JP2004279895A

JP2004279895A - Image display device

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Publication number: JP2004279895A
Application number: JP2003073451A
Authority: JP
Inventors: Sadao Ioki; 定男井置; Sanji Arisawa; 三治有沢; Seijiro Tomita; 誠次郎富田
Original assignee: Arisawa Mfg Co Ltd; Sophia Co Ltd
Current assignee: Arisawa Mfg Co Ltd; Sophia Co Ltd
Priority date: 2003-03-18
Filing date: 2003-03-18
Publication date: 2004-10-07
Anticipated expiration: 2023-03-18
Also published as: JP4110018B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To secure a bright image while suppressing heating value, to reduce crosstalk of liquid crystal type stereoscopic image display, and to obtain a wide field angle. <P>SOLUTION: An image display device is equipped with a filter provided, repeatedly in the longitudinal direction, with a 1st area that transmits specified polarized light and a 2nd area that transmits polarized light orthogonal to the specified polarized light, and a light source 201 includes a light emitting source 210, a polarizing means 212 which outputs the light with the specified polarized light and the polarized light orthogonal to the specified polarized light, and an optical means 203 which refracts the different polarized light beams in a direction to reach the left and right eyes respectively and irradiates the liquid crystal display panel 205 with them. The light emitting source 210 is a light emitting source which linearly emits the light while having a light source part for stereoscopic image display at the center part and light source parts for visual field enlargement at both end parts; and the center part of the light emitting source is composed of a plurality of spot light emitting sources 305 which are linearly arranged and both the end parts of the light emitting source are composed of a cold cathode-ray tube 310. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶式の画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来三次元画像表示装置は、光源の前面左右に偏光方向が直交する右眼用偏光フィルタ部と左眼用偏光フィルタ部とを配置し、この各フィルタ部を通過した各光をフレネルレンズで平行光として液晶表示素子に照射し、この液晶表示素子の両面の偏光フィルタのそれぞれを、１水平ライン毎に互いに直交する直線偏光フィルタライン部を交互に配置し、且つ、光源側と観察側の対向する直線偏光フィルタライン部を直交する偏光方向とし、液晶表示素子の液晶パネルには２枚の偏光フィルタの透光ラインに合わせて１水平ライン毎に右眼用と左眼用の映像情報を交互に表示する構成であった。また、光源側の偏光フィルタを１水平ライン毎に互いに直交する直線偏光フィルタライン部を交互に配置し、観察側の偏光フィルタを光源側の偏光フィルタの一方の直線偏光フィルタライン部を有する直線偏光フィルタとし、液晶表示素子の液晶パネルには光源側の偏光フィルタの透光ラインに合わせて１水平ライン毎に右眼用と左眼用の映像情報を交互に表示する構成であった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−６３１９９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した従来の画像表示装置においては、光源を液晶パネルの後方中央のみに配設した、いわゆる点光源であるため画像を観察可能な視野角が狭いという難点があった。また、通常の液晶パネルに比べて偏光フィルタやフレネルレンズ等が介在するため、画像が暗くなる。これらを補うために、光量を増やすことが望まれるが、光量の大きなものを使用した場合、発熱量が大きくなってしまう恐れがある。また、画像表示装置の筐体を開放して放熱すると、外光によるクロストークが発生する恐れがあり筐体の使用環境が制限される。また、面積の大きな光源を用いた場合にもクロストークの原因となる。
【０００５】
この発明は、このような問題点を解決した画像表示装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、後方から照射された光を透過可能な液晶表示パネルと、特定の偏光の光と、前記特定の偏光と直交する偏光の光とを、前記液晶表示パネルに照射する光源と、前記液晶表示パネルと前記光源との間に配置され、前記特定の偏光の光を透過する第１領域と、前記特定の偏光の光と直交する偏光の光を透過する第２領域とが、縦方向に繰り返して設けられたフィルタと、を備え、前記光源は、偏光が特定されない光を放射する発光源と、前記偏光が特定されない光を前記特定の偏光の光と前記特定の偏光と直交する偏光の光とで出力する偏光手段と、異なる偏光の光を左右各々の目に到達する方向に屈折させて前記液晶表示パネルに照射する光学手段と、を含んで構成された画像表示装置において、前記発光源は、立体画像表示用の光源部を中央部に、視野拡大用の光源部を両端部にして線状に発光するとともに、前記液晶表示パネルに対して左右方向に配置される線状発光源であって、前記線状発光源の中央部は、線状に配置した複数の点状発光源から構成し、前記線状発光源の両端部は、冷陰極管から構成した。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、前記線状発光源は、前記光学手段の中心部からほぼ等距離に発光部位が位置するように、中央部に配置される点状発光源と、両端部に配置される冷陰極管とで、折れ線状または曲線状に構成する。
【０００８】
第３の発明は、第１、第２の発明において、前記線状発光源の中央部に、発光源の照射範囲を絞って光度を高めるプリズムを配設した。
【０００９】
第４の発明は、第３の発明において、前記冷陰極管をその発光面が前記プリズムの出光面と連続するように配設した。
【００１０】
第５の発明は、第１〜第４の発明において、前記線状発光源を前面に偏光フィルタを装着した筐体に収納すると共に、前記冷陰極管の端子部を筐体外部に位置するように形成した。
【００１１】
第６の発明は、第１の発明において、前記冷陰極管はＵ型管からなり、折り返し部位を中央部側へ向けるとともに、線状発光源を前方から見て中央部側の発光面が狭くなるように形成した。
【００１２】
【発明の効果】
第１の発明では、立体画像表示用の光源部を中央部に、視野拡大用の光源部を両端部にして線状に発光するとともに、液晶表示パネルに対して左右方向に配置される線状発光源を用い、発光源の中央部を線状に配置した複数の点状発光源から構成し、発光源の両端部を冷陰極管から構成したので、発光源からの発熱量を抑えながら、立体視に有効な中央部光源の光量を増やすことができる。また低コストに、視野角を広げることができる。
【００１３】
第２の発明では、各発光部位を光学手段の中心部からほぼ等距離とすることで、左右各々の目に向けた光が他方に漏れるクロストークが減少する。また、線状発光源を折れ線状または曲線状の構成としたことで、視野角を大きくとっても光源をコンパクトにすることができる。
【００１４】
第３の発明では、発光源の中央部に、発光源の照射範囲を絞って光度を高めるプリズムを配設したので、立体画像の光度を一層高めることができ、立体視を一層行いやすくなる。
【００１５】
第４の発明では、両端部の冷陰極管をその発光面が中央の光源部のプリズムの出光面と連続するように配設したので、偏光手段の取付けを容易に行える。また、発光面が不連続であることにより生じる画像表示面での発光ムラや、黒帯の発生を防止できる。
【００１６】
第５の発明では、発光源を前面に偏光フィルタを装着した筐体に収納すると共に、冷陰極管の端子部を筐体外部に位置するように形成したので、発熱箇所の集中を避けることができ、熱によって影響を及ぼすことを防止できる。
【００１７】
第６の発明では、冷陰極管はＵ型管からなり、折り返し部位を中央部側へ向けるとともに、発光源を前方から見て中央部側の発光面が狭くなるように形成したので、視野拡大用の光量を増やすとともに、中央部よりでは縦方向の幅を抑えて立体視観察位置でのクロストーク発生を抑制して、大きな視野角の見やすい画像表示装置を提供できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態の画像表示装置の機能説明図である。
【００２０】
光源２０１は、発光源２１０、偏光フィルタ２１２（偏光手段）、フレネルレンズ２０３（光学手段）によって構成されている。発光源２１０は白色発光ダイオードならびに冷陰極管（ＣＣＦＬ）を左右方向に配置したものが用いられている。偏光フィルタ２１２は右側領域２１２ａと左側領域２１２ｂとで透過する光の偏光が異なる（例えば、右側領域２１２ａと左側領域２１２ｂとで透過する光の偏光を９０度ずらす）ように設定されている。フレネルレンズ２０３は一側面に同心円上の凹凸を有するレンズ面を有している。
【００２１】
発光源２１０から放射された光は、偏光フィルタ２１２によって一定の偏光の光のみが透過される。すなわち、発光源２１０から放射された光のうち、偏光フィルタ２１２の右側領域２１２ａを通過した光と、左側領域２１２ｂを通過した光とが異なる偏光の光としてフレネルレンズ２０３に照射される。後述するように、偏光フィルタ２１２の右側領域２１２ａを通過した光は観察者の左目に到達し、左側領域２１２ｂを通過した光は観察者の右目に到達するようになっている。
【００２２】
偏光フィルタ２１２を透過した光はフレネルレンズ２０３に照射される。フレネルレンズ２０３は凸レンズであり、フレネルレンズ２０３では発光源２１０から拡散するように放射された光の光路を略平行に屈折して微細位相差板２０４を透過して、液晶表示パネル２０５に照射する。
【００２３】
このとき、微細位相差板２０４から照射される光は、上下方向に広がることがないように出射され、液晶表示パネル２０５に照射される。すなわち、微細位相差板２０４の特定の領域を透過した光が、液晶表示パネル２０５の特定の表示単位の部分を透過するようになっている。
【００２４】
また、液晶表示パネル２０５に照射される光のうち、偏光フィルタ２１２の右側領域２１２ａを通過した光と左側領域２１２ｂを通過した光とは、異なる角度でフレネルレンズ２０３に入射し、フレネルレンズ２０３で屈折して左右異なる経路で液晶表示パネル２０５から放射される。
【００２５】
液晶表示パネル２０５は、２枚のガラス板の間に所定の角度（例えば、９０度）ねじれて配向された液晶が充填されており、例えば、ＴＮ（ツイスト・ネマチック）型の液晶表示パネルを構成している。液晶表示パネルに入射した光は、液晶に電圧が加わっていない状態では、入射光の偏光が９０度ずらして出射される。一方、液晶に電圧が加わっている状態では、液晶のねじれが解けるので、入射光はそのままの偏光で出射される。
【００２６】
液晶表示パネル２０５の光源２０１側には、微細位相差板２０４及び偏光板２０５ａ（第２偏光板）が配置されており（微細位相差板２０４と偏光板２０５ａ（第２偏光板）とでフィルタと称する）、観察者側には、偏光板２０５ｂ（第１偏光板）が配置されている。
【００２７】
微細位相差板２０４は、透過する光の位相を変える領域が、微細な間隔で繰り返して配置されている。具体的には、光透過性の基材２３０に、微細な幅の１／２波長板２３１が設けられた領域２０４ａと、１／２波長板２３１の幅と同一の微細な間隔で、１／２波長板２３１が設けられていない領域２０４ｂとが微細な間隔で繰り返して設けられている。すなわち、設けられた１／２波長板２３１によって透過する光の位相を変える領域２０４ａと、１／２波長板２３１が設けられていないために透過する光の位相を変えない領域２０４ｂとが微細な間隔で繰り返して設けられている。この１／２波長板２３１は、透過する光の位相を変化させる位相差板として機能している。
【００２８】
１／２波長板２３１は、その光学軸を偏光フィルタ２１２の右側領域２１２ａを透過する光の偏光軸と４５度傾けて配置して、右側領域２１２ａを透過した光の偏光軸を９０度回転させて出射する。すなわち、右側領域２１２ａを透過した光の偏光を９０度回転させて、左側領域２１２ｂを透過する光の偏光と等しくする。すなわち、１／２波長板２３１が設けられていない領域２０４ｂは左側領域２１２ｂを通過した、偏光板２０５ａと同一の偏光を有する光を透過し、１／２波長板２３１が設けられた領域２０４ａは右側領域２１２ａを通過した、偏光板２０５ａと偏光軸が直交した光を、偏光板２０５ａの偏光軸と等しくなるように回転させて出射する。
【００２９】
この微細位相差板２０４の偏光特性の繰り返しは、液晶表示パネル２０５の表示単位と略同一のピッチとして、表示単位毎（すなわち、表示単位の横方向の水平ライン毎）に透過する光の偏光が異なるようにする。よって、液晶表示パネル２０５の表示単位の水平ライン（走査線）毎に対応する微細位相差板の偏光特性が異なるようになって、水平ライン毎に出射する光の方向が異なる。
【００３０】
又は、微細位相差板２０４の偏光特性の繰り返しは、液晶表示パネル５０４の表示単位のピッチの整数倍のピッチとして、微細位相差板２０４の偏光特性が複数の表示単位毎（すなわち、複数の表示単位の水平ライン毎）に変わるようにして、複数の表示単位毎に透過する光の偏光が異なるように設定する。よって、液晶表示パネル５０４の表示単位の水平ライン（走査線）の複数本毎に微細位相差板の偏光特性が異なって、水平ラインの複数本毎に出射する光の方向が異なる。
【００３１】
このように、微細位相差板の偏光特性の繰り返し毎に異なる光を液晶表示パネル２０５の表示素子（水平ライン）に照射する必要があるため、微細位相差板２０４を透過して液晶表示パネル２０５に照射される光は、上下方向の拡散を抑制したものである必要がある。
【００３２】
すなわち、微細位相差板２０４の光の位相を変化させる領域２０４ａは、偏光フィルタ２１２の右側領域２１２ａを透過した光を、左側領域２１２ｂを透過した光の偏光と等しくして透過する。また、微細位相差板２０４の光の位相を変化させない領域２０４ｂは、偏光フィルタ２１２の左側領域２１２ｂを透過した光をそのまま透過する。そして微細位相差板２０４を出射した光は、左側領域２１２ｂを透過した光と同じ偏光を有して、液晶表示パネル２０５の光源側に設けられた偏光板２０５ａに入射する。
【００３３】
偏光板２０５ａは第２偏光板として機能し、微細位相差板２０４を透過した光と同一の偏光の光を透過する偏光特性を有する。すなわち、偏光フィルタ２１２の左側領域２１２ｂを透過した光は第２偏光板２０５ａを透過し、偏光フィルタ２１２の右側領域２１２ａを透過した光は偏光軸を９０度回転させられて第２偏光板２０５ａを透過する。また、偏光板２０５ｂは第１偏光板として機能し、偏光板２０５ａと９０度異なる偏光の光を透過する偏光特性を有する。
【００３４】
このような微細位相差板２０４、偏光板２０５ａ及び偏光板２０５ｂを液晶表示パネル２０５に貼り合わせて、微細位相差板２０４、偏光板２０５ａ、液晶表示パネル２０５及び偏光板２０５ｂを組み合わせて画像表示装置を構成する。このとき、液晶に電圧が加わった状態では、微細位相差板２０４を透過した光は偏光板２０５ｂを透過する。一方、液晶に電圧が加わっていない状態では、微細位相差板２０４を透過した光は偏光が９０度ねじれて液晶表示パネル２０５から出射されるので、偏光板２０５ｂを透過しない。
【００３５】
ディフューザ２０６は、第１偏光板２０５ｂの前面側（観察者側）に取り付けられており、液晶表示パネルを透過した光を上下方向に拡散する拡散手段として機能する。具体的には、縦方向にかまぼこ状の凹凸が繰り返し設けられたレンチキュラーレンズを用い液晶表示パネルを透過した光を、上下に拡散する。
【００３６】
なお、表面に微少な凹凸が形成されたマット状拡散面をもって拡散手段としても良い。その表面には長径が略水平方向を向くように配置された楕円又は長円形状の微笑突起が多数設けられて凹凸面が形成されており、マット状加工を横方向につぶれた楕円状とすることで光を上下方向に強く拡散する。また、ディフューザの両面に拡散手段を設けるようにして、光をより強く上下方向に拡散するようにしても良い。その場合に、拡散手段としてレンチキュラーレンズとマット状拡散面とを組み合わせても良い。
【００３７】
図２と図３は、本発明の実施の形態の画像表示装置の斜視図と分解斜視図である。
【００３８】
画像表示装置２００は、所定形状のホルダ２０８に発光源２１０を配設した光源本体ユニット２５０、反射板（ミラー）２０２、フレネルレンズ２０３、微細位相差板２０４、液晶表示パネル２０５、ディフューザ２０６等がケース２０７に組み付けられる。
【００３９】
光源本体ユニット２５０は、ケース２０７の光源本体収納部２１１の下部壁に、後傾して、液晶表示パネル２０５に対して発光源２１０が左右方向に配置されるように、取り付けられる。
【００４０】
反射板２０２は、発光源２１０の光をフレネルレンズ２０３に照射するように、光源本体収納部２１１の上半壁に前傾して、取り付けられる。
【００４１】
発光源２１０は、立体画像表示用の光源部を中央部に、視野拡大用の光源部を両端部にして線状に発光する発光源（線状発光源）であって、光源本体ユニット２５０を介して、それぞれ光源部がフレネルレンズ２０３のほぼ中心部を向き、かつその焦点距離にほぼ等しい距離に来るように、配置される（発光源２１０の光、フレネルレンズ２０３の中心部からの距離は、反射板２０２を系路にする）。
【００４２】
光源本体ユニット２５０の前面には、後述するように、発光源２１０のうち、右側の発光部位２１０ａの光を左眼用の偏光の光に、左側の発光部位２１０ｂの光を右眼用の偏光の光にする偏光フィルタ２１２が取り付けられる。
【００４３】
フレネルレンズ２０３、微細位相差板２０４、液晶表示パネル２０５、ディフューザ２０６は、ケース２０７のパネル枠２１３ならびにカバー枠２１４に嵌められ、パネル枠２１３、カバー枠２１４を光源本体収納部２１１に固定して組み付けられる。パネル枠２１３の下部には、光源本体収納部２１１に光源本体カバー２１５が組み付けられる。
【００４４】
この表示ユニット２１６の前面には、前面カバー２２０が取り付けられ、後部には、基板ホルダ２１７、２１８に駆動用の基板が配設されると共に、カバーケース２２１が取り付けられる。図中の２２２は、発光源２１０の空冷用のファンである。
【００４５】
図４は、画像表示装置２００の駆動回路６００を示すブロック図である。
【００４６】
画像表示装置を駆動するための主制御回路６０１には、ＣＰＵ６１１、プログラムなどを予め格納したＲＯＭ６１２、ＣＰＵ６１１の動作時にワークエリアとして使用されるメモリであるＲＡＭ６１３が設けられている。これらのＣＰＵ６１１、ＲＯＭ６１２及びＲＡＭ６１３はバス６１８によって接続されている。このバス６１８はＣＰＵ６１１がデータの読み書きをするために使用するアドレスバス及びデータバスから構成されている。
【００４７】
また、外部との入出力を司る通信インターフェース６１５、入力インターフェース６１６及び出力インターフェース６１７が、バス６１８に接続されている。通信インターフェース６１５は、所定の通信プロトコルに従ってデータ通信を行うためのデータ入出力部である。入力インターフェース６１６、出力インターフェース６１７は、画像表示装置に表示する画像データを入出力する。
【００４８】
また、バス６１８には、表示制御回路６０２のグラフィック・ディスプレイ・プロセッサ（ＧＤＰ）６５１が接続されている。ＧＤＰ６５１は、ＣＰＵ６１１によって生成された画像データを演算し、ＲＡＭ６５３に設けられたフレームバッファに書き込んで、画像表示装置に対して出力する信号（ＲＧＢ、ＶＢＬＡＮＫ、Ｖ＿ＳＹＮＣ、Ｈ＿ＳＹＮＣ）を生成する。ＧＤＰ６５１には、ＲＯＭ６５２及びＲＡＭ６５３が接続されており、ＲＡＭ６５３には、ＧＤＰ６５１が動作するためのワークエリア及び表示データを記憶するフレームバッファが設けられている。また、ＲＯＭ６５２には、ＧＤＰ６５１が動作するために必要なプログラム及びデータが記憶されている。
【００４９】
また、ＧＤＰ６５１には、ＧＤＰ６５１にクロック信号を供給する発振器６５８が接続されている。発振器６５８が生成するクロック信号は、ＧＤＰ６５１の動作周期を規定し、ＧＤＰ６５１から出力される同期信号（例えば、Ｖ＿ＳＹＮＣ、ＶＢＬＡＭＮＫ）の周期を生成する。
【００５０】
ＧＤＰ６５１から出力されるＲＧＢ信号は、γ補正回路６５９に入力されている。このγ補正回路６５９は、画像表示装置の信号電圧に対する照度の非線形特性を補正して、画像表示装置の表示照度を調整して、画像表示装置に対して出力するＲＧＢ信号を生成する。
【００５１】
合成変換装置６７０は、右目用フレームバッファ、左目用フレームバッファ及び立体視用フレームバッファが設けられており、ＧＤＰ６５１から送られてきた右目用画像を右目用フレームバッファに書き込み、左目用画像を左目用フレームバッファに書き込む。そして、右目用画像と左目用画像とを合成して立体視用画像を生成して立体視用フレームバッファに書き込んで、立体視用画像データをＲＧＢ信号として画像表示装置に出力する。
【００５２】
この右目用画像と左目用画像との合成による立体視用画像の生成は、微細位相差板２０４の１／２波長板２３１の間隔毎に、右目用画像と左目用画像と組み合わせる。具体的には、本実施の形態の画像表示装置の微細位相差板２０４の１／２波長板２３１は液晶表示パネル２０５の表示単位の間隔で配置されているので、液晶表示パネル２０５の表示単位の横方向ライン（走査線）毎に右目用画像と左目用画像とが交互に表示されるように立体視用画像を表示する。
【００５３】
Ｌ信号出力中にＧＤＰ６５１から送信されてきた左目用画像データを左目用フレームバッファに書き込み、Ｒ信号出力中にＧＤＰ６５１から送信されてきた右目用画像データを右目用フレームバッファに書き込む。そして、左目用フレームバッファに書き込まれた左目用画像データと、右目用フレームバッファに書き込まれた右目用画像データとを走査線一本毎読み出して、立体視用フレームバッファに書き込む。
【００５４】
画像表示装置内には液晶ドライバ（ＬＣＤＤＲＶ）６８１、バックライトドライバ（ＢＬＤＲＶ）６８２が設けられている。液晶ドライバ（ＬＣＤＤＲＶ）６８１は、合成変換装置６７０から送られてきたＶ＿ＳＹＮＣ信号、Ｈ＿ＳＹＮＣ信号及びＲＧＢ信号に基づいて、液晶表示パネルの電極に順次電圧をかけて、液晶表示パネルに立体視用の合成画像を表示する。
【００５５】
バックライトドライバ６８２は、液晶表示パネル２０５のバックライト（発光源２１０）として白色ＬＥＤおよび冷陰極管を駆動する。ＧＤＰ６５１から出力されたＤＴＹ＿ＣＴＲ信号に基づいて白色ＬＥＤに加わる電圧のデューティー比を変化させて、液晶表示パネル２０５の明るさを変化させる。
【００５６】
図５〜図８は、光源本体ユニット２５０の平面図、側面図、分解斜視図、部分断面図である。
【００５７】
ホルダ２０８は、折れ線状に収納部３００を形成する分割構造の収納ケース３０１ａ、３０１ｂとカバー３０２とにより構成され、収納部３００は、所定長さの中央部３０３とその両側のホルダ前方向に所定角度斜行した周辺部３０４とに形成される。
【００５８】
発光源２１０は、複数の点状発光源（ＬＥＤ（発光素子）：白色発光ダイオード等）３０５からなる立体画像表示用の光源部２５１と、細長い冷陰極管（ＣＣＦＬ：冷陰極蛍光管）３１０からなる視野拡大用の光源部２５２とから構成される。
【００５９】
立体画像表示用の光源部２５１は、基板３０８の所定長さの中央部３０８ａに、所定数のＬＥＤ３０５が線状に配列して取り付けられる。
【００６０】
ＬＥＤ３０５の前面には、ＬＥＤ３０５の光の拡散を防ぎ照射範囲を絞って光度を高めるプリズム３０６が備えられる。プリズム３０６は、それぞれのＬＥＤ３０５のプリズム３０６がプリズム体３０７として一体形成される。
【００６１】
視野拡大用の光源部２５２は、基板３０８の中央部３０８ａの両側の基板前面方向に所定角度斜行した周辺部３０８ｂにそれぞれ冷陰極管３１０の取付部３１１が形成され、取付部３１１にそれぞれ冷陰極管３１０が取り付けられる。
【００６２】
冷陰極管３１０には、それぞれ本体部３１０ａに対して両端部位を脚状に折り曲げた門型のものが用いられ、それぞれ両端の端子部３１０ｃを取付部３１１に挿通し、それぞれ本体部３１０ａを基板前面方向より見て中央部３０８ａのＬＥＤ３０５の配列方向に一直線状に並ぶように配置して、取付部３１１に脚部３１０ｂを介して取り付けられる。
【００６３】
この場合、それぞれ冷陰極管３１０の本体部３１０ａは、その発光表面（光源本体ユニット２５０の正面側）がＬＥＤ３０５の前面のプリズム体３０７（プリズム３０６）の出光面と連続するように、周辺部３０８ｂへの取付け高さが定められる。また、冷陰極管３１０の両端の端子部３１０ｃに対応してホルダ２０８の収納ケース３０１ｂにそれぞれ貫通口３１２が形成される。
【００６４】
ホルダ２０８の収納ケース３０１ａ、３０１ｂに、ＬＥＤ３０５、冷陰極管３１０を配列した基板３０８を収納して、中央部３０８ａのＬＥＤ３０５にプリズム体３０７を合わせて（各ＬＥＤ３０５の発光面と各プリズム３０６の入光面とを一対一に対応させて）組み付けて、プリズム体３０７、冷陰極管３１０の本体部３１０ａの前面に偏光フィルタ２１２をカバー３０２を介して取り付けて、光源本体ユニット２５０が形成される。冷陰極管３１０の両端の端子部３１０ｂは、収納ケース３０１ｂの貫通口３１２を介してホルダ２０８外部に突出される。
【００６５】
発光源２１０は、フレネルレンズ２０３の中心部からほぼ等距離に発光部位が位置するように、中央部３０３に配置される点状発光源３０５と、周辺部３０４（両端部）に配置される冷陰極管３１０とで、左右対称の折れ線状に構成される。
【００６６】
なお、光源２１０は、所定の曲率の弧状（曲線状）に曲げ形成された基板に点状発光源を配設すると共に、所定の曲率の弧状（曲線状）に曲げ形成された冷陰極管を用いて曲線状に構成するようにしても良い。
【００６７】
偏光フィルタ２１２は、図５のように発光源２１０の中心を境界に、発光源２１０の右側の発光部位２１０ａと左側の発光部位２１０ｂとで特性を異ならせており、そのため、左右の発光部位２１０ａ、２１０ｂの境界を形成しにくい場合は、左右の発光部位２１０ａ、２１０ｂの前面（プリズム体３０７、冷陰極管３１０の本体部３１０ａの前面）に図９のように同一の偏光フィルタ２１２を取り付けると共に、その一方に所定の波長板３１５を貼り付けるようにして良い。
【００６８】
冷陰極管３１０の本体部３１０ａを、その発光表面（光源本体ユニット２５０の正面側）がＬＥＤ３０５の前面のプリズム体３０７（プリズム３０６）の出光面と連続するように配設したため、偏光フィルタ２１２の取付が容易である。
【００６９】
図５〜図７において、ホルダ２０８の収納ケース３０１ａ、３０１ｂには、空冷用の吸気口３２０と排気口３２１とが形成される。基板３０８は放熱性を良くするためにアルミ製の基板からなり、また面積の大きいものが用いられる。空冷用のファン２２２（図３参照）の駆動によって、吸気口３２０より吸引された空気は、基板３０８の両面に沿い周辺部３０８ｂから中央部３０８ａに向かって流れ、排気口３２１より排出される。基板３０８の中央部３０８ａには、排気口３２１の入り口周辺に排気効率向上のため基板３０８の両面を流れてきた空気が合流する切り欠き部３２２が設けられる。したがって、線状発光源２１０を的確に効率良く冷却することができる。
【００７０】
図１０、図１１は、画像表示装置２００の光学系を示す側面図、平面図である。ただし、図１０中、発光源２１０は中央部（立体画像表示用の光源部２５１）のみを示し、点線で表した発光源２１０は見かけ上の位置である。また、図１１においては、反射板２０２等を省略して、発光源２１０（立体画像表示用の光源部２５１、視野拡大用の光源部２５２）を見かけ上の位置に表してある。
【００７１】
図１１に示すように、左右の発光部位２１０ａ、２１０ｂ（ＬＥＤ３０５（光源部２５１）、冷陰極管３１０（光源部２５２））から放射された光は偏光フィルタ２１２を透過して放射状に広がっている。
【００７２】
右側の発光部位２１０ａから放射され偏光フィルタ２１２の右側領域２１２ａを透過した光（一点鎖線で光路の中心を示す）は、フレネルレンズ２０３に到達し、フレネルレンズ２０３で光の進行方向を変えられて、微細位相差板２０４、液晶表示パネル２０５を透過して左眼ゾーンに至る。
【００７３】
発光源２１０の中央部位（中心から右側）に右側の発光部位２１０ａのＬＥＤ３０５（光源部２５１）を連続的（線状）に配置してあり、またＬＥＤ３０５の照射範囲を絞って光度を高めるプリズム３０６を配設してあるため、左眼ゾーンに至る光の照度は高くなる。すなわち、中心側の発光部位２１０ａのＬＥＤ３０５からの光はＡＬ領域に至るが、これに隣接する発光部位２１０ａのＬＥＤ３０５からの光はそのＡＬ領域に大きく重なり合った領域に出射され、このように順に隣接する発光部位２１０ａのＬＥＤ３０５からの光は順に重なり合った領域に出射される。したがって、左眼ゾーンに十分な光が照射されるのである。
【００７４】
左側の発光部位２１０ｂから放射され偏光フィルタ２１２の左側領域２１２ｂを透過した光（一点鎖線で光路の中心を示す）は、フレネルレンズ２０３に到達し、フレネルレンズ２０３で光の進行方向を変えられて、微細位相差板２０４、液晶表示パネル２０５を透過して右眼ゾーンに至る。
【００７５】
発光源２１０の中央部位（中心から左側）に左側の発光部位２１０ｂのＬＥＤ３０５（光源部２５１）を連続的（線状）に配置してあり、またＬＥＤ３０５の照射範囲を絞って光度を高めるプリズム３０６を配設してあるため、右眼ゾーンに至る光の照度は高くなる。すなわち、中心側の発光部位２１０ｂのＬＥＤ３０５からの光はＡＲ領域に至るが、これに隣接する発光部位２１０ｂのＬＥＤ３０５からの光はそのＡＲ領域に大きく重なり合った領域に出射され、このように順に隣接する発光部位２１０ｂのＬＥＤ３０５からの光は順に重なり合った領域に出射される。したがって、右眼ゾーンに十分な光が照射されるのである。
【００７６】
液晶表示パネル２０５は、液晶表示パネル２０５の走査線ピッチと、微細位相差板２０４の偏光特性の繰り返しピッチとを等しくして、液晶表示パネル２０５の走査線ピッチ毎に異なる方向から到来した光を照射し、異なる方向に光を出射する。
【００７７】
右側の発光部位２１０ａから放射され、偏光フィルタ２１２の右側領域２１２ａを透過した光は、フレネルレンズ２０３を透過して、微細位相差板２０４に到達し、偏光を９０度回転させて出射する（右側領域２１２ａを透過した光を透過する）微細位相差板２０４の領域２０４ａを透過し、さらに、液晶表示パネル２０５を透過して、左眼ゾーンに至る。すなわち、液晶表示パネル２０５の領域２０４ａに対応する位置の表示素子によって表示された左目画像が左目に到達する。
【００７８】
なお、この微細位相差板２０４の領域２０４ａと交互に並んで配置されている領域２０４ｂは光の偏光を変化させないので、偏光フィルタ２１２の右側領域２１２ａからの光は液晶表示パネル２０５の偏光板２０５ａつまり液晶表示パネル２０５の領域２０４ｂに対応する位置の表示素子（右目用画像を表示）を透過することはない。
【００７９】
左側の発光部位２１０ｂから放射され、偏光フィルタ２１２の左側領域２１２ｂを透過した光は、フレネルレンズ２０３を透過して、微細位相差板２０４に到達し、偏光フィルタ２１２の左側領域２１２ｂの同一偏光の光を透過する微細位相差板２０４の領域２０４ｂを透過して、液晶表示パネル２０５を透過して、右眼ゾーンに至る。すなわち、液晶表示パネル２０５の領域２０４ｂに対応する位置の表示素子によって表示された右目画像が右目に到達する。
【００８０】
なお、この微細位相差板２０４の領域２０４ｂと交互に並んで配置されている領域２０４ａは光の偏光を変化させるので、偏光フィルタ２１２の左側領域２１２ｂからの光は液晶表示パネル２０５の偏光板２０５ａつまり液晶表示パネル２０５の領域２０４ａに対応する位置の表示素子（左目用画像を表示）を透過することはない。
【００８１】
一方、フレネルレンズ２０３、液晶表示パネル２０５での複屈折や散乱によって右目用画像と左目用画像とが重なるクロストークを生じるが、発光源２１０の中央部にＬＥＤ３０５を連続的（線状）に左右方向に配列したので、クロストークを低減することができる。
【００８２】
発光源２１０の右側発光部位２１０ａのＬＥＤ３０５、左側発光部位２１０ｂのＬＥＤ３０５によって、前述したように左眼ゾーン、右眼ゾーンにそれぞれ十分な光が照射される。すなわち、左眼ゾーンには十分な光度の左目画像が到達し、右眼ゾーンには十分な光度の右目画像が到達する。そのため、フレネルレンズ２０３、液晶表示パネル２０５での複屈折や散乱によって右目用画像が左目に、また左目用画像が右目に入っても、左目に到達する左目画像との光度差、また右目に到達する右目画像との光度差が相対的に大きくなり、クロストークを十分に低減できる。特に、液晶表示パネル２０５の中央前方にて十分な光度が確保されるので、クロストークを一層十分に低減できる。
【００８３】
したがって、右目画像と左目画像とによって、観察者は立体画像を認識しやすくなり、両眼視差に基づく３次元知覚により容易に立体視することができる。
【００８４】
また、発光源２１０の右周辺部位に配置された発光部位２１０ａの冷陰極管３１０からの光は左眼ゾーンの左側に広角（ＤＬ領域）に出射され、発光源２１０の左周辺部位に配置された発光部位２１０ｂの冷陰極管３１０からの光は右眼ゾーンの右側に広角（ＤＲ領域）に出射される。
【００８５】
したがって、画像表示装置の視野角が増大する。そのため、本画像表示装置でテレビゲーム等を行う場合あるいは本画像表示装置を遊技機（パチンコ機等）の画像表示装置に用いた場合に、遊技者だけでなく、周囲の者が画像を見ることができ、好適である。
【００８６】
このように、発光源２１０のうち、立体画像表示用の中央部を線状に配置した複数のＬＥＤ３０５にて構成し、視野拡大用の両端部を冷陰極管３１０にて構成したため、発熱量を抑えながら、光量を増やすことができ、立体視を容易にできると共に、視野角の広い見やすい画面を実現できる。
【００８７】
また、立体画像表示用のＬＥＤ３０５の前面のプリズム３０６によって、立体画像の光度を一層高めることができ、立体視を一層行いやすくなる。
【００８８】
また、冷陰極管３１０の熱源である端子部３１０ｂが光源本体ユニット２５０（ホルダ２０８）外部に位置するので、発熱箇所の集中を避けることができ、その分光源本体ユニット２５０内の温度が下がり、熱によって影響を及ぼすことを防止できる。
【００８９】
図１２〜図１４は、別の実施の形態の光源本体ユニット２５０の分解斜視図および発光源２１０の視野拡大用の光源部２５２に用いる冷陰極管（ＣＣＦＬ：冷陰極蛍光管）３４０の部分正面図、部分側面図を示す。
【００９０】
これは、発光源２１０の視野拡大用の光源部２５２にＵ型の冷陰極管３４０を用いたものである。
【００９１】
ホルダ３３０は、折れ線状に収納部３３１を形成する分割構造の収納ケース３３２ａ、３３２ｂとカバー３３３とにより構成され、収納部３３１は、所定長さの中央部３３４とその両側のホルダ前方向に所定角度斜行した周辺部３３５とに形成される。
【００９２】
発光源２１０は、複数の点状発光源（ＬＥＤ（発光素子）：白色発光ダイオード等）３０５からなる立体画像表示用の光源部２５１と、細長い冷陰極管（ＣＣＦＬ：冷陰極蛍光管）３４０からなる視野拡大用の光源部２５２とから構成される。
【００９３】
立体画像表示用の光源部２５１は、基板３３６の所定長さの中央部３３７ａに、所定数のＬＥＤ３０５が線状に配列して取り付けられる。
【００９４】
ＬＥＤ３０５の前面には、ＬＥＤ３０５の光の拡散を防ぎ、光軸中心がフレネルレンズ２０３の中央部を通るように、所定角度で出光させるプリズム３０６が備えられる。プリズム３０６は、それぞれのＬＥＤ３０５のプリズム３０６がプリズム体３０７として一体形成される。
【００９５】
視野拡大用の光源部２５２は、基板３３６の中央部３３７ａの両側の基板前面方向に所定角度斜行した周辺部３３７ｂにそれぞれ冷陰極管３４０の取付部３４１が形成され、取付部３４１にそれぞれ冷陰極管３４０が取り付けられる。
【００９６】
冷陰極管３４０は、本体部３４０ａがＵ型に成形されると共に、Ｕ型の本体部３４０ａに対して両端部位を脚状に折り曲げ成形され、両端の端子部３４０ｃを取付部３４１に挿通し、本体部３４０ａを基板前面方向より見て中央部３３７ａのＬＥＤ３０５の配列方向に延設するように配置して、取付部３４１に脚部３４０ｂを介して取り付けられる。
【００９７】
冷陰極管３４０には、基板３３６へ取り付けた状態において、基板前面方向より本体部３４０ａが図１３のようにＵ型に見えるように、そのＵ型を含む面と略直交する方向に脚部３４０ｂを成形したものが用いられる。
【００９８】
冷陰極管３４０の本体部３４０ａは、そのＵ型の発光表面（光源本体ユニット２５０の正面側）がＬＥＤ３０５の前面のプリズム体３０７（プリズム３０６）の出光面と連続するように、周辺部３３７ｂへの取付高さが定められる。
【００９９】
また、冷陰極管３４０の両端の端子部３４０ｃに対応してホルダ３３０の収納ケース３３２ｂにそれぞれ貫通口３３８が形成される。
【０１００】
ホルダ３３０の収納ケース３３２ａ、３３２ｂに、ＬＥＤ３０５、冷陰極管３４０を配列した基板３３６を収納して、中央部３３７ａのＬＥＤ３０５にプリズム体３０７を合わせて（各ＬＥＤ３０５の発光面と各プリズム３０６の入光面とを一対一に対応させて）組み付けて、プリズム体３０７、冷陰極管３４０の本体部３４０ａの前面に偏光フィルタ２１２をカバー３３３を介して取り付けて、光源本体ユニット２５０が形成される。冷陰極管３４０の両端の端子部３４０ｃは、収納ケース３３２ｂの貫通口３３８を介してホルダ３３０外部に突出される。
【０１０１】
これによれば、前記実施の形態のものと比べて、視野拡大用の光量を増やして、大きな視野角の見やすい画像表示装置を提供できる。
【０１０２】
なお、縦方向に若干の幅を持つためクロストークが生じて不利だが、視野拡大用の光源であり、実質的に不都合なく大きな視野角の見やすい画像表示装置を提供できる。
【０１０３】
図１５、図１６は、発光源２１０の視野拡大用の光源部２５２に用いる別の実施の形態の冷陰極管（ＣＣＦＬ：冷陰極蛍光管）３７０の部分正面図、部分側面図を示す。冷陰極管３７０以外の構成は前図１２とほぼ同じである。
【０１０４】
冷陰極管３７０は、本体部３７１がＵ型に成形され、基板３３６の周辺部３３７ｂの取付部（図示しない）に、本体部３７１の先端部位（折り返し部位）３７２を中央部３３７ａのＬＥＤ３０５の配列方向に向け、本体部３７１の端部３７３（図示しない脚部側）を基板３３６の周縁側にして取り付けられると共に、この取り付けた状態において、基板前面方向より、図１５のように本体部３７１の先端部位３７２が一線状に、端部３７３に向かって本体部３７１がわずかに拡開する形状に見えるように、すなわち、先端部位３７２側で発光面を狭く、端部３７３に向かって発光面を広くするように、本体部３７の両端部３７３の形成方向がＵ型を含む面方向に所定角度ずらして成形されたものが用いられる。
【０１０５】
すなわち、光源部２５２の発光面は、中央部３３７ａの点状発光源３０５と隣接する方向で幅が狭く、両端部３７３側で広くなっているので、立体視する光源側でのクロストーク発生原因となる光源幅を抑えている。半面、両端部３７３側では、明るさ向上を狙い、管が重ならないようにしている。
【０１０６】
これによれば、立体画像に光度のむら等の影響を及ぼすことなく、視野角の大きい見やすい画像表示装置を提供できる。
【０１０７】
なお、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の画像表示装置の機能説明図である。
【図２】画像表示装置の斜視図である。
【図３】画像表示装置の分解斜視図である。
【図４】画像表示装置の駆動回路のブロック図である。
【図５】光源本体ユニットの正面図である。
【図６】光源本体ユニットの側面図である。
【図７】光源本体ユニットの分解斜視図である。
【図８】光源本体ユニットの部分断面図である。
【図９】偏光フィルタの斜視図である。
【図１０】画像表示装置の光学系の側面図である。
【図１１】画像表示装置の光学系の平面図である。
【図１２】第２の実施の形態の光源本体ユニットの分解斜視図である。
【図１３】冷陰極管の部分正面図である。
【図１４】冷陰極管の部分側面図である。
【図１５】第３の実施の形態の冷陰極管の部分正面図である。
【図１６】冷陰極管の部分側面図である。
【符号の説明】
２０１光源
２０２反射板（ミラー）
２０３フレネルレンズ
２０４微細位相差板
２０５液晶表示パネル
２０６ディフューザ
２０７ケース
２０８ホルダ
２１０発光源
２１０ａ右側の発光部位
２１０ｂ左側の発光部位
２１２偏光フィルタ
２１６表示ユニット
２５０光源本体ユニット
２５１，２５２光源部
３００収納部
３０１ａ、３０１ｂ収納ケース
３０２カバー
３０５ＬＥＤ
３０６プリズム
３０７プリズム体
３０８基板
３１０冷陰極管
３３０ホルダ
３３１収納部
３３２ａ、３３２ｂ収納ケース
３３３カバー
３３６基板
３３８貫通口
３４０冷陰極管
３７０冷陰極管
６００駆動回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal image display device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a three-dimensional image display device includes a right-eye polarization filter unit and a left-eye polarization filter unit in which the polarization directions are orthogonal to each other on the left and right sides of the front of a light source, and each light passing through each filter unit is parallelized by a Fresnel lens. The liquid crystal display element is irradiated with light, and the polarization filters on both sides of the liquid crystal display element are arranged alternately with linear polarization filter line portions orthogonal to each other for each horizontal line, and the light source side and the observation side are opposed to each other. The linear polarization filter line section is set to the orthogonal polarization direction, and the liquid crystal panel of the liquid crystal display element alternates the video information for the right eye and the left eye for each horizontal line according to the light transmission lines of the two polarization filters. Was displayed. Also, the light source side polarization filters are arranged alternately with linear polarization filter line portions orthogonal to each other for each horizontal line, and the observation side polarization filter is a linearly polarized light having one linear polarization filter line portion of the light source side polarization filter. As a filter, the liquid crystal panel of the liquid crystal display element is configured to alternately display right-eye and left-eye video information for each horizontal line in accordance with the light-transmitting line of the polarizing filter on the light source side (for example, Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-10-63199
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described conventional image display device has a drawback that the viewing angle at which an image can be observed is narrow because it is a so-called point light source in which the light source is disposed only at the rear center of the liquid crystal panel. In addition, an image becomes dark because a polarizing filter, a Fresnel lens, and the like are interposed as compared with a normal liquid crystal panel. To compensate for these, it is desired to increase the light amount. However, when a light amount is large, the heat generation amount may increase. In addition, if the housing of the image display device is opened and heat is released, crosstalk may occur due to external light, and the operating environment of the housing is limited. Also, when a light source having a large area is used, it causes crosstalk.
[0005]
An object of the present invention is to provide an image display device that solves such a problem.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A first invention is a liquid crystal display panel that is capable of transmitting light emitted from behind, a light of a specific polarization, and a light source that irradiates the liquid crystal display panel with light of a polarization orthogonal to the specific polarization. A first region that is disposed between the liquid crystal display panel and the light source and transmits the light of the specific polarization, and a second region that transmits light of a polarization orthogonal to the light of the specific polarization. A light source that emits light whose polarization is not specified, and the light whose polarization is not specified is orthogonal to the light of the specific polarization and the specific polarization. A polarization means for outputting with polarized light, and an optical means for refracting light of different polarizations in a direction reaching each of the right and left eyes and irradiating the liquid crystal display panel with the polarized light. The light-emitting source is for displaying a stereoscopic image. A linear light source that emits linear light with a light source part at the center and a light source part for enlarging the field of view at both ends, and a linear light source disposed in the left-right direction with respect to the liquid crystal display panel; The central part of the source was composed of a plurality of point-like light sources arranged linearly, and both ends of the linear light-emitting source were composed of cold cathode tubes.
[0007]
According to a second aspect, in the first aspect, the linear light source is a point-shaped light source arranged at a central portion such that a light emitting portion is located at substantially equal distance from a central portion of the optical means. The cold cathode tubes arranged at both ends constitute a polygonal line or a curved line.
[0008]
According to a third invention, in the first and second inventions, a prism for increasing the luminous intensity by narrowing the irradiation range of the light emitting source is disposed at the center of the linear light emitting source.
[0009]
In a fourth aspect based on the third aspect, the cold-cathode tube is disposed such that a light-emitting surface thereof is continuous with a light-emitting surface of the prism.
[0010]
In a fifth aspect based on the first to fourth aspects, the linear light-emitting source is housed in a housing having a polarizing filter mounted on a front surface, and a terminal portion of the cold cathode tube is located outside the housing. Formed.
[0011]
In a sixth aspect based on the first aspect, the cold-cathode tube is a U-shaped tube, and the folded portion is directed toward the center, and the light emitting surface on the center is narrower when the linear light source is viewed from the front. It was formed so that it might become.
[0012]
【The invention's effect】
In the first invention, a light source for stereoscopic image display is provided at a central portion, and a light source for visual field expansion is provided at both ends to emit light linearly. Using a light-emitting source, the central part of the light-emitting source is composed of a plurality of point-shaped light-emitting sources arranged linearly, and both ends of the light-emitting source are composed of cold-cathode tubes, so while suppressing the amount of heat generated from the light-emitting source, The light amount of the central light source effective for stereoscopic vision can be increased. Also, the viewing angle can be increased at low cost.
[0013]
According to the second aspect, by making each light emitting portion substantially equidistant from the center of the optical means, crosstalk in which light directed to the right and left eyes leaks to the other is reduced. Further, since the linear light-emitting source has a polygonal linear or curved configuration, the light source can be made compact even if the viewing angle is large.
[0014]
In the third aspect of the present invention, since the prism for increasing the luminous intensity by narrowing the irradiation range of the luminous source is disposed at the center of the luminous source, the luminous intensity of the stereoscopic image can be further increased, and the stereoscopic vision can be more easily performed.
[0015]
In the fourth aspect, since the cold cathode tubes at both ends are arranged such that the light emitting surface thereof is continuous with the light emitting surface of the prism of the central light source unit, it is possible to easily attach the polarizing means. In addition, it is possible to prevent uneven light emission on the image display surface and black bands caused by the discontinuity of the light emitting surface.
[0016]
According to the fifth aspect, the light emitting source is housed in the housing having the polarizing filter mounted on the front surface, and the terminal portion of the cold cathode tube is formed so as to be located outside the housing. Can be prevented from being affected by heat.
[0017]
In the sixth aspect of the invention, the cold-cathode tube is formed of a U-shaped tube, the turning portion is directed toward the center, and the light-emitting source is formed so that the light-emitting surface on the center is narrowed when viewed from the front, so that the field of view is enlarged. As a result, it is possible to provide an image display device that has a large viewing angle and is easy to see by suppressing the occurrence of crosstalk at a stereoscopic observation position while suppressing the vertical light width from the central portion while increasing the amount of light used for the central portion.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
FIG. 1 is a functional explanatory diagram of the image display device according to the embodiment of the present invention.
[0020]
The light source 201 includes a light emitting source 210, a polarizing filter 212 (polarizing means), and a Fresnel lens 203 (optical means). The light emitting source 210 uses a white light emitting diode and a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) arranged in the left-right direction. The polarization filter 212 is set so that the polarization of light transmitted through the right region 212a and the polarization of light transmitted through the left region 212b are different (for example, the polarization of light transmitted through the right region 212a and the polarization of light transmitted through the left region 212b are shifted by 90 degrees). The Fresnel lens 203 has a lens surface having concentric unevenness on one side surface.
[0021]
As for the light emitted from the light emitting source 210, only light having a certain polarization is transmitted by the polarizing filter 212. That is, of the light emitted from the light emitting source 210, the light that has passed through the right region 212a of the polarizing filter 212 and the light that has passed through the left region 212b are irradiated to the Fresnel lens 203 as light having different polarizations. As described later, light passing through the right region 212a of the polarizing filter 212 reaches the left eye of the observer, and light passing through the left region 212b reaches the right eye of the observer.
[0022]
The light transmitted through the polarizing filter 212 is applied to the Fresnel lens 203. The Fresnel lens 203 is a convex lens, and the Fresnel lens 203 refracts the optical path of light radiated so as to be diffused from the light emitting source 210 substantially parallel, transmits through the fine retardation plate 204, and irradiates the liquid crystal display panel 205. .
[0023]
At this time, light emitted from the fine retardation plate 204 is emitted so as not to spread in the vertical direction, and is emitted to the liquid crystal display panel 205. That is, light transmitted through a specific region of the fine phase difference plate 204 is transmitted through a specific display unit of the liquid crystal display panel 205.
[0024]
Further, of the light applied to the liquid crystal display panel 205, the light that has passed through the right area 212a and the light that has passed through the left area 212b of the polarizing filter 212 enter the Fresnel lens 203 at different angles. The light is refracted and radiated from the liquid crystal display panel 205 through different paths.
[0025]
The liquid crystal display panel 205 is filled with liquid crystal oriented by being twisted at a predetermined angle (for example, 90 degrees) between two glass plates, and constitutes, for example, a TN (twisted nematic) liquid crystal display panel. I have. The light incident on the liquid crystal display panel is emitted with the polarization of the incident light shifted by 90 degrees when no voltage is applied to the liquid crystal. On the other hand, when a voltage is applied to the liquid crystal, the liquid crystal is untwisted, so that the incident light is emitted as it is.
[0026]
On the light source 201 side of the liquid crystal display panel 205, a fine phase difference plate 204 and a polarizing plate 205a (second polarizing plate) are arranged (the fine phase difference plate 204 and the polarizing plate 205a (second polarizing plate) are used as filters). ), A polarizing plate 205b (first polarizing plate) is arranged on the viewer side.
[0027]
In the fine phase difference plate 204, regions for changing the phase of transmitted light are repeatedly arranged at fine intervals. Specifically, the light-transmissive base material 230 has a region 204a where the half-wave plate 231 having a fine width is provided, and a region 1 / a at the same fine interval as the width of the half-wave plate 231. The region 204b where the two-wavelength plate 231 is not provided is repeatedly provided at a fine interval. That is, a region 204a that changes the phase of light transmitted by the provided half-wave plate 231 and a region 204b that does not change the phase of light transmitted because the half-wave plate 231 is not provided are minute. It is provided repeatedly at intervals. The half-wave plate 231 functions as a phase difference plate that changes the phase of transmitted light.
[0028]
The half-wave plate 231 is arranged such that its optical axis is inclined by 45 degrees with respect to the polarization axis of the light transmitted through the right region 212a of the polarizing filter 212, and rotates the polarization axis of the light transmitted through the right region 212a by 90 degrees. Out. That is, the polarization of the light transmitted through the right region 212a is rotated by 90 degrees to be equal to the polarization of the light transmitted through the left region 212b. That is, the region 204b where the １／ wavelength plate 231 is not provided transmits light having the same polarization as the polarizing plate 205a that has passed through the left region 212b, and the region 204a where the 波長 wavelength plate 231 is provided is Light that has passed through the right region 212a and whose polarization axis is orthogonal to the polarization plate 205a is rotated and emitted so as to be equal to the polarization axis of the polarization plate 205a.
[0029]
The repetition of the polarization characteristic of the fine retardation plate 204 is such that the polarization of light transmitted for each display unit (that is, for each horizontal line in the horizontal direction of the display unit) is substantially equal to the pitch of the display unit of the liquid crystal display panel 205. To be different. Therefore, the polarization characteristics of the fine phase difference plate corresponding to each horizontal line (scanning line) of the display unit of the liquid crystal display panel 205 are different, and the direction of the light emitted for each horizontal line is different.
[0030]
Alternatively, the polarization characteristic of the fine retardation plate 204 is repeated as a pitch of an integral multiple of the pitch of the display unit of the liquid crystal display panel 504, and the polarization characteristic of the fine retardation plate 204 is changed for a plurality of display units (that is, for a plurality of display units). (For each horizontal line), so that the polarization of the transmitted light is different for each of the plurality of display units. Therefore, the polarization characteristic of the fine retardation plate differs for each of a plurality of horizontal lines (scanning lines) of the display unit of the liquid crystal display panel 504, and the direction of light emitted for each of the plurality of horizontal lines differs.
[0031]
As described above, it is necessary to irradiate the display element (horizontal line) of the liquid crystal display panel 205 with different light every time the polarization characteristic of the fine retardation plate is repeated. Is required to suppress diffusion in the vertical direction.
[0032]
That is, the region 204 a of the fine retardation plate 204 that changes the phase of light transmits the light transmitted through the right region 212 a of the polarizing filter 212 with the polarization of the light transmitted through the left region 212 b equal to that. The region 204 b of the fine retardation plate 204 where the phase of light is not changed transmits the light transmitted through the left region 212 b of the polarizing filter 212 as it is. Then, the light emitted from the fine retardation plate 204 has the same polarization as the light transmitted through the left region 212b, and enters the polarizing plate 205a provided on the light source side of the liquid crystal display panel 205.
[0033]
The polarizing plate 205a functions as a second polarizing plate, and has a polarization characteristic of transmitting light having the same polarization as the light transmitted through the fine retardation plate 204. That is, the light transmitted through the left region 212b of the polarizing filter 212 transmits through the second polarizing plate 205a, and the light transmitted through the right region 212a of the polarizing filter 212 has its polarization axis rotated by 90 degrees to form the second polarizing plate 205a. To Penetrate. In addition, the polarizing plate 205b functions as a first polarizing plate, and has a polarization characteristic of transmitting light having a polarization different from that of the polarizing plate 205a by 90 degrees.
[0034]
Such a fine phase difference plate 204, a polarizing plate 205a, and a polarizing plate 205b are attached to a liquid crystal display panel 205, and an image display device is formed by combining the fine phase difference plate 204, the polarizing plate 205a, the liquid crystal display panel 205, and the polarizing plate 205b. Is composed. At this time, when a voltage is applied to the liquid crystal, the light transmitted through the fine retardation plate 204 transmits through the polarizing plate 205b. On the other hand, when no voltage is applied to the liquid crystal, the light transmitted through the fine phase difference plate 204 is emitted from the liquid crystal display panel 205 after its polarization is twisted by 90 degrees, and thus does not pass through the polarizing plate 205b.
[0035]
The diffuser 206 is attached to the front side (viewer side) of the first polarizing plate 205b, and functions as a diffusion unit that diffuses light transmitted through the liquid crystal display panel in the vertical direction. Specifically, the light transmitted through the liquid crystal display panel is vertically diffused using a lenticular lens in which vertical and concave portions are repeatedly provided.
[0036]
The diffusion means may be a mat-shaped diffusion surface having fine irregularities formed on the surface. On its surface, a large number of elliptical or elliptical smile protrusions arranged so that the major axis faces substantially in the horizontal direction are provided, and an uneven surface is formed, and the mat-like processing is made into an elliptical shape crushed in the horizontal direction. As a result, light is strongly diffused vertically. Alternatively, light may be more strongly diffused in the vertical direction by providing diffusion means on both surfaces of the diffuser. In this case, a lenticular lens and a mat-shaped diffusion surface may be combined as the diffusion means.
[0037]
2 and 3 are a perspective view and an exploded perspective view of the image display device according to the embodiment of the present invention.
[0038]
The image display device 200 includes a light source main unit 250 in which a light source 210 is disposed in a holder 208 having a predetermined shape, a reflection plate (mirror) 202, a Fresnel lens 203, a fine retardation plate 204, a liquid crystal display panel 205, a diffuser 206, and the like. It is assembled to the case 207.
[0039]
The light source main body unit 250 is attached to the lower wall of the light source main body storage section 211 of the case 207 such that the light source 210 is inclined backward and the light emitting source 210 is disposed in the left-right direction with respect to the liquid crystal display panel 205.
[0040]
The reflection plate 202 is attached to the upper half wall of the light source main body storage portion 211 by being inclined forward so as to irradiate the light of the light emission source 210 to the Fresnel lens 203.
[0041]
The light-emitting source 210 is a light-emitting source (linear light-emitting source) that emits light linearly with a light source unit for displaying a stereoscopic image at the center and a light source unit for enlarging the visual field at both ends. The light source unit is disposed so as to face the center of the Fresnel lens 203 and to be at a distance substantially equal to the focal length of the light source unit (the light from the light emitting source 210 and the distance from the center of the Fresnel lens 203 are , The reflection plate 202 is used as a system path).
[0042]
On the front surface of the light source main unit 250, as will be described later, of the light emitting sources 210, the light of the right light emitting portion 210a is converted into polarized light for the left eye, and the light of the left light emitting portion 210b is converted into polarized light for the right eye. Is attached.
[0043]
The Fresnel lens 203, the fine retardation plate 204, the liquid crystal display panel 205, and the diffuser 206 are fitted to the panel frame 213 and the cover frame 214 of the case 207, and the panel frame 213 and the cover frame 214 are fixed to the light source main body housing 211. Assembled. A light source main body cover 215 is attached to the light source main body storage section 211 below the panel frame 213.
[0044]
At the front of the display unit 216, a front cover 220 is attached, and at the rear, drive substrates are arranged on substrate holders 217, 218, and a cover case 221 is attached. Reference numeral 222 in the figure denotes a fan for cooling the light emission source 210.
[0045]
FIG. 4 is a block diagram showing a driving circuit 600 of the image display device 200.
[0046]
The main control circuit 601 for driving the image display device includes a CPU 611, a ROM 612 storing programs and the like in advance, and a RAM 613, which is a memory used as a work area when the CPU 611 operates. These CPU 611, ROM 612, and RAM 613 are connected by a bus 618. The bus 618 includes an address bus and a data bus used by the CPU 611 to read and write data.
[0047]
Further, a communication interface 615, an input interface 616, and an output interface 617, which control input and output with the outside, are connected to the bus 618. The communication interface 615 is a data input / output unit for performing data communication according to a predetermined communication protocol. The input interface 616 and the output interface 617 input and output image data to be displayed on the image display device.
[0048]
A graphic display processor (GDP) 651 of the display control circuit 602 is connected to the bus 618. The GDP 651 calculates the image data generated by the CPU 611, writes the calculated data in a frame buffer provided in the RAM 653, and generates signals (RGB, V BLANK, V_SYNC, H_SYNC) to be output to the image display device. The GDP 651 is connected to a ROM 652 and a RAM 653, and the RAM 653 is provided with a work area for the operation of the GDP 651 and a frame buffer for storing display data. The ROM 652 stores programs and data necessary for the operation of the GDP 651.
[0049]
Further, an oscillator 658 that supplies a clock signal to the GDP 651 is connected to the GDP 651. The clock signal generated by the oscillator 658 defines an operation cycle of the GDP 651, and generates a cycle of a synchronization signal (for example, V_SYNC, VBLAMNK) output from the GDP 651.
[0050]
The RGB signals output from the GDP 651 are input to the gamma correction circuit 659. The γ correction circuit 659 corrects the non-linear characteristic of the illuminance with respect to the signal voltage of the image display device, adjusts the display illuminance of the image display device, and generates an RGB signal to be output to the image display device.
[0051]
The synthesis conversion device 670 is provided with a right-eye frame buffer, a left-eye frame buffer, and a stereoscopic frame buffer, writes the right-eye image sent from the GDP 651 into the right-eye frame buffer, and converts the left-eye image for the left eye. Write to frame buffer. Then, the right-eye image and the left-eye image are combined to generate a stereoscopic image, write the stereoscopic frame buffer, and output the stereoscopic image data to the image display device as RGB signals.
[0052]
The generation of the stereoscopic image by combining the right-eye image and the left-eye image is performed by combining the right-eye image and the left-eye image at intervals of the half-wave plate 231 of the fine phase difference plate 204. Specifically, since the half-wavelength plates 231 of the fine phase difference plate 204 of the image display device of the present embodiment are arranged at intervals of the display units of the liquid crystal display panel 205, the display units of the liquid crystal display panel 205 The stereoscopic image is displayed such that the right-eye image and the left-eye image are alternately displayed for each horizontal line (scanning line).
[0053]
The left-eye image data transmitted from the GDP 651 during the L signal output is written to the left-eye frame buffer, and the right-eye image data transmitted from the GDP 651 during the R signal output is written to the right-eye frame buffer. Then, the image data for the left eye written in the frame buffer for the left eye and the image data for the right eye written in the frame buffer for the right eye are read out for each scanning line, and written in the frame buffer for stereoscopic vision.
[0054]
A liquid crystal driver (LCD DRV) 681 and a backlight driver (BL DRV) 682 are provided in the image display device. A liquid crystal driver (LCD DRV) 681 sequentially applies a voltage to the electrodes of the liquid crystal display panel based on the V_SYNC signal, the H_SYNC signal, and the RGB signal sent from the synthesizing converter 670, and applies a voltage to the liquid crystal display panel for stereoscopic viewing. Display the composite image.
[0055]
The backlight driver 682 drives a white LED and a cold cathode tube as a backlight (light source 210) of the liquid crystal display panel 205. The brightness of the liquid crystal display panel 205 is changed by changing the duty ratio of the voltage applied to the white LED based on the DTY_CTR signal output from the GDP 651.
[0056]
5 to 8 are a plan view, a side view, an exploded perspective view, and a partial cross-sectional view of the light source body unit 250.
[0057]
The holder 208 includes storage cases 301a and 301b having a divided structure that forms the storage portion 300 in a polygonal line shape, and a cover 302. It is formed on the peripheral portion 304 which is inclined at an angle.
[0058]
The light-emitting source 210 includes a light source unit 251 for displaying a stereoscopic image including a plurality of point-like light-emitting sources (LEDs (light-emitting elements): white light-emitting diodes or the like) 305 and an elongated cold cathode fluorescent tube (CCFL: cold cathode fluorescent tube) 310. And a light source unit 252 for expanding the visual field.
[0059]
In the light source unit 251 for displaying a stereoscopic image, a predetermined number of LEDs 305 are attached to a central portion 308 a of a predetermined length of a substrate 308 in a linear arrangement.
[0060]
On the front surface of the LED 305, there is provided a prism 306 for preventing the diffusion of the light of the LED 305 and narrowing the irradiation range to increase the luminous intensity. In the prism 306, the prism 306 of each LED 305 is integrally formed as a prism body 307.
[0061]
The light source unit 252 for enlarging the field of view has a mounting part 311 for the cold cathode tube 310 formed in a peripheral part 308b obliquely inclined at a predetermined angle toward the front surface of the substrate on both sides of the central part 308a of the substrate 308, and the mounting part 311 The cathode tube 310 is attached.
[0062]
Each of the cold cathode tubes 310 has a gate shape in which both end portions are bent into leg shapes with respect to the main body portion 310a, and the terminal portions 310c at both ends are inserted into the mounting portions 311. The LEDs 305 are arranged in a straight line in the arrangement direction of the LEDs 305 in the central portion 308a when viewed from the front, and attached to the attachment portion 311 via the leg portion 310b.
[0063]
In this case, the main body 310a of the cold-cathode tube 310 has a peripheral portion 308b such that its light emitting surface (the front side of the light source main unit 250) is continuous with the light emitting surface of the prism body 307 (prism 306) on the front of the LED 305. The mounting height to the device is determined. Further, through holes 312 are formed in the storage case 301b of the holder 208 corresponding to the terminal portions 310c at both ends of the cold cathode tube 310, respectively.
[0064]
The substrate 308 on which the LEDs 305 and the cold cathode tubes 310 are arranged is stored in the storage cases 301a and 301b of the holder 208, and the prism 307 is aligned with the LEDs 305 in the central portion 308a (the light emitting surface of each LED 305 and the input of each prism 306). The light source body unit 250 is formed by attaching the prism body 307 and the polarizing filter 212 to the front surface of the main body 310a of the cold cathode fluorescent lamp 310 via the cover 302. The terminal portions 310b at both ends of the cold cathode tube 310 protrude outside the holder 208 via the through-hole 312 of the storage case 301b.
[0065]
The light-emitting source 210 includes a point-shaped light-emitting source 305 disposed at the central portion 303 and a cooling source disposed at the peripheral portion 304 (both ends) such that the light-emitting portion is located at substantially the same distance from the center of the Fresnel lens 203. The cathode tube 310 and the cathode tube 310 are configured in a symmetrical polygonal line shape.
[0066]
In addition, the light source 210 is provided with a point light source on a substrate bent and formed in an arc shape (curved shape) having a predetermined curvature, and a cold cathode tube bent and formed in an arc shape (curved shape) having a predetermined curvature. It may be configured to have a curved shape by using.
[0067]
As shown in FIG. 5, the polarizing filter 212 has different characteristics between the light emitting portion 210a on the right side and the light emitting portion 210b on the left side of the light emitting source 210 with the center of the light emitting source 210 as a boundary. , 210b, it is difficult to form the boundary between the left and right light emitting portions 210a, 210b (the prism body 307, the front surface of the main body 310a of the cold cathode fluorescent lamp 310) and the same polarizing filter 212 as shown in FIG. Alternatively, a predetermined wavelength plate 315 may be attached to one of them.
[0068]
Since the main body 310a of the cold cathode tube 310 is disposed such that its light emitting surface (the front side of the light source main unit 250) is continuous with the light emitting surface of the prism body 307 (prism 306) on the front of the LED 305, the polarizing filter 212 Easy to install.
[0069]
5 to 7, an air inlet 320 and an air outlet 321 for air cooling are formed in the storage cases 301a and 301b of the holder 208. The substrate 308 is made of an aluminum substrate to improve heat dissipation, and has a large area. By driving the air cooling fan 222 (see FIG. 3), the air sucked in from the air inlet 320 flows from the peripheral portion 308b to the central portion 308a along both surfaces of the substrate 308, and is exhausted from the air outlet 321. At the center 308a of the substrate 308, a cut-out portion 322 is provided around the entrance of the exhaust port 321 to join the air flowing on both sides of the substrate 308 to improve exhaust efficiency. Therefore, the linear light source 210 can be cooled accurately and efficiently.
[0070]
10 and 11 are a side view and a plan view showing the optical system of the image display device 200. However, in FIG. 10, the light emitting source 210 shows only the central part (the light source unit 251 for displaying a stereoscopic image), and the light emitting source 210 indicated by a dotted line is an apparent position. Further, in FIG. 11, the light-emitting sources 210 (the light source unit 251 for displaying a stereoscopic image and the light source unit 252 for enlarging the visual field) are shown at apparent positions, omitting the reflection plate 202 and the like.
[0071]
As shown in FIG. 11, the light emitted from the left and right light emitting portions 210a and 210b (LED 305 (light source unit 251) and cold cathode tube 310 (light source unit 252)) is transmitted through the polarizing filter 212 and spreads radially. .
[0072]
The light (the center of the optical path is indicated by a dashed line) emitted from the right light emitting portion 210a and transmitted through the right region 212a of the polarizing filter 212 reaches the Fresnel lens 203, and the light traveling direction is changed by the Fresnel lens 203. Through the fine retardation plate 204 and the liquid crystal display panel 205 to reach the left eye zone.
[0073]
The LED 305 (light source unit 251) of the light emitting portion 210a on the right side is continuously (linearly) arranged at the center portion (right side from the center) of the light emitting source 210, and the prism 306 that narrows the irradiation range of the LED 305 to increase the luminous intensity. Is provided, the illuminance of light reaching the left eye zone is increased. That is, the light from the LED 305 of the light emitting portion 210a on the center side reaches the AL region, but the light from the LED 305 of the light emitting portion 210a adjacent thereto is emitted to a region which largely overlaps with the AL region. The light from the LED 305 of the light emitting portion 210a is emitted to the sequentially overlapping regions. Therefore, the left eye zone is irradiated with sufficient light.
[0074]
The light (the center of the optical path is indicated by a dashed line) emitted from the left light emitting portion 210b and transmitted through the left region 212b of the polarizing filter 212 reaches the Fresnel lens 203, and the traveling direction of the light is changed by the Fresnel lens 203. Through the fine phase difference plate 204 and the liquid crystal display panel 205 to reach the right eye zone.
[0075]
The LED 305 (light source unit 251) of the light emitting part 210b on the left side is continuously (linearly) arranged at the central part (left side from the center) of the light emitting source 210, and the prism 306 that narrows the irradiation range of the LED 305 to increase the luminous intensity Is provided, the illuminance of the light reaching the right eye zone becomes high. That is, the light from the LED 305 of the light-emitting portion 210b on the center side reaches the AR region, but the light from the LED 305 of the light-emitting portion 210b adjacent thereto is emitted to a region that largely overlaps the AR region, and in this manner, adjacent to the AR region. The light from the LED 305 of the light emitting portion 210b is sequentially emitted to the overlapping region. Therefore, the right eye zone is irradiated with sufficient light.
[0076]
The liquid crystal display panel 205 equalizes the scanning line pitch of the liquid crystal display panel 205 with the repetition pitch of the polarization characteristics of the fine phase difference plate 204, and transmits light arriving from a different direction for each scanning line pitch of the liquid crystal display panel 205. Irradiates and emits light in different directions.
[0077]
The light emitted from the right light emitting portion 210a and transmitted through the right region 212a of the polarizing filter 212 transmits through the Fresnel lens 203, reaches the fine retardation plate 204, and emits the polarized light by rotating it by 90 degrees (right The light passes through the region 204a of the fine retardation plate 204 (transmits the light transmitted through the region 212a), further transmits through the liquid crystal display panel 205, and reaches the left eye zone. That is, the left eye image displayed by the display element at the position corresponding to the area 204a of the liquid crystal display panel 205 reaches the left eye.
[0078]
Since the region 204b of the fine retardation plate 204 which is alternately arranged with the region 204b does not change the polarization of light, the light from the right region 212a of the polarizing filter 212 is not reflected by the polarizing plate 205a of the liquid crystal display panel 205. That is, the light does not pass through the display element (displays a right-eye image) at a position corresponding to the region 204b of the liquid crystal display panel 205.
[0079]
The light emitted from the left light emitting portion 210b and transmitted through the left region 212b of the polarization filter 212 passes through the Fresnel lens 203, reaches the fine retardation plate 204, and has the same polarization in the left region 212b of the polarization filter 212. The light passes through the region 204b of the fine retardation plate 204 that transmits light, passes through the liquid crystal display panel 205, and reaches the right eye zone. That is, the right-eye image displayed by the display element at the position corresponding to the area 204b of the liquid crystal display panel 205 reaches the right eye.
[0080]
The region 204a alternately arranged with the region 204b of the fine retardation plate 204 changes the polarization of light, so that the light from the left region 212b of the polarizing filter 212 is not reflected by the polarizing plate 205a of the liquid crystal display panel 205. That is, the light does not pass through the display element (displays the image for the left eye) at the position corresponding to the area 204a of the liquid crystal display panel 205.
[0081]
On the other hand, birefringence and scattering in the Fresnel lens 203 and the liquid crystal display panel 205 cause crosstalk in which the right-eye image and the left-eye image overlap, but the LED 305 is continuously (linearly) left and right in the center of the light emitting source 210. Since they are arranged in the direction, crosstalk can be reduced.
[0082]
As described above, sufficient light is emitted to the left eye zone and the right eye zone by the LED 305 of the right light emitting portion 210a and the LED 305 of the left light emitting portion 210b of the light source 210, respectively. That is, a left-eye image with sufficient light intensity reaches the left-eye zone, and a right-eye image with sufficient light intensity reaches the right-eye zone. Therefore, even if the image for the right eye enters the left eye and the image for the left eye enters the right eye due to birefringence and scattering in the Fresnel lens 203 and the liquid crystal display panel 205, the light intensity difference from the left eye image reaching the left eye, and also reaches the right eye The difference in luminous intensity from the right-eye image is relatively large, and crosstalk can be sufficiently reduced. In particular, since a sufficient luminous intensity is secured in the front center of the liquid crystal display panel 205, crosstalk can be further reduced.
[0083]
Therefore, the observer can easily recognize the stereoscopic image by the right-eye image and the left-eye image, and can easily perform stereoscopic vision by three-dimensional perception based on binocular parallax.
[0084]
Further, the light from the cold cathode tube 310 of the light emitting portion 210a disposed on the right peripheral portion of the light emitting source 210 is emitted to the left of the left eye zone at a wide angle (DL region), and is disposed on the left peripheral portion of the light emitting source 210. The light from the cold-cathode tube 310 of the light emitting portion 210b is emitted to the right of the right eye zone at a wide angle (DR region).
[0085]
Therefore, the viewing angle of the image display device increases. Therefore, when playing a video game or the like with the present image display device or when using the present image display device as an image display device of a game machine (pachinko machine, etc.), not only the player but also the surrounding people can see the image. Is preferred.
[0086]
As described above, of the light emitting source 210, the central portion for displaying a stereoscopic image is constituted by the plurality of LEDs 305 arranged linearly, and both ends for enlarging the visual field are constituted by the cold cathode tubes 310. While suppressing the amount of light, the amount of light can be increased, stereoscopic viewing can be facilitated, and an easy-to-view screen with a wide viewing angle can be realized.
[0087]
Further, the luminosity of the stereoscopic image can be further increased by the prism 306 on the front surface of the LED 305 for displaying the stereoscopic image, and the stereoscopic vision can be more easily performed.
[0088]
In addition, since the terminal portion 310b, which is the heat source of the cold cathode tube 310, is located outside the light source main unit 250 (holder 208), it is possible to avoid concentration of heat generation points, and accordingly, the temperature inside the light source main unit 250 decreases, Influence by heat can be prevented.
[0089]
12 to 14 are an exploded perspective view of a light source main unit 250 according to another embodiment and a partial front view of a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) 340 used for a light source unit 252 for enlarging a visual field of a light emitting source 210. Figures and partial side views are shown.
[0090]
This uses a U-shaped cold-cathode tube 340 for the light source unit 252 for expanding the field of view of the light emitting source 210.
[0091]
The holder 330 is composed of a storage case 332a, 332b of a divided structure forming a storage part 331 in a polygonal line shape and a cover 333. The storage part 331 has a predetermined length in the center part 334 and a predetermined direction in the holder forward direction on both sides thereof. It is formed on the peripheral portion 335 which is inclined at an angle.
[0092]
The light-emitting source 210 includes a light source unit 251 for displaying a stereoscopic image including a plurality of point-like light-emitting sources (LEDs (light-emitting elements): white light-emitting diodes or the like) 305 and an elongated cold cathode fluorescent tube (CCFL: cold cathode fluorescent tube) 340. And a light source unit 252 for expanding the visual field.
[0093]
In the light source unit 251 for displaying a stereoscopic image, a predetermined number of LEDs 305 are attached to a central portion 337 a of a predetermined length of the substrate 336 in a linear array.
[0094]
On the front surface of the LED 305, there is provided a prism 306 for preventing light from diffusing from the LED 305 and emitting light at a predetermined angle so that the center of the optical axis passes through the center of the Fresnel lens 203. In the prism 306, the prism 306 of each LED 305 is integrally formed as a prism body 307.
[0095]
In the light source unit 252 for expanding the field of view, mounting portions 341 of the cold cathode tubes 340 are formed in peripheral portions 337b obliquely inclined at a predetermined angle toward the front surface of the substrate on both sides of the central portion 337a of the substrate 336, and the cooling portions are mounted on the mounting portions 341 respectively. A cathode tube 340 is attached.
[0096]
In the cold cathode tube 340, the main body 340a is formed into a U-shape, and both ends are bent into a leg shape with respect to the U-shaped main body 340a, and the terminal portions 340c at both ends are inserted into the mounting portion 341. The main body 340a is arranged so as to extend in the arrangement direction of the LEDs 305 in the central portion 337a when viewed from the front side of the substrate, and is attached to the attachment portion 341 via the leg 340b.
[0097]
The cold-cathode tube 340 has legs 340b in a direction substantially orthogonal to the plane including the U-shape so that the main body 340a looks like a U-shape from the front side of the board as shown in FIG. Is used.
[0098]
The body part 340a of the cold cathode tube 340 is moved to the peripheral part 337b so that the U-shaped light emitting surface (the front side of the light source body unit 250) is continuous with the light emitting surface of the prism body 307 (prism 306) in front of the LED 305. Is determined.
[0099]
Further, through holes 338 are formed in the storage case 332b of the holder 330 corresponding to the terminal portions 340c at both ends of the cold cathode tube 340, respectively.
[0100]
The substrate 336 on which the LEDs 305 and the cold cathode tubes 340 are arranged is housed in the housing cases 332a and 332b of the holder 330, and the prism 307 is aligned with the LEDs 305 in the central portion 337a (the light emitting surface of each LED 305 and the prism 306 are inserted). The light source main unit 250 is formed by assembling the light sources (corresponding to one-to-one correspondence) and attaching the polarizing filter 212 to the front surface of the prism body 307 and the main body 340a of the cold cathode tube 340 via the cover 333. The terminal portions 340c at both ends of the cold cathode tube 340 protrude outside the holder 330 via the through holes 338 of the storage case 332b.
[0101]
According to this, it is possible to provide an image display device in which the amount of light for enlarging the visual field is increased and the large viewing angle is easy to see as compared with the above-described embodiment.
[0102]
It is to be noted that crosstalk occurs because of having a slight width in the vertical direction, which is disadvantageous. However, it is a light source for enlarging the visual field, and it is possible to provide an image display device with a large viewing angle that is easy to see without any substantial inconvenience.
[0103]
15 and 16 show a partial front view and a partial side view of a cold cathode fluorescent lamp (CCFL: cold cathode fluorescent tube) 370 of another embodiment used for the light source unit 252 for enlarging the visual field of the light emitting source 210. The configuration other than the cold cathode tube 370 is almost the same as that of FIG.
[0104]
The cold-cathode tube 370 has a main body 371 formed in a U-shape, and a front end portion (returned portion) 372 of the main body portion 371 is arranged at an attachment portion (not shown) of a peripheral portion 337b of the substrate 336 with an arrangement of the LEDs 305 in a central portion 337a. In the attached state, the end 373 (the leg side (not shown)) of the main body 371 is attached to the peripheral edge of the board 336, and in this attached state, the main body 371 is moved from the front side of the board as shown in FIG. The distal end portion 372 is linear, and the main body portion 371 appears to be slightly expanded toward the end portion 373. That is, the light emitting surface is narrow on the distal end portion 372 side, and the light emitting surface is directed toward the end portion 373. In order to widen the shape, one formed by shifting the forming directions of both ends 373 of the main body 37 by a predetermined angle in the plane direction including the U-shape is used.
[0105]
That is, the light emitting surface of the light source unit 252 is narrower in the direction adjacent to the point light source 305 in the central part 337a and is wider at both end parts 373, which causes crosstalk on the light source side for stereoscopic vision. Light source width. On the other hand, on both ends 373, the tubes are not overlapped in order to improve brightness.
[0106]
According to this, it is possible to provide an easy-to-view image display device having a large viewing angle without affecting the stereoscopic image due to uneven luminous intensity.
[0107]
It should be understood that the embodiments disclosed this time are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of functions of an image display device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of the image display device.
FIG. 3 is an exploded perspective view of the image display device.
FIG. 4 is a block diagram of a driving circuit of the image display device.
FIG. 5 is a front view of a light source main unit.
FIG. 6 is a side view of the light source main unit.
FIG. 7 is an exploded perspective view of the light source main unit.
FIG. 8 is a partial sectional view of a light source main unit.
FIG. 9 is a perspective view of a polarizing filter.
FIG. 10 is a side view of an optical system of the image display device.
FIG. 11 is a plan view of an optical system of the image display device.
FIG. 12 is an exploded perspective view of a light source main unit according to the second embodiment.
FIG. 13 is a partial front view of the cold cathode tube.
FIG. 14 is a partial side view of the cold cathode tube.
FIG. 15 is a partial front view of the cold cathode tube of the third embodiment.
FIG. 16 is a partial side view of the cold cathode tube.
[Explanation of symbols]
201 light source 202 reflector (mirror)
203 Fresnel lens 204 Fine retardation plate 205 Liquid crystal display panel 206 Diffuser 207 Case 208 Holder 210 Light emitting source 210a Right light emitting portion 210b Left light emitting portion 212 Polarizing filter 216 Display unit 250 Light source main unit 251, 252 Light source unit 300 Storage unit 301a , 301b Storage case 302 Cover 305 LED
306 Prism 307 Prism body 308 Substrate 310 Cold cathode tube 330 Holder 331 Storage section 332a, 332b Storage case 333 Cover 336 Substrate 338 Through hole 340 Cold cathode tube 370 Cold cathode tube 600 Drive circuit

Claims

後方から照射された光を透過可能な液晶表示パネルと、
特定の偏光の光と、前記特定の偏光と直交する偏光の光とを、前記液晶表示パネルに照射する光源と、
前記液晶表示パネルと前記光源との間に配置され、前記特定の偏光の光を透過する第１領域と、前記特定の偏光の光と直交する偏光の光を透過する第２領域とが、縦方向に繰り返して設けられたフィルタと、を備え、
前記光源は、偏光が特定されない光を放射する発光源と、前記偏光が特定されない光を前記特定の偏光の光と前記特定の偏光と直交する偏光の光とで出力する偏光手段と、異なる偏光の光を左右各々の目に到達する方向に屈折させて前記液晶表示パネルに照射する光学手段と、を含んで構成された画像表示装置において、
前記発光源は、立体画像表示用の光源部を中央部に、視野拡大用の光源部を両端部にして線状に発光するとともに、前記液晶表示パネルに対して左右方向に配置される線状発光源であって、
前記線状発光源の中央部は、線状に配置した複数の点状発光源から構成し、
前記線状発光源の両端部は、冷陰極管から構成したことを特徴とする画像表示装置。A liquid crystal display panel capable of transmitting light emitted from behind,
Light of a specific polarization and light of a polarization orthogonal to the specific polarization, a light source for irradiating the liquid crystal display panel,
A first region that is disposed between the liquid crystal display panel and the light source and transmits the light of the specific polarization, and a second region that transmits light of a polarization orthogonal to the light of the specific polarization, And a filter provided repeatedly in the direction,
The light source is a light emitting source that emits light whose polarization is not specified, and a polarization unit that outputs the light whose polarization is not specified as light having the specific polarization and light having a polarization orthogonal to the specific polarization. Optical means for irradiating the liquid crystal display panel with light refracted in a direction reaching each of the left and right eyes, and an image display device comprising:
The light-emitting source emits light linearly with a light source unit for stereoscopic image display at the center and a light source unit for visual field expansion at both ends, and a linear light source arranged in the left-right direction with respect to the liquid crystal display panel. A light emitting source,
The central portion of the linear light source is constituted by a plurality of point light sources arranged linearly,
An image display device, wherein both ends of the linear light source are formed of cold cathode tubes.

前記線状発光源は、前記光学手段の中心部からほぼ等距離に発光部位が位置するように、中央部に配置される点状発光源と、両端部に配置される冷陰極管とで、折れ線状または曲線状に構成することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。The linear light-emitting source is a point-shaped light-emitting source arranged at the center and a cold-cathode tube arranged at both ends, so that the light-emitting portion is located at substantially the same distance from the center of the optical means. The image display device according to claim 1, wherein the image display device is configured in a polygonal line shape or a curved line shape.

前記線状発光源の中央部に、発光源の照射範囲を絞って光度を高めるプリズムを配設したことを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示装置。3. The image display device according to claim 1, wherein a prism for increasing the luminous intensity by narrowing an irradiation range of the light emitting source is disposed at a central portion of the linear light emitting source.

前記冷陰極管をその発光面が前記プリズムの出光面と連続するように配設したことを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。4. The image display device according to claim 3, wherein the cold-cathode tube is disposed such that a light-emitting surface thereof is continuous with a light-emitting surface of the prism.

前記線状発光源を前面に偏光フィルタを装着した筐体に収納すると共に、前記冷陰極管の端子部を筐体外部に位置するように形成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の画像表示装置。5. The linear light source according to claim 1, wherein the linear light source is housed in a housing having a polarizing filter mounted on a front surface thereof, and a terminal of the cold cathode tube is formed outside the housing. The image display device according to any one of the above.

前記冷陰極管はＵ型管からなり、折り返し部位を中央部側へ向けるとともに、線状発光源を前方から見て中央部側の発光面が狭くなるように形成したことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。The cold-cathode tube is formed of a U-shaped tube, and is formed so that a folded portion is directed toward a center portion and a light emitting surface on the center portion is narrower when the linear light source is viewed from the front. 2. The image display device according to 1.