JPH0996777A - 立体ディスプレイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】走査線の奇数・偶数ライン毎に右眼用画像およ
び左眼用画像を表示させる方式に対応させた立体ディス
プレイを提供する。 【解決手段】マトリクス状に配列された開口部２と該開
口部２間を分離するブラックマトリクス３により構成さ
れ、所定の視差を有する右眼用画像および左眼用画像を
表示する表示画素部１と、表示された右眼用画像および
左眼用画像を空間的に分離するレンチキュラーレンズ４
とを有し、レンチキュラーレンズ４を介して表示画素部
１に表示された画像を観察することで立体視を得る立体
ディスプレイにおいて、ブラックマトリクス３を、右眼
用画像を表示する開口部２については右半分を、左眼用
画像を表示する開口部２については左半分を隠すパター
ンとし、レンチキュラーレンズ４が、各開口部２につい
てブラックマトリクス３により隠された部分と隠されて
ない部分とを空間的に分離するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はテレビ、ビデオ、コ
ンピュータモニタ、ゲームマシンなどにおいて用いられ
る立体表示を行う立体ディスプレイに関する。

【０００２】

【従来の技術】立体ディスプレイとして、これまでに種
々の方式のものが実用化されている。代表的なものとし
ては、ディスプレイに表示された画像から偏光状態の異
なる右眼用と左眼用の専用画像を生成し、これを偏光め
がねを用いて分離して観察することにより立体視を得る
ものがある。具体的には、ディスプレイ側に液晶シヤッ
ターを設け、ディスプレイへ画像を表示する際のフィー
ルド信号に同期させて該液晶シヤッターを駆動すること
により、表示画像の偏光状態を切り替えて右眼用と左眼
用の専用画像を生成し、観察者が、偏光めがねを用いて
その生成された各専用画像を左右の眼で時分割に交互に
観察することにより立体視を実現している。しかし、こ
の方式には、観察者が偏光めがねをかけなければならな
いという煩わしさがある。

【０００３】そこで、最近では偏光めがねを用いない立
体ディスプレイとして、例えば液晶テレビ等のフラット
パネルディスプレイをレンチキュラーレンズを通して観
察するものが提案されている。以下、このレンチキュラ
ーレンズを用いた従来の立体ディスプレイについて説明
する。

【０００４】偏光めがねを用いない立体ディスプレイと
しては、ディスプレイの表示画面にレンチキュラーレン
ズを設け、空間的に左右の眼に入る画像を分離して立体
視を可能にしたものがある。図４はレンチキュラーレン
ズを用いた従来の立体ディスプレイの原理を説明するた
めの図で、（ａ）はレンチキュラーレンズを介して観察
される領域を模式的に示した図、（ｂ）は液晶ディスプ
レイのブラックマトリクスのパターンを示した図であ
る。

【０００５】図４において、１０１は液晶ディスプレイ
の表示画素部であり、マトリクス状に画素を形成する複
数の開口部１０２と各開口部１０２（各画素）間を分離
するブラックマトリクス１０３とにより構成されてい
る。開口部１０２には、カラーフィルタが配置されてい
る。

【０００６】１０４は断面形状が半円状のシリンドリカ
ルレンズをシート状に複数配列してなるレンチキュラー
レンズで、その焦点面に表示画素部１がくるように配置
されている。図では、ガラス基板、カラーフィルタ、電
極、偏光板、バックライトなどの液晶ディスプレイを構
成する他の部分は便宜上省略してある。

【０００７】表示画素部１０１の各画素は、右眼用画像
（Ｒ）を表示する画素と左眼用画像（Ｌ）を表示する画
素が対となるように交互に配置されており、表示画面全
体で右眼用画像（Ｒ）と左眼用画像（Ｌ）の縦ストライ
プ状の画像が表示されるようになっている。また、この
右眼用画像（Ｒ）を表示する画素と左眼用画像（Ｌ）を
表示する画素の対は、レンチキュラーレンズ１０４の各
レンズの山のピッチに対応して設けられている。

【０００８】上述のように構成される立体ディスプレイ
では、表示画素部１０１に所定の視差を持たせた右眼用
画像（Ｒ）と左眼用画像（Ｌ）が表示される。観察者が
所定の観察位置からレンチキュラーレンズ１０４を介し
てその表示画素部１０１に表示された画像を観察した場
合、図４に示すように右眼で右眼用画像（Ｒ）、左眼で
左眼用画像（Ｌ）が観察される。これにより立体視が実
現される。こうした技術は、静止画、動画のいずれにも
用いられている。

【０００９】なお、図４では、表示画素部１の中央部に
位置する右眼用画像（Ｒ）および左眼用画像（Ｌ）の画
素がレンチキュラーレンズ４を介してそれぞれ観察され
る左右に分離した空間領域しか示されていないが、他の
部分の右眼用画像（Ｒ）および左眼用画像（Ｌ）の画素
に関しても同様にレンチキュラーレンズ４を介してそれ
ぞれ観察される左右に分離した空間領域があり、これら
左右に分離した空間領域はそれぞれ所定の観察位置にお
いて、左右の眼の位置で重なり、画像全面に渡って一様
に右眼用画像、左眼用画像が分離して観察されるように
なっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】一般にテレビジョン等
では、２：１のインタレース走査（飛越し走査）、すな
わち走査線を奇数番目と偶数番目に分け、１／６０秒ご
とに奇数番目からなる画面と偶数番目からなる画面を交
互にだす走査が行われる。このようなインタレース走査
が行われるディスプレイが用いられる立体ディスプレイ
においては、例えば走査線の奇数ラインにより右眼用画
像を表示し、偶数ラインにより右眼用画像を表示させる
ことにより立体視が実現される。

【００１１】上述した従来の立体ディスプレイでは、レ
ンチキュラーレンズの１つの山のピッチに対応して右眼
用画像、左眼用画像を表示する２つの画素が設けられた
構成となっているため、上記のような走査線の奇数・偶
数ライン毎に右眼用画像および左眼用画像を表示させる
方式に対応させるためには、ソフトまたは液晶ディスプ
レイの駆動回路による画素の変更を行うといった処理が
必要となり、簡単には対応することができないという問
題がある。

【００１２】なお、走査線の奇数ラインについては右眼
用画像の画素を使用し、偶数ラインについては左眼用画
像の画素を使用することにより、走査線の奇数・偶数ラ
インごとに左右の画像を合成した画像を表示させる方式
に対応させることが可能であるが、この場合には、ライ
ン毎に右眼用画像あるいは左眼用画像のいずれかの画素
が間引かれるので、水平方向の解像度が低下することと
なる。

【００１３】本発明の目的は、上記各問題を解決し、簡
単に奇数・偶数ライン毎に右眼用画像および左眼用画像
を表示させる方式に対応させることができ、かつ、水平
方向の解像度が低下することのない立体表示ディスプレ
イを提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の立体ディスプレイは、マトリクス状に配列
された複数の開口部と該開口部間を分離するブラックマ
トリクスにより構成され、前記複数の開口部により所定
の視差を有する縦ストライプ状の右眼用画像および左眼
用画像を表示する表示手段と、前記表示手段に表示され
た右眼用画像および左眼用画像をそれぞれ空間的に分離
する分離手段とを有し、前記分離手段を介して前記表示
手段に表示された画像を観察することで立体視を得る立
体ディスプレイにおいて、前記ブラックマトリクスを、
前記右眼用画像を表示する開口部については右半分を、
前記左眼用画像を表示する開口部については左半分を隠
すパターンとし、前記分離手段が、前記表示手段の各開
口部について前記ブラックマトリクスにより隠された部
分と隠されてない部分とを空間的に分離することを特徴
とする。

【００１５】上記の場合、前記表示手段は、開口部を画
素とする複数の画素のラインのうちの奇数ラインまたは
偶数ラインの一方に右眼用画像を、他方に左眼用画像を
表示するものであってもよい。

【００１６】上述の各立体ディスプレイにおいて、前記
分離手段は円柱状の屈折面を持つレンズを複数配列して
なるレンチキュラーレンズであり、前記表示手段の各開
口部が、前記レンチキュラーレンズのレンズの山のピッ
チに対して、１ピッチに１開口部が対応するように配置
されるようにしてもよい。さらには、分離手段はストラ
イプ状の開口を有するパララックスバリアであり、表示
手段の各開口部が、前記パララックスバリアの開口のピ
ッチに対して、１ピッチに１開口部が対応するように配
置されるようにしてもよい。

【００１７】＜作用＞本発明の立体ディスプレイでは、
右眼用画像を表示する開口部については右半分が、左眼
用画像を表示する開口部については左半分がブラックマ
トリクスにより隠され、分離手段により、各開口部につ
いてブラックマトリクスにより隠された部分と隠されて
ない部分とが空間的に分離されることにより、立体視が
実現される。例えば、走査線の奇数ラインにより右眼用
画像が表示され、偶数ラインにより左眼用画像が表示さ
れた場合には、奇数ラインについて開口部の右半分を、
偶数ラインについて開口部の左半分を隠すようにブラッ
クマトリクスのパターンを構成すれば、分離手段によ
り、観察者は、奇数ラインにおいては、右眼で右眼用画
像（開口部）を、左眼でブラックマトリクスを観察し、
偶数ラインにおいては、左眼で左眼用画像（開口部）
を、右眼でブラックマトリクスを観察することとなり、
これにより立体視が実現される。このように、本発明で
は、各開口部についてブラックマトリクスにより隠され
た部分と隠されてない部分とが空間的に分離されること
により立体視が実現されるので、例えば、インタレース
走査において走査線の奇数・偶数ライン毎に右眼用画像
および左眼用画像を表示させる方式に対応させる場合
に、水平方向の解像度が低下するといったことは生じな
い。さらには、ブラックマトリクスのパターンを変更す
ることにより簡単に対応できので、従来のようにソフト
または液晶ディスプレイの駆動回路による画素の変更を
行うといった処理は必要ない。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について図
面を参照して説明する。

【００１９】＜第１実施例＞本実施例の立体ディスプレ
イは、走査線の奇数・偶数ライン毎に右眼用画像および
左眼用画像を表示させ、これら画像をそれぞれ空間的に
分離して観察することで立体視を実現するものである。

【００２０】図１は、本発明の第１の実施例の立体ディ
スプレイの概略構成を説明するための図で、（ａ）はレ
ンチキュラーレンズを介して観察される領域を模式的に
示した図、（ｂ）は液晶ディスプレイのブラックマトリ
クスのパターンを示した図である。

【００２１】図１において、１は液晶ディスプレイの表
示画素部であり、マトリクス状の複数の開口部２を有す
る。これら各開口部２（各画素）間はブラックマトリク
ス３により分離されている。各開口部２（各画素）に
は、カラーフィルタＲ・Ｇ・Ｂがそれぞれ配置されてお
り、表示画面全体でＲ・Ｇ・Ｂの縦ストライプ状の画像
が表示されるようになっている。この表示画素部１で
は、例えば走査線の奇数ラインにより右眼用画像が表示
され、偶数ラインにより左眼用画像が表示される。ここ
で、表示される右眼用画像と左眼用画像は、所定の視差
を持たせた画像である。Ｅ_L、Ｅ_Rは観察者の左右の目の
位置を示す。

【００２２】４は断面形状が半円状のシリンドリカルレ
ンズをシート状に複数配列してなるレンチキュラーレン
ズで、表示画素部１に表示される右眼用画像および左眼
用画像をそれぞれ空間的に分離する分離手段である。こ
のレンチキュラーレンズ４の焦点面に表示画素部１がく
るように配置されている。図では、ガラス基板、カラー
フィルタ、電極、偏光板、反射防止膜、バックライトな
どの液晶ディスプレイを構成する他の部分は便宜上省略
してある。

【００２３】表示画素部１の各開口部２（各画素）は、
レンチキュラーレンズ４の山のピッチに対して、１ピッ
チに１画素が対応するように配置されている。ブラック
マトリクス３は、走査線の奇数ラインでは開口部２の右
半分を、偶数ラインでは開口部２の左半分を隠すような
パターンとなっており、各開口部２は、ブラックマトリ
クス３により隠された部分と隠されていない部分との境
界線が対応するレンズのほぼ中心に位置するように配置
されている。すなわち、観察者が所定の観察位置からレ
ンチキュラーレンズ４を介して表示画素部１を観察した
場合に、奇数ラインにおいては、右眼で開口部２の左半
分（開口されている部分）、左眼で開口部２の右半分
（ブラックマトリクス）が観察され、偶数ラインにおい
ては、右眼で開口部２の左半分（ブラックマトリク
ス）、左眼で開口部２の右半分（開口されている部分）
が観察されるようになっている。

【００２４】上述のように構成される立体ディスプレイ
では、観察者が所定の観察位置からレンチキュラーレン
ズ４を介して表示画素部１を観察した場合、走査線の奇
数ラインにより表示された右眼用画像が右眼で、偶数ラ
インにより表示された左眼用画像が左眼でそれぞれ空間
的に分離されて観察される。これにより、立体視が実現
される。

【００２５】＜第２実施例＞上述した第１の実施例で
は、走査線の奇数ラインにより右眼用画像を表示し、偶
数ラインにより左眼用画像を表示して、これら画像をそ
れぞれ空間的に分離して観察するように構成されている
が、例えばソフトまたは駆動回路の変更により奇数・偶
数ライン間のＧ画素の入れ替えを行えば、観察される左
右の画像の走査線の抜けを見えにくくすることができ
る。ここでは、観察される左右の画像の走査線の抜けを
見えにくくした立体ディスプレイについて具体的に説明
する。

【００２６】図２は、本発明の第２の実施例の立体ディ
スプレイの概略構成を説明するための図で、（ａ）はレ
ンチキュラーレンズを介して観察される領域を模式的に
示した図、（ｂ）は液晶ディスプレイのブラックマトリ
クスのパターンを示した図である。

【００２７】本実施例の立体ディスプレイは、ソフトま
たは駆動回路の変更により奇数・偶数ライン間において
Ｇ画素の入れ替えが行われ、奇数・偶数ラインのＧ画素
におけるブラックマトリクスのパターンが異なる以外は
上述した第１の実施例のものと同様の構成となってい
る。図中、同じ構成には同じ符号を付してある。

【００２８】表示画素部１では、奇数ラインのＲ、Ｂ画
素に右眼用画像が表示され、Ｇ画素に左眼用画像が表示
され、偶数ラインのＲ、Ｂ画素に左眼用画像が表示さ
れ、Ｇ画素に右眼用画像が表示される。

【００２９】ブラックマトリクス３のパターンは、表示
画素部１の奇数ラインについては、Ｒ、Ｂ画素の右半
分、Ｇ画素の左半分を隠すように、偶数ラインについて
は、Ｒ、Ｂ画素の左半分、Ｇ画素の右半分を隠すように
形成されている。

【００３０】上述の立体ディスプレイでは、観察者が所
定の観察位置からレンチキュラーレンズ４を介して表示
画素部１を観察した場合、観察者は、右眼で奇数ライン
のＲ、Ｂ画素に表示された右眼用画像と偶数ラインのＧ
画素に表示された右眼用画像を観察し、左眼で偶数ライ
ンのＲ、Ｂ画素に表示された左眼用画像と奇数ラインの
Ｇ画素に表示された左眼用画像を観察することになる。
このように、奇数ラインと偶数ラインの双方のラインに
より右眼用画像および左眼用画像が表示されているの
で、観察される左右の画像の走査線の抜けが見えにくく
なり、より滑らかな画像が得られる。

【００３１】＜第３実施例＞上述した第１および第２の
実施例の立体ディスプレイはレンチキュラーレンズを用
いたものであったが、レンチキュラーレンズに代えてパ
ララックスバリアを用いてもよい。以下、パララックス
バリアを用いた立体ディスプレイについて具体的に説明
する。

【００３２】図３は、本発明の第３の実施例の立体ディ
スプレイの概略構成を説明するための図で、（ａ）はパ
ララックスバリアを介して観察される領域を模式的に示
した図、（ｂ）は液晶ディスプレイのブラックマトリク
スのパターンを示した図である。

【００３３】本実施例の立体ディスプレイは、レンチキ
ュラーレンズに代えてパララックスバリアを用いた以外
は上述した第１の実施例のものと同様の構成となってい
る。図中、同じ構成には同じ符号を付してある。

【００３４】パララックスバリア５は表示画素部１に表
示される右眼用画像および左眼用画像をそれぞれ空間的
に分離する分離手段である。このパララックスバリア５
はストライプ状の開口を有し、各開口から表示画素部１
の画素を選択的にみることができるように、表示画素部
１上の所定位置に配置されている。表示画素部１のＲ，
Ｇ，Ｂ画素を形成する各開口部２は、パララックスバリ
ア５の開口のピッチに対して、１ピッチに１画素が対応
するように配置されている。

【００３５】ブラックマトリクス３は、上述した第１の
実施例と同様、走査線の奇数ラインでは開口部２の右半
分を、偶数ラインでは開口部２の左半分を隠すようなパ
ターンとなっている。表示画素部１の各開口部２は、ブ
ラックマトリクス３により隠された部分と隠されていな
い部分との境界線がそれぞれ対応するパララックスバリ
ア５の開口の中心に位置するように配置されている。す
なわち、観察者が所定の観察位置からパララックスバリ
ア５を介して表示画素部１を観察した場合に、奇数ライ
ンでは右眼で開口部２の左半分（開口されている部
分）、左眼で開口部２の右半分（ブラックマトリクス）
が観察され、偶数ラインでは右眼で開口部２の左半分
（ブラックマトリクス）、左眼で開口部２の右半分（開
口されている部分）が観察されるようになっている。

【００３６】本実施例の立体ディスプレイにおいても、
第１の実施例と同様、観察者が所定の観察位置からパラ
ラックスバリア５を介して表示画素部１を観察した場
合、走査線の奇数ラインにより表示された右眼用画像が
右眼で、偶数ラインにより表示された左眼用画像が左眼
でそれぞれ空間的に分離されて観察される。これによ
り、立体視が実現される。

【００３７】なお、本実施例では、第１の実施例の立体
ディスプレイのレンチキュラーレンズに代えてパララッ
クスバリアを用いたものについて説明したが、第２の実
施例の立体ディスプレイのような構成にも適用可能であ
ることはいうまでもない。

【００３８】以上第１〜第３の実施例では、液晶ディス
プレイを用いた立体ディスプレイについて説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、投写
型の立体ディスプレイについても同様な画素配置および
ブラックマトリクスのパターンが適用できる。

【００３９】

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載するような効果を奏する。

【００４０】請求項１および請求項２に記載のものにお
いては、例えばインタレース走査において走査線の奇数
・偶数ライン毎に右眼用画像および左眼用画像を表示さ
せる方式に対応させる場合に、水平方向の解像度を低下
させることなく画像表示することができるという効果が
ある。さらには、ブラックマトリクスのパターンを変更
することにより簡単に対応できるので、汎用の液晶ディ
スプレイを使用することができ、製作コストを大幅に抑
えることができるという効果がある。

【００４１】請求項３に記載のものにおいては、上記各
効果を奏するレンチキュラーレンズを用いた立体ディス
プレイを提供することができる。

【００４２】請求項４に記載のものにおいては、上記各
効果を奏するパララックスバリアを用いた立体ディスプ
レイを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の立体ディスプレイの概
略構成を説明するための図で、（ａ）はレンチキュラー
レンズを介して観察される領域を模式的に示した図、
（ｂ）は液晶ディスプレイのブラックマトリクスのパタ
ーンを示した図である。

【図２】本発明の第２の実施例の立体ディスプレイの概
略構成を説明するための図で、（ａ）はレンチキュラー
レンズを介して観察される領域を模式的に示した図、
（ｂ）は液晶ディスプレイのブラックマトリクスのパタ
ーンを示した図である。

【図３】本発明の第３の実施例の立体ディスプレイの概
略構成を説明するための図で、（ａ）はパララックスバ
リアを介して観察される領域を模式的に示した図、
（ｂ）は液晶ディスプレイのブラックマトリクスのパタ
ーンを示した図である。

【図４】レンチキュラーレンズを用いた従来の立体ディ
スプレイの原理を説明するための図で、（ａ）はレンチ
キュラーレンズを介して観察される領域を模式的に示し
た図、（ｂ）は液晶ディスプレイのブラックマトリクス
のパターンを示した図である。

【符号の説明】

１ 表示画素部 ２ 開口部 ３ ブラックマトリクス ４ レンチキュラーレンズ ５ パララックスバリア

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マトリクス状に配列された複数の開口部
   と該開口部間を分離するブラックマトリクスにより構成
   され、前記複数の開口部により所定の視差を有する縦ス
   トライプ状の右眼用画像および左眼用画像を表示する表
   示手段と、前記表示手段に表示された右眼用画像および
   左眼用画像をそれぞれ空間的に分離する分離手段とを有
   し、前記分離手段を介して前記表示手段に表示された画
   像を観察することで立体視を得る立体ディスプレイにお
   いて、 前記ブラックマトリクスを、前記右眼用画像を表示する
   開口部については右半分を、前記左眼用画像を表示する
   開口部については左半分を隠すパターンとし、 前記分離手段が、前記表示手段の各開口部について前記
   ブラックマトリクスにより隠された部分と隠されてない
   部分とを空間的に分離することを特徴とする立体ディス
   プレイ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の立体ディスプレイにお
   いて、 前記表示手段が、開口部を画素とする複数の画素のライ
   ンのうちの奇数ラインまたは偶数ラインの一方に右眼用
   画像を、他方に左眼用画像を表示するものである立体デ
   ィスプレイ。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の立体デ
   ィスプレイにおいて、 前記分離手段は円柱状の屈折面を持つレンズを複数配列
   してなるレンチキュラーレンズであり、 前記表示手段の各開口部が、前記レンチキュラーレンズ
   のレンズの山のピッチに対して、１ピッチに１開口部が
   対応するように配置されていることを特徴とする立体デ
   ィスプレイ。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項２に記載の立体デ
   ィスプレイにおいて、 前記分離手段はストライプ状の開口を有するパララック
   スバリアであり、 前記表示手段の各開口部が、前記パララックスバリアの
   開口のピッチに対して、１ピッチに１開口部が対応する
   ように配置されていることを特徴とする立体ディスプレ
   イ。