JP2003066548A - 立体ディスプレイ装置 - Google Patents

立体ディスプレイ装置

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JP2003066548A
JP2003066548A JP2001256089A JP2001256089A JP2003066548A JP 2003066548 A JP2003066548 A JP 2003066548A JP 2001256089 A JP2001256089 A JP 2001256089A JP 2001256089 A JP2001256089 A JP 2001256089A JP 2003066548 A JP2003066548 A JP 2003066548A
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JP
Japan
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lenticular lens
vertical
pixel
pitch
display device
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JP2001256089A
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English (en)
Inventor
志幾 ▲高▼林
Shiki Takabayashi
Hiroyasu Nose
博康 能瀬
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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  • Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レンチキュラレンズの谷で散乱する散乱光に
よる縦縞を目立たなくさせ、観察者が明瞭な立体画像を
見ることができる立体ディスプレイ装置を提供する。 【解決手段】 画像表示部に表示された画像を、マスク
とレンチキュラレンズとを有する光学部材により所定の
方向に導光し、左眼用と右眼用の視差画像を形成する立
体ディスプレイ装置において、前記レンチキュラレンズ
4のピッチを前記画素表示部の画素ドット2のピッチの
(3N+1)倍または(3N+2)倍、ただしNは正の
整数とする。その結果、レンチキュラレンズの谷4aで
散乱する散乱光の一部は、図示のように、前記画素表示
部のブラックマトリクス3により遮光される。

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,コンピュ
ータモニタ,ゲームマシンなどにおいて立体表示を行う
立体ディスプレイ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より立体画像の観察手法としては、
たとえば偏光メガネを用いて互いに異なった偏光状態に
基づく視差画像を観察する手法や、レンチキュラレンズ
を用いて複数の視差画像のうちから所定の視差画像を観
察者の眼球に導光する手法等が提案されている。
【0003】ここではレンチキュラレンズを用いてメガ
ネ無しで立体画像を観察することができるディスプレイ
装置の構成を図4を用いて説明する。液晶ディスプレイ
101は、ガラス基板102とその間の液晶,電極など
から構成される表示画素部103からなる。表示画素部
103には右眼用と左眼用の2視点に対応する2つの視
差画像(R,L)が画面の垂直方向(V方向)に交互に
横ストライプ状に配列して表示されている。
【0004】図中では前面のガラス基板102aの表面
および後面のガラス基板102bの背面に配置される偏
光方向が互いに直交する偏光板を省略している。液晶デ
ィスプレイ101の背面側には垂直方向(V方向)に屈
折力を有する横ストライプ状のシリンドリカルレンズ1
04aを、垂直方向(V方向)に所定のピッチ(間隔)
で配列した横レンチキュラレンズ104を配置してい
る。横レンチキュラレンズ104の背面側には水平方向
(H方向)に屈折力を有する縦ストライプ状のシリンド
リカルレンズ105aを、水平方向(H方向)に所定の
ピッチで配列した縦レンチキュラレンズ105を配置し
ている。縦レンチキュラレンズ105の背面側には市松
バリア(マスクともいう)106が配置され、市松バリ
ア状に所定のピッチで同一の大きさの開口部106a,
遮光部106bが上下,左右交互に繰り返されている。
市松バリア106の背面側にはバックライト107を配
置する。
【0005】次に図5の水平断面図を用いて、水平方向
(H方向)の立体視の観察原理を説明する。バックライ
ト107からの光束は市松バリア106に入射する。こ
のとき、市松バリア106は所定のピッチで開口部10
6a,遮光部106bが上下,左右交互に繰り返されて
いるので、光束は開口部106aを通して、観察者側に
進行する。市松バリア106の開口部106a,遮光部
106bの水平方向(H方向)のピッチと、縦レンチキ
ュラレンズ105のシリンドリカルレンズ105aのピ
ッチは対応している。市松バリア106を透過した光束
は、シリンドリカルレンズ105aによって所定の方向
に導光され、液晶ディスプレイ101の所定の走査線を
透過し、観察位置の所定の領域の導光される。シリンド
リカルレンズ105aに対応する市松バリア106の開
口部106aと遮光部106bの位置を入れ替えること
により走査線ごとに左眼と右眼に導光することが可能で
ある。
【0006】図5では実線が左眼に導光される光束の光
路を表わし、点線が右眼に導光される光束の光路を表わ
している。市松バリア106の白い部分が開口部106
a、黒い部分が遮光部106bを表わす。この場合、開
口部106aからの光は観察者の左眼のみに導光され、
右眼側は、遮光部106bにより遮光されている。右眼
の場合、市松バリア106の開口部106a,遮光部1
06bの位置が図5とは入れ替わるので、光束は観察者
の右眼に導光される。
【0007】次に図6の垂直断面図を用いて、垂直方向
(V方向)の立体視の観察原理を説明する。バックライ
ト107からの光束は市松バリア106に入射する。こ
のとき、市松バリア106は所定のピッチで開口部10
6a,遮光部106bが上下,左右交互に繰り返されて
いるので、光束は開口部を通して、観察者側に進行す
る。市松バリア106の開口部106a,遮光部106
bの垂直方向(V方向)のピッチと、横レンチキュラレ
ンズ104のシリンドリカルレンズ104aのピッチは
対応している。市松バリア106の水平ラインを透過し
た光束は、シリンドリカルレンズ104aによって所定
の方向に導光され、液晶ディスプレイ101の所定の走
査線を照射する。市松バリア106,横レンチキュラレ
ンズ104のピッチは液晶ディスプレイ101のピッチ
に対応して設計され、左眼用,右眼用画像が交互に表示
された走査線に対応して左眼用,右眼用の照射光を照射
し,観察者は左眼用,右眼用の画像を分離して観察する
ことができる。図6では実線が左眼に導光される光束の
光路を表わし、点線が右眼に導光される光束の光路を表
わしている。図6は左眼画像の光路図であるので、市松
バリア106の開口部106aからの光は観察者の左眼
に導光されている。右眼の場合、市松バリア106の開
口部106a,遮光部106bの位置が図6とは完全に
逆になるので、光束は観察者の右眼に導光される。観察
者の眼が完全に右眼用画像,左眼用画像に分離している
位置C1にある時、観察者は正立体視を行うことができ
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしバックライト1
07からの光束が縦レンチキュラレンズを形成するシリ
ンドリカルレンズとシリンドリカルレンズの間にできる
レンチキュラレンズの谷で散乱し、その散乱光が特定の
画素を照明する場合、照明された画素は通常の光束から
照明された画素より強く光る。観察者は強く光る画素を
縦縞と感じ立体画像に縦縞ができることになり、立体画
像を見ることが困難になる。図7はこの縦縞の現象を説
明するためのディスプレイ装置要部の水平断面図で、観
察者がディスプレイ装置を見る場合、その左眼306と
表示画素部301の一走査線の左眼用画像の画素ドット
302と縦レンチキュラレンズ304との関係を表して
いる。画素ドットはR,G,Bで構成され、各画素ドッ
トの色はR,G,Bで表している。
【0009】液晶パネルのバックライト側には横レンチ
キュラレンズ,縦レンチキュラレンズ,市松マスク,バ
ックライトが順に配置されているが、図7では縦レンチ
キュラレンズ304のみを表している。縦レンチキュラ
レンズ304を形成しているシリンドリカルレンズの境
目を縦レンチキュラレンズの谷304aと呼ぶ。図7の
光線305は縦レンチキュラレンズの谷304aからの
散乱光の一部の光束である。光線305は画素ドット3
02を透過し、左眼方向に進行している。
【0010】縦レンチキュラレンズの谷304aからの
散乱光の一部の光線305が画素ドット302を通過す
る場合、その画素ドット302は通常の光束によって光
るより強く光る。強く照明された画素ドット302から
の光束は左眼方向に進行する。特定の画素が強く光る現
象は垂直方向に配列されている画素に全てに発生する現
象であるため,観察者はそれらの発光を縦縞として視覚
する。画素ドット302と縦レンチキュラレンズを形成
するシリンドリカルレンズ304は一定のピッチで配列
しているため、縦レンチキュラレンズの谷304aから
の光線305はある一定の間隔で画素ドットを照明す
る。このため縦縞が画面上に何本も見られる現象が発生
する。
【0011】また強く発光する画素ドットがR,G,B
のどれかの単一色で連続する場合がある。図7の例では
Rが連続しており、立体視領域で現れる縦縞も赤色の縦
縞が見られる。この場合、更に立体画像を見ることは困
難になる。
【0012】本発明は、このような状況のもとでなされ
たもので、レンチキュラレンズの谷で散乱する散乱光に
よる縦縞を目立たなくさせ、観察者が明瞭な立体画像を
見ることができる立体ディスプレイ装置を提供すること
を目的とするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、立体ディスプレイ装置を次ぎの(1)
ないし(3)のとおりに構成する。
【0014】(1)画像表示部に表示された画像を、マ
スクとレンチキュラレンズとを有する光学部材により所
定の方向に導光し、左眼用と右眼用の視差画像を形成す
る立体ディスプレイ装置において、前記レンチキュラレ
ンズのピッチを前記画素表示部の画素ドットのピッチの
(3N+1)倍または(3N+2)倍、ただしNは正の
整数とした立体ディスプレイ装置。
【0015】(2)画像表示部に表示された画像を、マ
スクとレンチキュラレンズとを有する光学部材により所
定の方向に導光し、左眼用と右眼用の視差画像を形成す
る立体ディスプレイ装置において、前記光学部材を、市
松状の開口を有するマスクと、水平方向に屈折力を有す
るシリンドリカルレンズを水平方向に所定のピッチで繰
り返して配列した縦レンチキュラレンズと、垂直方向に
屈折力を有するシリンドリカルレンズを垂直方向に所定
のピッチで繰り返して配列した横レンチキュラレンズか
ら構成し、前記縦レンチキュラレンズのピッチを前記画
素表示部の画素ドットのピッチの(3N+1)倍または
(3N+2)倍、ただしNは正の整数とした立体ディス
プレイ装置。
【0016】(3)前記(1)または(2)記載の立体
ディスプレイ装置において、前記画像表示部は、各画素
ドットがブラックマトリクスで囲まれている立体ディス
プレイ装置。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を立体
ディスプレイ装置の実施例により詳しく説明する。
【0018】
【実施例】図1は、実施例である“立体ディスプレイ装
置”の要部の水平断面図で、表示画素部1の一走査線の
画素ドット2と縦レンチキュラレンズ4の構成を表して
いる。
【0019】本実施例の全体構成は、図1に示す点を除
いて、従来例(図4参照)で説明したディスプレイ装置
と同様なのでその説明を援用する。
【0020】図1において、表示画素部1(図4の10
3に対応する)の水平走査線には左眼画像の画素と右眼
画像の画素が垂直方向に交互に配列されている。画素は
R,G,Bの画素ドットで構成されており、各画素ドッ
トの色はR,G,Bで表している。各画素ドット2の間
にはブラックマトリクス3があり、バックライトからの
光を遮光する。
【0021】表示画素部1のバックライト側には、図4
に示す従来例と同様に、横レンチキュラレンズ,縦レン
チキュラレンズ,市松マスク,バックライトが順に配置
されているが、図1では横レンチキュラレンズ,市松マ
スク,バックライトを省略し、縦レンチキュラレンズ4
のみを表している。縦レンチキュラレンズ4を形成して
いるシリンドリカルレンズの連なる、窪んだ部分を縦レ
ンチキュラレンズの谷4aとする。
【0022】なお、縦レンチキュラレンズ4のピッチ
は、画素ドット2のピッチに対し、(3N+1)倍とす
る。Nは正の整数で図1はN=1の場合を示している。
【0023】このように、本実施例では、縦レンチキュ
ラレンズ4のピッチを画素ドット2のピッチの4個分
(4倍)と設計するため、図1では、中央に示す縦レン
チキュラレンズの谷4aが画素ドットRの背面側にあ
り、その右隣にある縦レンチキュラレンズの谷4aは画
素ドットGの背面側にある。これを画素ドット2と縦レ
ンチキュラレンズの谷4aの重なりと呼ぶと、N=1で
は重なりはR,G,Bの順になる。
【0024】図2は縦レンチキュラレンズの谷4aで散
乱する散乱光の光路図を示す。表示画素部1の左眼画像
の一走査線で左眼C1と縦レンチキュラレンズの谷4a
で散乱する散乱光のうち表示画素部1を通り左眼C1に
進行する光線5と縦レンチキュラレンズ4との関係を表
している。図2の例では光線5がブラックマトリクス3
に重なる様子を示している。ブラックマトリクス3は光
線5を遮光するので,観察者は散乱光によって強く照明
された画素2を見ることはない。図2ではこのことを光
線5の直線部分は光線が進行している様子、点線部分は
光線が遮光されている様子として示している。画素ドッ
ト2と縦レンチキュラレンズ4は一定のピッチで配列し
ているため、各光線5は各ブラックマトリクス3で遮光
されるため観察者は縦縞を見ることなく、明瞭な立体画
像を見ることができる。
【0025】図3は光線5が画素ドット2を照明する様
子を示している。画素ドット2と縦レンチキュラレンズ
の谷4aの重なりはR,G,Bの順になっているため、
図のように光線5が重なる画素はR,G,Bの順で続
く。このため観察者が見る強く光る画素はR,G,Bの
順となる。これらの縦縞はディスプレイ装置から最適観
察距離で観察すると,R,G,Bが混合され観察者にと
って目立たない白い線となる。そのため観察者は単一色
のついた縦縞を見ることなく、明瞭な立体画像を見るこ
とができる。
【0026】図2と図3の例は左眼についてであるが、
右眼についても同様のことが言える。
【0027】図2と図3で示す通り、本実施例では縦レ
ンチキュラレンズと表示画素部の画素を特別に合わせる
必要なく、立体画像を見る際に障害となる縦縞を減少さ
せることができる。
【0028】本実施例では、縦レンチキュラレンズ4の
ピッチを画素ドット2の4個分すなわち4倍と計算した
が、これに限るものではなく、たとえば5個分(3N+
2,N=1)としてもよい。
【0029】この場合、縦レンチキュラレンズの谷4a
が画素ドットRの背面側にあるとき、その右隣にある縦
レンチキュラレンズの谷4aは画素ドットBの背面側に
ある。画素ドット2と縦レンチキュラレンズの谷4aの
重なりはRBGの順になり、上記で示した理由により、
観察者は単一色のついた縦縞を見ることなく、明瞭な立
体画像を見ることができる。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画面に現れる縦縞を減少させるか,または目立たなくさ
せるかによって、明瞭な立体画像を表示することができ
る。
【0031】また縦レンチキュラレンズと表示画素部の
画素を特別に合わせる必要がないので、簡単に縦縞減少
を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例の要部の水平断面図
【図2】 実施例における散乱光の光路図
【図3】 実施例における散乱光の光路図
【図4】 従来例の構成を分解して示す図
【図5】 従来例における水平立体視の原理説明図
【図6】 従来例における垂直立体視の原理説明図
【図7】 従来例における散乱光の光路図
【符号の説明】
1 表示画素部 3 ブラックマトリクス 4 縦レンチキュラレンズ 4a 縦レンチキュラレンズの谷, 5 散乱光

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像表示部に表示された画像を、マスク
    とレンチキュラレンズとを有する光学部材により所定の
    方向に導光し、左眼用と右眼用の視差画像を形成する立
    体ディスプレイ装置において、前記レンチキュラレンズ
    のピッチを前記画素表示部の画素ドットのピッチの(3
    N+1)倍または(3N+2)倍、ただしNは正の整数
    としたことを特徴とする立体ディスプレイ装置。
  2. 【請求項2】 画像表示部に表示された画像を、マスク
    とレンチキュラレンズとを有する光学部材により所定の
    方向に導光し、左眼用と右眼用の視差画像を形成する立
    体ディスプレイ装置において、前記光学部材を、市松状
    の開口を有するマスクと、水平方向に屈折力を有するシ
    リンドリカルレンズを水平方向に所定のピッチで繰り返
    して配列した縦レンチキュラレンズと、垂直方向に屈折
    力を有するシリンドリカルレンズを垂直方向に所定のピ
    ッチで繰り返して配列した横レンチキュラレンズから構
    成し、前記縦レンチキュラレンズのピッチを前記画素表
    示部の画素ドットのピッチの(3N+1)倍または(3
    N+2)倍、ただしNは正の整数としたことを特徴とす
    る立体ディスプレイ装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の立体ディスプレ
    イ装置において、前記画像表示部は、各画素ドットがブ
    ラックマトリクスで囲まれていることを特徴とする立体
    ディスプレイ装置。
JP2001256089A 2001-08-27 2001-08-27 立体ディスプレイ装置 Withdrawn JP2003066548A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7903332B2 (en) 2004-10-13 2011-03-08 Koninklijke Philips Electronics N.V. Stereoscopic display apparatus
CN113302549A (zh) * 2019-01-03 2021-08-24 霍利克斯Ag 自动立体显示器

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7903332B2 (en) 2004-10-13 2011-03-08 Koninklijke Philips Electronics N.V. Stereoscopic display apparatus
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CN113302549B (zh) * 2019-01-03 2024-04-26 霍利克斯Ag 自动立体显示器

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Effective date: 20081104