JPH0584930U

JPH0584930U - 表示素子及びそれを用いた表示装置

Info

Publication number: JPH0584930U
Application number: JP2678292U
Authority: JP
Inventors: 利夫三木
Original assignee: 神鋼電機株式会社
Priority date: 1992-04-23
Filing date: 1992-04-23
Publication date: 1993-11-16

Abstract

(57)【要約】【目的】画素数を増やすことなく解像度を数倍に上
げ、また、十分な視野角と解像度で、また、より現実に
近い感覚で臨場感のある画像が認識される。【構成】上部電極２１，２１，・・・，２１と下部電
極２２，２２，・・・，２２とに所定の信号電圧が加え
られると、該上部電極と該下部電極とに挟まれている液
晶層において、電界が形成され、この電界の作用によっ
て、前記液晶層の液晶分子の配列組織が変えられる。そ
して、表示素子２０の面上において、バックライトの光
を透過する部分と透過しない部分とが形成される。そし
て、表示素子２０の中心の画素の表示が最も精細に表示
され、供給した信号に応じた画像が映し出される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、高度な遠隔操作やシミュレーション等に利用されるＣＧ（コンピュータ・グラフィックス）やテレビ画像のような映像を表示するのに用いて好適な表示素子及びそれを用いた表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

周知のように、遠隔操作やシミュレーションの作業をするための装置としては、図２に示すような頭部装着型立体画像表示装置（ＨｅａｄＭｏｕｎｔｅｄＤｉｓｐｌａｙ；ＨＭＤ）が知られている。この図において、頭部装着型立体画像表示装置１は、液晶バックライト２、表示素子３、光学レンズ４、ヘルメット５から構成されている。表示素子３からは、ＣＧやテレビ画像が映し出される。液晶バックライト２は、表示素子３の背面に設けられ、表示素子３の画像にライトをあて、画像の輪郭をはっきりさせる。光学レンズ４は、装着者（頭部装着型立体画像表示装置を装着した人）の両眼に対応して、かつ、装着者の左右の目に映る像が両眼視差分ずれるように別々に設けられており、表示素子３の画像の焦点を装着者の眼球内に結ばせる。このような構成において、装着者は、表示素子３の画像を立体画像として認識し、この画像を見ながら自由に移動し、両手を使って他の作業（遠隔操作など）を行う。

【０００３】図３は、表示素子３の一実施例の構成を示す斜視図である。この図において、表示素子３は、液晶層６、配向膜７，７、上部電極８，８，・・・，８、下部電極９，９，・・・，９、ガラス基板１０，１０、カラーフィルタ１１₁，１１₂，１１₃、および、保護膜１２から構成されている。上記液晶層６には、液晶分子が満たされており、この液晶分子は、接触部分の表面の状態により分子の配列が規制される性質を持っている。そのため、液晶分子が一定の方向に配列するように、上部電極８，８，・・・，８、下部電極９，９，・・・，９の表面には、配向膜７，７が形成されている。また、液晶分子は、その材料の種類によって異なる固有の双極子モーメントを持っている。このため、上部電極８，８，・・・，８と下部電極９，９，・・・，９とに挟まれている液晶層６においては、上部電極８，８，・・・，８と下部電極９，９，・・・，９との間に電圧が加えられると、このとき形成される電界の作用で液晶分子の配列組織が変わる。カラーフィルタ１１₁は赤、カラーフィルター１１₂は緑、カラーフィルター１１₃は青のカラーフィルターであり、これら三原色のカラーフィルター１１₁，１１₂，１１₃ は、ガラス基板１０の上に配列して設けられ、表示素子３から映し出される画像をカラー表示させる。

【０００４】図４は上述した表示素子３の電極構造を示す上面図である。この図において、複数の上部電極８，８，・・・，８は、それぞれ平行に、かつ、等間隔で設けられており、複数の下部電極９，９，・・・，９も、前述した上部電極の場合と同様に、平行に、かつ、等間隔で設けられている。さらに、上部電極８，８，・・・，８と下部電極９，９，・・・，９とは、異なる平面上において、垂直に設けられている。このような構成において、上部電極８，８，・・・，８と下部電極９，９，・・・，９とに挟まれている液晶層６が画素となる。

【０００５】次に、上述した表示素子３において、画像が表示される過程について説明する。例えば、上部電極８，８，・・・，８と下部電極９，９，・・・，９とからそれぞれ１つの上部電極８と下部電極９が選択され、電圧が加えられると、該上部電極８と該下部電極９とが対向した位置における液晶層６（該上部電極８と該下部電極９とが交わる部分）において、電界が形成される。そして、その電界の作用によって、液晶層６の液晶分子の配列組織が変えられ、液晶層６を通過する光の透過性が変化する。その結果、表示素子３において、上部電極８，８，・・・，８と下部電極９，９，・・・，９とに、所定の信号電圧を印加することによって、供給した信号に応じた画像が表示される。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、通常、人が眼球を動かさずに見える視野は、片目で上下左右約６０度、両目で左右約９０度である。前述した頭部装着型立体画像表示装置においては、装着者が十分な臨場感を得るために、少なくとも片目で左右６０度、上下４５度以上の視野角が必要とされる。この場合、視力換算０．３以上の解像度を得るためには、約８７万ピクセル（水平１０８０本，垂直８１０本）の画素数を持つ表示素子が必要となる。一方、頭部装着型立体画像表示装置に用いられる表示素子は、人が頭部に装着して作業をするため、数インチ以下でなければならない。しかし、装着者が十分な視野角と解像度を得るためには、表示素子の画素数を増やす必要があり、（各走査線に１ケ設けられる）ドライバを付け加えなければならない。この場合、表示素子の重量が増し、サイズが大きくなってしまう。このため、表示素子の解像度を上げることができないという問題が生じた。また、画素数は、４インチの表示素子の場合、１２．５万ピクセル（水平５００本，垂直２５０本）であるため、このサイズの表示素子においては、十分な解像度で表示素子の画像を認識することができないという問題が生じた。

【０００７】この考案は上述した事情に鑑みてなされたもので、請求項１記載の考案においては、画素数を増やすことなく解像度を数倍に上げることができる表示素子を提供することを目的としている。また、請求項２記載の考案においては、十分な解像度で画像が認識される表示装置を提供することを目的としている。また、請求項３記載の考案においては、より現実に近い感覚で臨場感のある画像が認識される表示装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上述した問題点を解決するために、請求項１記載の考案では、中心部の画素の密度が最も高く、前記中心部の画素の密度よりも外側の画素の密度の方が低いことを特徴とする。また、請求項２記載の考案では、請求項１記載の表示素子は、前記中心部の画素に表示される画像と視野角の中心とが対向するように、配設されたことを特徴とする。また、請求項３記載の考案では、少なくとも１つの表示素子に画像を表示させて立体映像を形成する表示装置において、前記表示手段に請求項１記載の表示素子を用いたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】

請求項１記載の考案によれば、中心部の画素の密度が最も高く、前記中心部の画素の密度よりも外側の画素の密度の方が低くなるように、電極が形成される。また、請求項２記載の考案によれば、請求項１記載の表示素子の中心部の画素に表示された画像が、視野角の中心に入射される。また、請求項３記載の考案によれば、請求項１記載の表示素子に表示された画像が両眼視差分ずれて両眼の各々へ入射される。

【００１０】

【実施例】

次に図面を参照してこの考案の実施例について説明する。図１は、この考案の一実施例の表示素子の電極構造を示す上面図である。この図において、複数の上部電極２１，２１，・・・，２１は、表示素子２０の中心部で、平行に、かつ、等間隔で設けられており、複数の下部電極２２，２２，・・・，２２も同様に、表示素子２０の中心部で、平行に、かつ、等間隔で設けられている。表示素子２０の中心部の範囲は、装着者の視野角の中心から±１０度の範囲である。表示素子２０の中心部の外側の上部電極２１，２１，・・・，２１は、中心部の上部電極２１，２１，・・・，２１の電極の間隔より広く設けられている。同様に、表示素子２０の中心部の外側の下部電極２２，２２，・・・，２２も、中心部の下部電極２２，２２，・・・，２２の電極の間隔より広く設けられている。このとき、表示素子２０の面上は、中心部の画素の密度が最も高く、前記中心部の画素の密度よりも外側の画素の密度の方が低くなっている。

【００１１】次に、上述した表示素子において、画像が表示される過程について説明する。上部電極２１，２１，・・・，２１と下部電極２２，２２，・・・，２２とに所定の信号電圧が加えられると、該上部電極と該下部電極とに挟まれている液晶層６において、電界が形成され、この電界の作用によって、前記液晶層６の液晶分子の配列組織は変えられる。そして、表示素子２０の面上において、バックライト２の光を透過する部分と透過しない部分とが形成される。このとき、表示素子２０の中心部の画素の表示が最も精細に表示され、供給した信号に応じた画像が映し出される。

【００１２】表示素子２０を上述したような構成にしたのは、人間の持つ視力の分布を考慮したためである。つまり、視力の分布は、視野の部位により異なり、注視点（通常、人が正面を向いているとき、視野角の中心であり、医学的には黄斑中心窩と呼ばれている部分）において最も良く、注視点より±１０度の点においては、視力が１／５に減少する。このため、装着者が、注視点において１．０の視力で見ている場合、視野角の中心より±１０度の点においては、０．２の視力で見ることになる。故に、表示素子２０の中心部の画素に表示される画像と視野角の中心とが対向するように、表示素子２０が表示装置に配設されることによって、視力分布に対応した画像が表示される。

【００１３】次に、図２の立体映像を形成する頭部装着型立体画像表示装置に、表示素子２０が用いられた場合について説明する。この場合、表示素子３の代わりに表示素子２０を、中心部の画素に表示される画像と視野角の中心とが対向するように配設する。このような構成によって、表示素子２０の中心部の画素に表示された画像が、両眼視差分ずれて両眼の各々の視野角の中心に入射され、視力分布に対応した立体画像が表示される。

【００１４】なお、この考案の実施例においては、表示素子として液晶表示素子を示したが、これに限らず、例えばＣＲＴ（ｃａｔｈｏｄｅｒａｙｔｕｂｅ）、ＥＬ（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）、ＰＤＰ（ｐｌａｓｍａｄｉｓｐｌａｙｐａｎｅｌ）等を用いてもよい。

【００１５】

【考案の効果】以上、説明したように、請求項１記載の考案によれば、中心部の画素の密度が最も高く、前記中心部の画素の密度よりも外側の画素の密度の方が低くなるように、電極が形成されるので、画素数を増やすことなく解像度を数倍に上げることができるという効果が得られる。また、請求項２記載の考案によれば、請求項１記載の表示素子の中心部の画素に表示された画像が、視野角の中心に入射されるので、十分な解像度で画像が認識されるという効果が得られる。また、請求項３記載の考案によれば、請求項１記載の表示素子に表示された画像が両眼視差分ずれて両眼の各々へ入射されるので、より現実に近い感覚で臨場感のある画像が認識されるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の構成を示す上面図である。

【図２】頭部装着型立体画像表示装置の構成を示す斜視
図である。

【図３】従来の頭部装着型立体画像表示装置の表示素子
の構成を示す斜視図である。

【図４】図３の電極構造を示す上面図である。

【符号の説明】

２０表示素子２１上部電極２２下部電極

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】中心部の画素の密度が最も高く、前記中心
部の画素の密度よりも外側の画素の密度の方が低いこと
を特徴とする表示素子。
【請求項２】請求項１記載の表示素子は、前記中心部の
画素に表示される画像と視野角の中心とが対向するよう
に、配設されたことを特徴とする表示装置。
【請求項３】少なくとも１つの表示素子に画像を表示さ
せて立体映像を形成する表示装置において、前記表示手
段に請求項１記載の表示素子を用いたことを特徴とする
請求項２記載の表示装置。