, 2, 4, and 6. In the row adjacent to the y direction, the viewpoints of the unit pixels of the stereoscopic image are displayed side by side in the x direction in the order of 1, 3, 5, 7, 2, 4, 6 shifted by one column in the x direction. Yes. As a result, as indicated by the symbol P1 in FIG. 13, one viewpoint of the unit pixel of the stereoscopic image is displayed on three subpixels s adjacent in the oblique direction.
図１４は、立体画像の単位画素に、５視点の画像が含まれる場合の、液晶ディスプレイ１４の画素配置、および液晶レンズ１１（不図示）によって形成されるレンチキュラーレンズＬ４の構成を模式的に示す平面図である。本実施形態では、ｘ方向に１＋２／３ピクセル（ｍ＝１＋２／３）、ｙ方向に３ピクセル（ｎ＝３）の、５ピクセル（１５サブピクセル）によって、立体画像の単位画素を構成する。図１４にも、図６と同様の方法によって、各サブピクセルｓにおける表示態様が、記号によって模式的に示されている。 FIG. 14 schematically illustrates the pixel arrangement of the liquid crystal display 14 and the configuration of the lenticular lens L4 formed by the liquid crystal lens 11 (not shown) when the unit pixel of the stereoscopic image includes an image of five viewpoints. It is a top view. In the present embodiment, a unit pixel of a stereoscopic image is configured by 5 pixels (15 subpixels) of 1 + 2/3 pixels (m = 1 + 2/3) in the x direction and 3 pixels (n = 3) in the y direction. Also in FIG. 14, the display mode in each subpixel s is schematically shown by symbols by the same method as in FIG. 6.
本実施形態では、図１４に示すように、１，３，５，２，４の順で、立体画像の単位画素の各視点をｘ方向に並べて表示している。また、ｙ方向に隣接した行では、ｘ方向に一列ずれて、１，３，５，２，４の順で、立体画像の単位画素の各視点をｘ方向に並べて表示している。これによって、図１４中にＰ１の記号を付して示すように、立体画像の単位画素の１視点を、斜め方向に隣接する３つのサブピクセルｓに表示している。 In the present embodiment, as shown in FIG. 14, the viewpoints of unit pixels of a stereoscopic image are displayed side by side in the x direction in the order of 1, 3, 5, 2, and 4. Further, in the rows adjacent to the y direction, the viewpoints of the unit pixels of the stereoscopic image are displayed side by side in the x direction in the order of 1, 3, 5, 2, 4 in the order of one column in the x direction. As a result, as indicated by the symbol P1 in FIG. 14, one viewpoint of the unit pixel of the stereoscopic image is displayed on three subpixels s adjacent in the oblique direction.
レンチキュラーレンズＬ３およびＬ４は、レンチキュラーレンズＬ１と概略同じである。レンチキュラーレンズＬ３およびＬ４も、光学的特性が、ｘ方向と角度θ＝ａｒｃｔａｎ（１／３）をなす方向Ｄ２に沿って、レンズピッチφで変化している。本実施形態においても、立体画像の単位画素に対して、レンチキュラーレンズが２分割されている。 The lenticular lenses L3 and L4 are substantially the same as the lenticular lens L1. The optical characteristics of the lenticular lenses L3 and L4 also change with the lens pitch φ along the direction D2 that forms an angle θ = arctan (1/3) with the x direction. Also in this embodiment, the lenticular lens is divided into two for the unit pixel of the stereoscopic image.
レンチキュラーレンズが２分割されていない場合、例えば７視点、６５インチのフルハイビジョンディスプレイであれば、レンズピッチφは約１．７１ｍｍとなる。このような大きなレンズピッチφの場合、モアレの発生が強くなる。さらに、液晶層１１４も厚くなり、応答速度が問題となるレベルで遅くなる。また、液晶材料の使用量が増える。 In the case where the lenticular lens is not divided into two, for example, in a 65-inch full high-definition display with 7 viewpoints, the lens pitch φ is about 1.71 mm. In such a large lens pitch φ, the generation of moire becomes strong. Further, the liquid crystal layer 114 is also thickened, and the response speed becomes slow at a problem level. In addition, the amount of liquid crystal material used increases.
本実施形態では、立体画像の単位画素に対して、レンチキュラーレンズを２分割している。これによって、レンチキュラーレンズを２分割しない場合と比較して、レンズピッチφをほぼ半分にすることができる。 In this embodiment, the lenticular lens is divided into two for the unit pixel of the stereoscopic image. As a result, the lens pitch φ can be almost halved as compared with the case where the lenticular lens is not divided into two.
図１５は、本実施形態の効果を説明するための仮想的な比較例にかかる立体表示装置の、液晶ディスプレイ１４の画素配置、および液晶レンズ１１（不図示）によって形成されるレンチキュラーレンズＬ６の構成を模式的に示す平面図である。比較例にかかる立体表示装置では、立体画像の単位画素に、５視点の画像が含まれている。この立体表示装置では、ｘ方向に５／６ピクセル、ｙ方向に６ピクセルの、５ピクセル（１５サブピクセル）によって、立体画像の単位画素を構成している。この立体表示装置では、立体画像の単位画素の、ｘ方向の幅を小さくすることによって、レンズピッチを小さくしている。 FIG. 15 shows a pixel arrangement of the liquid crystal display 14 and the configuration of the lenticular lens L6 formed by the liquid crystal lens 11 (not shown) in a stereoscopic display device according to a virtual comparative example for explaining the effect of the present embodiment. It is a top view which shows typically. In the stereoscopic display device according to the comparative example, an image of five viewpoints is included in the unit pixel of the stereoscopic image. In this stereoscopic display device, a unit pixel of a stereoscopic image is composed of 5 pixels (15 sub-pixels) of 5/6 pixels in the x direction and 6 pixels in the y direction. In this stereoscopic display device, the lens pitch is reduced by reducing the width of the unit pixel of the stereoscopic image in the x direction.
レンチキュラーレンズＬ６は、レンチキュラーレンズＬ４と、傾きが異なっている。それに伴って、各サブピクセルｓに配置する視点の番号も、立体表示装置１の場合とは異なっている。この立体表示装置では、立体画像の単位画素の１視点は、斜め方向に隣接する一連のサブピクセルｓに表示されていない。図１５に太線で囲って示すように、同一視点の赤、緑、および青を表示する画素は、離れて配置されている。これは、３次元表示を行う際のボケにつながる。 The lenticular lens L6 is different in inclination from the lenticular lens L4. Accordingly, the number of viewpoints arranged in each subpixel s is also different from that of the stereoscopic display device 1. In this stereoscopic display device, one viewpoint of the unit pixel of the stereoscopic image is not displayed on a series of subpixels s adjacent in the oblique direction. As shown by being surrounded by a thick line in FIG. 15, pixels displaying red, green, and blue at the same viewpoint are arranged apart from each other. This leads to blurring when performing three-dimensional display.
さらにこの立体表示装置では、同一視点の赤、緑、および青を表示する画素間の距離に比較して、立体画像の隣接する画素同士の距離が、特に近くなっている。例を挙げると、図１５に実線の矢印で示すように、ある立体画像の単位画素の１視点目の赤を表示する画素（Ｒ１）と、立体画像の隣の画素の１視点目の青を表示する画素（Ｂ１）との間の距離が近い。このため、これらが混色する可能性がある。 Furthermore, in this stereoscopic display device, the distance between adjacent pixels of the stereoscopic image is particularly shorter than the distance between pixels displaying red, green, and blue from the same viewpoint. For example, as shown by a solid line arrow in FIG. 15, a pixel (R1) that displays red for the first viewpoint of a unit pixel of a certain stereoscopic image and a blue for the first viewpoint of a pixel adjacent to the stereoscopic image are displayed. The distance between the pixel (B1) to be displayed is short. For this reason, there is a possibility that these colors are mixed.
またこの立体表示装置では、同一視点の同じ色を表示する画素の位置の、ｙ方向のずれが大きい。例を挙げると、図１５に破線の矢印で示すように、ある立体画像の単位画素の１視点目の赤を表示する画素（Ｒ１）と、立体画像の隣の画素の１視点目の赤を表示する画素（Ｒ１）との、ｙ方向のずれが大きい。これによって、各視点と色のバランスが崩れ、表示特性が低下する。 In this stereoscopic display device, the displacement in the y direction of the position of the pixel displaying the same color from the same viewpoint is large. For example, as shown by a broken line arrow in FIG. 15, a pixel (R1) that displays red of the first viewpoint of a unit pixel of a certain stereoscopic image and a red of the first viewpoint of a pixel adjacent to the stereoscopic image are displayed. The deviation in the y direction from the pixel (R1) to be displayed is large. As a result, the balance between the viewpoints and the colors is lost, and the display characteristics are deteriorated.
再び図１４を参照して、本実施形態では、図１４中にＰ１の記号を付して示すように、立体画像の単位画素の１視点を、斜め方向に隣接する３つのサブピクセルｓに表示している。これにより、同一視点の赤、緑、および青を表示する画素は、近接して配置されている。したがって、本実施形態によれば、比較例の構成と比較して、ボケが改善される。さらに、同一視点の赤、緑、および青を表示する画素間の距離は、立体画像の隣接する画素間の距離と比較して小さい。そのため、立体画像の隣接する画素間での混色も抑えられる。また、同一視点の同じ色を表示する画素の位置の、ｙ方向のずれが小さい。これらのことから、表示特性が向上する。 Referring to FIG. 14 again, in this embodiment, as shown with the symbol P1 in FIG. 14, one viewpoint of the unit pixel of the stereoscopic image is displayed on three subpixels s adjacent in the oblique direction. doing. Thereby, pixels displaying red, green, and blue of the same viewpoint are arranged close to each other. Therefore, according to this embodiment, blurring is improved as compared with the configuration of the comparative example. Furthermore, the distance between pixels displaying red, green, and blue of the same viewpoint is smaller than the distance between adjacent pixels of the stereoscopic image. Therefore, color mixing between adjacent pixels of the stereoscopic image can be suppressed. Further, the displacement in the y direction of the position of the pixel displaying the same color from the same viewpoint is small. As a result, display characteristics are improved.
上記では、立体画像の単位画素に含まれる視点の数が９視点より少ない場合を説明したが、視点の数は９視点よりも多くても良い。また、１つのピクセルＰが３つのサブピクセルｓから構成されている場合を説明したが、第２の実施形態のように、１つのピクセルＰが４つのサブピクセルｓから構成されていても良い。 In the above description, the case where the number of viewpoints included in the unit pixel of the stereoscopic image is smaller than nine viewpoints has been described, but the number of viewpoints may be larger than nine viewpoints. Moreover, although the case where one pixel P is composed of three subpixels has been described, one pixel P may be composed of four subpixels s as in the second embodiment.
［その他の実施形態］
以上、本発明についての実施形態を説明したが、本発明は上述の各実施形態に限定されず、発明の範囲内で種々の変更または組み合わせが可能である。[Other Embodiments]
As mentioned above, although embodiment about this invention was described, this invention is not limited to each above-mentioned embodiment, A various change or combination is possible within the scope of the invention.
上述の実施形態では、液晶レンズ１１によって形成されるレンチキュラーレンズによって、液晶ディスプレイ１４または２４から出射される光を分離している。しかし、立体表示装置は、このようなレンズに代えて、固定レンズによるレンチキュラーレンズを備えていても良い。 In the above-described embodiment, the light emitted from the liquid crystal display 14 or 24 is separated by the lenticular lens formed by the liquid crystal lens 11. However, the stereoscopic display device may include a lenticular lens using a fixed lens instead of such a lens.
また、立体表示装置は、液晶レンズ１１に代えて、視差バリアを備えていても良い。この場合、視差バリアは、図６の方向Ｄ２に沿って、レンズピッチφと同じ周期で開口部と遮光部とが繰り返されて形成されたものである。 The stereoscopic display device may include a parallax barrier instead of the liquid crystal lens 11. In this case, the parallax barrier is formed by repeating the opening portion and the light shielding portion at the same period as the lens pitch φ along the direction D2 in FIG.
本発明は、立体表示装置として産業上の利用が可能である。 The present invention can be industrially used as a stereoscopic display device.
１ 立体表示装置
１１ 液晶レンズ
１１１ パターン基板
１１２ パターン電極
１１３，１１７ 配向膜
１１４ 液晶層
１１４ａ 液晶分子
１１５ 対向基板
１１６ 共通電極
１２ 位相差板
１３ スペーサ
１４，２４ 液晶ディスプレイ
１５ バックライト
１６ 制御部
１７ ディスプレイ駆動部
１８ レンズ駆動部DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 3D display apparatus 11 Liquid crystal lens 111 Pattern board | substrate 112 Pattern electrode 113,117 Alignment film 114 Liquid crystal layer 114a Liquid crystal molecule 115 Opposite board 116 Common electrode 12 Phase difference plate 13 Spacer 14, 24 Liquid crystal display 15 Backlight 16 Control part 17 Display drive Part 18 Lens drive part
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