JPH0894968A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像表示装置とバリアとの間における余分な
光の反射や拡散・屈折及び所望でない干渉縞の発生を抑
制し得る３次元画像表示装置を得る。 【構成】 右目用画像及び左目用画像を表示する液晶表
示パネル１０と、バリアストライプを発生するための液
晶アクティブバリアパネル２０とを、光学調整層３０を
用いて光学的に一体化してなる３次元画像表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像表示装置の前方に
バリアストライプを構成してなる３次元画像表示装置に
関し、特に、画像表示装置とバリアストライプを構成す
る部材との結合構造が改良された３次元画像表示装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、観察者に特殊なメガネを使用させ
ることなく３次元画像を観察させ得る３次元画像表示装
置として、パララックス・バリア方式の画像表示装置が
知られている。この方式では、バリア・ストライプと称
されている細かいストライプ状の遮光スリットが画像表
示装置の前方、すなわち観察者側に配置される。観察者
が、バリアストライプを介して観察した場合、観察者の
右目に右目用画像が、左目には左目用画像が見えること
になり、それによって、３次元画像の観察が可能とされ
る。

【０００３】上記のようなバリアストライプを用いた３
次元画像表示装置は、例えば、特開平３−１１９８８９
号公報、特開平５−１２２７３３号公報などに開示され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
パララックス・バリア方式の３次元画像表示装置では、
画像表示装置の前方に所定間隔を隔ててバリアストライ
プが配置されていた。この間隔は、３次元画像を表示し
た際の画像表示装置と、観察者との間の適視距離を最適
化するために選択されるものであり、上記間隔を無くす
ことはできない。

【０００５】ところが、上記画像表示装置とバリアスト
ライプとの間に所定の間隔が設けられねばならないた
め、該間隔の空間層の空気により所望でない反射もしく
は屈折や干渉縞が発生するという問題があった。すなわ
ち、画像表示装置及びバリアストライプ構成部材の屈折
率と、空気の屈折率とが大きく異なるため、光の余分な
屈折・拡散や反射により、輝度が低下したり、所望でな
い干渉縞が発生するという問題があった。

【０００６】本発明の目的は、画像表示装置の前方もし
くは後方にバリア手段を設けた３次元画像表示装置にお
いて、上述した従来の欠点を解消し、両者の間の空間に
起因する光の所望でない反射や屈折・拡散を抑制するこ
とができ、かつ所望でない干渉縞の発生を無くすことが
可能な３次元画像表示装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の広い局面によれ
ば、上記課題を達成するために、光の反射及び拡散防止
のための光学調整層が、複数の表示手段に一体成形され
ていることを特徴とする画像表示装置が提供される。

【０００８】また、本発明の３次元画像表示装置は、右
目用画像及び左目用画像を表示する画像表示手段と、前
記画像表示手段の前方もしくは後方に配置されてバリア
ストライプを形成するバリア手段とを備える３次元画像
表示装置において、前記画像表示手段及びバリア手段の
間に設けられた光学調整層を備えることを特徴とする、
３次元画像表示装置である。

【０００９】本発明は、画像表示手段とバリア手段とが
上記光学調整層により光学的に一体化されていることを
特徴とする。この光学的に一体化なる表現は、画像表示
手段からバリア手段に与えられる光が、所望でない屈折
・拡散や反射を起こすことがなく、かつ所望でない干渉
縞が発生しないように、両者が一体化されていることを
意味する。

【００１０】好ましくは、上記光学調整層は、画像表示
手段及びバリア手段と同等の屈折率を有するように構成
され、それによって、上記光学的一体化が達成される。
なお、同等の屈折率とは、必ずしも光学調整層の屈折率
が、画像表示手段及びバリア手段の屈折率と同一である
場合のみを含むものではなく、光学調整層の屈折率が、
画像表示手段やバリア手段の屈折率に近い屈折率である
場合を含むものとする。

【００１１】この光学調整層の屈折率の好ましい範囲
は、使用する画像表示手段やバリア手段によっても異な
るが、画像表示装置で通常用いられる各材料の屈折率、
例えば、ガラス基板の屈折率が１．５２〜１．５３、配
向膜を構成するポリイミド層の屈折率が１．６、偏光板
の屈折率が１．４であるため、これらの屈折率に近い屈
折率範囲が選ばれ、一般的には、１．４〜１．６程度の
範囲とされる。また、上記光学調整層が、熱硬化性樹脂
により構成される場合には、１．４０〜１．４２程度、
紫外線硬化樹脂の場合には１．５２〜１．５８程度の屈
折率を有するものが選ばれる。

【００１２】また、上記光学調整層は、上記のような作
用を果たす限り、適宜の材料で構成し得るが、好ましく
は、天然もしくは合成の適宜の樹脂により構成される。
この場合樹脂としては、シリコンゴム系接着剤のような
無色透明な熱硬化性合成樹脂が好ましく用いられるが、
その他、常温硬化可能な樹脂や光硬化性の樹脂を用いて
もよい。また、上記天然の樹脂としては、例えばバルサ
ムを例示することができ、合成樹脂としては、上述した
シリコン樹脂の他、（メタ）アクリル樹脂などのアクリ
ル系樹脂を例示することができる。

【００１３】また、上記のように、光学調整層を樹脂で
構成した場合には、該光学調整層自身の接着性により、
光学調整層を画像表示手段やバリア手段に接着により固
定することができる。

【００１４】さらに、本発明において、光学調整層は、
上記のように樹脂よりなる単一の層として形成される必
要も必ずしもない。例えば、ガラス板、石英板、または
アクリル板のような透明板の両面に、樹脂層を形成した
ものであってもよく、該樹脂層により透明板を画像表示
手段及びバリア手段に接着させてもよい。この場合に
は、透明板と、両面に形成される樹脂層とで、光学調整
層が構成されることになる。また、この場合、光学調整
層の屈折率は、上記透明板と、両面に形成される樹脂層
を含む全体を総合して決定すればよい。

【００１５】さらに、本発明のある特定の局面では、上
記光学調整層は、合成樹脂や金属等のある程度の保形性
を有する材料からなる枠材内に、シリコンオイルなどの
光学調整層構成用材料を充填した構造を有するものであ
ってもよい。この場合には、枠状部材自身により、画像
表示手段及びバリア手段に接着されていてもよく、ある
いは枠状部材の両面に接着剤を付与して画像表示手段や
バリア手段と接着してもよい。

【００１６】さらに、本発明の特定的な局面では、上記
３次元画像表示装置と観察者との間の適視距離に応じ
て、前記光学調整層の厚みが決定されており、それによ
って、光学調整層の厚みの調整により、上記適視距離の
調整が可能とされている。

【００１７】なお、本発明に用いられる画像表示手段と
しては、通常の単純マトリクス型液晶表示装置やアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置の他、強電誘電性液晶を
用いた液晶表示装置などの適宜の液晶表示装置を用いる
ことができ、かつ液晶表示装置以外の表示装置、例え
ば、ＥＬ装置、ＥＣＤ装置などを用いることも可能であ
る。

【００１８】また、本発明で用いられるバリア手段とし
ては、従来よりパララックス・バリア方式において採用
されている適宜のバリア構成部材を用いることができ、
例えば、液晶表示素子またはＡｌもしくはＣｒなどを用
いたストライプバリアなど例示することができ、特に限
定されるものではない。

【００１９】

【作用】本発明の画像表示装置では、複数の表示手段及
び上記光学調整層が一体成形されているため、上記光学
調整層の作用により、所望でない光の反射及び拡散・屈
折の防止が果たされる。

【００２０】本発明に係る３次元画像表示装置では、画
像表示手段とバリア手段との間に上記光学調整層が配置
されており、該光学調整層により画像表示手段とバリア
手段とが光学的に一体化されている。この光学調整層に
より光学的に一体化されているため、画像表示手段から
バリア手段に光が与えられるに際し、光の所望でない屈
折・拡散や反射が抑制されるとともに、所望でない干渉
縞の発生も防止される。

【００２１】また、上記光学調整層の屈折率を、画像表
示手段及びバリア手段の屈折率と同等とした場合には、
これら３者の屈折率差がほとんど生じないため、上記光
の余分な反射や屈折・拡散をより効果的に低減すること
ができ、かつ干渉縞の発生を防止することができる。

【００２２】さらに、上記光学調整層を天然もしくは合
成樹脂により構成した場合には、画像表示手段とバリア
手段とを上記のように光学的に一体化し得るだけでな
く、光学調整層を用い、画像表示手段とバリア手段とを
物理的に一体化することも可能となる。

【００２３】特に、上記光学調整層を天然もしくは合成
樹脂で構成する場合、該樹脂により画像表示手段とバリ
ア手段とを接着した構成では、光学調整層が接着作用を
も果たすため、画像表示手段及びバリア手段の一体化を
他の材料を必要とすることなく行い得る。

【００２４】上記光学的一体化手段の屈折率を１．４〜
１．６とした場合には、画像表示手段やバリア手段の種
類の如何に関わらず、間に空気層が存在した場合に比べ
て、所望でない光の屈折・拡散や反射を抑制することが
でき、かつ所望でない干渉縞の発生を防止することがで
きる。

【００２５】

【実施例の説明】以下、本発明の一実施例を説明するこ
とにより、本発明を明らかにする。図１は、本発明の一
実施例の３次元画像表示装置の部分切欠断面図である。

【００２６】図１を参照して、画像表示手段としての液
晶表示パネル１０の前方に、バリア手段としての液晶ア
クティブバリアパネル２０が配置されている。また、液
晶表示パネル１０と上記液晶アクティブバリアパネル２
０とは、光学調整層３０により光学的に一体化され、か
つ物理的にも一体化されている。

【００２７】液晶表示パネル１０は、本実施例では、ア
クティブマトリクス型液晶表示装置により構成されてい
る。すなわち、液晶表示パネル１０は、一対のガラス基
板１１，１２を所定距離を隔てて対向させ、その間に液
晶１３を充填した構造を有する。ガラス基板１１とガラ
ス基板１２との間隔は、スペーサ１４により定められて
いる。また、液晶１３に電圧を印加するために、共通電
極１５がガラス基板１１上に、表示電極１６がガラス基
板１２上に形成されている。共通電極１５及び表示電極
１６は、ＩＴＯなどの透明導電性材料により構成されて
いる。

【００２８】また、アクティブマトリクス型液晶表示を
行うために、上記ガラス基板１１，１２の外側には、そ
れぞれ、偏光板１７，１８が貼り付けられている。他
方、液晶アクティブバリアパネル２０は、液晶装置を用
いて構成されており、一対のガラス基板２１，２２間に
液晶２３を充填した構造を有する。ガラス基板２１，２
２間の距離は、スペーサ２４により定められている。ま
た、液晶２３を用いてバリアを構成するために、ガラス
基板２１上に共通電極２５が、ガラス基板２２上にバリ
アストライプ電極２６が形成されている。共通電極２５
及びバリアストライプ電極２６は、例えばＩＴＯなどの
透明導電性材料により構成されている。

【００２９】図２は、本実施例の３次元画像表示装置を
模式的に示す平面図である。上記液晶表示パネル１０の
前方側から見た場合、図２に示すように、上記バリアス
トライプ電極２６は、隣接する表示電極１６の上に跨が
り、隣接する表示電極１６の一部領域をそれぞれ覆い、
右目用画像は右目のみで左目用画像は左目のみで観察さ
れるように設けられている。

【００３０】図３は、光学調整層が変更された本発明の
他の実施例の３次元画像表示装置を説明するための部分
切欠断面図である。図３に示す実施例は、光学調整層４
０が、図２に示す光学調整層３０と異ならされているこ
とを除いては、図１に示す実施例と同様である。従っ
て、同一部分については、同一の参照番号を付すること
により、その説明は省略する。

【００３１】すなわち、図３に示す実施例では、光学調
整層４０が、透明な透明板４１と、透明板４１の両面に
形成された樹脂層４２，４２とにより構成されている。
透明板４１は、透明な適宜のガラスにより構成される
が、石英や透明な合成樹脂などの適宜の保形性を有する
透明材料で構成してもよい。また、上記透明板４１の両
面に形成される樹脂層４２，４２は、透明板４１をアク
ティブバリアパネル２０及び液晶表示パネル１０に接着
・固定する作用をも果たす。加えて、本実施例では、上
記透明板４１及び樹脂層４２，４２により光学調整層４
０が構成されているため、上記透明板４１及び樹脂層４
２，４２の屈折率は、光学調整層４０全体の屈折率が前
述した第１の実施例の光学調整層３０と同等となるよう
に構成されている。このように、本発明における光学調
整層は、光学調整層４０のように複数の層を積層するこ
とにより構成されていてもよい。

【００３２】図４は、光学調整層が異ならされた本発明
のさらに他の実施例に係る３次元画像表示装置を説明す
るための部分切欠断面図である。図４に示す実施例は、
光学調整層５０が、光学調整層３０と異なることを除い
ては、図１に示した実施例と同様である。

【００３３】すなわち、光学調整層５０では、合成樹脂
や金属などの保形性を有する材料からなる枠材５１内に
光学調整用材料としてのシリコーンオイル５２が充填さ
れている。シリコーンオイル５２の屈折率は、前述した
第１の実施例の光学調整層３０と同様に選ばれている。
すなわち、シリコーンオイル５２がアクティブバリアパ
ネル２０と液晶表示装置１０とを光学的に一体化する機
能を果たしている。なお、枠状部材５１自身が接着性を
有する場合には、枠状部材５１は接着剤を用いることな
くアクティブバリアパネル２０や液晶表示装置１０に固
定されるが、接着剤や接着性を有する樹脂を介してアク
ティブバリアパネル２０や液晶表示装置１０に固定して
もよい。

【００３４】本実施例の３次元画像表示装置では、３次
元画像を表示する場合には、液晶表示パネル１０におい
て、右目用画像及び左目用画像が図面上横方向に交互に
表示される。これは、共通電極１５と表示電極１６との
間に電圧を印加することにより、液晶１３の液晶分子を
右目用画像領域及び左目用画像領域において配向を制御
することにより行い得る。

【００３５】液晶アクティブバリアパネル２０では、共
通電極２５とバリアストライプ電極２６との間に電圧を
印加することにより、液晶分子の配向方向が変化され
る。その結果、バリアストライプ電極２６上の領域が液
晶表示パネル１０から入射してきた光を遮断するストラ
イプ状のシャッターとして機能する。すなわち、バリア
ストライプ電極２６が設けられている領域が、バリアス
トライプを構成することになる。

【００３６】従って、液晶表示装置１０で発生した右目
用画像が、観察者Ａの左目に入射しないように、かつ左
目用画像が右目に入射しないように、上記液晶アクティ
ブバリアパネル２０により遮断される。すなわち、液晶
アクティブバリアパネル２０は、右目用画像が左目に、
左目用画像が右目に入射することを遮断するために設け
られている。

【００３７】なお、本実施例では、バリアストライプ電
極２６と、共通電極２５との間に電圧を印加した際に、
両者が対向している領域がバリアとして機能するように
構成されていたが、逆に、バリアストライプ電極２６間
の領域がバリアとして機能するように構成してもよい。
もっとも、本実施例では、共通電極２５とバリアストラ
イプ電極２６との間に電圧を印加しない場合には、液晶
アクティブバリアパネル２０はバリアとしての機能を有
しないため、液晶表示パネル１０において２次元画像を
表示した場合に、通常の２次元画像の表示装置として用
いることもできる。

【００３８】本実施例の特徴は、上記液晶表示パネル１
０と、液晶アクティブバリアパネル２０とが、光学調整
層３０を用いて光学的に一体化されていることにある。
本実施例では、光学調整層３０は、熱硬化性樹脂として
のシリコーン接着剤を用いて一体化されていることにあ
る。このようなシリコーン接着剤としては、例えば、東
レ・ダウコーニング・シリコン社製、自己接着性透明シ
リコーンポッティング材ＳＥ１７４０Ａ／Ｂなどを用い
ることができる。この種のシリコーン接着剤の屈折率
は、１．４程度であり、従って、空気の屈折率１．０に
比べると、液晶表パネル１０や液晶アクティブバリアパ
ネルを構成している部材の屈折率とほぼ同等である。す
なわち、光学調整層３０の屈折率は、液晶表示パネル１
０のガラス板１１や偏光板１７、及び液晶アクティブバ
リアパネル２０のガラス板２２と同等の屈折率を有す
る。

【００３９】従って、光学調整層３０と、偏光板１７と
の界面あるいは光学調整層３０とガラス板２２との界面
において、液晶表示パネル１０から液晶アクティブバリ
アパネル２０側に透過してくる光の不要な屈折や反射が
生じ難い。同様に、所望でない干渉縞も発生し難い。

【００４０】また、液晶表示パネル１０や液晶アクティ
ブバリアパネル２０の構成部材に歪みがあった場合、例
えば、ガラス基板１１やガラス基板２２が十分な平面性
を有しない場合、上記シリコン接着剤よりなる光学調整
層３０により上記歪みを吸収することができる。よっ
て、より安定かつ高品位な表示を行うことができる。

【００４１】さらに、上記光学調整層３０の厚みを調整
することにより、本実施例の３次元画像表示装置と観察
者Ａとの間の適視距離を調整することもできる。すなわ
ち、光学調整層の厚みを厚くすると、画像表示装置と観
察者Ａとの間の適視距離を長くすることができ、逆に光
学調整層の厚みを薄くすると、画像表示装置と観察者Ａ
との間の適視距離を短くすることができる。

【００４２】本実施例では、光学調整層３０として、上
記シリコン接着剤を用いたが、液晶表示パネル１０と液
晶アクティブバリアパネル２０とを光学的に一体化し得
る限り、適宜の材料により光学調整層３０を構成するこ
とができる。

【００４３】また、光学調整層３０は、画像表示手段と
バリア手段とを光学的に一体化する機能さえ果たせばよ
く、両者を接着等により物理的に接合する機能までを有
するものでなくともよい。すなわち、両者を光学的に一
体化し得るように画像表示装置とバリア手段との間に充
填されてさえおればよい。もっとも、両者を物理的にも
一体化し得るように、接着性の材料により光学調整層３
０を構成することが好ましい。

【００４４】上記実施例では、バリア手段としてのアク
ティブバリアパネル２０が画像表示手段としての液晶表
示パネル１０の前方に配置されていたが、本発明では、
バリア手段は画像表示手段の前方に構成される必要は必
ずしもなく、後方に配置されていてもよい。

【００４５】さらに、本発明におけるバリア手段として
は、上記のようなアクティブバリアパネル２０に限ら
ず、光シャッターのような光制御手段を用いてもよい。
さらに、本発明の３次元画像表示装置において、バリア
手段の前方に、さらに光シャッターなどの光制御手段を
付加してもよい。

【００４６】また、本発明において用いられるバリア手
段及び画像表示手段は、上記のような液晶を用いたもの
でなくともよく、例えば、画像表示手段をプラズマ表示
装置で構成し、バリア手段を液晶表示装置で構成しても
よい。

【００４７】

【発明の効果】本発明では、画像表示手段とバリア手段
とが光学調整層により一体化されているため、画像表示
手段からバリア手段に与えられる光が、両者の間におい
て余分に屈折したり、拡散したり、反射したりする可能
性が低減される。従って、輝度を効果的に高めることが
可能となる。また、所望でない干渉縞の発生も防止する
ことができる。

【００４８】また、光学調整層を熱硬化性樹脂等により
構成した場合には、画像表示手段及びバリア手段を構成
する部材に歪みが存在する場合でも、該歪みを光学調整
層により吸収することができる。従って、光学調整層に
より、画像表示手段及びバリア手段を構成している部材
の歪みに起因する表示品位の低下を防止することがで
き、それによってより安定な３次元画像を表示すること
が可能となる。

【００４９】さらに、光学調整層は、上記のように画像
表示手段とバリア手段との間に配置されるものであるた
め、光学調整層の厚みを調整することにより、３次元画
像表示装置と観察者との間の適視距離を調整することも
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の３次元画像表示装置を説明
するための部分切欠断面図。

【図２】本発明の一実施例の３次元画像表示装置を説明
するための平面図。

【図３】本発明の他の実施例の３次元画像表示装置を説
明するための部分切欠断面図。

【図４】本発明のさらに他の実施例の３次元画像表示装
置を説明するための部分切欠断面図。

【符号の説明】 １０…液晶表示パネル（画像表示手段） ２０…液晶アクティブバリアパネル（バリア手段） ３０…光学調整層 ４０…光学調整層 ４１…透明板 ４２…樹脂層 ５０…光学調整層 ５１…枠材 ５２…シリコーンオイル

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光の反射及び拡散・屈折防止のための光
   学調整層が、複数の表示手段に一体成形されていること
   を特徴とする画像表示装置。
2. 【請求項２】 右目用画像及び左目用画像を表示する画
   像表示手段と、 前記画像表示手段の前方もしくは後方に配置されてバリ
   アストライプを形成するバリア手段とを備える３次元画
   像表示装置において、 前記画像表示手段及びバリア手段の間に設けられた光学
   調整層を備えることを特徴とする、３次元画像表示装
   置。
3. 【請求項３】 前記光学調整層が、前記画像表示手段及
   びバリア手段と同等の屈折率を有するように構成されて
   いる、請求項２に記載の３次元画像表示装置。
4. 【請求項４】 前記光学調整層が、樹脂よりなる、請求
   項１〜３の何れかに記載の３次元画像表示装置。
5. 【請求項５】 前記画像表示手段と前記バリア手段と
   が、前記樹脂により接着されている、請求項４に記載の
   ３次元画像表示装置。
6. 【請求項６】 前記光学調整層が、透明板と、該透明板
   の両面に形成された樹脂層とを有し、該樹脂層により、
   前記透明板と、画像表示手段及び前記バリア手段とが接
   着されている、請求項１〜３の何れかに記載の３次元画
   像表示装置。
7. 【請求項７】 前記光学調整層が、枠状部材と、枠状部
   材内に充填された光学調整材料層とを有するように構成
   されている、請求項１〜３の何れかに記載の３次元画像
   表示装置。
8. 【請求項８】 前記光学調整層の屈折率が、１．４〜
   １．６の範囲にある、請求項１〜７の何れかに記載の３
   次元画像表示装置。
9. 【請求項９】 前記３次元画像表示装置と観察者との間
   の適視距離に応じて、前記光学調整層の厚みが決定され
   ている、請求項２〜７の何れかに記載の３次元画像表示
   装置。