JP2006235116A - 立体表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 水平方向の画素間にブラック部が無い場合であっても立体視可能領域を広げ、良好な立体視を実現できるようにした立体表示装置を提供する。
【解決手段】 表示部１からの右目用画像および左目用画像の各光束が、パララックスバリア２の開口部２２により左右方向に分離される。左右方向に分離された各光束により、左目用画像を表示する画素全体を観察可能な左目画像観察領域３１Ｌと、右目用画像を表示する画素全体を観察可能な右目画像観察領域３１Ｒとが形成される。各観察領域３１Ｌ，３１Ｒを形成する各光束の収束点の位置は、観察面３までの距離と比べると相対的にパララックスバリア２に近い位置に設定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、専用の眼鏡を用いることなく立体視を行うことができる立体表示装置に関する。

専用の眼鏡を用いることなく立体視を実現する方法として、例えばパララックスバリア方式が知られている。図１０に、そのパララックスバリア方式の原理を示す。これは、表示部１１０の前面側（観察側）に、複数の開口部１２２を有するパララックスバリア１２０を配置したものである。表示部１１０には、右目用画像を表示する画素１０Ｒと左目用画像を表示する画素１０Ｌとが縦縞状（列状に）に所定の画素ピッチで交互に形成されている。パララックスバリア１２０における開口部１２２以外の部分は、遮光部１２１となっている。開口部１２２は、表示部１１０の画素列に対応して列状に形成され、表示部１１０の画素ピッチに応じた開口幅Ｐ２を有している。表示部１１０からの右目用画像および左目用画像の各光束は、パララックスバリア１２０により左右に分離され、所定の観察位置ＥＲ，ＥＬに収束する。観察位置ＥＲでは右目用画像の光束のみが到達し、観察位置ＥＬでは左目用画像の光束のみが到達する。所定の観察位置ＥＲ，ＥＬに両目を持ってくることで、立体感が得られる。

なお、具体的な設計例としては図示したように、例えば各画素１０Ｒ，１０Ｌの大きさＰ１を０．２ｍｍ、表示部１１０とパララックスバリア１２０との間の間隔Ｃを１ｍｍとし、パララックスバリア１２０から６００ｍｍの距離（表示面からの距離Ｄ＝６０１ｍｍ）で立体視を行うものとすると、開口部１２２の幅Ｐ２は、各画素１０Ｒ，１０Ｌの大きさＰ１の９９．８％程度（６００／６０１＝０．９９８３）となり、Ｐ１とほぼ同じ大きさとなる。

しかしながら、この方式では、所定の観察位置ＥＲ，ＥＬから少しでも観察位置がずれると、正常な立体視が行えなくなるという問題がある。例えば図１１に示したように、観察位置ＥＲ，ＥＬの間の領域Ｅ１では右目用画像と左目用画像とが混在した状態となる。また、例えば観察位置ＥＲから外側に大きくはずれた位置Ｅ２では右目用画像と左目用画像とが逆転して観察される逆転視と呼ばれる現象が発生する。従って視線位置を少しでも動かすと正常な立体視が行えなくなる。

特許文献１には、パララックスバリア方式による立体表示装置において、正常に立体視が行える観察領域（立体視可能領域）を広げる方法が提案されている。特許文献１では、少なくとも縦縞状のブラック部を有する画像形成装置を用いた立体表示装置において、画素の開口幅とパララックスバリアの開口部の開口比とを適切な値に設定することを特徴としている。
特開平７−２８７１９６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方法では、右目用の画素と左目用の画素との間にブラック部があることが前提となっており、汎用性に欠けている。特許文献１に記載の方法において、ブラック部の幅を小さくしていくと光学系が成り立たなくなる。また、特許文献１に記載の方法では立体視可能領域とされる範囲内であっても、画素の一部しか見えない領域があり、良好な観察を行えなくなるという問題がある。図１３は、特許文献１に記載の方法で設計パラメータを設定した光学系の一例を示している。この光学系において、右目用画像を表示する画素１０Ｒと左目用画像を表示する画素１０Ｌとの間にはブラック部１１が存在する。特許文献１には、図示したＷの範囲内であれば観察対象の画素部分を見ることができると記載されている（特許文献１の図７および段落［００２４］参照）。しかしながら実際には、周辺部、例えば図示したＷ１の位置では観察対象の画素全体を見ることはできず、画素の一部しか見えない。この場合、ほとんどはブラック部１１を見ることになり、良好な観察を行えない。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、水平方向の画素間にブラック部が無い場合であっても立体視可能領域を広げ、良好な立体視を実現できるようにした立体表示装置を提供することにある。

本発明による立体表示装置は、左目用画像を表示する画素と右目用画像を表示する画素とが所定の表示画素単位ごとに水平方向に交互に配列された表示部と、表示部に対し観察側に設けられ、左目用画像の光束と右目用画像の光束とを分離するための複数の開口部を有するパララックスバリアとを備え、開口部により分離された左目用画像の光束により、左目用画像を表示する画素全体を観察可能な左目画像観察領域が形成されると共に、開口部により分離された右目用画像の光束により、右目用画像を表示する画素全体を観察可能な右目画像観察領域が形成されるようになされている。かつ、左目画像観察領域および右目画像観察領域を形成する各光束が、パララックスバリアの開口部を出射した後、観察面までの間で一度収束して発散するようになされ、その収束点の位置に関し、
ｘ＝Ｃ・Ｐ２／（Ｐ１−Ｐ２） ……（Ａ）
の条件を満足するものである。
ただし、ｘはパララックスバリアから各光束の収束点までの距離、Ｐ１は１表示画素単位の水平方向の幅、Ｐ２はパララックスバリアの開口部の水平方向の幅、Ｃは表示部の画像表示面からパララックスバリアまでの距離を示す。

なお、本発明の立体表示装置において、水平方向の画素間にはブラック部が存在していても良いし、水平方向の画素間におけるブラック部の幅が画素の開口部の大きさに比べて無視できるほど小さいか、もしくはブラック部がまったく存在せず、各画素が水平方向に連続的に形成されていても良い。

本発明による立体表示装置では、表示部からの右目用画像および左目用画像の各光束が、パララックスバリアの開口部により左右方向に分離される。左右方向に分離された各光束により、左目用画像を表示する画素全体を観察可能な左目画像観察領域と、右目用画像を表示する画素全体を観察可能な右目画像観察領域とが形成される。左目画像観察領域および右目画像観察領域を形成する各光束は、一旦収束した後発散し、観察面に到達する。各光束が発散した状態で観察面に到達するので、左目画像観察領域および右目画像観察領域の大きさは、その発散幅に応じた大きさとなる。ここで、本発明では、条件式（Ａ）を満足することで、各光束の収束点の位置を、観察面までの距離と比べると相対的にパララックスバリアに近い位置に設定することが可能となり、観察面での光束幅、すなわち左目画像観察領域および右目画像観察領域の大きさを十分に広くし、結果的に十分に広い立体視可能領域の確保が可能となる。

本発明の立体表示装置によれば、左目画像観察領域を形成する光束と右目画像観察領域を形成する光束とのそれぞれが、パララックスバリアの開口部を出射した後、観察位置までの間で一度収束して発散するようになされ、かつ、その収束点の位置に関する所定の条件を満足するように構成したので、水平方向の画素間にブラック部が無い場合であっても立体視可能領域を広げることができ、良好な立体視を実現できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１，図２は、本発明の一実施の形態に係る立体表示装置の一構成例を示している。図２には、光束の通過状態が理解しやすいよう立体視可能な範囲のみを示す。この立体表示装置は、左目用画像を表示する画素１０Ｌと右目用画像を表示する画素１０Ｒとが縦縞状（列状に）に交互に配列された表示部１と、表示部１に対し観察側に設けられ、左目用画像の光束と右目用画像の光束とを分離するための複数の開口部２２を有するパララックスバリア２とを備えている。

この立体表示装置は、カラー表示可能な立体表示装置であって、表示部１において、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）のサブピクセルの組を１表示画素単位とし、左目用画像を表示する画素１０Ｌと右目用画像を表示する画素１０ＲとがＲ，Ｇ，Ｂのサブピクセルの組ごとに水平方向に交互に配列されている。すなわち、１つの左目用画素１０Ｌに左目用画像を表示するＲ，Ｇ，Ｂのサブピクセルの組が含まれ、１つの右目用画素１０Ｒに右目用画像を表示するＲ，Ｇ，Ｂのサブピクセルの組が含まれている。なお、後述する変形例（図９）のように、左右の画素１０Ｌ，１０ＲをＲ，Ｇ，Ｂの各サブピクセルに分割した構成にすることも可能である。

表示部１は、例えば液晶表示パネルで構成されている。ただし、表示部１は、液晶表示パネルに限定されるものではなく、例えばＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイやＦＥＤ（Field Emission Display）などの他のディスプレイパネルであっても良い。一般にこれらのディスプレイパネルでは、画素を駆動するトランジスタ部分などを遮光するために、水平および垂直方向の画素間にブラックマトリクスと呼ばれる遮光部（ブラック部）がある。本実施の形態では、画素１０Ｌ，１０Ｒが水平方向に連続的に形成され、水平方向の画素間にはブラック部がまったく存在せず垂直方向の画素間にのみあるか、もしくは水平方向の画素間にもブラック部があるが、その幅が画素の開口部の大きさに比べて無視できるほど小さいものとして説明する。ただし、水平方向の画素間に、ある程度の大きさのブラック部があったとしても、本発明は適用可能である。

パララックスバリア２における開口部２２以外の部分は、遮光部２１となっている。開口部２２は、表示部１０の画素列に対応して列状（スリット状）に形成され、表示部１０の画素ピッチに応じた開口幅Ｐ２を有している。パララックスバリア２は、例えば図示しないガラス基板を介して表示部１の画像表示面に対して、例えば１ｍｍ程度の間隔Ｃを空けて配置されている。表示部１が例えば１５インチのディスプレイであるとすれば、観察面３までの距離Ｄはパララックスバリア２と表示部１との間隔Ｃに比べて十分大きい値となる。

次に、この立体表示装置が満たす光学設計上の条件を、その作用、および効果と共に説明する。

この立体表示装置では、表示部１からの右目用画像および左目用画像の各光束が、パララックスバリア２の開口部２２により左右方向に分離される。開口部２２により分離された左目用画像の光束により、左目用画像を表示する画素１０Ｌ全体を観察可能な左目画像観察領域３１Ｌが形成される。同様に、開口部２２により分離された右目用画像の光束により、右目用画像を表示する画素１０Ｒ全体を観察可能な右目画像観察領域３１Ｒが形成される。

図３は、この立体表示装置において、観察面３に届く光束の割合を模式的に示している。符号５１を付した線が右目用画像の光束、符号５２を付した線が左目用画像の光束の割合を示す。左目画像観察領域３１Ｌでは、開口部２２を介して左目用画像からの光束がすべて到達し、右目用画像からの光束は遮光部２１によって遮られる。すなわち、左目用の画素１０Ｌのみを全体的に観察可能である。同様に、右目画像観察領域３１Ｒでは、右目用画像からの光束のみがすべて到達し、右目用の画素１０Ｒのみを全体的に観察可能である。

これらの領域３１Ｌ，３１Ｒを外れると、到達する光束の割合が減少する。特に、領域３１Ｌ，３１Ｒに挟まれた中央領域３３では、左目用画像からの光束と右目用画像からの光束との双方が到達するため、左目用画像と右目用画像とが混在して観察される。各領域３１Ｌ，３１Ｒの外側の領域３２Ｌ，３２Ｒでは、一方の画像からの光束しか到達せず、画像の混在は無いが光束の割合が少なくなるので明るさの点で問題となる。領域３２Ｌ，３２Ｒよりもさらに外側の領域３４では、右目用画像と左目用画像とが逆転する逆転視領域となる。従って、観察者の左目が左目画像観察領域３１Ｌ内にあり、かつ右目が右目画像観察領域３１Ｒ内にあれば、良好な立体視を行うことができる。

ここで、この立体表示装置が満たす光学的な条件を説明する。光学的なパラメータを以下のように定義する。
Ｐ１：１表示画素単位の水平方向の幅（画素１０Ｌ，１０Ｒの幅。画素ピッチ。）
Ｐ２：パララックスバリア２の開口部２２の水平方向の幅
Ｐ３：パララックスバリア２の開口ピッチ
Ｃ：表示部１の画像表示面からパララックスバリア２までの距離
Ｄ：表示部１の画像表示面から観察面３までの距離
ｄ：観察面３における中央位置（画像表示面の中心線１０Ｃと観察面３との交点）から左目画像観察領域３１Ｌもしくは右目画像観察領域３１Ｒまでの距離
Ｗ：左目画像観察領域３１Ｌおよび右目画像観察領域３１Ｒのそれぞれの幅
ｅ：各観察領域３１Ｌ，３１Ｒの外側の領域３２Ｌ，３２Ｒの幅
θ：画像表示面の中心線１０Ｃと左目画像観察領域３１Ｌ（もしくは右目画像観察領域３１Ｒ）を形成する内側の光線とが張る角度

この立体表示装置では、図２に示したように左目画像観察領域３１Ｌおよび右目画像観察領域３１Ｒを形成する各光束は、開口部２２を出射した後、観察面３までの間で一度収束（交差）して発散する。図４に、その収束点（交差点）４１近傍の光線を拡大して示す。なお、図４では右目用画像からの光束についてのみ示している。図示したように２つの相似な三角形を考えると、
（Ｐ１−Ｐ２）：Ｃ＝Ｐ２：ｘ
が成り立つ。ｘは、パララックスバリア２から各光束の収束点４１までの距離を示す。従って、その収束点４１に関して、
ｘ＝Ｃ・Ｐ２／（Ｐ１−Ｐ２） ……（Ａ）
を満足する。この立体表示装置では、後述する（Ｂ）式からも分かるように開口部２２の幅Ｐ２が、画素１０Ｌ，１０Ｒの幅Ｐ１よりも小さくなっており、ｘ＞０を満足する。すなわち、パララックスバリア２に対して観察側に収束点４１が存在する。収束点４１はパララックスバリア２の近傍、すなわち観察面３までの距離に比べて相対的にパララックスバリア２に近い位置にあることが好ましい。また、表示部１の水平方向の画面サイズをＨとすると、ｘはこの画面サイズＨよりも十分小さいことが好ましい。

また、その他のパラメータに付き、以下のような関係が成り立つ。
図５に示した光束部分から、
ｔａｎθ＝ｄ／Ｄ ……（１）
Ｐ２＝２Ｃ・ｔａｎθ ……（２−１）
（１），（２）式から、
Ｐ２＝２Ｃ・ｄ／Ｄ ……（２−２）
ｄ＝Ｄ・Ｐ２／２Ｃ ……（３）
図６に示した光束部分から、
Ｐ１／（Ｗ＋２ｄ）＝Ｃ／（Ｄ−Ｃ） ……（４）
∴Ｐ１＝Ｃ（Ｗ＋２ｄ）／（Ｄ−Ｃ） ……（５−１）
∴Ｗ＝Ｐ１（Ｄ−Ｃ）／Ｃ−２ｄ ……（６）

図７において実線で示した光束部分から、
Ｐ３＝２Ｐ１（Ｄ−Ｃ）／Ｄ ……（７）
また、図１において領域３３を形成する光束部分と領域３２Ｌ，３２Ｒを形成する光束部分とから
ｅ＝Ｄ・Ｐ２／Ｃ ……（９）
（２−２），（９）式から、
ｅ＝２ｄ

パララックスバリア２は表示部１の画像表示面の近傍に配置され、その間隔Ｃは観察面３までの距離Ｄに比べて十分小さい（Ｄ＞＞Ｃ）ので、（５−１）式は、
Ｐ１≒Ｃ（Ｗ＋２ｄ）／Ｄ ……（５−２）
（５−２）式と（２−２）式とから、
Ｐ１／Ｐ２＝１＋Ｗ／２ｄ ……（Ｂ）
を満足する。Ｗ／２ｄ＞０なので、（Ｂ）式から、Ｐ１／Ｐ２＞１であり、
Ｐ１＞Ｐ２
となる。すなわち、開口部２２の幅Ｐ２が、画素１０Ｌ，１０Ｒの幅Ｐ１よりも小さくなっている。この立体表示装置では、開口部２２の幅Ｐ２を画素幅Ｐ１に対し小さくすることで、画角を大きくし観察領域３１Ｌ，３１Ｒを広げることができるが、あまり小さくしすぎると、明るさが低下するので、開口部２２の幅Ｐ２を画素幅Ｐ１の半分程度にすることが好ましい。
また、（７）式から、
Ｐ３／２Ｐ１＝（Ｄ−Ｃ）／Ｄ ……（Ｃ）
を満足する。

また、この立体表示装置では、観察者の左目が左目画像観察領域３１Ｌ内にあり、かつ右目が右目画像観察領域３１Ｒ内にあれば、良好な立体視を行うことができるので、右目画像観察領域３１Ｒと左目画像観察領域３１Ｌとの間の間隔２ｄは、人間の眼幅よりも小さいことが条件となる。人間の眼幅は、平均的に６５ｍｍ程度とされているので、
０＜２ｄ＜６５ｍｍ ……（Ｄ）
であれば良く、より好ましくは、
０＜２ｄ＜３５ｍｍ
であれば、観察者が頭がある程度左右方向に移動したとしても良好に立体視を行うことができる。
また、表示部１として例えば１５インチ程度のディスプレイを想定すると、通常、観察者が頭を移動させたとしても、その移動幅は右方向については右目が画面の右端、左方向については左目が画面の左端となる程度の移動と考えられる。従って、移動幅として最低限その程度の移動をカバーすれば良い。これを考慮すると、右目画像観察領域３１Ｒの端から左目画像観察領域３１Ｌの端までの大きさが、表示部１の水平方向の画面サイズＨと同じかそれ以上であることが好ましい。すなわち、
２Ｗ＋２ｄ≧Ｈ
であることが好ましい。

ところで、観察者が頭を左右方向に移動させて立体視可能領域を外れたときに、逆転視や両目用の画像が混在した状態となるよりは、両目で左目画像もしくは右目画像の一方のみが見える状態（両目で２Ｄ画像として見える状態）の方が、立体視はできないが不快感を軽減する意味で好ましい。例えば右目画像観察領域３１Ｒ内に両目があれば、両目で右目画像のみを見ている状態になる。このような状態にするために、左目画像観察領域３１Ｌおよび右目画像観察領域３１Ｒのそれぞれの幅Ｗは、眼幅（６５ｍｍ）よりも大きい、すなわち
Ｗ＞６５
であることが好ましい。

なお、以上の条件式は画面中央部からの光束に基づいて算出したが、画面周辺部の光束からも同様の条件式を導き出せる。参考として、図８に画面周辺部分の画素からの光束の通過状態を示す。周辺部の光束についても幾何光学的に画面中央部からの光束と同様の関係が成り立つことが分かる。

＜具体例＞
以上で説明した条件式を用いた具体的な設計例を以下に示す。
第１の具体例として、１５インチのＸＧＡディスプレイで、画素ピッチが０．２ｍｍ、表示面に対して１ｍｍの間隔を空けてパララックスバリア２が配置され、その開口幅を０．１ｍｍとする。それを６０ｃｍの距離から観察する場合には、
Ｐ１＝０．２ｍｍ
Ｐ２＝０．１ｍｍ
Ｄ＝６００ｍｍ
Ｃ＝１ｍｍ
であるから、（３），（６）式から
ｄ＝６００・０．１／２＝３０ｍｍ
Ｗ＝０．２（６００−１）／１−２・３０＝５９．８ｍｍ
すなわち、画面を正面から見ると２ｄ＝６０ｍｍの中央領域３３を挟んで左右それぞれに５９．８ｍｍの観察領域が広がる。

第２の具体例として、第１の具体例よりもパララックスバリア２の開口幅を小さく０．０１ｍｍとし、それを６０ｃｍの距離から観察する場合には、
Ｐ１＝０．２ｍｍ
Ｐ２＝０．０１ｍｍ
Ｄ＝６００ｍｍ
Ｃ＝１ｍｍ
であるから、（３），（６）式から
ｄ＝６００・０．０１／２＝３ｍｍ
Ｗ＝０．２（６００−１）／１−２・３＝１１３．８ｍｍ
すなわち、画面を正面から見ると２ｄ＝６ｍｍの中央領域３３を挟んで左右それぞれに１１３．８ｍｍの観察領域が広がる。このように、パララックスバリア２の開口幅を小さくすることで、観察領域を広げることができる。

＜従来の立体表示装置との比較＞
次に、従来の立体表示装置との違いを説明する。
まず、図１０に示した従来の単純なパララックスバリア方式の立体表示装置では、各画素１０Ｒ，１０Ｌからの光束の交差点を観察位置ＥＲ，ＥＬとし、その交差点でしか正常な立体視を行うことができない。一方、本実施の形態に係る立体表示装置では、各画素１０Ｒ，１０Ｌからの光束の交差点（収束点）４１が図２，図４に示したように観察面３までの距離と比べると相対的にパララックスバリア２に近い位置に設定され、観察面３での光束幅、すなわち左目画像観察領域３１Ｌおよび右目画像観察領域３１Ｒの大きさが十分に広くなっている。これにより、十分に広い立体視可能領域が確保されている。

また特許文献１（特開平７−２８７１９６号公報）に記載の立体表示装置では、既に図１２を用いて説明したように、立体視可能領域とされる範囲内であっても画素の一部しか見えない領域があり、良好な観察を行えなくという問題がある。これに対し、本実施の形態に係る立体表示装置では、図３を用いて説明したように左目画像観察領域３１Ｌおよび右目画像観察領域３１Ｒの範囲内であれば、観察対象の画素全体を見ることができる。

図１３に特許文献１に記載の立体表示装置の構成をより具体的に示す。この立体表示装置では、右目用の画素１０Ｒと左目用の画素１０Ｌとの間にはブラック部１１が存在することが前提となっている。観察領域１３１Ｌ，１３１Ｒの間の中央領域１３３および外側の領域１３２Ｌ，１３２Ｒはブラック部１１の大きさに応じた幅Ｋを有し、これら中央領域１３３および外側の領域１３２Ｌ，１３２Ｒでは、画素１０Ｌ，１０Ｒをまったく見ることはできずブラック部１１のみを見ることになる。この立体表示装置では、観察領域１３１Ｌ，１３１Ｒを規定する光束の交差点４１が、パララックスバリア１２０に対し観察面３側ではなく表示面側に位置している。一方、本実施の形態に係る立体表示装置では、各観察領域３１Ｌ，３１Ｒを規定する光束の交差点４１が、図２，図４に示したようにパララックスバリア２に対し観察面３側にある。このように、特許文献１に記載の立体表示装置と本実施の形態に係る立体表示装置とでは、光学系の構成が基本的に異なっている。

以上説明したように、本実施の形態によれば、各観察領域３１Ｌ，３１Ｒを形成する光束が、パララックスバリア２の開口部２２を出射した後、観察位置までの間で一度収束して発散するようになされ、かつ、その収束点４１の位置に関して所定の条件を満足するように構成したので、水平方向の画素間にブラック部が無い場合であっても立体視可能領域を広げることができ、良好な立体視を実現できる。

＜変形例＞
なお、本発明は、以上で説明した実施の形態および実施例に限定されず、さらに種々の変形実施が可能である。図９は、その一変形例を示している。上記実施の形態では、表示部１において、Ｒ，Ｇ，Ｂのサブピクセルの組を１表示画素単位とし、１つの左目用画素１０Ｌに左目用画像を表示するＲ，Ｇ，Ｂのサブピクセルの組が含まれ、１つの右目用画素１０Ｒに右目用画像を表示するＲ，Ｇ，Ｂのサブピクセルの組が含まれていた。図９の変形例では、Ｒ，Ｇ，Ｂの各サブピクセルを１表示画素単位とし、左目用画像を表示する画素１０Ｌと右目用画像を表示する画素１０ＲとがＲ，Ｇ，Ｂの各サブピクセルごとに交互に配列されている。
すなわち図示したように例えば、右目用のＲ画像、左目用のＧ画像、右目用のＢ画像、左目用のＲ画像…、のような順番で画素が配列されている。このようにＲ，Ｇ，Ｂの１サブピクセルを１表示画素単位としていること以外の構成は、上記実施の形態と同様であり、光学系の条件も同様である。

本発明の一実施の形態に係る立体表示装置の全体構成を示す断面図である。 本発明の一実施の形態に係る立体表示装置の構成を立体視可能な範囲に限定して示した断面図である。 本発明の一実施の形態に係る立体表示装置において、観察面に届く光束の割合を模式的に示した説明図である。 本発明の一実施の形態に係る立体表示装置が満たす光学条件を説明するための図である。 本発明の一実施の形態に係る立体表示装置が満たす光学条件を説明するための図である。 本発明の一実施の形態に係る立体表示装置が満たす光学条件を説明するための図である。 本発明の一実施の形態に係る立体表示装置が満たす光学条件を説明するための図である。 本発明の一実施の形態に係る立体表示装置における画面周辺の画素からの光束の通過状態を説明するための図である。 本発明の一実施の形態に係る立体表示装置の一変形例を示す図である。 パララックスバリア方式による立体表示装置の基本原理を示す説明図である。 パララックスバリア方式の問題点を示す説明図である。 従来の立体表示装置の問題点を示す説明図である。 従来の立体表示装置の基本構成およびその問題点を示す説明図である。

符号の説明

１…表示部、２…パララックスバリア、３…観察面、１０Ｌ，１０Ｒ…画素、２１…遮光部、２２…開口部、３１Ｌ…左目画像観察領域、３１Ｒ…右目画像観察領域。

Claims (6)

1. 左目用画像を表示する画素と右目用画像を表示する画素とが所定の表示画素単位ごとに水平方向に交互に配列された表示部と、
   前記表示部に対し観察側に設けられ、前記左目用画像の光束と前記右目用画像の光束とを分離するための複数の開口部を有するパララックスバリアと
   を備え、
   前記開口部により分離された前記左目用画像の光束により、前記左目用画像を表示する画素全体を観察可能な左目画像観察領域が形成されると共に、前記開口部により分離された前記右目用画像の光束により、前記右目用画像を表示する画素全体を観察可能な右目画像観察領域が形成されるようになされ、
   かつ、前記左目画像観察領域および前記右目画像観察領域を形成する各光束が、前記パララックスバリアの開口部を出射した後、観察面までの間で一度収束して発散するようになされ、その収束点の位置に関し、
   ｘ＝Ｃ・Ｐ２／（Ｐ１−Ｐ２） ……（Ａ）
   を満足する
   ことを特徴とする立体表示装置。
   ただし、
   ｘ：前記パララックスバリアから前記各光束の収束点までの距離
   Ｐ１：１表示画素単位の水平方向の幅
   Ｐ２：前記パララックスバリアの開口部の水平方向の幅
   Ｃ：前記表示部の画像表示面から前記パララックスバリアまでの距離
2. さらに、
   Ｐ１／Ｐ２＝１＋Ｗ／２ｄ ……（Ｂ）
   Ｐ３／２Ｐ１＝（Ｄ−Ｃ）／Ｄ ……（Ｃ）
   の条件を満足する
   ことを特徴とする請求項１に記載の立体表示装置。
   ただし、
   Ｐ３：前記パララックスバリアの開口ピッチ
   Ｄ：前記表示部の画像表示面から観察面までの距離
   ｄ：観察面における中央位置から左目画像観察領域もしくは右目画像観察領域までの距離
   Ｗ：左目画像観察領域および右目画像観察領域のそれぞれの幅
3. さらに、
   ０＜２ｄ＜６５ｍｍ ……（Ｄ）
   の条件を満足する
   ことを特徴とする請求項２に記載の立体表示装置。
4. 前記表示部において、前記左目用画像を表示する画素と前記右目用画像を表示する画素とが水平方向に連続的に形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の立体表示装置。
5. カラー表示可能な立体表示装置であって、
   前記表示部において、
   Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）のサブピクセルの組を１表示画素単位とし、
   前記左目用画像を表示する画素と前記右目用画像を表示する画素とが前記Ｒ，Ｇ，Ｂのサブピクセルの組ごとに交互に配列されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の立体表示装置。
6. カラー表示可能な立体表示装置であって、
   前記表示部において、
   Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各サブピクセルを１表示画素単位とし、
   前記左目用画像を表示する画素と前記右目用画像を表示する画素とが前記Ｒ，Ｇ，Ｂの各サブピクセルごとに交互に配列されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の立体表示装置。
   
   

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