JP6943111B2 - Proximity image display device - Google Patents
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Description
本発明は、近接像表示装置に関する。 The present invention relates to a proximity image display device.
特許文献１には、ヘッドマウントディスプレイに用いるための可動式ＬＥＤアレイ及びマイクロレンズアレイに基づくライトフィールドプロジェクタが記載されている。ヘッドマウントライトフィールドディスプレイシステム(HMD)は、２つのライトフィールドプロジェクタ(LFP)を有する。２つのＬＦＰは各眼につき１つである。２つのＬＦＰの各々は、マイクロレンズアレイ(ＭＬＡ)と結合するように機能する固体ＬＥＤエミッタアレイ(ＳＬＥＡ)を有する。ＳＬＥＡのＬＥＤから放出される光が、ＭＬＡから最大で１つのマイクロレンズを通って眼に到達するように、ＳＬＥＡ及びＭＬＡが設けられる。ＨＭＤのＬＦＰは、追加の中継又は結合光学系を必要とすることなく、眼の前方に近接して設けられるマイクロレンズアレイと結合する可動式固体ＬＥＤエミッタアレイを有する。ＬＥＤエミッタアレイは、マイクロレンズアレイに対して物理的に移動することで、ＬＥＤエミッタを機械的に多重化して解像度を実現する。
特許文献２には、複数の画素を用いて画像を形成する表示方法において、複数の画素からの光束を観察者の眼の瞳に投影し、瞳に入射する光束の径を瞳の径よりも小さくすること、及び、複数の画素を有する画像を表示する表示装置において、各画素に対応して複数の光射出点が形成され、各画素に対応するレンズを有するマイクロレンズアレイが設けられることが記載されている。 In Patent Document 2, in a display method of forming an image using a plurality of pixels, light rays from the plurality of pixels are projected onto the pupil of the observer's eye, and the diameter of the light beam incident on the pupil is larger than the diameter of the pupil. In a display device that displays an image having a plurality of pixels, a plurality of light emission points may be formed corresponding to each pixel, and a microlens array having a lens corresponding to each pixel may be provided. Have been described.
ところで、超近接視用のＡＲ（オーグメンティッド・リアリティ）／ＶＲ（バーチャル・リアリティ）デバイスは、解像度とクロストークがトレードオフの関係にある。マイクロレンズを眼に近づけると像拡大率（マイクロレンズから眼までの距離と、マイクロレンズから映像距離との比率）は低下し、電子映像のピクセルサイズの拡大が低減されて解像度は高くなる。他方で、拡大率にマイクロレンズ１か所に割り当てられる映像サイズを乗じたものが眼に投影される映像サイズになるが、これが瞳移動範囲よりも小さいと隣接する映像エリアからも映像が瞳に入光することがあり、クロストークとなる。 By the way, in AR (Augmented Reality) / VR (Virtual Reality) devices for ultra-close vision, resolution and crosstalk are in a trade-off relationship. When the microlens is brought closer to the eye, the image magnification (the ratio of the distance from the microlens to the eye and the distance from the microlens to the image) decreases, the enlargement of the pixel size of the electronic image is reduced, and the resolution is increased. On the other hand, the image size projected on the eye is obtained by multiplying the magnification by the image size assigned to one microlens, but if this is smaller than the pupil movement range, the image will be transferred to the pupil from the adjacent image area. It may be illuminated, resulting in crosstalk.
眼に近接した映像部とマイクロレンズによる導光部を利用した近接像表示装置において、ＡＲのような外界像認知、あるいはＡＲ／ＶＲ用途における奥行き情報（３Ｄ情報）を付加する際には光学装置による焦点距離を変更することが必要となる。例えば、光学の虚像式
１／Ｌ＝１／ａ−１／ｆ
但し、ｆは焦点距離、Lは虚像認識位置、aはレンズ位置
において、無限遠の外界像を認識するには、L＝∞（無限遠）にてｆ＝ａの位置に焦点を合わせることになる。しかしガラスやプラスチックによるマイクロレンズは焦点距離の調整は不可能である。
In a proximity image display device that uses an image unit close to the eye and a light guide unit using a microlens, an optical device is used to recognize an external image such as AR or to add depth information (3D information) in AR / VR applications. It is necessary to change the focal length by. For example, the optical
However, f is the focal length, L is the virtual image recognition position, and a is the lens position. In order to recognize the external world image at infinity, focus on the position of f = a at L = ∞ (infinity). Become. However, it is not possible to adjust the focal length of glass or plastic microlenses.
そこで、マイクロレンズとして液晶マイクロレンズを利用することが考えられる。しかし、液晶マイクロレンズは、レンズ径を大きくすると焦点距離が２乗で長くなるため、超近接に配置することが困難となる。液晶層を厚くする方法もあるが、濁りや応答速度の低下や高電圧化を招く。よって、液晶マイクロレンズのレンズ径は小さいほうが望ましいが、レンズ径を小さくするとクロストークの発生を招いてしまう。 Therefore, it is conceivable to use a liquid crystal microlens as the microlens. However, when the lens diameter of the liquid crystal microlens is increased, the focal length becomes squared and becomes longer, which makes it difficult to arrange the liquid crystal microlens in ultra-close proximity. There is also a method of thickening the liquid crystal layer, but it causes turbidity, a decrease in response speed, and an increase in voltage. Therefore, it is desirable that the lens diameter of the liquid crystal microlens is small, but if the lens diameter is small, crosstalk will occur.
このように、焦点距離可変な近接像表示装置を実現するためには、レンズ径を小さくすることが望ましいところ、レンズ径を小さくするとクロストークの問題が発生してしまい、逆に、クロストークを抑制しようとすると、解像度が悪化するというトレードオフの関係にある。 In this way, in order to realize a proximity image display device with a variable focal length, it is desirable to reduce the lens diameter, but if the lens diameter is reduced, a crosstalk problem will occur, and conversely, crosstalk will occur. There is a trade-off relationship that the resolution deteriorates when trying to suppress it.
本発明の目的は、近接像表示装置（あるいはＡＲ／ＶＲデバイス）において、クロストークを抑制し得る技術を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a technique capable of suppressing crosstalk in a proximity image display device (or AR / VR device).
請求項１に記載の発明は、画像を構成する複数の画素と、前記複数の画素に近接配置され、焦点距離が調整可能なマイクロレンズアレイと、前記複数の画素を、前記マイクロレンズアレイを構成する複数のマイクロレンズ毎の画素群に割り当て、第１画素群上に主軸が位置するマイクロレンズの焦点距離を前記画像の奥行き情報に基づき可変調整し、かつ、前記第１画素群に隣接する第２画素群の少なくとも一部を消光するとともに、消光した画素群上にその主軸が位置するマイクロレンズの焦点距離を無限大に調整する制御部とを備え、前記マイクロレンズアレイは、第１基板と、前記第１基板上のライン電極と、前記ライン電極上の液晶層と、前記液晶層上の絶縁層と、前記絶縁層上であって前記マイクロレンズに対応する位置に孔が形成された第１アドレス電極と、前記第１アドレス電極上の第２基板と、前記第２基板上の第２アドレス電極と、を備え、前記ライン電極及び前記第２アドレス電極は、前記マイクロレンズに対応してマトリクス状に形成され、前記制御部は、前記ライン電極、前記第１アドレス電極、及び前記第２アドレス電極の電位を制御することで前記焦点距離を可変制御する近接像表示装置である。
The invention according to
請求項２に記載の発明は、前記制御部は、前記第１画素群に隣接する全ての第２画素群を消光する請求項１に記載の近接像表示装置である。
The invention according to claim 2 is the proximity image display device according to
請求項３に記載の発明は、前記複数のマイクロレンズは、千鳥状あるいは格子状に配置される請求項１，２のいずれかに記載の近接像表示装置である。
The invention according to claim 3 is the proximity image display device according to
請求項４に記載の発明は、前記複数のマイクロレンズは、千鳥状に配置され、前記制御部は、前記焦点距離を可変調整するマイクロレンズと、前記焦点距離を無限大に調整するマイクロレンズの組のパターンを一定時間毎に切り替え制御する請求項３に記載の近接像表示装置である。 According to the fourth aspect of the present invention, the plurality of microlenses are arranged in a staggered pattern, and the control unit comprises a microlens that variably adjusts the focal length and a microlens that adjusts the focal length to infinity. The proximity image display device according to claim 3, wherein a set of patterns is switched and controlled at regular intervals.
請求項５に記載の発明は、前記制御部は、互いに異なる３つのパターンを一定時間毎に切り替え制御する請求項４に記載の近接像表示装置である。 The invention according to claim 5 is the proximity image display device according to claim 4, wherein the control unit switches and controls three different patterns at regular intervals.
請求項６に記載の発明は、前記制御部は、前記ライン電極を第１電位、前記第１アドレス電極を前記第１電位よりも高い第２電位、前記第２アドレス電極を前記第２電位とすることで前記マイクロレンズの焦点距離を無限大とする請求項１に記載の近接像表示装置である。
In the invention according to claim 6 , the control unit uses the line electrode as the first potential, the first address electrode as the second potential higher than the first potential, and the second address electrode as the second potential. is a proximity image display device according to
請求項７に記載の発明は、前記制御部は、前記ライン電極をハイインピーダンスとすることで前記マイクロレンズの焦点距離を無限大とする請求項１に記載の近接像表示装置である。
The invention according to claim 7, wherein the control unit is a near-image display device according to
請求項８に記載の発明は、前記複数のマイクロレンズは、千鳥状に配置され、前記制御部は、互いに隣接する第１のライン電極、第２のライン電極、及び第３のライン電極と、互いに隣接する第１の第２アドレス電極、第２の第２アドレス電極、第３の第２アドレス電極に対し、前記第１のライン電極及び前記第３のライン電極を前記第１電位、前記第２のライン電極をハイインピーダンス、前記第１の第２アドレス電極を前記第１電位と前記第２電位の間、前記第２の第２アドレス電極及び前記第３の第２アドレス電極を前記第２電位とし、次に、前記第１のライン電極及び前記第３のライン電極をハイインピーダンス、前記第２のライン電極を第１電位、前記第１の第２アドレス電極及び前記第２の第２アドレス電極を前記第２電位、前記第３の第２アドレス電極を前記第１電位と前記第２電位の間とする第１パターンと、前記第１のライン電極及び前記第３のライン電極を前記第１電位、前記第２のライン電極をハイインピーダンス、前記第１の第２アドレス電極及び前記第２の第２アドレス電極を前記第２電位、前記第３の第２アドレス電極を前記第１電位と前記第２電位の間とし、次に、前記第１のライン電極及び前記第３のライン電極をハイインピーダンス、前記第２のライン電極を第１電位、前記第１の第２アドレス電極及び前記第３の第２アドレス電極を前記第２電位、前記第２の第２アドレス電極を前記第１電位と前記第２電位の間とする第２パターンと、前記第１のライン電極及び前記第３のライン電極を前記第１電位、前記第２のライン電極をハイインピーダンス、前記第１の第２アドレス電極及び前記第３の第２アドレス電極を前記第２電位、前記第２の第２アドレス電極を前記第１電位と前記第２電位の間とし、次に、前記第１のライン電極及び前記第３のライン電極をハイインピーダンス、前記第２のライン電極を第１電位、前記第１の第２アドレス電極を前記第１電位と第２電位の間、前記第２の第２アドレス電極及び前記第３の第２アドレス電極を前記第２電位とする第３パターンと、を一定時間毎に切り替え制御する 請求項６に記載の近接像表示装置である。 In the invention according to claim 8 , the plurality of microlenses are arranged in a staggered pattern, and the control unit comprises a first line electrode, a second line electrode, and a third line electrode adjacent to each other. With respect to the first second address electrode, the second second address electrode, and the third second address electrode that are adjacent to each other, the first line electrode and the third line electrode are set to the first potential and the first. The second line electrode is high impedance, the first second address electrode is between the first potential and the second potential, and the second second address electrode and the third second address electrode are the second. Let the potential be, then the first line electrode and the third line electrode be high impedance , the second line electrode be the first potential , the first second address electrode and the second second address. The first pattern in which the electrode is the second potential and the third second address electrode is between the first potential and the second potential, and the first line electrode and the third line electrode are the first. One potential, the second line electrode is high impedance, the first second address electrode and the second second address electrode are the second potential, and the third second address electrode is the first potential. Between the second potentials, then the first line electrode and the third line electrode are high impedance , the second line electrode is the first potential , the first second address electrode and the first. A second pattern in which the second address electrode of 3 is the second potential, the second second address electrode is between the first potential and the second potential, the first line electrode, and the third The line electrode is the first potential, the second line electrode is high impedance, the first second address electrode and the third second address electrode are the second potential, and the second second address electrode is the second address electrode. Between the first potential and the second potential, then the first line electrode and the third line electrode are high impedance , the second line electrode is the first potential , and the first second line electrode. Control by switching the address electrode between the first potential and the second potential, and the third pattern in which the second second address electrode and the third second address electrode are the second potential at regular time intervals. The proximity image display device according to claim 6.
請求項９に記載の発明は、前記複数のマイクロレンズは、千鳥状に配置され、前記第２アドレス電極は、前記ライン電極の倍の密度で形成され、前記制御部は、互いに隣接する第１のライン電極、第２のライン電極、及び第３のライン電極と、互いに隣接する第１の第２アドレス電極、第２の第２アドレス電極、第３の第２アドレス電極、第４の第２アドレス電極、第５の第２アドレス電極、第６の第２アドレス電極に対し、前記第１のライン電極、前記第２のライン電極及び前記第３のライン電極を前記第１電位、前記第１の第２アドレス電極、前記第３の第２アドレス電極、前記第４の第２アドレス電極、及び前記第６の第２アドレス電極を前記第２電位、前記第２の第２アドレス電極及び前記第５の第２アドレス電極を前記第１電位と前記第２電位の間とする第１パターンと、前記第１のライン電極、前記第２のライン電極及び前記第３のライン電極を前記第１電位、前記第１の第２アドレス電極及び前記第４の第２アドレス電極を前記第１電位と前記第２電位の間、前記第２の第２アドレス電極、前記第３の第２アドレス電極、前記第５の第２アドレス電極及び前記第６の第２アドレス電極を前記第２電位とする第２パターンと、前記第１のライン電極、前記第２のライン電極及び前記第３のライン電極を前記第１電位、前記第１の第２アドレス電極、前記第２の第２アドレス電極、前記第４の第２アドレス電極、及び前記第５の第２アドレス電極を前記第２電位、前記第３の第２アドレス電極及び前記第６の第２アドレス電極を前記第１電位と前記第２電位の間とする第３パターンとを一定時間毎に切り替え制御する請求項６に記載の近接像表示装置である。 In the invention according to claim 9 , the plurality of microlenses are arranged in a staggered pattern, the second address electrode is formed at twice the density of the line electrode, and the control unit is adjacent to the first first. Line electrode, second line electrode, and third line electrode, and a first second address electrode, a second second address electrode, a third second address electrode, and a fourth second address adjacent to each other. With respect to the address electrode, the fifth second address electrode, and the sixth second address electrode, the first line electrode, the second line electrode, and the third line electrode are attached to the first potential and the first. The second address electrode, the third address electrode, the fourth second address electrode, and the sixth second address electrode are the second potential, the second second address electrode, and the second address electrode. The first pattern in which the second address electrode of 5 is between the first potential and the second potential, and the first line electrode, the second line electrode, and the third line electrode are the first potential. The first second address electrode and the fourth second address electrode are placed between the first potential and the second potential, the second address electrode, the third second address electrode, and the like. The second pattern in which the fifth address electrode and the sixth address electrode have the second potential, and the first line electrode, the second line electrode, and the third line electrode are described. The first potential, the first second address electrode, the second second address electrode, the fourth second address electrode, and the fifth second address electrode are the second potential, the third. The proximity image display device according to claim 6 , wherein the second address electrode and the third pattern in which the sixth address electrode is between the first potential and the second potential are switched and controlled at regular intervals. be.
請求項１０に記載の発明は、前記制御部は、前記ライン電極を第１電位、前記第１アドレス電極を前記第１電位よりも高い第２電位、互いに隣接する複数の前記第２アドレス電極を前記第２電位とすることで前記マイクロレンズアレイを部分的に無効化する請求項６に記載の近接像表示装置である。 According to a tenth aspect of the present invention, the control unit uses the line electrode as a first potential, the first address electrode as a second potential higher than the first potential, and a plurality of the second address electrodes adjacent to each other. The proximity image display device according to claim 6 , wherein the microlens array is partially invalidated by setting the second potential.
請求項１１に記載の発明は、前記制御部は、互いに隣接する複数の前記ライン電極をハイインピーダンスとすることで前記マイクロレンズアレイを部分的に無効化する請求項７に記載の近接像表示装置である。 Invention according to claim 11, wherein the control unit, the proximity image display device according to claim 7 which partially invalidates the microlens array by a high impedance a plurality of said line electrodes adjacent to each other Is.
請求項１２に記載の発明は、前記画像は透明ディスプレイ上に表示される請求項１〜１１のいずれかに記載の近接像表示装置である。
The invention according to
請求項１３に記載の発明は、前記画素群は偏光性発光素子から構成される請求項１〜１１のいずれかに記載の近接像表示装置である。
The invention according to claim 13 is the proximity image display device according to any one of
請求項１４に記載の発明は、前記液晶層は、ブルー相を備える請求項１に記載の近接像表示装置である。
The invention according to
請求項１−３に記載の発明によれば、クロストークが抑制される。さらに、液晶マイクロレンズを用いて焦点距離が可変調整される。 According to the invention of claim 1-3, crosstalk is suppressed. Further, the focal length is variably adjusted using a liquid crystal microlens.
請求項４，５に記載の発明によれば、さらに、利用者の瞳に投射される光量が確保される。 According to the inventions of claims 4 and 5, the amount of light projected onto the pupil of the user is further secured.
請求項６に記載の発明によれば、さらに、ライン電極、第１アドレス電極、及び第２アドレス電極の電位によりマイクロレンズの焦点距離が無限大に可変調整される。 According to the invention of claim 6 , the focal length of the microlens is variably adjusted to infinity by the potentials of the line electrode, the first address electrode, and the second address electrode.
請求項７に記載の発明によれば、さらに、ライン電極のハイインピーダンスによりマイクロレンズの焦点距離が無限大に可変調整される。 According to the invention of claim 7 , the focal length of the microlens is variably adjusted to infinity by the high impedance of the line electrode.
請求項８に記載の発明によれば、さらに、ライン電極と第２アドレス電極の電位を切り替えることで第１パターン、第２パターン、第３パターンが切り替え制御される。 According to the eighth aspect of the present invention, the first pattern, the second pattern, and the third pattern are switched and controlled by further switching the potentials of the line electrode and the second address electrode.
請求項９に記載の発明によれば、さらに、ライン電極と第２アドレス電極の電位を切り替えることで第１パターン、第２パターン、第３パターンが切り替え制御され、かつ、各パターン内での切り替えが不要化される。 According to the invention of claim 9 , the first pattern, the second pattern, and the third pattern are switched and controlled by switching the potentials of the line electrode and the second address electrode, and the switching within each pattern is performed. Is no longer needed.
請求項１０に記載の発明によれば、さらに、ライン電極、第１アドレス電極、及び第２アドレス電極の電位によりマイクロレンズアレイが部分的に無効化される。
According to the invention of
請求項１１に記載の発明によれば、さらに、ライン電極のハイインピーダンスによりマイクロレンズアレイが部分的に無効化される。 According to the invention of claim 11 , the high impedance of the line electrode further partially disables the microlens array.
請求項１２に記載の発明によれば、さらに、消光された画素群及び焦点距離が無限大に調整されたマイクロレンズから外光が導入され得る。
According to the invention of
請求項１３，１４に記載の発明によれば、さらに、偏光フィルタが不要化され得る。
According to the inventions of
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
＜実施形態１＞
１．前提構成
まず、実施形態の基本構成及び解像度とクロストークの関係について説明する。
<
1. 1. Prerequisite Configuration First, the basic configuration of the embodiment and the relationship between resolution and crosstalk will be described.
図１は、実施形態における近接像表示装置（あるいはＡＲ／ＶＲデバイス）の標準的な構成を示す。画像を構成する複数の画素１０と複数のマイクロレンズ１２が配置され、画素１０からの光束がマイクロレンズ１２を介して利用者の瞳１４に入射する。ある１つのマイクロレンズ１２には複数の画素１０からなる画素群が割り当てられる。あるマイクロレンズ１２に割り当てられる画素群で１つの像が形成され、当該マイクロレンズ１２に隣接する別のマイクロレンズに割り当てられる別の画素群で他の像が形成され、これらの像は互いに重複し、周期的画像を構成する。
ｗｌ：マイクロレンズ径（直径）
ｗｓ：１つのマイクロレンズ１２に割り当てられる画素サイズ
ｗｅ：利用者の瞳１４がカバーする範囲の径（直径）
ｆ：マイクロレンズ１２の焦点距離
Ｌ：マイクロレンズ１２と瞳１４の距離
とすると、拡大率Ｍ及び１つのマイクロレンズ１２に割り当てられる画素サイズｗｓは、
Ｍ＝Ｌ／ｆ
ｗｓ＝ｗｌ＊（１＋ｆ／Ｌ）
で与えられる。また像の重複による虚像の認識については、重複像のずらし量をΔｓとし、ずらし量率をη（＝Δｓ／ｗｓ）とすると、
Δｓ＝ｗｌ＊ｆ／Ｌ
η＝ｆ／（ｆ＋Ｌ）
で与えられる。
FIG. 1 shows a standard configuration of a proximity image display device (or AR / VR device) in the embodiment. A plurality of
wl: Microlens diameter (diameter)
ws: Pixel size assigned to one
f: Focal length of the microlens 12 L: Assuming that the distance between the
M = L / f
ws = wl * (1 + f / L)
Given in. Regarding the recognition of the virtual image due to the duplication of images, if the amount of shift of the duplicated image is Δs and the rate of shift is η (= Δs / ws), then
Δs = wl * f / L
η = f / (f + L)
Given in.
マイクロレンズ１２によって像が拡大されるため、解像度を確保するためには拡大率Ｍは小さい方がよく、焦点距離ｆは大きい方がよい。また、重複像（周期画像）による虚像を認識する場合、マイクロレンズ１２のレンズ数が多い方がよく、これにはマイクロレンズ１２のレンズ径ｗｌは小さい方がよい。
Since the image is magnified by the
図２は、図１において、マイクロレンズ１２の焦点距離ｆを相対的に大きくし、マイクロレンズ１２のレンズ径ｗｌを相対的に小さくした場合を示す。この場合、画素１０からの光束のうち、適切なマイクロレンズ１２を通過した光束は正常光として瞳１４に入射するが、適切なマイクロレンズ１２以外のマイクロレンズ１２を通過した光束は異常光として瞳１４に入射し、クロストークを生じてしまう。
FIG. 2 shows a case where the focal length f of the
クロストークは、特に割り当て画素範囲の境界部において発生し易いから、割り当て画素範囲の境界部において画素群をオフ（消光）とすることが考えられる。 Since crosstalk is particularly likely to occur at the boundary of the allocated pixel range, it is conceivable to turn off (quenching) the pixel group at the boundary of the allocated pixel range.
図３は、割り当て画素範囲の境界部の画素群をオフとした場合である。異常光は低減されるものの依然として生じるため、クロストーク抑制には限度がある。 FIG. 3 shows a case where the pixel group at the boundary of the allocated pixel range is turned off. Crosstalk suppression is limited because abnormal light is reduced but still occurs.
また、画素群をオフとするのではなく、マイクロレンズ１２を離散的にオフ（レンズ効果をオフ、すなわちその焦点距離を無限大）とすることも考えられる。
It is also conceivable that the
図４は、マイクロレンズ１２のレンズ効果を離散的にオフとした場合である。この場合も、異常光は低減されるものの依然として生じるため、クロストーク抑制に限度がある。
FIG. 4 shows a case where the lens effect of the
実施形態では、このような知見に基づき、図３に示す画素群をオフ（消光）する技術と、図４に示すマイクロレンズ１２のレンズ効果をオフ（焦点距離を無限大）する技術とを組み合わせることで、解像度を低下させることなく、クロストークを効果的に抑制するものである。
In the embodiment, based on such findings, a technique of turning off the pixel group shown in FIG. 3 (quenching) and a technique of turning off the lens effect of the
図５は、実施形態の構成であり、図１の場合と比べてマイクロレンズ１２の焦点距離ｆを相対的に大きくし、マイクロレンズ１２のレンズ径を相対的に小さく設定するとともに、境界部の画素群をオフ（消光）とし、かつ、マイクロレンズ１２のレンズ効果を離散的にオフ（焦点距離を無限大）とした場合である。境界部の画素群をオフとすることで異常光が低減され、さらにマイクロレンズ１２のレンズ効果をオフとすることで異常光がさらに低減され、これらの相乗効果により異常光が顕著に低減されてクロストークが抑制される。
FIG. 5 shows the configuration of the embodiment, in which the focal length f of the
このように、実施形態では、マイクロレンズに適切な電界を加えて焦点距離を所望な距離に設定し、かつ、隣接するマイクロレンズの焦点を無限大にするとともに、焦点距離を無限大にしたマイクロレンズの光学主軸上の画素群をオフ（消光）することでクロストークの発生を抑制することを基本原理とする。 As described above, in the embodiment, an appropriate electric field is applied to the microlens to set the focal length to a desired distance, and the focal length of the adjacent microlens is made infinite, and the focal length is made infinite. The basic principle is to suppress the occurrence of crosstalk by turning off (quenching) the pixel group on the optical focal length of the lens.
焦点距離を無限大にするには、例えば特許第５３３４１１６号に記載された技術を用いることができる。同特許には、透明な第１の電極を有する第１の基板、孔を有する第２の電極、及び第１の基板と第２の電極との間に、第１の基板と対向するように収容された、液晶分子を一方向に配向させる液晶層を備え、第２の電極と液晶層の間に透明絶縁層を配置し、第１と第２の電極との間に電圧を加えて液晶分子の配向制御を行う液晶レンズにおいて、透明絶縁層の液晶層に面する側に透明な高抵抗層を配置し、第２の電極に対して絶縁層を介し、又は第２の電極の孔内に間隔を置いて第３の電極を配置し、第３の電極に第１の電圧とは独立した第２の電圧を加えられるように構成し、かつ、第１の電圧又は第２の電圧のいずれか一方が固定され、第１の電圧に対して第２の電圧、又は第２の電圧に対して第１の電圧のいずれか一方を可変とすることで光学的特性を可変制御することが記載されている。 To make the focal length infinite, for example, the technique described in Japanese Patent No. 5334116 can be used. The patent states that a first substrate with a transparent first electrode, a second electrode with holes, and between the first substrate and the second electrode face the first substrate. It is provided with a contained liquid crystal layer that orients liquid crystal molecules in one direction, a transparent insulating layer is arranged between the second electrode and the liquid crystal layer, and a voltage is applied between the first and second electrodes to form a liquid crystal. In a liquid crystal lens that controls the orientation of molecules, a transparent high resistance layer is arranged on the side of the transparent insulating layer facing the liquid crystal layer, and the second electrode is placed through the insulating layer or in the hole of the second electrode. A third electrode is arranged at intervals so that a second voltage independent of the first voltage can be applied to the third electrode, and the first voltage or the second voltage can be applied. One of them is fixed, and the optical characteristics can be variably controlled by making either the second voltage with respect to the first voltage or the first voltage with respect to the second voltage variable. Have been described.
但し、マイクロレンズのレンズ径は小さいため、特許第５３３４１１６号のように孔を空け、かつ同一面内の孔内に第３電極を設けるのは困難であり、第３電極に電圧を印加するための線も孔径に比べて線幅が無視できず、適切な電界分布を妨げる。 However, since the lens diameter of the microlens is small, it is difficult to make a hole and provide a third electrode in the hole in the same plane as in Patent No. 5334116, and a voltage is applied to the third electrode. The line width of the line cannot be ignored compared to the hole diameter, which hinders proper electric field distribution.
そこで、第３電極は例えば特許第５９０６３６６号に記載されているように、孔を空けた第２電極の対面側に設けてもよい。これにより、焦点距離を無限大にする際にも円状の切れ目がなく安定した均一電界が印加される。 Therefore, the third electrode may be provided on the opposite side of the second electrode having a hole, for example, as described in Japanese Patent No. 5906366. As a result, a stable uniform electric field is applied without a circular break even when the focal length is set to infinity.
画素１０は、自発光型あるいは非自発光型ディスプレイのいずれかで構成され、前者は例えば有機ＥＬディスプレイであり、後者は例えば液晶ディスプレイである。以下では、適宜、画素１０をディスプレイ１０と称する。
The
マイクロレンズ１２は、焦点距離可変なマイクロレンズアレイの一部であり、マイクロレンズアレイは例えば液晶マイクロレンズアレイである。液晶マイクロレンズアレイでは、軸対称の不均一電界による液晶分子の配向効果に基づく屈折率分布を形成することでレンズ効果を得るものであり、電界の向きを制御することでマイクロレンズアレイのレンズ効果のオンとオフが切り替え制御される。以下では、適宜、マイクロレンズ１２を（液晶）マイクロレンズアレイ１２と称する。
The
２．構成
２．１ 制御構成
図６は、実施形態の液晶マイクロレンズアレイ１２の断面構成を示す。液晶マイクロレンズアレイ１２は、第１基板としてのガラス１２０と、液晶層１２１と、高抵抗層１２２と、絶縁層１２３と、第１アドレス電極としてのアドレス電極Ｖ１周囲電極１２４と、第２基板としてのガラス１２５を備える。ガラス１２０には、ライン電極が形成される。また、ガラス１２５には、第２アドレス電極としてのアドレス電極Ｖ２中心電極が形成される。アドレス電極Ｖ１周囲電極には孔が形成され、この孔がマイクロレンズの周囲に対応する。ライン電極とアドレス電極Ｖ１周囲電極とＶ２中心電極は、マイクロレンズに対応してマトリクス状に配置される。
2. Configuration 2.1 Control Configuration FIG. 6 shows a cross-sectional configuration of the liquid
液晶マイクロレンズアレイ１２には、複数のマイクロレンズが複数個形成され、各マイクロレンズアレイ１２は、ライン電極に印加されるライン信号と、アドレス電極に印加されるアドレス信号によりオンオフ制御される。アドレス電極には、上記のように各マイクロレンズ１２の周囲に形成された周囲電極Ｖ１と、各マイクロレンズ１２の中心に形成された中心電極Ｖ２があり、アドレス信号も、これら２つの電極にそれぞれ対応したアドレス信号がある。
A plurality of microlenses are formed in the liquid
図７は、実施形態の構成を示す。ディスプレイ１０及び液晶マイクロレンズアレイ１２に加え、ディスプレイマトリクス駆動回路１６と、液晶レンズマトリクス駆動回路１８と、制御部２０を備える。
FIG. 7 shows the configuration of the embodiment. In addition to the
ディスプレイマトリクス駆動回路１６は、ディスプレイ１０を駆動して画素から光束を射出させる。ディスプレイマトリクス駆動回路１６は、例えばアクティブ・マトリクス駆動方式でディスプレイ１０を駆動する。
The display
液晶レンズマトリクス駆動回路１８は、ライン信号とアドレス信号（アドレス信号Ｖ１及びアドレス信号Ｖ２）により液晶マイクロレンズアレイ１２のレンズ効果のオンオフを切り替え制御する。液晶レンズマトリクス駆動回路１８の論理及び電圧構成を例示すると以下の通りである。すなわち、Ｖ１をある電位Ｖ、Ｖ２＝Ｈ（Ｈｉｇｈ）をＶ１の電界にほぼ等しくなる電位、Ｖ２＝Ｌ（Ｌｏｗ）をＧＮＤ（接地電位）にほぼ等しい電位とすると、
（１）ライン信号＝ＧＮＤ、アドレス信号Ｖ１＝Ｖ、アドレス信号Ｖ２＝Ｈｉｇｈ：レンズ効果オフ
（２）ライン信号＝ＧＮＤ、アドレス信号Ｖ１＝Ｖ、アドレス信号Ｖ２＝Ｌｏｗは近点用：レンズ効果オンで近点用
（３）ライン信号＝ＧＮＤ，アドレス信号Ｖ１＝Ｖ、アドレス信号Ｖ２＝ＨとＬの間：レンズ効果オンでマルチ焦点
（４）ライン信号＝ハイインピーダンス（ＨｉｇｈＺ）、アドレス信号Ｖ１＝ハイインピーダンス（ＨｉｇｈＺ）、アドレス信号Ｖ２＝ハイインピーダンス（ＨｉｇｈＺ）：レンズ効果オフ
である。要するに、マイクロレンズの中心部分の電界と周囲部分の電界を同電界とすることでレンズ効果がオフ（焦点距離が無限大）となり、中心部分の電界と周囲部分の電界を不均一とすることでレンズ効果がオンされる。周囲部分の電界はライン信号とアドレス信号Ｖ１の電位により決定され、中心部分の電界はライン信号とアドレス信号Ｖ２の電位により決定される。液晶レンズマトリクス駆動回路１８は、瞳１４に投射すべき画像の奥行き情報に基づいてアドレス信号Ｖ２の電位を変化させてマイクロレンズの焦点距離を可変制御するとともに、クロストークを抑制するために画素群のオフ（消光）と連動して、対応するマイクロレンズのアドレス信号Ｖ２（あるいはライン信号）の電位を変化させてマイクロレンズのレンズ効果をオフする。
The liquid crystal lens
(1) Line signal = GND, address signal V1 = V, address signal V2 = High: lens effect off (2) Line signal = GND, address signal V1 = V, address signal V2 = Low are for near points: lens effect on For near points (3) Line signal = GND, address signal V1 = V, address signal V2 = between H and L: Multifocal with lens effect on (4) Line signal = high impedance (HighZ), address signal V1 = High impedance (HighZ), address signal V2 = high impedance (HighZ): The lens effect is off. In short, by making the electric field in the central part and the electric field in the peripheral part of the microlens the same electric field, the lens effect is turned off (focal length is infinite), and the electric field in the central part and the electric field in the peripheral part are made non-uniform. The lens effect is turned on. The electric field in the peripheral portion is determined by the potentials of the line signal and the address signal V1, and the electric field in the central portion is determined by the potentials of the line signal and the address signal V2. The liquid crystal lens
２．２ マイクロレンズのレンズ効果
次に、ライン信号及びアドレス信号の論理構成とマイクロレンズのレンズ効果について具体的に説明する。
2.2 Lens effect of microlens Next, the logical configuration of line signals and address signals and the lens effect of microlenses will be specifically described.
図８は、隣接する２つのマイクロレンズをライン電極及びアドレス電極とともに示す。ライン電極は液晶層の下部、アドレス電極は液晶層の上部に存在する。アドレス電極は周囲電極Ｖ１及び中心電極Ｖ２から構成される。各電極の電位として、高電位（＋Ｖ）、中電位（＋Ｖ／２）、−中電位（−Ｖ／２）を例示し、中電位以下では液晶層の向きが反転しないものとする。 FIG. 8 shows two adjacent microlenses together with a line electrode and an address electrode. The line electrode is located at the bottom of the liquid crystal layer, and the address electrode is located at the top of the liquid crystal layer. The address electrode is composed of a peripheral electrode V1 and a center electrode V2. As the potential of each electrode, a high potential (+ V), a medium potential (+ V / 2), and a − medium potential (−V / 2) are exemplified, and it is assumed that the orientation of the liquid crystal layer does not reverse below the medium potential.
図中左側のマイクロレンズのように、ライン電極をＧＮＤ、アドレス電極Ｖ１及びアドレス電極Ｖ２を高電位とすると、周囲及び内部（中心）電界が同電界となって液晶層の配向方向は一様（垂直配向）となりレンズ効果はオフ（焦点距離が無限大）となる。また、図中右側のマイクロレンズのようにアドレス電極Ｖ１のみを高電位とすると周囲電界と内部（中心）電界が不均一となり、液晶層の配向方向が変化してレンズ効果がオンとなる。電界の不均一の度合いにより液晶層の配向方向の変化度合いが変化し、焦点距離が変化する。 As shown in the microlens on the left side of the figure, when the line electrode is GND and the address electrode V1 and address electrode V2 are at high potentials, the peripheral and internal (center) electric fields become the same electric field, and the orientation direction of the liquid crystal layer is uniform ( Vertical orientation) and the lens effect is off (focal length is infinite). Further, when only the address electrode V1 has a high potential as in the microlens on the right side in the figure, the ambient electric field and the internal (center) electric field become non-uniform, the orientation direction of the liquid crystal layer changes, and the lens effect is turned on. The degree of change in the orientation direction of the liquid crystal layer changes depending on the degree of non-uniformity of the electric field, and the focal length changes.
図９の左側のマイクロレンズのように、ライン電極を−中電位、アドレス電極Ｖ１及びアドレス電極Ｖ２を＋中電位とすると、周囲及び内部（中心）電界が同電界となって液晶層の配向方向は一様となりレンズ効果はオフとなる。また、図中右側のマイクロレンズのようにアドレス電極Ｖ１のみを＋中電位とすると液晶層の配向方向が変化し、レンズ効果がオンとなる。 As shown in the microlens on the left side of FIG. 9, when the line electrode has a − medium potential and the address electrode V1 and the address electrode V2 have a + medium potential, the peripheral and internal (center) electric fields become the same electric field and the orientation direction of the liquid crystal layer. Becomes uniform and the lens effect is turned off. Further, when only the address electrode V1 is set to + medium potential as in the microlens on the right side in the figure, the orientation direction of the liquid crystal layer changes and the lens effect is turned on.
図８及び図９の例では、ライン電極の電位は左側のマイクロレンズと右側のマイクロレンズで同じであり、電位の連続性が担保されている。 In the examples of FIGS. 8 and 9, the potential of the line electrode is the same for the left microlens and the right microlens, and the continuity of the potential is guaranteed.
図１０の左側のマイクロレンズのように、ライン電極をハイインピーダンス、アドレス電極Ｖ１及びアドレス電極Ｖ２を高電位とすると、レンズ効果はオフとなる。また、図中右側のように、ライン電極をＧＮＤ、アドレス電極Ｖ１のみを高電位とすると、レンズ効果がオンとなる。但し、この場合、ライン電極においてハイインピーダンスとＧＮＤとの間に境界が生じ、境界部において電界漏れが生じ得る。 When the line electrode has a high impedance and the address electrode V1 and the address electrode V2 have a high potential as in the microlens on the left side of FIG. 10, the lens effect is turned off. Further, as shown on the right side in the figure, when the line electrode is set to GND and only the address electrode V1 is set to a high potential, the lens effect is turned on. However, in this case, a boundary is generated between the high impedance and GND at the line electrode, and an electric field leakage may occur at the boundary.
図１１の左側のマイクロレンズのように、ライン電極をハイインピーダンス、アドレス電極Ｖ１及びアドレス電極Ｖ２を＋中電位とすると、レンズ効果はオフとなる。また、図中右側のように、ライン電極を−中電位，アドレス電極Ｖ１のみを＋中電位とすると、レンズ効果がオンとなる。但し、この場合も、ライン電極においてハイインピーダンスと−中電位との間に境界が生じ、境界部において電界漏れが生じ得る。 When the line electrode has a high impedance and the address electrode V1 and the address electrode V2 have a + medium potential as in the microlens on the left side of FIG. 11, the lens effect is turned off. Further, as shown on the right side in the figure, when the line electrode has a − medium potential and only the address electrode V1 has a + medium potential, the lens effect is turned on. However, also in this case, a boundary is generated between the high impedance and the-medium potential at the line electrode, and an electric field leakage may occur at the boundary.
図１２の左側のマイクロレンズのように、ライン電極を＋中電位、アドレス電極Ｖ１及びアドレス電極Ｖ２を高電位とすると、レンズ効果はオフとなる。また、図中右側のマイクロレンズのように、ライン電極をＧＮＤ、アドレス電極Ｖ１のみを高電位とすると、レンズ効果がオンとなる。但し、この場合も、ライン電極において＋中電位とＧＮＤとの間に境界が生じ、境界部において電界漏れが生じ得る。 When the line electrode has a + medium potential and the address electrode V1 and the address electrode V2 have a high potential as in the microlens on the left side of FIG. 12, the lens effect is turned off. Further, when the line electrode is set to GND and only the address electrode V1 is set to a high potential as in the microlens on the right side in the drawing, the lens effect is turned on. However, also in this case, a boundary is generated between the + medium potential and GND at the line electrode, and an electric field leakage may occur at the boundary.
図１３の左側のマイクロレンズのように、ライン電極ＧＮＤ、アドレス電極Ｖ１及びアドレス電極を＋中電位とすると、レンズ効果はオフとなる。また、図中右側のマイクロレンズのように、ライン電極を−中電位、アドレス電極Ｖ１のみを＋中電位とすると、レンズ効果がオンとなる。但し、この場合にも、ライン電極においてＧＮＤと−中電位との間に境界が生じ、境界部において電界漏れが生じ得る。 When the line electrode GND, the address electrode V1 and the address electrode are set to + medium potential as in the microlens on the left side of FIG. 13, the lens effect is turned off. Further, when the line electrode has a − medium potential and only the address electrode V1 has a + medium potential as in the microlens on the right side of the figure, the lens effect is turned on. However, also in this case, a boundary is formed between GND and the −medium potential at the line electrode, and an electric field leakage may occur at the boundary portion.
なお、図８〜図１３の例では、いずれもアドレス電極Ｖ１については隣接するマイクロレンズ間において連続性が維持されているが、例えば、隣接するマイクロレンズの一方のマイクロレンズのライン電極をハイインピーダンス、アドレス電極Ｖ１及びアドレス電極Ｖ２を低電位とし、他方のマイクロレンズのライン電極をＧＮＤ、アドレス電極Ｖ１を高電位、アドレス電極Ｖ２を高電位以外としても、当該一方のマイクロレンズのレンズ効果をオフ、当該他方のマイクロレンズのレンズ効果をオンとし得るものの、アドレス電極Ｖ１についても境界が生じて連続性が維持されず、境界部において電界漏れが生じ得る。 In the examples of FIGS. 8 to 13, the address electrode V1 maintains continuity between adjacent microlenses. For example, the line electrode of one of the adjacent microlenses has a high impedance. Even if the address electrode V1 and the address electrode V2 have a low potential, the line electrode of the other microlens has a GND, the address electrode V1 has a high potential, and the address electrode V2 has a non-high potential, the lens effect of the one microlens is turned off. Although the lens effect of the other microlens can be turned on, the address electrode V1 also has a boundary and the continuity is not maintained, and an electric potential leakage may occur at the boundary.
２．３ マイクロレンズアレイの配線
図１４は、マイクロレンズアレイ１２の平面図を示す。マイクロレンズアレイ１２は、複数のマイクロレンズが千鳥状に配置され、基本的にはライン電極及びアドレス電極Ｖ２の交点に１つのマイクロレンズが配置される。
2.3 Wiring of the microlens array FIG. 14 shows a plan view of the
図１５は、マイクロレンズアレイ１２のアドレス電極Ｖ２の信号配線接続を示す。縦方向に配列した複数のマイクロレンズに対し、アドレス信号Ａ１，Ａ２，・・・が接続される。
FIG. 15 shows a signal wiring connection of the address electrode V2 of the
図１６は、マイクロレンズアレイ１２のライン電極の信号配線接続を示す。横方向に配列した複数のマイクロレンズアレイに対し、ライン信号Ｌ１，Ｌ２，・・・が接続される。
FIG. 16 shows the signal wiring connection of the line electrodes of the
１つのマイクロレンズにライン電極とアドレス電極Ｖ２の交点が１つとなる基本的なマトリクス配置では、ライン信号Ｌ１，Ｌ２，・・・に対してアドレス信号Ａ１，Ａ２，・・・を指定するが、アドレス信号としてはＨｉｇｈ及びＬｏｗの２種類が必要であるとすると、ライン信号Ｌ１〜Ｌ３の３ラインでアドレス２種×３ラインの合計６回の切替が必要になる。 In the basic matrix arrangement in which the intersection of the line electrode and the address electrode V2 is one in one microlens, the address signals A1, A2, ... Are specified for the line signals L1, L2, ... Assuming that two types of address signals, High and Low, are required, it is necessary to switch the three lines of the line signals L1 to L3 for a total of six times of two types of addresses × 3 lines.
図１７は、基本的なマトリクス配線構造におけるマイクロレンズアレイ１２のレンズ効果オン／オフの切替を示す。
FIG. 17 shows switching of the lens effect on / off of the
図１７（ａ）は第１パターンであり、ライン信号Ｌ１上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オン、レンズ効果オフ、レンズ効果オフ
とし、次のライン信号Ｌ２上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オフ、レンズ効果オフ、レンズ効果オン
とし、次のライン信号Ｌ３上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オン、レンズ効果オフ、レンズ効果オフ
とする。図７（ａ）において、あるマイクロレンズに着目すると、着目マイクロレンズのレンズ効果がオンであると、それに隣接する合計６つのマイクロレンズが全てレンズ効果オフとなってクロストークが抑制される。
FIG. 17A shows the first pattern, and the three adjacent microlenses on the line signal L1 are shown.
With the lens effect on, the lens effect off, and the lens effect off, for the three adjacent microlenses on the next line signal L2,
With the lens effect off, the lens effect off, and the lens effect on, for the next three adjacent microlenses on the line signal L3,
Turn on the lens effect, turn off the lens effect, and turn off the lens effect. Focusing on a certain microlens in FIG. 7A, when the lens effect of the microlens of interest is on, all six microlenses adjacent to the microlens are turned off and crosstalk is suppressed.
図１７（ｂ）は、第２パターンであり、ライン信号Ｌ１上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オフ、レンズ効果オフ、レンズ効果オン
とし、次のライン信号Ｌ２上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オフ、レンズ効果オン、レンズ効果オフ
とし、次のライン信号Ｌ３上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オフ、レンズ効果オフ、レンズ効果オン
とする。
FIG. 17B is the second pattern for the three adjacent microlenses on the line signal L1.
With lens effect off, lens effect off, and lens effect on, for the next three adjacent microlenses on the line signal L2,
With the lens effect off, the lens effect on, and the lens effect off, for the three adjacent microlenses on the next line signal L3,
Turn off the lens effect, turn off the lens effect, and turn on the lens effect.
図１７（ｃ）は、第３パターンであり、ライン信号Ｌ１上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オフ、レンズ効果オン、レンズ効果オフ
とし、次のライン信号Ｌ２上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オン、レンズ効果オフ、レンズ効果オフ
とし、次のライン信号Ｌ３上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オフ、レンズ効果オン、レンズ効果オフ
とする。
FIG. 17C is a third pattern for three adjacent microlenses on the line signal L1.
With the lens effect off, the lens effect on, and the lens effect off, for the three adjacent microlenses on the next line signal L2,
With the lens effect on, the lens effect off, and the lens effect off, for the three adjacent microlenses on the next line signal L3,
Turn off the lens effect, turn on the lens effect, and turn off the lens effect.
図１７（ａ）〜（ｃ）の３パターンを一定時間間隔で順次切り替えることで、複数の３次元（奥行き）画像が違和感なく同時に視認される。 By sequentially switching the three patterns of FIGS. 17A to 17C at regular time intervals, a plurality of three-dimensional (depth) images can be visually recognized at the same time without discomfort.
図１８Ａは、図１７（ａ）に示す第１パターンでのアドレス信号の切替を示す。行はアドレス信号、列はライン信号であり、
発生電界０：レンズ効果オン
発生電界１：レンズ効果オフ
ライン信号ＧＮＤ：電界発生
ライン信号ハイインピーダンス（ＨｉＺ）：無電界
アドレス信号Ｈ：レンズ効果オフ電位
を示す。なお、より詳細には、アドレス信号Ｈは、アドレス電極Ｖ１と同等の電位であり、アドレス信号Ｌは、アドレス電極Ｖ１より低い電圧である。
FIG. 18A shows the switching of the address signal in the first pattern shown in FIG. 17 (a). Rows are address signals, columns are line signals,
Generated electric field 0: Lens effect on Generated electric field 1: Lens effect off Line signal GND: Electric field Generated line signal High impedance (HiZ): No electric field Address signal H: Lens effect off potential. More specifically, the address signal H has a potential equivalent to that of the address electrode V1, and the address signal L has a voltage lower than that of the address electrode V1.
ライン信号Ｌ１をＧＮＤとし、互いに隣接するアドレス信号Ａ１，Ａ２，Ａ３をそれぞれＬ，Ｈ，Ｈとする。アドレス信号Ａ１は、第１の第２アドレス電極に電位を与え、アドレス信号Ａ２は、第２の第２アドレス電極に電位を与え、アドレス信号Ａ３は、第３の第２アドレス電極に電位を与える。ライン信号＝ＧＮＤ、アドレス信号＝Ｌのときには図８の右側のマイクロレンズの構成となり、レンズ効果がオンとなる。また、ライン信号＝ＧＮＤ、アドレス信号＝Ｈのときには図８の左側のマイクロレンズの構成となり、レンズ効果がオフとなる。結局、ライン信号Ｌ１上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オン、レンズ効果オフ、レンズ効果オフ
となる。ライン信号Ｌ３上の隣接する３つのマイクロレンズについても同様である。他方で、ライン信号Ｌ２についてはこの組合せでは所望のレンズ効果オンオフの組合せは得られないのでライン信号Ｌ２はハイインピーダンスとする。
Let the line signal L1 be GND, and let the address signals A1, A2, and A3 adjacent to each other be L, H, and H, respectively. The address signal A1 gives a potential to the first second address electrode, the address signal A2 gives a potential to the second second address electrode, and the address signal A3 gives a potential to the third second address electrode. .. When the line signal = GND and the address signal = L, the microlens on the right side of FIG. 8 is configured, and the lens effect is turned on. Further, when the line signal = GND and the address signal = H, the microlens on the left side of FIG. 8 is configured, and the lens effect is turned off. After all, for the three adjacent microlenses on the line signal L1
The lens effect is on, the lens effect is off, and the lens effect is off. The same applies to the three adjacent microlenses on the line signal L3. On the other hand, with respect to the line signal L2, since a desired lens effect on / off combination cannot be obtained with this combination, the line signal L2 is set to high impedance.
そして、次のタイミングにおいて、ライン信号Ｌ１及びＬ３をハイインピーダンスとし、ライン信号Ｌ２をＧＮＤとし、アドレス信号Ａ１，Ａ２，Ａ３をそれぞれＨ，Ｈ，Ｌとする。ライン信号＝ＧＮＤ、アドレス信号＝Ｌのときには図８の右側のマイクロレンズの構成となり、レンズ効果がオンとなる。また、ライン信号＝ＧＮＤ、アドレス信号＝Ｈのときには図８の左側のマイクロレンズの構成となり、レンズ効果がオフとなる。結局、ライン信号Ｌ２上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オフ、レンズ効果オフ、レンズ効果オン
となる。
Then, at the next timing, the line signals L1 and L3 are set to high impedance, the line signal L2 is set to GND, and the address signals A1, A2, and A3 are set to H, H, and L, respectively. When the line signal = GND and the address signal = L, the microlens on the right side of FIG. 8 is configured, and the lens effect is turned on. Further, when the line signal = GND and the address signal = H, the microlens on the left side of FIG. 8 is configured, and the lens effect is turned off. After all, for the three adjacent microlenses on the line signal L2,
The lens effect is off, the lens effect is off, and the lens effect is on.
図１８Ｂは、図１７（ｂ）に示す第２パターンでのアドレス信号の切替を示す。 FIG. 18B shows the switching of the address signal in the second pattern shown in FIG. 17 (b).
ライン信号Ｌ１をＧＮＤとし、アドレス信号Ａ１，Ａ２，Ａ３をそれぞれＨ，Ｈ，Ｌとする。ライン信号＝ＧＮＤ、アドレス信号＝Ｌのときには図８の右側のマイクロレンズの構成となり、レンズ効果がオンとなる。また、ライン信号＝ＧＮＤ、アドレス信号＝Ｈのときには図８の左側のマイクロレンズの構成となり、レンズ効果がオフとなる。結局、ライン信号Ｌ１上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オフ、レンズ効果オフ、レンズ効果オン
となる。ライン信号Ｌ３上の隣接する３つのマイクロレンズについても同様である。他方で、ライン信号Ｌ２についてはこの組合せでは所望のレンズ効果オンオフの組合せは得られないのでライン信号Ｌ２はハイインピーダンスとする。
Let the line signal L1 be GND, and let the address signals A1, A2, and A3 be H, H, and L, respectively. When the line signal = GND and the address signal = L, the microlens on the right side of FIG. 8 is configured, and the lens effect is turned on. Further, when the line signal = GND and the address signal = H, the microlens on the left side of FIG. 8 is configured, and the lens effect is turned off. After all, for the three adjacent microlenses on the line signal L1
The lens effect is off, the lens effect is off, and the lens effect is on. The same applies to the three adjacent microlenses on the line signal L3. On the other hand, with respect to the line signal L2, since a desired lens effect on / off combination cannot be obtained with this combination, the line signal L2 is set to high impedance.
そして、次のタイミングにおいて、ライン信号Ｌ１及びＬ３をハイインピーダンスとし、ライン信号Ｌ２をＧＮＤとし、アドレス信号Ａ１，Ａ２，Ａ３をそれぞれＨ，Ｌ，Ｈとする。ライン信号＝ＧＮＤ、アドレス信号＝Ｌのときには図８の右側のマイクロレンズの構成となり、レンズ効果がオンとなる。また、ライン信号＝ＧＮＤ、アドレス信号＝Ｈのときには図８の左側のマイクロレンズの構成となり、レンズ効果がオフとなる。結局、ライン信号Ｌ２上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オフ、レンズ効果オン、レンズ効果オフ
となる。
Then, at the next timing, the line signals L1 and L3 are set to high impedance, the line signal L2 is set to GND, and the address signals A1, A2, and A3 are set to H, L, and H, respectively. When the line signal = GND and the address signal = L, the microlens on the right side of FIG. 8 is configured, and the lens effect is turned on. Further, when the line signal = GND and the address signal = H, the microlens on the left side of FIG. 8 is configured, and the lens effect is turned off. After all, for the three adjacent microlenses on the line signal L2,
The lens effect is off, the lens effect is on, and the lens effect is off.
図１８Ｃは、図１７（ｃ）に示す第３パターンでのアドレス信号の切替を示す。 FIG. 18C shows the switching of the address signal in the third pattern shown in FIG. 17 (c).
ライン信号Ｌ１をＧＮＤとし、アドレス信号Ａ１，Ａ２，Ａ３をそれぞれＨ，Ｌ，Ｈとする。ライン信号＝ＧＮＤ、アドレス信号＝Ｌのときには図８の右側のマイクロレンズの構成となり、レンズ効果がオンとなる。また、ライン信号＝ＧＮＤ、アドレス信号＝Ｈのときには図８の左側のマイクロレンズの構成となり、レンズ効果がオフとなる。結局、ライン信号Ｌ１上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オフ、レンズ効果オン、レンズ効果オフ
となる。ライン信号Ｌ３上の隣接する３つのマイクロレンズについても同様である。他方で、ライン信号Ｌ２についてはこの組合せでは所望のレンズ効果オンオフの組合せは得られないのでライン信号Ｌ２はハイインピーダンスとする。
Let the line signal L1 be GND, and let the address signals A1, A2, and A3 be H, L, and H, respectively. When the line signal = GND and the address signal = L, the microlens on the right side of FIG. 8 is configured, and the lens effect is turned on. Further, when the line signal = GND and the address signal = H, the microlens on the left side of FIG. 8 is configured, and the lens effect is turned off. After all, for the three adjacent microlenses on the line signal L1
The lens effect is off, the lens effect is on, and the lens effect is off. The same applies to the three adjacent microlenses on the line signal L3. On the other hand, with respect to the line signal L2, since a desired lens effect on / off combination cannot be obtained with this combination, the line signal L2 is set to high impedance.
そして、次のタイミングにおいて、ライン信号Ｌ１及びＬ３をハイインピーダンスとし、ライン信号Ｌ２をＧＮＤとし、アドレス信号Ａ１，Ａ２，Ａ３をそれぞれＬ，Ｈ，Ｈとする。ライン信号＝ＧＮＤ、アドレス信号＝Ｌのときには図８の右側のマイクロレンズの構成となり、レンズ効果がオンとなる。また、ライン信号＝ＧＮＤ、アドレス信号＝Ｈのときには図８の左側のマイクロレンズの構成となり、レンズ効果がオフとなる。結局、ライン信号Ｌ２上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オン、レンズ効果オフ、レンズ効果オフ
となる。
Then, at the next timing, the line signals L1 and L3 are set to high impedance, the line signal L2 is set to GND, and the address signals A1, A2, and A3 are set to L, H, and H, respectively. When the line signal = GND and the address signal = L, the microlens on the right side of FIG. 8 is configured, and the lens effect is turned on. Further, when the line signal = GND and the address signal = H, the microlens on the left side of FIG. 8 is configured, and the lens effect is turned off. After all, for the three adjacent microlenses on the line signal L2,
The lens effect is on, the lens effect is off, and the lens effect is off.
このように、基本的なマトリクス配線構成では、ライン信号及びアドレス信号の切り替えが必要となるため液晶マイクロレンズアレイ１２のスイッチング負荷が増大する。さらに、図１８Ａ〜図１８Ｃに示すようにいずれかのライン信号をハイインピーダンスに設定する必要があり、既述したようにレンズ効果オンとレンズ効果オフとの境界において非連続性、すなわち液晶の垂直配向と水平配向の差が生じ得る。
As described above, in the basic matrix wiring configuration, it is necessary to switch the line signal and the address signal, so that the switching load of the liquid
図１９は、改良されたマトリクス配線構成を示す。基本的配線構成と比較して、アドレス電極の密度が図１４と比べて倍である。すなわち、ライン電極に比べてアドレス電極の密度が倍である。 FIG. 19 shows an improved matrix wiring configuration. Compared with the basic wiring configuration, the density of the address electrodes is double that of FIG. That is, the density of the address electrode is twice that of the line electrode.
具体的には、あるライン信号線上の隣接する３つのマイクロレンズに対し、基本的配線構造ではその中心を通るようにＡ１〜Ａ３の３つのアドレス信号線が存在するが、図１９の構成ではその中心を通るアドレス信号線に加え、その間を通るアドレス信号線が存在し、Ａ１〜Ａ６の６つのアドレス信号線が存在する。 Specifically, for three adjacent microlenses on a certain line signal line, there are three address signal lines A1 to A3 so as to pass through the center in the basic wiring structure, but in the configuration of FIG. In addition to the address signal line passing through the center, there is an address signal line passing between them, and there are six address signal lines A1 to A6.
図２０は、図１９の構成におけるマイクロレンズアレイ１２のアドレス電極Ｖ２の信号配線接続を示す。縦方向（列方向）に配列した複数のマイクロレンズに対し、アドレス信号Ａ１，Ａ２，・・・が接続される。図１５と比較すると、図１５では縦方向（列方向）の６つのマイクロレンズに共通に１つのアドレス信号線が接続されているが、図２０では縦方向（列方向）の３つのマイクロレンズに共通に１つのアドレス信号線が接続されている。言い換えれば、図１５における６つのマイクロレンズを３つずつに分割し、それぞれ別のアドレス信号線で接続する構成である。
FIG. 20 shows the signal wiring connection of the address electrode V2 of the
図２１は、図１９の構成におけるマイクロレンズアレイ１２のライン電極の信号配線接続を示す。横方向（行方向）に配列した複数のマイクロレンズアレイに対し、ライン信号Ｌ１，Ｌ２，・・・が接続される。図１６と同様である。
FIG. 21 shows the signal wiring connection of the line electrodes of the
図２２は、改良されたマトリクス配線構造におけるマイクロレンズアレイ１２のレンズ効果オン／オフの切替を示す。
FIG. 22 shows switching the lens effect on / off of the
図２２（ａ）は、第１パターンであり、ライン信号Ｌ１上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オン、レンズ効果オフ、レンズ効果オフ
とし、次のライン信号Ｌ２上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オフ、レンズ効果オフ、レンズ効果オン
とし、次のライン信号Ｌ３上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オン、レンズ効果オフ、レンズ効果オフ
とする。図２２（ａ）において、あるマイクロレンズに着目すると、着目マイクロレンズのレンズ効果がオンであると、それに隣接する合計６つのマイクロレンズが全てレンズ効果オフとなってクロストークが抑制される。
FIG. 22 (a) is the first pattern for three adjacent microlenses on the line signal L1.
With the lens effect on, the lens effect off, and the lens effect off, for the three adjacent microlenses on the next line signal L2,
With the lens effect off, the lens effect off, and the lens effect on, for the next three adjacent microlenses on the line signal L3,
Turn on the lens effect, turn off the lens effect, and turn off the lens effect. Focusing on a certain microlens in FIG. 22A, when the lens effect of the microlens of interest is on, all six microlenses adjacent to the microlens are turned off and crosstalk is suppressed.
図２２（ｂ）は、第２パターンであり、ライン信号Ｌ１上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オフ、レンズ効果オン、レンズ効果オフ
とし、次のライン信号Ｌ２上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オン、レンズ効果オフ、レンズ効果オフ
とし、次のライン信号Ｌ３上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オフ、レンズ効果オン、レンズ効果オフ
とする。
FIG. 22B is the second pattern for the three adjacent microlenses on the line signal L1.
With the lens effect off, the lens effect on, and the lens effect off, for the three adjacent microlenses on the next line signal L2,
With the lens effect on, the lens effect off, and the lens effect off, for the three adjacent microlenses on the next line signal L3,
Turn off the lens effect, turn on the lens effect, and turn off the lens effect.
図２２（ｃ）は、第３パターンであり、ライン信号Ｌ１上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オフ、レンズ効果オフ、レンズ効果オン
とし、次のライン信号Ｌ２上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オフ、レンズ効果オン、レンズ効果オフ
とし、次のライン信号Ｌ３上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オフ、レンズ効果オフ、レンズ効果オン
とする。
FIG. 22C is a third pattern for three adjacent microlenses on the line signal L1.
With lens effect off, lens effect off, and lens effect on, for the next three adjacent microlenses on the line signal L2,
With the lens effect off, the lens effect on, and the lens effect off, for the three adjacent microlenses on the next line signal L3,
Turn off the lens effect, turn off the lens effect, and turn on the lens effect.
図２２（ａ）〜（ｃ）の３パターンを一定時間間隔で順次切り替えることで、複数の３次元（奥行き）画像が違和感なく同時に視認される。 By sequentially switching the three patterns of FIGS. 22A to 22C at regular time intervals, a plurality of three-dimensional (depth) images can be visually recognized at the same time without discomfort.
図２３Ａは、図２２（ａ）に示す第１パターンでのアドレス信号の切替を示す。行はアドレス信号、列はライン信号であり、
発生電界０：レンズ効果オン
発生電界１：レンズ効果オフ
ライン信号ＧＮＤ：電界発生
ライン信号ハイインピーダンス（ＨｉＺ）：無電界
アドレス信号Ｈ：レンズ効果オフ電位
アドレス信号Ｌ：レンズ効果オン電位
を示す。
FIG. 23A shows the switching of the address signal in the first pattern shown in FIG. 22 (a). Rows are address signals, columns are line signals,
Generated electric field 0: Lens effect on Generated electric field 1: Lens effect off line signal GND: Electric field generated line signal High impedance (HiZ): No electric field Address signal H: Lens effect off potential Address signal L: Lens effect on potential is shown.
ライン信号Ｌ１をＧＮＤとし、互いに隣接するアドレス信号Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６をそれぞれＨ，Ｌ，Ｈ，Ｈ，Ｌ，Ｈとする。アドレス信号Ａ１は、第１の第２アドレス電極に電位を与え、アドレス信号Ａ２は、第２の第２アドレス電極に電位を与え、アドレス信号Ａ３は、第３の第２アドレス電極に電位を与え、アドレス信号Ａ４は、第４の第２アドレス電極に電位を与え、アドレス信号Ａ５は、第５の第２アドレス電極に電位を与え、アドレス信号Ａ６は、第６の第２アドレス電極に電位を与える。ライン信号＝ＧＮＤ、アドレス信号＝Ｌのときには図８の右側のマイクロレンズの構成となり、レンズ効果がオンとなる。また、ライン信号＝ＧＮＤ、アドレス信号＝Ｈのときには図８の左側のマイクロレンズの構成となり、レンズ効果がオフとなる。そして、ライン信号Ｌ１上の隣接する３つのマイクロレンズについては、アドレス信号線Ａ２，Ａ４，Ａ６が接続されており、これらの電位がレンズ効果のオン／オフを制御するから、Ａ２＝Ｌ、Ａ４＝Ｈ，Ａ６＝Ｈであると、結局、ライン信号Ｌ１上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オン、レンズ効果オフ、レンズ効果オフ
となる。ライン信号Ｌ３上の隣接する３つのマイクロレンズについても同様である。他方で、ライン信号Ｌ２についてもＧＮＤとし、アドレス信号Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６をそれぞれＨ，Ｌ，Ｈ，Ｈ，Ｌ，Ｈとする。ライン信号Ｌ２上の隣接する３つのマイクロレンズについては、アドレス信号線Ａ１，Ａ３，Ａ５が接続されており、これらの電位がレンズ効果のオン／オフを制御するから、Ａ１＝Ｈ，Ａ３＝Ｈ，Ａ５＝Ｌであると、結局、ライン信号Ｌ２上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オフ、レンズ効果オフ、レンズ効果オン
となる。
The line signal L1 is designated as GND, and the address signals A1, A2, A3, A4, A5, and A6 adjacent to each other are designated as H, L, H, H, L, and H, respectively. The address signal A1 gives a potential to the first second address electrode, the address signal A2 gives a potential to the second second address electrode, and the address signal A3 gives a potential to the third second address electrode. , The address signal A4 gives a potential to the fourth second address electrode, the address signal A5 gives a potential to the fifth second address electrode, and the address signal A6 gives a potential to the sixth second address electrode. give. When the line signal = GND and the address signal = L, the microlens on the right side of FIG. 8 is configured, and the lens effect is turned on. Further, when the line signal = GND and the address signal = H, the microlens on the left side of FIG. 8 is configured, and the lens effect is turned off. The address signal lines A2, A4, and A6 are connected to the three adjacent microlenses on the line signal L1, and these potentials control the on / off of the lens effect. Therefore, A2 = L, A4. When = H and A6 = H, after all, for the three adjacent microlenses on the line signal L1,
The lens effect is on, the lens effect is off, and the lens effect is off. The same applies to the three adjacent microlenses on the line signal L3. On the other hand, the line signal L2 is also designated as GND, and the address signals A1, A2, A3, A4, A5, and A6 are designated as H, L, H, H, L, and H, respectively. Address signal lines A1, A3, and A5 are connected to the three adjacent microlenses on the line signal L2, and these potentials control the on / off of the lens effect. Therefore, A1 = H, A3 = H. , A5 = L, after all, for the three adjacent microlenses on the line signal L2,
The lens effect is off, the lens effect is off, and the lens effect is on.
すなわち、ライン信号Ｌ１〜Ｌ３に対してアドレス信号が全て共通の１種類でレンズ効果オン／オフが切り替えられ、スイッチング負荷が低減される。 That is, the lens effect on / off is switched with one type in which the address signals are all common to the line signals L1 to L3, and the switching load is reduced.
図２３Ｂは、図２２（ｂ）に示す第２パターンでのアドレス信号の切替を示す。 FIG. 23B shows the switching of the address signal in the second pattern shown in FIG. 22 (b).
ライン信号Ｌ１をＧＮＤとし、アドレス信号Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６をそれぞれＬ，Ｈ，Ｈ，Ｌ，Ｈ，Ｈとする。ライン信号＝ＧＮＤ、アドレス信号＝Ｌのときには図８の右側のマイクロレンズの構成となり、レンズ効果がオンとなる。また、ライン信号＝ＧＮＤ、アドレス信号＝Ｈのときには図８の左側のマイクロレンズの構成となり、レンズ効果がオフとなる。そして、ライン信号Ｌ１上の隣接する３つのマイクロレンズについては、アドレス信号線Ａ２，Ａ４，Ａ６が接続されており、これらの電位がレンズ効果のオン／オフを制御するから、Ａ２＝Ｈ、Ａ４＝Ｌ，Ａ６＝Ｈであると、結局、ライン信号Ｌ１上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オフ、レンズ効果オン、レンズ効果オフ
となる。ライン信号Ｌ３上の隣接する３つのマイクロレンズについても同様である。他方で、ライン信号Ｌ２についてもＧＮＤとし、アドレス信号Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６をそれぞれＬ，Ｈ，Ｈ，Ｌ，Ｈ，Ｈとする。ライン信号Ｌ２上の隣接する３つのマイクロレンズについては、アドレス信号線Ａ１，Ａ３，Ａ５が接続されており、これらの電位がレンズ効果のオン／オフを制御するから、Ａ１＝Ｌ，Ａ３＝Ｈ，Ａ５＝Ｈであると、結局、ライン信号Ｌ２上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オン、レンズ効果オフ、レンズ効果オフ
となる。
The line signal L1 is designated as GND, and the address signals A1, A2, A3, A4, A5, and A6 are designated as L, H, H, L, H, and H, respectively. When the line signal = GND and the address signal = L, the microlens on the right side of FIG. 8 is configured, and the lens effect is turned on. Further, when the line signal = GND and the address signal = H, the microlens on the left side of FIG. 8 is configured, and the lens effect is turned off. The address signal lines A2, A4, and A6 are connected to the three adjacent microlenses on the line signal L1, and these potentials control the on / off of the lens effect. Therefore, A2 = H, A4. When = L, A6 = H, after all, for the three adjacent microlenses on the line signal L1,
The lens effect is off, the lens effect is on, and the lens effect is off. The same applies to the three adjacent microlenses on the line signal L3. On the other hand, the line signal L2 is also designated as GND, and the address signals A1, A2, A3, A4, A5, and A6 are designated as L, H, H, L, H, and H, respectively. Address signal lines A1, A3, and A5 are connected to the three adjacent microlenses on the line signal L2, and these potentials control the on / off of the lens effect. Therefore, A1 = L, A3 = H. , A5 = H, after all, for the three adjacent microlenses on the line signal L2,
The lens effect is on, the lens effect is off, and the lens effect is off.
図２３Ｃは、図２２（ｃ）に示す第３パターンでのアドレス信号の切替を示す。 FIG. 23C shows the switching of the address signal in the third pattern shown in FIG. 22 (c).
ライン信号Ｌ１をＧＮＤとし、アドレス信号Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６をそれぞれＨ，Ｈ，Ｌ，Ｈ，Ｈ，Ｌとする。ライン信号＝ＧＮＤ、アドレス信号＝Ｌのときには図８の右側のマイクロレンズの構成となり、レンズ効果がオンとなる。また、ライン信号＝ＧＮＤ、アドレス信号＝Ｈのときには図８の左側のマイクロレンズの構成となり、レンズ効果がオフとなる。そして、ライン信号Ｌ１上の隣接する３つのマイクロレンズについては、アドレス信号線Ａ２，Ａ４，Ａ６が接続されており、これらの電位がレンズ効果のオン／オフを制御するから、Ａ２＝Ｈ、Ａ４＝Ｈ，Ａ６＝Ｌであると、結局、ライン信号Ｌ１上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オフ、レンズ効果オフ、レンズ効果オン
となる。ライン信号Ｌ３上の隣接する３つのマイクロレンズについても同様である。他方で、ライン信号Ｌ２についてもＧＮＤとし、アドレス信号Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６をそれぞれＨ，Ｈ，Ｌ，Ｈ，Ｈ，Ｌとする。ライン信号Ｌ２上の隣接する３つのマイクロレンズについては、アドレス信号線Ａ１，Ａ３，Ａ５が接続されており、これらの電位がレンズ効果のオン／オフを制御するから、Ａ１＝Ｈ，Ａ３＝Ｌ，Ａ５＝Ｈであると、結局、ライン信号Ｌ２上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オフ、レンズ効果オン、レンズ効果オフ
となる。
The line signal L1 is designated as GND, and the address signals A1, A2, A3, A4, A5, and A6 are designated as H, H, L, H, H, and L, respectively. When the line signal = GND and the address signal = L, the microlens on the right side of FIG. 8 is configured, and the lens effect is turned on. Further, when the line signal = GND and the address signal = H, the microlens on the left side of FIG. 8 is configured, and the lens effect is turned off. The address signal lines A2, A4, and A6 are connected to the three adjacent microlenses on the line signal L1, and these potentials control the on / off of the lens effect. Therefore, A2 = H, A4. When = H and A6 = L, after all, for the three adjacent microlenses on the line signal L1,
The lens effect is off, the lens effect is off, and the lens effect is on. The same applies to the three adjacent microlenses on the line signal L3. On the other hand, the line signal L2 is also designated as GND, and the address signals A1, A2, A3, A4, A5, and A6 are designated as H, H, L, H, H, and L, respectively. Address signal lines A1, A3, and A5 are connected to the three adjacent microlenses on the line signal L2, and these potentials control the on / off of the lens effect. Therefore, A1 = H, A3 = L. , A5 = H, after all, for the three adjacent microlenses on the line signal L2,
The lens effect is off, the lens effect is on, and the lens effect is off.
このように、改良されたマトリクス配線構成によれば、ライン信号の切り替え（ＧＮＤとハイインピーダンスの切り替え）が不要化され、アドレス信号のパターン切り替えが３回で済む。 As described above, according to the improved matrix wiring configuration, the switching of the line signal (switching between GND and high impedance) becomes unnecessary, and the pattern switching of the address signal can be performed only three times.
＜実施形態２＞
図２４は、本実施形態における改良されたマトリクス配線構成を示す。図１９との相違は、ライン電極が斜めに接続されている点である。
<Embodiment 2>
FIG. 24 shows an improved matrix wiring configuration in this embodiment. The difference from FIG. 19 is that the line electrodes are diagonally connected.
図２４（ａ）は第１パターンであり、ライン信号Ｌ１上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オン、レンズ効果オフ、レンズ効果オン
とし、次のライン信号Ｌ２上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オフ、レンズ効果オフ、レンズ効果オフ
とし、次のライン信号Ｌ３上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オン、レンズ効果オフ、レンズ効果オン
とする。図２４（ａ）において、あるマイクロレンズに着目すると、着目マイクロレンズのレンズ効果がオンであると、それに隣接する合計６つのマイクロレンズが全てレンズ効果オフとなってクロストークが抑制される。
FIG. 24 (a) shows the first pattern for three adjacent microlenses on the line signal L1.
With the lens effect on, the lens effect off, and the lens effect on, for the next three adjacent microlenses on the line signal L2,
With the lens effect off, the lens effect off, and the lens effect off, for the three adjacent microlenses on the next line signal L3,
Set the lens effect on, the lens effect off, and the lens effect on. Focusing on a certain microlens in FIG. 24A, when the lens effect of the microlens of interest is on, all six microlenses adjacent to the microlens are turned off and crosstalk is suppressed.
これを実現するためには、ライン信号Ｌ１〜Ｌ３をＧＮＤとし、互いに隣接するアドレス信号Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６をそれぞれＨ，Ｌ，Ｈ，Ｈ，Ｌ，Ｈとする。ライン信号＝ＧＮＤ、アドレス信号＝Ｌのときには図８の右側のマイクロレンズの構成となり、レンズ効果がオンとなる。また、ライン信号＝ＧＮＤ、アドレス信号＝Ｈのときには図８の左側のマイクロレンズの構成となり、レンズ効果がオフとなる。そして、ライン信号Ｌ１上の隣接する３つのマイクロレンズについては、アドレス信号線Ａ２，Ａ３，Ａ５が接続されており、これらの電位がレンズ効果のオン／オフを制御するから、Ａ２＝Ｌ、Ａ３＝Ｈ，Ａ５＝Ｌであると、結局、ライン信号Ｌ１上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オン、レンズ効果オフ、レンズ効果オン
となる。
In order to realize this, the line signals L1 to L3 are designated as GND, and the address signals A1, A2, A3, A4, A5 and A6 adjacent to each other are designated as H, L, H, H, L and H, respectively. When the line signal = GND and the address signal = L, the microlens on the right side of FIG. 8 is configured, and the lens effect is turned on. Further, when the line signal = GND and the address signal = H, the microlens on the left side of FIG. 8 is configured, and the lens effect is turned off. The address signal lines A2, A3, and A5 are connected to the three adjacent microlenses on the line signal L1, and these potentials control the on / off of the lens effect. Therefore, A2 = L, A3. When = H and A5 = L, after all, for the three adjacent microlenses on the line signal L1,
The lens effect is on, the lens effect is off, and the lens effect is on.
また、ライン信号Ｌ２の隣接する３つのマイクロレンズについては、アドレス信号線Ａ１，Ａ３，Ａ４が接続されており、これらの電位がレンズ効果のオン／オフを制御するから、Ａ１＝Ｈ，Ａ３＝Ｈ，Ａ４＝Ｈであると、結局、ライン信号Ｌ２上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オフ、レンズ効果オフ、レンズ効果オフ
となる。
Further, since the address signal lines A1, A3, and A4 are connected to the three adjacent microlenses of the line signal L2, and these potentials control the on / off of the lens effect, A1 = H, A3 = When H and A4 = H, after all, for three adjacent microlenses on the line signal L2,
The lens effect is off, the lens effect is off, and the lens effect is off.
また、ライン信号Ｌ３の隣接する３つのマイクロレンズについては、アドレス信号線Ａ２，Ａ４，Ａ５が接続されており、これらの電位がレンズ効果のオン／オフを制御するから、Ａ２＝Ｌ，Ａ４＝Ｈ，Ａ５＝Ｌであると、結局、ライン信号Ｌ３上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オン、レンズ効果オフ、レンズ効果オン
となる。
Further, since the address signal lines A2, A4, and A5 are connected to the three adjacent microlenses of the line signal L3, and these potentials control the on / off of the lens effect, A2 = L, A4 = When H, A5 = L, after all, for three adjacent microlenses on the line signal L3,
The lens effect is on, the lens effect is off, and the lens effect is on.
図２４（ｂ）は第２パターンであり、ライン信号Ｌ１上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オフ、レンズ効果オン、レンズ効果オフ
とし、次のライン信号Ｌ２上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オフ、レンズ効果オン、レンズ効果オフ
とし、次のライン信号Ｌ３上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オフ、レンズ効果オフ、レンズ効果オフ
とする。図２４（ｂ）において、あるマイクロレンズに着目すると、着目マイクロレンズのレンズ効果がオンであると、それに隣接する合計６つのマイクロレンズが全てレンズ効果オフとなってクロストークが抑制される。
FIG. 24B shows the second pattern for three adjacent microlenses on the line signal L1.
With the lens effect off, the lens effect on, and the lens effect off, for the three adjacent microlenses on the next line signal L2,
With the lens effect off, the lens effect on, and the lens effect off, for the three adjacent microlenses on the next line signal L3,
The lens effect is off, the lens effect is off, and the lens effect is off. Focusing on a certain microlens in FIG. 24B, when the lens effect of the microlens of interest is on, all six microlenses adjacent to the microlens are turned off and crosstalk is suppressed.
これを実現するためには、ライン信号Ｌ１〜Ｌ３をＧＮＤとし、アドレス信号Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６をそれぞれＨ，Ｈ，Ｌ，Ｈ，Ｈ，Ｌとする。ライン信号＝ＧＮＤ、アドレス信号＝Ｌのときには図８の右側のマイクロレンズの構成となり、レンズ効果がオンとなる。また、ライン信号＝ＧＮＤ、アドレス信号＝Ｈのときには図８の左側のマイクロレンズの構成となり、レンズ効果がオフとなる。そして、ライン信号Ｌ１上の隣接する３つのマイクロレンズについては、アドレス信号線Ａ２，Ａ３，Ａ５が接続されており、これらの電位がレンズ効果のオン／オフを制御するから、Ａ２＝Ｈ、Ａ３＝Ｌ，Ａ５＝Ｈであると、結局、ライン信号Ｌ１上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オフ、レンズ効果オン、レンズ効果オフ
となる。
In order to realize this, the line signals L1 to L3 are designated as GND, and the address signals A1, A2, A3, A4, A5 and A6 are designated as H, H, L, H, H and L, respectively. When the line signal = GND and the address signal = L, the microlens on the right side of FIG. 8 is configured, and the lens effect is turned on. Further, when the line signal = GND and the address signal = H, the microlens on the left side of FIG. 8 is configured, and the lens effect is turned off. The address signal lines A2, A3, and A5 are connected to the three adjacent microlenses on the line signal L1, and these potentials control the on / off of the lens effect. Therefore, A2 = H, A3. When = L, A5 = H, after all, for the three adjacent microlenses on the line signal L1,
The lens effect is off, the lens effect is on, and the lens effect is off.
また、ライン信号Ｌ２の隣接する３つのマイクロレンズについては、アドレス信号線Ａ１，Ａ３，Ａ４が接続されており、これらの電位がレンズ効果のオン／オフを制御するから、Ａ１＝Ｈ，Ａ３＝Ｌ，Ａ４＝Ｈであると、結局、ライン信号Ｌ２上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オフ、レンズ効果オン、レンズ効果オフ
となる。
Further, since the address signal lines A1, A3, and A4 are connected to the three adjacent microlenses of the line signal L2, and these potentials control the on / off of the lens effect, A1 = H, A3 = When L, A4 = H, after all, for the three adjacent microlenses on the line signal L2,
The lens effect is off, the lens effect is on, and the lens effect is off.
また、ライン信号Ｌ３の隣接する３つのマイクロレンズについては、アドレス信号線Ａ２，Ａ４，Ａ５が接続されており、これらの電位がレンズ効果のオン／オフを制御するから、Ａ２＝Ｈ，Ａ４＝Ｈ，Ａ５＝Ｈであると、結局、ライン信号Ｌ３上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オフ、レンズ効果オフ、レンズ効果オフ
となる。
Further, since the address signal lines A2, A4, and A5 are connected to the three adjacent microlenses of the line signal L3, and these potentials control the on / off of the lens effect, A2 = H, A4 = When H and A5 = H, after all, for three adjacent microlenses on the line signal L3,
The lens effect is off, the lens effect is off, and the lens effect is off.
図２４（ｃ）は第３パターンであり、ライン信号Ｌ１上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オフ、レンズ効果オフ、レンズ効果オフ
とし、次のライン信号Ｌ２上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オン、レンズ効果オフ、レンズ効果オン
とし、次のライン信号Ｌ３上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オフ、レンズ効果オン、レンズ効果オフ
とする。図２４（ｃ）において、あるマイクロレンズに着目すると、着目マイクロレンズのレンズ効果がオンであると、それに隣接する合計６つのマイクロレンズが全てレンズ効果オフとなってクロストークが抑制される。
FIG. 24 (c) shows the third pattern, for three adjacent microlenses on the line signal L1.
With the lens effect off, the lens effect off, and the lens effect off, for the three adjacent microlenses on the next line signal L2,
With the lens effect on, the lens effect off, and the lens effect on, for the three adjacent microlenses on the next line signal L3,
Turn off the lens effect, turn on the lens effect, and turn off the lens effect. Focusing on a certain microlens in FIG. 24C, when the lens effect of the microlens of interest is on, all six microlenses adjacent to the microlens are turned off and crosstalk is suppressed.
これを実現するためには、ライン信号Ｌ１〜Ｌ３をＧＮＤとし、アドレス信号Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６をそれぞれＬ，Ｈ，Ｈ，Ｌ，Ｈ，Ｈとする。ライン信号＝ＧＮＤ、アドレス信号＝Ｌのときには図８の右側のマイクロレンズの構成となり、レンズ効果がオンとなる。また、ライン信号＝ＧＮＤ、アドレス信号＝Ｈのときには図８の左側のマイクロレンズの構成となり、レンズ効果がオフとなる。そして、ライン信号Ｌ１上の隣接する３つのマイクロレンズについては、アドレス信号線Ａ２，Ａ３，Ａ５が接続されており、これらの電位がレンズ効果のオン／オフを制御するから、Ａ２＝Ｈ、Ａ３＝Ｈ，Ａ５＝Ｈであると、結局、ライン信号Ｌ１上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オフ、レンズ効果オフ、レンズ効果オフ
となる。
In order to realize this, the line signals L1 to L3 are designated as GND, and the address signals A1, A2, A3, A4, A5 and A6 are designated as L, H, H, L, H and H, respectively. When the line signal = GND and the address signal = L, the microlens on the right side of FIG. 8 is configured, and the lens effect is turned on. Further, when the line signal = GND and the address signal = H, the microlens on the left side of FIG. 8 is configured, and the lens effect is turned off. The address signal lines A2, A3, and A5 are connected to the three adjacent microlenses on the line signal L1, and these potentials control the on / off of the lens effect. Therefore, A2 = H, A3. When = H and A5 = H, after all, for the three adjacent microlenses on the line signal L1,
The lens effect is off, the lens effect is off, and the lens effect is off.
また、ライン信号Ｌ２の隣接する３つのマイクロレンズについては、アドレス信号線Ａ１，Ａ３，Ａ４が接続されており、これらの電位がレンズ効果のオン／オフを制御するから、Ａ１＝Ｌ，Ａ３＝Ｈ，Ａ４＝Ｌであると、結局、ライン信号Ｌ２上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オン、レンズ効果オフ、レンズ効果オン
となる。
Further, since the address signal lines A1, A3, and A4 are connected to the three adjacent microlenses of the line signal L2, and these potentials control the on / off of the lens effect, A1 = L, A3 = When H and A4 = L, after all, for three adjacent microlenses on the line signal L2,
The lens effect is on, the lens effect is off, and the lens effect is on.
また、ライン信号Ｌ３の隣接する３つのマイクロレンズについては、アドレス信号線Ａ２，Ａ４，Ａ５が接続されており、これらの電位がレンズ効果のオン／オフを制御するから、Ａ２＝Ｈ，Ａ４＝Ｌ，Ａ５＝Ｈであると、結局、ライン信号Ｌ３上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オフ、レンズ効果オン、レンズ効果オフ
となる。
Further, since the address signal lines A2, A4, and A5 are connected to the three adjacent microlenses of the line signal L3, and these potentials control the on / off of the lens effect, A2 = H, A4 = When L, A5 = H, after all, for three adjacent microlenses on the line signal L3,
The lens effect is off, the lens effect is on, and the lens effect is off.
図２４（ａ）〜（ｃ）の３パターンを一定時間間隔で順次切り替えることで、複数の３次元（奥行き）画像が違和感なく同時に視認される。 By sequentially switching the three patterns of FIGS. 24 (a) to 24 (c) at regular time intervals, a plurality of three-dimensional (depth) images can be visually recognized at the same time without discomfort.
このように、本実施形態でも、ライン信号の切り替え（ＧＮＤとハイインピーダンスの切り替え）が不要化され、アドレス信号のパターン切り替えが３回で済む。 As described above, also in this embodiment, the switching of the line signal (switching between GND and high impedance) is not required, and the pattern switching of the address signal is only required three times.
＜実施形態３＞
図２５は、本実施形態における改良されたマトリクス配線構成を示す。図１９との相違は、ライン電極が斜めに接続されている点であり、図２４との相違は、ライン電極がさらに斜めに接続されている点である。
<Embodiment 3>
FIG. 25 shows an improved matrix wiring configuration in this embodiment. The difference from FIG. 19 is that the line electrodes are connected diagonally, and the difference from FIG. 24 is that the line electrodes are further diagonally connected.
図２５（ａ）は第１パターンであり、ライン信号Ｌ１上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オフ、レンズ効果オン、レンズ効果オフ
とし、次のライン信号Ｌ２上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オフ、レンズ効果オン、レンズ効果オフ
とし、次のライン信号Ｌ３上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オン、レンズ効果オフ、レンズ効果オフ
とする。図２５（ａ）において、あるマイクロレンズに着目すると、着目マイクロレンズのレンズ効果がオンであると、それに隣接する合計６つのマイクロレンズが全てレンズ効果オフとなってクロストークが抑制される。
FIG. 25A shows the first pattern, and the three adjacent microlenses on the line signal L1 are shown.
With the lens effect off, the lens effect on, and the lens effect off, for the three adjacent microlenses on the next line signal L2,
With the lens effect off, the lens effect on, and the lens effect off, for the three adjacent microlenses on the next line signal L3,
Turn on the lens effect, turn off the lens effect, and turn off the lens effect. Focusing on a certain microlens in FIG. 25A, when the lens effect of the microlens of interest is on, all six microlenses adjacent to the microlens are turned off and crosstalk is suppressed.
これを実現するためには、ライン信号Ｌ１〜Ｌ３をＧＮＤとし、アドレス信号Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６をそれぞれＨ，Ｌ，Ｈ，Ｈ，Ｌ，Ｈとする。ライン信号＝ＧＮＤ、アドレス信号＝Ｌのときには図８の右側のマイクロレンズの構成となり、レンズ効果がオンとなる。また、ライン信号＝ＧＮＤ、アドレス信号＝Ｈのときには図８の左側のマイクロレンズの構成となり、レンズ効果がオフとなる。そして、ライン信号Ｌ１上の隣接する３つのマイクロレンズについては、アドレス信号線Ａ１，Ａ２，Ａ３が接続されており、これらの電位がレンズ効果のオン／オフを制御するから、Ａ１＝Ｈ、Ａ２＝Ｌ，Ａ３＝Ｈであると、結局、ライン信号Ｌ１上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オフ、レンズ効果オン、レンズ効果オフ
となる。
In order to realize this, the line signals L1 to L3 are designated as GND, and the address signals A1, A2, A3, A4, A5, and A6 are designated as H, L, H, H, L, and H, respectively. When the line signal = GND and the address signal = L, the microlens on the right side of FIG. 8 is configured, and the lens effect is turned on. Further, when the line signal = GND and the address signal = H, the microlens on the left side of FIG. 8 is configured, and the lens effect is turned off. The address signal lines A1, A2, and A3 are connected to the three adjacent microlenses on the line signal L1, and these potentials control the on / off of the lens effect. Therefore, A1 = H, A2. When = L, A3 = H, after all, for the three adjacent microlenses on the line signal L1,
The lens effect is off, the lens effect is on, and the lens effect is off.
また、ライン信号Ｌ２の隣接する３つのマイクロレンズについては、アドレス信号線Ａ１，Ａ２，Ａ３が接続されており、これらの電位がレンズ効果のオン／オフを制御するから、Ａ１＝Ｈ，Ａ２＝Ｌ，Ａ３＝Ｈであると、結局、ライン信号Ｌ２上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オフ、レンズ効果オン、レンズ効果オフ
となる。
Further, since the address signal lines A1, A2, and A3 are connected to the three adjacent microlenses of the line signal L2, and these potentials control the on / off of the lens effect, A1 = H, A2 = When L, A3 = H, after all, for the three adjacent microlenses on the line signal L2,
The lens effect is off, the lens effect is on, and the lens effect is off.
また、ライン信号Ｌ３の隣接する３つのマイクロレンズについては、アドレス信号線Ａ２，Ａ３，Ａ４が接続されており、これらの電位がレンズ効果のオン／オフを制御するから、Ａ２＝Ｌ，Ａ３＝Ｈ，Ａ４＝Ｈであると、結局、ライン信号Ｌ３上の隣接する３つのマイクロレンズについて、
レンズ効果オン、レンズ効果オフ、レンズ効果オフ
となる。
Further, since the address signal lines A2, A3, and A4 are connected to the three adjacent microlenses of the line signal L3, and these potentials control the on / off of the lens effect, A2 = L, A3 = When H and A4 = H, after all, for three adjacent microlenses on the line signal L3,
The lens effect is on, the lens effect is off, and the lens effect is off.
図２５（ｂ）、図２５（ｃ）はそれぞれ第２、第３パターンであり、これらについてもライン電極をＧＮＤに設定し、アドレス信号Ａ１〜Ａ６を１種類とすることで実現される。 25 (b) and 25 (c) are the second and third patterns, respectively, which are also realized by setting the line electrode to GND and using one type of address signals A1 to A6.
そして、図２５（ａ）〜（ｃ）の３パターンを一定時間間隔で順次切り替えることで、複数の３次元（奥行き）画像が違和感なく同時に視認される。 Then, by sequentially switching the three patterns of FIGS. 25 (a) to 25 (c) at regular time intervals, a plurality of three-dimensional (depth) images can be visually recognized at the same time without discomfort.
＜実施形態４＞
実施形態では、マイクロレンズアレイ１２の全てのマイクロレンズを対象としてレンズ効果のオン／オフを切り替えているが、マイクロレンズアレイ１２の一部のみを対象としてレンズ効果のオン／オフを切り替え、それ以外の部分は全てマイクロレンズを無効化してもよい。すなわち、マイクロレンズアレイ１２の有効エリアを制限してもよい。
<Embodiment 4>
In the embodiment, the lens effect is switched on / off for all the microlenses of the
図２６は、図１９に示す改良されたマトリクス配線構成を示す。図２６（ａ）は、ライン信号Ｌ１〜Ｌ６をＧＮＤとし、アドレス信号Ａ１〜Ａ９をそれぞれＨ，Ｌ，Ｈ，Ｈ，Ｌ，Ｈ，Ｈ，Ｈ，Ｈとした場合である。図２７Ａにライン信号及びアドレス信号を具体的に示す。アドレス信号Ａ６〜Ａ９を全てＨで固定すると、該当するマイクロレンズのレンズ効果は常にオフとなり、無効化される。 FIG. 26 shows the improved matrix wiring configuration shown in FIG. FIG. 26A shows a case where the line signals L1 to L6 are set to GND and the address signals A1 to A9 are set to H, L, H, H, L, H, H, H and H, respectively. FIG. 27A specifically shows a line signal and an address signal. When all the address signals A6 to A9 are fixed at H, the lens effect of the corresponding microlens is always turned off and invalidated.
他方、図２６（ｂ）は、ライン信号Ｌ１，Ｌ２をハイインピーダンスに固定し、ライン信号Ｌ３〜Ｌ６をＧＮＤとした場合である。図２７Ｂにライン信号及びアドレス信号を具体的に示す。この場合も、ライン信号Ｌ１，Ｌ２に該当するマイクロレンズのレンズ効果は常にオフとなり、無効化される。但し、ライン信号Ｌ２とライン信号Ｌ３との間で非連続性が生じる。 On the other hand, FIG. 26B shows a case where the line signals L1 and L2 are fixed to high impedance and the line signals L3 to L6 are set to GND. FIG. 27B shows concretely the line signal and the address signal. Also in this case, the lens effect of the microlens corresponding to the line signals L1 and L2 is always turned off and invalidated. However, discontinuity occurs between the line signal L2 and the line signal L3.
図２６（ａ）、（ｂ）のいずれの場合も、マイクロレンズが無効化された部分については、例えばディスプレイ１０として透明ディスプレイを用いることにより、ディスプレイ１０からの光束ではなく、現実世界からの光束が入射される構成とし得る。すなわち、マイクロレンズアレイ１２のうち、マイクロレンズが有効化された部分はＡＲ／ＶＲとして機能し、マイクロレンズが無効化された部分は非ＡＲ／非ＶＲとして機能し得る。
In both cases of FIGS. 26A and 26B, for the portion where the microlens is disabled, for example, by using a transparent display as the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。以下、変形例について説明する。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications are possible. Hereinafter, a modified example will be described.
＜変形例１＞
実施形態では、マイクロレンズアレイ１２として千鳥配置を例示したが、格子配置であってもよい。なお、ディスプレイ１０に表示される周期画像の配置やサイズは、マイクロレンズ１２の配置により変化し、マイクロレンズ１２のレンズ特性（径や焦点距離）によっても変化し得る。図２８は、千鳥配置のマイクロレンズ１２を用いる場合の周期画像の一例を示す。図２８において、１つのマイクロレンズの範囲を円形領域で示す。図２８では円形領域の画像部と円形領域外の非画像部で背景色が異なるが、異色を限定するものではなく、同色でも良い。さらに透明ディスプレイを用いる際は、背景色は透明となる黒色が望ましい。
<Modification example 1>
In the embodiment, the staggered arrangement is illustrated as the
＜変形例２＞
ディスプレイ１０として透明ディスプレイを用いることにより、千鳥配置の場合において時分割で２／３のエリアから外光を得ることができ（例えば図２２において図２２（ａ）〜（ｃ）を時分割で切り替える場合、図２２（ａ）では１／３のエリア内でレンズ効果をオン／オフするので残りの２／３のエリアではレンズ効果はオフ、すなわち外光が入射する）、ＶＲ像と外界像の融合であるＭＩＸリアリティが実現し得る。
<Modification 2>
By using a transparent display as the
また、ネマチック液晶を利用した液晶マイクロレンズの場合、屈折率分布が有効な光軸はラビング方向だけとなる。よって、直線偏光板等による光軸の制限が必要であり、ディスプレイ１０から瞳１４までの間に偏光フィルタ等を設け、光を所望の偏光方向に制御する必要がある。但し、このような偏光フィルタによる偏光制御によって外界光も偏光の影響を受ける。特に、外界光の光量が約半減すること、さらに液晶ディスプレイなど偏光制御を有する映像の欠落の恐れが生じ得る。そこで、例えば、ブルー相を利用することで等方状態で電界による屈折率変化を利用し得る。ここで、ブルー相とは、らせんピッチの比較的短いキラルネマチック相と等方相の間に出現する液晶相を意味し、光学的に等方性を有する特徴がある。ディスプレイ１０の発光素子自体が一軸配向した偏光性を有するものであってもよい。液晶層にブルー相を用いる、あるいはディスプレイ１０として偏光性発光素子を用いることで、偏光フィルタが不要化され、偏光フィルタによる外光量低減が抑制される。
Further, in the case of a liquid crystal microlens using a nematic liquid crystal, the optical axis in which the refractive index distribution is effective is only in the rubbing direction. Therefore, it is necessary to limit the optical axis with a linear polarizing plate or the like, and it is necessary to provide a polarizing filter or the like between the
＜変形例３＞
実施形態において、非電界駆動時の応答速度を向上するためにマイクロレンズに少量の高分子ポリマーを配合してＵＶ硬化させることで３次元状のアンカー効果（物理的な接着効果）を付与してもよい。
<Modification example 3>
In the embodiment, a three-dimensional anchor effect (physical adhesion effect) is imparted by blending a small amount of a polymer polymer with a microlens and UV-curing it in order to improve the response speed when driven in a non-electric field. May be good.
＜変形例４＞
実施形態では、図１４、図１９に示すように、あるマイクロレンズのレンズ効果をオンし、隣接する合計６つのマイクロレンズのレンズ効果をオフとしているが、隣接するマイクロレンズの少なくともいずれかのレンズ効果をオフとすることでクロストークは抑制され得る。例えば、隣接する３つないし４つのマイクロレンズのレンズ効果をオフとする等である。
<Modification example 4>
In the embodiment, as shown in FIGS. 14 and 19, the lens effect of a certain microlens is turned on and the lens effect of a total of 6 adjacent microlenses is turned off, but at least one of the adjacent microlenses is turned on. Crosstalk can be suppressed by turning off the effect. For example, turning off the lens effect of three or four adjacent microlenses.
１０ 画素（ディスプレイ）、１２ マイクロレンズ（マイクロレンズアレイ）、１４ 瞳。
10 pixels (display), 12 microlenses (microlens array), 14 pupils.
Claims (14)
前記複数の画素に近接配置され、焦点距離が調整可能なマイクロレンズアレイと、
前記複数の画素を、前記マイクロレンズアレイを構成する複数のマイクロレンズ毎の画素群に割り当て、第１画素群上に主軸が位置するマイクロレンズの焦点距離を前記画像の奥行き情報に基づき可変調整し、かつ、前記第１画素群に隣接する第２画素群の少なくとも一部を消光するとともに、消光した画素群上にその主軸が位置するマイクロレンズの焦点距離を無限大に調整する制御部と、
を備え、
前記マイクロレンズアレイは、
第１基板と、
前記第１基板上のライン電極と、
前記ライン電極上の液晶層と、
前記液晶層上の絶縁層と、
前記絶縁層上であって前記マイクロレンズに対応する位置に孔が形成された第１アドレス電極と、
前記第１アドレス電極上の第２基板と、
前記第２基板上の第２アドレス電極と、
を備え、前記ライン電極及び前記第２アドレス電極は、前記マイクロレンズに対応してマトリクス状に形成され、
前記制御部は、前記ライン電極、前記第１アドレス電極、及び前記第２アドレス電極の電位を制御することで前記焦点距離を可変制御する
近接像表示装置。 With multiple pixels that make up the image
A microlens array that is placed close to the plurality of pixels and whose focal length can be adjusted,
The plurality of pixels are assigned to a pixel group for each of the plurality of microlenses constituting the microlens array, and the focal length of the microlens whose main axis is located on the first pixel group is variably adjusted based on the depth information of the image. In addition, a control unit that extinguishes at least a part of the second pixel group adjacent to the first pixel group and adjusts the focal length of the microlens whose main axis is located on the extinguished pixel group to infinity.
Equipped with a,
The microlens array
1st board and
With the line electrode on the first substrate,
The liquid crystal layer on the line electrode and
The insulating layer on the liquid crystal layer and
A first address electrode having a hole formed on the insulating layer at a position corresponding to the microlens,
The second substrate on the first address electrode and
With the second address electrode on the second substrate,
The line electrode and the second address electrode are formed in a matrix corresponding to the microlens.
The control unit is a proximity image display device that variably controls the focal length by controlling the potentials of the line electrode, the first address electrode, and the second address electrode.
請求項１に記載の近接像表示装置。 The proximity image display device according to claim 1, wherein the control unit extinguishes all the second pixel groups adjacent to the first pixel group.
請求項１，２のいずれかに記載の近接像表示装置。 The proximity image display device according to any one of claims 1 and 2, wherein the plurality of microlenses are arranged in a staggered pattern or a grid pattern.
前記制御部は、前記焦点距離を可変調整するマイクロレンズと、前記焦点距離を無限大に調整するマイクロレンズの組のパターンを一定時間毎に切り替え制御する
請求項３に記載の近接像表示装置。 The plurality of microlenses are arranged in a staggered pattern.
The proximity image display device according to claim 3, wherein the control unit switches and controls a pattern of a set of a microlens that variably adjusts the focal length and a microlens that adjusts the focal length to infinity at regular intervals.
請求項４に記載の近接像表示装置。 The proximity image display device according to claim 4, wherein the control unit switches and controls three different patterns at regular intervals.
請求項１に記載の近接像表示装置。 The control unit sets the line electrode as the first potential, the first address electrode as the second potential higher than the first potential, and the second address electrode as the second potential, thereby setting the focal length of the microlens. proximity image display device according to claim 1, infinity.
請求項１に記載の近接像表示装置。 The proximity image display device according to claim 1 , wherein the control unit makes the focal length of the microlens infinite by setting the line electrode to high impedance.
前記制御部は、互いに隣接する第１のライン電極、第２のライン電極、及び第３のライン電極と、互いに隣接する第１の第２アドレス電極、第２の第２アドレス電極、第３の第２アドレス電極に対し、
前記第１のライン電極及び前記第３のライン電極を前記第１電位、
前記第２のライン電極をハイインピーダンス、
前記第１の第２アドレス電極を前記第１電位と前記第２電位の間、
前記第２の第２アドレス電極及び前記第３の第２アドレス電極を前記第２電位
とし、次に、
前記第１のライン電極及び前記第３のライン電極をハイインピーダンス、
前記第２のライン電極を第１電位、
前記第１の第２アドレス電極及び前記第２の第２アドレス電極を前記第２電位、
前記第３の第２アドレス電極を前記第１電位と前記第２電位の間
とする第１パターンと、
前記第１のライン電極及び前記第３のライン電極を前記第１電位、
前記第２のライン電極をハイインピーダンス、
前記第１の第２アドレス電極及び前記第２の第２アドレス電極を前記第２電位、
前記第３の第２アドレス電極を前記第１電位と前記第２電位の間
とし、次に、
前記第１のライン電極及び前記第３のライン電極をハイインピーダンス、
前記第２のライン電極を第１電位、
前記第１の第２アドレス電極及び前記第３の第２アドレス電極を前記第２電位、
前記第２の第２アドレス電極を前記第１電位と前記第２電位の間
とする第２パターンと、
前記第１のライン電極及び前記第３のライン電極を前記第１電位、
前記第２のライン電極をハイインピーダンス、
前記第１の第２アドレス電極及び前記第３の第２アドレス電極を前記第２電位、
前記第２の第２アドレス電極を前記第１電位と前記第２電位の間
とし、次に、
前記第１のライン電極及び前記第３のライン電極をハイインピーダンス、
前記第２のライン電極を第１電位、
前記第１の第２アドレス電極を前記第１電位と第２電位の間、
前記第２の第２アドレス電極及び前記第３の第２アドレス電極を前記第２電位
とする第３パターンと、
を一定時間毎に切り替え制御する
請求項６に記載の近接像表示装置。 The plurality of microlenses are arranged in a staggered pattern.
The control unit includes a first line electrode, a second line electrode, and a third line electrode that are adjacent to each other, and a first second address electrode, a second second address electrode, and a third that are adjacent to each other. For the second address electrode
The first line electrode and the third line electrode are attached to the first potential,
The second line electrode is high impedance,
Place the first second address electrode between the first potential and the second potential,
The second second address electrode and the third second address electrode were set as the second potential, and then
The first line electrode and the third line electrode are high impedance ,
The second line electrode is attached to the first potential ,
The first second address electrode and the second second address electrode are referred to as the second potential.
A first pattern in which the third address electrode is between the first potential and the second potential,
The first line electrode and the third line electrode are attached to the first potential,
The second line electrode is high impedance,
The first second address electrode and the second second address electrode are referred to as the second potential.
The third second address electrode is set between the first potential and the second potential, and then
The first line electrode and the third line electrode are high impedance ,
The second line electrode is attached to the first potential ,
The first second address electrode and the third second address electrode are attached to the second potential.
A second pattern in which the second second address electrode is between the first potential and the second potential,
The first line electrode and the third line electrode are attached to the first potential,
The second line electrode is high impedance,
The first second address electrode and the third second address electrode are attached to the second potential.
The second second address electrode is set between the first potential and the second potential, and then
The first line electrode and the third line electrode are high impedance ,
The second line electrode is attached to the first potential ,
Place the first second address electrode between the first and second potentials,
A third pattern in which the second second address electrode and the third second address electrode have the second potential, and
The proximity image display device according to claim 6, wherein the device is switched and controlled at regular intervals.
前記第２アドレス電極は、前記ライン電極の倍の密度で形成され、
前記制御部は、互いに隣接する第１のライン電極、第２のライン電極、及び第３のライン電極と、互いに隣接する第１の第２アドレス電極、第２の第２アドレス電極、第３の第２アドレス電極、第４の第２アドレス電極、第５の第２アドレス電極、第６の第２アドレス電極に対し、
前記第１のライン電極、前記第２のライン電極及び前記第３のライン電極を前記第１電位、
前記第１の第２アドレス電極、前記第３の第２アドレス電極、前記第４の第２アドレス電極、及び前記第６の第２アドレス電極を前記第２電位、
前記第２の第２アドレス電極及び前記第５の第２アドレス電極を前記第１電位と前記第２電位の間
とする第１パターンと、
前記第１のライン電極、前記第２のライン電極及び前記第３のライン電極を前記第１電位、
前記第１の第２アドレス電極及び前記第４の第２アドレス電極を前記第１電位と前記第２電位の間、
前記第２の第２アドレス電極、前記第３の第２アドレス電極、前記第５の第２アドレス電極及び前記第６の第２アドレス電極を前記第２電位
とする第２パターンと、
前記第１のライン電極、前記第２のライン電極及び前記第３のライン電極を前記第１電位、
前記第１の第２アドレス電極、前記第２の第２アドレス電極、前記第４の第２アドレス電極、及び前記第５の第２アドレス電極を前記第２電位、
前記第３の第２アドレス電極及び前記第６の第２アドレス電極を前記第１電位と前記第２電位の間
とする第３パターンと、
を一定時間毎に切り替え制御する
請求項６に記載の近接像表示装置。 The plurality of microlenses are arranged in a staggered pattern.
The second address electrode is formed at twice the density of the line electrode.
The control unit includes a first line electrode, a second line electrode, and a third line electrode that are adjacent to each other, and a first second address electrode, a second second address electrode, and a third that are adjacent to each other. With respect to the second address electrode, the fourth second address electrode, the fifth second address electrode, and the sixth second address electrode.
The first line electrode, the second line electrode, and the third line electrode are referred to as the first potential.
The first second address electrode, the third second address electrode, the fourth second address electrode, and the sixth second address electrode are the second potential.
A first pattern in which the second second address electrode and the fifth second address electrode are between the first potential and the second potential, and
The first line electrode, the second line electrode, and the third line electrode are referred to as the first potential.
Place the first second address electrode and the fourth second address electrode between the first potential and the second potential.
A second pattern in which the second address electrode, the third address electrode, the fifth address electrode, and the sixth address electrode have the second potential, and the like.
The first line electrode, the second line electrode, and the third line electrode are referred to as the first potential.
The first second address electrode, the second second address electrode, the fourth second address electrode, and the fifth second address electrode are the second potential.
A third pattern in which the third second address electrode and the sixth second address electrode are between the first potential and the second potential, and
The proximity image display device according to claim 6, wherein the device is switched and controlled at regular intervals.
請求項６に記載の近接像表示装置。 The control unit uses the line electrode as the first potential, the first address electrode as the second potential higher than the first potential, and the plurality of second address electrodes adjacent to each other as the second potential. The proximity image display device according to claim 6, wherein the microlens array is partially invalidated.
請求項７に記載の近接像表示装置。 The proximity image display device according to claim 7, wherein the control unit partially invalidates the microlens array by setting a plurality of line electrodes adjacent to each other to high impedance.
請求項１〜１１のいずれかに記載の近接像表示装置。 The proximity image display device according to any one of claims 1 to 11, wherein the image is displayed on a transparent display.
請求項１〜１１のいずれかに記載の近接像表示装置。 The proximity image display device according to any one of claims 1 to 11, wherein the pixel group is composed of a polarizing light emitting element.
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