JP4462288B2 - 映像表示装置及びそれを適用した3次元映像表示装置 - Google Patents
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Description
ともない、既に開始されている高精細な(例えば1920x1080画素)ハイビジョン放送や高画質な地上波デジタルTV(テレビジョン)放送を受信できる大画面の直視型映像表示装置が普及してきている。
Panel)や液晶パネルなどがあるが、液晶パネルはPDPに較べてコントラスト(コントラスト比ともいう)が約一桁程度悪い。一方PDPは全面白表示した場合の明るさが足りないなど解決すべき課題が残されている。また、薄型直視タイプの映像表示装置は総コストに占めるパネルの割合が大きいが、パネルメーカの大型設備投資によりパネルの生産過剰感からパネル単価が大幅に下落したため、セット価格もこれにつられる形で年率20%以上の価格下落を起している。
上記表1〜4の数値は、液晶パネル150の画面上における16×9の範囲の光変調された光学像(調光像)を画像表示用液晶パネル170の画面上における1452.8×817.2の大きさに投写する場合の一例である。そのときの図形歪を図7に示す。図7の縦方向は図5の上下方向であり、Y軸の方向である。図7の横方向は画像表示用液晶パネル170上でY軸と直交する方向であり、図の長方形の中央が画面の中央である。図は画面の縦方向を4分割、横方向を8分割した直線の曲がりの状態を表示して図形歪の様子を示している。
点におけるプリズム面のフレネル角が設定される。従って、フレネルレンズシートの屈折領域160D全体における各プリズム面を、そのフレネル角に応じて繋ぎ合わせた曲線、すなわちフレネルレンズシートの屈折領域160D全体における全プリズム面の集合を含む包絡線が、上記オリジナル面を表している。つまり、屈折領域160Dの各点のプリズム面における光の屈折方向は、その各プリズムに対応する上記オリジナル面の形状によって定まる。なお、上記回転軸は、フレネルレンズシート160の主平面(図10のXY面)と直交するものとする(図のZ軸を含む面)。また、この回転軸は、フレネルレンズシート160に入射する光線25と、フレネルレンズシート160を左右に等しく垂直に分割する面165(YZ面に平行な面)とが交わる点P15とを含む。すなわち、回転軸はフレネルレンズシート160の主平面に垂直(第一の画像表示用液晶パネル170の法線8と平行)な軸、すなわち、図10の軸166となる。
る。
Claims (17)
- 表示装置において、
観視側に最も近い位置に設けられ、入射された光を第1の映像信号に応じて変調して第1画像を形成する透過型液晶パネルを用いる第1の光変調部と、
光源からの光を第2の映像信号に応じて変調する1または複数の第2の光変調部と、
前記第1の光変調部の光入射側に配置され、前記第2の光変調部で変調された光が拡大投写されて第2画像を形成する拡大像形成部と、
を備え、
前記第1の光変調部の大きさは前記第2の光変調部の大きさよりも大きく、
前記拡大像形成部が形成した前記第2画像の光が前記第1の光変調部に入射され、前記第2画像の光を前記第1の映像信号に応じて変調して前記第1画像を形成し、
観視者から見て異なった奥行き位置の異なる複数の表示面に表示される表示画像である前記第1画像と前記第1画像を透過して見える前記第2画像の輝度を観視者からの奥行き位置に応じて異ならせて表示するように前記第1画像と前記第2画像の輝度を表示面ごとに個別に制御する
ことを特徴とする映像表示装置。 - 前記第1の光変調部に入射する光の方向を変換する光方向変換部を前記第1の光変調部の入射側近傍に設けたことを特徴とする請求項1に記載の映像表示装置。
- 前記光方向変換部として、フレネルレンズシート、または、光拡散シートを用いることを特徴とする請求項2に記載の映像表示装置。
- 前記第1の光変調部及び前記第2の光変調部、それぞれの映像信号に対応して画素毎に光を変調可能な液晶パネルであることを特徴とする請求項1に記載の映像表示装置。
- 前記第2の光変調部は映像信号に対応して画素毎に光を変調可能な反射型液晶パネルあることを特徴とする請求項1に記載の映像表示装置。
- 前記第2の光変調部からの第2画像の拡大像を前記拡大像形成部に投写するための投写レンズ装置を更に備え、前記投写レンズ装置は、回転非対称なミラーとレンズを含む
ことを特徴とする請求項1に記載の映像表示装置。 - 前記光源からの光を所望の偏波成分に変換する偏光変換部を更に備え、前記第2の光変調部は、前記偏光変換部からの光の強度を映像信号に対応して変調する
ことを特徴とする請求項1に記載の映像表示装置。 - 前記光源が発光ダイオードであることを特徴とする請求項7に記載の映像表示装置。
- 前記光源が半導体レーザであることを特徴とする請求項7に記載の映像表示装置。
- 前記光源からの光束を複数の光束に分割するための、複数の凸レンズを2次元的に配列した第1のマルチレンズ素子と、前記第1のマルチレンズ素子に対向して設けられた第2のマルチレンズ素子とを更に備え、
前記偏光変換部は、前記第2のマルチレンズ素子から出射された複数の光束を所望の方向の偏波成分に変換する
ことを特徴とする請求項7に記載の映像表示装置。 - 前記第2の光変調部の画面表示有効領域対角寸法L2と前記第1の光変調部の画面表示有効領域対角寸法L1との比率L1/L2が、下記条件を満たす
ことを特徴とする請求項7に記載の映像表示装置。
10<L1/L2<150 - 前記第2の光変調部からの第2画像の拡大像を前記拡大像形成部に投写するための投写レンズ装置を更に備え、前記投写レンズ装置は、回転非対称な反射面を含む第1ミラーと、
前記第1ミラーの第2の光変調部側に位置する少なくとも回転非対称なレンズ面を1面有する第1レンズを含む第1群と、全体として正の屈折力を有する第2群とを含む投写レンズとを有し、前記第1ミラーの画面垂直方向の有効断面寸法は、前記投写部の光軸に対して前記第1の光変調部に近い側の寸法と他方の寸法が異なる
ことを特徴とする請求項7に記載の映像表示装置。 - 映像表示装置において、
投写画像形成装置と、
観視側に最も近い位置に設けられ、前記投写画像形成装置によって形成された投写画像を第1の映像信号に応じて変調して表示用画像である第1画像を得る透過型液晶パネルを用いる第1の光変調部と
を備え、
前記投写画像形成装置は、
光源と、
前記光源からの光を第2の映像信号に応じて変調する1または複数の第2の光変調部と、
前記第2の光変調部で変調された光を投写して前記第1の光変調部の光入射側において前記投写画像である第2画像を形成する投写レンズ装置と
を備え、
前記投写レンズ装置は、拡大画像を形成する第1の光変調部の入射面から前記第2の光変調部に向かって順に配置された、
回転非対称な反射面を含む第1ミラーと、
前記第1ミラーの第2の光変調部側に位置する少なくとも回転非対称なレンズ面を1面有する第1レンズを含む第1群と、
全体として正の屈折力を有する第2群とを含む投写レンズと、
を有し、
前記第1ミラーと前記第1の光変調部との間に平面ミラーを少なくとも1枚配置しており、
観視者から見て異なった奥行き位置の異なる複数の表示面に表示される表示画像である前記第1画像と前記第1画像を透過して見える前記第2画像の輝度を観視者からの奥行き位置に応じて異ならせて表示するように前記第1画像と前記第2画像の輝度を表示面ごとに個別に制御する
ことを特徴とする映像表示装置。 - 奥行き位置の異なる複数の表示面にそれぞれ2次元画像を表示して3次元立体画像を生成する3次元表示装置であって、
観視側に最も近い位置に設けられ、入射された光を第1の映像信号に応じて変調して第1画像を形成する透過型液晶パネルを用いる第1の光変調部と、
投写画像形成装置と
を備え、
前記投写画像形成装置は、観視者から見て異なった奥行き位置にある複数の表示画像を得るために、前記第1の光変調部の光入射側に第2画像を形成するものであって、
光源からの光の強度を映像信号に対応して変調する1または複数の第2の光変調部と、前記第2の光変調部で得られた画像を拡大投写して前記第2画像を形成する投写レンズ装置と
を含み、
前記投写画像形成装置により得られた第2画像は、表示対象物体を所定の方向から射影した2次元像とし、前記第2画像の光束を第1の光変調部において再度変調することで前記第1画像を形成し、前記第1画像は、前記第2画像と異なる映像信号から形成された2次元像とし、
観視者から見て異なった奥行き位置の異なる複数の表示面に表示される表示画像である前記第1画像と前記第1画像を透過して見える前記第2画像の輝度を観視者からの奥行き位置に応じて異ならせて表示するように前記第1画像と前記第2画像の輝度を表示面ごとに個別に制御することで、3次元画像を表示可能とした
ことを特徴とする3次元映像表示装置。 - 奥行き位置の異なる複数の表示面にそれぞれ2次元画像を表示して3次元立体画像を生成する3次元表示装置であって、
前記投写画像形成装置により得られた第2画像は、表示対象物体を観視者の一方の目からの視線方向から射影した2次元像とし、前記第2画像の光束を第1の光変調部において再度変調することで前記第1画像を形成し、前記第1画像は、観視者の他方の目からの視線方向から射影した2次元像とすることで、3次元画像を表示可能とした
ことを特徴とする請求項14に記載の3次元映像表示装置。 - 前記光源からの光を所望の偏波成分に変換する偏光変換部を更に備え、前記第2の光変調部は、前記偏光変換部からの光の強度を映像信号に対応して変調した
ことを特徴とする請求項14乃至請求項15に記載の3次元映像表示装置。 - 前記第2画像の輝度を、前記第1画像の輝度より低くした
ことを特徴とする請求項14乃至請求項16に記載の3次元映像表示装置。
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