JP2009048134A - 立体表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】４種類以上の色画素を画素に設けた多眼式立体表示方式または指向性立体表示方式の立体表示装置を提供すること。
【解決手段】立体表示装置１は、行列状に配列された複数の画素１７を有する二次元ディスプレイ１０と、二次元ディスプレイ１０上に設けられて複数のシリンドリカルレンズ２１を有するレンチキュラーシート２０と、を備える。各シリンドリカルレンズ２１は、行方向に互いに隣接する複数の画素１７に対応して設けられる。複数の画素１７のそれぞれは、互いに異なる単一色を表示する４種類の色画素１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ、１７Ｗを備える。複数の画素１７ごとに色画素１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ、１７Ｗを第１の色画素群および第２の色画素群に分類すると、これら複数の色画素群がそれぞれ異なる行に配置される。行方向に互いに隣接する画素１７が有する同一色を表示する色画素同士は、互いに異なる行に、行方向に互いに切れ目なく配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、立体表示装置に関する。詳しくは、レンチキュラーシートを備える立体表示装置に関する。

従来より、三次元画像を表示する立体表示装置がある。
図３は、従来例に係る立体表示装置１００の構成を示す図である。この立体表示装置１００は、いわゆる多眼式立体表示方式または指向性立体表示方式で三次元画像を表示するものであり、二次元ディスプレイ１１０と、この二次元ディスプレイ１１０上に設けられたレンチキュラーシート１２０と、を備える。

二次元ディスプレイ１１０は、互いに対向して設けられた２つのガラス基板１１１、１１２と、これら２つのガラス基板１１１、１１２に挟持された液晶層１１３と、２つのガラス基板１１１、１１２の外側に設けられた２つの偏光板１１４、１１５と、を備える液晶ディスプレイである。
この二次元ディスプレイ１１０には、複数の画素１１７が行列状に配列して設けられる。画素１１７は、赤（Ｒ）を表示するための色画素１１７Ｒと、緑（Ｇ）を表示するための色画素１１７Ｇと、青（Ｂ）を表示するための色画素１１７Ｂと、を備える。これら色画素１１７Ｒ、１１７Ｇ、１１７Ｂのうち互いに隣接するもの同士の間には、遮光部１１７Ｘが設けられる。

レンチキュラーシート１２０は、一次元のレンズであるシリンドリカルレンズ１２１を、レンズ中心軸と略直交する方向に多数配列させたシートである。１つのシリンドリカルレンズ１２１は、行方向、すなわち水平方向に互いに隣接する複数の画素１１７に対応する。

このため、上述の立体表示装置１００が多眼式立体表示方式の場合、空間の水平方向に複数の視点を設定し、それぞれの視点に異なる画像を表示して、三次元画像を表示できる。一方、上述の立体表示装置１００が指向性立体表示方式の場合、異なる水平方向に多数の画像を同時に表示して、三次元画像を表示できる。

ところで、二次元画像を表示する表示装置では、画素に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３種類の色画素に加えて、白（Ｗ）やシアン（Ｃ）といった色画素を設けるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、三次元画像を表示する立体表示装置においても同様に、画素に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３種類の色画素に加えて、白（Ｗ）といった色画素を設けるものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。これらによれば、色画素の種類を４種類以上にしたので、色画素の種類が３種類の場合と比べて色再現性を向上できる。
特開２００６−１０６６５９号公報 特開平９−４９９８６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の表示装置は、二次元画像を表示するものである。また、特許文献２に記載の立体表示装置は、左右の眼に異なる画像を表示して立体感を感じさせる、いわゆる二眼式立体表示方式で三次元画像を表示するものである。このため、多眼式立体表示方式または指向性立体表示方式の立体表示装置において、４種類以上の色画素を画素に設ける技術の開発が要請されている。

本発明は、４種類以上の色画素を画素に設けた多眼式立体表示方式または指向性立体表示方式の立体表示装置を提供することを目的とする。

本発明の立体表示装置は、行列状に配列された複数の画素（例えば、実施形態の画素１７）を有する表示部（例えば、実施形態の二次元ディスプレイ１０）と、前記表示部上に設けられ、所定方向に延在する複数のシリンドリカルレンズ（例えば、実施形態のシリンドリカルレンズ２１）を有するレンチキュラーシート（例えば、実施形態のレンチキュラーシート２０）と、を備える立体表示装置であって、前記各シリンドリカルレンズは、前記複数の画素のうち行方向に互いに隣接する複数の画素に対応して設けられ、前記複数の画素のそれぞれは、互いに異なる単一色を表示する少なくとも４種類以上の色画素（例えば、実施形態の色画素１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ、１７Ｗ）を備え、前記複数の画素ごとに前記複数の色画素を少なくとも２つ以上の色画素群（例えば、実施形態の第１の色画素群および第２の色画素群）に分類すると、これら複数の色画素群がそれぞれ異なる行に配置され、前記複数の画素のうち行方向に互いに隣接する画素が有する同一色を表示する色画素同士は、互いに異なる行に、行方向に互いに切れ目なく配置されることを特徴とする。

この発明によれば、画素に、互いに異なる単一色を表示する少なくとも４種類以上の色画素を設ける。そして、各シリンドリカルレンズを、行方向に互いに隣接する複数の画素に対応して設ける。このため、４種類以上の色画素を画素に設けた多眼式立体表示方式の立体表示装置では、空間の行方向に複数の視点を設定し、それぞれの視点に異なる画像を表示して、三次元画像を表示できる。また、４種類以上の色画素を画素に設けた指向性立体表示方式の立体表示装置では、異なる行方向に多数の画像を同時に表示して、三次元画像を表示できる。

互いに隣接する色画素同士の間には、遮光部が形成されることがある。この遮光部によれば、互いに隣接する色画素同士の間での光漏れを防止して、コントラストを向上できる。しかしながら、この遮光部により、光が射出されない領域ができてしまうため、水平方向に光強度むらが生じる場合があった。
そこで、この発明によれば、行方向に互いに隣接する画素が有する同一色を表示する色画素同士を、互いに異なる行に、行方向に互いに切れ目なく配置する。このため、行方向に光強度むらが生じるのを防止できる。

この場合、前記複数の色画素群のうち行方向に互いに隣接する色画素群同士の間には、遮光部（例えば、実施形態の遮光部１７Ｘ）が形成され、前記遮光部の行方向の幅は、少なくとも２種類以上あることが好ましい。

この発明によれば、遮光部の行方向の幅を、少なくとも２種類以上に設定する。
このため、シリンドリカルレンズの領域のうち端部近傍の遮光部の行方向の幅を、他の遮光部の行方向の幅と比べて大きくしたり小さくしたりすることで、１つの色画素が２つのシリンドリカルレンズの領域に亘って位置するのを防止して、サイドローブを低減でき、繰り返しの画像の発生を抑制できる。
一方、上述の他の遮光部の行方向の幅を、一定にすることで、各シリンドリカルレンズに対応する複数の画素ごとに、これら複数の画素が備える同一色を表示する色画素の水平ピッチを一定にすることができる。

本発明によれば、画素に、互いに異なる単一色を表示する少なくとも４種類以上の色画素を設ける。そして、各シリンドリカルレンズを、行方向に互いに隣接する複数の画素に対応して設ける。このため、４種類以上の色画素を画素に設けた多眼式立体表示方式の立体表示装置では、空間の行方向に複数の視点を設定し、それぞれの視点に異なる画像を表示して、三次元画像を表示できる。また、４種類以上の色画素を画素に設けた指向性立体表示方式の立体表示装置では、異なる行方向に多数の画像を同時に表示して、三次元画像を表示できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る立体表示装置１の色画素の配置を示す概略図である。立体表示装置１は、二次元ディスプレイ１０と、この二次元ディスプレイ１０上に設けられたレンチキュラーシート２０と、を備える。

二次元ディスプレイ１０には、複数の画素１７が行列状に配列して設けられる。画素１７は、赤（Ｒ）を表示するための長方形の色画素１７Ｒと、緑（Ｇ）を表示するための長方形の色画素１７Ｇと、青（Ｂ）を表示するための長方形の色画素１７Ｂと、白（Ｗ）を表示するための長方形の色画素１７Ｗと、を備える。これら色画素１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ、１７Ｗのうち互いに隣接するもの同士の間には、遮光部１７Ｘが設けられる。

レンチキュラーシート２０は、一次元のレンズであるシリンドリカルレンズ２１を、レンズ中心軸と略直交する方向に多数配列させたシートである。１つのシリンドリカルレンズ２１は、行方向、すなわち水平方向に隣接する１６個の画素１７に対応する。また、行方向に１６個、列方向に４個の１６×４個の色画素と、これらの色画素を備える複数の画素１７に対応する１つのシリンドリカルレンズ２１とで、１つの三次元画素を構成している。

以下、色画素１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ、１７Ｗの配置について詳述する。
色画素１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ、１７Ｗは、画素１７ごとに列方向に配列される。画素１７には、色画素１７Ｒ、１７Ｇからなる第１の色画素群が設けられた行と、色画素１７Ｂ、１７Ｗからなる第２の色画素群が設けられた行と、上述の遮光部１７Ｘが設けられた２つの行と、の４つの行がある。

例えば、色画素Ｒ９、Ｇ９、Ｂ９、Ｗ９を備える画素１７に注目すると、１行目には色画素Ｒ９および色画素Ｇ９が設けられ、３行目には色画素Ｂ９および色画素Ｗ９が設けられ、２行目および４行目には遮光部１７Ｘが設けられている。

また、行方向に互いに隣接する画素１７が有する同一色を表示する色画素同士は、互いに異なる行に、行方向に互いに切れ目なく配置される。

例えば、赤（Ｒ）を表示するための色画素Ｒ９、Ｒ１０に注目すると、色画素Ｒ９は、１行目に設けられる。色画素Ｒ１０は、色画素Ｒ９を備える画素と行方向に隣接する画素が備えるものであり、２行目に設けられる。すなわち、色画素Ｒ９と色画素Ｒ１０とは、行方向に互いに隣接する画素１７が有する同一色としての赤（Ｒ）を表示する色画素であり、互いに異なる行に配置されている。
そして、色画素Ｒ９の４辺のうち図１中で右辺を通って列方向に延びる仮想線を想定すると、色画素Ｒ１０の４辺のうち図１中で左辺は、この仮想線上に位置する。すなわち、色画素Ｒ９と色画素Ｒ１０とは、行方向に互いに切れ目なく配置されている。

また、行方向に互いに隣接する色画素同士の間隔は、２種類ある。具体的には、シリンドリカルレンズ２１の領域のうち端部近傍での色画素同士の間隔と、シリンドリカルレンズ２１の領域のうち端部以外での色画素同士の間隔と、がある。このため、互いに隣接する色画素同士の間に設けられる遮光部１７Ｘの行方向の幅は、２種類ある。

シリンドリカルレンズ２１の領域のうち端部以外での色画素同士の間隔とは、例えば、色画素Ｒ１と色画素Ｂ３との間隔や、色画素Ｒ２と色画素Ｂ４との間隔のことである。この間隔は、画素１７が備える色画素１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ、１７Ｗの行方向の幅に等しい。

シリンドリカルレンズ２１の領域のうち端部近傍での色画素同士の間隔とは、例えば、色画素Ｂ１５と色画素Ｒ１との間隔や、色画素Ｂ１６と色画素Ｒ２との間隔のことである。この間隔は、上述のシリンドリカルレンズ２１の領域のうち端部以外での色画素同士の間隔に、互いに隣接する２つのシリンドリカルレンズ２１の境界線を挟む所定の間隔を加えたものである。

さらに、各シリンドリカルレンズ２１に対応する複数の画素１７ごとに、これら複数の画素１７が備える同一色を表示する色画素の水平ピッチが一定である。

例えば、赤（Ｒ）を表示するための色画素Ｒ１、Ｒ５、Ｒ９、Ｒ１３は、それぞれ、同一のシリンドリカルレンズ２１に対応する複数の画素１７が備えるものである。そして、これらの間には、それぞれ、青（Ｂ）を表示するための色画素１７Ｂと、上述のシリンドリカルレンズ２１の領域のうち端部以外での色画素同士の間隔に設けられた遮光部１７Ｘと、が配置されている。このため、色画素Ｒ１、Ｒ５、Ｒ９、Ｒ１３の水平ピッチは、一定である。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）画素１７に、４種類の色画素１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ、１７Ｗを設けた。そして、各シリンドリカルレンズ２１を、行方向に互いに隣接する複数の画素１７に対応して設けた。このため、４種類の色画素１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ、１７Ｗを画素１７に設けた立体表示装置１が多眼式立体表示方式の場合、空間の行方向に複数の視点を設定し、それぞれの視点に異なる画像を表示して、三次元画像を表示できる。また、４種類の色画素１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ、１７Ｗを画素１７に設けた立体表示装置１が指向性立体表示方式の場合、異なる行方向に多数の画像を同時に表示して、三次元画像を表示できる。

（２）複数の画素１７のうち行方向に互いに隣接する画素が有する同一色を表示する色画素同士を、互いに異なる行に、行方向に互いに切れ目なく配置した。このため、行方向に光強度むらが生じるのを防止できる。

（３）遮光部１７Ｘの行方向の幅の種類を、２種類に設定した。
このため、互いに隣接する２つのシリンドリカルレンズ２１の境界線を挟む所定の間隔を調整して、シリンドリカルレンズ２１の領域のうち端部近傍での色画素同士の間隔を調整することで、１つの色画素が２つのシリンドリカルレンズ２１の領域に亘って位置するのを防止するとともに、色画素から発せられる光線が、複数のシリンドリカルレンズ２１のうち対応するシリンドリカルレンズに隣接するものに入射するのを防止して、繰り返しの画像の発生を抑制できる。
一方、シリンドリカルレンズ２１の領域のうち端部以外での色画素同士の間隔を、画素１７が備える色画素１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ、１７Ｗの行方向の幅に等しく一定とすることで、各シリンドリカルレンズ２１に対応する複数の画素１７ごとに、これら複数の画素１７が備える同一色を表示する色画素の水平ピッチを一定にすることができる。

〔第２実施形態〕
図２は、本発明の第２実施形態に係る立体表示装置１Ａの色画素の配置を示す概略図である。
本実施形態では、色画素の配置が第１実施形態と異なる。

具体的には、第１実施形態では、遮光部１７Ｘを２つの行に設けたが、本実施形態では、遮光部１７Ｘを３つの行に設けている。
例えば、色画素Ｒ１６、Ｂ１６、Ｇ１６、Ｗ１６を備える画素１７に注目すると、１行目には色画素Ｒ１６および色画素Ｇ１６が設けられ、３行目には色画素Ｂ１６および色画素Ｗ１６が設けられ、２行目、４行目、および５行目には遮光部１７Ｘが設けられている。

また、第１実施形態では、行方向に１６個、列方向に４個の１６×４個の色画素と、これらの色画素を備える複数の画素１７に対応する１つのシリンドリカルレンズ２１とで、１つの三次元画素を構成した。これに対して、本実施形態では、行方向に２５個、列方向に４個の２５×４個の色画素と、これらの色画素を備える複数の画素１７に対応する１つのシリンドリカルレンズ２１とで、１つの三次元画素を構成している。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（４）第１実施形態と比べて、三次元画素が備える色画素の数を増加させた。このため、１つのシリンドリカルレンズ２１で異なる視点や水平方向に同時に表示できる画像数が増加するので、より滑らかな運動視差や広い奥行き表示範囲を得ることができ、優れた立体表示を行うことができる。

なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

例えば、１つの三次元画素に、第１実施形態では１６×４個の色画素を設け、第２実施形態では２５×４個の色画素を設けたが、これに限らない。

また、上述の各実施形態では、画素１７に、赤（Ｒ）を表示するための色画素１７Ｒと、緑（Ｇ）を表示するための色画素１７Ｇと、青（Ｂ）を表示するための色画素１７Ｂと、に加えて、白（Ｗ）を表示するための色画素１７Ｗを設けたが、これに限らない。例えば、白（Ｗ）を表示するための色画素に代えて、シアン（Ｃ）を表示するための色画素や、黄色（Ｙ）を表示するための色画素を設けてもよい。

また、上述の各実施形態では、画素１７に、４種類の色画素を設けたが、これに限らず、５種類や６種類の色画素を設けてもよい。

また、上述の各実施形態では、色画素の形状を長方形としたが、これに限らず、例えば平行四辺形や台形であってもよい。

本発明の第１実施形態に係る立体表示装置の色画素の配置を示す概略図である。 本発明の第２実施形態に係る立体表示装置の色画素の配置を示す概略図である。 従来例に係る立体表示装置の構成を示す図である。

符号の説明

１、１Ａ、１００…立体表示装置
１０、１１０…二次元ディスプレイ（表示部）
１７、１１７…画素
１７Ｂ、１７Ｇ、１７Ｒ、１７Ｗ、１１７Ｂ、１１７Ｇ、１１７Ｒ…色画素
１７Ｘ、１１７Ｘ…遮光部
２０、１２０…レンチキュラーシート
２１、１２１…シリンドリカルレンズ

Claims (2)

1. 行列状に配列された複数の画素を有する表示部と、
   前記表示部上に設けられ、所定方向に延在する複数のシリンドリカルレンズを有するレンチキュラーシートと、を備える立体表示装置であって、
   前記各シリンドリカルレンズは、前記複数の画素のうち行方向に互いに隣接する複数の画素に対応して設けられ、
   前記複数の画素のそれぞれは、互いに異なる単一色を表示する少なくとも４種類以上の色画素を備え、
   前記複数の画素ごとに前記複数の色画素を少なくとも２つ以上の色画素群に分類すると、これら複数の色画素群がそれぞれ異なる行に配置され、
   前記複数の画素のうち行方向に互いに隣接する画素が有する同一色を表示する色画素同士は、互いに異なる行に、行方向に互いに切れ目なく配置されることを特徴とする立体表示装置。
2. 請求項１に記載の立体表示装置において、
   前記複数の色画素群のうち行方向に互いに隣接する色画素群同士の間には、遮光部が形成され、
   前記遮光部の行方向の幅は、少なくとも２種類以上あることを特徴とする立体表示装置。

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