JP2006235332A - 立体視用画像表示パネル及び立体画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【目的】 特殊な眼鏡を必要としない立体画像表示装置における逆視という状態を回避できる立体視用画像表示パネルを提供する。
【構成】 モニタ20Aは液晶表示パネル21とバリア板(分離手段)22とから成る。液晶表示パネル21には、RRGGBBRRGGBB・・・のごとく二つずつ同一色の画素が順繰りに水平方向に並んでおり、12121212・・・のごとく、視点1画像と視点2画像が順繰りに表示される。バリア板22は分離用開口部22aを有する。前記分離用開口部22aには赤色フィルタRと緑色フィルタGと青色フィルタBが順繰りに形成されている。液晶表示パネル21上の各色画素からの光線は、同一色の色フィルタを通ることで中央の観察領域へ導かれる。一方、前記中央の観察領域に隣接する領域では、液晶表示パネル21上の各色画素からの光線は、異なる色の色フィルタを通ることで色吸収される。
【選択図】 図1
【構成】 モニタ20Aは液晶表示パネル21とバリア板(分離手段)22とから成る。液晶表示パネル21には、RRGGBBRRGGBB・・・のごとく二つずつ同一色の画素が順繰りに水平方向に並んでおり、12121212・・・のごとく、視点1画像と視点2画像が順繰りに表示される。バリア板22は分離用開口部22aを有する。前記分離用開口部22aには赤色フィルタRと緑色フィルタGと青色フィルタBが順繰りに形成されている。液晶表示パネル21上の各色画素からの光線は、同一色の色フィルタを通ることで中央の観察領域へ導かれる。一方、前記中央の観察領域に隣接する領域では、液晶表示パネル21上の各色画素からの光線は、異なる色の色フィルタを通ることで色吸収される。
【選択図】 図1
Description
この発明は、特殊な眼鏡を必要としないで立体視が行える立体視用画像表示パネル及び立体画像表示装置に関する。
従来より、特殊な眼鏡を必要としないで立体視が行える立体画像表示装置が提案されている(特許文献1、特許文献2参照)。図13に2眼式(2視点式)の立体画像表示装置を示す。この立体画像表示装置において、画像表示パネル51には、両眼視差を有する視点1画像(右眼画像)と視点2画像(左眼画像)とが短冊状に交互に表示される。なお、図13中の「R」は赤色画素であり、「G」は緑色画素であり、「B」は青色画素であることを示している。また、図13中の数字は視点番号を表している。画像表示パネル51の後方にはバックライト50が配置されており、前方にはパララックスバリア52が配置されている。このパララックスバリア52により、画像表示パネル51から所定距離をおいた位置にて視点1画像と視点2画像とが眼間距離に対応した間隔で交互に導かれることになる。図示しない観察者は、その右眼に視点1画像を受け左眼に視点2画像を受ける領域(正視位置)に位置するとき、立体画像を認識することになる。
特許第3388150号公報
特開2002−318369号公報
しかしながら、観察者が前記正視位置から左または右に眼間距離程度移動すると、左眼用画像と右眼用画像が入れ替わって見える逆視という状態が生じる。例えば、図13中の視点1の箇所に観察者の左眼が位置し、前記視点1の右隣の視点2の箇所に観察者の右眼が位置すると逆視が生じる。このような逆視状態が生じると、観察者は頭がくらくらする等の不快感を覚える。
この発明は、上記の事情に鑑み、特殊な眼鏡を必要としない立体画像表示装置における逆視という状態を回避できる立体視用画像表示パネル及び立体画像表示装置を提供することを目的とする。
この発明の立体視用画像表示パネルは、上記の課題を解決するために、フルカラー画像を表示するために3色の画素が配列された画像表示パネルと、前記画像表示パネル上に表示された複数視点画像の光線方向を規定する分離手段と、を備えた立体視用画像表示パネルにおいて、前記分離手段は互いに異なる色光を透過又は出射する色領域を有し、前記画像表示パネル上の各色画素により形成される画像は、所定観察領域に隣接する領域では前記色領域と前記色画素とにより生じる色吸収によって遮られる一方、前記所定観察領域では色吸収されることなく視認されるように構成されたことを特徴とする(以下、この項において第1構成という)。
上記の構成であれば、前記所定観察領域では各視点画像を視認して立体視を実現することができ、前記隣接領域へは視点画像が遮断されることになり、観察者の頭部が前記隣接領域に移動しても逆視は防止されることになる。
前記第1構成の立体視用画像表示パネルにおいて、同一色画素が視点数の数だけ隣り合うように前記画像表示パネルの画素配列が決定されており、前記同一色画素群の各画素に各視点の画像が表示されるように構成されていてもよい(以下、この項において第2構成という)。
前記第2構成の立体視用画像表示パネルにおいて、前記画像表示パネルの前方に前記分離手段が配置されており、前記分離手段は複数の分離機能部を有しており、前記分離機能部には赤色フィルタと緑色フィルタと青色フィルタが所定間隔で順繰りに設けられており、前記画像表示パネル上の各色画素からの光線は、同一色の色フィルタを通ることで前記所定位置の観察領域へ導かれる一方、前記隣接領域では、異なる色の色フィルタを通ることで色吸収されるように構成されていてもよい。
また、第2構成の立体視用画像表示パネルにおいて、前記画像表示パネルは透過型のパネルであり、前記画像表示パネルの後方に前記分離手段が配置されており、前記分離手段は赤色光出射部と緑色光出射部と青色光出射部を所定間隔で順繰りに有しており、前記色光出射部からの光線は、同一色の色画素を通ることで前記所定観察領域へ導かれる一方、前記隣接領域では、異なる色の色画素を通ることで色吸収されように構成されていてもよい。
第1構成の立体視用画像表示パネルにおいて、3色の色画素が順繰りに並ぶように前記画像表示パネルの画素配列が決定されており、前記画素に二つの視点画像が順繰りに表示されるように構成されていてもよい(以下、この項において第3構成という)。
第3構成の立体視用画像表示パネルにおいて、前記画像表示パネルの前方に前記分離手段が配置されており、前記分離手段は複数の分離機能部を有しており、前記分離機能部にはイエロー色フィルタとマゼンダ色フィルタとシアン色フィルタが所定間隔で順繰りに設けられており、前記画像表示パネル上の各色画素からの光線は、同一色を含む色フィルタを通ることで前記所定観察領域へ導かれる一方、前記隣接領域では、同一色を含まない色フィルタを通ることで色吸収されるように構成されていてもよい。
また、第3構成の立体視用画像表示パネルにおいて、前記画像表示パネルは透過型のパネルであり、前記画像表示パネルの後方に前記分離手段が配置されており、前記分離手段はイエロー色光出射部とマゼンダ色光出射部とシアン色光出射部を所定間隔で順繰りに有しており、前記色光出射部からの光線は、同一色を含む色画素を通ることで前記所定観察領域へ導かれる一方、前記隣接領域では、同一色を含まない色画素を通ることで色吸収されるように構成されていてもよい。
これら構成の立体視用画像表示パネルにおいて、前記所定観察領域を画像表示パネルからみて正面位置としてもよい。
また、この発明の立体画像表示装置は、上述したいずれかの立体視用画像表示パネルと、通信手段又は放送受信手段又は画像再生手段によって得られた画像を前記立体視用画像表示パネルに表示させる手段と、を備えたことを特徴とする。
この発明によれば、特殊な眼鏡を必要としない立体画像表示装置における逆視という状態を回避できるという効果を奏する。
以下、この発明の実施形態を図1乃至図10に基づいて説明していく。なお、以下には通信環境を備えたパーソナルコンピュータを例示するが、携帯電話などの携帯機器についても同様に本願の立体画像表示装置として構成できる。
図9にパーソナルコンピュータのアーキテクチャの一例を示す。CPU1は、システムコントロール機能を持つノースブリッジ2とPCIバスやISAバスなどのインタフェース機能を持つサウスブリッジ3に接続される。ノースブリッジ2には、メモリ4や、AGP(Accelerated Graphics Port)を介してビデオカード5が接続される。そして、サウスブリッジ3には、USB(Universal Serial Bus)インタフェース6、ハードディスクドライブ(HDD)7、及びDVD装置8等が接続される。
図10に一般的なビデオカード5を示す。VRAM(ビデオメモリ)コントローラ5bはAGPを介してCPU1からの命令で描画データのVRAM5aへの書き込み・読み込みの制御を行う。DAC(D/A変換器)5cはVRAMコントローラ5bからのディジタル画像データをアナログ画像信号に変換し、この画像信号をビデオバッファ5dを介してパソコン用のモニタ20(20A,20B,20C,20D,20E,20F)に供給する。パソコン用のモニタ20が本願の立体視用画像表示パネルに相当する。パーソナルコンピュータは、ネット接続環境を備え、インターネット上のサーバなどとして構成される送信側装置からファイル(例えば、文書ファイル、メール、HTMLファイル、XMLファイル、MPEGファイルなど)を受信することができる。
図1はモニタ20Aと視点位置(観察位置)との関係を表している。モニタ20Aは、白色バックライト30と液晶表示パネル21とバリア板(分離手段)22とから成る。図2は液晶表示パネル21の色画素配列(パネル用カラーフィルタの色配列)を表した説明図である。この液晶表示パネル21は2視点用として構成されており、視点数(この場合は2)の数だけ同一色画素が隣り合うように色画素配列されており、前記同一画素群の各画素に各視点の画像が表示される。具体的には、RRGGBBRRGGBB・・・のごとく二つずつ同一色の画素が順繰りに水平方向に並んでおり、12121212・・・のごとく、視点1画像と視点2画像が順繰りに表示される。なお、この例において、視点1画像は右眼画像であり、視点2画像は左眼画像である。
バリア板(分離手段)22は分離用開口部(分離機能部)22aを有する。前記分離用開口部22aには赤色フィルタRと緑色フィルタGと青色フィルタBが所定間隔で順繰りに設けられている。液晶表示パネル21上の各色画素からの色光線は、同一色の色フィルタを通ることで中央の観察領域(図1の視点1領域と視点2領域)へ導かれる。一方、前記中央の観察領域に隣接する領域(図1では、視点1領域の右隣に位置する視点2領域を例示している)では、液晶表示パネル21上の各色画素からの色光線は、異なる色の色フィルタを通ることで色吸収される。
すなわち、画素2Rから出射された赤色光線のうち前記隣接の視点2領域に進む赤色光線は、緑色フィルタGを通るために、この緑色フィルタGにて吸収される。同様に、画素2Gから出射された緑色光線のうち前記隣接の視点2領域に進む緑色光線は、青色フィルタBを通るために、この青色フィルタBにて吸収される。同様に、画素2Bから出射された青色光線のうち前記隣接の視点2領域に進む青色光線は、赤色フィルタRを通るために、この赤色フィルタRにて吸収される。よって、観察者の左眼が視点1領域に位置し、右眼が前記隣接の視点2領域に位置したとしても、観察者の右眼には左眼画像は到達しないので、逆視が防止されることになる。
図3にパソコン用のモニタ20Bを示す。モニタ20Bは液晶表示パネル21とバックライト(分離手段)23とから成る。液晶表示パネル21の色画素配列は図2に示したとおりである。バックライト23には、赤色光を出射する縦長のスリット状色光源23Rと、緑色光を出射する縦長のスリット状色光源23Gと青色光を出射する縦長のスリット状色光源23Bとが所定間隔で水平方向に順繰りに形成されている。前記スリット状色光源は、自発光素子(エレクトロルミネッセンス(EL)素子や発光ダイオード(LED)など)をスリット状に配置・形成することで得ることができる。また、スリット状色光源は、白色バックライトと、スリット開口に各色の色フィルタを備えた板部材とによって構成することもできる。
前記バックライト23のスリット状色光源からの色光線は、同一色の色画素を通ることで中央の観察領域(図3の視点1領域と視点2領域)へ導かれる。一方、前記中央の観察領域に隣接する領域(図3では、視点1領域の右隣に位置する視点2領域を例示している)では、スリット状色光源からの色光線は、異なる色の色画素を通ることで色吸収される。すなわち、スリット状色光源23Rから出射された赤色光線のうち前記隣接の視点2領域に進む赤色光線は、緑色画素(2G)を通るために、この緑色画素(2G)にて吸収される。同様に、スリット状色光源23Gから出射された緑色光線のうち前記隣接の視点2領域に進む緑色光線は、青色画素(2B)を通るために、この青色画素(2B)にて吸収される。同様に、スリット状色光源23Bから出射された青色光線のうち前記隣接の視点2領域に進む青色光線は、赤色画素(2R)を通るために、この赤色画素(2R)にて吸収される。よって、観察者の左眼が視点1領域に位置し、右眼が前記隣接の視点2領域に位置したとしても、観察者の右眼には左眼画像は到達しないので、逆視が防止されることになる。
図4にパソコン用のモニタ20Cを示す。このモニタ20Cは、白色バックライト30と液晶表示パネル24とバリア板(分離手段)22とから成り、図1に示した2眼式構成を4眼式の構成にしたものに相当する。すなわち、液晶表示パネル24は4視点用として構成されており、視点数(この場合は4)の数だけ同一色画素が隣り合うように色画素配列されており、前記同一画素群の各画素に各視点の画像が表示される。具体的には、RRRRGGGGBBBBRRRRGGGGBBBB・・・のごとく四つずつ同一色の画素が順繰りに所定間隔で水平方向に並んでおり、1234123412341234・・・のごとく、視点1画像と視点2画像と視点3画像と視点4画像が順繰りに表示される。
バリア板(分離手段)22は図2に示したバリア板と同様の構成を有する(ただし、開口ピッチは異なる場合がある)。液晶表示パネル24上の各色画素からの光線は、同一色の色フィルタを通ることで中央の観察領域(図4の視点1領域と視点2領域と視点3領域と視点4領域)へ導かれる。一方、前記中央の観察領域に隣接する領域では、液晶表示パネル24上の各色画素からの光線は、異なる色の色フィルタを通ることで色吸収される。
図5にパソコン用のモニタ20Dを示す。このモニタ20Dは液晶表示パネル24とバックライト(分離手段)23とから成り、図3に示した2眼式構成を4眼式の構成にしたものに相当する。前記バックライト23は図3に示したバックライト23と同様の構成を有する(ただし、スリット状色光源のピッチは異なる場合がある)。前記バックライト23のスリット状色光源からの色光線は、同一色の色画素を通ることで中央の観察領域(図5の視点1領域と視点2領域と視点3領域と視点4領域)へ導かれる。一方、前記中央の観察領域に隣接する領域では、スリット状色光源からの色光線は、異なる色の色画素を通ることで色吸収される。
図6はモニタ20Eと視点位置(観察位置)との関係を表している。モニタ20Eは、白色バックライト30と液晶表示パネル25とバリア板(分離手段)26とから成る。図7は液晶表示パネル25の色画素配列(パネル用カラーフィルタの色配列)を表した説明図である。この液晶表示パネル25は2視点用として構成されており、RGBRGB・・・のごとく3つの色画素が順繰りに水平方向に並んでおり、12121212・・・のごとく、視点1画像と視点2画像が順繰りに表示される。なお、この例において、視点1画像は右眼画像であり、視点2画像は左眼画像である。
バリア板(分離手段)26は分離用開口部26aを有する。前記分離用開口部26aにはイエロー色フィルタYとマゼンダ色フィルタMとシアン色フィルタCが順繰りに形成されている。液晶表示パネル25の各色画素からの色光線は、同一色を含む色フィルタを通ることで中央の観察領域(図6の視点1領域と視点2領域)へ導かれる。一方、前記中央の観察領域に隣接する領域(図6では、視点1領域の右隣に位置する視点2領域を例示している)では、液晶表示パネル25の各色画素からの色光線は、同一色を含まない色フィルタを通ることで色吸収される。
すなわち、画素2Rから出射された赤色光線のうち前記隣接の視点2領域に進む赤色光線は、シアン色フィルタCを通るために、このシアン色フィルタCにて吸収される。同様に、画素2Gから出射された緑色光線のうち前記隣接の視点2領域に進む緑色光線は、マゼンダ色フィルタMを通るために、このマゼンダ色フィルタMにて吸収される。同様に、画素2Bから出射された青色光線のうち前記隣接の視点2領域に進む青色光線は、イエロー色フィルタYを通るために、このイエロー色フィルタYにて吸収される。よって、観察者の左眼が視点1領域に位置し、右眼が前記隣接の視点2領域に位置したとしても、観察者の右眼には左眼画像は到達しないので、逆視が防止されることになる。
図8にパソコン用のモニタ20Fを示す。モニタ20Fは液晶表示パネル25とバックライト(分離手段)27とから成る。液晶表示パネル25は図6に示した液晶表示パネル25と同様の構成を有する(ただし、画素のピッチは異なる場合がある)。バックライト27には、イエロー色光を出射するスリット状色光源23Yと、マゼンダ色光を出射するスリット状色光源23Mと、シアン色光を出射するスリット状色光源23Cとが水平方向に順繰りに形成されている。前記スリット状色光源は、自発光素子(エレクトロルミネッセンス(EL)素子や発光ダイオード(LED)など)をスリット状に配置・形成することで得ることができる。また、スリット状色光源は、白色バックライトと、スリット開口に各色の色フィルタを備えた板部材とによって構成することもできる。
前記バックライト27のスリット状色光源からの色光線は、同一色を含む色画素を通ることで中央の観察領域(図7の視点1領域と視点2領域)へ導かれる。一方、前記中央の観察領域に隣接する領域(図7では、視点1領域の右隣に位置する視点2領域を例示している)では、スリット状色光源からの色光線は、同一色を含まない色画素を通ることで色吸収される。すなわち、スリット状色光源27Mから出射されたマゼンダ色光線のうち前記隣接の視点2領域に進むマゼンダ色光線は、緑色画素(2G)を通るために、この緑色画素(2G)にて吸収される。同様に、スリット状色光源23Gから出射されたイエロー色光線のうち前記隣接の視点2領域に進むイエロー色光線は、青色画素(2B)を通るために、この青色画素(2B)にて吸収される。同様に、スリット状色光源23Cから出射されたシアン色光線のうち前記隣接の視点2領域に進むシアン色光線は、赤色画素(2R)を通るために、この赤色画素(2R)にて吸収される。よって、観察者の左眼が視点1領域に位置し、右眼が前記隣接の視点2領域に位置したとしても、観察者の右眼には左眼画像は到達しないので、逆視が防止されることになる。
以上述べた実施例において、視差画像を縦ストライプ状に表示することに限定するものでない。例えば、図11に(a)(b)に示すように、行によって画素の並びを変化させてもよい(格子状、斜め配置等)。また、図12に示すように、分離手段としてレンチキュラレンズ220を備え、このレンチキュラレンズ220の分離機能部(各レンズ部)に色フィルム(RGBフィルム又はYMCフィルム)を貼付してもよい。レンチキュラレンズ220を用いる場合でも、視差画像の配置は、図2、図7、図11に示す配置等を採用できる。
また、上記の例では、透過型の液晶表示パネルを備えたモニタ20を示したが、画像表示パネルが透過型である必要がない場合には、液晶表示パネルに替えて有機EL表示パネルやプラズマディスプレイなどを用いてもよい。また、立体視用画像表示パネルとしてパソコン用のモニタ20を示したが、これに限るものではなく、携帯電話の表示パネル、カーナビゲーションシステムの表示パネル、テレビジョンセットの表示パネル、ディジタルカメラの表示パネルなどしても用いることができる。
1 CPU
4 メモリ
5 ビデオカード
5a VRAM
5b VRAMコントローラ
20(20A,20B,20C,20D,20E,20F)パソコンモニタ
21 液晶表示パネル
22 バリア板
4 メモリ
5 ビデオカード
5a VRAM
5b VRAMコントローラ
20(20A,20B,20C,20D,20E,20F)パソコンモニタ
21 液晶表示パネル
22 バリア板
Claims (9)
- フルカラー画像を表示するために3色の画素が配列された画像表示パネルと、前記画像表示パネル上に表示された複数視点画像の光線方向を規定する分離手段と、を備えた立体視用画像表示パネルにおいて、前記分離手段は互いに異なる色光を透過又は出射する色領域を有し、前記画像表示パネル上の各色画素により形成される画像は、所定観察領域に隣接する領域では前記色領域と前記色画素とにより生じる色吸収によって遮られる一方、前記所定観察領域では色吸収されることなく視認されるように構成されたことを特徴とする立体視用画像表示パネル。
- 請求項1に記載の立体視用画像表示パネルにおいて、同一色画素が視点数の数だけ隣り合うように前記画像表示パネルの画素配列が決定されており、前記同一色画素群の各画素に各視点の画像が表示されることを特徴とする立体視用画像表示パネル。
- 請求項2に記載の立体視用画像表示パネルにおいて、前記画像表示パネルの前方に前記分離手段が配置されており、前記分離手段は複数の分離機能部を有しており、前記複数の分離機能部には赤色フィルタと緑色フィルタと青色フィルタが所定間隔で順繰りに設けられており、前記画像表示パネル上の各色画素からの光線は、同一色の色フィルタを通ることで前記所定位置の観察領域へ導かれる一方、前記隣接領域では、異なる色の色フィルタを通ることで色吸収されることを特徴とする立体視用画像表示パネル。
- 請求項2に記載の立体視用画像表示パネルにおいて、前記画像表示パネルは透過型のパネルであり、前記画像表示パネルの後方に前記分離手段が配置されており、前記分離手段は赤色光出射部と緑色光出射部と青色光出射部を所定間隔で順繰りに有しており、前記色光出射部からの光線は、同一色の色画素を通ることで前記所定観察領域へ導かれる一方、前記隣接領域では、異なる色の色画素を通ることで色吸収されることを特徴とする立体視用画像表示パネル。
- 請求項1に記載の立体視用画像表示パネルにおいて、3色の色画素が順繰りに並ぶように前記画像表示パネルの画素配列が決定されており、前記画素に二つの視点画像が順繰りに表示されることを特徴とする立体視用画像表示パネル。
- 請求項5に記載の立体視用画像表示パネルにおいて、前記画像表示パネルの前方に前記分離手段が配置されており、前記分離手段は複数の分離機能部を有しており、前記複数の分離機能部にはイエロー色フィルタとマゼンダ色フィルタとシアン色フィルタが所定間隔で順繰りに設けられており、前記画像表示パネル上の各色画素からの光線は、同一色を含む色フィルタを通ることで前記所定観察領域へ導かれる一方、前記隣接領域では、同一色を含まない色フィルタを通ることで色吸収されることを特徴とする立体視用画像表示パネル。
- 請求項5に記載の立体視用画像表示パネルにおいて、前記画像表示パネルは透過型のパネルであり、前記画像表示パネルの後方に前記分離手段が配置されており、前記分離手段はイエロー色光出射部とマゼンダ色光出射部とシアン色光出射部を所定間隔で順繰りに有しており、前記色光出射部からの光線は、同一色を含む色画素を通ることで前記所定観察領域へ導かれる一方、前記隣接領域では、同一色を含まない色画素を通ることで色吸収されることを特徴とする立体視用画像表示パネル。
- 請求項1又は請求項7のいずれかに記載の立体視用画像表示パネルにおいて、前記所定観察領域を画像表示パネルからみて正面位置としたことを特徴とする立体視用画像表示パネル。
- 請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の立体視用画像表示パネルと、通信手段又は放送受信手段又は画像再生手段によって得られた画像を前記立体視用画像表示パネルに表示させる手段と、を備えたことを特徴とする立体画像表示装置。
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