JP2010282090A - Stereoscopic image display device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stereoscopic display device capable of optimizing a stereoscopic vision display mode by the control of a variable lens array element. <P>SOLUTION: Second electrodes 21 of the variable lens array element 1 are formed to have widths smaller than widths of sub-pixels, and arranged at least in respective horizontal arrangement positions of the sub-pixels in the horizontal direction. By controlling a voltage applied to each of a plurality of second electrodes 21 independently, horizontal positions and shapes of cylindrical lenses are varied by at least sub-pixel unit. For example, when a lens pitch p of the cylindrical lenses 5 is changed, the number of pixels in the horizontal direction to be associated with one cylindrical lens 5 in a display panel 2 is changed. In this way, the number of the parallax is changed as the display mode of the stereoscopic display. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、可変レンズアレイ素子を用いてレンチキュラ方式による立体視を実現する立体表示装置に関する。   The present invention relates to a stereoscopic display device that realizes stereoscopic viewing by a lenticular method using a variable lens array element.

従来より、特殊な眼鏡を装着する必要がなく、裸眼で立体視が可能な立体表示方式の一つとして、図１１に示したようなレンチキュラレンズ３０１を用いたレンチキュラ方式と呼ばれるものがある。このレンチキュラレンズ３０１は、一次元方向にのみ屈折力を持つシリンドリカルレンズ（円筒レンズ）３０５と呼ばれるかまぼこ型のレンズを、一次元方向に多数配列したシリンドリカルレンズアレイである。   Conventionally, there is a so-called lenticular method using a lenticular lens 301 as shown in FIG. 11 as one of stereoscopic display methods that do not require wearing special glasses and can be stereoscopically viewed with the naked eye. The lenticular lens 301 is a cylindrical lens array in which a large number of kamaboko-shaped lenses called cylindrical lenses (cylindrical lenses) 305 having refractive power only in the one-dimensional direction are arranged in the one-dimensional direction.

図１２は、レンチキュラレンズ３０１を用いた立体表示装置の構成例を示し、図１３はレンチキュラ方式による立体表示の概念を示している。この立体表示装置は、２次元表示装置からなる表示パネル３０２の表示面３０２Ａに対して、レンチキュラレンズ３０１が対向配置された構成とされている。各シリンドリカルレンズ３０５は、表示パネル３０２の表示面３０２Ａに対して縦方向に延在し、左右方向に屈折力を有するように配置されている。表示パネル３０２の表示面３０２Ａには、規則的に複数の表示画素３０４が２次元配列されている。画素３０４は、赤色用サブピクセル３０４Ｒ、緑色用サブピクセル３０４Ｇ、および青色用サブピクセル３０４Ｂからなる。画素３０４は、水平方向の同一列上には各色のサブピクセルが周期的に現れ、かつ、垂直方向の同一列には同一色のサブピクセルが配列されるようなストライプ状の画素配列とされている。レンチキュラ方式では、１つのシリンドリカルレンズ３０５のレンズピッチｐに対して水平方向に２つ以上の画素３０４を割り当てる。   FIG. 12 shows a configuration example of a stereoscopic display device using the lenticular lens 301, and FIG. 13 shows a concept of stereoscopic display by the lenticular method. This stereoscopic display device has a configuration in which a lenticular lens 301 is disposed to face a display surface 302A of a display panel 302 formed of a two-dimensional display device. Each cylindrical lens 305 extends in the vertical direction with respect to the display surface 302A of the display panel 302 and is disposed so as to have a refractive power in the left-right direction. On the display surface 302A of the display panel 302, a plurality of display pixels 304 are regularly arranged in a two-dimensional manner. The pixel 304 includes a red sub-pixel 304R, a green sub-pixel 304G, and a blue sub-pixel 304B. The pixels 304 have a stripe-like pixel arrangement in which sub-pixels of each color appear periodically on the same column in the horizontal direction, and sub-pixels of the same color appear in the same column in the vertical direction. Yes. In the lenticular method, two or more pixels 304 are assigned in the horizontal direction with respect to the lens pitch p of one cylindrical lens 305.

図１２および図１３では２眼式の立体表示の例を示しており、各シリンドリカルレンズ３０５に対して、隣接する２本の画素列Ｒ，Ｌが割り当てられている。表示パネル３０２では、一方の画素列Ｒには右視差画像を表示し、他方の画素列Ｌに左視差画像を表示する。表示された各視差画像は各シリンドリカルレンズ３０５によって左右別々の光路に振り分けられる。これにより、所定の位置、所定の方向から観察者が立体表示装置を見た場合、左右の視差画像が適切に観察者の右眼３Ｒおよび左眼３Ｌに到達し、立体像が知覚される。一般的な観察者の場合、左眼３Ｌと右眼３Ｒとの距離Ｗは約６ｃｍ離れており、レンチキュラレンズ３０１の形状および配置位置はそれに応じたものとされている。レンチキュラレンズ３０１の焦点は、例えば観察者が６０ｃｍ離れた位置からレンチキュラレンズ３０１を観察すると、右眼３Ｒには２倍に拡大された右側の画素３０４からの画像情報だけが入るように設計されている。同様に、左眼３Ｌには左側の画素３０４からの画像情報が入るように設計されている。   12 and 13 show an example of a binocular stereoscopic display, and two adjacent pixel rows R and L are assigned to each cylindrical lens 305. FIG. In the display panel 302, a right parallax image is displayed on one pixel row R, and a left parallax image is displayed on the other pixel row L. The displayed parallax images are distributed to the left and right optical paths by the respective cylindrical lenses 305. Thereby, when an observer views the stereoscopic display device from a predetermined position and a predetermined direction, the left and right parallax images appropriately reach the right eye 3R and the left eye 3L of the observer, and a stereoscopic image is perceived. In the case of a general observer, the distance W between the left eye 3L and the right eye 3R is about 6 cm away, and the shape and position of the lenticular lens 301 are determined accordingly. The focal point of the lenticular lens 301 is designed so that, for example, when the observer observes the lenticular lens 301 from a position 60 cm away, only the image information from the right pixel 304 magnified twice is entered in the right eye 3R. Yes. Similarly, the left eye 3L is designed to receive image information from the left pixel 304.

同様にして、多眼式の場合、３つ以上の視点に相当する位置および方向において撮影した複数の視差画像を、シリンドリカルレンズ３０５の横方向のレンズピッチ内で等分して割り当てて表示する。これにより、３つ以上の視差画像が、レンチキュラレンズ３０１によって連続的な異なる角度範囲に出射され、結像される。この場合、観察者の視線の位置および方向の変化に応じて、複数の異なる視差画像が知覚される。視点変化に応じた視差画像の変化が多いほど、より現実に近い立体感を得ることができる。   Similarly, in the case of the multi-view type, a plurality of parallax images taken at positions and directions corresponding to three or more viewpoints are equally divided and displayed within the horizontal lens pitch of the cylindrical lens 305. As a result, three or more parallax images are emitted by the lenticular lens 301 in different continuous angular ranges and imaged. In this case, a plurality of different parallax images are perceived according to changes in the position and direction of the observer's line of sight. The more the change in the parallax image corresponding to the viewpoint change, the more realistic stereoscopic effect can be obtained.

ところで、レンチキュラレンズ３０１としては、例えば樹脂成型された、形状およびレンズ効果が固定のレンズアレイを用いることができるが、この場合、レンズ効果が固定なので３次元表示専用の表示装置となってしまう。一方、レンチキュラレンズ３０１として、例えば液晶レンズ方式による可変レンズアレイ素子を用いることができる。液晶レンズ方式による可変レンズアレイ素子の場合、レンズ効果の有無を電気的に切り替えることができるため、２次元表示装置と組み合わせて、２次元表示モードと３次元表示モードとの２つの表示モードを切り替えることができる。すなわち、２次元表示モードでは、レンズアレイをレンズ効果の無い状態（屈折力の無い状態）とし、２次元表示装置からの表示画像光をそのままの状態で通過させる。３次元表示モードでは、レンズアレイをレンズ効果を発生させた状態とし、２次元表示装置からの表示画像光を複数の視野角方向に偏向させることで立体視を実現する。特許文献１および２には、このような液晶レンズ方式による可変レンズアレイ素子を用いた立体表示装置に関する発明が開示されている。   By the way, as the lenticular lens 301, for example, a resin-molded lens array having a fixed shape and lens effect can be used. In this case, since the lens effect is fixed, a display device dedicated to three-dimensional display is obtained. On the other hand, as the lenticular lens 301, for example, a variable lens array element based on a liquid crystal lens system can be used. In the case of a variable lens array element based on a liquid crystal lens system, the presence or absence of a lens effect can be electrically switched, so that two display modes of a two-dimensional display mode and a three-dimensional display mode are switched in combination with a two-dimensional display device. be able to. That is, in the two-dimensional display mode, the lens array has no lens effect (no refractive power), and display image light from the two-dimensional display device is allowed to pass through as it is. In the three-dimensional display mode, the lens array is brought into a state where a lens effect is generated, and stereoscopic vision is realized by deflecting display image light from the two-dimensional display device in a plurality of viewing angle directions. Patent Documents 1 and 2 disclose inventions related to a stereoscopic display device using such a variable lens array element based on a liquid crystal lens system.

特開２００８−９３７０号公報JP 2008-9370 A 特開２００７−２２６２３１号公報JP 2007-226231 A

従来、レンチキュラ方式による立体表示装置は、レンズアレイ素子が可変式であっても、表示パネルに対するシリンドリカルレンズの配置位置および形状は固定である。このため、立体表示の表示態様は常に１つの状態に固定されているが、立体表示の表示態様を変化させたい場合がある。例えば従来では立体表示時の視差数はあらかじめ固定された視差数となるように構成されているが、画像の内容や観察者の好みに応じて視差数を変化させたい場合がある。例えば視差数が多いと立体表示時の解像度が視差数分の１に低下して解像度が不足する。逆に、視差数が少ないと立体表示時の立体感や視野角が不足するという問題がある。このため、解像度を優先する場合には視差数を少なくし、立体感を優先する場合には視差数を多くするというように、画像の内容や観察者の好みに応じて視差数を任意に選択可能にすることができれば便利である。   Conventionally, a stereoscopic display device using a lenticular method has a fixed arrangement position and shape of a cylindrical lens with respect to a display panel even if the lens array element is variable. For this reason, the display mode of the stereoscopic display is always fixed to one state, but there are cases where it is desired to change the display mode of the stereoscopic display. For example, conventionally, the number of parallaxes during stereoscopic display is configured to be a fixed number of parallaxes in advance, but there are cases where it is desired to change the number of parallaxes according to the contents of the image and the viewer's preference. For example, when the number of parallaxes is large, the resolution at the time of stereoscopic display is reduced to 1 / the number of parallaxes and the resolution is insufficient. On the other hand, when the number of parallaxes is small, there is a problem that the stereoscopic effect and the viewing angle at the time of stereoscopic display are insufficient. For this reason, the number of parallax is arbitrarily selected according to the contents of the image and the viewer's preference, such as reducing the number of parallax when giving priority to resolution and increasing the number of parallax when giving priority to stereoscopic effect. It would be convenient if it could be made possible.

また、従来では観察者の視点位置に対してレンズの配置位置および形状は固定であるが、観察者の視点位置に応じてレンズの配置位置および形状を変えたい場合がある。例えば観察者の視点位置が水平方向に移動すると、左右の画像情報が入れ替わってしまう逆視の問題がある。また、視点位置によっては、観察する側において一方の画像（例えば左眼用の画像）に他方の画像（例えば右眼用の画像）が混じってしまうクロストークの問題がある。このような問題が生じないように、レンズの配置位置および形状を視点位置に応じて変化させることができれば便利である。   Conventionally, the arrangement position and shape of the lens are fixed with respect to the viewpoint position of the observer, but there are cases where it is desired to change the arrangement position and shape of the lens according to the viewpoint position of the observer. For example, when the observer's viewpoint position moves in the horizontal direction, there is a problem of reverse vision in which the left and right image information are switched. Further, depending on the viewpoint position, there is a problem of crosstalk in which one image (for example, the image for the left eye) is mixed with the other image (for example, the image for the right eye) on the observation side. In order not to cause such a problem, it is convenient if the arrangement position and shape of the lens can be changed in accordance with the viewpoint position.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、可変レンズアレイ素子の制御によって、立体視の表示態様を必要に応じて最適化することができるようにした立体表示装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a stereoscopic display device that can optimize a stereoscopic display mode as needed by controlling a variable lens array element. There is to do.

本発明による立体表示装置は、複数色のサブピクセルからなる画素が２次元的に複数配列された画素構造を有し、水平方向の同一列上には各色のサブピクセルが周期的に現れるような画素配列とされ、かつ、垂直方向の同一列には同一色のサブピクセルが配列されるような画素配列とされた表示パネルと、平面状の第１の電極と、第１の電極に対向するように配置されると共に垂直方向に延在する複数の第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に配置された液晶層とを有し、第１の電極と第２の電極とによって印加される電圧に応じて液晶層内の屈折率分布を変化させることで、表示パネルからの表示画像光の通過状態を選択的に変化させるようになされた可変レンズアレイ素子とを備えているものである。そして、可変レンズアレイ素子の第２の電極を、幅がサブピクセルの幅よりも小さくなるように形成し、水平方向にはサブピクセルの水平方向の配列位置ごとに設けるようにしたものである。そして、複数の第２の電極のそれぞれに印加する電圧を独立して制御することにより、液晶層内の屈折率分布をサブピクセル単位で変化させ、立体表示の表示態様を選択的に複数の状態に変化させることが可能に構成したものである。
ここで、可変レンズアレイ素子は、例えば等価的に複数のシリンドリカルレンズを水平方向に並列配置したようなレンズ効果を発生させることが可能に構成されていても良い。そして、複数の第２の電極のそれぞれに印加する電圧を独立して制御することにより、シリンドリカルレンズの水平方向の位置および形状をサブピクセル単位で変化させ、立体表示の表示態様を選択的に複数の状態に変化させることが可能に構成されていても良い。 The stereoscopic display device according to the present invention has a pixel structure in which a plurality of pixels composed of sub-pixels of a plurality of colors are two-dimensionally arranged, and sub-pixels of each color appear periodically on the same column in the horizontal direction. A display panel having a pixel arrangement and a pixel arrangement in which sub-pixels of the same color are arranged in the same column in the vertical direction, the planar first electrode, and the first electrode are opposed to each other And a plurality of second electrodes extending in the vertical direction, and a liquid crystal layer disposed between the first electrode and the second electrode, and the first electrode and the second electrode A variable lens array element configured to selectively change a passage state of display image light from the display panel by changing a refractive index distribution in the liquid crystal layer according to a voltage applied by the electrodes of It is what it has. Then, the second electrode of the variable lens array element is formed so that the width is smaller than the width of the subpixel, and is provided for each horizontal array position of the subpixel in the horizontal direction. Then, by independently controlling the voltage applied to each of the plurality of second electrodes, the refractive index distribution in the liquid crystal layer is changed in units of subpixels, and the display mode of the stereoscopic display is selectively set to a plurality of states. It is configured to be able to be changed.
Here, the variable lens array element may be configured to be capable of generating a lens effect in which, for example, a plurality of cylindrical lenses are equivalently arranged in parallel in the horizontal direction. Then, by independently controlling the voltage applied to each of the plurality of second electrodes, the horizontal position and shape of the cylindrical lens are changed in units of sub-pixels, and a plurality of stereoscopic display modes are selectively selected. It may be configured to be able to change to this state.

本発明による立体表示装置では、複数の第２の電極のそれぞれに印加する電圧を独立して制御することにより、液晶層内の屈折率分布を少なくともサブピクセル単位で変化させる。これにより、立体表示の表示態様を選択的に複数の状態に変化させる。例えばシリンドリカルレンズを形成する場合、レンズピッチを変化させることで、１つのシリンドリカルレンズに対応させる表示パネルの水平方向の画素数を変化させ、表示態様として、少なくとも立体表示の視差数を変化させる。また例えば、観察者の視点位置に応じて第２の電極に印加する電圧の制御を行うことで、表示パネルの水平方向の画素位置に対するシリンドリカルレンズの位置関係を視点位置に応じて変化させる。これにより、立体表示の表示態様として、少なくとも視点位置に最適化された立体表示を行う。   In the stereoscopic display device according to the present invention, the refractive index distribution in the liquid crystal layer is changed at least in sub-pixel units by independently controlling the voltage applied to each of the plurality of second electrodes. Thereby, the display mode of the stereoscopic display is selectively changed to a plurality of states. For example, when a cylindrical lens is formed, the number of pixels in the horizontal direction of the display panel corresponding to one cylindrical lens is changed by changing the lens pitch, and at least the number of parallaxes for stereoscopic display is changed as a display mode. For example, by controlling the voltage applied to the second electrode according to the viewpoint position of the observer, the positional relationship of the cylindrical lens with respect to the horizontal pixel position of the display panel is changed according to the viewpoint position. As a result, the stereoscopic display optimized for at least the viewpoint position is performed as the display mode of the stereoscopic display.

本発明の立体表示装置によれば、可変レンズアレイ素子における液晶層内の屈折率分布を少なくともサブピクセル単位で細かく制御できるようにしたので、立体視の表示態様を必要に応じて最適化することができる。例えばシリンドリカルレンズを形成する場合、レンズピッチを変化させることで、画像の内容や観察者の好みに応じて立体表示の視差数を変化させて最適化することができる。また例えば、表示パネルの画素位置に対するシリンドリカルレンズの位置関係を視点位置に応じて変化させることで、視点位置に最適化された立体表示を行うことができ、逆視やクロストークを防止することができる。   According to the stereoscopic display device of the present invention, the refractive index distribution in the liquid crystal layer in the variable lens array element can be finely controlled at least in sub-pixel units, so that the stereoscopic display mode can be optimized as necessary. Can do. For example, when forming a cylindrical lens, by changing the lens pitch, it is possible to optimize by changing the parallax number of the stereoscopic display according to the content of the image and the preference of the observer. In addition, for example, by changing the positional relationship of the cylindrical lens with respect to the pixel position of the display panel according to the viewpoint position, stereoscopic display optimized for the viewpoint position can be performed, and reverse viewing and crosstalk can be prevented. it can.

本発明の第１の実施の形態に係る立体表示装置の全体構成を示す構成図である。1 is a configuration diagram illustrating an overall configuration of a stereoscopic display device according to a first embodiment of the present invention. （Ａ）は図１に示した立体表示装置において２次元表示を行う場合の構成を示す断面図であり、（Ｂ）は２次元表示を行う場合に可変レンズアレイ素子に印加される電圧を示す波形図である。（Ｃ）は２次元表示を行う場合の立体表示装置の表示状態を光学的に等価に示した説明図である。(A) is sectional drawing which shows the structure in the case of performing two-dimensional display in the three-dimensional display apparatus shown in FIG. 1, (B) shows the voltage applied to a variable lens array element in the case of performing two-dimensional display. It is a waveform diagram. (C) is an explanatory view optically equivalently showing the display state of the stereoscopic display device when performing two-dimensional display. （Ａ）は図１に示した立体表示装置において２視差での立体表示を行う場合の構成を示す断面図であり、（Ｂ）は２視差での立体表示を行う場合に可変レンズアレイ素子に印加される電圧を示す波形図である。（Ｃ）は２視差での立体表示を行う場合の立体表示装置の表示状態を光学的に等価に示した説明図である。(A) is a cross-sectional view showing a configuration in the case of performing stereoscopic display with two parallaxes in the stereoscopic display device shown in FIG. 1, and (B) is a variable lens array element when performing stereoscopic display with two parallaxes. It is a wave form diagram which shows the applied voltage. (C) is an explanatory view optically equivalently showing the display state of the stereoscopic display device when performing stereoscopic display with two parallaxes. 図１に示した立体表示装置における可変レンズアレイ素子の電極部分の構成例を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of electrode portions of a variable lens array element in the stereoscopic display device illustrated in FIG. 1. （Ａ）は図１に示した立体表示装置において３視差での立体表示を行う場合の構成を示す断面図であり、（Ｂ）は３視差での立体表示を行う場合に可変レンズアレイ素子に印加される電圧を示す波形図である。（Ｃ）は３視差での立体表示を行う場合の立体表示装置の表示状態を光学的に等価に示した説明図である。(A) is a cross-sectional view showing a configuration in the case of performing stereoscopic display with three parallaxes in the stereoscopic display device shown in FIG. 1, and (B) is a variable lens array element when performing stereoscopic display with three parallaxes. It is a wave form diagram which shows the applied voltage. (C) is an explanatory view optically equivalently showing the display state of the stereoscopic display device when performing stereoscopic display with three parallaxes. レンチキュラ方式による立体表示で生ずるクロストークの問題について示す説明図である。It is explanatory drawing shown about the problem of the crosstalk which arises in the three-dimensional display by a lenticular system. 本発明の第２の実施の形態に係る立体表示装置の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the three-dimensional display apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図７に示した立体表示装置において立体表示を行う場合の構成を、可変レンズアレイ素子に印加される電圧波形と共に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure in the case of performing a three-dimensional display in the three-dimensional display apparatus shown in FIG. 7 with the voltage waveform applied to a variable lens array element. 図７に示した立体表示装置において視点が右方向に移動した場合の立体表示の状態を光学的に等価に示した断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view optically equivalently illustrating a state of stereoscopic display when the viewpoint moves rightward in the stereoscopic display device illustrated in FIG. 7. 図７に示した立体表示装置において視点が左方向に移動した場合の立体表示の状態を光学的に等価に示した断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view optically equivalently illustrating a state of stereoscopic display when the viewpoint moves leftward in the stereoscopic display device illustrated in FIG. 7. レンチキュラレンズを示す構成図である。It is a block diagram which shows a lenticular lens. レンチキュラレンズを用いた立体表示装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the three-dimensional display apparatus using a lenticular lens. レンチキュラ方式による立体表示の概念を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the concept of the three-dimensional display by a lenticular system. 従来の液晶レンズ方式による可変レンズアレイ素子を用いた立体表示装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the three-dimensional display apparatus using the variable lens array element by the conventional liquid crystal lens system. （Ａ）は図１４に示した立体表示装置において２次元表示を行う場合の構成を示す断面図であり、（Ｂ）は２次元表示を行う場合に可変レンズアレイ素子に印加される電圧を示す波形図である。（Ｃ）は２次元表示を行う場合の立体表示装置の表示状態を光学的に等価に示した説明図である。(A) is sectional drawing which shows the structure in the case of performing two-dimensional display in the three-dimensional display apparatus shown in FIG. 14, (B) shows the voltage applied to a variable lens array element in the case of performing two-dimensional display. It is a waveform diagram. (C) is an explanatory view optically equivalently showing the display state of the stereoscopic display device when performing two-dimensional display. （Ａ）は図１４に示した立体表示装置において立体表示を行う場合の構成を示す断面図であり、（Ｂ）は立体表示を行う場合に可変レンズアレイ素子に印加される電圧を示す波形図である。（Ｃ）は立体表示を行う場合の立体表示装置の表示状態を光学的に等価に示した説明図である。(A) is sectional drawing which shows the structure in the case of performing a three-dimensional display in the three-dimensional display apparatus shown in FIG. 14, (B) is a wave form diagram which shows the voltage applied to a variable lens array element in the case of performing a three-dimensional display. It is. (C) is explanatory drawing which optically equivalently showed the display state of the stereoscopic display device in the case of performing a stereoscopic display. 図１４に示した立体表示装置における可変レンズアレイ素子の電極部分の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structural example of the electrode part of the variable lens array element in the three-dimensional display apparatus shown in FIG.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

＜第１の実施の形態＞
［比較例の立体表示装置の構成］
本実施の形態に係る立体表示装置の構成を説明する前に、比較例として、液晶レンズ方式による可変レンズアレイ素子を用いた従来の立体表示装置の構成を説明する。図１４は、その立体表示装置の全体構成を示している。この立体表示装置は、２次元的に画像表示を行う表示パネル２と、表示パネル２の表示面２Ａ側に対向するように配置された可変レンズアレイ素子１０１とを備えている。この立体表示装置は、２次元表示モードと３次元表示モードとの２つの表示モードを切り替えることが可能とされている。 <First Embodiment>
[Configuration of stereoscopic display device of comparative example]
Before describing the configuration of the stereoscopic display device according to the present embodiment, the configuration of a conventional stereoscopic display device using a variable lens array element based on a liquid crystal lens system will be described as a comparative example. FIG. 14 shows the overall configuration of the stereoscopic display device. This stereoscopic display device includes a display panel 2 that performs two-dimensional image display, and a variable lens array element 101 that is disposed so as to face the display surface 2A side of the display panel 2. This stereoscopic display device can switch between two display modes, a two-dimensional display mode and a three-dimensional display mode.

表示パネル２は、例えば液晶表示ディスプレイや有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイで構成されている。表示パネル２は、２次元表示を行う場合には２次元画像データに基づく映像表示を行い、３次元立体表示を行う場合には３次元画像データに基づく映像表示を行うようになっている。なお、３次元画像データとは、例えば、立体表示における複数の視野角方向に対応した複数の視差画像を含むデータである。例えば２眼式の立体表示を行う場合、右眼表示用と左眼表示用の視差画像のデータである。表示パネル２の表示面２Ａには、規則的に複数の表示画素４が２次元的に配列されている。画素４は、赤色用サブピクセル４Ｒ、緑色用サブピクセル４Ｇ、および青色用サブピクセル４Ｂからなる。画素４は、水平方向の同一列上には各色のサブピクセルが周期的に現れ、かつ、垂直方向の同一列には同一色のサブピクセルが配列されるようなストライプ状の画素配列とされている。   The display panel 2 is composed of, for example, a liquid crystal display or an organic EL (Electro-Luminescence) display. The display panel 2 displays video based on 2D image data when performing 2D display, and displays video based on 3D image data when performing 3D stereoscopic display. The three-dimensional image data is data including a plurality of parallax images corresponding to a plurality of viewing angle directions in stereoscopic display, for example. For example, when performing binocular stereoscopic display, the data is parallax image data for right-eye display and left-eye display. On the display surface 2A of the display panel 2, a plurality of display pixels 4 are regularly arranged in a two-dimensional manner. The pixel 4 includes a red sub-pixel 4R, a green sub-pixel 4G, and a blue sub-pixel 4B. The pixel 4 has a stripe-like pixel arrangement in which sub-pixels of each color appear periodically on the same column in the horizontal direction, and sub-pixels of the same color appear in the same column in the vertical direction. Yes.

可変レンズアレイ素子１０１は、液晶レンズ方式による可変レンズアレイであり、電気的にレンズ効果のオン・オフ制御を行うことが可能なものである。可変レンズアレイ素子１０１は、表示モードに応じてレンズ効果を制御することで、表示パネル２からの光線の通過状態を選択的に変化させるようになっている。   The variable lens array element 101 is a variable lens array based on a liquid crystal lens system, and can electrically control the on / off of the lens effect. The variable lens array element 101 selectively changes the passage state of light rays from the display panel 2 by controlling the lens effect according to the display mode.

［可変レンズアレイ素子１０１の構成］
図１５（Ａ）は、図１４に示した立体表示装置において２次元表示を行う場合の断面構成を示している。図１５（Ｂ）は、その２次元表示を行う場合に可変レンズアレイ素子１０１に印加される電圧を示している。図１５（Ｃ）は２次元表示を行う場合の立体表示装置の表示状態を光学的に等価に示している。図１６（Ａ）は図１４に示した立体表示装置において立体表示を行う場合の断面構成を示している。図１６（Ｂ）は、その立体表示を行う場合に可変レンズアレイ素子１０１に印加される電圧を示している。図１６（Ｃ）は立体表示を行う場合の立体表示装置の表示状態を光学的に等価に示している。 [Configuration of Variable Lens Array Element 101]
FIG. 15A illustrates a cross-sectional configuration in the case where two-dimensional display is performed in the stereoscopic display device illustrated in FIG. FIG. 15B shows the voltage applied to the variable lens array element 101 when performing the two-dimensional display. FIG. 15C optically equivalently shows the display state of the stereoscopic display device when performing two-dimensional display. FIG. 16A illustrates a cross-sectional configuration in the case where stereoscopic display is performed in the stereoscopic display device illustrated in FIG. FIG. 16B shows the voltage applied to the variable lens array element 101 when performing the stereoscopic display. FIG. 16C optically equivalently shows the display state of the stereoscopic display device when performing stereoscopic display.

可変レンズアレイ素子１０１は、間隔を空けて互いに対向配置された第１の基板１０および第２の基板２０と、それら第１の基板１０および第２の基板２０の間に配置された液晶層３０とを備えている。第１の基板１０および第２の基板２０は、例えばガラス材料または樹脂材料よりなる透明基板である。第１の基板１０上における第２の基板２０に対向する側には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜などの透明な導電膜からなる第１の電極１１がほぼ全面に一様に形成されている。図示を省略しているが、第１の基板１０上にはまた、第１の電極１１を介して液晶層３０に接するように第１の配向膜が形成されている。第２の基板２０上における第１の基板１０に対向する側には、ＩＴＯ膜などの透明な導電膜からなる第２の電極２１が部分的に形成されている。図示を省略しているが、第２の基板２０上にはまた、第２の電極２１を介して液晶層３０に接するように第２の配向膜が形成されている。   The variable lens array element 101 includes a first substrate 10 and a second substrate 20 that are arranged to face each other with a space therebetween, and a liquid crystal layer 30 that is arranged between the first substrate 10 and the second substrate 20. And. The first substrate 10 and the second substrate 20 are transparent substrates made of, for example, a glass material or a resin material. A first electrode 11 made of a transparent conductive film such as an ITO (Indium Tin Oxide) film is uniformly formed on the entire surface of the first substrate 10 on the side facing the second substrate 20. . Although not shown, a first alignment film is formed on the first substrate 10 so as to be in contact with the liquid crystal layer 30 via the first electrode 11. A second electrode 21 made of a transparent conductive film such as an ITO film is partially formed on the second substrate 20 on the side facing the first substrate 10. Although not shown, a second alignment film is also formed on the second substrate 20 so as to be in contact with the liquid crystal layer 30 via the second electrode 21.

液晶層３０は、液晶分子３１を含み、第１の電極１１と第２の電極２１とに印加される電圧に応じて液晶分子３１の配列方向が変化することでレンズ効果が制御されるようになっている。液晶分子３１は、屈折率異方性を有し、例えば長手方向と短手方向とで通過光線に対して屈折率の異なる屈折率楕円体の構造を有している。液晶層３０は、第１の電極１１と第２の電極２１とに印加される電圧の状態に応じて、レンズ効果の無い状態と、レンズ効果が発生する状態とに電気的に切り替わるようになっている。   The liquid crystal layer 30 includes liquid crystal molecules 31 so that the lens effect is controlled by changing the alignment direction of the liquid crystal molecules 31 according to the voltage applied to the first electrode 11 and the second electrode 21. It has become. The liquid crystal molecules 31 have refractive index anisotropy, and have, for example, a refractive index ellipsoidal structure in which the refractive index is different with respect to the passing light beam in the longitudinal direction and the short direction. The liquid crystal layer 30 is electrically switched between a state without a lens effect and a state where a lens effect occurs according to the state of a voltage applied to the first electrode 11 and the second electrode 21. ing.

図１７は、可変レンズアレイ素子１０１の電極部分の平面構成例を示している。図１６（Ｃ）では、図１７に示した電極構造である場合に可変レンズアレイ素子１０１によって形成されるレンズ形状を光学的に等価に示している。第１の電極１１は、平面状に形成されている。第２の電極２１は、例えばサブピクセルの幅より小さい幅の電極幅を有して縦方向に延在している。そして、図１６（Ｃ）に示したように第２の電極２１は、レンズ効果を発生させたときのレンズピッチｐに相当する周期間隔で複数、並列的に配置されている。レンズ効果を発生させる場合には、液晶層３０を挟む上下の電極間で、液晶分子３１の配列に変化を生じさせることが可能となるような所定の電位差を与えるようにする。第２の電極２１には例えば交流の駆動電圧が印加される。図１６（Ｂ）には、第２の電極２１に印加される駆動電圧（交流の駆動電圧の実効値）の一例を示している。第１の電極１１は全面に形成され、第２の電極２１は横方向に間隔を空けて部分的に形成されているので、第２の電極２１に図１６（Ｂ）に示したような所定の駆動電圧を印加すると、液晶層３０内での電界分布に偏りが生ずる。すなわち、第２の電極２１が形成されている領域に対応する部分では駆動電圧に応じて電界強度が強くなり、第２の電極２１から横方向に離れるほど電界強度が弱くなるような電界が発生する。すなわち、横方向（Ｘ方向）にレンズ効果が発生するように電界分布が変化する。等価的には、図１６（Ｃ）に示したように、水平方向（Ｘ方向）に屈折力のあるシリンドリカルレンズが、水平方向に複数、並列配置されたようなレンズ状態となる。   FIG. 17 shows a planar configuration example of the electrode portion of the variable lens array element 101. In FIG. 16C, the lens shape formed by the variable lens array element 101 in the case of the electrode structure shown in FIG. 17 is optically equivalently shown. The first electrode 11 is formed in a planar shape. The second electrode 21 has an electrode width smaller than the width of the subpixel, for example, and extends in the vertical direction. As shown in FIG. 16C, a plurality of second electrodes 21 are arranged in parallel at a periodic interval corresponding to the lens pitch p when the lens effect is generated. When the lens effect is generated, a predetermined potential difference is given between the upper and lower electrodes sandwiching the liquid crystal layer 30 so that the arrangement of the liquid crystal molecules 31 can be changed. For example, an alternating drive voltage is applied to the second electrode 21. FIG. 16B shows an example of a drive voltage (effective value of an alternating drive voltage) applied to the second electrode 21. Since the first electrode 11 is formed on the entire surface and the second electrode 21 is partially formed with a gap in the lateral direction, the second electrode 21 has a predetermined shape as shown in FIG. When the drive voltage is applied, the electric field distribution in the liquid crystal layer 30 is biased. That is, an electric field is generated in the portion corresponding to the region where the second electrode 21 is formed, and the electric field strength increases according to the driving voltage, and the electric field strength decreases as the distance from the second electrode 21 increases in the lateral direction. To do. That is, the electric field distribution changes so that the lens effect is generated in the lateral direction (X direction). Equivalently, as shown in FIG. 16C, the lens state is such that a plurality of cylindrical lenses having refractive power in the horizontal direction (X direction) are arranged in parallel in the horizontal direction.

表示パネル２の画素４は、可変レンズアレイ素子１０１によって形成されるシリンドリカルレンズのピッチｐに対してＮ個（２以上の整数）分、配置されている。３次元表示モードでは、このＮ個分、立体表示における光線数（視線数）を提示することになる。図１６（Ａ）〜（Ｃ）では２眼式の立体表示の例を示しており、可変レンズアレイ素子１０１によって形成される各シリンドリカルレンズに対して、隣接する２本の画素列Ｒ，Ｌが割り当てられている。表示パネル２では、一方の画素列Ｒには右視差画像を表示し、他方の画素列Ｌに左視差画像を表示する。表示された各視差画像は各シリンドリカルレンズによって左右別々の光路に振り分けられる。これにより、所定の位置、所定の方向から観察者が立体表示装置を見た場合、左右の視差画像が適切に観察者の右眼３Ｒおよび左眼３Ｌに到達し、立体像が知覚される。一般的な観察者の場合、左眼３Ｌと右眼３Ｒとの距離Ｗは約６ｃｍ離れており、各シリンドリカルレンズの形状および配置位置はそれに応じたものとされている。各シリンドリカルレンズの焦点は、例えば観察者が６０ｃｍ離れた位置から可変レンズアレイ素子１０１を観察すると、右眼３Ｒには２倍に拡大された右側の画素４からの画像情報だけが入るように設計されている。同様に、左眼３Ｌには左側の画素４からの画像情報が入るように設計されている。   The pixels 4 of the display panel 2 are arranged by N pieces (an integer of 2 or more) with respect to the pitch p of the cylindrical lens formed by the variable lens array element 101. In the three-dimensional display mode, the number of rays (the number of lines of sight) in the three-dimensional display is presented for the N pieces. FIGS. 16A to 16C show an example of a binocular stereoscopic display. For each cylindrical lens formed by the variable lens array element 101, two adjacent pixel rows R and L are provided. Assigned. In the display panel 2, a right parallax image is displayed on one pixel row R, and a left parallax image is displayed on the other pixel row L. The displayed parallax images are distributed to the left and right optical paths by the respective cylindrical lenses. Thereby, when an observer views the stereoscopic display device from a predetermined position and a predetermined direction, the left and right parallax images appropriately reach the right eye 3R and the left eye 3L of the observer, and a stereoscopic image is perceived. In the case of a general observer, the distance W between the left eye 3L and the right eye 3R is about 6 cm away, and the shape and arrangement position of each cylindrical lens are determined accordingly. The focal point of each cylindrical lens is designed so that, for example, when the observer observes the variable lens array element 101 from a position 60 cm away, only the image information from the right pixel 4 magnified twice is entered in the right eye 3R. Has been. Similarly, the left eye 3L is designed to receive image information from the left pixel 4.

なお、２次元表示を行う場合には、図１５（Ｂ）に示したように第２の電極２１に印加される駆動電圧（交流の駆動電圧の実効値）をゼロとする。この場合、液晶層３０内での屈折率分布が一様になるのでレンズ効果が無い状態となる。このため、等価的には、図１５（Ｃ）に示したような表示状態となり、表示パネル２からの表示画像光が偏向されることなくそのまま透過して観察者の両眼に到達する。すなわち、同一の画素４からの光が左眼３Ｌと右眼３Ｒとの双方に到達するので、表示パネル２に表示された画像が２次元的に知覚される。   In the case of performing two-dimensional display, as shown in FIG. 15B, the driving voltage applied to the second electrode 21 (effective value of AC driving voltage) is set to zero. In this case, since the refractive index distribution in the liquid crystal layer 30 is uniform, there is no lens effect. Therefore, equivalently, the display state is as shown in FIG. 15C, and the display image light from the display panel 2 is transmitted without being deflected and reaches the eyes of the observer. That is, since the light from the same pixel 4 reaches both the left eye 3L and the right eye 3R, the image displayed on the display panel 2 is perceived two-dimensionally.

［第１の実施の形態に係る立体表示装置の構成］
次に、本実施の形態に係る立体表示装置の構成を説明する。なお、図１４、図１５（Ａ）および図１６（Ａ）に示した比較例の立体表示装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。 [Configuration of stereoscopic display device according to first embodiment]
Next, the configuration of the stereoscopic display device according to the present embodiment will be described. Note that components that are substantially the same as those of the stereoscopic display device of the comparative example illustrated in FIGS. 14, 15A, and 16A are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted as appropriate.

図１は、本実施の形態に係る立体表示装置の全体構成を示している。この立体表示装置は、上記比較例の立体表示装置に対して可変レンズアレイ素子１の構造が異なっている。表示パネル２の構成は同様である。   FIG. 1 shows the overall configuration of the stereoscopic display device according to the present embodiment. This stereoscopic display device is different in the structure of the variable lens array element 1 from the stereoscopic display device of the comparative example. The configuration of the display panel 2 is the same.

図２（Ａ）は、図１に示した立体表示装置において２次元表示を行う場合の断面構成を示している。図２（Ｂ）は、その２次元表示を行う場合に可変レンズアレイ素子１に印加される電圧を示している。図２（Ｃ）は２次元表示を行う場合の立体表示装置の表示状態を光学的に等価に示している。図３（Ａ）は図１に示した立体表示装置において立体表示を行う場合の断面構成を示している。図３（Ｂ）は、その立体表示を行う場合に可変レンズアレイ素子１に印加される電圧を示している。図３（Ｃ）は立体表示を行う場合の立体表示装置の表示状態を光学的に等価に示している。図４は、可変レンズアレイ素子１の電極部分の平面構成例を示している。   FIG. 2A illustrates a cross-sectional configuration in the case where two-dimensional display is performed in the stereoscopic display device illustrated in FIG. FIG. 2B shows a voltage applied to the variable lens array element 1 when the two-dimensional display is performed. FIG. 2C optically equivalently shows the display state of the stereoscopic display device when performing two-dimensional display. FIG. 3A illustrates a cross-sectional configuration in the case where stereoscopic display is performed in the stereoscopic display device illustrated in FIG. FIG. 3B shows the voltage applied to the variable lens array element 1 when performing the stereoscopic display. FIG. 3C optically equivalently shows the display state of the stereoscopic display device when performing stereoscopic display. FIG. 4 shows a planar configuration example of the electrode portion of the variable lens array element 1.

本実施の形態における可変レンズアレイ素子１と、上記比較例における可変レンズアレイ素子１０１とでは、第２の電極２１の構造が異なっている。上記比較例における可変レンズアレイ素子１０１では、第２の電極２１がレンズ効果を発生させたときのレンズピッチｐに相当する周期間隔で部分的に形成されていた。これに対し、本実施の形態における可変レンズアレイ素子１では、第２の電極２１が、水平方向には少なくともサブピクセル４Ｒ，４Ｇ，４Ｂの配列位置ごとに細かく設けられている。第２の電極２１は、幅がサブピクセル４Ｒ，４Ｇ，４Ｂとほぼ同等か小さくなるように形成されている。なお、図２（Ａ）および図３（Ａ）では、第２の電極２１がサブピクセル４Ｒ，４Ｇ，４Ｂに対応する位置に、ピクセル数と同じ数だけ均等に設けられている例を示しているが、これよりも電極の分割数が多い構成でも構わない。この可変レンズアレイ素子１では、複数の第２の電極２１のそれぞれに印加する電圧を独立して制御することが可能とされている。そして、液晶層３０内の屈折率分布を少なくともサブピクセル単位で変化させることにより、レンズ効果を発生させた場合のシリンドリカルレンズ５の水平方向の位置および形状を少なくともサブピクセル単位で変化させることが可能となっている。   The structure of the second electrode 21 is different between the variable lens array element 1 in the present embodiment and the variable lens array element 101 in the comparative example. In the variable lens array element 101 in the comparative example, the second electrode 21 was partially formed at a periodic interval corresponding to the lens pitch p when the lens effect was generated. On the other hand, in the variable lens array element 1 according to the present embodiment, the second electrode 21 is finely provided at least for each arrangement position of the sub-pixels 4R, 4G, and 4B in the horizontal direction. The second electrode 21 is formed so that the width is substantially equal to or smaller than that of the subpixels 4R, 4G, and 4B. 2A and 3A show an example in which the second electrodes 21 are equally provided in the positions corresponding to the sub-pixels 4R, 4G, and 4B by the same number as the number of pixels. However, there may be a configuration in which the number of electrode divisions is larger than this. In the variable lens array element 1, the voltage applied to each of the plurality of second electrodes 21 can be independently controlled. Then, by changing the refractive index distribution in the liquid crystal layer 30 at least in sub-pixel units, the horizontal position and shape of the cylindrical lens 5 when the lens effect is generated can be changed at least in sub-pixel units. It has become.

［立体表示装置の動作］
この立体表示装置では、可変レンズアレイ素子１を、レンズ効果の無い状態と、レンズ効果の発生する状態とに切り替えることにより、２次元表示と立体表示との電気的な切り替えを行う。すなわち、可変レンズアレイ素子１をレンズ効果の無い状態として、表示パネル２からの表示画像光を偏向させることなく透過させることで２次元表示を行う。この場合、上記比較例に係る立体表示装置と同様、可変レンズアレイ素子１において、図２（Ｂ）に示したように第２の電極２１に印加される駆動電圧（交流の駆動電圧の実効値）をゼロとする。等価的には、図２（Ｃ）に示したような表示状態となることで、表示パネル２に表示された画像が２次元的に知覚される。 [Operation of stereoscopic display device]
In this stereoscopic display device, the variable lens array element 1 is switched between a state having no lens effect and a state in which a lens effect is generated, thereby performing electrical switching between two-dimensional display and stereoscopic display. That is, two-dimensional display is performed by allowing the display image light from the display panel 2 to pass through without being deflected with the variable lens array element 1 having no lens effect. In this case, similarly to the stereoscopic display device according to the comparative example, in the variable lens array element 1, as shown in FIG. 2B, the driving voltage applied to the second electrode 21 (the effective value of the AC driving voltage). ) Is zero. Equivalently, an image displayed on the display panel 2 is perceived two-dimensionally by being in a display state as shown in FIG.

また、可変レンズアレイ素子１をレンズ効果が発生する状態として、表示パネル２からの表示画像光を水平方向に偏向させることで、水平方向に両眼を置いたときに立体感が得られるような立体表示を行う。この場合、可変レンズアレイ素子１において、液晶層３０を挟む上下の電極間で、液晶分子３１の配列に変化を生じさせることが可能となるような所定の電位差を与えるようにする。第２の電極２１には例えば交流の駆動電圧が印加される。図３（Ｂ）には、第２の電極２１に印加される駆動電圧（交流の駆動電圧の実効値）の一例を示している。第１の電極１１は全面に形成され、第２の電極２１は横方向に少なくともサブピクセル単位で細かく形成されている。このため、第２の電極２１に図３（Ｂ）に示したような、電極位置に応じて漸減、漸増する所定の駆動電圧を印加すると、液晶層３０内での電界分布に偏りが生ずる。すなわち、第２の電極２１に印加された漸減、漸増する駆動電圧に応じて電界分布が生じ、横方向（Ｘ方向）にレンズ効果が発生するように電界分布が変化する。シリンドリカル状のレンズを形成するためには、図３（Ｂ）に示したように、駆動電圧としてレンズ中心部に相当する位置から周辺部に行くに連れて駆動電圧が大きくなるような電圧を第２の電極２１に印加すれば良い。等価的には、図３（Ｃ）に示したように、水平方向（Ｘ方向）に屈折力のあるシリンドリカルレンズ５が、水平方向に複数、並列配置されたようなレンズ状態となる。   In addition, in a state where the lens effect is generated in the variable lens array element 1, the display image light from the display panel 2 is deflected in the horizontal direction so that a stereoscopic effect can be obtained when both eyes are placed in the horizontal direction. 3D display. In this case, in the variable lens array element 1, a predetermined potential difference is provided between the upper and lower electrodes sandwiching the liquid crystal layer 30 so that the arrangement of the liquid crystal molecules 31 can be changed. For example, an alternating drive voltage is applied to the second electrode 21. FIG. 3B shows an example of the drive voltage (effective value of the AC drive voltage) applied to the second electrode 21. The first electrode 11 is formed on the entire surface, and the second electrode 21 is finely formed at least in subpixel units in the lateral direction. For this reason, when a predetermined drive voltage that gradually decreases and increases according to the electrode position is applied to the second electrode 21 as shown in FIG. 3B, the electric field distribution in the liquid crystal layer 30 is biased. That is, the electric field distribution is generated according to the gradually decreasing and increasing driving voltage applied to the second electrode 21, and the electric field distribution is changed so that the lens effect is generated in the lateral direction (X direction). In order to form a cylindrical lens, as shown in FIG. 3B, a voltage that increases the drive voltage from the position corresponding to the center of the lens to the periphery as shown in FIG. It may be applied to the second electrode 21. Equivalently, as shown in FIG. 3C, the lens state is such that a plurality of cylindrical lenses 5 having refractive power in the horizontal direction (X direction) are arranged in parallel in the horizontal direction.

表示パネル２の画素４は、可変レンズアレイ素子１によって形成されるシリンドリカルレンズ５のピッチｐに対してＮ個（２以上の整数）分、配置されている。３次元表示モードでは、このＮ個分、立体表示における光線数（視線数）を提示することになる。図３（Ａ）〜（Ｃ）では２眼式の立体表示の例を示しており、可変レンズアレイ素子１によって形成される各シリンドリカルレンズ５に対して、隣接する２本の画素列Ｒ，Ｌが割り当てられている。表示パネル２では、一方の画素列Ｒには右視差画像を表示し、他方の画素列Ｌに左視差画像を表示する。表示された各視差画像は各シリンドリカルレンズ５によって左右別々の光路に振り分けられる。これにより、所定の位置、所定の方向から観察者が立体表示装置を見た場合、左右の視差画像が適切に観察者の右眼３Ｒおよび左眼３Ｌに到達し、立体像が知覚される。一般的な観察者の場合、左眼３Ｌと右眼３Ｒとの距離Ｗは約６ｃｍ離れており、各シリンドリカルレンズ５の形状および配置位置はそれに応じたものとされている。   The pixels 4 of the display panel 2 are arranged in N pieces (an integer of 2 or more) with respect to the pitch p of the cylindrical lens 5 formed by the variable lens array element 1. In the three-dimensional display mode, the number of rays (the number of lines of sight) in the three-dimensional display is presented for the N pieces. 3A to 3C show an example of a binocular stereoscopic display, and two adjacent pixel rows R and L for each cylindrical lens 5 formed by the variable lens array element 1 are shown. Is assigned. In the display panel 2, a right parallax image is displayed on one pixel row R, and a left parallax image is displayed on the other pixel row L. The displayed parallax images are distributed to the left and right optical paths by the cylindrical lenses 5. Thereby, when an observer views the stereoscopic display device from a predetermined position and a predetermined direction, the left and right parallax images appropriately reach the right eye 3R and the left eye 3L of the observer, and a stereoscopic image is perceived. In the case of a general observer, the distance W between the left eye 3L and the right eye 3R is about 6 cm away, and the shape and arrangement position of each cylindrical lens 5 are determined accordingly.

ここで、上記比較例の立体表示装置では、可変レンズアレイ素子１０１において、第２の電極２１がレンズピッチｐに相当する所定の位置にのみ部分的に形成されているため、レンズ効果を発生させた場合のレンズピッチｐは固定である。このため、立体表示の視差数を変化させることはできない。これに対し、本実施の形態に係る立体表示装置では、可変レンズアレイ素子１において、第２の電極２１が少なくともサブピクセル単位で設けられているため、レンズ効果を発生させた場合のレンズピッチｐを細かく制御できる。これにより、１つのシリンドリカルレンズ５に対応させる表示パネル２の水平方向の画素数４を変化させ、立体表示の表示態様として、少なくとも立体表示の視差数を変化させることができる。   Here, in the stereoscopic display device of the comparative example, since the second electrode 21 is partially formed only at a predetermined position corresponding to the lens pitch p in the variable lens array element 101, a lens effect is generated. In this case, the lens pitch p is fixed. For this reason, the number of parallaxes of stereoscopic display cannot be changed. On the other hand, in the stereoscopic display device according to the present embodiment, since the second electrode 21 is provided at least in sub-pixel units in the variable lens array element 1, the lens pitch p when the lens effect is generated. Can be finely controlled. As a result, the number of pixels 4 in the horizontal direction of the display panel 2 corresponding to one cylindrical lens 5 can be changed, and at least the number of parallaxes in stereoscopic display can be changed as a display mode of stereoscopic display.

図５（Ａ）は、図３（Ａ）に対して視差数を３つに変化させた場合の断面構成を示している。図５（Ｂ）は、３つの視差数で立体表示を行う場合に可変レンズアレイ素子１に印加される電圧を示している。図５（Ｃ）は、その立体表示を行う場合の立体表示装置の表示状態を光学的に等価に示している。この場合、表示パネル２は、３つの種類の視差画像を水平方向に交互に表示する。可変レンズアレイ素子１では、図５（Ｂ）に示したような適切な駆動電圧を第２の電極２１に印加することで、各シリンドリカルレンズ５に対して、隣接する３本の画素列が割り当てられるようにレンズピッチｐを変化させる。これにより、図５（Ｃ）に示したような３視差での立体表示が可能となる。図５（Ｃ）では、観察者が視点位置を左側および右側に移動したときの観察状態を模式的に示している。図５（Ｃ）に示したように、観察者の視点位置が左側に移動したときには、左眼３Ｌに３番の視差画像が認識され、右眼３Ｒに２番の視差画像が認識される。観察者の視点位置が右側に移動したときには、左眼３Ｌに２番の視差画像が認識され、右眼３Ｒに１番の視差画像が認識される。   FIG. 5A illustrates a cross-sectional configuration in the case where the number of parallaxes is changed to three with respect to FIG. FIG. 5B shows the voltage applied to the variable lens array element 1 when performing stereoscopic display with three parallax numbers. FIG. 5C optically equivalently shows the display state of the stereoscopic display device when performing the stereoscopic display. In this case, the display panel 2 displays three types of parallax images alternately in the horizontal direction. In the variable lens array element 1, by applying an appropriate driving voltage as shown in FIG. 5B to the second electrode 21, three adjacent pixel columns are assigned to each cylindrical lens 5. Then, the lens pitch p is changed. As a result, stereoscopic display with three parallaxes as shown in FIG. FIG. 5C schematically shows an observation state when the observer moves the viewpoint position to the left side and the right side. As shown in FIG. 5C, when the viewpoint position of the observer moves to the left side, the third parallax image is recognized by the left eye 3L and the second parallax image is recognized by the right eye 3R. When the viewpoint position of the observer moves to the right side, the second parallax image is recognized by the left eye 3L and the first parallax image is recognized by the right eye 3R.

なお、同様にしてレンズピッチｐを変化させることで、視差数を４つ以上に変化させることも可能である。その場合、表示パネル２には、その視差数Ｎに応じたＮ個の視差画像を表示する。   Similarly, the number of parallaxes can be changed to four or more by changing the lens pitch p. In that case, the display panel 2 displays N parallax images corresponding to the parallax number N.

以上説明したように、本実施の形態に係る立体表示装置によれば、可変レンズアレイ素子１によってシリンドリカルレンズ５のレンズピッチｐを変化させることで、立体表示の視差数を変化させることができる。これにより、例えば画像の内容や観察者の好みに応じて、立体視の表示態様として、視差数を最適化することができる。例えば、画像の内容によって、解像度優先の場合には２視差程度の少視差で表示し、奥行きや視野角優先の場合には多視差で表示するというような最適化が可能となる。   As described above, according to the stereoscopic display device according to the present embodiment, the variable lens array element 1 can change the lens pitch p of the cylindrical lens 5 to change the number of parallaxes for stereoscopic display. Thereby, the number of parallaxes can be optimized as a stereoscopic display mode according to, for example, the contents of the image and the viewer's preference. For example, depending on the content of the image, it is possible to perform optimization such as displaying with a small parallax of about two parallaxes when priority is given to resolution and displaying with multiple parallaxes when priority is given to depth or viewing angle.

＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態に係る立体表示装置について説明する。なお、上記第１の実施の形態に係る立体表示装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。 <Second Embodiment>
Next, a stereoscopic display device according to a second embodiment of the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the substantially same component as the three-dimensional display apparatus concerning the said 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted suitably.

上記第１の実施の形態では、可変レンズアレイ素子１によるシリンドリカルレンズ５のレンズピッチｐを変化させることで、立体視の表示態様として、視差数を最適化するようにしたが、さらに他の要因に基づいてレンズ形状を変化させるようにしても良い。図６は、レンチキュラ方式による立体表示で生ずるクロストークの問題について示している。図６では、２視差での立体表示を行っており、表示パネル２に右視差画像Ｒと左視差画像Ｌとを交互に表示している。視点中心Ｐ１は表示パネル２に対して中央に位置している。可変レンズアレイ素子１において、各シリンドリカルレンズ５は、２画素ごとに等間隔で形成されている。すなわち、画面中心部と周辺部とで表示パネル２上の画素４に対する各シリンドリカルレンズ５の位置および形状は同じとなっている。このような場合、画面中心部では左右の視差分離が良好になされるが、画面周辺部では視差分離が十分になされない場合がある。すなわち、画面中心部では観察者の左眼３Ｌに到達する左眼用光線６１Ｌには、左視差画像Ｌの情報のみが含まれ、右眼３Ｒに到達する右眼用光線６１Ｒには、右視差画像Ｒの情報のみが含まれる。一方、画面周辺部では左眼３Ｌに到達する左眼用光線６２Ｌに、左視差画像Ｌの情報だけでなく右視差画像Ｒの情報が含まれてしまう。同様に、、右眼３Ｒに到達する画面周辺部での右眼用光線６２Ｒには、右視差画像Ｒの情報だけでなく左視差画像Ｌの情報が含まれてしまう。このように、一方の視差画像に他方の視差画像が混じってしまう問題はクロストークと呼ばれる。また、観察者の視点位置が水平方向に移動した場合に左右の画像情報が完全に入れ替わってしまう問題は逆視と呼ばれる。本実施の形態は、このような逆視やクロストークの問題を解決するために、表示パネル２の水平方向の画素位置に対するシリンドリカルレンズ５の位置関係を視点位置に応じて変化させるようにしたものである。   In the first embodiment, the number of parallaxes is optimized as a stereoscopic display mode by changing the lens pitch p of the cylindrical lens 5 by the variable lens array element 1. The lens shape may be changed based on the above. FIG. 6 shows the problem of crosstalk that occurs in stereoscopic display by the lenticular method. In FIG. 6, stereoscopic display with two parallaxes is performed, and the right parallax image R and the left parallax image L are alternately displayed on the display panel 2. The viewpoint center P <b> 1 is located at the center with respect to the display panel 2. In the variable lens array element 1, each cylindrical lens 5 is formed at equal intervals for every two pixels. That is, the positions and shapes of the respective cylindrical lenses 5 with respect to the pixels 4 on the display panel 2 are the same in the central portion and the peripheral portion of the screen. In such a case, right and left parallax separation is good at the center of the screen, but parallax separation may not be sufficient at the periphery of the screen. That is, in the center of the screen, the left-eye light beam 61L reaching the observer's left eye 3L includes only the information of the left parallax image L, and the right-eye light beam 61R reaching the right eye 3R includes the right parallax. Only the information of the image R is included. On the other hand, not only the information on the left parallax image L but also the information on the right parallax image R is included in the light beam 62L for the left eye reaching the left eye 3L at the periphery of the screen. Similarly, not only the information on the right parallax image R but also the information on the left parallax image L is included in the light ray 62R for the right eye at the periphery of the screen reaching the right eye 3R. Thus, the problem that one parallax image is mixed with the other parallax image is called crosstalk. Also, the problem that the left and right image information is completely replaced when the observer's viewpoint position moves in the horizontal direction is called reverse viewing. In the present embodiment, in order to solve such problems of reverse viewing and crosstalk, the positional relationship of the cylindrical lens 5 with respect to the horizontal pixel position of the display panel 2 is changed according to the viewpoint position. It is.

［第２の実施の形態に係る立体表示装置の構成］
図７は、本実施の形態に係る立体表示装置の構成例を示している。図８は、図７に示した立体表示装置において立体表示を行う場合の構成を、可変レンズアレイ素子１に印加される電圧波形と共に示している。この立体表示装置は、観察者の視点位置を検出するカメラ５１および視点位置算出部５２と、検出された視点位置に応じて可変レンズアレイ素子１に印加する電圧の制御を行う印加電圧制御部５３とを備えている。表示パネル２および可変レンズアレイ素子１の単体の基本構成は、上記第１の実施の形態と同様である。 [Configuration of stereoscopic display device according to second embodiment]
FIG. 7 shows a configuration example of the stereoscopic display device according to this embodiment. FIG. 8 shows a configuration in the case of performing stereoscopic display in the stereoscopic display device shown in FIG. 7 together with a voltage waveform applied to the variable lens array element 1. This stereoscopic display device includes a camera 51 and a viewpoint position calculation unit 52 that detect the viewpoint position of the observer, and an applied voltage control unit 53 that controls a voltage applied to the variable lens array element 1 according to the detected viewpoint position. And. The basic structure of a single unit of the display panel 2 and the variable lens array element 1 is the same as that in the first embodiment.

本実施の形態において、カメラ５１および視点位置算出部５２が、本発明における「検出手段」の一具体例に対応する。また、印加電圧制御部５３が、本発明における「制御手段」の一具体例に対応する。   In the present embodiment, the camera 51 and the viewpoint position calculation unit 52 correspond to a specific example of “detection means” in the present invention. The applied voltage control unit 53 corresponds to a specific example of “control means” in the present invention.

カメラ５１は、例えばＣＣＤカメラ（Charge Coupled Device）であり、観察者の左眼３Ｌおよび右眼３Ｒを撮影するようになっている。視点位置算出部５２は、カメラ５１の撮影情報に基づいて、観察者の表示パネル２に対する視点位置を算出するようになっている。ここで、カメラ５１を１台装備した場合には表示パネル２に対する左右の視点位置を検出することが可能である。カメラ５１を表示パネル２の左右に２台装備した場合には、表示パネル２に対する左右の位置だけでなく、両眼の奥行き情報も検出することができる。なお、具体的な位置検出手法は、従来から知られている種々の検出方法を用いることが可能である。   The camera 51 is a CCD camera (Charge Coupled Device), for example, and photographs the left eye 3L and the right eye 3R of the observer. The viewpoint position calculation unit 52 calculates the viewpoint position of the observer with respect to the display panel 2 based on the shooting information of the camera 51. Here, when one camera 51 is installed, the left and right viewpoint positions with respect to the display panel 2 can be detected. When two cameras 51 are provided on the left and right of the display panel 2, not only the left and right positions with respect to the display panel 2, but also the depth information of both eyes can be detected. As a specific position detection method, various conventionally known detection methods can be used.

印加電圧制御部５３は、検出された視点位置に応じて可変レンズアレイ素子１の第２の電極２１に印加する電圧の制御を行うことで、表示パネル２の水平方向の画素位置に対するシリンドリカルレンズ５の形状および位置関係を視点位置に応じて変化させる。この場合、観察者の左眼３Ｌの位置には左眼３Ｌ用の視差画像のみが適切に到達し、右眼３Ｒの位置には右眼３Ｒ用の視差画像のみが到達することとなるようにシリンドリカルレンズ５の形状および位置を変化させる。   The applied voltage control unit 53 controls the voltage applied to the second electrode 21 of the variable lens array element 1 according to the detected viewpoint position, whereby the cylindrical lens 5 with respect to the horizontal pixel position of the display panel 2. The shape and the positional relationship are changed according to the viewpoint position. In this case, only the parallax image for the left eye 3L appropriately reaches the position of the left eye 3L of the observer, and only the parallax image for the right eye 3R reaches the position of the right eye 3R. The shape and position of the cylindrical lens 5 are changed.

図７および図８では、図６と同様に２視差での立体表示を行った場合について示している。これらの図に１点鎖線で示したように視点中心Ｐ１から表示パネル２の画素４に対して立体表示の水平方向の単位画素（ここでは２画素）ごとに直線で結んだ場合を考える。図７の状態では、中心部から周辺部まで各シリンドリカルレンズ５が２つの直線間に位置するように最適化されて配置されている。これに対して、図６の状態では、周辺部に行くに連れて各シリンドリカルレンズ５の位置が２つの直線間の位置からずれた配置となってしまっている。例えば周辺部の２つの直線７１，７２の間に着目すると、図７の状態ではシリンドリカルレンズ５が直線間に位置しており、この直線間が図８に示したように、シリンドリカルレンズ５のレンズピッチｐに対応している。一方、図６の状態ではシリンドリカルレンズ５が直線間に位置していない。このような位置ずれが、クロストークを生じさせる。   7 and 8 show a case where stereoscopic display with two parallaxes is performed as in FIG. Consider a case in which the unit pixel (two pixels in this case) in the horizontal direction of the stereoscopic display is connected with a straight line from the viewpoint center P1 to the pixel 4 of the display panel 2 from the viewpoint center P1 as indicated by a dashed line in these figures. In the state of FIG. 7, each cylindrical lens 5 is optimized and arranged so as to be positioned between two straight lines from the central portion to the peripheral portion. On the other hand, in the state of FIG. 6, the position of each cylindrical lens 5 is shifted from the position between the two straight lines as it goes to the periphery. For example, when attention is paid between the two straight lines 71 and 72 in the peripheral portion, the cylindrical lens 5 is positioned between the straight lines in the state of FIG. 7, and the space between the straight lines is the lens of the cylindrical lens 5 as shown in FIG. It corresponds to the pitch p. On the other hand, in the state of FIG. 6, the cylindrical lens 5 is not located between the straight lines. Such misalignment causes crosstalk.

図９は、図７に示した立体表示装置において視点が右方向に移動した場合の立体表示の状態を光学的に等価に示している。視点位置が右方向に移動した場合にも同様に、可変レンズアレイ素子１を制御する。すなわち、図９に１点鎖線で示したように視点中心Ｐ２から表示パネル２の画素４に対して２画素ごとに直線で結んだ場合、その直線間にシリンドリカルレンズ５が位置することとなるように可変レンズアレイ素子１を制御する。   FIG. 9 optically equivalently illustrates the state of stereoscopic display when the viewpoint moves to the right in the stereoscopic display device shown in FIG. Similarly, when the viewpoint position moves to the right, the variable lens array element 1 is controlled. That is, as shown by the one-dot chain line in FIG. 9, when the line is connected to the pixel 4 of the display panel 2 from the viewpoint center P2 every two pixels, the cylindrical lens 5 is positioned between the straight lines. The variable lens array element 1 is controlled.

図１０は、図７に示した立体表示装置において視点が左方向に移動した場合の立体表示の状態を光学的に等価に示している。視点位置が左方向に移動した場合にも、図１０に１点鎖線で示したように視点中心Ｐ３から表示パネル２の画素４に対して２画素ごとに直線で結んだ場合、その直線間にシリンドリカルレンズ５が位置することとなるように可変レンズアレイ素子１を制御する。   FIG. 10 optically equivalently shows a state of stereoscopic display when the viewpoint moves leftward in the stereoscopic display device shown in FIG. Even when the viewpoint position moves to the left, as shown by a one-dot chain line in FIG. 10, when the viewpoint center P3 is connected to the pixel 4 of the display panel 2 by a straight line every two pixels, The variable lens array element 1 is controlled so that the cylindrical lens 5 is positioned.

なお、図７〜図１０では２視差の場合の例を示したが、３視差以上の立体表示を行う場合も同様の制御を行うことで、逆視やクロストークの問題を解決することができる。   Although FIGS. 7 to 10 show examples of two parallaxes, the same control can be performed when stereoscopic display of three or more parallaxes is performed to solve the problem of reverse viewing and crosstalk. .

また、以上の説明では、逆視やクロストークの問題を解決するためにレンズ形状および位置を制御するようにしたが、さらに、視点位置の移動に応じて表示パネル２に表示する画像を変化させるようにしても良い。すなわち、視点位置に応じて、表示パネル２に表示する左眼３Ｌ用の視差画像の内容と右眼３Ｒ用の視差画像の内容とを視点位置に応じた視差情報が含まれるような内容に変化させるようにしても良い。この場合、視点移動に応じて、両眼が左右に動いた分だけ表示情報の角度を変更することで、構成上は２視差でありながら、あたかも多視点の映像を見ているかのような立体表示を行うことができる。また、カメラ５１を２台装備して左右の位置だけでなく両眼の奥行き情報も検出する場合には、奥行き方向（表示パネル２に直交するＺ方向）の視点移動に応じて表示情報を変更するようにしても良い。   In the above description, the lens shape and position are controlled in order to solve the problems of reverse viewing and crosstalk. Further, the image displayed on the display panel 2 is changed according to the movement of the viewpoint position. You may do it. That is, according to the viewpoint position, the content of the parallax image for the left eye 3L and the content of the parallax image for the right eye 3R displayed on the display panel 2 are changed to the content including the parallax information according to the viewpoint position. You may make it let it. In this case, the angle of the display information is changed by the amount of movement of both eyes to the left and right according to the viewpoint movement, so that the stereoscopic image is as if viewing a multi-viewpoint image although it has two parallaxes. Display can be made. When two cameras 51 are installed to detect not only the right and left positions but also the depth information of both eyes, the display information is changed in accordance with the viewpoint movement in the depth direction (Z direction orthogonal to the display panel 2). You may make it do.

このように、本実施の形態によれば、観察者の視点位置に応じて第２の電極２１に印加する電圧を細かく制御するようにしたので、表示パネル２の水平方向の画素位置に対するシリンドリカルレンズ５の位置関係を視点位置に応じて変化させることができる。これにより、立体表示の表示態様として、少なくとも視点位置に最適化された立体表示を行うことができ、逆視やクロストークを防止することができる。   As described above, according to the present embodiment, since the voltage applied to the second electrode 21 is finely controlled according to the viewpoint position of the observer, the cylindrical lens with respect to the horizontal pixel position of the display panel 2. 5 can be changed according to the viewpoint position. As a result, stereoscopic display optimized for at least the viewpoint position can be performed as the display mode of stereoscopic display, and reverse viewing and crosstalk can be prevented.

Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…視点中心、１…可変レンズアレイ素子、２…表示パネル、２Ａ…表示面、３Ｌ…左眼、３Ｒ…右眼、４…画素、４Ｒ…赤色用サブピクセル、４Ｇ…緑色用サブピクセル、４Ｂ…青色用サブピクセル、５…シリンドリカルレンズ、１０…第１の基板、１１…第１の電極、２０…第２の基板、２１…第２の電極、３０…液晶層、３１…液晶分子、５１…カメラ、５２…視点位置算出部、５３…印加電圧制御部、６１Ｌ…左眼用光線（画面中心部）、６２Ｌ…左眼用光線（画面周辺部）、６１Ｒ…右眼用光線（画面中心部）、６２Ｒ…右眼用光線（画面周辺部）。   P1, P2, P3 ... view point center, 1 ... variable lens array element, 2 ... display panel, 2A ... display surface, 3L ... left eye, 3R ... right eye, 4 ... pixel, 4R ... red sub-pixel, 4G ... green Subpixel 4B, blue subpixel, 5 cylindrical lens, 10 first substrate, 11 first electrode, 20 second substrate, 21 second electrode, 30 liquid crystal layer, 31 ... Liquid crystal molecules, 51 ... Camera, 52 ... View position calculation unit, 53 ... Applied voltage control unit, 61L ... Left eye ray (screen center), 62L ... Left eye ray (screen periphery), 61R ... Right eye Rays for screen (center of screen), 62R ... Rays for right eye (screen periphery).

Claims (7)

複数色のサブピクセルからなる画素が２次元的に複数配列された画素構造を有し、水平方向の同一列上には各色のサブピクセルが周期的に現れるような画素配列とされ、かつ、垂直方向の同一列には同一色のサブピクセルが配列されるような画素配列とされた表示パネルと、
平面状の第１の電極と、前記第１の電極に対向するように配置されると共に垂直方向に延在する複数の第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置された液晶層とを有し、前記第１の電極と前記第２の電極とによって印加される電圧に応じて前記液晶層内の屈折率分布を変化させることで、前記表示パネルからの表示画像光の通過状態を選択的に変化させるようになされた可変レンズアレイ素子と
を備え、
前記可変レンズアレイ素子において、前記第２の電極は、幅が前記サブピクセルの幅よりも小さく形成され、水平方向には前記サブピクセルの水平方向の配列位置ごとに設けられており、
前記複数の第２の電極のそれぞれに印加する電圧を独立して制御することにより、前記液晶層内の屈折率分布を前記サブピクセル単位で変化させ、立体表示の表示態様を選択的に複数の状態に変化させることが可能に構成されている
立体表示装置。 It has a pixel structure in which a plurality of pixels composed of sub-pixels of a plurality of colors are two-dimensionally arranged. The pixel arrangement is such that sub-pixels of each color appear periodically on the same column in the horizontal direction. A display panel having a pixel arrangement in which sub-pixels of the same color are arranged in the same direction column;
A planar first electrode; a plurality of second electrodes arranged to face the first electrode and extending in a vertical direction; the first electrode and the second electrode; A liquid crystal layer disposed between the display panel and the refractive index distribution in the liquid crystal layer is changed according to a voltage applied by the first electrode and the second electrode. A variable lens array element configured to selectively change the passage state of the display image light of
In the variable lens array element, the second electrode is formed to have a width smaller than the width of the sub-pixel, and is provided for each horizontal array position of the sub-pixel in the horizontal direction.
By independently controlling the voltage applied to each of the plurality of second electrodes, the refractive index distribution in the liquid crystal layer is changed in units of subpixels, and the display mode of the stereoscopic display is selectively changed to a plurality of display modes. A stereoscopic display device configured to be able to change to a state. 前記可変レンズアレイ素子は、等価的に複数のシリンドリカルレンズを水平方向に並列配置したようなレンズ効果を発生させることが可能に構成され、
前記複数の第２の電極のそれぞれに印加する電圧を独立して制御することにより、前記シリンドリカルレンズの水平方向の位置および形状を前記サブピクセル単位で変化させ、立体表示の表示態様を選択的に複数の状態に変化させることが可能に構成されている
請求項１に記載の立体表示装置。 The variable lens array element is configured to be able to generate a lens effect equivalently having a plurality of cylindrical lenses arranged in parallel in the horizontal direction,
By independently controlling the voltage applied to each of the plurality of second electrodes, the horizontal position and shape of the cylindrical lens are changed in units of the sub-pixels, and the display mode of the stereoscopic display is selectively selected. The stereoscopic display device according to claim 1, wherein the stereoscopic display device is configured to be capable of being changed into a plurality of states. 前記可変レンズアレイ素子において、１つの前記シリンドリカルレンズは、前記表示パネルの水平方向の２つ以上の画素が対応するようになっており、
前記シリンドリカルレンズのレンズピッチを変化させることで、１つの前記シリンドリカルレンズに対応させる前記表示パネルの水平方向の画素数を変化させ、前記立体表示の表示態様として、立体表示の視差数を変化させる態様を含む
請求項２に記載の立体表示装置。 In the variable lens array element, one cylindrical lens corresponds to two or more pixels in the horizontal direction of the display panel,
A mode in which the number of pixels in the horizontal direction of the display panel corresponding to one cylindrical lens is changed by changing the lens pitch of the cylindrical lens, and the number of parallaxes in the stereoscopic display is changed as the display mode of the stereoscopic display. The stereoscopic display device according to claim 2. 観察者の視点位置を検出する検出手段と、
検出された前記視点位置に応じて前記第２の電極に印加する電圧の制御を行うことで、前記表示パネルの水平方向の画素位置に対する前記シリンドリカルレンズの位置関係を前記視点位置に応じて変化させる制御手段と
をさらに備え、
前記立体表示の表示態様として、前記視点位置に最適化された立体表示を行う態様を含む
請求項２または３に記載の立体表示装置。 Detection means for detecting the viewpoint position of the observer;
By controlling the voltage applied to the second electrode according to the detected viewpoint position, the positional relationship of the cylindrical lens with respect to the horizontal pixel position of the display panel is changed according to the viewpoint position. And a control means,
The stereoscopic display device according to claim 2, wherein the stereoscopic display includes an aspect of performing stereoscopic display optimized for the viewpoint position. 前記表示パネルには、左眼用の視差画像と右眼用の視差画像とが水平方向に交互に表示され、
前記制御手段は、前記視点位置に最適化された立体表示として、観察者の左眼位置には前記左眼用の視差画像のみが到達し、観察者の右眼位置には前記右眼用の視差画像のみが到達することとなるように前記シリンドリカルレンズの位置を変化させる
ようになされている請求項４に記載の立体表示装置。 On the display panel, a parallax image for the left eye and a parallax image for the right eye are alternately displayed in the horizontal direction,
As the stereoscopic display optimized for the viewpoint position, the control means allows only the left-eye parallax image to reach the left eye position of the observer, and the right-eye position to the observer's right eye position. The stereoscopic display device according to claim 4, wherein the position of the cylindrical lens is changed so that only a parallax image arrives. さらに、前記視点位置に応じて、前記表示パネルに表示する前記左眼用の視差画像の内容と前記右眼用の視差画像の内容とを前記視点位置に応じた視差情報が含まれるような内容に変化させる
ようになされている請求項５に記載の立体表示装置。 In addition, the content of the parallax image for the left eye displayed on the display panel and the content of the parallax image for the right eye displayed on the display panel according to the viewpoint position includes parallax information corresponding to the viewpoint position. The stereoscopic display device according to claim 5, wherein the stereoscopic display device is configured to be changed to: 前記レンズアレイ素子は、レンズ効果の無い状態とレンズ効果を発生させた状態とに電気的に切り替え可能に構成され、
前記レンズアレイ素子を前記レンズ効果の無い状態として、前記表示パネルからの表示画像光を偏向させることなく透過させることで２次元表示を行い、
前記レンズアレイ素子を前記レンズ効果を発生させた状態として、前記表示パネルからの表示画像光を前記シリンドリカルレンズによって水平方向に偏向させることで、水平方向に両眼を置いたときに立体感が得られるような立体表示を行う
ようになされている請求項２に記載の立体表示装置。 The lens array element is configured to be electrically switchable between a state without a lens effect and a state with a lens effect generated,
Two-dimensional display is performed by transmitting the display image light from the display panel without deflecting the lens array element without the lens effect,
With the lens array element in a state where the lens effect is generated, the display image light from the display panel is deflected in the horizontal direction by the cylindrical lens, so that a stereoscopic effect can be obtained when both eyes are placed in the horizontal direction. The stereoscopic display device according to claim 2, wherein the stereoscopic display is configured to perform such stereoscopic display.
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