JP2000075243A - Stereoscopic display device - Google Patents
Stereoscopic display deviceInfo
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- JP2000075243A JP2000075243A JP10244917A JP24491798A JP2000075243A JP 2000075243 A JP2000075243 A JP 2000075243A JP 10244917 A JP10244917 A JP 10244917A JP 24491798 A JP24491798 A JP 24491798A JP 2000075243 A JP2000075243 A JP 2000075243A
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- dimensional image
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- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、立体表示装置に
関し、特に2次元表示板に表示される2次元像を複数重
ね合わせて積層することにより立体的に表示する立体表
示装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-dimensional display device, and more particularly to a three-dimensional display device for displaying a three-dimensional image by superposing and stacking a plurality of two-dimensional images displayed on a two-dimensional display panel.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の立体表示装置は、例えば図8に示
す液晶シャッター眼鏡を用いた装置が知られている。図
8に示す装置では、まず、異なる方向から3次元物体5
1を撮像した、いわゆる視差像を得るために、所定の間
隔で設置した2台のカメラ52、53で3次元物体51
を撮像する。2. Description of the Related Art As a conventional three-dimensional display device, for example, a device using liquid crystal shutter glasses shown in FIG. 8 is known. In the apparatus shown in FIG. 8, first, the three-dimensional object 5 is viewed from different directions.
In order to obtain a so-called parallax image of the image 1, a three-dimensional object 51 is provided by two cameras 52 and 53 installed at a predetermined interval.
Is imaged.
【0003】次に、それぞれのカメラ52、53で撮像
した2次元像が、1フィールドごとに交互に並ぶよう
に、映像信号変換装置54が2次元像を合成する。映像
信号変換装置54は、合成した2次元像を2次元表示装
置55に表示させると共に、カメラ52で撮像した2次
元像を表示させている時には、液晶シャッター眼鏡56
の内で観察者57の左側の液晶シャッターを透過状態に
すると共に、右側を非透過状態にする。Next, the video signal converter 54 synthesizes the two-dimensional images so that the two-dimensional images picked up by the cameras 52 and 53 are alternately arranged for each field. The video signal conversion device 54 displays the synthesized two-dimensional image on the two-dimensional display device 55, and when displaying the two-dimensional image captured by the camera 52, the liquid crystal shutter glasses 56.
Among them, the liquid crystal shutter on the left side of the observer 57 is set to the transmitting state, and the right side is set to the non-transmitting state.
【0004】一方、映像信号変換装置54がカメラ53
で撮像した2次元像を2次元表示装置55に表示させて
いる時には、液晶シャッター眼鏡56の内で観察者57
の右側の液晶シャッターを透過状態とし、左側の液晶シ
ャッターを非透過状態にする。前述する動作を繰り返す
ことによって、目の残像効果によって、あたかも、観察
者57は両目で視差像を同時に見ているように感じるの
で、両眼視差による立体視ができる。On the other hand, a video signal converter 54
Is displayed on the two-dimensional display device 55 by the observer 57 in the liquid crystal shutter glasses 56.
The liquid crystal shutter on the right side is set to a transmission state, and the liquid crystal shutter on the left side is set to a non-transmission state. By repeating the above-described operation, the observer 57 feels as if they are simultaneously viewing the parallax image with both eyes due to the afterimage effect of the eyes, so that stereoscopic viewing with binocular parallax can be performed.
【0005】また、眼鏡等を用いない他の立体表示装置
としては、たとえば、図9に示す周知のレンティキュラ
レンズ板を用いた立体表示装置が知られている。この装
置では、前述する液晶シャッター眼鏡を用りた装置と同
様に、まず、3次元物体51の視差像をカメラ52、5
3で撮像する。次に、カメラ52、53でそれぞれ撮像
した2枚の2次元像から、水平方向の画素が1画素毎に
交互に並ぶ2次元像を映像信号変換手段54が合成す
る。As another three-dimensional display device using no glasses or the like, for example, a three-dimensional display device using a well-known lenticular lens plate shown in FIG. 9 is known. In this apparatus, first, a parallax image of a three-dimensional object 51 is formed by cameras 52,
An image is taken at 3. Next, from the two two-dimensional images captured by the cameras 52 and 53, the video signal conversion unit 54 synthesizes a two-dimensional image in which pixels in the horizontal direction are alternately arranged for each pixel.
【0006】映像信号変換装置54は、合成した2次元
像を2次元表示装置55に表示させる。このとき、2次
元表示装置55の表示面側にレンティキュラレンズ板5
8を密着して配置しておくことにより、レンティキュラ
レンズ板58には指向性があるので、観察者57の位置
によっては、観察者57の左目および右目にそれぞれカ
メラ52およびカメラ53で掃像した2次元像の画素の
みが認識されることになる。したがって、観察者7の両
日には所定の間隔で撮像された視差像がそれぞれ見える
ことになるで、両眼視差にる立体像ができる。The video signal converter 54 causes the two-dimensional display device 55 to display the synthesized two-dimensional image. At this time, the lenticular lens plate 5 is provided on the display surface side of the two-dimensional display device 55.
Since the lenticular lens plate 58 has directivity by closely arranging the lenses 8, the camera 52 and the camera 53 scan the left and right eyes of the observer 57 depending on the position of the observer 57. Only the pixels of the obtained two-dimensional image are recognized. Therefore, on both days of the observer 7, the parallax images captured at the predetermined intervals are respectively visible, and a stereoscopic image corresponding to the binocular parallax is formed.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
液晶シャッター眼鏡を用いた立体表示装置では、常時、
液晶シャッター眼鏡をしていなければならず、不自然で
ある。一方、レンティキュラレンズを用いた立体表示装
置では、両眼で視差像を観察できる範囲が狭い範囲に限
られているので、観察者57は2次元表示装置55に対
する位置を自由に選べない。However, a conventional stereoscopic display device using liquid crystal shutter glasses always has
You have to wear liquid crystal shutter glasses, which is unnatural. On the other hand, in a stereoscopic display device using a lenticular lens, the range in which a parallax image can be observed with both eyes is limited to a narrow range, and thus the observer 57 cannot freely select a position with respect to the two-dimensional display device 55.
【0008】さらには、液晶シャッター眼鏡を用いた立
体表示装置およびレンティキュラレンズを用いた立体表
示装置では、観察者57の目のピントは表示装置の表面
に合っている場合が多く、表示される像による変化がな
く、観察者7が認織する表示された像と目のピント位置
との間に矛盾が生じることになるので、眼精疲労を生じ
させるおそれがある。Further, in a three-dimensional display device using liquid crystal shutter glasses and a three-dimensional display device using a lenticular lens, the eye of the observer 57 is often focused on the surface of the display device and displayed. Since there is no change due to the image, and a contradiction occurs between the displayed image recognized by the observer 7 and the focus position of the eye, eyestrain may be caused.
【0009】また、表示装置に表示される2次元像は、
カメラ52、53の位置によって決定される視点位置で
固定されてしまうので、動的視差を表現できず、たとえ
ば、観察者57が移動した場合、表示装置に表示される
像が一緒に移動してくるように感じられてしまうので、
観察者に違和感を与えてしまうという間題があった。The two-dimensional image displayed on the display device is
Since it is fixed at the viewpoint position determined by the positions of the cameras 52 and 53, dynamic parallax cannot be expressed. For example, when the observer 57 moves, the image displayed on the display device moves together. Because it feels like
There was a problem of giving a strange feeling to the observer.
【0010】木発明の目的は、眼鏡等を用いることなく
立体視の生理的要因である両眼視差、ピント調節および
動的視差等を満足すると共に、電気的に書き換え可能な
画像表示を行うことができる立体表示装置を提供するこ
とにある。It is an object of the present invention to satisfy the physiological factors of stereoscopic vision, such as binocular parallax, focus adjustment, and dynamic parallax, without using glasses or the like, and to provide an electrically rewritable image display. It is an object of the present invention to provide a three-dimensional display device capable of performing the following.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明による立体表示装
置は、3次元被表示物を3次元画像で表示する立体表示
装置であって、画像表示を行うための平面LEDアレイ
と該平面LEDアレイの照明光を略平行光として出射す
るためのコリメータからなる発光型2次元画像表示部
と、積層された複数の散乱型液晶表示素子からなり3次
元画像を構成するための電子制御スクリーンとを有し、
前記発光型2次元画像表示部で3次元被表示物を端から
順に切った各切断面像をそれぞれ2次元画像として発光
し、該発行されるそれぞれの2次元画像に同期させて表
示させる前記散乱型液晶表示素子を順次切り替えるよう
に構成したことを特徴とする。A three-dimensional display device according to the present invention is a three-dimensional display device for displaying a three-dimensional object as a three-dimensional image, and includes a flat LED array for displaying an image and the flat LED array. A two-dimensional image display unit including a collimator for emitting the illumination light as substantially parallel light, and an electronic control screen including a plurality of stacked liquid crystal display elements for forming a three-dimensional image. And
The light-emitting type two-dimensional image display unit emits, as two-dimensional images, respective cut plane images obtained by sequentially cutting a three-dimensional display object from an end, and displays the images in synchronization with the issued two-dimensional images. The liquid crystal display elements are configured to be sequentially switched.
【0012】また、前記コリメータは、所定の間隔をお
いて配置される少なくとも2枚のピンホールアレイから
なることを特徴とする。Further, the collimator comprises at least two pinhole arrays arranged at a predetermined interval.
【0013】また、前記コリメータは、所定のアスペク
ト比を持った少なくとも1枚のピンホールアレイからな
ることを特徴とする。Further, the collimator is characterized by comprising at least one pinhole array having a predetermined aspect ratio.
【0014】前記コリメータは、ピンホールアレイと該
ピンホールアレイの電子制御スクリーン側に設ける少な
くとも1枚のマイクロレンズアレイとからなり、該マイ
クロレンズアレイを構成する多数のマイクロレンズの焦
点位置が前記ピンホールアレイの前記マイクロレンズア
レイ側の表面と同一平面上に位置するように前記マイク
ロレンズアレイと前記ピンホールアレイとを配置するこ
とを特徴とする。The collimator includes a pinhole array and at least one microlens array provided on the electronic control screen side of the pinhole array, and the focal positions of a large number of microlenses constituting the microlens array are determined by the pin positions. The microlens array and the pinhole array are arranged so as to be located on the same plane as the surface of the hole array on the side of the microlens array.
【0015】(作用)3次元被表示物を端から順に切っ
た各切断面像をそれぞれ2次元画像として発光型2次元
画像表示部で発光し電子制御スクリーンを照射する。こ
の時、発光される2次元画像を表示する散乱型液晶素子
を散乱状態にし、その他の散乱型液晶素子を透過状態と
する。この結果、散乱状態の散乱型液晶素子に明るく表
示される2次元画像を観察者が見ることになる。(Effect) Each cut plane image obtained by cutting the three-dimensional display object in order from the end is emitted as a two-dimensional image by the light-emitting two-dimensional image display unit, and the electronic control screen is irradiated. At this time, the scattering type liquid crystal element for displaying the emitted two-dimensional image is set to the scattering state, and the other scattering type liquid crystal elements are set to the transmission state. As a result, the observer sees a two-dimensional image brightly displayed on the scattering type liquid crystal element in the scattering state.
【0016】また、発光型2次元画像表示部から順次発
光される2次元画像に同期させて、表示させる散乱型液
晶素子を順次切り替えながら前記2次元画像を表示す
る。従って、観察者は積層された各散乱型液晶素子に次
々と表示される2次元画像を観察することになる。この
結果、観察者の残像現象によって、前記各切断面像がま
とまって前記電子制御スクリーンに立体像(3次元画
像)として観察される。Further, in synchronization with the two-dimensional image sequentially emitted from the light-emitting type two-dimensional image display unit, the two-dimensional image is displayed while sequentially switching the scattering type liquid crystal elements to be displayed. Therefore, the observer observes the two-dimensional images displayed one after another on each of the stacked scattering type liquid crystal elements. As a result, due to the afterimage phenomenon of the observer, the cut surface images are collectively observed as a three-dimensional image (three-dimensional image) on the electronic control screen.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図1,図2、図3を用いて説明する。図1は、立体表示
装置の概略構成を示すブロック図、図2は、複数枚積層
された散乱型液晶素子からなる電子制御スクリーンの主
要部を示す概略断面図、図3は、電子制御スクリーンを
形成する散乱型液晶素子を複数枚積層した状態を示す概
略斜視図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a stereoscopic display device, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a main part of an electronic control screen including a plurality of stacked scattering liquid crystal elements, and FIG. FIG. 3 is a schematic perspective view showing a state in which a plurality of scattering type liquid crystal elements to be formed are stacked.
【0018】本実施形態における立体表示装置は、平面
LEDアレイ13と光を略平行光にするコリメータ12
とを有する発光型2次元画像表示部10と、複数の散乱
型液晶素子としての高分子分散型液晶素子15からなる
電子制御スクリーン11で構成されている。The three-dimensional display device according to the present embodiment includes a flat LED array 13 and a collimator 12 for converting light into substantially parallel light.
And an electronic control screen 11 composed of a polymer dispersed liquid crystal element 15 as a plurality of scattering liquid crystal elements.
【0019】図2、図3に示すように、前記電子制御ス
クリーン11は、表示しようとする被表示物を端から順
に切った各切断面像をそれぞれ2次元画像(図中符号D
1、D2・・・・・で示す)で表示する高分子分散型液
晶素子15を複数枚(例えば約10枚)積層することに
より構成されている。As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the electronic control screen 11 is a two-dimensional image (indicated by the symbol D in the figure) of each cut plane image obtained by cutting the display object to be displayed in order from the end.
1, D2,...) Are stacked (eg, about 10).
【0020】また、図2に示すように、電子制御スクリ
ーン11を構成する各高分子分散型液晶素子15の間に
は透明の接着剤からなるスペーサー14を介在して等間
隔に密着されている。このスペーサー14は、高分子分
散型液晶素子15の透明基板1、2の材質であるガラス
の屈折率(光学ガラス(BK−7)で絶対屈折率n=
1.519)と概略等しい屈折率をもっている。As shown in FIG. 2, the polymer-dispersed liquid crystal elements 15 constituting the electronic control screen 11 are closely attached at equal intervals with a spacer 14 made of a transparent adhesive interposed therebetween. . The spacer 14 has a refractive index of glass, which is a material of the transparent substrates 1 and 2 of the polymer-dispersed liquid crystal element 15 (absolute refractive index n = optical glass (BK-7)).
1.519).
【0021】これは、高分子分散型液晶素子15と隣接
する高分子分散型液晶素子15との界面に例えば空気が
入っていると、界面一箇所について反射が約4%起こ
り、高分子分散型液晶素子15の枚数が多くなると無視
できない値になってしまうのを防ぐためである。このス
ペーサー14により電子制御スクリーン11の内部では
界面反射が発生しなくなるので、電子制御スクリーン1
1があたかも全部ガラスで出来た透明な直方体となるよ
うになっている。This is because, for example, when air enters the interface between the polymer-dispersed liquid crystal element 15 and the adjacent polymer-dispersed liquid crystal element 15, about 4% of the reflection occurs at one interface, and This is to prevent a value that cannot be ignored when the number of liquid crystal elements 15 increases. Since the spacer 14 prevents the interface reflection from occurring inside the electronic control screen 11, the electronic control screen 1
1 is a transparent rectangular parallelepiped made entirely of glass.
【0022】前記電子制御スクリーン11を構成する前
記高分子分散型液晶素子15は、図2に示すようにガラ
スからなる一対の透明基板1、2と、前記一対の透明基
板1、2に狭持される高分子液晶層5と、高分子液晶層
5を封止する封止材6a、6bとから構成されている。
また、一対の透明基板の対抗する面には、電極3、4が
形成されている。As shown in FIG. 2, the polymer-dispersed liquid crystal element 15 constituting the electronic control screen 11 is sandwiched between a pair of transparent substrates 1 and 2 made of glass and the pair of transparent substrates 1 and 2. And a sealing material 6 a, 6 b for sealing the polymer liquid crystal layer 5.
Further, electrodes 3 and 4 are formed on opposing surfaces of the pair of transparent substrates.
【0023】前記高分子分散型液晶素子15は、通常
(交流電圧を印加しない時)その表面が光を散乱(拡
散)し、前記高分子分散型液晶素子15内の電極3、4
に交流電圧を印加すると、透明な素通しガラス状の透過
状態になる。このように各高分子分散型液晶素子15は
散乱と透過状態に切り換えられるものである。The surface of the polymer-dispersed liquid crystal element 15 usually scatters (diffuses) light (when no AC voltage is applied), and the electrodes 3, 4
When an AC voltage is applied to the substrate, a transparent transparent glass-like transmission state is obtained. Thus, each polymer-dispersed liquid crystal element 15 can be switched between a scattering state and a transmitting state.
【0024】次に、本実施形態における立体表示装置の
作用について説明する。図1に示すように、立体表示装
置は、複数枚の前記高分子分散型液晶素子15が層状に
なって構成される電子制御スクリーン11を電子制御ス
クリーン11の下部に設ける発光型2次元画像表示部1
0により照明されるようになっている。また、発光型2
次元画像表示部10を構成する平面LEDアレイ13の
光は、コリメータ12により平行光となり、各高分子分
散型液晶素子15の面に対して垂直に照射されるので、
散乱状態に選択された電子制御スクリーン11の高分子
分散型液晶素子15の位置に投影される。Next, the operation of the stereoscopic display device according to this embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the stereoscopic display device has a light-emitting two-dimensional image display in which an electronic control screen 11 in which a plurality of polymer dispersed liquid crystal elements 15 are layered is provided below the electronic control screen 11. Part 1
It is illuminated by 0. Light emitting type 2
Since the light of the flat LED array 13 constituting the two-dimensional image display unit 10 becomes parallel light by the collimator 12 and is irradiated perpendicularly to the surface of each polymer dispersed liquid crystal element 15,
It is projected on the position of the polymer dispersed liquid crystal element 15 of the electronic control screen 11 selected in the scattering state.
【0025】したがって、散乱状態の高分子分散型液晶
素子15が発光型2次元画像表示部10から発光される
被表示物の各切断面像を反映した表示パターンにより決
まる仮想的な光源となり明るく表示される。また、平面
LEDアレイ13の色を変えることで電子制御スクリー
ン11に表示される立体像23は白色ではなく、赤色と
か緑色とかに表示することもできる。Therefore, the polymer-dispersed liquid crystal element 15 in the scattered state becomes a virtual light source determined by a display pattern reflecting each cut plane image of the display object emitted from the light-emitting type two-dimensional image display section 10 and brightly displays. Is done. Further, by changing the color of the flat LED array 13, the three-dimensional image 23 displayed on the electronic control screen 11 can be displayed in red or green instead of white.
【0026】次に、本発明による立体表示装置を用い
て、3次元画像を表示する方法を説明する。まず、図3
に示す3次元画像23は、コンピューター(図示せず)
或は外部メモリー(図示せず)に記憶された被表示物の
情報から、被表示物の端から順に切った各切断面像が計
算され、この各切断面像の情報を発光型2次元画像表示
部10に送り込む。続いて、発光型2次元画像表示部1
0から各切断面像の2次元画像を発光すると共に、発光
される2次元画像を表示する高分子分散型液晶素子15
を散乱状態にすることにより、所定の高分子分散型液晶
素子15に切断面像の2次元画像が表示される。Next, a method for displaying a three-dimensional image using the three-dimensional display device according to the present invention will be described. First, FIG.
Is a computer (not shown).
Alternatively, from the information of the display object stored in an external memory (not shown), each cut plane image cut in order from the end of the display object is calculated, and the information of each of the cut plane images is converted into a light-emitting two-dimensional image. It is sent to the display unit 10. Subsequently, the light emitting type two-dimensional image display unit 1
A polymer dispersed liquid crystal element 15 that emits a two-dimensional image of each section plane image from 0 and displays the emitted two-dimensional image
In a scattering state, a two-dimensional image of a cut plane image is displayed on a predetermined polymer-dispersed liquid crystal element 15.
【0027】この時、発光型2次元画像表示部10から
発光される各切断面像の2次元画像(D1,D2・・・
と同様の画像)に同期させて表示する高分子分散型液晶
素子15を散乱状態に順次切り替え、2次元画像(D
1,D2・・・と表示)を表示する。この結果、電子制
御スクリーン11の上から観察する観察者13は、残像
現象により3次元画像23が見えることになる。At this time, the two-dimensional images (D1, D2,...) Of the respective cut plane images emitted from the light emitting type two-dimensional image display unit 10 are displayed.
The polymer dispersed liquid crystal element 15, which is displayed in synchronization with an image similar to the above, is sequentially switched to the scattering state, and the two-dimensional image (D
, D2... Are displayed. As a result, the observer 13 who observes from above the electronic control screen 11 can see the three-dimensional image 23 due to the afterimage phenomenon.
【0028】尚、本実施形態においては、電子制御スク
リーン11に単一色の静止立体像を表示するようにした
が、平面LEDアレイ13をカラー表示用に赤、青、緑
の3色のLEDで構成し、各高分子分散型液晶素子15
への表示と同期させて、各色を切り替え照明することに
より3次元画像のカラー表示も可能である。In this embodiment, a single-color static three-dimensional image is displayed on the electronic control screen 11. However, the flat LED array 13 is composed of red, blue, and green LEDs for color display. Comprising each polymer dispersed liquid crystal element 15
By switching and illuminating each color in synchronization with the display on the display, color display of a three-dimensional image is also possible.
【0029】(第1の実施形態)次に、発光型2次元画
像表示部の第1の実施形態について説明する。図4は、
本発明の第1の実施形態における発光型2次元画像表示
部の構成の一部を示す概略模式図、図5は、本実施形態
における発光型2次元画像表示部の構成の一部を示す概
略平面図である。(First Embodiment) Next, a first embodiment of a light emitting type two-dimensional image display unit will be described. FIG.
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a part of a configuration of a light-emitting two-dimensional image display unit according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a part of a configuration of a light-emitting two-dimensional image display unit according to the present embodiment. It is a top view.
【0030】図4及び図5に示すように、発光型2次元
画像表示部10は、コリメータ12と、平面LEDアレ
イ13とで構成されている。平面LEDアレイ13は、
マトリックス状に配置される多数のLED19によって
構成されている。また、コリメータ12は、所定の間隔
をもって配置される2枚のピンホールアレイ16から構
成される。As shown in FIGS. 4 and 5, the light emitting type two-dimensional image display unit 10 includes a collimator 12 and a flat LED array 13. The planar LED array 13
It is composed of a number of LEDs 19 arranged in a matrix. The collimator 12 includes two pinhole arrays 16 arranged at a predetermined interval.
【0031】この2枚のピンホールアレイ16の間隔
は、前記コリメータ12から出射し各高分子分散型液晶
素子15を照明する光が略平行光となるように設定す
る。更に、ピンホールアレイ16は、マトリックス状に
配置される多数の前記LED19に1対1で対応するよ
うに配置される多数のピンホール20で構成されてい
る。The distance between the two pinhole arrays 16 is set such that the light emitted from the collimator 12 and illuminating each polymer dispersed liquid crystal element 15 becomes substantially parallel light. Further, the pinhole array 16 includes a large number of pinholes 20 arranged so as to correspond to a large number of the LEDs 19 arranged in a matrix on a one-to-one basis.
【0032】以上のように本実施形態によれば、図4に
示す2枚のピンホールアレイ16を所定の間隔をもって
配置する簡単な構造で電子制御スクリーン11(図示せ
ず)を構成する高分子分散型液晶素子15に略平行光を
照射することが出来る。As described above, according to the present embodiment, the polymer constituting the electronic control screen 11 (not shown) has a simple structure in which the two pinhole arrays 16 shown in FIG. The dispersion type liquid crystal element 15 can be irradiated with substantially parallel light.
【0033】(第2の実施形態)次に発光型2次元画像
表示部の第2の実施形態について説明する。図6(a)
は、本発明の第2の実施形態における発光型2次元画像
表示部の構成の一部を示す概略模式図である。図6
(b)は、発光型2次元画像表示部を構成するピンホー
ルアレイ16aの概略部分拡大図である。(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the light emitting type two-dimensional image display unit will be described. FIG. 6 (a)
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a part of a configuration of a light-emitting two-dimensional image display unit according to a second embodiment of the present invention. FIG.
(B) is a schematic partial enlarged view of the pinhole array 16a that constitutes the light emitting type two-dimensional image display unit.
【0034】図6(a)、図6(b)に示すように、発
光型2次元画像表示部10aは、コリメータとしての所
定の厚さbを有する1枚のピンホールアレイ16aと、
平面LEDアレイ13とで構成されている。平面LED
アレイ13は、第1の実施形態と同じくマトリックス状
に配置される多数のLED19によって構成されてい
る。As shown in FIGS. 6A and 6B, the light emitting type two-dimensional image display unit 10a includes a single pinhole array 16a having a predetermined thickness b as a collimator,
And a flat LED array 13. Flat LED
The array 13 is composed of a large number of LEDs 19 arranged in a matrix as in the first embodiment.
【0035】また、ピンホールアレイ16aは、第1の
実施形態と同じくマトリックス状に配置される多数の前
記LED19に1対1で対応するように配置される多数
のピンホール20aで構成されている。更に図6(b)
に示すように、コリメータとしてのピンホールアレイ1
6aの厚さbとピンホール20aの直径dとのアスペク
ト比b/dが、前記コリメータとしてのピンホールアレ
イ16aから出射し各高分子分散型液晶素子15を照明
する光が略平行光となるように設定する。The pinhole array 16a is composed of a large number of pinholes 20a arranged in a one-to-one correspondence with a large number of the LEDs 19 arranged in a matrix as in the first embodiment. . Further, FIG.
As shown in the figure, a pinhole array 1 as a collimator
The aspect ratio b / d of the thickness b of the layer 6a and the diameter d of the pinhole 20a is such that the light emitted from the pinhole array 16a as the collimator and illuminating each polymer dispersed liquid crystal element 15 becomes substantially parallel light. Set as follows.
【0036】以上のように本実施形態によれば、第1の
実施形態と同じく、図6に示す所定のアスペクト比b/
dを持った1枚のピンホールアレイ16aを配置する簡
単な構造で電子制御スクリーン11(図示せず)を構成
する高分子分散型液晶素子15に略平行光を照射するこ
とが出来る。As described above, according to the present embodiment, similarly to the first embodiment, the predetermined aspect ratio b /
With a simple structure in which a single pinhole array 16a having d is arranged, it is possible to irradiate substantially parallel light to the polymer dispersed liquid crystal element 15 constituting the electronic control screen 11 (not shown).
【0037】(第3の実施形態)次に発光型2次元画像
表示部の第3の実施形態について説明する。図7(a)
は、本発明の第3の実施形態における発光型2次元画像
表示部の構成の一部を示す概略模式図である。(Third Embodiment) Next, a third embodiment of the light emitting type two-dimensional image display unit will be described. FIG. 7 (a)
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a part of a configuration of a light-emitting two-dimensional image display unit according to a third embodiment of the present invention.
【0038】図7(b)は、発光型2次元画像表示部の
概略部分拡大図である。図7(a)に示すように、発光
型2次元画像表示部10bは、コリメータ12bと、平
面LEDアレイ13とで構成されている。平面LEDア
レイ13は、第1の実施形態と同じくマトリックス状に
配置される多数のLED19によって構成されている。
また、コリメータ12bは、1枚のピンホールアレイ1
6bと、ピンホールアレイ16bの電子制御スクリーン
11(図示せず)を構成する高分子分散型液晶素子15
側に配置する1枚のマイクロレンズアレイ18とから構
成される。FIG. 7B is a schematic partial enlarged view of a light emitting type two-dimensional image display section. As shown in FIG. 7A, the light-emitting two-dimensional image display unit 10b includes a collimator 12b and a flat LED array 13. The flat LED array 13 is composed of a large number of LEDs 19 arranged in a matrix as in the first embodiment.
Also, the collimator 12b is a single pinhole array 1
6b and a polymer-dispersed liquid crystal element 15 forming an electronic control screen 11 (not shown) of the pinhole array 16b.
And one microlens array 18 arranged on the side.
【0039】前記ピンホールアレイ16bは、第1の実
施形態と同じくマトリックス状に配置される多数の前記
LED19に1対1で対応するように配置される多数の
ピンホール20bで構成されている。また、前記マイク
ロレンズアレイ18もマトリックス状に配置される多数
の前記LED19に1対1で対応するように配置される
多数のマイクロレンズ21で構成されている。The pinhole array 16b is composed of a large number of pinholes 20b arranged in a one-to-one correspondence with a large number of the LEDs 19 arranged in a matrix as in the first embodiment. The microlens array 18 is also composed of a large number of microlenses 21 arranged so as to correspond to a large number of the LEDs 19 arranged in a matrix on a one-to-one basis.
【0040】更に図7(b)に示すように、前記マイク
ロレンズ21の焦点位置Pが、前記ピンホールアレイ1
6bのマイクロレンズアレイ18側の表面26と同一平
面上に位置するように、ピンホールアレイ16bとマイ
クロレンズアレイ18とを配置する。また、ピンホール
20bから出射した光がマイクロレンズ21の開口部f
全体に広がる程度にピンホールアレイ16bの各部の寸
法を設定することが望ましい。即ち、一つのピンホール
20bから出射した光が両隣のマイクロレンズ21に入
射しない程度に設定すれば良い。As shown in FIG. 7B, the focal position P of the microlens 21 is different from that of the pinhole array 1.
The pinhole array 16b and the microlens array 18 are arranged so as to be located on the same plane as the surface 26 of the 6b on the side of the microlens array 18. Further, the light emitted from the pinhole 20b is reflected by the opening f of the microlens 21.
It is desirable to set the dimensions of each part of the pinhole array 16b to such an extent as to spread the whole. In other words, it may be set so that light emitted from one pinhole 20b does not enter the microlenses 21 on both sides.
【0041】以上のように本実施形態によれば、図7に
示す一枚のピンホールアレイ16bとマイクロレンズア
レイ18とを所定の間隔をもって配置することによっ
て、電子制御スクリーン11(図示せず)を構成する高
分子分散型液晶素子15に平行光を照射することが出来
る。As described above, according to this embodiment, the electronic control screen 11 (not shown) is provided by arranging the single pinhole array 16b and the microlens array 18 shown in FIG. Can be irradiated with parallel light.
【0042】なお、本実施形態においては、マトリック
ス状に配置される多数のLEDに1対1で対応するよう
にコリメータを配置する例で説明したが、一個のLED
(光源)に対して、複数のコリメータが機能するように
配置しても良い。即ち、マトリックス状に配置される多
数のLEDのピッチに対して、ピンホールアレイ及びマ
イクロレンズアレイのピッチを細かくしても同様の効果
を得ることができる。In this embodiment, the collimator is arranged so as to correspond to a large number of LEDs arranged in a matrix in a one-to-one manner.
A plurality of collimators may be arranged so as to function for (light source). That is, the same effect can be obtained even if the pitches of the pinhole array and the microlens array are made smaller than the pitch of a large number of LEDs arranged in a matrix.
【0043】[0043]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、電子制
御スクリーンとして散乱型液晶素子を用いるため多数枚
積層しても透過率が高く、透過特性の波長分散が少な
く、構造も簡単な立体表示装置を実現することができ、
フルカラー化も容易に実現できる。また、電子制御スク
リーンに略平行光を照射するにコリメータの構造も簡単
であり、小型で廉価な立体表示装置を実現できる。この
結果、時計の時刻を立体表示することや、小型ゲーム機
の表示画面の立体表示も簡単な構成で実現することがで
きる。As described above, according to the present invention, since a scattering type liquid crystal element is used as an electronic control screen, the transmittance is high even if many sheets are stacked, the wavelength dispersion of transmission characteristics is small, and the structure is simple. 3D display device can be realized,
Full color can be easily realized. Further, the structure of the collimator for irradiating substantially parallel light to the electronic control screen is simple, and a compact and inexpensive stereoscopic display device can be realized. As a result, a three-dimensional display of the time of the clock and a three-dimensional display of the display screen of the small game machine can be realized with a simple configuration.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】本発明の実施形態における立体表示装置の概略
構成を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a stereoscopic display device according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施形態において複数枚積層された高
分子分散型液晶素子からなる電子制御スクリーンの要部
を示す概略断面図。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a main part of an electronic control screen including a plurality of polymer-dispersed liquid crystal elements stacked in the embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施形態における高分子分散型液晶素
子を複数枚積層した状態を示す概略斜視図。FIG. 3 is a schematic perspective view showing a state in which a plurality of polymer dispersed liquid crystal elements according to the embodiment of the present invention are stacked.
【図4】本発明の第1の実施形態における発光型2次元
画像表示部の構成の一部を示す概略模式図。FIG. 4 is a schematic diagram showing a part of the configuration of a light-emitting two-dimensional image display unit according to the first embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第1の実施形態における発光型2次元
画像表示部の構成の一部を示す概略平面図。FIG. 5 is a schematic plan view showing a part of the configuration of a light-emitting two-dimensional image display unit according to the first embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第2の実施形態における発光型2次元
画像表示部の構成の一部を示す概略模式図。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a part of a configuration of a light-emitting two-dimensional image display unit according to a second embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第3の実施形態における発光型2次元
画像表示部の構成の一部を示す概略模式図。FIG. 7 is a schematic diagram showing a part of the configuration of a light-emitting two-dimensional image display unit according to a third embodiment of the present invention.
【図8】従来の液晶シャッター眼鏡を用いた立体表示装
置の概略構成を示すブロック図。FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of a stereoscopic display device using conventional liquid crystal shutter glasses.
【図9】従来のレンティキュラレンズ板を用いた立体表
示装置の概略構成を示すブロック図。FIG. 9 is a block diagram showing a schematic configuration of a stereoscopic display device using a conventional lenticular lens plate.
1、2 透明基板 3、4 電極 5 高分子液晶層 6a、6b 封止材 10、10a、10b 光源手段 11 電子制御スクリーン 12、12b コリメータ 13 平面LEDアレイ 14 スペーサー 15 高分子分散型液晶素子 16、16a、16b ピンホールアレイ 17 観察者 18 マイクロレンズアレイ 19 LED 20、20a、20b ピンホール 21 マイクロレンズ 23 3次元画像 26 ピンホールアレイのマイクロレンズアレイ側の表
面 D1、D2、D3、D4 2次元画像 f マイクロレンズの開口部 P マイクロレンズの焦点位置1, 2 Transparent substrate 3, 4 Electrode 5 Polymer liquid crystal layer 6a, 6b Sealing material 10, 10a, 10b Light source means 11 Electronic control screen 12, 12b Collimator 13 Flat LED array 14 Spacer 15 Polymer dispersed liquid crystal element 16, 16a, 16b Pinhole array 17 Observer 18 Microlens array 19 LED 20, 20a, 20b Pinhole 21 Microlens 23 3D image 26 Surface of pinhole array on microlens array side D1, D2, D3, D4 2D image f Opening of micro lens P Focus position of micro lens
Claims (4)
立体表示装置であって、画像表示を行うための平面LE
Dアレイと該平面LEDアレイの照明光を略平行光とし
て出射するためのコリメータからなる発光型2次元画像
表示部と、積層された複数の散乱型液晶表示素子からな
り3次元画像を構成するための電子制御スクリーンとを
有し、前記発光型2次元画像表示部で3次元被表示物を
端から順に切った各切断面像をそれぞれ2次元画像とし
て発光し、該発行されるそれぞれの2次元画像に同期さ
せて表示させる前記散乱型液晶表示素子を順次切り替え
るように構成したことを特徴とする立体表示装置。1. A three-dimensional display device for displaying a three-dimensional display object as a three-dimensional image, comprising a plane LE for displaying an image.
A light emitting type two-dimensional image display unit including a D array and a collimator for emitting illumination light of the flat LED array as substantially parallel light, and a plurality of stacked scattering type liquid crystal display elements for forming a three-dimensional image. Electronic control screens, each of which emits, as a two-dimensional image, a cut plane image obtained by sequentially cutting a three-dimensional display object from an end in the light-emitting type two-dimensional image display unit, and outputs the two-dimensional image. A three-dimensional display device, wherein the scattering-type liquid crystal display elements to be displayed in synchronization with an image are sequentially switched.
置する少なくとも2枚のピンホールアレイからなること
を特徴とする請求項1記載の立体表示装置。2. The three-dimensional display device according to claim 1, wherein the collimator comprises at least two pinhole arrays arranged at a predetermined interval.
持った少なくとも1枚のピンホールアレイから構成する
ことを特徴とする請求項1記載の立体表示装置。3. The three-dimensional display device according to claim 1, wherein said collimator comprises at least one pinhole array having a predetermined aspect ratio.
該ピンホールアレイの電子制御スクリーン側に設ける少
なくとも1枚のマイクロレンズアレイとからなり、該マ
イクロレンズアレイを構成する多数のマイクロレンズの
焦点位置が前記ピンホールアレイの前記マイクロレンズ
アレイ側の表面と同一平面上に位置するように前記マイ
クロレンズアレイと前記ピンホールアレイとを配置する
ことを特徴とする請求項1記載の立体表示装置。4. The collimator includes a pinhole array and at least one microlens array provided on the electronic control screen side of the pinhole array, and a focal position of a large number of microlenses constituting the microlens array is adjusted. The stereoscopic display device according to claim 1, wherein the microlens array and the pinhole array are arranged so as to be located on the same plane as a surface of the pinhole array on the side of the microlens array.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10244917A JP2000075243A (en) | 1998-08-31 | 1998-08-31 | Stereoscopic display device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP10244917A JP2000075243A (en) | 1998-08-31 | 1998-08-31 | Stereoscopic display device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000075243A true JP2000075243A (en) | 2000-03-14 |
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