JP2004264760A

JP2004264760A - 立体映像表示装置

Info

Publication number: JP2004264760A
Application number: JP2003057234A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Tanaka; 慎一郎田中
Original assignee: Tokyo Sanyo Electric Co Ltd; Tottori Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Tokyo Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2003-03-04
Filing date: 2003-03-04
Publication date: 2004-09-24

Abstract

【課題】視差のある映像を表示する表示器と、表示器からの映像光または表示器への照明光の進路を規制するバリアを表示するスイッチ液晶パネル（４０）を備える立体映像表示装置における、スイッチ液晶パネルの基板の帯電に起因する映像の品位の低下を防止する。
【解決手段】表示するバリアに開口（２０ａ）と遮光部（２０ｂ）を現出するための電極（４５）が設けられた基板（４３）の表面に、透明な導電性膜（４６）を設ける。基板（４３）の帯電が防止され、液晶（４１）のうち基板（４３）に接触する部位の配向が変化することがなくなり、光を全て透過させるべきその部位を、常に光を全て透過させる設定とすることができる。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、両眼の視差により立体映像を得ると共に特殊なメガネを用いない立体映像表示装置に関し、特に２Ｄと３Ｄの表示の切り替えを行うために表示器とは別にスイッチ用の液晶パネルを用いる立体映像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
視差のある２つの映像を表示して、一方の映像光を左眼に導き他方の映像光を右眼に導くことにより、立体的な映像を提供する立体映像表示装置が提案されている。立体映像を提供するためには、左眼用の映像光が左眼のみに入射し、右眼用の映像光が右眼のみに入射するようにする必要があり、その一法として、光の進路を規制するバリアを用いることが行われている。左眼用の映像と右眼用の映像を並べて表示し、大きなバリアでそれらの映像光の進路を規制することもできるが、そのようにすると左眼用の映像光と右眼用の映像光の進行方向に過大な角度差が生じて、自然な立体映像を提供することは難しい。
【０００３】
そこで、左眼用の映像と右眼用の映像をそれぞれ一部分ずつ交互に並べて表示し、両映像の各部分に対応する複数の開口を有するバリアを用いるパララックスバリア方式の立体映像表示装置が知られている。このような立体映像表示装置の構成を図１の断面図に模式的に示す。
【０００４】
図１（ａ）の立体映像表示装置は、表示器１０、バリア２０、および照明器３０より成る。表示器１０は、例えば透過型の液晶パネルであって、多数の画素１０ｐを有し、左右方向に並ぶ１画素ごとに、左眼用の映像Ｌと右眼用の映像Ｒを交互に表示する。バリア２０は、表示器１０の画素１０ｐと同程度の幅の開口２０ａを２つの画素１０ｐごとに有し、液晶表示器１０からの映像光のうち開口２０ａに入射するものを通過させ、開口２０ａ以外の遮光部２０ｂに入射するものを遮断する。照明器３０は表示器１０を背面から照明する照明光（バックライト）を発し、表示器１０は、照明光からの光を変調して映像を表す映像光とする。
【０００５】
バリア２０の開口２０ａに対する左眼用の映像Ｌと右眼用の映像Ｒの位置には差があり、これにより、開口２０ａ通過後の左眼用の映像Ｌの映像光の進行方向と右眼用の映像Ｒの映像光の進行方向に差が生じて、観察者の左眼には左眼用の映像Ｌの映像光のみが入射し、右眼には右眼用の映像Ｒの映像光のみが入射する。
【０００６】
なお、図１（ｂ）に示すように、バリア２０を表示器１０と照明器３０の間に配置することも可能である。照明器３０からの光はバリア２０によって進路を規制され、左眼用の映像Ｌに入射する照明光と右眼用の映像Ｒに入射する照明光の進行方向には角度差が生じる。この角度差は映像光となった後も保たれ、観察者の左眼には左眼用の映像Ｌの映像光のみが入射し、右眼には右眼用の映像Ｒの映像光のみが入射する。
【０００７】
このバリア２０として、特開平３−１１９８８９号にて提案されているように、液晶パネルを用いてバリア２０を表示するものが知られている。これはバリアに液晶パネルを用いると、その全体を光を透過させる配向にしてバリア２０として機能しない設定とすることも可能であり、立体映像を提供することと、非立体的な通常の映像を提供することを、切り替えることができるからである。
【０００８】
この液晶パネルを用いたバリア２０は一対の基板で液晶層を挟むとともに、一方の基板に共通電極が形成され、他方の基板に画素電極が形成されており、選択位置における両電極間に電圧を印加することにより、任意の形状のバリアを発生している。つまり、バリア２０は通常の液晶表示装置に用いられるアクティブマトリクス駆動タイプの液晶パネルが用いられている。またこの他単純マトリクス駆動タイプの液晶パネルが用いられたりもする。
【０００９】
しかし、これの液晶パネルは基板上に複雑な配線等の形成が必要となるため、それだけ歩留まりを下げてしまう恐れが高い。
【００１０】
そこでより簡単な構成のよる液晶パネルを用いたバリア２０が存在する。このバリア２０の表示のために用いられる切り替え用のスイッチ液晶パネル４０の構成を図２に示す。スイッチ液晶パネル４０は、液晶４１を挟む一方の基板４２の全体に電極４４を設け、他方の基板４３には開口を形成したい位置だけを除いて電極４５を設けている。そして電極４４、４５への駆動電圧印加時に、液晶４１のうち電極４４と電極４５とで挟まれた部位を光を遮断する配向にしてバリア２０の遮光部２０ｂとするものである。液晶４１のうち、電極４５が存在しない部分は、常時光を透過させる開口２０ａとなる。つまり駆動電圧が印加されることで、両基板に透明電極が形成されている位置は遮光部となり、一方の基板にしか透明電極が形成されていな部分は光を透過させる開口となる。このようにすれば、非常に簡単な構成によりバリア２０を形成することができる。
【００１１】
入射する光に対する液晶パネル４０の配置の方向は２通り可能であり、矢印Ａで示すように、全体に電極４４が設けられた基板４２側から光を入射させる配置と、矢印Ｂで示すように、複数の電極４５が設けられた基板４３側から光を入射させる配置がある。
【００１２】
【特許文献１】
特開平３−１１９８８９号
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、スイッチ液晶パネル４０の基板４２、４３は電気的に絶縁性であるため、使用時やメンテナンス時に帯電してしまう。これは上記したアクティブマトリクス駆動タイプの液晶パネルや単純マトリクス駆動タイプの液晶パネルによるバリアにおいては、両基板間の電極で挟まれた部分の印加電圧を変えることでバリアに開口及び遮光部を形成しているため、問題にはならない。
【００１４】
しかし駆動電圧が印加されることで、両基板に透明電極が形成されている位置は遮光部となり、一方の基板にしか透明電極が形成されていな部分は光を透過させる開口となるバリアにおいては、この静電気による帯電により、本来開口となる部分においても液晶が配向してしまう。したがって電極４５が存在しない部分でも液晶４１が光を遮断するように配向してしまう。配向に変化が生じると、光を全て透過させるべきであるのに一部しか透過させなくなる。したがって、基板の帯電によってバリアが思うように機能せず、立体表示される映像の品位が著しく低下してしまう。
【００１５】
ここで、バリア２０を表示するためのスイッチ液晶パネル４０が帯電する理由として、通常スイッチ液晶パネル４０と表示器１０の間は、基板表面の平坦性の問題や、熱などによる膨張により、微小な空隙がどうしても存在してしまう。そして表示器１０とスイッチ液晶パネル４０との間の空隙を流れる空気により、帯電が容易に生じてしまう。またスイッチ液晶パネル４０の表面を拭く等しても帯電が容易に生じてしまう。
【００１６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、光の進路を規制するバリアを液晶パネルによって表示する立体映像表示装置における、液晶パネルの基板の帯電に起因する立体映像の品位の低下を防止することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では視差のある映像を交互に並べて表示することのできる表示器と、一対の基板で液晶層を挟むと共に、光を透過させる部分と光を遮断する部分からなるバリアを印加される電圧により形成することができるスイッチ液晶パネルとを備え、前記バリアによって表示器からの映像光の進路を規制して左右の眼に異なる映像光を導いて、立体的な映像を提供する立体映像表示装置において、前記スイッチ液晶パネルは、前記一対の基板の内側に形成される電極の有無によって光を透過させる部分と光を遮断する部分を形成し、前記スイッチ液晶パネルの電極を形成していない部分においては、基板の表面に、透明な導電性膜を備える構成とする。
【００１８】
本発明ではまた、視差のある映像を交互に並べて表示することのできる液晶表示器と、該表示器に照明光を与える照明器と、一対の基板で液晶層を挟むと共に、光を透過させる部分と光を遮断する部分からなるバリアを印加される電圧により形成することができるスイッチ液晶パネルとを備え、前記バリアによって表示器からの映像光の進路を規制して左右の眼に異なる映像光を導いて、立体的な映像を提供する立体映像表示装置において、前記スイッチ液晶パネルは、前記一対の基板の内側に形成される電極の有無によって光を透過させる部分と光を遮断する部分を形成し、前記スイッチ液晶パネルの電極を形成していない部分においては、基板の表面に、透明な導電性膜を備える構成とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の立体映像表示装置のいくつかの実施形態について、図面を参照しながら説明する。図３に、第１の実施形態の立体映像表示装置が備えるバリア表示用のスイッチ液晶パネル４０を模式的に示す。スイッチ液晶パネル４０は、ツイストネマティック（ＴＮ）液晶４１と、液晶４１を挟む２つの透明な絶縁性の基板４２、４３と、液晶４１と基板４２との間に設けられた透明な電極４４と、液晶４１と基板４３との間に設けられた透明な電極４５を有する。電極４４は基板４２の全体にわたって設けられている。一方、電極４５は基板４３上に任意の形状に設けられている。つまりバリアの開口２０ａとしたい位置には電極４５は設けられておらず、遮光部２０ｂとしたい位置には電極４５が設けられている。
【００２０】
なお、バリア２０の形状としては、開口２０ａと遮光部２０ｂがストライプ状に交互に形成されたものや、表示器１０の一画素程度の大きさの短い開口２０ａが階段状に形成されたもの等あるが、ストライプ状のバリアの場合、一つの開口が長くなるので、それだけ開口が大きく、帯電による表示への影響を受け易いため、本発明は極めて効果的である。またバリア２０は所謂２眼式と呼ばれる立体映像表示装置に用いられるものだけでなく、多方向からの情報を得ることができる所謂多眼式と呼ばれる立体映像表示装置においても用いられるものでも構わない。この場合表示器１０には視差のある複数の映像が交互に並べて表示される。例えば４眼式の場合には１画素ごとに、４つの映像がそれぞれ交互に表示される。
【００２１】
液晶４１は、電極４４と電極４５に駆動電圧が印加されないときに光を全て透過させるような配向に設定されている。また、電極４４と電極４５に駆動電圧が印加されると、電極４４、４５の間にバリア２０の遮光部２０ｂを表示する。そして液晶４１のうち、電極４５が存在しない部位は、駆動電圧が印加されてもそのまま光を透過させ、開口２０ａとなる。
【００２２】
この電極４５が設けられた基板４３の表面には、電極４５を形成していない部分において、透明な導電性膜４６が設けられている。透明な導電性膜４６としては、透明性などの点でＩＴＯまたはＩＺＯがよい。そして導電性膜４６を設けたことにより、基板４３の帯電が抑えられる。したがって、液晶４１のうち基板４３に接触する部位（開口２０ａとなる部位）は、常に本来の配向を保ち、入射する光を全て透過させ、スイッチ液晶パネル４０の役割を果たす。なお、導電性膜６０は、接地（グランド電位に接続）してあっても構わない。
【００２３】
スイッチ液晶パネル４０は、矢印Ａで示すように、全体にわたる電極４４が設けられた基板４２側から光が入射する配置とすることができるし、矢印Ｂで示すように、バリアの形状に応じて電極４５が設けられた基板４３側から光が入射する配置とすることもできる。また、本実施形態の立体映像表示装置は、スイッチ液晶パネル４０が表示するバリア２０によって表示器１０からの映像光の進路を規制する図１（ａ）の構成、および、スイッチ液晶パネル４０が表示するバリア２０によって、表示器１０を照明する照明器３０からの照明光の進路を規制する図１（ｂ）の構成の双方が可能である。特にスイッチ液晶パネル４０が表示器１０と照明器３０の間に配置されたとき、或いは表示器１０の前方に配置され、基板４３側に表示器１０が位置している時には、どうしても照明器３０に用いられる各種のシートや表示器１０との間に微少な空間が生じ、帯電が発生し易くなるので本発明は極めて効果的となる。
【００２４】
第２の実施形態の立体映像表示装置が備えるバリア表示用のスイッチ液晶パネル４０を図４に模式的に示す。このスイッチ液晶パネル４０は、基板４２の全体にわたって設けられていた電極４４を、基板４３に設けられている電極４５と同様に、バリアの形状に応じて設けたものである。電極４４と電極４５は対向する位置に設けられている。つまり、電極４４と電極４５が設けられていない場所が、バリアの開口２０ａとなり、電極４４と電極４５が設けられている場所が遮光部２０ｂとなる。
【００２５】
電極４４が設けられた基板４２の表面には、電極４５が設けられた基板４３の表面の導電性膜４６と同様に、電極４４を形成していない部分において、透明な導電性膜４７が設けられている。本実施形態のスイッチ液晶パネル４０では、電極４４、４５の双方が離間しているものの、導電性膜４７、４６が存在するため、基板４２や基板４３の一部分が帯電するのが防止される。
【００２６】
なお、第２の実施形態のスイッチ液晶パネル４０は、第１の実施形態のものと全く同様に配置することができる。すなわち、図４に矢印Ａで示すように、電極４４が設けられた基板４２側から光が入射する配置とすることができるし、矢印Ｂで示すように、電極４５が設けられた基板４３側から光が入射する配置とすることもできる。また、第２の実施形態の立体映像表示装置は、第１の実施形態と全く同様に、スイッチ液晶パネル４０が表示するバリア２０によって表示器１０からの映像光の進路を規制する図１の構成、および、スイッチ液晶パネルに４０が表示するバリア２０によって、表示器１０を照明する照明器３０からの照明光の進路を規制する構成の双方が可能である。
【００２７】
なお、第１、第２の実施形態では、導電性膜４６、４７が基板上全面に設けられてはいるが、全体に形成しなくとも、バリアの形状に応じて電極が形成されていない場所にだけ、導電性膜４６、４７が形成されていてもよい。この場合導電性膜による光の吸収を抑えることができる。
【００２８】
また、第１、第２の実施形態では、立体映像表示装置の構成が表示器１０とスイッチ液晶パネル４０からなっているが、通常表示器１０とスイッチ液晶パネル４０との間は表示装置の大きさに応じて一定の間隔をあけなければならない。この間隔を調整するため、表示器１０とスイッチ液晶パネル４０との間にガラスやアクリル等の板状のものからなるスペーサ部材を用いる場合であっても本発明は有効である。特に立体映像表示装置が大型になれば、このスペーサ部材が必要となる。
【００２９】
スイッチ液晶パネル４０が表示するバリア２０によって映像光の進路を規制する構成では、表示器１０として、液晶表示器や他の方式のもの、例えばＰＤＰや有機ＥＬを用いたディスプレイのように自ら映像光を発する素子を採用することができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、バリアを表示する液晶パネルの基板の帯電を防止することができて、高品位の映像を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】バリアによって光の進路を規制する立体映像表示装置の一般的な構成を模式的に示す断面図。
【図２】従来の立体映像表示装置のバリア表示用の液晶パネルを模式的に示す断面図。
【図３】本発明の第１の実施形態の立体映像表示装置のバリア表示用の液晶パネルを模式的に示す断面図。
【図４】本発明の第２の実施形態の立体映像表示装置のバリア表示用の液晶パネルを模式的に示す断面図。
【符号の説明】
１０表示器
１０ｐ画素
２０バリア
２０ａ開口
２０ｂ遮光部
３０照明器
４０液晶パネル
４１液晶
４２、４３基板
４４、４５電極
４６、４７透明導電性部材

Claims

視差のある映像を交互に並べて表示することのできる表示器と、一対の基板で液晶層を挟むと共に、光を透過させる部分と光を遮断する部分からなるバリアを印加される電圧により形成することができるスイッチ液晶パネルとを備え、前記バリアによって表示器からの映像光の進路を規制して左右の眼に異なる映像光を導いて、立体的な映像を提供する立体映像表示装置において、
前記スイッチ液晶パネルは、前記一対の基板の内側に形成される電極の有無によって光を透過させる部分と光を遮断する部分を形成し、
前記スイッチ液晶パネルの電極を形成していない部分においては、基板の表面に、透明な導電性膜を備えることを特徴とする立体映像表示装置。
視差のある映像を交互に並べて表示することのできる液晶表示器と、該表示器に照明光を与える照明器と、一対の基板で液晶層を挟むと共に、光を透過させる部分と光を遮断する部分からなるバリアを印加される電圧により形成することができるスイッチ液晶パネルとを備え、前記バリアによって表示器からの映像光の進路を規制して左右の眼に異なる映像光を導いて、立体的な映像を提供する立体映像表示装置において、
前記スイッチ液晶パネルは、前記一対の基板の内側に形成される電極の有無によって光を透過させる部分と光を遮断する部分を形成し、
前記スイッチ液晶パネルの電極を形成していない部分においては、基板の表面に、透明な導電性膜を備えることを特徴とする立体映像表示装置。