JP4792077B2 - 三次元画像表示装置の製造装置及び三次元画像表示装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、三次元画像表示装置の製造装置及び三次元画像表示装置の製造方法に関する。

三次元画像表示装置の三次元画像表示方式としては、多眼式やインテグラルイメージング方式などの様々な方式がある。このような方式を用いて三次元画像を表示する三次元画像表示装置としては、表示パネル上にレンチキュラレンズを備える三次元画像表示装置が開発されている。このレンチキュラレンズを用いる場合には、三次元画像視認用のメガネなどを用いずに三次元画像を視認することができる。

表示パネルとしては、通常、液晶の配向を利用して光の強弱を制御する液晶表示パネル（ＬＣＤ）、プラズマ放電の紫外線により蛍光体を発光させるプラズマ表示パネル（ＰＤＰ）、電界放出型電子放出素子の電子ビームにより蛍光体を発光させる電界放出表示パネル（ＦＥＤ）、及び、表面伝導型電子放出素子の電子ビームにより蛍光体を発光させる電子放出表示パネルなどのフラットパネル型表示装置が用いられている。

このような表示パネル上にレンチキュラレンズを設ける場合には、通常、そのレンチキュラレンズを有するレンズ板が、表示パネル上に矩形の枠形状に塗布された接着剤により表示パネルに貼り合わされている。なお、光の利用効率の向上を目的として、液晶表示パネル上にレンチキュラレンズを設ける技術も提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、前述の三次元画像表示装置の中には、表示品質確保のため、レンズ板と表示パネルとの間が減圧構造である三次元画像表示装置も開発されている。すなわち、レンズ板、表示パネル及び接着剤により形成される内部空間が減圧されている。この三次元画像表示装置を検査するために表示装置の内圧（内部空間の圧力）を測定する場合には、その表示装置の一部を破壊し、表示装置の内圧が圧力計により測定される。
特許第３７０８１１２号公報

しかしながら、前述のように製品の一部を破壊して表示装置の内圧を求める場合には、製品を破壊する必要があるため、その製品は検査後に使用不可となり、表示装置が無駄になってしまう。また、表示装置の内圧が規格範囲内に入らないと、表示パネルとレンチキュラレンズとのギャップが許容範囲内に入らず、視域角度の誤差も許容範囲外となるため、三次元画像の表示品位が低下してしまう。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、非破壊で三次元画像表示装置の内圧を測定することができ、その結果、三次元画像表示装置を無駄にせずに三次元画像の表示品位の低下を防止することができる三次元画像表示装置の製造装置及び三次元画像表示装置の製造方法を提供することである。

本発明の実施の形態に係る第１の特徴は、複数の画素が面内に配列されている表示パネルと、複数のシリンドリカルレンズがシリンドリカルレンズの稜線方向に直交する幅方向に連続して並ぶレンチキュラレンズを有するレンズ板とを、レンチキュラレンズを封止するように貼り合わせて三次元画像表示装置を製造する三次元画像表示装置の製造装置において、減圧チャンバと、減圧チャンバ内を減圧する減圧部と、減圧チャンバに収容されてレンズ板と貼り合わされた表示パネルに対してレンズ板を介して撮像を行う撮像部と、減圧チャンバに収容されてレンズ板と貼り合わされた表示パネルに、複数のシリンドリカルレンズ毎にシリンドリカルレンズ幅の中央に位置する画素列を点灯させる検査チャートを表示させる手段と、レンズ板と貼り合わされた表示パネルを収容した減圧チャンバ内を減圧部に減圧させながら、減圧チャンバ内の減圧度の上昇に伴って撮像部に検査チャートを複数回撮像させる手段と、撮像部により撮像された画像毎に画素列に直交する方向の輝度分布の分散値を求め、減圧チャンバ内の減圧度の変動に応じて変化する分散値の変化情報を求め、求めた分散値の変化情報から分散値の変化点に対応する減圧度を取得する手段とを備えることである。

本発明の実施の形態に係る第２の特徴は、複数の画素が面内に配列されている表示パネルと、複数のシリンドリカルレンズがシリンドリカルレンズの稜線方向に直交する幅方向に連続して並ぶレンチキュラレンズを有するレンズ板とを、レンチキュラレンズを封止するように貼り合わせて三次元画像表示装置を製造する三次元画像表示装置の製造方法において、減圧チャンバに収容され接着部材が部分的に硬化されて前記レンズ板に貼り合わされた表示パネルに、複数のシリンドリカルレンズ毎にシリンドリカルレンズ幅の中央に位置する画素列を点灯させる検査チャートを表示させる工程と、レンズ板と貼り合わされた表示パネルを収容した減圧チャンバ内を減圧しながら、減圧チャンバ内の減圧度の上昇に伴って検査チャートを複数回撮像する工程と、撮像した画像毎に画素列に直交する方向の輝度分布の分散値を求め、減圧チャンバ内の減圧度の変動に応じて変化する分散値の変化情報を求め、求めた分散値の変化情報から分散値の変化点に対応する減圧度を取得する工程とを有することである。

本発明によれば、非破壊で三次元画像表示装置の内圧を測定することができ、その結果、三次元画像表示装置を無駄にせずに三次元画像の表示品位の低下を防止することができる。

本発明の実施の一形態について図面を参照して説明する。

（三次元画像表示装置）
図１に示すように、本発明の実施の一形態に係る三次元画像表示装置（以下、表示装置という）１Ａは、画像を表示する表示パネル２と、その表示パネル２上に枠形状の接着部材３を介して設けられ、表示パネル２側にレンチキュラレンズ４ａを有するレンズ板４とを備えている。これらの表示パネル２、接着部材３及びレンズ板４により形成される内部空間Ｎは気密封止され、内部空間Ｎはその内圧が大気圧より低い減圧状態になっている。

表示パネル２は、アレイ基板などの背面基板となる第１基板２ａと、前面基板となる第２基板２ｂとを具備している。この表示パネル２の面内には、複数の画素が所定のパターンで、例えばマトリクス状（格子状）に配列されている。このような表示パネル２としては、例えば液晶表示パネルを用いる。第１基板２ａと第２基板２ｂとの間には、液晶層（図示せず）が設けられており、この表示パネル２の外面には、２つの偏光板２ｃ、２ｄが設けられている。それらの偏光板２ｃ、２ｄは、各々対向させて表示パネル２に配置されている。

第１基板２ａは、例えば矩形状のガラス基板である。この第１基板２ａの内面（第２基板２ｂに対向する面：図１中の上面）には、複数の画素電極やそれらに電位を供給するための電気配線（いずれも図示せず）などが設けられている。各画素電極は画素毎にドット状に設けられており、電気配線はマトリクス状（格子状）に設けられている。第２基板２ｂは、例えば矩形状のガラス基板である。この第２基板２ｂの内面（第１基板２ａに対向する面：図１中の下面）には、カラーフィルタＦや共通電極となる対向電極（図示せず）などが設けられている。カラーフィルタＦは、ドット状あるいはストライプ状に設けられた複数の着色層（赤、緑及び青）と、ブラックマトリクスなどの遮光層とにより構成されている。

接着部材３は、レンチキュラレンズ４ａの周囲を囲むように表示パネル２とレンズ板４との間に設けられ、表示パネル２とレンズ板４とを接着するための部材である。この接着部材３は、例えば矩形の枠形状に表示パネル２とレンズ板４との間に形成されている。接着部材３は、表示パネル２とレンズ板４とを接合して内部空間Ｎを形成する側壁として機能し、内部空間Ｎの気密性も維持する。接着部材３としては、例えば光硬化性樹脂などを用いる。

レンズ板４は、三次元画像を生成するためのレンチキュラレンズ４ａを有するレンズ基板やレンズシートなどのレンズ部材である。このレンズ板４は、例えば矩形状の基板である。レンチキュラレンズ４ａは、円柱を軸方向に２つに割った形状であるシリンドリカルレンズ（円筒面レンズ）４ａ１を軸方向（長手方向、すなわち稜線方向）に直交する方向（短手方向）に隣接させて並べることにより形成されている。ここで、シリンドリカルレンズ４ａ１は円筒状のレンズで一方向にのみ曲率があるレンズであり、一つの屈曲面を有している。また、レンチキュラレンズ４ａは、レンズ板４の内面に固定されてレンズ板４の一部として設けられている。なお、レンチキュラレンズ４ａ及びレンズ板４は、別体で形成された後に一体化されても、最初から同一材料を用いて一体で形成されてもよい。

このような表示装置１Ａは、マトリクス状に配置された各画素に対応する画素電極に対し、画像信号（画像データ）に応じて電圧を印加することにより、各画素（液晶層）の光学特性を変化させて画像を表示する。特に、表示装置１Ａは、インテグラルイメージング方式を用いて、見る角度により微妙に見え方が異なる複数の視差画像（二次元画像）を表示し、三次元画像を形成する。この三次元画像は、自然で、見やすく、さらに疲れ難い画像であり、さらに、そのような三次元画像を見ることが可能な範囲は連続的となる。

ここで、レンチキュラレンズ４ａと表示パネル２とが完全に密着していなかった場合には、それらの間にギャップが生じてしまう。レンチキュラレンズ４ａの凸部（レンズ端）とカラーフィルタＦとの離間距離である垂直方向距離Ｌ（図１参照）は、許容範囲内（例えば、目標値±数十μｍの範囲内）となる必要がある。例えば、表示パネル２とレンズ板４との離間距離であるギャップ、詳しくは、表示パネル２の偏光板２ｃとレンズ板４のレンチキュラレンズ４ａの凸部とのギャップが大きくなると、垂直方向距離Ｌが許容範囲外になり、視域角度の誤差も許容範囲外（例えば、目標値±数ｄｅｇの範囲外）になるため、三次元画像の表示品位が低下してしまう。

前述の表示装置１Ａでは、表示パネル２、接着部材３及びレンズ板４はその内部空間Ｎの内圧が大気圧より低くされて気密封止されている。これにより、内部空間Ｎはその内圧が大気圧より低い減圧状態になっていることから、表示パネル２とレンズ板４とが密着し、さらに、その密着状態が保たれるので、ギャップ、すなわち垂直方向距離Ｌが許容範囲内となる。その結果、視域角度の誤差を許容範囲内にすることが可能になるので、三次元画像の表示品位の低下を防止することができる。特に、製造後でも、自重による撓み、外部からの部分的な加圧及び周囲温度上昇などにより、ギャップが変化してしまうことを防止することが可能になるので、垂直方向距離Ｌを許容範囲内に維持することができる。

（三次元画像表示装置の製造装置）
図２及び図３に示すように、本発明の実施の一形態に係る製造装置３１は、第１チャンバ３２ａ及び第２チャンバ３２ｂからなる減圧チャンバ３２と、その減圧チャンバ３２内に設けられたステージ３３（図３参照）と、そのステージ３３に対向させて所定の高さにレンズ板４を支持する支持部３４（図３参照）と、ステージ３３をＸＹＺθ方向に移動させるステージ移動機構３５と、第２チャンバ３２ｂをＸＺ軸方向に移動させるチャンバ移動機構３６（図２参照）と、撮像動作を行う撮像部３７と、その撮像部３７をＺ軸方向に移動させる撮像移動機構３８（図２参照）と、減圧チャンバ３２内を減圧する減圧部３９と、硬化用の光を照射する複数の照射ヘッド４０と、各部を制御する制御部４１（図３参照）とを備えている。これらの各部は架台４２に設けられている。

減圧チャンバ３２は、第１チャンバ３２ａと第２チャンバ３２ｂとに分離可能に形成されている。この減圧チャンバ３２は、第１チャンバ３２ａと第２チャンバ３２ｂとが一体になった閉状態と、第１チャンバ３２ａと第２チャンバ３２ｂとが分離した開状態とになる。第１チャンバ３２ａはステージ３３を下方から収容する下チャンバであり、第２チャンバ３２ｂはステージ３３を上方から収容する上チャンバ（蓋チャンバ）である。これらの第１チャンバ３２ａと第２チャンバ３２ｂとの閉空間、すなわち閉状態の減圧チャンバ３２の内部は減圧部３９により減圧されて大気圧より低い減圧状態（例えば、真空状態）になる。

ステージ３３は、吸引吸着の保持機構により表示パネル２を保持するステージである（図３参照）。表示パネル２はステージ３３の保持面に載置され、その位置に保持機構により保持される。なお、載置される表示パネル２の貼り合わせ面には、連続な枠形状の接着部材３が塗布されている。

このステージ３３の内部には、光を照射するバックライトなどの光照射部４３が設けられている（図３参照）。この光照射部４３は、表示パネル２の画像表示用に点灯される。光照射部４３は制御部４１に電気的に接続されており、制御部４１による制御に応じて点灯及び消灯される。なお、ステージ３３には、開口部が略中央に位置付けられて例えば矩形状に形成されており、光照射部４３から出射された光はその開口部から表示パネル２に入射することになる。

支持部３４は、レンズ板４を着脱可能に保持する保持枠３４ａと、その保持枠３４ａをステージ３３に対して所定の高さに支持する支持板３４ｂ及び支持部材３４ｃとにより構成されている（図３参照）。保持枠３４ａは吸引吸着の保持機構によりレンズ板４の周縁を保持する。この保持枠３４ａは、必要な強度を得るため例えば金属などにより形成されている。また、支持板３４ｂと支持部材３４ｃとは、ステージ３３を介して互いに対向する位置に設置され、第１チャンバ３２ａの底面に固定されている。

保持枠３４ａは、支持部材３４ｃの上端部に回動可能に設けられている。保持枠３４ａには、複数の貫通孔が保持枠３４ａの開口の周囲に位置付けられて設けられており、各照射ヘッド４０から出射された光はそれぞれ各貫通孔を通過する。これにより、硬化用の光が、密着状態の表示パネル２とレンズ板４との間に位置する接着部材３に対して照射される。また、保持枠３４ａにはハンドルが設けられている。そのハンドルが操作者により持たれ、保持枠３４ａの回動が行われる。保持枠３４ａがレンズ板４を保持した状態で支持板３４ｂの上端部に当接すると、レンズ板４がステージ３３上の表示パネル２に対向して所定の高さに位置する。この状態で、保持枠３４ａは複数の固定部材４４により支持板３４ｂの上端部に固定される。

各固定部材４４は、保持枠３４ａに当接して保持枠３４ａを押さえる押さえ部材４４ａと、その押さえ部材４４ａに固定された回転軸４４ｂと、その回転軸４４ｂのＺ軸方向の移動及びθ方向の回転を行う駆動部４４ｃとによりそれぞれ構成されている。これらの固定部材４４は減圧チャンバ３２の内部に設けられている。固定部材４４は、回転軸４４ｂを介してθ方向及びＺ軸方向の下方向（図３中）に押さえ部材４４ａを動かし、保持枠３４ａを固定する固定位置に移動させる。また、固定部材４４は、回転軸４４ｂを介してＺ軸方向の上方向（図３中）及びθ方向に押さえ部材４４ａを動かし、固定位置から保持枠３４ａの固定を開放する待機位置に移動させる。なお、駆動部４４ｃの一部は減圧チャンバ３２の外部に突出しているが、減圧チャンバ３２はその気密性が維持されるように形成されている。駆動部４４ｃの突出部分が接続線により制御部４１に接続され、駆動部４４ｃは制御部４１に電気的に接続されている。

ステージ移動機構３５は、減圧チャンバ３２外からステージ３３をＸＹＺθ方向（図３参照）に移動させる移動機構である。ステージ移動機構３５は、減圧チャンバ３２の外部に設けられており、制御部４１に電気的に接続されている。なお、θ方向は、図３中のＸＹ平面内での回転方向である。

このステージ移動機構３５は、減圧チャンバ３２内に侵入してステージ３３を支持する複数の支柱３５ａと、それらの支柱３５ａが固定されたテーブル３５ｂと、そのテーブル３５ｂを支持してＸＹＺθ方向に移動させるテーブル移動機構３５ｃと、各支柱３５ａの周囲を囲むように、すなわちそれらの支柱３５ａをそれぞれ内蔵するように減圧チャンバ３２とテーブル３５ｂとの間に取り付けられた複数の第１ベローズ３５ｄと、テーブル３５ｂと架台４２（すなわち、架台４２におけるテーブル移動機構３５ｃが載置された載置面４２ａ）との間に取り付けられた複数の第２ベローズ３５ｅとを備えている。

各支柱３５ａは、第１チャンバ３２ａの底面に設けられた各貫通孔３２ａ１に挿入されてステージ３３を支持している。各支柱３５ａの一端がステージ３３の下面に固定され、それらの他端がテーブル３５ｂに固定されている。例えば、これらの支柱３５ａは円柱形状に形成されている。

テーブル３５ｂは、ＸＹＺθ方向に移動可能にテーブル移動機構３５ｃ上に積層されている。テーブル移動機構３５ｃは、テーブル３５ｂをＸＹＺθ方向に移動させ、そのテーブル３５ｂに固定された各支柱３５ａを介してステージ３３をＸＹＺθ方向に移動させる。

各第１ベローズ３５ｄ及び各第２ベローズ３５ｅは、伸縮可能な伸縮管である。各第１ベローズ３５ｄは、減圧チャンバ３２内に連通する各貫通孔３２ａ１を介して減圧チャンバ３２の内部とつながっており、その気密性も維持している。また、各第２ベローズ３５ｅは、減圧チャンバ３２内に連通する連通管３５ｅ１を介して減圧チャンバ３２の内部とつながっており、その気密性も維持している。各第１ベローズ３５ｄ及び各第２ベローズ３５ｅとしては、例えば、減圧チャンバ３２の減圧により変形しない強度を有する金属製の伸縮管などを用いる。

ここで、減圧チャンバ３２の減圧が進行すると、ステージ３３が上方向（図３中）に引っ張られ、そのステージ３３に各支柱３５ａを介して接続されたテーブル３５ｂが傾いてしまうことがある。この状態で、貼り合わせが行われると、Ｚ（ギャップ）、Ｘ、θ方向の精度が悪化し、許容範囲内におさまらなくなることがある。そこで、連通管３５ｅ１を介して減圧チャンバ３２の内部と各第２ベローズ３５ｅとを連通させることによって、ステージ３３が上方向に引っ張られる力とほぼ同じ力で、テーブル３５ｂを下方向（図３中）に引っ張ることが可能になる。これにより、ステージ３３に各支柱３５ａを介して接続されたテーブル３５ｂが傾くことを抑止することができ、その結果、ギャップの不均一を抑えることができ、加えて、Ｚ（ギャップ）、Ｘ、θ方向の精度を許容範囲内におさめることができる。なお、各第２ベローズ３５ｅのサイズや数などは、ステージ３３が上方向に引っ張られる力とほぼ同等となるように決定される。

このようなステージ移動機構３５は、ステージ３３をＸＹθ方向に移動させ、表示パネル２とレンズ板４（レンチキュラレンズ４ａ）との位置合わせを行い、さらに、Ｘθ方向に微調整を行いながら、表示パネル２をＺ軸方向に移動させて表示パネル２とレンズ板４との貼り合わせを行う。すなわち、ステージ移動機構３５は、表示パネル２とレンズ板４とを相対移動させる移動動作を行う移動機構として機能する。なお、位置合わせは、表示パネル２の端部及びレンズ板４の端部にそれぞれ付されたアライメントマークや表示パネル２に表示されるアライメントマークなどに基づいて行われる。このアライメントマークはアライメント用のカメラあるいは撮像部３７などにより撮像される。

チャンバ移動機構３６は、第２チャンバ３２ｂをＺ軸方向に移動させるＺ軸移動機構３６ａと、そのＺ軸移動機構３６ａをＸ軸方向に移動させるＸ軸移動機構３６ｂとにより構成されている（図２参照）。このチャンバ移動機構３６は制御部４１に電気的に接続されている。このようなチャンバ移動機構３６は、操作者がステージ３３及び保持枠３４ａに対して表示パネル２やレンズ板４を取り付ける場合、第２チャンバ３２ｂを退避位置まで移動させ、さらに、表示パネル２とレンズ板４との貼り合わせを行う場合、第２チャンバ３２ｂを減圧チャンバ３２の閉位置まで移動させる。

撮像部３７は、表示パネル２に対して視距離からレンズ板４を介して撮像動作を行って画像、例えば表示パネル２が表示した画像を取得する。この撮像部３７は、ステージ３３に対する接離方向であるＺ軸方向（図３中の上下方向）に移動可能に撮像移動機構３８に設けられており、制御部４１に電気的に接続されている。撮像部３７としては、例えばＣＣＤカメラなどを用いる。撮像部３７のピント合わせは、撮像移動機構３８による撮像部３７の上下移動やオートフォーカス機能などにより行われる。

撮像移動機構３８は、架台４２上に固定された支柱３７ａにＺ軸方向に沿うように設けられ、撮像部３７をＺ軸方向に移動させる移動機構である（図２参照）。この撮像移動機構３８は、支柱３７ａに固定されて設けられており、制御部４１に電気的に接続されている。撮像移動機構３８としては、例えば、リニアモータ機構や送りねじ機構などを用いる。なお、撮像部３７はアーム部材などの支持部材３７ｂを介して撮像移動機構３８に設けられている。

減圧部３９は、減圧チャンバ３２内の空気などの気体（雰囲気）を排気する第１吸引ポンプ３９ａ、保持枠３４ａに吸着力を与える第２吸引ポンプ３９ｂ及びステージ３３に吸着力を与える第３吸引ポンプ３９ｃなどを備えている（図３参照）。第１吸引ポンプ３９ａは、減圧チャンバ３２内に連通する排気管３９ａ１を介して減圧チャンバ３２内の雰囲気を排気する。第２吸引ポンプ３９ｂは、保持枠３４ａの各吸着溝に連通する排気管３９ｂ１を介して各吸着溝から雰囲気を排気する。第３吸引ポンプ３９ｃは、ステージ３３の各吸着溝に連通する排気管３９ｃ１を介して各吸着溝から雰囲気を排気する。これらの第１吸引ポンプ３９ａ、第２吸引ポンプ３９ｂ及び第３吸引ポンプ３９ｃは制御部４１に電気的に接続されており、制御部４１の制御に応じて駆動される。

各照射ヘッド４０は、第２チャンバ３２ｂの窓Ｍを避けて枠形状の線上に位置付けられて第２チャンバ３２ｂに設けられている。第２チャンバ３２ｂの窓Ｍは、撮像部３７による撮像が可能となるように例えばガラスなどの透明部材を用いて第２チャンバ３２ｂに形成されている。各照射ヘッド４０は、密着状態の表示パネル２とレンズ板４との間に位置する接着部材３に対してそれぞれ光を照射し、その接着部材３を部分的に硬化させる。このとき、各照射ヘッド４０から出射された光は、保持枠３４ａの各貫通孔をそれぞれ通過して接着部材３まで到達する。

制御部４１は、各部を集中的に制御するコントローラと、各種プログラムや各種データなどを記憶する記憶部と、操作者からの入力操作を受け付ける操作部と（いずれも図示せず）を備えている。記憶部は、コントローラのワークエリアとして機能するＲＡＭ（Random Access Memory）や不揮発メモリ、ハードディスクドライブなどにより構成されている。この制御部４１は、記憶部に格納されている各種プログラムや各種データなどに基づいて各部の制御を行う。特に、制御部４１は、データの計算又は加工などを行う一連のデータ処理や、表示パネル２とレンズ板４との貼り合わせを行うための貼り合わせ処理などを実行する。この貼り合わせ処理は、位置合わせを行う位置合わせ処理や減圧を行う減圧処理、検査を行う検査処理などを含んでいる。なお、記憶部には、撮像条件や貼り合わせ条件（減圧条件も含む）、検査条件などが格納されている。

（三次元画像表示装置の製造方法）
次に、前述の製造装置３１を用いた表示装置１Ａの製造方法について説明する。なお、製造装置３１の制御部４１が貼り合わせ処理を実行して各部を制御する。この貼り合わせ処理は、表示装置１Ａの良否を検査する検査処理も含んでいる。なお、接着部材３塗布済みの表示パネル２がステージ３３上に載置されており、レンズ板４は保持枠３４ａが閉じた状態でステージ３３上の表示パネル２に対向する所定位置に存在している（図３参照）。

図４に示すように、制御部４１は、チャンバ移動機構３６により減圧チャンバ３２の第２チャンバ３２ｂを閉位置まで移動させて減圧チャンバ３２を閉じ（ステップＳ１）、第１吸引ポンプ３９ａを駆動し、減圧チャンバ３２内に連通する排気管３９ａ１を介して減圧チャンバ３２内の雰囲気を排気して、所定の真空圧まで減圧チャンバ３２内の減圧を行う（ステップＳ２）。

次いで、制御部４１は、ステージ移動機構３５によりステージ３３をＸＹθ方向に移動させ、レンズ板４に対し表示パネル２を相対移動させて表示パネル２とレンチキュラレンズ４ａとの平面方向の位置合わせ（アライメント）を行い、さらに、ステージ移動機構３５によりステージ３３をＺ軸方向の上方向（図３中）に移動させ、レンズ板４に対して表示パネル２を加圧し、加えて、各照射ヘッド４０により硬化用の照射を行い、表示パネル２とレンズ板４との貼り合わせを行う（ステップＳ３）。

これにより、レンズ板４と表示パネル２とが密着した状態で、枠形状の接着部材３が部分的に硬化される。このように、減圧雰囲気中で表示パネル２とレンズ板４とがレンチキュラレンズ４ａを封止するように貼り合わされ、表示パネル２、接着部材３及びレンズ板４により形成される内部空間Ｎ、すなわち表示装置１Ａの内圧は大気圧より低く気密封止され、減圧構造の表示装置１Ａが形成される。

その後、制御部４１は、吸着用の第２吸引ポンプ３９ｂの駆動を停めてレンズ板４の吸着を解除し、ステージ移動機構３５によりステージ３３をＺ軸方向の下方向（図３中）に移動させ、かつ、第１吸引ポンプ３９ａの駆動を停止して減圧チャンバ３２内を大気開放する（ステップＳ４）。

次に、制御部４１は、検査用画像として機能する検査チャートＧ１を表示する（ステップＳ５）。すなわち、制御部４１は、光照射部４３に照射動作を実行させ、検査チャートＧ１（図５参照）を表示パネル２に表示させる。ここで、照射動作は、ステージ３３上の表示パネル２に対して画像表示用の光を照射する動作である。なお、検査チャートＧ１のデータは記憶部に格納されている。

検査チャートＧ１は、図５に示すように、レンチキュラレンズ４ａのレンズピッチＰ毎に、そのレンズピッチＰの中心に位置する画素を一列に点灯させるチャートである。詳述すると、この検査チャートＧ１は、表示パネル２の基準線（例えば中心線）となる一列の画素（画素列）を点灯させ、その基準線から基準線に直交する方向にレンチキュラレンズ４ａのレンズピッチＰ毎に画素列を点灯させる縞々のチャートである。なお、基準線は、三次元画像を形成する各種設計の基準となる線である。レンチキュラレンズ４ａのレンズピッチＰは、シリンドリカルレンズ４ａ１の幅、すなわちシリンドリカルレンズ４ａ１における軸方向（稜線方向）に直交する幅である。このような検査チャートＧ１が表示パネル２の表示画面に表示される。

ここで、表示パネル２に検査チャートＧ１を表示させるために、表示パネル２と制御部４１とは電気的に接続されている。図６に示すように、表示パネル２には、信号インタフェース７１が設けられている。この信号インタフェース７１には、コネクタ７２を介して伝送線７３が接続される。伝送線７３は制御部４１に接続されており、制御部４１により生成された検査チャート信号を表示パネル２の信号インタフェース７１に伝送する線路である。また、コネクタ７２は、信号インタフェース７１に着脱可能に形成されて伝送線７３の一端に設けられている。なお、制御部４１は検査チャートＧ１の検査チャート信号を生成する生成部として機能する。

次いで、制御部４１は、減圧チャンバ３２内の減圧を行いながら（ステップＳ６）、表示した検査チャートＧ１を撮像する（ステップＳ７）。すなわち、制御部４１は、第１吸引ポンプ３９ａを駆動し、減圧チャンバ３２内に連通する排気管３９ａ１を介して減圧チャンバ３２内の雰囲気を排気し、減圧チャンバ３２内の減圧を行い、さらに、撮像部３７に撮像動作を実行させる。ここで、撮像動作は、ステージ３３上の表示装置１Ａに対してレンズ板４側から撮像を行う動作である。

これにより、図７に示すような画像Ｇ２が得られる。なお、図７に示す画像Ｇ２は、表示装置１Ａの内圧（内部空間Ｎの圧力）が規格範囲内である場合の画像の一例である。ここで、画像Ｇ２には、輝線Ｋが見られるが、この輝線Ｋが表示装置１Ａの内圧変動に応じて変化する。例えば、その内圧変動に応じて輝線Ｋの幅が広くなったり、輝線Ｋが複数になったりする。

その後、制御部４１は、撮像した画像からチャート分散値を求め（ステップＳ８）、減圧チャンバ３２内の減圧度が所定値になったか否かを判断し（ステップＳ９）、減圧チャンバ３２内の減圧度が所定値になるまで前述のステップＳ７及びステップＳ８を繰り返す（ステップＳ９のＮＯ）。これにより、撮像画像毎にチャート分散値が対応する減圧度と共に求められ、記憶部に順次記憶される。なお、減圧チャンバ３２内の減圧度は圧力計などにより計測されて制御部４１に送信されている。

ここで、チャート分散値の算出において、制御部４１は、撮像画像を画像処理し、Ｘ軸方向（画素列に直交する方向）の輝度分布を算出し、算出した輝度分布を平滑化フィルタにかけて平滑化して正規分布に近似し、近似後の輝度分布からチャート分散値を算出する。ここで、Ｘ軸方向の輝度分布は、レンズピッチＰの中心に位置する画素列に直交する方向の輝度分布である。例えば、図７に示す画像Ｇ２が画像処理されて平滑化されると、図８に示すような輝度分布が得られる。

ステップＳ９において、減圧チャンバ３２内の減圧度が所定値になったと判断した場合には（ステップＳ９のＹＥＳ）、減圧チャンバ３２内の減圧度の変動に応じて変化するチャート分散値の変化情報を求め、その変化情報からチャート分散値の変化点を決定し、その変化点に対応する減圧度を取得する（ステップＳ１０）。この減圧度が表示装置１Ａの内圧となる。

例えば、図９に示すように、チャート分散値の変化情報が求められ、チャート分散値が変化する変化点Ａが決定され、その変化点Ａに対応する減圧度（図９では、１０ｋＰａ）が表示装置１Ａの内圧として取得される。図９では、チャート分散値がチャンバ減圧度（減圧チャンバ３２内の減圧度）の上昇に伴ってほとんど変化しないドットに対して直線近似が行われ、チャート分散値がチャンバ減圧度の上昇に伴って減少するドットに対して最小二乗法や直線近似が行われ、得られた２つの線の交点が変化点Ａとして決定される。なお、変化点Ａの決定方法はこれに限られるものではなく、例えば、チャンバ減圧度の上昇に伴って所定値以上減少した最初のドットが変化点Ａとして決定されるようにしてもよい。

ここで、変化点Ａに対応する減圧度が表示装置１Ａの内圧となるが、図９に示すように、チャート分散値が変化しない範囲では、表示装置１Ａの内圧は外圧（チャンバ減圧度）より小さい状態であり、チャート分散値がチャンバ減圧度の上昇に伴って徐々に小さくなる範囲では、表示装置１Ａの内圧は外圧（チャンバ減圧度）より大きい状態である。

このようにチャート分散値は、表示装置１Ａを収容した減圧チャンバ３２内が減圧され、表示装置１Ａの内圧が外圧である減圧チャンバ３２内の減圧度より大きくなると、表示装置１Ａの内部空間Ｎが膨張し、ギャップが大きくなるため変化する。なお、図１０に示すように、チャート分散値はギャップの変化に応じて変化する関係がある。

その後、制御部４１は、表示装置１Ａの内圧が規格範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ１１）。表示装置１Ａの内圧が規格範囲内であると判断した場合には（ステップＳ１１のＹＥＳ）、表示装置１Ａは良品であると判定する（ステップＳ１２）。一方、表示装置１Ａの内圧が規格範囲内でないと判断した場合には（ステップＳ１１のＮＯ）、表示装置１Ａは不良品であると判定する（ステップＳ１３）。

ここで、表示装置１Ａの内圧が規格範囲より小さい場合には、表示パネル２とレンチキュラレンズ４ａとが近づき過ぎている状態であり、ギャップは許容範囲より小さくなっている。一方、表示装置１Ａの内圧が規格範囲より大きい場合には、表示パネル２とレンチキュラレンズ４ａとが離れ過ぎている状態であり、ギャップは許容範囲より大きくなっている。

最後に、制御部４１は、撮像移動機構３８により撮像部３７を退避位置に移動させ、第１吸引ポンプ３９ａの駆動を停止して減圧チャンバ３２内を大気開放し（ステップＳ１４）、チャンバ移動機構３６により減圧チャンバ３２の第２チャンバ３２ｂを退避位置まで移動させて減圧チャンバ３２を開ける（ステップＳ１５）。その後、表示装置１Ａは作業員などの人又はロボットなどの機械により減圧チャンバ３２内から取り出されて本硬化用の装置に搬送され、その内部の接着部材３が本硬化される。

前述の製造工程では、減圧雰囲気中で表示パネル２とレンズ板４とが貼り合わされて表示装置１Ａが形成される。このとき、表示パネル２、接着部材３及びレンズ板４により形成される内部空間Ｎはその内圧が大気圧より低い気密状態になる。この内部空間Ｎの圧力、すなわち表示装置１Ａの内圧によりギャップが変化するため、ギャップ制御のためにも表示装置１Ａの内圧を得ることは重要である。

その後、一旦減圧チャンバ３２内が開放され、表示装置１Ａの表示パネル２に検査チャートＧ１が表示され、再度、減圧チャンバ３２内が減圧される。この減圧が進行している状態で、検査チャートＧ１が撮像部３７によりレンズ板４を介して複数回撮像される。これにより、輝線Ｋが異なる複数の撮像画像（例えば、図７に示すような画像Ｇ２）が得られる。なお、輝線Ｋは減圧チャンバ３２内の減圧度に応じて変化する。次いで、撮像画像毎にチャート分散値が対応する減圧度と共に求められ、撮像画像毎のチャート分散値からチャート分散値の変化情報が求められ、その変化情報から変化点Ａに対応する減圧度が表示装置１Ａの内圧として取得される。これにより、表示装置１Ａの内圧が検査チャートＧ１により間接的に測定される。

最後に、表示装置１Ａの内圧が規格範囲内に入っているか否かが判断される。その気圧が規格範囲内であると、表示装置１Ａは良品であると判定され、一方、その気圧が許容範囲外であると、表示装置１Ａは不良品であると判定される。このように表示装置１Ａの内圧により表示装置１Ａの良否判定を行うことが可能になるので、製造過程での三次元画像の表示品位検査を容易化することができる。

以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、表示パネル２に検査チャートＧ１を表示させ、その検査チャートＧ１を減圧チャンバ３２内の減圧度の上昇に伴って複数回撮像し、撮像した各画像からチャート分散値の変化情報を求め、求めたチャート分散値の変化情報からチャート分散値の変化点に対応する減圧度を取得することによって、その減圧度が表示装置１Ａの内圧であり、表示装置１Ａの内圧が検査チャートＧ１により間接的に測定されるので、非破壊で表示装置１Ａの内圧を測定することができる。その結果、表示装置１Ａの内圧が規格範囲内であるか否かを判断することが可能となり、表示パネル２とレンチキュラレンズ４ａとのギャップが許容範囲内に入っているか否かを把握して良品あるいは不良品を判断することができる。このようにして、非破壊で表示装置１Ａの内圧を測定することができ、その結果、表示装置１Ａを無駄にせずに三次元画像の表示品位の低下を防止することができる。

また、表示パネル２に設けられた信号インタフェース７１と、その信号インタフェース７１に接続可能に形成されたコネクタ７２と、検査チャートＧ１の検査チャート信号を生成する生成部としての制御部４１と、コネクタ７２と制御部４１とを接続しその制御部４１により生成された検査チャート信号を表示パネル２に伝送する伝送線７３とを備えることによって、制御部４１により表示パネル２の表示を制御することが可能となるので、減圧チャンバ３２の外部から表示パネル２に検査チャートＧ１を表示させることができる。

加えて、表示パネル２に光を照射しながら、表示パネル２に検査チャートＧ１を表示させることから、表示パネル２が液晶表示パネルなどの自身で発光することが不可能であるパネルであった場合でも、光照射部４３の照射により画像を表示することができる。

また、前述の製造装置３１を用いて表示装置１Ａを製造することによって、レンズ板４のレンチキュラレンズ４ａと表示パネル２の第１偏光板２ｃとの間のギャップを許容範囲内とし、視域角度の誤差を許容範囲内にすることが可能になるので、三次元画像の表示品位が良好な表示装置１Ａを容易に得ることができる。

なお、本発明は、前述の実施の形態に限るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。例えば、前述の実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。

前述の実施の形態においては、表示パネル２として液晶表示パネル（ＬＣＤ）を用いているが、これに限るものではなく、プラズマ表示パネル（ＰＤＰ）、電界放出表示パネル（ＦＥＤ）及び電子放出表示パネル（ＳＥＤ）などを用いるようにしてもよい。ここで、前述の実施の形態においては、表示パネル２が自身で発光して画像を表示することが可能である場合には、その表示パネル２を制御部４１に接続して必要に応じて画像を表示させるようにしてもよい。この場合には、光照射部４３を用いる必要はない。

また、前述の実施の形態においては、図５に示すような検査チャートＧ１を表示しているが、これに限るものではなく、その画像は限定されない。最後に、前述の実施の形態においては、各種の数値を挙げているが、それらの数値は例示であり、限定されるものではない。

本発明の実施の一形態に係る表示装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の実施の一形態に係る表示装置の製造装置の概略構成を示す外観斜視図である。 図２に示す製造装置の概略構成を示す断面図である。 図２及び図３に示す製造装置が行う貼り合わせ処理の流れを示すフローチャートである。 表示パネルに表示する検査チャートの一例を示す平面図である。 図２及び図３に示す製造装置と表示パネルとの電気的な接続を説明するための説明図である。 表示装置の内圧が規格範囲内である場合の撮像画像の一例を示す平面図である。 図７に示す撮像画像のＸ軸方向の輝度分布を説明するための説明図である。 チャンバ減圧度とチャート分散値との関係（チャート分散値の変化情報）を説明するための説明図である。 ギャップとチャート分散値との関係を説明するための説明図である。

符号の説明

１Ａ…三次元画像表示装置（表示装置）、２…表示パネル、４…レンズ板、４ａ…レンチキュラレンズ、４ａ１…シリンドリカルレンズ、３１…三次元画像表示装置の製造装置、３２…減圧チャンバ、３７…撮像部、３９…減圧部、４１…制御部（生成部）、７１…信号インタフェース、７２…コネクタ、７３…伝送線、Ｇ１…検査チャート、Ｇ２…画像

Claims (6)

1. 複数の画素が面内に配列されている表示パネルと、複数のシリンドリカルレンズが前記シリンドリカルレンズの稜線方向に直交する幅方向に連続して並ぶレンチキュラレンズを有するレンズ板とを、前記レンチキュラレンズを封止するように貼り合わせて三次元画像表示装置を製造する三次元画像表示装置の製造装置において、
   減圧チャンバと、
   前記減圧チャンバ内を減圧する減圧部と、
   前記減圧チャンバに収容されて前記レンズ板と貼り合わされた前記表示パネルに対して前記レンズ板を介して撮像を行う撮像部と、
   前記減圧チャンバに収容されて前記レンズ板と貼り合わされた前記表示パネルに、前記複数のシリンドリカルレンズ毎に前記シリンドリカルレンズ幅の中央に位置する画素列を点灯させる検査チャートを表示させる手段と、
   前記レンズ板と貼り合わされた前記表示パネルを収容した前記減圧チャンバ内を前記減圧部に減圧させながら、前記減圧チャンバ内の減圧度の上昇に伴って前記撮像部に前記検査チャートを複数回撮像させる手段と、
   前記撮像部により撮像された画像毎に前記画素列に直交する方向の輝度分布の分散値を求め、前記減圧チャンバ内の減圧度の変動に応じて変化する前記分散値の変化情報を求め、求めた前記分散値の変化情報から前記分散値の変化点に対応する前記減圧度を取得する手段と、
   を備えることを特徴とする三次元画像表示装置の製造装置。
2. 前記表示させる手段は、
   前記表示パネルに設けられた信号インタフェースと、
   前記信号インタフェースに接続可能に形成されたコネクタと、
   前記検査チャートの検査チャート信号を生成する生成部と、
   前記コネクタと前記生成部とを接続し、前記生成部により生成された前記検査チャート信号を前記表示パネルに伝送する伝送線と、
   を具備していることを特徴とする請求項１記載の三次元画像表示装置の製造装置。
3. 前記表示させる手段は、前記表示パネルに光を照射する光照射部を具備しており、前記光照射部に前記光を照射させながら、前記表示パネルに前記検査チャートを表示させることを特徴とする請求項１記載の三次元画像表示装置の製造装置。
4. 複数の画素が面内に配列されている表示パネルと、複数のシリンドリカルレンズが前記シリンドリカルレンズの稜線方向に直交する幅方向に連続して並ぶレンチキュラレンズを有するレンズ板とを、前記レンチキュラレンズを封止するように貼り合わせて三次元画像表示装置を製造する三次元画像表示装置の製造方法において、
   前記減圧チャンバに収容され接着部材が部分的に硬化されて前記レンズ板に貼り合わされた前記表示パネルに、前記複数のシリンドリカルレンズ毎に前記シリンドリカルレンズ幅の中央に位置する画素列を点灯させる検査チャートを表示させる工程と、
   前記レンズ板と貼り合わされた前記表示パネルを収容した前記減圧チャンバ内を減圧しながら、前記減圧チャンバ内の減圧度の上昇に伴って前記検査チャートを複数回撮像する工程と、
   撮像した画像毎に前記画素列に直交する方向の輝度分布の分散値を求め、前記減圧チャンバ内の減圧度の変動に応じて変化する前記分散値の変化情報を求め、求めた前記分散値の変化情報から前記分散値の変化点に対応する前記減圧度を取得する工程と、
   を有することを特徴とする三次元画像表示装置の製造方法。
5. 前記表示させる工程では、前記検査チャートの検査チャート信号を生成する生成部に接続された伝送線と前記表示パネルに設けられた信号インタフェースとを接続することを特徴とする請求項４記載の三次元画像表示装置の製造方法。
6. 前記表示させる工程では、前記表示パネルに光を照射しながら、前記表示パネルに前記検査チャートを表示させることを特徴とする請求項４記載の三次元画像表示装置の製造方法。