JP2004157411A - 映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【目的】分離手段の開口等（分離要素）を工夫することで映像表示装置における各種の不満・不都合を解消することを目的とする。
【構成】画面に表示された互いに異なる映像を分離手段にて分離して観察者に導く映像表示装置であり、立体映像表示装置などとして構成される。４眼式立体映像表示装置の場合、画面の水平方向に両眼視差を有する映像▲１▼と映像▲２▼と映像▲３▼と映像▲４▼とが所定ピッチで並び、この「映像▲１▼映像▲２▼映像▲３▼映像▲４▼」の最小単位映像グループが繰り返し存在している。最小単位映像グループに対応して一つの開口１が形成されており、各開口１の輪郭線には画素の輪郭線に対して非平行となる斜め線部が存在している。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、観察者に立体視させたり複数の観察者に異なる映像を見せたりするのに利用される映像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、特殊な眼鏡を必要とせずに立体映像表示を実現する方法しとて、パララックスバリア方式やレンチキュラーレンズ方式等が知られているが、これらの方式は両眼視差を有する右眼用映像と左眼用映像とを、例えば縦ストライプ状に画面に交互に表示し、この表示映像をパララックスバリアやレンチキュラーレンズ等で分離して観察者の右眼と左眼に各々導くことで立体視を行わせるものである。
【０００３】
図１０は、４眼式立体視方式の立体映像表示装置の原理を例示した説明図である。画面１１の水平方向に両眼視差を有する映像▲１▼と映像▲２▼と映像▲３▼と映像▲４▼とが所定ピッチで並び、この「映像▲１▼映像▲２▼映像▲３▼映像▲４▼」の最小単位映像グループが繰り返し存在している。パララックスバリア１２の各開口１２ａは各最小単位映像グループに対応して存在し、各最小単位映像グループである「映像▲１▼映像▲２▼映像▲３▼映像▲４▼」を分離して観察者に与える。これにより、観察者は立体視が行なえる。
【０００４】
図１１は、４つの異なる映像をそれぞれ異なる観察者に見せる映像表示装置の原理を例示した説明図である。この映像表示装置も図１０に示した立体映像表示装置と同様に、画面１１とパララックスバリア１２とから成る。パララックスバリア１２の各開口１２ａは各最小単位映像グループである「映像▲１▼映像▲２▼映像▲３▼映像▲４▼」を分離して観察者に与える。これにより、各観察者は互いに異なる映像を見ることになる。
【０００５】
なお、同一映像を縦方向の画素を利用して表示する場合には、パララックスバリア１２の開口１２ａは、図１２に示すように、一般に縦ストライプ状に形成される。また、同一映像を縦方向の画素を利用して表示する場合には、パララックスバリアの開口は斜め方向に並ぶ（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特許第３０９６６１３号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、観察者の眼にパララックスバリア１２の開口１２ａを介して画素からの光が与えられるとき、図１３の（ａ）に示すように、画素全体の光が与えられる状態と、同図の（ｂ）に示すように非画素部が見えてしまう状態とが形成されてしまうことになり、前者明部と後者暗部の混在が観察者に対してモアレを感じさせてしまうことになる。
【０００８】
前記モアレを低減するためには、図１４に示しているように、開口１２ａを大きくすればよい。大きな開口１２ａであれば、同図（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、画素と開口１２ａとの位置関係が変化しても、略同じ光量が観察者の眼に導かれることになるため、明部と暗部の差が低減されてモアレは軽減される。しかしながら、大きな開口１２ａを採用すると、クロストークを招来してしまう。特に、画素ピッチが０．０４ｍｍ程度の画面（ディスプレイ）では、モアレ低減のために開口１２ａの幅を０．０８ｍｍ程度とすることが必要になり、このような画素に対して相対的に大きな開口ではクロストークが非常に多くなる。また、図１４に示した開口１２ａでは、同図（ａ）乃至（ｃ）の間で回折の仕方が変わるため、モアレを十分に低減することができない。
【０００９】
この発明は、上記の事情に鑑み、分離手段の開口等（分離要素）を工夫することで映像表示装置における各種の不満・不都合を解消することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明の映像表示装置は、上記の課題を解決するために、画面に表示された互いに異なる映像を分離手段にて分離して観察者に導く映像表示装置において、前記異なる映像の表示を担う最小単位映像グループに対応して一つの分離要素が存在しており、各分離要素の輪郭線には画素の輪郭線に対して非平行となる斜め線部が存在していることを特徴とする。
【００１１】
上記の構成であれば、斜め線部の態様によっては、各分離要素と画素との相対位置変化による明るさの変化が滑らかになり、分離要素をあまり大きくしないでモアレを軽減することができ、また、斜め線部の態様によっては、後述するごとく分離手段が液晶パネルから成る構成において、斜め線部は透明電極の断線を防止するなど、映像表示装置における不都合・不満を解消する。
【００１２】
前記最小単位映像グループは行毎に一画素ずつ横方向にずれて存在し、これに対応して分離要素が形成されていてもよい（以下、この項において斜めバリア構成という）。
【００１３】
上記斜めバリア構成において、視点数が２より多く設定されていると共に、前記分離要素は斜め方向の同一映像用の画素との間隔よりも、斜め方向の他の映像用の画素との間隔が遠くなる形状を有しているのがよい。これによれば、前記他の映像用の画素からの漏れ光が遮断され易く、クロストークの低減が図れる。
【００１４】
また、上記斜めバリア構成において、縦方向線に斜め線部が存在しており、斜め方向に並ぶこととなる分離要素群が互いに連結されていてもよい。また、かかる連結構造において、各分離要素の前記斜め線部は一直線上に並ばないように構成されているのが望ましい。一方、画素間ピッチが０．０８ｍｍ以下とされ、且つ各分離要素の前記斜め線部が一直線上に並ぶように構成されていてもよい。
【００１５】
また、上記斜めバリア構成において、縦方向線に斜め線部が存在しており、斜め方向に並ぶこととなる分離要素群は互いに連結されず、且つ各分離要素の前記斜め線部が一直線上に並ぶように構成されていてもよい。
【００１６】
最小単位映像グループは行毎にずれないで存在し、これに対応して分離要素が形成されていてもよい（以下、この項において縦バリア構成という）。この縦バリア構成において、縦方向線に斜め線部が存在しており、縦方向に並ぶこととなる分離要素群は互いに連結されていてもよい。
【００１７】
分離要素は四角形状を有し、縦方向線及び横方向線の双方に斜め線部が存在していてもよい。また、分離要素は斜め線部として曲線を有するものでもよい。
【００１８】
分離要素と画素とが取り得る位置関係の全ての状態で斜め線部が画素上に位置するのがよく、光の回折の影響を平均化することが可能となるため、モアレ低減において理想的となる。この場合、分離要素の上辺部中心と下辺部中心との水平方向距離が水平画素ピッチに等しくしてもよい。また、分離要素の右辺部中心と左辺部中心との垂直方向距離が垂直画素ピッチに等しくしてもよい。
【００１９】
分離要素は開口から成るものでもよい。或いは、分離要素はレンズ素子から成るものでもよい。
【００２０】
上記斜めバリア構成において、視点数が２に設定されていると共に、前記分離手段は液晶パネルにより構成されて分離／非分離の切り替えが行なえ、前記液晶パネルの透明電極部分に形成される分離要素となる開口部の角が落とされることによって斜め線部が存在していてもよい。これによれば、斜めに隣接する開口部同士の角の存在によって透明電極部分に孤立部分（断線部分）ができてしまうのを防止することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態の映像表示装置を図１乃至図９に基づいて説明していく。なお、映像表示装置の全体構成は従来項で述べた図１０や図１１の構成を採用できるものであり、説明の重複による冗長をさけるため、全体構成の説明は省略している。
【００２２】
図１に示す構成では、最小単位映像グループである４つの映像（画素）「映像▲１▼映像▲２▼映像▲３▼映像▲４▼」が画面の水平方向に繰り返し並んでおり、最小単位映像グループは行毎にずれずに存在している。各最小単位映像グループに対応して一つの開口１が存在しており、各開口１の輪郭線には、図２にも示すように、画素（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の輪郭線に対して非平行となる斜め線部が存在している。図１及び図２（ａ）（ｂ）（ｃ）に示している開口１は、いずれも平行四角形状を有しており、縦方向線に斜め線部が存在している。
【００２３】
図２（ａ）に示す開口１は、その中心に画素が存在する状態で右上角が中心画素の右上角に一致し、右下角が右隣画素の左下角に一致し、左上角が左隣画素の右上角に一致し、左下角が中心画素の左下角に一致する。図２（ｂ）に示す開口１は、その中心に画素が存在する状態で右上角が中心画素の左上角に一致し、右下角が右隣画素の左下角に一致し、左上角が左隣画素の右上角に一致し、左下角が中心画素の右下角に一致する。図２（ｃ）に示す開口１は、その中心に画素が存在する状態で右上角が中心画素の上辺中央に一致し、右下角が右隣画素の下辺中央に一致し、左上角が左隣画素の上辺中央に一致し、左下角が中心画素の下辺中央に一致する。
【００２４】
図２（ｂ）及び図２（ｃ）の開口１は、開口上辺中央と開口下辺中央との間の水平距離が画素ピッチと同じになっており、どの状態でも斜め線部が画素上に存在する（開口部内で開口と画素との全ての位置関係が実現されている）ため、光の回折の影響を平均化でき、モアレを低減する上で理想的といえる。図２（ｃ）の開口１は、常に隣の画素も見えてしまうが、その割合は図１４の構成で画素ピッチ０．０４ｍｍ，開口幅０．０８ｍｍとする場合に比べ、格段に低くなる。なお、モアレは人の眼で認識できないレベルであれば十分であるので、図２（ａ）の構成でもよく、かかる構成では残存クロストークの軽減効果が高まる。
【００２５】
図３に示す構成では、最小単位映像グループである４つの映像（画素）「映像▲１▼映像▲２▼映像▲３▼映像▲４▼」が画面の水平方向に繰り返し並んでおり、最小単位映像グループは行毎に一画素ずつ横方向にずれて存在する。各最小単位映像グループに対応して一つの開口１が存在しており、前記一画素ずつのずれに対応するために、いわゆる斜めバリア方式となる。また、図４（ａ）は図３の構成における画面上の画素並びを示し、図４（ｂ）は開口１を有するバリアを示している。各開口１は前述したように、その輪郭線において斜め線部が存在しており、図２（ａ）（ｂ）（ｃ）に示した開口１が利用される。斜めバリア方式においては、或る画素から遠い視点の映像が表示される画素（例えば、映像▲１▼の画素に対して映像▲３▼の画素）からの漏れ光が入り難くするのがよい。図３に示した構成では、開口１は垂直線に対して左上角と右下角が出っ張り、右上角と左下角は出っ張らないものとなり、上記漏れ光の入射を防止できる。
【００２６】
上記漏れ光の入射を防止できる他の開口としては、図５（ａ）（ｂ）に示す形状の開口１とすることができる。また、図５（ｃ）に示すような、＞字形状の開口１とすることもできる。更に、図５（ｄ）（ｅ）に示すように、斜め線部として曲線を有する開口１とすることもでき、各開口１と画素との相対位置変化による明るさの変化を滑らかになるものであれば、どのような斜め線部でもよい。図５（ａ）乃至（ｅ）の開口１は図１の構成においても用いることができる。
【００２７】
図６に示す構成では、開口１は四角形状を有し、縦方向線及び横方向線の双方に斜め線部が存在している。このような開口１は図１の構成においても用いることができる。
【００２８】
図７に示す構成では、各開口１においてその縦方向線に斜め線部が存在しており、斜め方向に並ぶこととなる開口群１…が互いに連結され、且つ各開口１の前記斜め線部は一直線上に並ばないようになっている。なお、開口同士を繋ぐ構造は、図１の構成にも適用できる。図７の構成において、画素ピッチが狭くなるほど開口接続箇所の段差は小さくなる。小さくても段差が有る方が、クロストーク防止とモアレ防止の両立を図る設計が行い易い。画素間ピッチが０．０８ｍｍ以下とされる場合には開口接続箇所の段差をなくして斜めストライプ状とすることもできる。すなわち、画素間ピッチを０．０８ｍｍ以下に設定し、開口同士を繋ぐ構造とし且つ各開口１の斜め線部が一直線上に並ぶようにしてもよい。
【００２９】
図８に示す構成では、各開口１においてその縦方向線に斜め線部が存在しており、斜め方向に並ぶこととなる開口群１…は互いに連結されず、且つ各開口１の前記斜め線部が一直線上に並ぶように構成されている。この図８の構成は、斜めストライプとは異なるものであり、各開口１が互いに連結されず、独立したものとなる。斜めストライプでは、垂直方向の集光位置を設定することはできないが、開口を独立させて有する上記図８の構成では、垂直方向の集光位置を設定することが可能であり、垂直方向の集光位置は水平方向の集光位置に合わせたり、或いは、意図的に異ならせるといったことも可能となる。
【００３０】
図９に示す構成は、図３等に示した斜め画素配置でバリアを例えば液晶パネルにより構成することでバリア状態と非バリア状態を形成できるようにしたものであり、２眼立体視構成とする場合には、図の黒塗り部分が透明電極形成領域となり、白抜き部分がバリア時における開口１となる。この開口１は四隅の角が落とされることで斜め線領域を有するものであり、このように角が落とされたことで、透明電極部分に孤立部分（断線部分）ができてしまうのを防止することができる。なお、必ずしも四隅全ての角を落とす必要はなく、対角上の一対の角のみ落とした形状（図５（ａ）参照）としてもよい。勿論、開口１を平行四辺形状として、その角を落とした形状とすることもでき、断線防止とモアレ低減を両立させることもできる。
【００３１】
なお、以上説明した例では、開口による映像分離を示したが、開口に代えてレンズ素子を用いてもよいものである。また、光源側に分離手段を配置する構成としてもよいものである。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、分離要素の輪郭線には斜め線部が存在しており、斜め線部の態様によっては、各分離要素と画素との相対位置変化による明るさの変化が滑らかになり、分離要素をあまり大きくしないで（クロストークが多くなるのを防止しつつ）モアレを軽減することができ、また、斜め線部の態様によっては、２眼式で分離手段が斜めバリアで液晶パネルから成る構成において、斜め線部は透明電極の断線を防止するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態を示す図であって、映像表示装置における映像配列及び分離手段の開口を示した説明図である。
【図２】この発明の実施形態を示す図であって、映像表示装置における画素配列及び分離手段の開口を示した説明図である。
【図３】この発明の実施形態を示す図であって、映像表示装置における映像配列及び分離手段の開口を示した説明図である。
【図４】この発明の実施形態を示す図であって、同図（ａ）は映像配列を示した説明図であり、同図（ｂ）は分離手段の開口を示した説明図である。
【図５】この発明の実施形態を示す図であって、同図（ａ）乃至（ｅ）はそれぞれ開口の例を示した説明図である。
【図６】この発明の実施形態を示す図であって、映像表示装置における映像配列及び分離手段の開口を示した説明図である。
【図７】この発明の実施形態を示す図であって、映像表示装置における映像配列及び分離手段の開口を示した説明図である。
【図８】この発明の実施形態を示す図であって、映像表示装置における分離手段の開口を示した説明図である。
【図９】この発明の実施形態を示す図であって、映像表示装置における液晶パネルから成る分離手段の開口を示した説明図である。
【図１０】４眼式立体映像表示装置を示した説明図である。
【図１１】４つの異なる映像を観察者にそれぞれ導くことができる映像表示装置を示した説明図である。
【図１２】従来の画面上の画素並びと開口との関係を示した説明図である。
【図１３】従来の画面上の画素並びと開口との関係を示した説明図である。
【図１４】従来の画面上の画素並びと開口との関係を示した説明図である。
【符号の説明】
１ 開口

Claims (17)

1. 画面に表示された互いに異なる映像を分離手段にて分離する映像表示装置において、前記異なる映像の表示を担う最小単位映像グループに対応して一つの分離要素が存在しており、各分離要素の輪郭線には画素の輪郭線に対して非平行となる斜め線部が存在していることを特徴とする映像表示装置。
2. 請求項１に記載の映像表示装置において、前記最小単位映像グループは行毎に一画素ずつ横方向にずれて存在し、これに対応して分離要素が形成されていることを特徴とする映像表示装置。
3. 請求項２に記載の映像表示装置において、視点数が２より多く設定されていると共に、前記分離要素は斜め方向の同一映像用の画素との間隔よりも、斜め方向の他の映像用の画素との間隔が遠くなる形状を有していることを特徴とする映像表示装置。
4. 請求項２又は請求項３に記載の映像表示装置において、縦方向線に斜め線部が存在しており、斜め方向に並ぶこととなる分離要素群が互いに連結されていることを特徴とする映像表示装置。
5. 請求項４に記載の映像表示装置において、各分離要素の前記斜め線部は一直線上に並ばないように構成されていることを特徴とする映像表示装置。
6. 請求項４に記載の映像表示装置において、画素間ピッチが０．０８ｍｍ以下とされ、且つ各分離要素の前記斜め線部が一直線上に並ぶように構成されていることを特徴とする映像表示装置。
7. 請求項２又は請求項３に記載の映像表示装置において、縦方向線に斜め線部が存在しており、斜め方向に並ぶこととなる分離要素群は互いに連結されず、且つ各分離要素の前記斜め線部が一直線上に並ぶように構成されていることを特徴とする映像表示装置。
8. 請求項１に記載の映像表示装置において、前記最小単位映像グループは行毎にずれないで存在し、これに対応して分離要素が形成されていることを特徴とする映像表示装置。
9. 請求項８に記載の映像表示装置において、縦方向線に斜め線部が存在しており、縦方向に並ぶこととなる分離要素群は互いに連結されていることを特徴とする映像表示装置。
10. 請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の映像表示装置において、前記分離要素は四角形状を有し、縦方向線及び横方向線の双方に斜め線部が存在していることを特徴とする映像表示装置。
11. 請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の映像表示装置において、前記分離要素は、斜め線部として曲線を有することを特徴とする映像表示装置。
12. 請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載の映像表示装置において、前記分離要素と画素とが取り得る位置関係の全ての状態で斜め線部が画素上に位置することを特徴とする映像表示装置。
13. 請求項１２に記載の映像表示装置において、前記分離要素の上辺部中心と下辺部中心との水平方向距離が水平画素ピッチに等しいことを特徴とする映像表示装置。
14. 請求項１２又は請求項１３に記載の映像表示装置において、前記分離要素の右辺部中心と左辺部中心との垂直方向距離が垂直画素ピッチに等しいことを特徴とする映像表示装置。
15. 請求項１乃至請求項１４のいずれかに記載の映像表示装置において、分離要素は開口から成ることを特徴とする映像表示装置。
16. 請求項１乃至請求項１４のいずれかに記載の映像表示装置において、分離要素はレンズ素子から成ることを特徴とする映像表示装置。
17. 請求項２に記載の映像表示装置において、視点数が２に設定されていると共に、前記分離手段は液晶パネルにより構成されて分離／非分離の切り替えが行なえ、前記液晶パネルの透明電極部分に形成される分離要素となる開口部の角が落とされることによって斜め線部が存在していることを特徴とする映像表示装置。

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