JPH11295656A

JPH11295656A - 立体表示装置

Info

Publication number: JPH11295656A
Application number: JP10102535A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Masutani; 健増谷
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1998-04-14
Filing date: 1998-04-14
Publication date: 1999-10-29
Anticipated expiration: 2018-04-14
Also published as: JP3670833B2

Abstract

(57)【要約】【課題】表示装置の観察者側にパララックスバリアを
設けた立体表示装置において、混色やクロストークを生
じることなく、光の利用効率を向上させることによって
表示画面を明るくした体表示装置を提供することを目的
とする。【解決手段】表示画面の後方に蛍光体１９を配設する
とともに、表示画面の前方にパララックスバリア板２０
を配設し、表示画面に表示された画像をパララックスバ
リア板２０により左眼用画像と右眼用画像とに分離する
立体表示装置であって、パララックスバリア板２０が再
帰反射部材から構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示画面の観察者
側にパララックスバリアを設け、表示画面に表示された
映像をパララックスバリアにより分離することにより立
体表示を行う立体表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、眼鏡を使用しないで立体映像を表
示する方法として、レンチキュラ方式やパララックスバ
リア方式が提案されている。

【０００３】このうちパララックスバリア方式は、表示
画面の観察者側にストライプ状の透過領域と非透過領域
とが交互に並ぶパララックスバリアを配置し、視差を生
じさせて立体映像を得る方式である。図６は、従来のパ
ララックスバリア方式の立体表示装置の原理を説明する
説明図である。

【０００４】同図に示すように、表示画面１には、左眼
用の映像情報を有する左眼用の画素Ｌと右眼用の画素Ｒ
とが水平方向において交互に形成され、更に、各画素
Ｌ、Ｒは、カラーフィルタや蛍光体により色分けされて
いる。即ち、左眼用の画素Ｌは、赤色画素Ｌ（ｒ）、緑
色画素Ｌ（ｇ）、青色画素Ｌ（ｂ）に色分けされ、ま
た、右眼用の画素Ｒは、赤色画素Ｒ（ｒ）、緑色画素Ｒ
（ｇ）、青色画素Ｒ（ｂ）に色分けされている。

【０００５】表示画面１の前方には、左眼用び右眼用画
素Ｌ、Ｒからの光を透過する透過領域２ａと、光を遮光
する非透過領域２ｂとが水平方向において、交互にスリ
ット状に形成されているパララックスバリア板２が配置
されている。

【０００６】左眼用の画素Ｌから出射された光（図示実
線）のうち観察者の左眼３Ｌに向かう光Ｌ１は、透過領
域２ａを通過して左眼３Ｌに達し、右眼３Ｒに向かう光
Ｌ２は非透過領域２ｂにより遮光される。同様に、右眼
用の画素Ｒから出射された光（図示破線）のうち観察者
の右眼３Ｒに向かう光Ｒ１は、透過領域２ａを通過して
右眼３Ｒに達し、左眼３Ｌに向かう光Ｒ２は非透過領域
２ｂにより遮光される。

【０００７】従って、観察者の左眼３Ｌには、左眼用の
画素Ｌからの光Ｌ１のみが入射し、右眼３Ｒには、右眼
用の画素ＲからのひかりＲ１のみが入射する。このと
き、左眼用の画素Ｌからの光Ｌ１と、右眼用の画素Ｒか
らの光Ｒ１との間には、人間が両眼視差により立体知覚
を行うことができるだけの視差情報がある。このため、
観察者は、立体映像を観察することができる。

【０００８】しかしながら、このようなパララックスバ
リア方式の立体表示装置では、画素Ｌ、Ｒからの光Ｌ
２、Ｒ２が非透過領域２ｂによって遮光されるため、観
察者の眼３Ｌ、３Ｒに入射する光の量が少なく、観察者
によって観察される映像が暗くなるという問題がある。

【０００９】この問題点に関し、特開平０７−１８１４
２９号公報には、液晶パネルと平面光源との間にパララ
ックスバリアを配置した立体表示装置において、そのパ
ララックスバリアの光源部側を反射膜で構成することに
より、平面光源からの光を有効利用して、表示画面を明
るくした立体表示装置が開示されている。

【００１０】この立体表示装置は、平面光源から出射さ
れた光が、パララックスバリアの透過領域を通過してス
トライプ状に発光するものである。このとき、パララッ
クスバリアの透過領域を通過した光には、平面光源から
直接出射された光だけでなく、平面光源から出射され、
一旦パララックスバリアの非透過領域にて反射された
後、パララックスバリアの非透過領域と平面光源との間
で反射を繰り返した光とが含まれている。このように、
パララックスバリアの非透過領域にて遮光された光を利
用して映像を表示することができるため、その分光の利
用効率が高くなり、表示画面が明るくなる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プラズ
マディスプレイや反射型の液晶表示装置等では、光源側
にパララックスバリアを配置することができず、表示装
置の観察者側にパララックスバリアを配置しなければな
らない。この場合、そのパララックスバリアの非透過領
域を反射部材で構成すると、ある画素から出射された光
が非透過領域にて反射され、その反射光が出射された画
素とは異なる画素に向かって反射されてしまう。例え
ば、図６においては、左眼用の緑色画素Ｌ（ｇ）から出
射された光Ｌ２が、パララックスバリア２の非透過領域
２ｂにて反射されて、右眼用の赤色画素Ｒ（ｒ）に入射
されてしまうため、右眼用の赤色画素Ｒ（ｒ）から出射
される光には、赤色画素Ｒ（ｒ）にて反射された左眼用
の緑色画素Ｌ（ｇ）からの光（図示一点鎖線）が混入し
てしまう。従って、混色やクロストークが発生し、立体
視が困難になるという問題が生じる。

【００１２】そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてな
されたものであって、表示装置の観察者側にパララック
スバリアを設けた立体表示装置において、混色やクロス
トークを生じることなく、光の利用効率を向上させるこ
とによって表示画面を明るくした体表示装置を提供する
ことを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の立体表示装置
は、表示画面の後方に高反射部材を配設するとともに、
表示画面の前方にパララックスバリアを配設し、表示画
面に表示された画像をパララックスバリアにより左眼用
画像と右眼用画像とに分離する立体表示装置であって、
パララックスバリアが再帰反射部材からなるものであ
る。

【００１４】このような構成とすることにより、パララ
ックスバリアにて反射された光は、その光がパララック
スバリアに入射してきた方向へ戻り、表示画面後方の高
反射部材により反射される。そして、その反射光の一部
は、パララックスバリアを通過して、表示画面上の画素
から直接出射された光と共に前方（観察者側）に出射さ
れる。

【００１５】また、再帰反射部材は、反射層と、その反
射層の表示画面側に一層に敷き詰められた球状のガラス
ビーズとからなり、そのガラスビーズの直径が少なくと
も表示画面の１画素の幅より小さいものである。

【００１６】このような構成とすることにより、ガラス
ビーズに入射する光は、ガラスビーズ表面で屈折された
後、反射層にて反射され、再度ガラスビーズ表面で屈折
されて、入射光と平行な方向に出射される。このとき、
ガラスビーズの直径を表示画面の１画素の幅より小さく
しているため、パララックスバリアにて反射された光の
大半は、その光が出射された表示画面上の画素に戻るよ
うになる。

【００１７】また、パララックスバリアの観察者側は、
黒色に形成されているものである。

【００１８】このような構成とすることにより、パララ
ックスバリアの観察者側の面において反射される外光の
量が低減されて、表示画面の映り込みが抑制される。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、図面に沿って具体的に説明する。尚、各実施の形態
において、映像表示手段として用いられる表示装置のパ
ララックスバリア板に対向する面を表示画面とする。（第１の実施の形態）図１は、本発明の第１の実施の形
態における立体表示装置の構成を表す断面図である。

【００２０】同図に示すように、本実施の形態における
立体表示装置は、映像表示手段として、プラズマディス
プレイ装置１０を用い、そのプラズマディスプレイ装置
１０の観察者側にパララックスバリア板２０を設けたも
のである。

【００２１】このプラズマディスプレイ装置１０は、ガ
ラスよりなる前面ガラス基板１１と、同じくガラスより
なる背面ガラス基板１２とが対向して張り合わされた構
造からなっている。

【００２２】この前面ガラス基板１１には、維持電極と
走査電極とからなる一対の電極が平行に形成され、面放
電を行う行電極１３を構成している。この行電極１３
は、酸化鉛系の透明誘電体ガラス層１４と、プラズマ発
生時にできるイオンの衝撃による透明誘電体ガラス層１
４の劣化や飛散を防止するための酸化マグネシウム（Ｍ
ｇＯ）よりなる誘電体保護層１５とで覆われている。

【００２３】また、放電空間３０を確保すると共に、放
電及び光学的なクロストークを防止し、且つ、画素とな
る放電セルを確保するために隔壁１６が行電極１３と直
交する方向に形成されている。

【００２４】背面ガラス基板１２上には、蛍光体１９の
発光を前面ガラス基板１１方向に反射させるために、
（前面ガラス基板１１側より発光を観察するため、絶縁
体で可視光の光の反射率が高い物質が必要となる）可視
光の反射作用を持つ反射用誘電体ガラス層１７及びその
データ電極１８が平行に形成されている。データ電極１
８は、前面ガラス基板１１上の行電極１３と直交してお
り、ＸＹマトリックスを構成している。

【００２５】また、反射用誘電体ガラス層１７及び隔壁
１６の壁面には、蛍光体１９が塗布されている。そし
て、２枚のガラス基板１１、１２の周囲は封止され、そ
の内部の放電空間３０には、放電ガスとしてヘリウム
（Ｈｅ）、Ｎｅ（ネオン）、キセノン（Ｘｅ）もしくは
それらの混合ガス等が、例えば５００Ｔｏｒｒの圧力で
充填されている。尚、蛍光体１９は、画素毎に三色（赤
色、緑色、青色）に塗り分けられている。

【００２６】このような構成のプラズマディスプレイ装
置１０は、面放電を行うための維持電極に維持パルスを
印加した状態で、走査電極及びデータ電極１８間に電圧
を印加して対向放電させると、この放電が維持パルスに
よって、走査電極及びデータ電極１８間に維持される。
そして、この放電により、蛍光体１９が励起されて、対
応する色の光が蛍光体１９から出射される。従って、こ
の対向放電を、表示画面１０上の所望の画素について行
うことにより、画像が形成される。

【００２７】一方、パララックスバリア板２０は、プラ
ズマディスプレイ装置１０の観察者側に所定の距離を隔
てて配置されている。このパララックスバリア板２０
は、左眼用び右眼用画素Ｌ、Ｒからの光を透過する透過
領域２０ａと、光を遮光する非透過領域２０ｂとが水平
方向において、交互にスリット状に形成されている。

【００２８】また、このパララックスバリア板２０の非
透過領域２０ｂは、図２に示すように、再帰反射部材で
構成され、その観察者側には黒色塗料２３が塗布されて
いる。この再帰反射部材は、反射層２１と、その反射層
２１の表面にその反射層２１のディスプレイ装置１０側
において一層に敷き詰められた球状のガラスビーズ２２
とから構成されている。このガラスビーズ２２は、反射
層２１に略半球部分が埋め込まれており、その直径はデ
ィスプレイの１画素の幅より小さく形成されている。

【００２９】そして、パララックスバリア板２０の非透
過領域２０ｂに入射する光は、同図中矢印で示すよう
に、ガラスビーズ２２の表面で屈折した後、反射層２１
にて反射され、再度ガラスビーズ２２の表面で屈折され
て、入射光と平行な方向に出射される。このため、入射
光は、その光が出射された画素に向かって反射される。
このような構成の立体表示装置の動作について、図３を
用いて以下に説明する。

【００３０】同図に示すように、例えば、プラズマディ
スプレイ装置１０の左眼用の赤色画素Ｌ（ｒ）から出射
された光のうち観察者の左眼３Ｌに向かう光Ｌ１はパラ
ラックスバリア板２０の透過領域２０ａを通過して左眼
３Ｌに達し、右眼３Ｒに向かう光Ｌ２は非透過領域２０
ｂにより遮光される。

【００３１】そして、非透過領域２０ｂにて遮光された
光は、その光が入射してきた方向に反射されて、左目用
の赤色画素Ｌ（ｒ）に戻る。左目用の赤色画素Ｌ（ｒ）
に戻った反射光は、左目用の赤色画素Ｌ（ｒ）の蛍光体
１９または反射用誘電体ガラス層１７で反射されて、そ
の一部が、左目用の赤色画素Ｌ（ｒ）から直接出射され
る光と共に、透過領域２０ａを通って観察者側に出射さ
れる。

【００３２】このとき、一旦非透過領域２０ｂにて反射
された反射光と、左目用の画素Ｌから直接出射された光
とは、同一の画素Ｌ（ｒ）から出射された光であること
から、混色もしくはそれに伴うクロストークが生じる虞
がない。

【００３３】また、左眼用の赤色画素Ｌ（ｒ）以外の画
素Ｌ（ｇ）、Ｌ（ｂ）、Ｒ（ｒ）、Ｒ（ｇ）、Ｒ（ｂ）
についても同様である。

【００３４】従って、観察者の左眼３Ｌに入射する左眼
用の画素Ｌからの光Ｌ１の光量が増加し、また、同様に
観察者の右眼３Ｒに入射する右眼用の画素Ｒからの光Ｒ
１の光量も増加して、表示画面が明るくなる。

【００３５】尚、左眼用の画素Ｌからの光Ｌ１と、右眼
用の画素Ｒからの光Ｒ１との間には、人間が両眼視差に
より立体知覚を行うことができるだけの視差情報がある
ため、観察者は、立体映像を観賞することができる。

【００３６】本実施の形態によれば、パララックスバリ
ア板２０の非透過領域２０ｂを再帰反射部材にて構成し
たため、この非透過領域２０ｂにて遮光された光は、反
射してその光が出射された画素に戻る。その反射光の一
部は、画素内の蛍光体１９または反射用誘電体ガラス層
１７に反射され、その画素から直接出射される光と共
に、再度利用されるため、光の利用効率が向上し、表示
画面が明るくなる。

【００３７】また、パララックスバリア板２０の非透過
領域２０ｂのガラスビーズの直径を、プラズマディスプ
レイ装置１０の１画素の幅よりも小さく形成しているた
め、非透過領域２０ｂにて反射された光の大半は、その
光が出射された画素に戻り、混色もしくはそれに伴うク
ロストークが抑制される。

【００３８】また、パララックスバリア板２０の非透過
領域２０ｂの観察者側に黒色塗料２３を塗布しているた
め、パララックスバリア板２０の観察者側における外光
の反射量が低減されて、表示画面の映り込みが抑制され
る。（第２の実施の形態）次に、本発明の第２の実施の形態
について、以下に説明する。

【００３９】第１の実施の形態においては、映像表示手
段としてプラズマディスプレイ装置１０を用いたが、本
実施の形態においては、映像表示手段として反射型の液
晶表示装置を用いた場合について説明する。尚、第１の
実施の形態と同一の構成については、同一の図番を付し
てその説明を省略する。

【００４０】図４は、本発明の第２の実施の形態におけ
る立体表示装置の構成を表す断面図である。

【００４１】同図に示すように、本実施の形態における
立体表示装置は、液晶表示装置５０の観察者側にパララ
ックスバリア板２０を設けたものである。

【００４２】液晶表示装置５０は、前面ガラス基板５１
と背面ガラス基板５２との間に、ゲストホスト液晶から
なる液晶層５６を封止したものである。

【００４３】このゲストホスト液晶は、ホストとなる液
晶材料にゲストとなる色素を混合したもので、電圧を印
加しない状態においては液晶材料が螺旋配向されている
ため、光を吸収して黒くなり、電圧を印加すると液晶材
料の螺旋配向が解けて、光を透過する。

【００４４】また、前面ガラス基板５１の液晶層５６側
には、液晶層５６を透過した光を着色するためのカラー
フィルタ５３と、透明行電極５４とが配置され、背面ガ
ラス基盤５２の液晶層５６側には、透明行電極５４に直
交してアルミからなる反射用列電極５５が配置されてい
る。

【００４５】カラーフィルタ５３は、透明行電極５４と
反射用列電極５５とをマトリックス状に配置することに
よって構成される画素に対応して、三原色からなる各色
フィルタが所定の順序で配列されたものである。

【００４６】そして、透明行電極５４と反射用列電極５
５との間に電圧を印加すると、対応する画素において液
晶層５６が光を透過する状態になる。このとき、液晶表
示装置５０の外部から入射された光は、カラーフィルタ
５３によって着色された後、液晶層５６を透過して、反
射用列電極５５によって反射され、観察者の眼に届く。
反射用列電極５５は鏡面でないため、反射光は、様々な
方向に向かうが、カラーフィルタ５３によって、入射時
に通過した色と同色の色フィルタしか通過しないため、
混色が生じる虞がない。

【００４７】このような構成の立体表示装置の動作につ
いて、図５を用いて以下に説明する。

【００４８】同図に示すように、液晶表示装置５０の左
眼用の画素Ｌに、外部から光が入射すると、カラーフィ
ルタ５３にて着色された後、液晶層５６を透過した光
が、反射用列電極５５によって反射される。

【００４９】この反射光のうち観察者の左眼３Ｌに向か
う光Ｌ１はパララックスバリア板２０の透過領域２０ａ
を通過して左眼３Ｌに達し、右眼３Ｒに向かう光Ｌ２は
非透過領域２０ｂにより遮光される。

【００５０】そして、非透過領域２０ｂにて遮光された
光は、その光が入射してきた方向に反射されて、左目用
の画素Ｌに戻る。左目用の画素Ｌに戻った反射光は、左
目用の画素Ｌの反射用列電極５５によって反射されて、
その一部が、左目用の画素Ｌから直接出射される光と共
に、透過領域２０ａを通って観察者側に出射される。

【００５１】このとき、一旦非透過領域２０ｂにより反
射された反射光と、左目用の画素Ｌから直接出射された
光とは、カラーフィルタ５３における同一の色フィルタ
を透過した光であるため、混色もしくはそれに伴うクロ
ストークが生じる虞がない。

【００５２】従って、観察者の左眼３Ｌに入射する左眼
用の画素Ｌからの光Ｌ１の光量が増加し、また、同様に
観察者の右眼３Ｒに入射する右眼用の画素Ｒからの光Ｒ
１の光量も増加して、表示画面が明るくなる。

【００５３】尚、上記各実施の形態においては、映像表
示手段として、ＡＣ型のプラズマディスプレイ装置もし
くはゲストホスト方式の反射型液晶表示装置を用いた
が、ＤＣ型のプラズマディスプレイ装置、ゲストホスト
方式以外の反射型液晶表示装置、透過型の液晶表示装
置、ＣＲＴ等の表示装置に適用してもよい。例えば、透
過型の液晶表示装置の場合、光源となるバックライトが
液晶パネルの後方に配置されているため、そのバックラ
イトの後方にアルミ板等の反射部材を配置すれば、パラ
ラックスバリア板の遮光部にて反射された光は、バック
ライト後方の反射部材により反射されて、再度、観察者
側に向かう。これにより、光の利用効率が向上し、表示
画面が明るくなる。

【００５４】また、上記各実施の形態においては、再帰
反射部材を反射層２１とガラスビーズ２２とから構成し
たが、図７に示すように、Ｖ字型の凹部１２２をストラ
イプ状に設けた反射層１２１にて構成してもよい。この
とき、Ｖ字型の凹部１２２を構成する一対の斜面１２２
ａ、１２２ｂの角度は、互いに垂直となるように構成さ
れていればよい。

【００５５】また、上記各実施の形態においては、再帰
反射部材を反射層２１とガラスビーズ２２とから構成し
たが、図７に示すように、断面直角二等辺三角形の凹部
１２２をストライプ状に設けた反射層１２１にて構成し
てもよい。

【００５６】また、上記各実施の形態においては、再帰
反射部材の球体としてガラスビーズ２２を用いたが、そ
れに限定されることなく、硬化プラスチック（ＦＲＰ）
等の樹脂を用いてもよい。

【００５７】

【発明の効果】本発明によれば、パララックスバリアを
再帰反射部材にて構成しているため、表示装置の観察者
側にパララックスバリアを設けた立体表示装置であって
も、混色やクロストークを生じることなく、光の利用効
率を向上させて、表示画面を明るくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における立体表示
装置の構成を表す断面図である。

【図２】図１の立体表示装置におけるパララックスバ
リア板の拡大断面図である。

【図３】図１の立体表示装置の動作説明図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態における立体表示
装置の構成を表す断面図である。

【図５】図３の立体表示装置の動作説明図である。

【図６】従来のパララックスバリア方式の立体表示装
置の動作原理を表す図である。

【図７】その他の再帰反射部材の構成を表す断面図で
ある。

【符号の説明】

１０：プラズマディスプレイ装置１１：前面ガラス基板１２：背面ガラス基板１３：行電極１４：透明誘電体ガラス層１５：誘電体保護層１６：隔壁１７：反射用誘電体ガラス層１８：データ電極１９：蛍光体２０：パララックスバリア板２１：反射層２２：ガラスビーズ３０：放電空間５０：液晶表示装置５１：前面ガラス基板５２：背面ガラス基板５３：カラーフィルタ５４：透明行電極５５：反射用列電極５６：液晶層

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【手続補正書】

【提出日】平成１０年７月１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５５

【補正方法】削除

【補正内容】

【００５５】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表示画面の後方に高反射部材を配設する
とともに、前記表示画面の前方にパララックスバリアを
配設し、前記表示画面に表示された画像を前記パララッ
クスバリアにより左眼用画像と右眼用画像とに分離する
立体表示装置であって、前記パララックスバリアが再帰反射部材からなることを
特徴とする立体表示装置。
【請求項２】前記再帰反射部材は、反射層と、該反射
層の前記表示画面側に一層に敷き詰められた透明な球体
とからなり、前記球体の直径が少なくとも前記表示画面の１画素の幅
より小さいことを特徴とする請求項１記載の立体表示装
置。
【請求項３】前記パララックスバリアの観察者側は、
黒色に形成されていることを特徴とする請求項１または
２記載の立体表示装置。