JP6176546B2 - 画像表示装置 - Google Patents
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Description
以下、図1〜5を用いて、実施の形態1を説明する。
図1は、実施の形態1に係る画像表示装置10の概略断面図である。図2は、画像表示装置10の分解斜視図である。
バックライト20は、例えば、指向性を有する一般的なエッジ入射型LEDバックライトである。バックライト20は、画面の側辺にそって一次元に配列された光源21と、反射フィルム22と、導光板23と、光制御フィルム30とを備える。反射フィルム22は導光板23の下面側(背面側)に設けられており、光制御フィルム30は導光板23の上面側(前面側)に設けられている。
<1−3−1.構成>
図3は、液晶プリズム素子40の部分拡大図である。具体的には、図3は、図1に示す液晶プリズム素子40の右側の領域R2の一部を拡大した図である。以下、図1〜3を併せて参照しながら、液晶プリズム素子40の詳細を説明する。
次に、電極構成の詳細について説明する。
液晶プリズム素子40は、外部からの印加電圧の大きさに応じて、透過する光の偏向角度の大きさを制御できる素子である。その原理を簡単に述べる。通常、液晶分子は楕円体形状をしており、長手方向と短手方向とで誘電率が異なる。このため、液晶層45は、入射光の偏光方向毎に屈折率が異なる複屈折の性質を有する。また、液晶分子の長軸配向(ダイレクタ)の向きが光の偏光方向に対して相対的に変化すれば、液晶層45の屈折率も変化する。そのため、ある印加電圧を与えて発生させた電場により液晶の配向を変化させると、透過する光に対する屈折率が変わるため、光の屈折角である偏向角が変化する。
液晶プリズム素子40を透過した光は、画像表示パネル50に入射する。画像表示パネル50は、画像や映像を表示する。画像表示パネル50は、例えば液晶パネルで構成される。画素表示パネル50の一例として、In−Plane−Switching方式のパネルが挙げられる。ただし、画像表示パネル50として他の方式の画像表示パネルを採用することもできる。画像表示パネル50を透過した光は、指向性を持ち、視聴者の眼の位置に集光される。
位置検出部70は、カメラ71と視聴位置算出部72とを含む。カメラ71は、ユーザの画像を所定周期で撮影する。視聴位置算出部72は、カメラ71によって撮影された画像を解析し、ユーザの視聴位置を表す視聴位置情報を算出する。カメラ71が行う画像解析には、顔や顔の一部(眼や鼻など)の位置を認識する公知のアルゴリズムを利用できる。また、視聴位置算出部72が求める視聴位置情報は、ユーザの目の位置を表すものであることが好ましいが、眼の位置に代えて顔や鼻等の位置を表しても良い。
制御部60は、視聴位置算出部72によって求められた視聴位置情報に基づいて、液晶プリズム素子40に印加する電圧値を制御する。より詳細には、ユーザの視聴位置が、図1に示すように、画面中央から左端側に移動した場合、領域R1では、液晶層45の屈折率をプリズム43の屈折率より小さく、領域R2では、液晶層45の屈折率をプリズム43の屈折率より大きくする。これにより、プリズム43からの出射光は、ユーザから見て右方向に偏向する。このとき、領域R1の液晶層45に印加される電圧は、光を偏向しない時の印加電圧よりも大きくし、領域R2の液晶層45に印加される電圧は、光を偏向しない時の印加電圧よりも小さくしている。
図4は、印加電圧調整の調整方法の一例を示すフローチャートである。
視聴位置毎の集光特性は、例えば、カメラを有する検査装置を用いて集光位置に集光される光の強度を検出し、検出された光の強度と設計値との比較を行うことによって評価できる。この評価は、画像表示装置10に対する検査装置の相対位置を変化させながら繰り返し行ってもよい。あるいは、検査装置を用いる代わりに、ユーザが目視によって見やすいかどうかを評価しても良い。ステップS002において、集光特性が設計値からずれていると判断された場合(ステップS002でYes)、処理はステップS003に移り、この判断がNoの場合、印加電圧調整を終了する。
上述したとおり、本実施の形態に係る画像表示装置10は、液晶プリズム素子40と、位置検出部70と、制御部60とを備える。
以下、実施の形態2について説明する。実施の形態2に係る画像表示装置100は、バックライトに2つの光源を有し、右目用画像と左目用画像を交互に切り替えながら表示する時分割方式に対応している点で、実施の形態1の画像表示装置10と異なる。以下、構成が異なる部分について説明し、同様の構成については説明を省略することがある。
図6は、実施の形態2に係る画像表示装置100の概略図である。図7は、画像表示装置100の分割斜視図である。
バックライト200は、互いに対向する光源210a及び210bと、反射フィルム22と、導光板23と、光制御フィルム300とを備える。光源210a及び210bは、導光板23の一対の側面のそれぞれに沿って配置されており、X軸方向において互いに対向している。光源210aは、導光板23の左側面に配置されており、光源210bは導光板23の右側面に配置されている。例えば、光源210a及び210bは、それぞれY軸方向に配列された複数のLED素子を有している。光源210a及び210bは、画像表示パネル500に表示される左眼用画像及び右眼用画像の切り替えに同期して、交互に点灯及び消灯を繰り返す。すなわち、画像表示パネル500が右眼用画像を表示する場合は、光源210aが点灯して光源210bが消灯し、画像表示パネル500が左眼用画像を表示する場合は、光源210aが消灯して光源210bが点灯する。
本実施の形態に係る画像表示装置100もまた、実施の形態1に係る画像表示装置と同様に、製造誤差や材料特性のばらつきがある場合でも、優れた集光特性を実現できる。
20 バックライト
22 反射フィルム
23 導光板
24 傾斜面
30 光制御フィルム
31 プリズム
40 液晶プリズム素子
41 基板
42 基板
43 プリズム
44 プリズムアレイ
45 液晶層
48 第1電極
49 第2電極
50 画像表示パネル
60 制御部
70 位置検出部
71 カメラ
72 視聴位置算出部
100 画像表示装置
200 バックライト
220 反射フィルム
230 導光板
240 傾斜面
300 光制御フィルム
310 プリズム
400 液晶プリズム素子
Claims (3)
- 画像を表示する画像表示パネルと、
複数のプリズムが配列されたプリズムアレイと、前記プリズムアレイに積層された液晶層と、前記プリズムアレイを構成するプリズム毎に対応した位置に設けられた電極とを有し、画像表示パネルに対向して配置される液晶プリズム素子と、
光源を有し、液晶プリズム素子に光を照射するバックライトと、
前記電極に印加する電圧を制御する制御部と、
ユーザの視聴位置を検出する位置検出部とを備え、
前記制御部は、前記位置検出部による前記視聴位置の検出結果に基づいて、前記プリズム毎に対応した位置に設けられた電極のそれぞれに対して、同一又は異なる電圧を印加可能であり、前記液晶プリズム素子の左右方向の中央部に位置する前記電極に印加する電圧と、当該中央部より側方に位置する前記電極に印加する電圧との差を、前記液晶プリズム素子の中央部から側方にかけて大きくする、画像表示装置。 - 前記電極は、
複数の第1電極と、
前記プリズムアレイおよび前記液晶層を挟んで前記複数の第1電極と対向して配置される第2電極とを有し、
前記複数の第1電極のそれぞれが、前記複数のプリズムのそれぞれに対応して配置されている、請求項1に記載の画像表示装置。 - 前記プリズムアレイの前記プリズムの断面形状は直角三角形であり、
前記プリズムは、前記直角三角形の斜辺に相当する斜面を有し、
前記プリズムの前記斜面は、前記中央部に対して左右方向で対称に前記中央部に向けて配置される、請求項1または2のいずれかに記載の画像表示装置。
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