专利名称：立体视频显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及能够以裸眼观察立体视频的大型立体视频显示装置。
背景技术：
以往，作为立体视频显示装置，公知有主动式快门方式。在主动式快门方式中，在显示部中高速地交替切换右眼用视频和左眼用视频而进行显示(场序方式)，并使用主动式快门眼镜进行观察。主动式快门眼镜通过液晶快门，与视频的切换同步地，交替遮挡左右的视野，从而右眼可以看到右眼用视频，左眼可以看到左眼用视频。然而，在该主动式快门方式中，观察者必须佩戴眼镜，这一点比较麻烦。 另一方面，作为观察者可以用裸眼观察立体视频的立体视频显示装置，公知有柱状透镜(lenticular lens)方式(例如，参照专利文献I)。在柱状透镜方式中，在显示部的前面设置有由大量的柱面透镜(cylindrical lens)排列而成的柱状透镜。在显示部中，以竖条状交替显示右眼用视频和左眼用视频，由柱状透镜将这些右眼用视频和左眼用视频在水平方向分离。以显示部位于柱状透镜的焦平面的方式配置柱状透镜。专利文献专利文献I :日本特开平2-44995号公报(参照图I、图3)然而，当将上述柱状透镜方式应用于例如使用了 LED (发光二极管)的大屏幕显示装置时，存在以下问题。S卩，在使用了 LED的大屏幕显示装置中，显示像素(LED)较大，配置间隔也很大，因此需要增大柱状透镜的曲率半径。因此，柱状透镜的焦点距离变长，为了使该焦平面与显示部一致，必须将柱状透镜配置在与显示部间隔一定距离的位置。其结果为，无法将柱状透镜与显示部接近配置，妨碍显示装置的薄型化。
发明内容
本发明正是为了解决上述课题而完成的，其目的在于，提供一种可以将显示部与柱状透镜接近配置的立体视频显示装置。本发明的立体视频显示装置具有显示部，其具有排列成矩阵的多个显示像素，每隔一列交替地显示右眼用视频和左眼用视频；多个柱状透镜，其按照显示部的显示像素的每个列而设置，具有正光焦度(positive refractive power),数量与显示像素的列数相同，并且按照显示像素的每个列使显示于显示部的右眼用视频和左眼用视频的光平行化(collimate);以及偏转光学元件，其按照显示像素的每列，使通过多个柱状透镜被平行化后的光偏转，以便达到右眼用立体视区域和左眼用立体视区域。偏转光学元件具有在显示部的显示像素的列方向延伸，且相对于显示部的法线倾斜的、数量与显示像素的列数相同的平面。发明效果根据本发明，即便在将立体视频显示装置大型化的情况下，也能够将显示部与柱状透镜接近配置。因此，能够有助于立体视频显示装置的薄型化。
图I是示出包含本发明的实施方式I中的大型立体视频显示装置的立体视频显示系统的基本结构的图。图2是示出实施方式I中的大型立体视频显示装置的LED显示部和前面透镜的平面图。图3是示出包含实施方式I中的大型立体视频显示装置的LED显示部的画面中央的LED和前面透镜的光学系统的平面图。图4是示出包含实施方式I中的大型立体视频显示装置的LED显示部的画面端部的LED和前面透镜的光学系统的平面图。 图5是示出包含比较例的立体视频显示装置的液晶显示部和柱状透镜的光学系统的平面图。图6是示出包含比较例的立体视频显示装置的LED显示部和柱状透镜的光学系统的平面图。图7是示出本发明的实施方式2中的大型立体视频显示装置的LED显示部和前面透镜的平面图。图8是示出包含实施方式2中的大型立体视频显示装置的LED显示部的画面中央的LED和前面透镜的光学系统的平面图。图9是示出包含实施方式2中的大型立体视频显示装置的LED显示部的画面端部的LED和前面透镜的光学系统的平面图。图10是示出本发明的实施方式3中的大型立体视频显示装置的LED显示部和前面透镜的平面图(A)和侧视图(B)。标号说明I :大型立体视频显示装置(立体视频显示装置)；11 :显示控制器；12 :3D播放器；13 :逐行转换装置；14 PC ;15R、15L :立体视区域;2、5、6 =LED显示部(显示部);21、51 =LED(显示像素);3 :前面透镜；31、31a、31b :柱状透镜(透镜);32 :棱镜(偏转光学元件);32a、32b 棱镜面(平面、偏转面);52 :分割壁；53 :扩散片(扩散部件)；61 :遮光板(遮光部件)。
具体实施例方式实施方式I图I是示出包含本发明的实施方式I中的大型立体视频显示装置I (立体视频显示装置)的立体视频显示系统的基本结构的图。大型立体视频显示装置I使用LED (发光二极管)作为显示像素，是例如在32英寸以上的大屏幕上显示视频的显示装置。大型立体视频显示装置I具有作为显示部的LED显示部2和在该LED显示部2的前面配置的前面透镜3。LED显示部2与显示控制器(显示控制部)11连接，该显示控制器11具有视频信号调整功能，并输出视频信号。逐行转换装置13与显示控制器11连接，可以输出3D视频信号(立体视频信号)的3D播放器(播放装置)12与该逐行转换装置13连接。逐行转换装置13对从3D播放器12输出的3D视频信号即右眼用视频和左眼用视频以每隔一列(纵向一列)交替地显示为条状的方式进行转换。在显示控制器11上还连接有PC (个人计算机)24。也可以使用PC 24预先以右眼用视频和左眼用视频每隔一列交替排列的方式生成内容，将该内容直接输入到显示控制器11。在图I中，将LED显示部2的纵向(上下方向)设为Y方向，将横向(左右方向)设为X方向。此外，将LED显示部2的显示面的法线方向(即，与X方向和Y方向双方垂直的方向)设为Z方向。图2是示出LED显示部2和前面透镜3的平面图。LED显示部2的各显示像素由LED 21构成。此处，LED 21由可以由I个元件发出红色、绿色、蓝色3色的光的所谓3色发 光LED构成。各LED 21的出射光轴方向是Z方向。LED 21在X方向(行)和Y方向(列)均以一定的排列间距(排列间隔)d排列成矩阵。LED 21通过显示控制器11的控制，每隔一列交替地显示右眼用视频(R)和左眼用视频(L)。前面透镜3由透明的树脂(例如丙烯树脂)或玻璃形成。前面透镜3的靠LED显示部2侧的面上形成有数量与LED 21的列数相同的柱状透镜31。柱状透镜31将大量的柱面透镜(透镜面)排列在X方向，其中，所述柱面透镜在LED 21侧具有凸的半圆状剖面(XZ剖面)，并在Y方向上延伸。各柱面透镜面在XZ面内具有正的光焦度(透镜效果)。以LED显示部2的显示像素(LED 21)位于柱状透镜31的焦平面的方式配置柱状透镜31。在LED显示部2排列成矩阵的LED 21的每列上都设置有柱状透镜31。在与显示右眼用视频(R)的LED 21的列相对的透镜面31a中入射从该LED 21出射的光，该光被平行化(collimate)而成为平行光。在与显示左眼用视频(L)的LED 21的列相对的透镜面31b中入射从该LED 21出射的光,该光被平行化而成为平行光。在与前面透镜3的柱状透镜31相反的一侧，设置有数量与LED 21的列数相同的棱镜(偏转面)32。棱镜32由在Y方向上延伸的一对棱镜面(平面)32a、32b构成，该一对棱镜面(平面)32a、32b组合成在XZ剖面(水平剖面)成为V字状，并且该棱镜32在X方向上排列了多个。棱镜面32a与显示右眼用视频(R)的LED 21的列对应，棱镜面32b与显示左眼用视频(L)的LED 21的列对应。棱镜面32a使从显示右眼用视频(R)的LED 21出射并通过了柱状透镜31的透镜面31a的平行光偏转，以便到达立体视区域(立体视区)15R。此外，棱镜面32b使从显示左眼用视频(L)的LED 21出射并通过了柱状透镜31的透镜面31b的平行光偏转，以便到达立体视区域15L。由此，被棱镜32 (棱镜面32a、32b)偏转后的视频光(R、L)维持平行光的状态到达立体视区域15R、15L。观察者使右眼进入立体视区域15R，使左眼进入立体视区域15L，由此，可以观察右眼用视频和左眼用视频，能够识别立体视频。另外，在图2所示的例中，处于显示装置I的中心线C上的观察者分别使右眼和左眼进入立体视区域15R、15L中。图3是示出包含LED显示部2的画面中央的LED 21和前面透镜3的光学系统的平面图。图3中示出了显示右眼用视频(R)的LED 21和与其相对的柱状透镜31 (透镜面31a)和棱镜32 (棱镜面32a)。在LED显示部2的画面中央，LED 21的中心轴与柱状透镜31的中心轴一致。此处，用S表示LED 21的宽度(X方向尺寸)，用EFL表示从柱状透镜31的焦点到主点(principal point) P 的距离。从画面中央的LED 21的端部21a (即与LED 21的中心距离为S/2的位置)出射的光线B通过柱状透镜31的主点P，在棱镜32受到折射作用，朝向观察者在Z方向行进。另夕卜，在图3中，仅示出通过主点P的光线B，从LED 21的端部21a出射的光(光束)作为以光线B为中心的平行光朝向观察者行进。光线B相对于柱状透镜31的入射角Y根据以下的式(I)求出。式I
权利要求
1.ー种立体视频显示装置，其特征在于，该立体视频显示装置具有 显示部，其具有排列成矩阵的多个显示像素，每隔一列交替地显示右眼用视频和左眼用视频； 多个柱状透镜，它们按照所述显示部的显示像素的每个列而设置，具有正光焦度，数量与显示像素的列数相同，并且按照显示像素的每个列使显示于所述显示部的右眼用视频和左眼用视频的光平行化；以及 偏转光学元件，其按照显示像素的每个列，使被所述多个柱状透镜平行化后的光偏转，以便到达右眼用立体视区域和左眼用立体视区域， 所述偏转光学元件具有在所述显示部的显示像素的列方向上延伸，且相对于所述显示部的法线倾斜、并且数量与显示像素的列数相同的平面。
2.根据权利要求I所述的立体视频显示装置，其特征在干， 所述偏转光学元件与所述柱状透镜形成为一体。
3.根据权利要求I或2所述的立体视频显示装置，其特征在干， 相邻的ー对所述平面组合成俯视呈V字状， 在所述ー对所述平面中，一方的平面使右眼用视频的光偏转，以便到达右眼用立体视区域， 另外一方的平面使左眼用视频的光偏转，以便到达左眼用立体视区域。
4.根据权利要求I或2所述的立体视频显示装置，其特征在干， 在所述显示部的画面中央，显示像素的中心轴与柱状透镜的中心轴一致， 在所述显示部的画面端部，柱状透镜的中心轴相对于显示像素的中心轴偏移。
5.根据权利要求I或2所述的立体视频显示装置，其特征在干， 所述显示部具有构成各显示像素的多个LED。
6.根据权利要求I或2所述的立体视频显示装置，其特征在干， 所述显示部具有使各显示像素彼此分离的分割壁。
7.根据权利要求6所述的立体视频显示装置，其特征在干， 所述分割壁反射从所述显示像素射出的光。
8.根据权利要求I或2所述的立体视频显示装置，其特征在干， 所述显示部具有使来自各显示像素的光扩散的扩散部件。
9.根据权利要求I或2所述的立体视频显示装置，其特征在干， 所述显示部在各显示像素的上方具有遮挡外部光的遮光部件。
全文摘要
一种立体视频显示装置，其具有显示部(2)，其将多个显示像素(21)排列成矩阵，每隔一列交替地显示右眼用视频和左眼用视频；以及柱状透镜(31)，其按照显示部(2)的显示像素(21)的每个列设置，数量与显示像素(21)的列数相同，具有正光焦度。柱状透镜(31)按照显示像素(21)的每个列使在显示部(2)显示的右眼用视频和左眼用视频的光平行化。并且，还具有偏转光学元件(32)，该偏转光学元件(32)按照显示像素(21)的每个列使被平行化后的光偏转，以便到达右眼用和左眼用立体视区域。偏转光学元件(32)具有在显示像素(21)的列方向上延伸，且相对于显示部(2)的法线倾斜的、数量与显示像素(21)的列数相同的平面。
文档编号H04N13/04GK102984536SQ20121032811
公开日2013年3月20日 申请日期2012年9月6日 优先权日2011年9月6日
发明者中原宏勋, 竹下伸夫 申请人:三菱电机株式会社