JP2008281605A - Liquid crystal display panel, stereoscopic image display device and liquid crystal touch panel device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示パネル、立体画像表示装置及び液晶タッチパネル装置に関し、より詳細には、部分位相差板により立体表示を可能とする液晶表示パネルと、その液晶表示パネルを備えた立体画像表示装置及び液晶タッチパネル装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display panel, a stereoscopic image display device, and a liquid crystal touch panel device, and more specifically, a liquid crystal display panel that enables stereoscopic display using a partial retardation plate, and a stereoscopic image display device including the liquid crystal display panel. And a liquid crystal touch panel device.
従来、3次元画像を表示する様々な方法が提案されてきた。その中でも一般的に用いられているのは、両眼視差を利用する「2眼式」と呼ばれるものである。すなわち、「2眼式」では、両眼視差を持った左目用の画像及び右目用の画像(以降、「左目用画像」、「右目用画像」とそれぞれ称する)を用意し、それぞれ独立に左右の眼に投影することにより立体視を行うことができる。以下の説明では、3Dは3次元または立体を、2Dは2次元を意味する用語としてそれぞれ用い、立体視用の画像データを3D画像データ、通常の2次元画像データを2D画像データと称する。 Conventionally, various methods for displaying a three-dimensional image have been proposed. Among them, what is generally used is a so-called “binocular type” that uses binocular parallax. That is, in the “two-lens type”, a left-eye image and a right-eye image having binocular parallax (hereinafter referred to as “left-eye image” and “right-eye image”, respectively) are prepared, and left and right Stereoscopic viewing can be performed by projecting onto the eyes. In the following description, 3D is used as a term meaning 3D or 3D, and 2D is used as a term meaning 2D. Stereoscopic image data is called 3D image data, and normal 2D image data is called 2D image data.
ここで、2眼式の代表的な方式のひとつとして偏光メガネ方式があり、この偏光メガネを用いて左目と左目とに入る画像を分離することにより立体感を持たせる偏光メガネ方式の立体画像表示装置が、下記特許文献1に開示されている。 Here, there is a polarized glasses method as one of the representative methods of the binocular system, and the stereoscopic glasses display of the polarized glasses method that gives a stereoscopic effect by separating the images entering the left eye and the left eye using the polarized glasses. An apparatus is disclosed in Patent Document 1 below.
偏光メガネ方式による立体画像表示装置の構成を示すブロック図を図9に示す。
立体画像表示装置100は、液晶パネル部101と、液晶パネル部101に取り付けられた部分位相差板102とからなる構造を有している。液晶パネル部101は、一対の偏光板103,107の間に一対の透明支持基体104,106が形成され、その間にRGBの画素が形成された画素液晶部105が設けられている。
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a stereoscopic image display apparatus using a polarized glasses method.
The stereoscopic
液晶パネル部101の出射側の偏光板107上には、部分位相差板(例えば、マイクロポール(μ−Pol)やマイクロポーラライザー(micropolarizer)と称されているものを用いることができる)102が貼り付けられている。
この部分位相差板102は、図中の斜線部である位相差部102aと、非位相差部102bがそれぞれ交互に横ストライプ状に並んだ構成となっている。位相差部102aは1/2波長板により形成されており、この位相差部102aが入射光(直線偏光)の偏光の方向を90度回転させるものとする。
On the polarizing
This partial
画素液晶部105は、図10にあるように、その1画素が、R成分、G成分、B成分から形成されており、位相差部102aの縦幅は、画素液晶部105の画素のn(nは1以上の整数とする)ライン分の幅で、非位相差部102bの縦幅は、画素液晶部105の画素のn´(n´は1以上の整数とする)ライン分の縦幅以下で、それぞれ形成されている。ここで画素のラインとは、部分位相差板102が横ストライプ状に配置されている場合には、画素の横方向のラインとなる。
本実施形態において、位相差部102aと非位相差部102bの縦幅はどちらも、画素液晶部105の画素の1ライン分の縦幅以下とする。
As shown in FIG. 10, one pixel of the pixel
In the present embodiment, the vertical widths of the
また、画素液晶部105は、画素の1ラインごとに交互に、左目用画像と右目用画像を表示するものとし、位相差部102aを通して左目用画像を表示する奇数ラインが、かつ、非位相差部102bを通して右目用画像を表示する偶数ラインが、観察者から見えるような位置に、位相差部102を設置する。
In addition, the pixel
本実施例において、液晶パネル部101がS偏光の映像光を出射するものとした場合、液晶パネル部101から射出される映像光のうち、位相差部102aを通った部分は、S偏光からP偏光に変換され、非位相差部102bを通った部分はS偏光のままで出射される。もちろん、液晶パネル部101がP偏光の映像光を出射するものとする場合であっても同様に考えてよく、液晶パネル部101から射出される映像光のうち、位相差部102aを通った部分は、P偏光からS偏光に変換され、非位相差部102bを通った部分はP偏光のままで出射される。
In this embodiment, when the liquid
このようにして、立体画像表示装置100は、液晶パネル部101から出た直線偏光の方向を、部分位相差板102によって部分的に回転させることにより、表示画面の偶数ラインと奇数ラインからの直線偏光を互いに直交するものに変換している。すなわち偶数ラインからは液晶パネル部101からの直線偏光がそのまま出射され、奇数ラインでは部分位相差板102の作用によりこれと直交する直線偏光とされる。
In this way, the stereoscopic
立体画像表示装置100から射出される映像光を、互いに直交する偏光方向のメガネ108にて観測する。奇数ラインからの直線偏光の光のみを通過させる左目用メガネ部108aを通して、左目109には左目用画像の光が、偶数ラインからの直線偏光の光のみを通過させる右目用メガネ部108bを通して、右目110には右目用画像の光がそれぞれ入射され、観察者はフルカラーでちらつきのない立体画像を観測することが可能となる。
Video light emitted from the stereoscopic
また、タッチパネルにおいて、液晶パネルを用いたタッチパネルが存在する。このタッチパネルにおいて、画面上にペンや指が触れた位置を検出する方法には、超音波を画面上に流しておき、画面に触れたペンや指が超音波を吸収した位置を検出する方法や、特殊な透明の膜を画面上に貼り、ペンや指が触れた部分を検出する方法や、液晶パネル自体に表示用TFTと光センサーを搭載してペンや指が触れた部分を検出する方法などが一般に存在する。
しかしながら、上記特許文献1では、立体画像表示装置100を観察者が正面から見ずに、上または下の方向から斜めに見た場合、つまり、立体画像表示装置100の表示面に対し、垂直方向に角度をつけて観察した場合、片方の目に、もう一方の目用の画像の一部が映りこむクロストークが発生する。以下に、この問題について、図面を用いて詳細に説明する。
However, in Patent Document 1, when the observer views the stereoscopic
図11は、立体画像表示装置100を、表示面に対して横から見た図であり、図11の立体画像表示装置100を観察者が正面から見た際の様子を図12に示す。
図12において、立体画像表示装置100の背後にある図示しないバックライトからの光が立体画像表示装置100に入射され、さらにこのバックライトから入射された光は、偏光板103と透明支持基体104を通して画素液晶部105に入射される。
FIG. 11 is a diagram of the stereoscopic
In FIG. 12, light from a backlight (not shown) behind the stereoscopic
画素液晶部105において、図中の斜線部を画素液晶部105の奇数ライン105aとし、図中の斜線部でない部分を画素液晶部105の偶数ライン105bとすると、画素液晶部105に入射された光のうち、奇数ライン105aを通った光は、透明支持基体106と偏光板107、位相差部102aを通じ、左目用の映像光として立体画像表示装置100から射出され、一方、偶数ライン105bを通った光は、透明支持基体106と偏光板107、位相差部102bを通じ、右目用の映像光として立体画像表示装置100から射出される。
In the pixel
立体画像表示装置100から射出された光のうち、位相差部102aを通る画素液晶部105の奇数ラインに表示された左目用の映像光が、左目用メガネ部108aを通じて、観察者の左目109に入射される。同様に、図示しないが、立体画像表示装置100から射出された光のうち、非位相差部102bを通る画素液晶部105の偶数ラインに表示された右目用の映像光が、右目用メガネ部108bを通じて、観察者の右目110に入射される。
Of the light emitted from the stereoscopic
このようにして、立体画像表示装置100を観察者が正面から見た場合は、画素液晶部105の奇数ラインに表示された左目用の映像光のみが、位相差部102aを通り、画素液晶部105の偶数ラインに表示された右目用の映像光のみが、非位相差部102bを通ることにより、左右の目に像が分離され、立体像を観察することができる。
In this way, when the observer views the stereoscopic
しかし、この立体画像表示装置100を観察者が垂直方向に角度を付けて観察した場合、立体画像表示装置100から部分位相差板102の位相差部102aと非位相差部102bに出射される光が、画素液晶部105の奇数ラインと偶数ラインの境界線を越えた部分の光となることにより、左右それぞれの目に表示すべき画像の一部に逆の画像の一部が観察者の目に提示されることになり、像が2重に見える現象、いわゆるクロストークが発生する。
However, when the observer observes the stereoscopic
図13は、立体画像表示装置100を観察者が下方向から斜めに仰ぎ見た際の様子を示した図である。図13において、左目用メガネ部108aを通じて観察者の左目109に入射される光を、図12で説明した場合と逆に観察者の左目109の方向からたどってみた場合、左目109が見ることのできる位相差部102aを通る光は、画素液晶部105の奇数ライン105aと偶数ライン105bの境界を越えてしまい、両方のラインを含む領域から発生した光となってしまい、像が2重に見えてしまうクロストークが発生するという問題があった。
ここで、右目110が見ることのできる位相差部102bを通る光も同様にして、両方のラインを含む領域から発生した光となってしまい、像が2重に見えてしまうクロストークが発生する。
FIG. 13 is a diagram illustrating a state in which the observer looks at the stereoscopic
Here, the light passing through the
また、上記では、水平のラインごとに左目用と右目用の映像を表示して観察する場合にして述べたが、立体画像表示装置100を例えば、90度回転させて観察した場合でも同様の問題が発生し、この場合は観察者が左右に動いて観察した場合に同様のクロストークが発生する。
In the above description, the left-eye and right-eye images are displayed and observed for each horizontal line. However, the same problem occurs when the stereoscopic
上記のようなクロストークは、立体画像表示装置100に対する観察角度と、部分位相差板102と画素液晶部105との間に挟まれる透明支持基体106及び偏光板107の厚さとに起因して発生するものであり、このクロストークが発生する結果、視野角が狭くなるという問題があった。
さらに、部分位相差板を用いた偏光メガネ方式に限らず、例えば、液晶パネルを用いた斜めバリア方式や、斜めレンチキュラ方式などでも同じ問題が生じる。これらは、液晶パネルにバリアや、レンチキュラを貼り付けるタイプの立体表示装置であるため、液晶パネル内の透明支持基体と偏光板の厚さにより同じ問題が発生する。
The above crosstalk occurs due to the observation angle with respect to the stereoscopic
Furthermore, the same problem occurs not only in the polarizing glasses method using the partial retardation plate but also in the oblique barrier method using the liquid crystal panel, the oblique lenticular method, and the like. Since these are stereoscopic display devices of a type in which a barrier or lenticular is attached to the liquid crystal panel, the same problem occurs depending on the thickness of the transparent support base and the polarizing plate in the liquid crystal panel.
さらにまた、液晶パネルを用いたタッチパネルにおいても、液晶パネル内の透明支持基体と偏光板の厚さにより、観察角度によっては、観察者がペンや指でタッチする面で検出される位置と画素液晶部に表示される画像の位置に、微妙なずれが生じしてしまうという問題があった。
また、一般に、透明支持基体と偏光板の厚さでは、透明支持基体のほうが圧倒的に厚い。
Furthermore, in a touch panel using a liquid crystal panel, depending on the thickness of the transparent support substrate and the polarizing plate in the liquid crystal panel, depending on the observation angle, the position detected by the surface touched by the observer with a pen or finger and the pixel liquid crystal There is a problem that a slight shift occurs in the position of the image displayed on the screen.
In general, the transparent support substrate is overwhelmingly thicker than the transparent support substrate and the polarizing plate.
本発明は、液晶パネルを用いた立体画像表示装置において、液晶パネルに含まれる透明支持基体の厚みにより発生する問題を緩和し、その視野角を広くするための技術を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a technique for alleviating a problem caused by the thickness of a transparent support substrate included in a liquid crystal panel and widening the viewing angle in a stereoscopic image display device using the liquid crystal panel. .
本発明の一観点によれば、液晶を用いた画像を表示するパネルにおいて、液晶層と、液晶層を挟む一対の透明支持基体のうち少なくとも一つをファイバーオプティカルプレートにより構成された基体を備えることを特徴とする液晶表示パネルが提供される。 According to one aspect of the present invention, in a panel for displaying an image using liquid crystal, the liquid crystal layer and at least one of a pair of transparent support bases sandwiching the liquid crystal layer is provided with a base composed of a fiber optical plate. A liquid crystal display panel is provided.
本発明に他の観点によれば、上記液晶表示パネルと、その液晶表示パネルの前面に配した部分位相差板とを備え、部分位相差板が液晶表示パネルに表示された視差に対応した画像情報を分割して偏光方向を制御することを特徴とする立体画像表示装置が提供される。 According to another aspect of the present invention, the image includes the liquid crystal display panel and a partial retardation plate disposed in front of the liquid crystal display panel, and the partial retardation plate corresponds to the parallax displayed on the liquid crystal display panel. There is provided a stereoscopic image display device characterized in that the polarization direction is controlled by dividing information.
本発明の他の観点によれば、上記液晶表示パネルと、その液晶表示パネルに対するタッチ位置を検出する検出装置と、を備えることを特徴とする液晶タッチパネル装置が提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal touch panel device comprising the liquid crystal display panel and a detection device that detects a touch position on the liquid crystal display panel.
本発明の液晶表示パネルによれば、射出側の透明支持基体の代わりに、ファイバーオプティクプレートを用いることにより、クロストークを軽減することができ、明るい映像を表示することができる。
また、本発明の立体画像表示装置によれば、上記の液晶表示パネルを用いることにより、視野角の広い立体映像を観察者に提示することができる。
また、本発明の液晶タッチパネル装置によれば、上記の液晶表示パネルを用いることにより、観察角度の違いにより発生する、タッチした位置とパネル上での表示画像の位置ずれを軽減することができる。
According to the liquid crystal display panel of the present invention, by using a fiber optic plate instead of the transparent support base on the emission side, crosstalk can be reduced and a bright image can be displayed.
Further, according to the stereoscopic image display device of the present invention, a stereoscopic image with a wide viewing angle can be presented to the observer by using the liquid crystal display panel.
In addition, according to the liquid crystal touch panel device of the present invention, by using the above liquid crystal display panel, it is possible to reduce a positional shift between a touched position and a display image on the panel, which is caused by a difference in observation angle.
以下、本発明の一実施の形態による液晶表示パネルについて図面を例にして図面を参照しながら説明する。以下の説明において、異なる図面においても同じ符号を付した構成は同様のものであるとして説明を省略することとする。
図1は、本発明の一実施の形態による液晶表示パネルの一構成例を説明するための図である。図1に示すように、本実施の形態による液晶表示パネル1は、一対の偏光板2,6の間に、透明支持基体3とファイバーオプティクプレート5が形成され、その間にRGBの画素が形成された画素液晶部4が設けられている。液晶表示パネル1は、これら一対の偏光板2,6、透明支持基体3、画素液晶部4、及びファイバーオプティクプレート5は、図示する順序で積層されて一体に構成されている。
Hereinafter, a liquid crystal display panel according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings with reference to the drawings. In the following description, the configurations denoted by the same reference numerals in different drawings are the same and will not be described.
FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration example of a liquid crystal display panel according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, in the liquid crystal display panel 1 according to the present embodiment, a transparent support base 3 and a
ここで、ファイバーオプティクプレート5について図面を用いて説明する。図2は、ファイバーオプティクプレート5の一例を示す図である。ファイバーオプティクプレート5とは、図2(A)のように数ミクロンの光ファイバーを束にした光学デバイスであり、光を発散させずに伝送することができる。
図2(B)は、本発明の液晶表示パネル1に使用されるファイバーオプティクプレート5の一部を拡大した図である。図2(B)において、ファイバーオプティクプレート5は、例えば、芯部を構成し、光を伝達するコアガラス7と、その周囲を被覆するクラッドガラス8から構成されている。
Here, the
FIG. 2B is an enlarged view of a part of the
このようなコアガラス7とクラッドガラス8で構成された外径が数μmの柱状のシングルガラスファイバーを多数束ねたマルチファイバー構造のものを、各ファイバーの軸に垂直に1〜20mm程度の所望の長さにカットして板状とし、これを更に各シングルファイバーの軸に並行にカットして直方体状、立方体状、円板状等、所望の形状のプレートに加工したものが、図2(A)で示したようなファイバーオプティクプレート5となる。
またこのとき、プレートに加工する際、プレートの一方の面の面積を他方の面の面積より小さくしテイパー状とし、ファイバーオプティクプレート5の両端面間で画像を拡大、縮小出来るようにしておいても良い。
また、ファイバーオプティクプレート5を構成するコアガラス7の形状として、6角形のものについて説明したが、この形状に限らず、どのような形状であってもかまわない。
A multi-fiber structure in which a large number of columnar single glass fibers having an outer diameter of several μm composed of the
At this time, when processing into a plate, the area of one surface of the plate is made smaller than the area of the other surface to form a taper so that the image can be enlarged and reduced between both end faces of the
Moreover, although the hexagonal shape has been described as the shape of the
図3、図4はそれぞれ、ファイバーオプティクプレート5の構成の一例を示す図である。
図3(A)は画素液晶部4を拡大したものであり、その1画素が、R成分、G成分、B成分から形成されている。図3(B)はファイバーオプティクプレート5を拡大したものであり、コアガラス9の形状と大きさを、図3(B)の1画素と同じか、もしくは形状は同じにして、その大きさだけをこの1画素以下のサイズにし、残りの部分をクラッドガラス10で構成してもよい。
3 and 4 are diagrams showing an example of the configuration of the
FIG. 3A is an enlarged view of the pixel
また、図4はファイバーオプティクプレート5を拡大したものであり、コアガラス11の形状を例えば6角形にして、少なくとも一つ以上のコアガラス11が、図3(A)の1画素の領域内にきちんと収まるようにして、残りの部分をクラッドガラス12で構成するようにしてもよい。
FIG. 4 is an enlarged view of the
図1において、液晶表示パネル1の背面に設置した図示しないバックライトからの光が液晶表示パネル1に入射され、さらにこのバックライトから入射された光は、偏光板2と透明支持基体3を通して画素液晶部4に入射される。画素液晶部4に入射された光は、ファイバーオプティクプレート5と偏光板6を通じ、映像光として液晶表示パネル1から射出される。観察者は、液晶表示パネル1から射出された映像光を観察する。
このとき、ファイバーオプティクプレート5の偏光板6側の端面から射出される映像光は、ファイバーオプティクプレート5の画素液晶部4側の端面から入射されたものと同じ映像光となる。
In FIG. 1, light from a backlight (not shown) installed on the back surface of the liquid crystal display panel 1 is incident on the liquid crystal display panel 1, and the light incident from the backlight further passes through the polarizing plate 2 and the transparent support base 3 to form a pixel. Incident on the
At this time, the image light emitted from the end face on the
次に、本発明の液晶表示パネル1を用いた立体表示装置の一実施例について図面を用いて詳細に説明する。図5は、本発明の液晶表示パネル1を用いた立体表示装置の一例を示す図である。
立体画像表示装置14は、液晶表示パネル1と、液晶表示パネル1に取り付けられた部分位相差板13とからなる構造を有している。液晶表示パネル1の出射側の偏光板6上には、部分位相差板(例えば、マイクロポール(μ−Pol)やマイクロポーラライザー(micropolarizer)と称されているものを用いることができる)13が貼り付けられている。
Next, an example of a stereoscopic display device using the liquid crystal display panel 1 of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 5 is a diagram showing an example of a stereoscopic display device using the liquid crystal display panel 1 of the present invention.
The stereoscopic
この部分位相差板13は、図中の斜線部である位相差部13aと、非位相差部13bがそれぞれ交互に縦ストライプ状に並んだ構成となっている。位相差部13aは1/2波長板により形成されており、この位相差部13aが入射光の偏光の方向を90度回転させるものとする。
The partial
画素液晶部4は、図1に示すように、その1画素が、R成分、G成分、B成分から形成されており、位相差部13aの縦幅は、画素液晶部4の画素のn(nは1以上の整数とする)ライン分の幅で、非位相差部13bの縦幅は、画素液晶部4の画素のn´(n´は1以上の整数とする)ライン分の縦幅以下で、それぞれ形成されている。本実施形態において、位相差部13aと非位相差部13bの縦幅はどちらも、画素液晶部4の画素の1ライン分の縦幅以下とする。
As shown in FIG. 1, one pixel of the pixel
また、画素液晶部4は、画素の1ラインごとに交互に、左目用画像と右目用画像を表示するものとし、位相差部13aを通して左目用画像を表示する奇数ラインが、かつ、非位相差部13bを通して右目用画像を表示する偶数ラインが、それぞれ観察者から見えるような位置に、位相差部13を設置する。
Further, the pixel
本実施例において、液晶表示パネル1がS偏光の映像光を出射するものとした場合、液晶表示パネル1から射出される映像光のうち、位相差部13aを通った部分は、S偏光からP偏光に変換され、非位相差部13bを通った部分はS偏光のままで出射される。もちろん、液晶表示パネル1がP偏光の映像光を出射するものとする場合であっても同様に考えてよく、液晶表示パネル1から射出される映像光のうち、位相差部13aを通った部分は、P偏光からS偏光に変換され、非位相差部13bを通った部分はP偏光のままで出射される。
In the present embodiment, when the liquid crystal display panel 1 emits S-polarized image light, the portion of the image light emitted from the liquid crystal display panel 1 that has passed through the
このようにして、立体画像表示装置14は、液晶表示パネル1から出射した直線偏光の方向を、部分位相差板13によって部分的に回転させることにより、表示画面の偶数ラインと奇数ラインからの直線偏光を互いに直交するものに変換している。すなわち偶数ラインからは液晶表示パネル1からの直線偏光がそのまま出射され、奇数ラインでは部分位相差板13の作用によりこれと直交する直線偏光とされる。
In this way, the stereoscopic
立体画像表示装置14から射出される映像光を、互いに直交する偏光方向のメガネ15にて観測する。奇数ラインからの直線偏光の光のみを通過させる左目用メガネ部15aを通して、左目16には左目用画像の光が入射され、偶数ラインからの直線偏光の光のみを通過させる右目用メガネ部15bを通して、右目17には右目用画像の光が入射されて、観察者はフルカラーでちらつきのない立体画像を観測することが可能となる。
Video light emitted from the stereoscopic
次に、本実施例の立体画像表示装置14を観察者が正面から見た際の動作について説明を行う。以下の説明では、左目16で立体画像表示装置14を観察した場合について説明するが、右目17も同様の動作をするのでその説明は略す。
図6は、立体画像表示装置14を、表示面に対して横から見た図であり、この図6の立体画像表示装置14を観察者が正面から見た際の様子を図7に示す。
図7において、立体画像表示装置14の背後にある図示しないバックライトからの光が立体画像表示装置14に入射され、さらにこのバックライトから入射された光は、偏光板2と透明支持基体3を通して画素液晶部4に入射される。
Next, the operation when the observer views the stereoscopic
6 is a diagram of the stereoscopic
In FIG. 7, light from a backlight (not shown) behind the stereoscopic
画素液晶部4において、図中の斜線部を画素液晶部4の奇数ライン4aとし、図中の斜線部でない部分を画素液晶部4の偶数ライン4bとすると、画素液晶部4に入射された光のうち、奇数ライン4aを通った光と偶数ライン4bを通った光は、それぞれファイバーオプティクプレート5の下端に入射され、ファイバーオプティクプレート5の上端5aと5bの位置でそれぞれ射出される。つまり、画素液晶部4に映る映像がそのままファイバーオプティクプレート5の上端に平行に映し出されることになる。
In the pixel
このファイバーオプティクプレート5の上端5aから射出された光は画素液晶部4の奇数ライン4aに表示された左目用の映像光と同じものであり、この映像光は偏光板6、位相差部13aを通じ、左目用の映像光として立体画像表示装置14から射出され、一方、ファイバーオプティクプレート5の上端5bから射出された光は画素液晶部4の偶数ライン4bに表示された左目用の映像光と同じものであり、この映像光は偏光板6、位相差部13bを通じ、右目用の映像光として、立体画像表示装置14から射出される。
The light emitted from the
そして、立体画像表示装置14から射出された光のうち、位相差部13aを通る画素液晶部4の奇数ラインに表示された左目用の映像光が、左目用メガネ部15aを通じて、観察者の左目16に入射される。同様に、図示しないが、立体画像表示装置14から射出された光のうち、非位相差部13bを通る画素液晶部4の偶数ラインに表示された右目用の映像光が、右目用メガネ部15bを通じて、観察者の左目17に入射される。
Of the light emitted from the stereoscopic
このようにして、立体画像表示装置14を観察者が正面から見た場合は、画素液晶部4の奇数ラインに表示された左目用の映像光のみが、位相差部13aを通り、画素液晶部4の偶数ラインに表示された右目用の映像光のみが、非位相差部13bを通ることにより、左右の目に像が分離され、立体像を観察することができる。
In this way, when the observer views the stereoscopic
さらに次に、立体画像表示装置14を観察者が垂直方向に角度を付けて観察した場合について説明する。図8は、立体画像表示装置14を観察者が下方向から斜めに仰ぎ見た際の様子を示した図である。
図8において、左目用メガネ部15aを通じて観察者の左目16に入射される光を、図7で説明した場合と逆に、観察者の左目16の方向からたどってみた場合、左目16が見ることのできる位相差部13aを通る光は、その大部分がファイバーオプティクプレート5の上端5aを通る光となり、上端5bを通る光の割合は減少する。これにより、像が2重に見えてしまうクロストークが軽減される。
Next, a case where the observer observes the stereoscopic
In FIG. 8, when the light incident on the
ここで、左目16の位置を点A、左目16が注視する点を点B、左目16が点Bを見た際の視線を視線C、部分位相差板13と垂直となる方向において、点Aから偏光板6までの距離をz、部分位相差板13と平行となる方向において点Aから点Bまでの距離、つまり部分位相差板13と平行の方向において、点Bを通る部分位相差板13の法線と点Aとの距離をy、部分位相差板13の背面と、部分位相差板13に向かって映像光が射出される位置、つまりファイバーオプティクプレート5の上端までの距離と等しい偏光板6の厚みをd、偏光板6と視線Cのなす角をθとすると、θは、
θ=tan-1(z/y) (1)
で表される。
Here, the position of the
θ = tan −1 (z / y) (1)
It is represented by
ここで、左目16が点Bを注視した際、視線Cが、ファイバーオプティクプレート5の上端の斜線部内を通らなければクロストークが発生する。ファイバーオプティクプレート5上において、斜線部でない部分にはみ出したずれxは、
x=d/tanθ (2)
で表される。
Here, when the
x = d / tan θ (2)
It is represented by
ここで、ファイバーオプティクプレート5を使わず、透明支持基体を用いている、図11で示したような従来の液晶パネルの場合だと、距離dは、透明支持基体と偏光板の厚みを合わせたものとなり、式(2)より、ずれxが距離dに比例して大きくなる。
Here, in the case of the conventional liquid crystal panel as shown in FIG. 11 using the transparent support base without using the
以上のようにして、本発明の液晶パネル1では、射出側の透明支持基体の代わりに、ファイバーオプティクプレート5を用いることにより、クロストークを軽減することができる。
As described above, in the liquid crystal panel 1 of the present invention, the crosstalk can be reduced by using the
またここで、位相差部13aと、非位相差部13bの間にマスクを挿入することにより、クロストークはさらに軽減することが可能である。この場合、マスクの占める面積の割合にも依存するが、表示する映像の明るさは暗くなってしまう。しかし、本発明の液晶パネル1では、ファイバーオプティクプレート5を用いることにより、クロストークの割合をあらかじめ軽減することができるため、このマスクの割合を小さくして、非常に明るい映像を立体表示することができる。
Here, the crosstalk can be further reduced by inserting a mask between the
さらに、本発明の立体画像表示装置14では、ファイバーオプティクプレート5を用いて部分位相差板13に入射する光が射出される位置と部分位相差板13を近づけることができるため、立体画像表示装置14に対して観察者が角度を付けて観察した際であっても、クロストークが小さくすることができ、視野角を広くすることができる。
Furthermore, in the stereoscopic
また、部分位相差板13の前に4/1波長板を設置し、左右の映像光を異なる2種類の円偏光(右旋光,左旋光)にし、メガネ15も異なる2種類の円偏光のみ透過させるものにして、立体映像を提示するようにしてもよい。
In addition, a 4/1 wavelength plate is installed in front of the partial
また、本実施例では、本発明の液晶表示パネルと部分位相差板を組み合わせた立体画像表示装置について説明したが、部分位相差板の変わりに、バリアやレンチキュラーレンズを用いてもよい。液晶表示パネルにバリアやレンチキュラーレンズを備え付ける場合、液晶表示パネル対応する画素のある位置にバリアやレンチキュラーレンズの位置を合わせなければならず、射出側の透明支持基体の代わりに、ファイバーオプティクプレート5を用いることにより、同様にクロストークを軽減することができる。また、この場合、裸眼で観察するため、メガネは不要となる。
In this embodiment, the stereoscopic image display device in which the liquid crystal display panel of the present invention and the partial retardation plate are combined has been described. However, a barrier or a lenticular lens may be used instead of the partial retardation plate. When the liquid crystal display panel is provided with a barrier or lenticular lens, the position of the barrier or lenticular lens must be aligned with the position of the pixel corresponding to the liquid crystal display panel, and the
さらにまた、本発明の液晶パネルをタッチパネルに用いた場合、従来だと液晶パネル内の映像光を射出する側には、透明支持基体と偏光板が存在するが、本発明の液晶パネルでは、射出側の透明支持基体の代わりに、ファイバーオプティクプレート5を用いることにより、タッチパネルの画面上の位置と、実際に映像光を射出している位置までの距離を短くすることができるため、観察角度によって、観察者がペンや指でタッチする面で検出される位置と画素液晶部に表示される画像の位置に発生するずれを減ラスことが可能である。
Furthermore, when the liquid crystal panel of the present invention is used for a touch panel, a transparent support base and a polarizing plate exist on the side of the liquid crystal panel that emits image light, but the liquid crystal panel of the present invention emits light. By using the
ここで、タッチパネルの画面上に外部からペンや指が触れた位置を検出する方法には、超音波を画面上に流しておき、画面に触れたペンや指が超音波を吸収した位置を検出する方法や、特殊な透明の膜を画面上に貼り、ペンや指が触れた部分を検出する方法や、液晶パネル自体に表示用TFTと光センサーを搭載してペンや指が触れた部分を検出する方法のいずれであってもかまわない。 Here, in order to detect the position where the pen or finger touched from the outside on the screen of the touch panel, the ultrasonic wave is made to flow on the screen, and the position where the pen or finger touching the screen absorbed the ultrasonic wave is detected. Or a special transparent film on the screen to detect the part touched by the pen or finger, or the liquid crystal panel itself is equipped with a display TFT and a light sensor to detect the part touched by the pen or finger. Any method of detection may be used.
尚、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and can be obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
1…液晶表示パネル、2,6,103,107…偏光板、3,104,106…透明支持基体、4,105…画素液晶部、5…ファイバーオプティクプレート、7,9,11…コアガラス、8,10,12…クラッドガラス、13,102…部分位相差板、14,100…立体画像表示装置、15,108…メガネ、16,109…左目、17,110…右目、101…液晶パネル部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid crystal display panel, 2, 6, 103, 107 ... Polarizing plate, 3,104, 106 ... Transparent support base | substrate, 4,105 ... Pixel liquid crystal part, 5 ... Fiber optic plate, 7, 9, 11 ...
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