JP2007017822A

JP2007017822A - 表示装置

Info

Publication number: JP2007017822A
Application number: JP2005201175A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Aramatsu; 義明荒松
Original assignee: Sanyo Epson Imaging Devices Corp
Current assignee: Epson Imaging Devices Corp
Priority date: 2005-07-11
Filing date: 2005-07-11
Publication date: 2007-01-25

Abstract

【課題】互いに異なる観察位置を占める複数の観察者が互いに別異の画像を観察できるようにし、しかも画像間の分離度を高めた表示装置を提供する。
【解決手段】表示装置１は、互いに異なる観察位置を占める観察者Ａと観察者Ｂが、パララックスバリア１０の同一スリット１１を通じて観察できる位置に、その観察者のみが観察できる画素を配置している。観察者Ａは右目と左目で異なる画素を観察し、観察者Ｂも右目と左目で異なる画素を観察する。観察者Ａのみが観察できる画素により観察者Ａ専用の画像が形成され、観察者Ｂのみが観察できる画素により観察者Ｂ専用の画像が形成される。各観察者が右目で観察する画素と左目で観察する画素の間隔に比し、観察者毎に割り当てられた画素同士の間隔は広く設定される。画素の間は隣接画像分離帯２０で埋められる。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶表示パネル、プラズマディスプレイパネル、有機ＥＬ表示パネルなど、画素の集合をもって画像を表示する平面表示装置を用いた表示装置に関する。

液晶表示パネルやプラズマディスプレイパネルなど、画素の集合をもって画像を表示する平面表示装置では、パララックスバリアを用いた立体画像表示が可能である。すなわち表示パネルの前面にパララックスバリアを配置して、左目で見る画素群と右目で見る画素群を異ならせ、左目には左目用の画像を見せ、右目には右目用の画像を見せることにより、両画像を合成した立体画像を現出させるのである。このような立体画像表示装置の例を特許文献１に見ることができる。

立体画像表示をするには、パララックスバリアのスリット幅と２次元表示装置の左右目表示のピッチ幅に厳密な関係があり、これらを精度よく組み合わせられないと、正常な立体画像が得られない。このパララックスバリアを用いた立体ディスプレイは、２次元表示装置として画素の表示位置が機械的に固定されている液晶表示器等を用いて厳密な位置決め精度を出すことにより、パララックスバリアを固定する必要がある。

しかし、液晶表示器はＣＲＴに比べて高価であり、パララックスバリアを固定する高い精度と技術が必要なことから、特許文献１において、必然的に製造コストが高くなってしまうという問題を、ＣＲＴなどのより安価な２次元表示装置を用い、さらに位置決め精度を高くする必要のない立体画像表示装置について記載している。

この立体画像表示装置を運転者側でカーナビゲーションシステムとして、助手席側での映画鑑賞などのアミューズメントシステムとして用いる場合、ＣＲＴでは２種類の用途（カーナビゲーションシステムやアミューズメントシステム）を1度に行おうとすると２台必要となるが、限られた車内空間を有効利用できなくない。このため、車載用途などでは、高価であっても、スペースをとらない液晶表示器を用いて、複数の使用用途に対応できる表示装置が最近考えられている。

複数の使用用途を立体表示装置、特に液晶表示器を使用して実現しようとすると、運転者側と助手席側それぞれの見る映像が異なるために画像毎の分離性能を高めなければならないが、分離性能を高めると、立体表示装置においては、モアレ現象が顕著化してしまう。
特開２００４−１７９８０６号公報（第１０頁−第１３頁、図１−図３）

本発明は、パララックスバリアによる立体視の仕組みを応用し、立体表示装置を使用しても、モアレ現象を気にすることなく、異なる観察位置を占める複数の観察者が互いに別異の画像を観察でき、さらに画像間の分離度を高めた表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、互いに異なる観察位置を占める複数の観察者が、パララックスバリアの同一スリットを通じて観察できる位置に、その観察者のみが観察できる画素を配置し、この画素により各観察者専用の画像を形成す表示装置において、各観察者は右目と左目で異なる画素を観察し、各観察者が右目で観察する画素と左目で観察する画素の間隔に比し、観察者毎に割り当てられた画素同士の間隔が広く設定された隣接画像分離帯をもつことを特徴としている。

この構成によると各観察者が右目で見る画素と左目で見る画素が異なることから、右目を通じて認識する画像と左目を通じて認識する画像にずれを持たせることにより、立体画像を認識させることが可能になり、観察者毎に割り当てられた画素は、他の観察者に割り当てられた画素から広めの間隔をもって隔てられているため、観察者毎に認識される画像を、他人の認識する画像から明確に分離した、クリアなものとすることができる。

また本発明は、上記構成の表示装置において、前パララックスバリアは４視点のスリットで形成され、２つの画像を観察することができることを特徴としている。

この構成によると、２名の観察者のそれぞれに立体画像を認識させることができる。

本発明によると、複数の観察者に対し、単一の表示装置をもって、他の画像と良く分離した別異の画像を提供することができる。

以下、本発明の一実施形態を図１−図４に基づき説明する。図１は複数視角について説明する概念図、図２は複数視角の原理説明図、図３は画素配列の説明図、図４はパララックスバリアの部分正面図である。

図１は、平面状の表示装置１を２名の観察者、すなわち観察者Ａと観察者Ｂが同時に観察している状況を上方から見たものである。例えば自動車の車内で、運転席側にはナビゲーション画面を提供し、助手席側にはテレビ画面を提供するような場合がこれに相当する。観察者Ａと観察者Ｂは互いに異なる観察位置を占め、異なる角度で表示装置１に相対している。表示装置１は特定の角度からしか画像を見ることができないため、観察者Ａ、Ｂの位置は自ずから定まることになる。

表示装置１のベースとなる平面表示装置としては、例えば広視野角型の液晶表示装置を用いることができる。図２は観察者Ａ、Ｂが観察している画面の状態を水平断面の形で表現したものである。画面はマトリックス状に配列した画素の集合により構成される。この場合の画素は、光の三原色である「Ｒ」「Ｇ」「Ｂ」を単色表示するサブピクセルである。画素は四角形の中に「Ｒ」「Ｇ」「Ｂ」の文字を入れてシンボライズされているが、その中でも観察者Ｂの観察する画素は四角形の四隅が三角形に黒く塗られ、観察者Ａの観察する画素との識別が図られている。

画面の前面には、開口部であるスリット１１と遮蔽部であるストライプ１２を備えたパララックスバリア１０が、画素から所定間隔離れて配置されている。パララックスバリア１０は液晶シャッタあるいは固定マスクにより構成される。

観察者Ａ、Ｂが、各自の観察位置から同一のスリット１１を通じて観察できる位置には、観察者毎に２個ずつの画素が配置されている。観察者Ａに割り当てられた画素は観察者Ｂからは見えず、観察者Ｂに割り当てられた画素は観察者Ａからは見えない。また観察者毎の２個の画素のうち、１個は右目でしか見えず、他の１個は左目でしか見えない。

図２に現れている範囲で言えば、観察者Ａが右目で観察する画素は左から「Ｒ」「Ｇ」「Ｂ」「Ｒ」であり、左目で観察する画素は同じく左から「Ｇ」「Ｂ」「Ｒ」「Ｇ」である。つまり右目も左目も「Ｒ」「Ｇ」「Ｂ」が規則正しく配列された画素群を見ることになる。同様に観察者Ｂの右目と左目も「Ｒ」「Ｇ」「Ｂ」が規則正しく配列された画素群を見ることになる。

図４に見られるように、パララックスバリア１０のスリット１１は行毎に位置をずらして配置されている。すなわち同一観察者の右目なら右目、左目なら左目に「Ｒ」の画素ばかり、「Ｇ」の画素ばかり、「Ｂ」の画素ばかりが上下に連なって見えないようにされている。

表示装置１の全画面に配置された画素は、上記のように、観察者Ａのみが観察できる画素と、観察者Ｂのみが観察できる画素に二分される。そこで、観察者Ａのみが観察できる画素により観察者Ａ専用の画像を形成し、観察者Ｂのみが観察できる画素により観察者Ｂ専用の画像を形成することができる。画像に伴う音声も当然異なってくるので、観察者Ａ、Ｂにはそれぞれ専用のヘッドフォンあるいはイヤホンを装着させる。指向性の強い音源を使用し、観察者Ａ、Ｂに別の音が聞こえるようにしてもよい。

また、観察者Ａ、Ｂが互いに右目で見る画素と左目で見る画素が異なることから、右目を通じて認識する画像と左目を通じて認識する画像にずれを持たせることにより、立体画像を認識させることができる。ずれを持たせなければ、単なる２Ｄ画像が認識される。

画素の間隔については次のような配慮がなされている。すなわち観察者Ａ、Ｂが互いに右目で見る画素と左目で見る画素は接近して配置されている。これに対し観察者Ａの見る画素と観察者Ｂの見る画素の間にはより広い間隔が置かれている。このため、観察者Ａに割り当てられた画素は一層観察者Ｂの目に入りにくくなり、観察者Ｂに割り当てられた画素は一層観察者Ａの目に入りにくくなり、観察者毎に認識される画像を、他人の認識する画像から明確に分離した、クリアなものとすることができる。

図２に示すように、観察者Ａの見る画素と観察者Ｂの見る画素の間は隣接画像分離帯２０で埋められる。同一観察者が右目で見る画素と左目で見る画素の間はブラックマトリクス２１（こちらのブラックマトリクスは図示していない）で埋められる。このように画素の間をブラックマトリクスとそのブラックマトリクスよりも間隔の広い隣接画像分離帯２０で埋めることにより、コントラストのはっきりした、鮮明な画像を得ることができる。隣接画像分離帯は、ブラックマトリックス、あるいはＲＧＢなどの配線を余分に設けた遮光帯などからなる。本発明には実験詳細は記載していないが、隣接分離帯は、ブラックマトリクスの幅に比べて１.１〜２倍の幅にすることにより、観察者Ａ・Ｂ間の画像の分離性能をあげることを可能にしている。

本発明の第２実施形態を図５に示す。図５は図２と同様の複数視角の原理説明図である。

第２実施形態では、観察位置の数を４とし、観察者Ａ、Ｂに加えて観察者Ｃ、Ｄにも画像を観察させるようにしている。そのため、観察者Ａの位置から観察者Ａのみがスリット１１を通じて観察できる位置に観察者Ａ用の画素を配置し、観察者Ｂの位置から観察者Ｂのみがスリット１１を通じて観察できる位置に観察者Ｂ用の画素を配置し、観察者Ｃの位置から観察者Ｃのみがスリット１１を通じて観察できる位置に観察者Ｃ用の画素を配置し、観察者Ｄの位置から観察者Ｄのみがスリット１１を通じて観察できる位置に観察者Ｄ用の画素を配置している。さらに、各観察者は右目と左目で異なる画素を観察する。

上記構成により、観察者Ａのみが観察できる画素群により観察者Ａ専用の画像を提供し、観察者Ｂのみが観察できる画素群により観察者Ｂ専用の画像を提供し、観察者Ｃのみが観察できる画素群により観察者Ｃ専用の画像を提供し、観察者Ｄのみが観察できる画素群により観察者Ｄ専用の画像を提供することが可能になる。音声は、それぞれの専用画像に対応したものを提供する。また、各観察者が右目で見る画素と左目で見る画素が異なることから、各観察者に立体画像を認識させることができる。

以上、本発明の各実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

複数視角について説明する概念図複数視覚の原理説明図画素配列の説明図パララックスバリアの部分正面図第２実施形態に係る複数視覚の原理説明図

符号の説明

１表示装置
１０パララックスバリア
１１スリット
１２ストライプ
２０隣接画像分離帯

Claims

互いに異なる観察位置を占める複数の観察者が、パララックスバリアの同一スリットを通じて観察できる位置に、その観察者のみが観察できる画素を配置し、この画素により各観察者専用の画像を形成す表示装置において、各観察者は右目と左目で異なる画素を観察し、各観察者が右目で観察する画素と左目で観察する画素の間隔に比し、観察者毎に割り当てられた画素同士の間隔が広く設定された隣接画像分離帯をもつことを特徴とする表示装置。
パララックスバリアは４視点のスリットで形成され、２つの画像を観察することができることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
隣接画像分離帯は、右目で観察する画素と左目で観察する画素の間隔の１．１〜２倍の間隔を有することを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の表示装置。