JPH0553516A

JPH0553516A - 小型デイスプレイ装置

Info

Publication number: JPH0553516A
Application number: JP24053891A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Terada; 克美寺田; Takashi Ikeda; 貴司池田; Shunichi Kishimoto; 俊一岸本; Kyoichi Kanetani; 経一金谷
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1991-08-26
Filing date: 1991-08-26
Publication date: 1993-03-05
Anticipated expiration: 2015-12-18
Also published as: JP3118281B2

Abstract

(57)【要約】【目的】液晶パネル方式のものにおいて、液晶パネル
を高画素化することなく高画質の拡大画像が得られる小
型ディスプレイ装置を提供する。【構成】互いに垂直に配置した２枚の液晶パネル３，
４の画素配列を、双方の画素が相手側の非口部を補完し
合うように配置するとともに、両液晶パネル３，４に、
Ｒ，Ｇ，Ｂの各画素のずれた間隔分を時間的に遅延させ
たデータ信号をそれぞれ印加して、各液晶パネル３，４
に現れたカラー画像をハーフミラー５により光学的に合
成し、見かけ上画素数の増加したカラー画像を再生す
る。さらに、この再生カラー画像を、拡大レンズ６によ
りに拡大して使用者の目に入射させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はパーソナル用途向けの
携帯可能な小型ディスプレイ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、ディスプレイ装置は多種多様な動
向を呈しており、表示画面の大画面化やフラット化など
の傾向がある一方で、パーソナル化の傾向もある。

【０００３】パーソナル化された小型ディスプレイ装置
の一例としては、例えば、特開平２−４７８８号公報に
開示されるようなＬＥＤデバイスで構成されたものが提
案されている。このディスプレイ装置は、図９に示すよ
うに、装置本体ａの下部にＬＥＤアレイｂが設けられる
一方、上部に振動ミラーｃが配置され、これら両者の間
に拡大用のレンズｄが配置されてなる。

【０００４】そして、上記ＬＥＤアレイｂに映像信号が
順次入力されると、このＬＥＤアレイｂの発光部が発光
し、この発光は、上記レンズｄにより拡大されるととも
に平行光として振動ミラーｃにより反射されて、使用者
の目ｅに届く。この際、振動ミラーｃが上記平行光と同
期して少しずつ回転されることにより、上記平行光がず
れていくことで画像が形成され、この拡大画像が使用者
の目ｅに映るようにされている。

【０００５】また、他の小型ディスプレイ装置として、
特開昭５９−１１７８７６号公報に開示されるような液
晶パネルで構成されたものも提案されている。このディ
スプレイ装置は、図１０に示すように、帽子型の保持手
段ｆに、透過型液晶パネルｇ、接眼レンズｈおよびプリ
ズムｉ等が装備されてなる。

【０００５】そして、透過型液晶パネルｇに映像信号が
入力されて表示されると、この表示された画像は、接眼
レンズｈで拡大された後プリズムｉにより左右に分離さ
れ、さらに反射鏡ｊ，ｊによって反射されて、この拡大
画像が使用者の目ｋ，ｋに映るようにされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
いずれのディスプレイ装置においても、以下のような問
題があって完全なものではなく、特に、コンパクトサイ
ズで身体に装着できる携帯用フルカラーディスプレイ装
置の実用化のためには、その改良が要望されていた。

【０００７】すなわち、前者のＬＥＤ方式のものにおい
ては、フルカラー化するための三原色ＬＥＤのアレイ化
に技術的な問題があり、しかも、赤色ＬＥＤ以外の特に
青色ＬＥＤの発光効率が低いため、ポータブル化への必
須条件であるバッテリ駆動についても問題があった。

【０００８】また、後者の液晶パネル方式のものにおい
ては、身体に装着するコンパクトサイズとするために
は、液晶パネルｇのサイズを３インチ以下とする必要が
あるが、液晶パネルｇの高画素化には技術的に限界があ
る。このため、このように小さな液晶パネルｇでは画素
数が少なく、その画像を拡大した場合に画質が大幅に低
下してしまうという問題があった。

【０００９】本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてな
されたものであって、液晶パネル方式のものにおいて、
液晶パネルを高画素化することなく高画質の拡大画像が
得られる小型ディスプレイ装置の提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の小型ディスプレイ装置は、一辺を共通辺と
して相互に垂直に配置される２枚の液晶パネルと、これ
ら両液晶パネルの画像を光学的に合成する画像合成手段
と、この画像合成手段により合成された合成画像を拡大
する拡大レンズとを備えてなり、前記両液晶パネルの画
素配列は、各画素が相手側の液晶パネルの非開口部を補
完するように相互にずれて配置され、前記両液晶パネル
に、前記各画素のずれた間隔分を時間的にずらしたデー
タ信号がそれぞれ印加されることを特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明のディスプレイ装置において、２枚の１
インチ程度の小型液晶パネルに、Ｒ（赤），Ｇ（緑），
Ｂ（青）の各画素のずれた間隔分を時間的に遅延させた
データ信号がそれぞれ印加されると、各液晶パネルに現
れたカラー画像は、画像合成手段により光学的に合成さ
れて、見かけ上画素数の増加したカラー画像が再生さ
れ、この再生されたカラー画像は、拡大レンズにより３
０インチ程度（視距離１ｍ）に拡大されて使用者の目に
映ることとなる。

【００１２】すなわち、３０インチ程度（視距離１ｍ）
の液晶ディスプレイ装置の場合、その画素数は１０万〜
３０万程度必要である。本発明では、１インチ程度で画
素数も数万程度の小型液晶パネルを２枚使用して、これ
ら２枚の液晶パネルを光学的に合成するとともに、これ
ら両液晶パネルに対して、データ信号を両液晶パネル間
でずれた画素距離分だけ時間的にずらして印加すること
で、両液晶パネルの画素がそれぞれ独立して再現でき、
この結果、小型軽量であるにもかかわらず、使用者の眼
前には３０インチ程度（視距離１ｍ）の大画面が出現す
ることになる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１４】実施例１本発明に係る小型ディスプレイ装置を図１および図２に
示し、このディスプレイ装置１は、小型ヘッドホン２に
装備されて、個人単位で電車内等においてパッケージソ
フトにより各種の映像を楽しんだり、情報を取り入れた
りすることができる構成とされている。

【００１５】上記ディスプレイ装置１は、図３に示すよ
うに、２枚の液晶パネル３，４と、画像合成手段として
のハーフミラー５と、拡大レンズ６とを主要部として備
えてなる。

【００１６】液晶パネル３，４はいずれも１インチ程度
のサイズの小型矩形状のもので、これら両液晶パネル
３，４が、その一辺を共通辺として相互に垂直つまり９
０°の角度をもって、固定用治具７に配置されている。
また、これら２枚の液晶パネル３，４の相対的位置関係
は、後述するように、相互の画素配列が補完し合うよう
に設定されている。

【００１７】上記各液晶パネル３，４の背面にはバック
ライト８，８が設けられており、このバックライトとし
ては冷陰極型平面蛍光ランプが使用されて、コンパクト
化が図られている。

【００１８】ハーフミラー５は、上記両液晶パネル３，
４の画像を光学的に合成して高画質な画素を再生するた
めのもので、両液晶パネル３，４間に位置するように上
記固定用治具７に保持されている。このハーフミラー５
の配置は、上記液晶パネル３，４間の傾斜角度中心、つ
まり各液晶パネルに対して４５°の傾斜角度をもって配
置されている。

【００１９】これにより、図３において、垂直な液晶パ
ネル３の画像がハーフミラー５を矢符Ａ方向へ透過する
一方、水平な液晶パネル４の画像がハーフミラー５によ
り矢符Ａ方向へ反射されて、両画像は合成されることと
なる。

【００２０】拡大レンズ６は、上記合成された画像を拡
大するもので、その光軸９が矢符Ａ方向に対して平行に
設けられている。また、この拡大レンズ６を境にして、
上記ハーフミラー５と反対側には、反射ミラー１０が設
けられている。

【００２１】この反射ミラー１０は拡大レンズ６に対し
て傾斜して設けられており、この拡大レンズ６による拡
大画像が、矢符Ａ方向から進行方向を９０°変更され
て、使用者の目１１に入射するようにされている。これ
により、ディスプレイ装置１の奥行き寸法が小さいにも
かかわらず、拡大レンズ６と目１１の視距離が適切に確
保される。

【００２２】次に、上記液晶パネル３，４の画素単位に
ついて説明する。２枚の液晶パネル３，４の画素配列
は、各画素が相手側の液晶パネルの非開口部を補完する
ように相互にずれて配置されている。

【００２３】すなわち、各液晶パネル３，４単体の画素
配列は、図４に示すように、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ
（青）の三原色発光画素１５，１５，…または１７，１
７，…が、非開口部つまり非発光部であるブラックマト
リクス１６により囲まれている。そして、図示例におい
ては、２枚の液晶パネル３，４双方のブラックマトリッ
クス１６の部分が、互いに三原色発光画素１５，１５，
…または１７，１７，…により補完されるような画素配
置に構成されている。

【００２４】より具体的には、両液晶パネル３，４が、
互いに水平方向と垂直方向へ０．５ピッチだけずらされ
た画素配置とされており、これにより、上記ハーフミラ
ー５により合成された画素配置は図５に示すようにな
る。つまり、一方の液晶パネル３の三原色発光画素１
５，１５，…を囲むブラックマトリクス１６の位置に、
他方の液晶パネル４の三原色発光画素１７，１７，…が
配置されることとなる。

【００２５】以上画素合成の光学的な内容について説明
してきたが、続いて、２枚の液晶パネル３，４に印加さ
れるデータ信号について説明する。上記両液晶パネル
３，４には、上記各画素のずれた間隔分を時間的にずら
したデータ信号がそれぞれ印加される。この点について
以下詳述する。

【００２６】２枚の液晶パネル３，４を合成した画素配
列において、各液晶パネルのデータ信号は独立したもの
でなければならない。もし、同じデータ信号が２枚の液
晶パネル３，４に印加された場合、画素数は見かけ上２
倍になるが、解像度は何ら変わらない。つまり、２枚の
液晶パネル３，４のＲ，Ｇ，Ｂ三原色発光画素は、斜め
方向の画素配列１５，１７，…において同一画素とな
り、単に画素面積が大きくなったものと等価に過ぎず、
解像度は向上しないのである。

【００２７】したがって、２枚の液晶パネル３，４から
ハーフミラー５を介して合成された画素が、それぞれ独
立して高画質化のため機能的に作動するには、一方の液
晶パネル３（または４）のＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ
（青）の画素配列のブラックマトリクス１６が、他方液
晶パネル４（または３）のＲ，Ｇ，Ｂで満たされるよう
に合成される必要があり、このためには、２枚の液晶パ
ネル３，４間でずらした距離（時間的な距離Δｔ）を考
慮した情報が印加される必要があるのである。

【００２８】図面において、水平方向についての時間的
な距離Δｔ_Hは、以下の式で求められる。 Δｔ_H＝Ｅ_t×１／Ｎ_H×１／２（sec) ここで、Ｅ_t：水平有効表示時間Ｎ_H：液晶パネルの水平画素数（画素合成前）例えば、この式において、Ｅ_t＝４７×１０^-6sec 、Ｎ
_H＝３２０とすると、Δｔ_H＝７３nsecとなる。

【００２９】また、垂直方向についての時間的な距離Δ
ｔ_Vは、２枚の液晶パネル３，４がそれぞれ奇数（ａ_1,
ａ_3,…_,ａ_2n-1），偶数（ａ_2,ａ_4,…_,ａ_2n）に対応し
ているため、奇数フィールド、偶数フィールドが各々の
液晶パネルに対応するようにすれば良い。

【００３０】このような駆動条件のもとに、ディスプレ
イ装置１における駆動方法を図６のブロック図をもとに
説明する。

【００３１】８mmＶＴＲ、レーザディスク等からの映像
信号は、映像処理回路２０において、色信号、輝度信号
および同期信号に分離される。このうち色信号と輝度信
号はさらにＲ，Ｇ，Ｂ信号に変換されて、これらＲ，
Ｇ，Ｂ信号は、ビデオアンプ２１で増幅処理をされて液
晶パネル３，４へ入力される。

【００３２】一方、映像処理回路２０で分離された同期
信号は、タイミングコントローラ２２へ入力されて、液
晶パネルを駆動制御するコントロールパルスが作成さ
れ、これらが２枚の液晶パネル３，４へ入力される。

【００３３】このとき、タイミングコントローラ２２で
は、すでに説明したように、ハーフミラー５により合成
された画素が独立して高画質化のため機能的に作動する
ように、各々液晶パネル３，４間でずらした時間的な距
離Δｔ_H，Δｔ_vを考慮した信号が作成され、これが片
方の液晶パネルに印加される。

【００３４】しかして、以上のように構成されたディス
プレイ装置１において、上記駆動回路により、２枚の液
晶パネル３，４に、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各
画素のずれた間隔分を時間的に遅延させたデータ信号が
それぞれ印加されると、各液晶パネル３，４に現れたカ
ラー画像は、ハーフミラー５により光学的に合成され
て、見かけ上画素数の増加したカラー画像が再生され、
さらにこの再生されたカラー画像は、拡大レンズ６によ
り３０インチ程度（視距離１ｍ）に拡大されて、この拡
大虚像が使用者の目に入射することとなる。

【００３５】実施例２本例は図７に示し、実施例１における画素配列を改変し
たものである。すなわち、各々の液晶パネル３，４の画
素配列は、一方の液晶パネル３の三原色発光画素１５，
１５，…に対して、他方の液晶パネル４の三原色発光画
素１７，１７，…が水平方向へ１．５ピッチ、垂直方向
へ０．５ピッチだけずらされた画素配置とされている。
その他の構成および作用は実施例１と同様である。

【００３６】しかして、両液晶パネル３，４に前述した
実施例１と同様の駆動条件でデータ信号電圧が印加され
ると、ハーフミラー５により合成された画素配置は図７
に示すようになり、図５に示す実施例１のように、右上
がりの斜め方向に同一画素が連なるということがなくな
る。

【００３７】実施例３本例は図８に示し、実施例１におけるハーフミラー５に
代えて、ハーフプリズム２５を画像合成手段として採用
したものである。その他の構成および作用は実施例１と
同様である。このような構成とすることにより、固定用
治具７が不要となって構造が簡素化されるとともに、光
軸９もずれるおそれがなくなる。

【００３８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
一辺を共通辺として相互に垂直に配置される２枚の液晶
パネルと、これら両液晶パネルの画像を光学的に合成す
る画像合成手段と、この画像合成手段により合成された
合成画像を拡大する拡大レンズとを備えてなり、上記両
液晶パネルの画素配列は、各画素が相手側の液晶パネル
の非開口部を補完するように相互にずれて配置され、上
記両液晶パネルに、上記各画素のずれた間隔分を時間的
にずらしたデータ信号がそれぞれ印加されるから、液晶
パネルを高画素化することなく、従来の小型液晶パネル
を用いても見かけ上高画素化が可能となり、高画質の拡
大画像が得られる。

【００３９】すなわち、２枚の小型液晶パネルに、Ｒ，
Ｇ，Ｂの各画素のずれた間隔分を時間的に遅延させたデ
ータ信号がそれぞれ印加されると、各液晶パネルに現れ
たカラー画像は、画像合成手段により光学的に合成され
て、見かけ上画素数の増加したカラー画像が再生され、
この再生されたカラー画像が、拡大レンズにより拡大さ
れて使用者の目に映ることなる。

【００４０】この結果、軽量小型（１インチ程度の液晶
パネル）であるにもかかわらず、眼前に３０インチ程度
（視距離１ｍ）の大画面を観るのと同程度の迫力を楽し
むことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施例１である小型ディスプレイ
装置をヘッドホンに装着して使用する状態を示す図であ
る。

【図２】同ディスプレイ装置を備えヘッドホンを拡大し
て示す斜視図である。

【図３】同ディスプレイ装置の光学的な合成機構を示す
斜視図である。

【図４】同ディスプレイ装置の液晶パネルにおける画素
合成前の画素配列を示す拡大平面図である。

【図５】同ディスプレイ装置の液晶パネルにおける画素
合成により得られた画素配列を示す拡大平面図である。

【図６】同ディスプレイ装置の駆動回路を示すブロック
図である。

【図７】本発明に係る実施例２である小型ディスプレイ
装置における画素合成により得られた画素配列を示す図
５に対応する図である。

【図８】本発明に係る実施例３である小型ディスプレイ
装置の光学的な合成機構を示す斜視図である。

【図９】従来のＬＥＤ方式の小型ディスプレイ装置を示
す側面面図である。

【図１０】従来の液晶パネル方式の小型ディスプレイ装
置を示す平面断面図である。

【符号の説明】

１小型ディスプレイ装置３，４液晶パネル５ハーフミラー（画像合成手段）６拡大レンズ８バックライト９光軸１０反射ミラー１１使用者の目１５，１７三原色発光画素１６ブラックマトリクス２５ハーフプリズム（画像合成手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者金谷経一守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一辺を共通辺として相互に垂直に配置さ
れる２枚の液晶パネルと、これら両液晶パネルの画像を
光学的に合成する画像合成手段と、この画像合成手段に
より合成された合成画像を拡大する拡大レンズとを備え
てなり、前記両液晶パネルの画素配列は、各画素が相手
側の液晶パネルの非開口部を補完するように相互にずれ
て配置され、前記両液晶パネルに、前記各画素のずれた
間隔分を時間的にずらしたデータ信号がそれぞれ印加さ
れることを特徴とする小型ディスプレイ装置。
【請求項２】２枚の矩形状液晶パネルが、その一辺を
共通辺として相互に垂直に配置されるとともに、これら
両液晶パネル間において、両液晶パネルの画像を光学的
に合成する矩形状ハーフミラーが、前記各液晶パネルに
対して４５°の傾斜角度をもって配置されている請求項
１に記載の小型ディスプレイ装置。
【請求項３】２枚の矩形状液晶パネルが、その一辺を
共通辺として相互に垂直に配置されるとともに、これら
両液晶パネル間に、両液晶パネルの画像を光学的に合成
するハーフプリズムが設けられている請求項１に記載の
小型ディスプレイ装置。
【請求項４】前記両液晶パネルの画素配列は、双方の
三原色発光画素が互いに水平方向と垂直方向へ０．５ピ
ッチだけずれた画素配置とされている請求項１に記載の
小型ディスプレイ装置。
【請求項５】前記両液晶パネルの画素配列は、一方の
液晶パネルの三原色発光画素が、他方の液晶パネルの三
原色発光画素に対して、水平方向へ１．５ピッチ、垂直
方向へ０．５ピッチだけずれた画素配置とされている請
求項１に記載の小型ディスプレイ装置。