WO2005091049A1 - 立体映像表示装置 - Google Patents

Abstract

　透過型液晶表示装置等の画像表示装置１６の表面に透明板２０を挟んで液晶パララックスバリア２４を備えた立体映像表示装置１０において、前記液晶パララックスバリア２４の有効表示領域の境界部近傍に前記透明板２０の側面から入射した光の出射光を遮蔽するためのブラックマスク等の遮光部材２９を設ける。この場合、遮光部材２９は、パララックスバリア２４の内部に設けても良く、外部に設けても良い。このような構成とすることにより、有効表示領域の境界部近傍におけるボケの形成、黒表示となるべき部分が完全な黒表示とならないというような表示品質の劣化が抑制され、大型であっても有効表示領域の境界部近傍の表示品質の良好な立体映像表示装置を提供することができるようになる。

Description

明 細 書

立体映像表示装置

技術分野

[0001] 本発明は、特殊なめがねを使用することなく立体表示が可能な液晶ノ ラックスバ リア方式による立体映像表示装置に関するものであり、特に大型の場合に有効で、 有効表示領域の境界部近傍の表示品質の良好な立体映像表示装置に関するもの である。

背景技術

[0002] 従来から、特殊な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、ノ ララックスノリア方式、光源をスリット化する方式等が提案されている。図 3 は、ノ ララックスノリア方式による立体映像表示の原理を示す模式図である。観察者 が観察する映像は、液晶表示パネルな 、しはプラズマ表示パネル等力もなる画像表 示装置 50に形成される。立体視を可能とするために、前記画像表示装置 50には、 左眼用映像が表示される左眼用画素 Lと、右眼用映像が表示される右眼用画素尺と が交互に配列して形成されている。左眼用画素 Lと右眼用画素 Rとの位置関係につ いては、後述する。左眼用映像と右眼用映像とは、例えば、左眼用と右眼用の 2台の カメラにて同時に撮影して得ることができ、あるいは、 1つの画像データ力も論理的演 算によって算出することができる。このようにして得られた両映像には、人間が両眼視 差によって立体知覚を行うために必要な視差情報が含まれて!/、る。

[0003] 画像表示装置 50の前方には、画像表示装置 50と所定の間隔 dを保って遮光バリ ァであるパララックスバリア 51が配置される。パララックスノリア 51には、縦ストライプ 状に開口部 51aが形成される。開口部 51aの間隔及び前記間隔 dは、前記左眼用画 素 Lと右眼用画素 Rの配列及び最適観察位置に対応して設定される。上記パララック スノリア 51により、左眼用映像と右眼用映像とが左右に分離され、この分離された映 像は観察者の左眼 2L、右眼 2Rに夫々入光する。これによつて観察者は立体映像を 観察することができる。

[0004] 上述のパララックスノリア方式による立体映像表示装置は、パララックスノリアが固 定のままでは 3次元表示専用となってしまう。そこで 2次元（以下、「2D」という。）映像 表示と 3次元（以下、「3D」という。）映像表示の切替えができるようにするために、映 像表示装置の前面に設けられたパララックスノリアを液晶式のものとし、この液晶によ り白黒のストライプ状のパララックスノリアを形成することで 3D表示を、また、全面透 過型とすることにより 2D表示を行う立体映像表示装置が開発された。（下記特許文 献 1参照)。

[0005] この従来例の液晶パララックスバリア方式による立体映像表示装置の具体例を図面 を用いて説明する。図 4は、画像表示装置としての液晶パネルの前面に配置した液 晶ノ ララックスノリアを備えたパララックスノリア方式による立体映像表示装置 30の一 部分解断面図である。図 4において、ノ ックライト 12の表面には、第 1の偏光板 14を 介して表示画素を配列した透過型液晶表示パネル 16が配置され、更に第 2の偏光 板 18、透明板 20及び第 3の偏光板 22を介して液晶パララックスノリア 24が配置され 、またこの液晶パララックスノリア 24の表面には第 4の偏光板 26が配置されて 、る。

[0006] 透過型液晶表示パネル 16は、ノ ックライトの入射側に位置する背面ガラス基板 16 aと光の出射側に位置する前面ガラス基板 16bと、背面ガラス基板 16aの内面に形成 された画素電極 16cと、前面ガラス基板 16bの内面に形成されたカラーフィルタ 16d 及び共通電極 16eと、背面ガラス基板 16a及び前面ガラス基板 16bとの間の周囲に 配置されたスぺーサ 16fと、背面ガラス基板 16aと前面ガラス基板 16bの間に密封充 填されている液晶 16gとからなる。画素電極 16cは、右眼用の画像と左眼用の画像が 形成されるよう右眼用画素 R及び左眼用画素 Lが交互に配置され、画素間は縦のスト ライプ（図示せず)で分けられて 、る。

[0007] なお、透明板 20としては、透明ガラス板ないしはアクリル板が使用されるが、立体映 像表示装置 30から所定距離離れた位置に最適観察位置を設定するため、透過型 液晶表示パネル 16と液晶パララックスバリア 24との間を所定の間隔 d (図 3参照）に維 持するために設けられるものである。

[0008] 液晶パララックスノ リア 24は、内側に透過型液晶表示パネル 16の画素 L及び尺の ストライプに平行に白黒のストライプを形成するための電極 24cとその対向電極 24e がそれぞれ形成された 2枚のガラス基板 24a、 24bに挟まれた密閉空間に液晶 24g が充填されており、電圧を印カロしない状態では無色透明となって 2Dの映像の表示し 、電圧を印加した状態では白黒のパララックスノ リアストライプを形成して 3Dの映像 表示がなされる。すなわち、この液晶パララックスバリア 24は、その XYアドレスをマイ クロコンピュータ等の制御手段により指定して、 3D表示の場合はノリア面上の任意 の位置に任意の形状のノリアストライプを形成することによって観察者に 3Dの映像 が観察されるようにするものである。この場合、液晶パララックスノリア 24としては、従 来力 周知の透過型液晶表示パネルをそのまま転用して白黒のパララックスノ《リアス トライプを形成するようにしてもょ 、し、或いは白黒のパララックスノリアストライプ形成 専用に作製された液晶パララックスノリアを使用してもよい。図 4には従来の透過型 液晶表示パネルをそのまま転用したものを示してある。

[0009] このような液晶パララックスノリア方式による立体映像表示装置 30においては、立 体映像表示装置 30が大型になるにつれ、観察者が表示画像全体を良好に視認でき るようにするため、観察者と立体映像表示装置との間を離す必要があるので、最適観 察位置を立体映像表示装置 30から遠ざけるために透明板 20の厚さを厚くする必要 力 S生じる。しかしながら、透明板 20の厚さを厚くすると、具体的には透明板の厚さが 約 5cmを超えるころから、立体映像表示装置の有効表示領域の境界部近傍に画像 のボケが生じたり、黒表示となる部分が完全な黒表示とならないという表示品質上の 問題点が生じることが見出された。なお、本願明細書においては、「有効表示領域」と いう用語は観察者側から視認できる液晶表示パネルの画像表示領域全体を示す意 味で用いられている。

[0010] 特許文献 1 :特開平 3 - 119889号公報 (特許請求の範囲、第 4頁、第 1図）

特許文献 2 :特開平 7— 270745号公報 (特許請求の範囲、図 1)

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0011] 本発明者等はこの原因につき種々検討を重ねた結果、立体映像表示装置 30には 、周囲からの光を遮光するための枠 28が設けられている力 バックライト 12の存在や 立体映像表示装置 30の表面からの入射光等の存在により、立体映像表示装置 30 の内部には迷走光が存在しており、この迷走光が透明板 20の側面力 入射してパラ ラックスノリア 24の有効表示領域の境界部近傍から出射することにより前述のような ボケの生成や黒表示となるべきところが完全な黒表示とならな 、と 、うような表示品質 の悪化に結びつ ヽて 、ることを知見した。

[0012] すなわち、図 5に示すように、透明板 20の側面力も入射した迷走光 ocは、その入射 角度 Θに対応して透明板 20の内部に浸入する光 βが存在するが、この光 βは透明 板 20の前面に達したとき、そのときの入射角度に対応して内部へ向力つて全反射す る全反射光 γ又は透明板 20の前面から出射される出射光 δとなる。このうち、全反 射光 γは立体映像表示装置 30の表示品質に影響を与えないが、出射光 δは、パラ ラックスノリア 24を経て観察者側へ出てくるので、立体映像表示装置 30の有効表示 領域の境界部近傍におけるボケや完全な黒表示にならな 、と 、うような表示品質の 悪影響を生じる原因となるのである。

[0013] この場合、透明板 20の厚さが薄 、と、出射光 δは透明板 20の端部近傍にのみし か存在しな!、ため、立体映像表示装置 30の有効表示領域の境界部近傍の表示品 質に悪影響を及ぼすことは少な 、。

[0014] このような立体映像表示装置 30の有効表示領域の境界部近傍の表示品質に対す る悪影響は、透明板 20の側面力も入射した光 ocによるものであるので、透明板 20の 側面に遮光部材を配置すれば、一応前述の有効表示領域の境界部近傍の表示品 質に対する悪影響をなくすことが可能である。しかしながら、従来の液晶表示パネル 等の画像表示装置の製造装置は、ガラス基板やアクリル基板等の平坦な表面に対し て種々の加工を行うには適して!/、るがガラス基板やアクリル基板等の側面の加工を 行うには適して ヽな 、ため、透明板 20の側面に遮光部材を設けるためにそのまま転 用することはできないので、別途そのための専用装置が必要となり、費用がかかると 共に専用装置を設置するためのスペースも必要であるという問題点が生じる。

[0015] 本発明者等は、従来の液晶表示パネル等の画像表示装置の製造装置を使用して も、立体映像表示装置の有効領域の端面部に対する表示品質の劣化を防ぐことが できる構成を種々検討した結果、たとえ透明板の側面力 入射する光が存在して ヽ ても、この入射光がパララックスノ《リアから出な 、ようにすれば全て解決できることを見 出し、本発明を完成するに至ったのである。 [0016] すなわち、本発明は、パララックスノリア方式による立体映像表示装置において、 特に大型の場合に有効で、有効表示領域の境界部近傍における表示品質が劣化 することがな 、立体映像表示装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0017] 本発明の上記目的は、以下の構成により達成することができる。すなわち、本願の 請求項 1に係る立体映像表示装置の発明は、画像表示装置の表面に透明板を挟ん でパララックスノリアを備えた立体映像表示装置において、前記パララックスノリアの 有効表示領域の境界部近傍に前記透明板側面から入射した光を遮蔽するための遮 光部材を設けたことを特徴とする。

[0018] また、本願の請求項 2に記載の発明は、請求項 1に記載の立体映像表示装置にお いて、前記透明板がガラス板であることを特徴とする。

[0019] また、本願の請求項 3に記載の発明は、請求項 1又は 2に記載の立体映像表示装 置において、前記透明板の厚さが 5cm以上であることを特徴とする。

[0020] また、本願の請求項 4に記載の発明は、請求項 1に記載の立体映像表示装置にお

V、て、前記遮光部材がブラックマスク力もなることを特徴とする。

[0021] また、本願の請求項 5に記載の発明は、請求項 1に記載の立体映像表示装置にお Vヽて、前記パララックスノリアが液晶パララックスノリアであることを特徴とする。

[0022] また、本願の請求項 6に記載の発明は、請求項 5に記載の立体映像表示装置にお いて、前記遮光部材が前記液晶パララックスノリアの内部に設けられていることを特 徴とする。

[0023] また、本願の請求項 7に記載の発明は、請求項 6に記載の立体映像表示装置にお Vヽて、前記遮光部材が前記液晶パララックスバリアの共通電極と表面側のガラス基板 との間に設けられていることを特徴とする。

[0024] また、本願の請求項 8に記載の発明は、請求項 5に記載の立体映像表示装置にお

V、て、前記遮光部材が前記液晶パララックスバリアの前記透明板と対向する側のガラ ス基板表面に設けられていることを特徴とする。

[0025] 更に、本願の請求項 9に記載の発明は、請求項 5— 8の何れかに記載の立体映像 表示装置にぉ 、て、前記遮光部材がブラックマスク力もなることを特徴とする。 発明の効果

[0026] 力かる構成を採用することにより、本願の立体映像表示装置の発明は以下に述べ るような優れた効果を奏する。すなわち、本願の請求項 1に記載の立体映像表示装 置によれば、パララックスバリアの有効表示領域の境界部近傍に前記透明板の側面 力も入射した光を遮蔽するための遮光部材を設けたので、たとえ透明板の厚さが厚く なって透明板の側面力 入射した迷走光が本来ならばパララックスバリア力 出射す るような場合であっても、この光は前記遮光部材により遮られてパララックスノリアから 出てくることがな 、ので、立体映像表示装置の有効表示領域の境界部近傍で画像の ボケが生じたり、黒表示となる部分が完全な黒表示とならないというような表示品質の 劣化が生じなくなる。

[0027] また、本願の請求項 2に記載の立体映像表示装置によれば、前記透明板としては ガラス板もアクリル榭脂板も使用できるが、ガラス板を使用すれば強度が大き 、ので 、大型の立体映像表示装置となした場合でも変形が少なぐ表示品質の良好な立体 映像表示装置が得られる。

[0028] また、本願の請求項 3に記載の立体映像表示装置によれば、立体映像表示装置の 立体映像表示装置の有効表示領域の境界部近傍で画像のボケが生じたり、黒表示 となる部分が完全な黒表示とならないというような表示品質の劣化は、透明板の屈折 率と厚さの関係から、透明板の厚さが 5cm以上になると目立ってくるので、透明板の 厚さが 5cm以上の場合に本願発明を適用すればその作用効果が顕著に表れる。な お、透明板の厚さの上限値は、観察者と立体映像表示装置との間の距離によって定 まるので臨界的意義はない。し力しながら、その距離が長ければ長いほど透明板の 厚さを厚くする必要があるし、あまり透明板の厚さを厚くしても重量が増えて実用的で なくなるので、上限値は 10cm程度とすることが好ましい。

でさるよう〖こなる。

[0029] また、本願の請求項 4に記載の立体映像表示装置によれば、周知のフォトリソグラフ ィー工程を用いることにより容易に周知の遮光部材としてのブラックマスクを形成する ことがでさるよう〖こなる。

[0030] また、本願の請求項 5に記載の立体映像表示装置によれば、液晶パララックスバリ ァは簡単に白黒のストライプを任意の幅及び間隔で形成したり或いは全面を透明化 したりすることができるので、容易に 2D表示と 3D表示を切り換えることができるように なる。

[0031] また、本願の請求項 6に記載の立体映像表示装置によれば、前記遮光部材が前記 液晶パララックスノ《リアの内部に設けられているので、別途遮光部材を設けることなく 透明板の側面力 入射した光を液晶パララックスノリアから出ないようにすることがで きるので、特に従来の立体映像表示装置の構成部材をそのまま使用しても簡単に有 効表示領域の境界部近傍における表示品質の劣化を防止することができるようにな る。

[0032] また、本願の請求項 7に記載の立体映像表示装置によれば、液晶パララックスバリ ァは表面側のガラス基板と共通電極との間に形成されて ヽるので、共通電極形成前 に周知のフォトリソグラフィー工程を用いることにより容易に周知の遮光部材を形成す ることができるよう〖こなる。この場合、従来の液晶表示パネル製造装置を利用して前 記表面側のガラス基板と共通電極との間にフィルタ部材を設ける場合には、このフィ ルタ部材と前記遮光部材を同時に形成することもできる。

[0033] また、本願の請求項 8に記載の立体映像表示装置によれば、従来の液晶パララック スノリアをそのまま利用しながら容易に前記遮光部材を形成することができるようにな る。

[0034] 更に、本願の請求項 9に記載の立体映像表示装置によれば、周知のフォトリソダラ フィー工程を用いることにより容易に周知の遮光部材としてのブラックマスクを形成す ることがでさるよう〖こなる。

図面の簡単な説明

[0035] [図 1]実施例 1の液晶パララックスバリア方式の立体映像表示装置を示す一部分解断 面図である。

[図 2]実施例 2の液晶パララックスバリア方式の立体映像表示装置を示す一部分解断 面図である。

[図 3]ノ ララックスノリア方式による立体映像表示の原理を示す模式図である。

[図 4]従来例の液晶パララックスバリア方式による立体映像表示装置の一部分解断面 図である。

[図 5]透明板の側面力 入射した迷走光の光路を説明するための図である。

符号の説明

[0036] 10、 10'、 30 立体映像表示装置

12 ノ ックライ卜

14、 18、 22, 26 偏光板

16 透過型液晶表示パネル

16a、 16b、 24a, 24b ガラス基板

16c、 24c 画素電極

16d カラーフィルタ

16e、 24e 共通電極

16f、 24f スぺーサ

20 透明板

24 液晶パララックスノ リア

28 枠

29、 29' 遮光部材

発明を実施するための最良の形態

[0037] 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。但し、以下に示す実施 形態は、本発明の技術思想を具体化するための立体映像表示装置を例示するもの であって、本発明をこの立体映像表示装置に特定することを意図するものではなぐ 請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものも等しく適用し得るものである 実施例 1

[0038] 図 1は、実施例 1のパララックスバリア方式による立体映像表示装置 10の一部分解 断面図であり、前記図 4に示す従来例のパララックスバリア方式による立体映像表示 装置 30と同一の構成部分には同一の参照符号を付与してその詳細な説明は省略 する。このパララックスノリア方式による立体映像表示装置 10は、ノ ックライト 12の表 面に、第 1の偏光板 14を介して表示画素を配列した透過型液晶表示パネル 16が配 置され、更に第 2の偏光板 18、例えばガラス板力 なる透明板 20及び第 3の偏光板 22を介して液晶パララックスノリア 24が配置され、またこの液晶パララックスノリア 24 の表面には第 4の偏光板 26が配置されて 、る。

[0039] そして、液晶パララックスバリア 24は、内側に透過型液晶表示パネル 16の画素 L及 び Rのストライプに平行に白黒のストライプを形成するための画素電極 24cとそれに 対向する共通電極 24eがそれぞれ形成された 2枚のガラス基板 24a、 24bに挟まれ た密閉空間に液晶 24gが充填されており、電圧を印カロしない状態では無色透明とな つて 2Dの映像の表示し、電圧を印加した状態では白黒のパララックスノ《リアストライ プを形成して 3Dの映像表示がなされる。

[0040] この液晶パララックスバリア 24においては、液晶パララックスバリア 24の有効表示領 域の境界部近傍における表面側のガラス基板 24bと共通電極 24eとの間に周知のフ オトリソグラフィー工程によりブラックマスク等の遮光部材 29が形成されている。図 1に 記載のものでは、透過型液晶表示パネルを液晶パララックスノリア 24として転用した ものを示したため、表面側ガラス基板 24bと共通電極 24eとの間にフィルタ部材 24d を設けた例を示した力 このフィルタ部材 24dは必ずしも必要なものではな 、ので、 省略することも可能である。

[0041] この場合、ブラックマスク等の遮光部材 29を設ける範囲は、透明板 20の厚さによつ て変化するため臨界的限度はなぐ過度に有効表示領域が狭くならないように実験 的に定めればよい。

[0042] このような構成となすことにより、透明板 20の厚さが厚くなつて、透明板 20の側面か ら入射した迷走光が液晶パララックスノリア 24内に入射したとしても、その光はブラッ クマスク等の遮光部材 29で遮られてパララックスノ リア 24の表面から出てくることはな いから、立体映像表示装置 10の有効表示領域の境界部近傍において、ボケが発生 したり、黒表示となるべき部分が完全な黒表示とはならないというような表示画質の劣 化の発生が少なくなる。

実施例 2

[0043] 図 2は、実施例 2のパララックスバリア方式による立体映像表示装置 10'の一部分解 断面図であり、前記図 1に示す実施例 1のパララックスバリア方式による立体映像表 示装置 10と同一の構成部分には同一の参照符号を付与してその詳細な説明は省 略する。

[0044] 実施例 2のパララックスノ リア方式による立体映像表示装置 10'が実施例 1に記載 の立体映像表示装置 10と構成が相違している点は、ブラックマスク等の遮光部材 29 'が、液晶パララックスノ リア 24の内部ではなく液晶パララックスノ リア 24の透明板 20 と対向するガラス基板 24aの表面に設けられている点である。

[0045] このような構成とすると、ガラス基板 24aの表面にブラックマスク等の遮光部材 29'を 設けることは従来の液晶表示パネル製造装置を利用して容易にできるだけでなぐ 液晶パララックスノ リア 24として透過型液晶表示パネルをそのまま液晶パララックスバ リア 24として転用することができ、特に液晶パララックスノ リア 24として専用品を用い る必要がな 、ので、安価で有効表示領域の境界部近傍における表示画質の劣化の 発生が少ない立体映像表示装置 10'を得ることができるようになる。

[0046] なお、上記実施例 1及び 2にお 、ては、画像表示装置として透過型液晶表示パネ ルを用いた例を示した力 本発明はこれに限らず、プラズマ表示パネル、ブラウン管 式表示装置、投写型画像表示装置等周知の画像表示装置に対しても等しく適用可 能である。

[0047] また、上記実施例 1及び 2においては、ノ ララックスノ リアとして液晶パララックスバリ ァを使用した例を示したが、 3D表示専用にするのであれば、白黒のストライプが固 定のノ ララックスノ リ も使用することもできる。

[0048] 更に、本発明においては、前記ブラックマスク等の遮光部材は、ノ ララックスノ リア に近接していればしているほど効果が高くなる力 必要に応じて透明板のパララック スノ リア側の面に設けても良い。

Claims

請求の範囲

[1] 画像表示装置の表面に透明板を挟んでパララックスノ リアを備えた立体映像表示 装置において、前記パララックスバリアの有効表示領域の境界部近傍に前記透明板 側面カゝら入射した光を遮蔽するための遮光部材を設けたことを特徴とする立体映像 表示装置。

[2] 前記透明板がガラス板であることを特徴とする請求項 1に記載の立体映像表示装 置。

[3] 前記透明板の厚さが 5cm以上であることを特徴とする請求項 1又は 2に記載の立体 映像表示装置。

[4] 前記遮光部材がブラックマスク力 なることを特徴とする請求項 1に記載の立体映 像表示装置。

[5] 前記パララックスノ リアが液晶パララックスノ リアであることを特徴とする請求項 1に 記載の立体映像表示装置。

[6] 前記遮光部材が前記液晶パララックスノ リアの内部に設けられていることを特徴と する請求項 5に記載の立体映像表示装置。

[7] 前記遮光部材が前記液晶パララックスバリアの共通電極と表面側のガラス基板との 間に設けられていることを特徴とする請求項 6に記載の立体映像表示装置。

[8] 前記遮光部材が前記液晶パララックスバリアの前記透明板と対向する側のガラス基 板の表面に設けられていることを特徴とする請求項 5に記載の立体映像表示装置。

[9] 前記遮光部材がブラックマスク力 なることを特徴とする請求項 5— 8の 、ずれかに 記載の立体映像表示装置。