JP2009098249A - 立体画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】筐体内反射をコントロールすることにより、クロストークを低減させつつも、光の利用効率を向上させることができる立体画像表示装置を提供する。
【解決手段】筐体５内面に直接的に向かった光は、リブ１３の再帰反射部材１５により再帰反射されて出射点に戻る。したがって、各光源２Ｒ，２Ｌからの直接的な光が吸収されることなく再び光源２Ｒ，２Ｌ側へ向かって再利用されるので、光の利用効率を向上させることができる。その上、液晶表示パネル１への間接的な入射が低減されるので、クロストークを低減できる。また、液晶表示パネル１で反射された光は、リブ１３の光吸収部材１７により吸収される。したがって、液晶表示パネル１及び筐体５内面における反射に起因する液晶表示パネル１への間接的な入射が低減されるので、クロストークを抑制することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、特殊なメガネを着用することなく両眼視差のある画像を観察者の左右の眼に分離して入力し、立体画像として認識させる立体画像表示装置に係り、特に、透過型の液晶表示パネルに対して離間して設けられた光源から光を照射する構成の立体画像表示装置に関する。

従来、この種の装置として、図７に示すものがある（例えば、特許文献１参照）。
この装置は、視差がある右眼用画像と左眼用画像とを液晶表示パネル１に時分割で交互に切り換え表示するとともに、画像の切り換え表示に同期して右眼用と左眼用の一対の光源２Ｒ、２Ｌを交互に点滅動作させている。具体的には、液晶表示パネル１に右眼用画像が表示されている場合には、右眼用の光源２Ｒが点灯し、左眼用の光源２Ｌが消灯する。右眼用の光源２Ｒから照射された光は、フレネルレンズ３で集光されて平行光となり、観察者の右眼ＥＲ（右眼ゾーン）に向けられる。一方、液晶表示パネル１に左眼用画像が表示されている場合には、右眼用の光源２Ｒが消灯し、左眼用の光源２Ｌが点灯する。左眼用の光源２Ｌから照射された光は、フレネルレンズ３で集光されて平行光となり、観察者の左眼ＥＬ（左眼ゾーン）に向けられる。このようにして、右眼用画像と左眼用画像とが分離して観察者の右眼ＥＲと左眼ＥＬとに入射することにより、観察者はいわゆる両眼視差に基づく３次元知覚により立体画像を見ることができる。
特開平８−２６２３７０号公報（段落番号「００２５」〜「００２６」、図３）

しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来の装置は、光源２Ｒ，２Ｌを囲い、前面に液晶表示パネル１が取り付けられた筐体１００を備えているが、主としてその内壁面における反射に起因して、右眼ＥＲに入射すべき光が左眼ＥＬに入射し、左眼ＥＬに入射すべき光が右眼ＥＲに入射するという、いわゆる「クロストーク」が生じる。これにより、左眼用画像と右眼用画像とが混ざり、不明瞭な立体画像となるという問題点がある。

そこで、クロストークを解決するために、筐体１００の内壁面を黒く塗ったり、光吸収材を貼り付けたりすることや（第１の手法）や、右眼用の光源２Ｒ及び左眼用の光源２Ｌの光照射側にレンズを追加すること（第２の手法）などが行われている。しかしながら、第１の手法では、光が吸収されることにより光の利用効率が低下するという別異の問題が生じる。なお、フレネルレンズ３を含む液晶表示パネル１の面や、光源２Ｒ，２Ｌ側において生じる反射は防止することができないので、第１の手法では光量が低下するにも拘らず、クロストークを効果的に低減することはできない。また、第２の手法では、光路上の追加のレンズにより光量が減衰して、やはり光の利用効率が低下するとともに、スペクトル分解に起因して画質が劣化するだけでなく、高価な光学部品が増えるので装置コストが上昇するという別異の問題が生じる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、筐体内反射をコントロールすることにより、クロストークを低減させつつも、光の利用効率を向上させることができる立体画像表示装置を提供することを目的とする。

本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、右眼用画像と左眼用画像とを交互に表示することにより、観察者に立体画像として認識させる立体画像表示装置において、筐体の一方面に配設され、右眼用画像と左眼用画像とを表示する透過型の液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルと対向する、筐体の他方面に配設され、前記透過型の液晶表示パネルを照射する右眼用及び左眼用の一対の光源と、前記透過型の液晶表示パネルの端部と、前記右眼用及び左眼用の一対の光源の端部とを結んだ仮想線に配設され、前記右眼用及び左眼用の一対の光源側に向けて配置された再帰反射部材と、前記仮想線に配置され、前記透過型の液晶表示パネルに向けて配置された光吸収部材と、を備えていることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、右眼用及び左眼用の一対の光源側から放射され、透過型の液晶表示パネルに向かうことなく筐体内面に直接的に向かった光は、仮想線に配設されている再帰反射部材により再帰反射されて出射点に戻る。したがって、各光源からの直接的な光が吸収されることなく再び光源側へ向かって再利用されるので、光の利用効率を向上させることができる。その上、筐体内面における反射に起因する、各光源からの液晶表示パネルへの間接的な入射が低減されるので、クロストークを低減することができる。さらに、各光源から液晶表示パネルに向かった光のうち反射された光は、仮想線に配設されている光吸収部材により吸収される。したがって、液晶表示パネル及び筐体内面における反射に起因する液晶表示パネルへの間接的な入射が低減されるので、クロストークを抑制することができる。このように筐体内における反射光を再利用したり吸収したりして筐体内の反射をコントロールすることにより、クロストークを低減しつつも、光の利用効率を向上させることができる。しかも、追加のレンズを光源側の光路上に配置しないので、画質劣化を抑制できるとともに、高価な光学部品を用いないので、装置コストの上昇を抑制することができる。

また、本発明において、基端部が筐体の内面に位置し、前記仮想線に先端部が位置し、かつ、前記透過型の液晶表示パネル側に向かって傾斜姿勢で配置された複数のリブを備え、前記再帰反射部材と前記光吸収部材とが前記複数のリブに設けられていることが好ましい（請求項２）。複数のリブが透過型の液晶表示パネル側に向かって傾斜姿勢で配置されているので、透過型の液晶表示パネルで反射された光を、傾斜姿勢の各リブの間に閉じ込めて、漏れ出ることを抑制することができる。したがって、光吸収部材で吸収しきれなかった光に起因するクロストークを低減することができる。

また、本発明において、前記複数のリブは、各先端側が、前記透過型の液晶表示パネルの端部に向けて配設されていることが好ましい（請求項３）。複数のリブの先端側が透過型の液晶表示パネルの端部に一致するように傾斜されているので、液晶表示パネルで反射して複数のリブ間に閉じ込められた光が、筐体の内面で反射して再び複数のリブ間から出射されることを極力防止でき、さらにクロストークを低減することができる。

また、本発明において、前記仮想線に沿って配置され、筐体の中心側に複数個の凹凸を備えた面状部材を備え、前記面状部材は、複数個の凹凸のうち、前記透過型の液晶表示パネル側に向いた部分に、前記再帰反射部材が配設され、前記右眼用及び左眼用の一対の光源側に向いた部分に、前記光吸収部材が配設されていることが好ましい（請求項４）。仮想線に沿って配置された面状部材が、光源側から見ると再帰反射部材による再帰反射特性を示し、面状部材を液晶表示パネル側から見ると光吸収部材による光吸収特性を示すので、仮想線から外側に張り出して複数のリブを設ける必要がなく、筐体を小型化することができる。

また、本発明において、前記再帰反射部材は、光透過性の球状部材と、前記球状部材の外周面のうち、光入射側と反対側に被着された光反射部材とを備えていることが好ましい（請求項５）。球状部材に入射した光が光反射部材で反射されて入射方向へ出射するので、比較的簡単な構成で再帰反射特性を発揮させることができる。

本発明に係る立体画像表示装置によれば、右眼用及び左眼用の一対の光源側から放射され、透過型の液晶表示パネルに向かうことなく筐体内面に直接的に向かった光は、仮想線に配設されている再帰反射部材により再帰反射されて出射点に戻る。したがって、各光源からの直接的な光が吸収されることなく再び光源側へ向かって再利用されるので、光の利用効率を向上させることができる。その上、筐体内面における反射に起因する、各光源からの液晶表示パネルへの間接的な入射が低減されるので、クロストークを低減することができる。さらに、各光源から液晶表示パネルに向かった光のうち反射された光は、仮想線に配設されている光吸収部材により吸収される。したがって、液晶表示パネル及び筐体内面における反射に起因する液晶表示パネルへの間接的な入射が低減されるので、クロストークを抑制することができる。このように筐体内における反射光を再利用したり吸収したりして筐体内の反射をコントロールすることにより、クロストークを低減しつつも、光の利用効率を向上させることができる。しかも、追加のレンズを光源側の光路上に配置しないので、画質劣化を抑制できるとともに、高価な光学部品を用いないので、装置コストの上昇を抑制することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施例１を説明する。
図１は、実施例１に係る立体画像表示装置の概略構成を示す横断面図である。

実施例１に係る立体画像表示装置は、右眼用画像と左眼用画像とを時分割に交互に表示し、各画像を観察者の右眼と左眼とに分離して集光させる立体画像表示装置である。符号１は、右眼用画像と左眼用画像とを交互に表示する透過型の液晶表示パネルである。この液晶表示パネル１の裏面側であって離間した位置には、右眼用と左眼用の一対の光源２Ｒ，２Ｌが並設されている。光源２Ｒは、液晶表示パネル１に右眼用画像が表示される際に点灯され、光源２Ｌは、液晶表示パネル１に左眼用画像が表示される際に点灯される。液晶表示パネル１には、光源２Ｒ，２Ｌから照射された光を平行光にして液晶表示パネル１に導くためのフレネルレンズ３が光源２Ｒ，２Ｌ側に付設されている。液晶表示パネル１及びフレネルレンズ３は筐体５の一方面にあたる前面７に配設され、光源２Ｒ，２Ｌは筐体５の他方面にあたる後面９のうちの内面に配設されている。

筐体５は、液晶表示パネル１の端部と、光源２Ｒ，２Ｌの端部とを結んだ仮想線ＶＬよりも外側に張り出し形成された張り出し部１１が形成されている。ここでいう仮想線ＶＬは、詳細には、光源２Ｒの右端部（外側端部）と、液晶表示パネル１の光源２Ｒ側の端部とを結んだ仮想の線と、光源２Ｌの左端部（外側端部）と、液晶表示パネル１の光源２Ｌ側の端部とを結んだ仮想の線のことをいう。各張り出し部１１には、例えば、それぞれ５枚のリブ１３が配設されている。各リブ１３は、面状を呈し、各面が液晶表示パネル１と光源２Ｒ，２Ｌに向けて取り付けられている。リブ１３の基端部は、張り出し部１１の内壁面に位置し、先端部が仮想線ＶＬに位置するように配設されている。また、各リブ１３は、先端部が液晶表示パネル１に向かって傾斜姿勢とされているが、図１中に点線で示すように、各先端部の延長線上にフレネルレンズ３を含む液晶表示パネル１の端部が位置するような傾斜姿勢で配設されている。また、各リブ１３は、光源２Ｒ，２Ｌ側に再帰反射部材１５が配置され、液晶表示パネル１側に光吸収部材１７が配設されている。

ここで図２を参照する。なお、図２は、リブの一部を拡大した横断面図である。
リブ１３は、基材１９の一方面に再帰反射部材１５を備え、その反対側にあたる他方面に光吸収部材１７を備えている。再帰反射部材１５は、例えば、基材１９側から、粘着材２１と、金属反射膜層２３と、ガラスビーズ２５とを順に積層されて構成されている。ガラスビーズ２５は、光透過性の球状部材であって、光入射側とは反対側の一部が金属反射膜層２３で覆われて接着されている。金属反射膜層２３は、粘着材２１によって基材１９に貼り付けられている。ガラスビーズ２５に入射した光は、図２中に二点差線矢印で示すように、ガラスビーズ２５で屈折されるとともに金属反射膜層２３で反射され、入射した方向と同じ方向へと出射される。

なお、上記の金属反射膜層２３は、本発明における光反射部材に相当する。

光吸収部材１７は、例えば、基材１９側から、粘着材２７と、基材フィルム２９と、接着剤層３１とを順に積層して構成されている。基材フィルム２９には、接着剤層３１を介して多数の短繊維３３がほぼ垂直に植え付けられている。このような構成の光吸収部材１７は、入射してきた光の反射を多数の短繊維３３で抑制するので、光を吸収する作用を生ずる。

上記のような構成のリブ１３を張り出し部１１に複数備えているので、次のような作用を生じる。ここで、図３及び図４を参照する。なお、図３は再帰反射による光の再利用の説明に供する模式図であり、図４は光吸収の説明に供する模式図である。ここでは、一例として、説明の理解を容易にするために、一対の光源２Ｒ，２Ｌのうちの光源２Ｌから放射された光を例に採って説明するが、光源２Ｒから放射された光についても同様である。

本実施例装置を作動させると、一対の光源２Ｒ，２Ｌが交互に点滅されるが、光源２Ｌから放射された光（図３中の二点鎖線矢印）は全てが液晶表示パネル１に向かうのではなく、一部が張り出し部１１の方向へと向かう。その光は、複数のリブ１３のいずれかに遮られるとともに、一対の光源２Ｒ，２Ｌ側に向けられた再帰反射材１５によって反射される。その結果、入射された方向と同じ方向へと戻り（図３中の点線矢印）、再び放射された光源２Ｌ側へと向かって再利用されることになる。したがって、光の利用効率を向上させることができる上、筐体５の内面における反射に起因する、各光源２Ｒ，２Ｌからの液晶表示パネル１への間接的な入射が低減されるので、クロストークを低減することができる。

一方、光源２Ｌから放射された光（図４中の二点鎖線矢印）のうち、液晶表示パネル１に向かった光であっても全てが液晶表示パネル１を透過するわけではなく、一部が反射して張り出し部１１の方向へと向かう（図４中の点線矢印）。その光は、複数のリブ１３のいずれかに遮られるとともに、液晶表示パネル１側へ向けられた光吸収部材１７によって吸収されることになる。したがって、液晶表示パネル１及び筐体５の内面における反射に起因する液晶表示パネル１への間接的な入射が低減されるので、クロストークを抑制することができる。

上述したように、筐体５の内部における反射光を再利用したり吸収したりして筐体５の内部の反射をコントロールすることにより、クロストークを低減しつつも、光の利用効率を向上させることができる。しかも、追加のレンズを光源２Ｒ，２Ｌ側の光路上に配置しないので、画質劣化を抑制できるとともに、高価な光学部品を用いないので、装置コストの上昇を抑制することができる。

さらに、光の反射をコントロールする複数のリブ１３が液晶表示パネル１側に向かって傾斜姿勢で配置されているので、液晶表示パネル１側で反射された光を、傾斜姿勢の各リブ１３の間に閉じ込めて、漏れ出ることを抑制することができる。したがって、光吸収部材１７で吸収しきれなかった光に起因するクロストークを低減できる。

また、その傾斜姿勢は、複数のリブ１３の先端側が液晶表示パネル１の端部に一致するようにされているので、液晶表示パネル１で反射して複数のリブ１３間に閉じ込められた光が、筐体５の内面で反射して再び複数のリブ１３間から出射されることを極力防止でき、さらにクロストークを低減できる。

さらに、再帰反射部材１５がガラスビーズ２５と金属反射膜層２３等で構成されているので、比較的簡単な構成で再帰反射特性を発揮させることができる。

次に、図面を参照して本発明の実施例２を説明する。
図５は、実施例２に係る立体画像表示装置の概略構成を示す横断面図である。なお、上述した実施例１と同じ構成については同符号を付すことで詳細な説明を省略する。

本実施例２に係る立体画像表示装置は、上述した実施例１に係る装置と比較すると、筐体５Ａと、反射をコントロールする構造が相違する。

具体的には、筐体５Ａは張り出し部１１を備えず、その側面３５の内壁面が仮想線ＶＬ（図示省略）に沿って形成されている。さらに、側面３５の内面は、面状部材３７を備えている。

ここで図６を参照する。なお、図６は、面状部材の一部を拡大した横断面図である。
面状部材３７は、基材３９の筐体５Ａの中心側（内壁面とは反対側）に、複数個の凸部４１を備え、全面にわたって凹凸が形成されている。各凹凸の大きさは微小であり、例えば、各凸部４１は数十μｍ〜数ｍｍ程度の高さである。また、各凸部４１は、傾斜姿勢に形成されているが、面状部材３７を筐体５Ａの内面に付設した状態で、各凸部４１の先端部を延長すると、液晶表示パネル１の端部に一致する姿勢が好ましい。

各凸部４１は、金属反射膜層２３を介してガラスビーズ２５が埋設されてなる再帰反射部材１５を光源２Ｒ，２Ｌ側に備えている。部分的な構成は、上述した実施例１のものとほぼ同じである。また、各凸部４１は、液晶表示パネル１側に光吸収部材１７を備えている。この光吸収部材１７は、上述した実施例１のものと同様の構成を備え、凸部４１側から、粘着材２７と、基材フィルム２９と、接着剤層３１と、短繊維３３とを備えている。

このような構成の本実施例２は、液晶表示パネル１側から見て光吸収特性を備え、光源２Ｒ，２Ｌ側から見て再帰反射特性を備えた面状部材３７を筐体５Ａの内面にあたる仮想線ＶＬ（図示省略）に沿って備えているので、上述した実施例１と同様の効果を奏する。その上、仮想線ＶＬから外側へ張り出して複数のリブを備える必要がないので、筐体５Ａを小型化することができる。また、従来装置の筐体１００と形状がほぼ同じであるので、本構成を容易に適用することができ、最小限のコストで上述した効果を奏することができる。

本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した実施例１では、リブ１３の先端部が仮想線ＶＬに位置するように配設されているが、先端部が仮想線ＶＬよりも外側（張り出し部１１側）に位置するように配設される構成であってもよい。

（２）上述した実施例１では、各張り出し部１１にそれぞれ５枚のリブ１３を備えた構成としているが、それぞれ１枚ずつや、それぞれ６枚以上のリブ１３を備えるようにしてもよい。それぞれに１枚のリブ１３を備える場合であっても、従来よりもクロストークを低減することができる。

（３）上述した各実施例１，２では、再帰反射部材１５としてガラスビーズ２５と金属反射膜層２３等を備える構成を例示したが、例えば、再帰反射特性を示す塗料をリブ１３及び凸部４１の一方面に塗布したり、再帰反射特性を示す布やテープなどを貼り付けたりした構成を採用してもよい。

（４）上述した各実施例１，２では、光吸収部材１７として短繊維３３等を備える構成を例示したが、例えば、光吸収性を示す塗料をリブ１３及び凸部４１の他方面に塗布したり、光吸収特性を有する布やテープなどを貼り付けたりした構成としてもよい。

（５）上述した各実施例１，２では、筐体５，５Ａ内部の側面にのみリブ１３や面状部材３７を備えているが、筐体５，５Ａ内部の上下面にも備えるようにしてもよい。これにより、さらなるクロストークの低減が期待できる。

実施例１に係る立体画像表示装置の概略構成を示す横断面図である。 リブの一部を拡大した横断面図である。 再帰反射による光の再利用の説明に供する模式図である。 光吸収の説明に供する模式図である。 実施例２に係る立体画像表示装置の概略構成を示す横断面図である。 面状部材の一部を拡大した横断面図である。 従来例に係る立体画像表示装置の概略構成を示す図である。

符号の説明

１ … 液晶表示パネル
２Ｒ，２Ｌ … 光源
３ … フレネルレンズ
５ … 筐体
ＶＬ … 仮想線
１１ … 張り出し部
１３ … リブ
１５ … 再帰反射部材
１７ … 光吸収部材
２５ … ガラスビーズ
３３ … 短繊維

Claims (5)

1. 右眼用画像と左眼用画像とを交互に表示することにより、観察者に立体画像として認識させる立体画像表示装置において、
   筐体の一方面に配設され、右眼用画像と左眼用画像とを表示する透過型の液晶表示パネルと、
   前記液晶表示パネルと対向する、筐体の他方面に配設され、前記透過型の液晶表示パネルを照射する右眼用及び左眼用の一対の光源と、
   前記透過型の液晶表示パネルの端部と、前記右眼用及び左眼用の一対の光源の端部とを結んだ仮想線に配設され、前記右眼用及び左眼用の一対の光源側に向けて配置された再帰反射部材と、
   前記仮想線に配置され、前記透過型の液晶表示パネルに向けて配置された光吸収部材と、
   を備えていることを特徴とする立体画像表示装置。
2. 請求項１に記載の立体画像表示装置において、
   基端部が筐体の内面に位置し、前記仮想線に先端部が位置し、かつ、前記透過型の液晶表示パネル側に向かって傾斜姿勢で配置された複数のリブを備え、
   前記再帰反射部材と前記光吸収部材とが前記複数のリブに設けられていることを特徴とする立体画像表示装置。
3. 請求項２に記載の立体画像表示装置において、
   前記複数のリブは、各先端側が、前記透過型の液晶表示パネルの端部に向けて配設されていることを特徴とする立体画像表示装置。
4. 請求項１に記載の立体画像表示装置において、
   前記仮想線に沿って配置され、筐体の中心側に複数個の凹凸を備えた面状部材を備え、
   前記面状部材は、複数個の凹凸のうち、前記透過型の液晶表示パネル側に向いた部分に、前記再帰反射部材が配設され、前記右眼用及び左眼用の一対の光源側に向いた部分に、前記光吸収部材が配設されていることを特徴とする立体画像表示装置。
5. 請求項１、請求項２または請求項４に記載の立体画像表示装置において、
   前記再帰反射部材は、光透過性の球状部材と、前記球状部材の外周面のうち、光入射側と反対側に被着された光反射部材とを備えていることを特徴とする立体画像表示装置。

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