JP2010181900A

JP2010181900A - 立体画像表示装置および透過型表示素子および空間分割フィルターおよび偏光フィルターおよび光線非透過領域形成板

Info

Publication number: JP2010181900A
Application number: JP2010057805A
Authority: JP
Inventors: Akira Kawamura; 彰川村; Akishi Sato; 晶司佐藤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2010-03-15
Filing date: 2010-03-15
Publication date: 2010-08-19

Abstract

【課題】右眼用画素領域３１および左眼用画素領域３２が交互に形成されて成る液晶層３３と、波長板効果のない領域（偏光方向非回転領域）２７および波長板効果領域（偏光方向回転領域）２８が前記液晶層３３の各画素領域３１，３２の光透過経路に対応して交互に形成された空間分割フィルター６とを、光源および観察者の間に配設して構成された立体画像表示装置において、観察者の頭部が上下方向に移動した場合であっても左右クロストークの無い画像を鑑賞することができるようにする。
【解決手段】液晶層３３の右眼用画素領域３１および左眼用画素領域３２の境界部位に光線非透過領域３０を形成する。観察者頭部位置が上部に移動し、眼球に到達する光線が１５から１６に変更されても、右眼画像と左眼画像が混入した光成分は光線非透過領域３０によって遮断される。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば液晶等の透過型表示素子の偏光した光を出力するディスプレイと、例えば１ラインおきに偏光方向を回転させる素子を利用して立体画像を表示する立体画像表示装置に関し、さらに当該装置に使用される透過型表示素子および空間分割フィルターおよび偏光フィルターおよび光線非透過領域形成板に関する。

従来、例えば偏光制御型ディスプレイを利用して両眼視差による立体画像を表示する装置は図１７のように構成されていた。図１７は偏光により左右の画像を分離するメガネなし立体ディスプレイの原理を表しており、光源としての右眼用バックライト１、左眼用バックライト２と観察者１００の左眼３、右眼４との間には、偏光制御型ディスプレイ５、空間分割フィルター６およびレンズ７が配設されている。

図１７（ｂ）は右眼用バックライト１のＡ側から観察した偏光方向を、左眼用バックライト２のＢ側から観察した偏光方向を各々示している。

図１８に図１７における観察者１００の左右各眼球３、４への入射光の様子を図示する。この図面は、図１７における紙面に対する垂直方向の偏光制御型ディスプレイ５の断面を画素単位で表現している。

ここで、偏光制御型ディスプレイ５には偏光フィルター１０１が貼付されており、この偏光フィルター１０１の偏光方向は、図１８の紙面に対して平行な偏光方向の光のみ通過するように設定されている。また空間分割フィルター６は、１ラインおきに偏光方向回転領域が形成されている。

このため図１７の右眼用のバックライト１から出力された光のうち、図１８（ａ）の空間分割フィルター６の偏光方向非回転領域１１を通過した光が偏光制御型ディスプレイ５を通過し、偏光方向回転領域１２を通過した光は偏光制御型ディスプレイ５で遮断されることとなる。

ここで、空間分割フィルター６の構成を、偏光制御型ディスプレイ５の画素に適応させると、偏光制御型ディスプレイ５の１ラインおきの画像を右眼で観察することとなる。

また逆に左眼（図１８（ｂ））の場合は、偏光方向回転領域１２を通過した光のみが偏光制御型ディスプレイ５を通過することとなり、１ラインおきの画像を観察することとなる。

これによって、偏光制御型ディスプレイ５の各ラインおきに左右眼用の画像を交互に表示させると、左右の眼で全く独立した画像を見ることが可能となる。この左右眼用の画像を、両眼視差を考慮した立体画像とすることで、観察者が立体画像を認知できることとなる。

尚図１７（ａ）では、説明の都合上、左眼用バックライト２の偏光方向を紙面に対して平行にし、右眼用バックライト１の偏光方向を紙面に対して垂直方向としたが、実際には、各偏光が直交していれば良い。

特開平１０−６３１９９号公報特開平１０−２５３８２４号公報

上記の装置において、観察者の眼球位置が図１９のように上下移動すると、それに伴う眼球に到達する光線も変化する。すなわち眼球位置が、例えば１３から１４のように移動し画面中心を含む水平面上１７から移動すると、光線は１５から１６のように変化する。

図１９の画面上部Ｘ部分を拡大したものが図２０である。前記偏光制御型ディスプレイ５は、ＴＮ液晶型の場合は、偏光フィルター２０，２１、液晶ガラス２２、液晶層２３から構成される。また前記空間分割フィルター６は、波長板層２６と波長板保持ガラス２５から構成されている。

図２１に前記液晶層２３と波長板層２６間の詳細を示す。図２１において、光線１５は、眼球位置が図１９の１３、すなわち水平面上の位置にある場合に相当するが、この場合は液晶層２３に交互に設けられた右眼、左眼用画素範囲Ａ２，Ｂ２は、波長板層２６に交互に設けられた波長板効果のない領域（偏光方向非回転領域）Ａ１、波長板効果領域（偏光方向回転領域）Ｂ１に各々対応するため問題はない。

ところが眼球位置が図１９の１４に示すように上方向に移動すると、眼球に到達する光線は図示１６となり、前記領域Ａ１を透過した光は図示Ａ３の範囲を通過し、図示のように左眼用画素範囲Ａ４も通過してしまう。

他の画素についても同様の傾向があり、画面全体では、観察者の右眼は、右眼画像に左眼画像が混入した画像を見ることとなる。同様にして、前記領域Ｂ１を通過した光もＢ３の範囲を通過して、左眼画像にＢ４の範囲の右眼画像が混入する。画面全体では、左眼で、右眼の画像が混入した画像を観察することとなる。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものでその目的は、観察者の頭部が上下方向に移動した場合であっても左右クロストークの無い画像を鑑賞することができる立体画像表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明の立体画像表示装置は、左眼用画素領域および右眼用画素領域が交互に形成されて成る透過型表示素子と、偏光方向回転領域および偏光方向非回転領域が前記透過型表示素子の各画素領域の光透過経路に対応して交互に形成されたフィルターとを、光源および観察者の間に配設して構成された立体画像表示装置において、
前記透過型表示素子の左眼用画素領域および右眼用画素領域の境界部位か又は前記フィルターの偏光方向回転領域および偏光方向非回転領域の境界部位のうち、少なくともいずれか一方に光線非透過領域を形成したことを特徴としている。

また前記フィルターは、前記透過型表示素子と光源の間に設けられた空間分割フィルターを有し、前記光線非透過領域は前記透過型表示素子の左眼用画素領域および右眼用画素領域の境界部位に形成されていることを特徴とし、
また前記フィルターは、前記透過型表示素子と観察者の間に設けられた空間分割フィルターを有し、前記光線非透過領域は前記透過型表示素子の左眼用画素領域および右眼用画素領域の境界部位に形成されていることを特徴とし、
また前記フィルターは、前記透過型表示素子と光源の間に設けられた空間分割フィルターを有し、前記光線非透過領域は前記空間分割フィルターに設けられた偏光方向回転領域および偏光方向非回転領域の境界部位に形成されていることを特徴とし、
また前記フィルターは、前記透過型表示素子と観察者の間に設けられた空間分割フィルターを有し、前記光線非透過領域は前記空間分割フィルターに設けられた偏光方向回転領域および偏光方向非回転領域の境界部位に形成されていることを特徴とし、
また前記フィルターは、前記透過型表示素子の光源又は観察者側に配設された偏光フィルターを有し、前記光線非透過領域は、当該偏光フィルターであって前記フィルターの偏光方向回転領域に対応する部位と偏光方向非回転領域に対応する部位との境界部位に形成されていることを特徴とし、
また前記透過型表示素子の光源側又は観察者側に配設された光線非透過領域形成板を有し、前記光線非透過領域は、当該光線非透過領域形成板であって、前記フィルターの偏光方向回転領域に対応する部位と偏光方向非回転領域に対応する部位との境界部位に形成されていることを特徴とし、
また前記フィルターは、前記透過型表示素子の光源側又は観察者側に配設された空間分割フィルターを有し、前記光線非透過領域は、前記透過型表示素子の左眼用画素領域および右眼用画素領域の境界部位と、前記空間分割フィルターに設けられた偏光方向回転領域および偏光方向非回転領域の境界部位とに形成されていることを特徴としている。

また本発明の透過型表示素子は、立体画像表示用の光源から発射された光の光路に介挿されて画像を表示する透過型表示素子であって、左眼用および右眼用に交互に形成された画素領域を有し、前記左眼用画素領域および右眼用画素領域の境界部位に光線非透過領域が形成されていることを特徴としている。

また本発明の空間分割フィルターは、左眼用および右眼用に交互に形成された画素領域を有し、立体画像表示用の光源から発射された光の光路に介挿された透過型表示素子の、前記各画素領域の光透過経路に対応して交互に形成された偏光方向回転領域および偏光方向非回転領域を備えた空間分割フィルターであって、前記偏光方向回転領域および偏光方向非回転領域の境界部位に光線非透過領域が形成されていることを特徴としている。

また本発明の偏光フィルターは、左眼用画素領域および右眼用画素領域が交互に形成されるとともに、立体画像表示用の光源からの光が透過する透過型表示素子を有した立体画像表示装置の、前記光の光路に介挿されるフィルターであって、前記透過型表示素子の左眼用画素領域および右眼用画素領域の境界部位に対応して形成された光線非透過領域を備えたことを特徴としている。

また本発明の光線非透過領域形成板は、左眼用画素領域および右眼用画素領域を交互に形成するとともに、立体画像表示用の光源から発射された光の光路に介挿された透過型表示素子を有した立体画像表示装置の、前記透過型表示素子の左眼用画素領域および右眼用画素領域の境界部位に対応して形成された光線非透過領域を備えたことを特徴としている。

以上のように本発明によれば、立体画像表示装置において、観察者の頭部が上下方向に移動した場合であっても左右クロストークの無い画像を鑑賞することができる。このため頭部位置の自由度が増し、ディスプレイ使用時の疲労が減少する。また波長板形成時における偏光方向回転領域と偏光方向非回転領域の比率のアンバランスによるクロストークの出現を回避することができる。

本発明の一実施形態例を表し、光線非透過領域をメガネなし立体表示装置の液晶層に設けた場合の要部断面図。本発明の他の実施形態例を表し、光線非透過領域をメガネなし立体表示装置の空間分割フィルターに設けた場合の要部断面図。本発明の他の実施形態例を表し、光線非透過領域をメガネなし立体表示装置の直線偏光フィルターに設けた場合の要部断面図。本発明の他の実施形態例を表し、光線非透過領域をメガネなし立体表示装置の観察者側の偏光フィルターに設けた場合の要部断面図。本発明の他の実施形態例を表し、光線非透過領域形成板をメガネなし立体表示装置の光源側の空間分割フィルターに設けた場合の要部断面図。本発明の他の実施形態例を表し、光線非透過領域形成板をメガネなし立体表示装置の観察者側の偏光フィルターに設けた場合の要部断面図。本発明の他の実施形態例を表し、光線非透過領域をメガネなし立体表示装置の液晶層と空間分割フィルターの両方に設けた場合の要部断面図。メガネ使用による立体表示装置の原理を表す説明図。図８の装置で立体画像を見るときの様子を表す説明図。図８の装置で立体画像を見るときに観察者の眼球位置が上部へ移動したときの様子を表す説明図。本発明の他の実施形態例を表し、光線非透過領域をメガネ使用による立体表示装置の液晶層に設けた場合の要部断面図。本発明の他の実施形態例を表し、光線非透過領域をメガネ使用による立体表示装置の観察者側空間分割フィルターに設けた場合の要部断面図。本発明の他の実施形態例を表し、光線非透過領域をメガネ使用による立体表示装置の観察者側偏光フィルターに設けた場合の要部断面図。本発明の他の実施形態例を表し、光線非透過領域形成板をメガネ使用による立体表示装置の観察者側の空間分割フィルターに設けた場合の要部断面図。。本発明の他の実施形態例を表し、光線非透過領域形成板をメガネ使用による立体表示装置の観察者側の偏光フィルターに設けた場合の要部断面図。本発明の他の実施形態例を表し、光線非透過領域をメガネ使用による立体表示装置の液晶層と空間分割フィルターの両方に設けた場合の要部断面図。メガネなし立体表示装置の原理を表す説明図。図１７の装置で立体画像を見るときの様子を表す説明図。図１７の装置で立体画像を見るときに観察者の眼球位置が上部へ移動したときの様子を表す説明図。図１９の要部断面図。図２０の拡大断面図。

以下図面を参照しながら本発明の一実施形態例を説明する。図１は本発明の光線非透過領域を図１７で述べたメガネなし立体表示装置の液晶層に設けた実施形態例を表しており、図２１と同一部分は同一符号をもって示している。

図１において３３は偏光制御型ディスプレイの液晶層であり、右眼用画素領域３１および左眼用画素領域３２が交互に形成されている。３０は右眼用画素領域３１および左眼用画素領域３２の境界部位に設けられた光線非透過領域であり、液晶ガラス２２の液晶層３３と接する側に非透過範囲が形成されている。

空間分割フィルター６を構成する波長板層２６には、波長板効果のない領域（偏光方向非回転領域）２７および波長板効果領域（偏光方向回転領域）２８が前記液晶層３３の各画素領域３１、３２の光透過経路に対応して交互に形成されている。

このように構成した装置において、眼球位置が図１９の１３から１４に示すように上方向に移動すると、眼球に到達する光線は図示１５から１６に変更される。このとき右眼用画素領域３１に対応する図示Ａ１の範囲を透過した光は図示Ａ３の範囲を通過し、反対側の左眼用画素領域３２の範囲Ａ４も通過しようとするが、このＡ４範囲の光は光線非透過領域３０によって遮断される。これによって右眼画像に左眼画像が混入することはない。

また左眼用画素領域３２に対応する図示Ｂ１の範囲を透過した光は図示Ｂ３の範囲を通過し、反対側の右眼用画素領域３１の範囲Ｂ４も通過しようとするが、このＢ４範囲の光は光線非透過領域３０によって遮断される。これによって左眼画像に右眼画像が混入することはない。

また頭部位置が下部に移動した場合も前記同様の動作となる。

したがって観察者の頭部が上下に移動しても左右クロストークのない画像を鑑賞することができる。

図２は本発明の光線非透過領域を前記図１で述べたメガネなし立体表示装置の空間分割フィルター６に設けた実施形態例を表しており、図１、図２１と同一部分は同一符号をもって示している。

図２において３６は空間分割フィルター６の波長板層であり、交互に形成された波長板効果のない領域（偏光方向非回転領域）２７および波長板効果領域（偏光方向回転領域）２８の境界部位には光線非透過領域３５が形成されている。

このように構成した装置において、眼球位置が図１９の１３から１４に示すように上方向に移動すると、眼球に到達する光線は図示１５から１６に変更される。このとき右眼用画素領域３１に対応する図示Ａ２の範囲を透過する光は反対側の左眼用画素領域３２に対応する範囲Ａ３も通過しようとするが、このＡ３範囲の光は光線非透過領域３５によって遮断される。これによって右眼画像に左眼画像が混入することはない。

また左眼用画素領域３２に対応する図示Ｂ２の範囲を透過する光は反対側の右眼用画素領域３１に対応する範囲Ｂ３も通過しようとするが、このＢ３範囲の光は光線非透過領域３５によって遮断される。これによって左眼画像に右眼画像が混入することはない。

図３、図４は本発明の光線非透過領域を、図２で述べたメガネなし立体表示装置の液晶層２３の光源又は観察者側に配設された偏光フィルターに設けた実施形態例を表しており、図２、図２１と同一部分は同一符号をもって示している。

図３において３７は、偏光制御型ディスプレイの液晶ガラス２２と空間分割フィルター６の間に設けられた直線偏光フィルターであり、波長板層２６に交互に形成された波長板効果のない領域（偏光方向非回転領域）２７および波長板効果領域（偏光方向回転領域）２８の境界部位に対応する部位に光線非透過領域３８が形成されている。

前記光線非透過領域３８をを形成する手法としては、例えば直線偏光フィルター３７内に光を透過しない材質を形成する手法と、直線偏光フィルター３７に光を透過しない塗装を施す手法等がある。

このように構成した装置において、眼球位置が図１９の１３から１４に示すように上方向に移動すると、眼球に到達する光線は図示１５から１６に変更される。このとき右眼用画素領域３１に対応する図示Ａ２の範囲を透過する光は反対側の左眼用画素領域３２に対応する範囲Ａ３も通過しようとするが、このＡ３範囲の光は光線非透過領域３８によって遮断される。これによって右眼画像に左眼画像が混入することはない。

また左眼用画素領域３２に対応する図示Ｂ２の範囲を透過する光は反対側の右眼用画素領域３１に対応する範囲Ｂ３も通過しようとするが、このＢ３範囲の光は光線非透過領域３８によって遮断される。これによって左眼画像に右眼画像が混入することはない。

また図４のように、偏光制御型ディスプレイの液晶ガラス２２の観察者側面に配設された偏光フィルター４０に、前記図３の場合と同様にして光線非透過領域４１を形成しても良い。この場合も前記図３と同様の作用、効果を奏する。

図５、図６は本発明の光線非透過領域を、図３で述べたメガネなし立体表示装置の液晶ガラス２２の光源側又は観察者側に光線非透過領域形成板を設けた実施形態例を表しており、図３、図４、図２０と同一部分は同一符号をもって示している。

図５において４４は、偏光制御型ディスプレイの液晶ガラス２２と空間分割フィルター６の間に設けられた光線非透過領域形成板であり、波長板層２６に交互に形成された波長板効果のない領域（偏光方向非回転領域）２７および波長板効果領域（偏光方向回転領域）２８の境界部位に対応する部位に光線非透過領域４５が形成されている。

前記光線非透過領域４５をを形成する手法としては、例えば光線非透過領域形成板４４内に光を透過しない材質を形成する手法と、光線非透過領域形成板４４に光を透過しない塗装を施す手法等がある。

このように構成した装置において、眼球位置が図１９の１３から１４に示すように上方向に移動すると、眼球に到達する光線は図示１５から１６に変更される。このとき右眼用画素領域３１に対応する図示Ａ２の範囲を透過する光は反対側の左眼用画素領域３２に対応する範囲Ａ３も通過しようとするが、このＡ３範囲の光は光線非透過領域４５によって遮断される。これによって右眼画像に左眼画像が混入することはない。

また左眼用画素領域３２に対応する図示Ｂ２の範囲を透過する光は反対側の右眼用画素領域３１に対応する範囲Ｂ３も通過しようとするが、このＢ３範囲の光は光線非透過領域４５によって遮断される。これによって左眼画像に右眼画像が混入することはない。

また図６のように、偏光制御型ディスプレイの液晶ガラス２２の観察者側の偏光フィルター２０表面ないしは、偏光フィルター２０と液晶ガラス２２の間に、前記図５の場合と同様にして光線非透過領域４７を形成した光線非透過領域形成板４６を設けても良い。この場合も前記図５と同様の作用、効果を奏する。

図７は本発明の光線非透過領域を図１７で述べたメガネなし立体表示装置の液晶層と空間分割フィルターの両方に設けた実施形態例を表しており、図２０、図２１と同一部分は同一符号をもって示している。

図７において４８は右眼用画素領域３１および左眼用画素領域３２が交互に形成された液晶層であり、該画素領域３１と３２の境界部位には光線非透過領域５０ａが形成されている。

４９は空間分割フィルター６の波長板層であり、交互に形成された波長板効果のない領域（偏光方向非回転領域）２７および波長板効果領域（偏光方向回転領域）２８の境界部位には光線非透過領域５０ｂが形成されている。

尚光線非透過領域５０ａ，５０ｂの光遮断範囲Ｃ１，Ｃ２は、液晶層４８のみに形成したときのＣの範囲に相当する。

このように構成した装置において、眼球位置が図１９の１３から１４に示すように上方向に移動すると、眼球に到達する光線は図示１５から１６に変更される。このとき右眼用画素領域３１に対応する図示Ａ２の範囲を透過する光は反対側の左眼用画素領域３２に対応する範囲Ａ３も通過しようとするが、このＡ３範囲の光は光線非透過領域５０ａ，５０ｂによって遮断される。これによって右眼画像に左眼画像が混入することはない。

また左眼用画素領域３２に対応する図示Ｂ２の範囲を透過する光は反対側の右眼用画素領域３１に対応する範囲Ｂ３も通過しようとするが、このＢ３範囲の光は光線非透過領域５０ａ，５０ｂによって遮断される。これによって左眼画像に右眼画像が混入することはない。

しかも例えば図１のように液晶層のみに光線非透過領域を形成する場合に比較して、光遮断範囲が狭いので、光透過効率が良い。このため光利用効率を高めることができる。

次に偏光メガネを使用した立体ディスプレイの原理を図８〜図１０とともに説明する。図８（ａ）において、光源としてのバックライト（図示省略）と観察者の右眼６２、左眼６３との間には、偏光制御型ディスプレイ６０、空間分割フィルター６１が配設されている。また右眼６２，６３と空間分割フィルター６１の間には偏光メガネとして、互いに偏光方向が直交する偏光フィルター６５，６６が各々配設されている。

図８（ｂ）は図示Ａ１側から観察した左眼用の偏光フィルター６６の偏光方向と、図示Ｂ１側から観察した右眼用の偏光フィルター６５の偏光方向とを各々示している。このように偏光フィルター６５，６６を使用することによって、各眼球６２，６３に１ラインおきの画像が観察されるものである。

図９に図８における各眼球６２，６３への入射光の様子を図示する。この図面は、図８における紙面に対する垂直方向の偏光制御型ディスプレイ６０の断面を画素単位で表現している。

ここで、偏光制御型ディスプレイ６０は、図９の紙面に対して平行な偏光方向の光のみ通過するように設定されている。また空間分割フィルター６１は、１ラインおきに偏光方向回転領域が形成されている。

このためバックライトから出力され、偏光制御型ディスプレイ６０の画素領域を透過した光のうち、図９（ａ）の空間分割フィルター６１の偏光方向非回転領域１１を通過した光が偏光フィルター６５を通過し、偏光方向回転領域１２を通過した光は偏光フィルター６５で遮断され、これによって１ラインおきの画像を観察することとなる。

また逆に左眼（図９（ｂ））の場合は、偏光方向回転領域１２を通過した光のみが偏光フィルター６６を通過することとなり、１ラインおきの画像を観察することとなる。

これによって、偏光制御型ディスプレイ６０の各ラインおきに左右眼用の画像を交互に表示させると、左右の眼で全く独立した画像を見ることが可能となる。この左右眼用の画像を、両眼視差を考慮した立体画像とすることで、観察者が立体画像を認知できることとなる。

尚偏光メガネを使用した上記装置において、観察者の眼球位置が図１０のように上下移動すると、それに伴う眼球に到達する光線も変化する。すなわち眼球位置が、例えば６８から６９のように移動し画面中心を含む水平面上７０から移動すると、光線は７１から７２のように変化する。

本発明では前記のように観察者の眼球位置が移動しても左右クロストークのない画像を鑑賞できるようにするために、以下のように構成した。図１１は本発明の光線非透過領域を図８で述べたメガネ使用による立体表示装置の液晶層に設けた実施形態例を表しており、図１０の画面上部のＹ部分を拡大して図示したものである。尚図１１において図８〜図１０と同一部分は同一符号をもって示している。

図１１において７３は偏光制御型ディスプレイの液晶層であり、右眼用画素領域７４および左眼用画素領域７５が交互に形成されている。７６は右眼用画素領域７４および左眼用画素領域７５の境界部位に設けられた光線非透過領域である。

空間分割フィルター６１には、偏光方向非回転領域１１および偏光方向回転領域１２が前記液晶層７３の各画素領域７４，７５の光透過経路に対応して交互に形成されている。

このように構成した装置において、眼球位置が図１０の６８から６９に示すように上方向に移動すると、眼球に到達する光線は図示７１から７２に変更される。このとき右眼用画素領域７４に対応する図示Ａ２の範囲を透過する光は反対側の左眼用画素領域７５に対応する範囲Ａ３も通過しようとするが、このＡ３範囲の光は光線非透過領域７６によって遮断される。これによって右眼画像に左眼画像が混入することはない。

また左眼用画素領域７５に対応する図示Ｂ２の範囲を透過する光は反対側の右眼用画素領域７４に対応する範囲Ｂ３も通過しようとするが、このＢ３範囲の光は光線非透過領域７６によって遮断される。これによって左眼画像に右眼画像が混入することはない。

図１２は本発明の光線非透過領域を前記図８、図１１で述べたメガネ使用による立体表示装置の空間分割フィルターに設けた実施形態例を表しており、図８、図１１と同一部分は同一符号をもって示している。

図１２において８０は空間分割フィルターであり、交互に形成された偏光方向非回転領域１１および１２の境界部位には光線非透過領域８１が形成されている。８２は偏光制御型ディスプレイの液晶層であり、右眼用画素領域７４および左眼用画素領域７５が交互に形成されている。

このように構成した装置において、眼球位置が図１０の６８から６９に示すように上方向に移動すると、眼球に到達する光線は図示７１から７２に変更される。このとき右眼用画素領域７４に対応する図示Ａ２の範囲を透過する光は反対側の左眼用画素領域７５に対応する範囲Ａ３も通過しようとするが、このＡ３範囲の光は光線非透過領域８１によって遮断される。これによって右眼画像に左眼画像が混入することはない。

また左眼用画素領域７５に対応する図示Ｂ２の範囲を透過する光は反対側の右眼用画素領域７４に対応する範囲Ｂ３も通過しようとするが、このＢ３範囲の光は光線非透過領域８１によって遮断される。これによって左眼画像に右眼画像が混入することはない。

図１３は本発明の光線非透過領域を、図８、図１２で述べたメガネ使用による立体表示装置の液晶層８２の観察者側に配設された偏光フィルターに設けた実施形態例を表しており、図８、図１２と同一部分は同一符号をもって示している。

図１３において８４は、偏光制御型ディスプレイの液晶ガラス２２と空間分割フィルター６１の間に設けられた偏光フィルターであり、空間分割フィルター６１に交互に形成された偏光方向非回転領域１１および偏光方向回転領域１２の境界部位に対応する部位に光線非透過領域８５が形成されている。

前記光線非透過領域８５をを形成する手法としては、例えば偏光フィルター８４内に光を透過しない材質を形成する手法と、偏光フィルター８４に光を透過しない塗装を施す手法等がある。

このように構成した装置において、眼球位置が図１０の６８から６９に示すように上方向に移動すると、眼球に到達する光線は図示７１から７２に変更される。このとき右眼用画素領域７４に対応する図示Ａ２の範囲を透過する光は反対側の左眼用画素領域７５に対応する範囲Ａ３も通過しようとするが、このＡ３範囲の光は光線非透過領域８５によって遮断される。これによって右眼画像に左眼画像が混入することはない。

また左眼用画素領域７５に対応する図示Ｂ２の範囲を透過する光は反対側の右眼用画素領域７４に対応する範囲Ｂ３も通過しようとするが、このＢ３範囲の光は光線非透過領域８５によって遮断される。これによって左眼画像に右眼画像が混入することはない。

図１４、図１５は本発明の光線非透過領域を、図８、図１１〜図１３で述べたメガネ使用による立体表示装置の液晶ガラス２２の光源側又は観察者側に光線非透過領域形成板を設けた実施形態例を表しており、図８、図１１〜図１３と同一部分は同一符号をもって示している。

図１４において８９ａは、観察者側の偏光フィルター２０と空間分割フィルター６１の間に設けられた光線非透過領域形成板（ブラックライン板）であり、空間分割フィルター６１に交互に形成された偏光方向非回転領域１１および偏光方向回転領域１２の境界部位に対応する部位に光線非透過領域９２ａが形成されている。

前記光線非透過領域９２ａをを形成する手法としては、例えば光線非透過領域形成板８９ａ内に光を透過しない材質を形成する手法と、光線非透過領域形成板８９ａに光を透過しない塗装を施す手法等がある。

このように構成した装置において、眼球位置が図１０の６８から６９に示すように上方向に移動すると、眼球に到達する光線は図示７１から７２に変更される。このとき右眼用画素領域７４に対応する図示Ａ２の範囲を透過する光は反対側の左眼用画素領域７５に対応する範囲Ａ３も通過しようとするが、このＡ３範囲の光は光線非透過領域９２ａによって遮断される。これによって右眼画像に左眼画像が混入することはない。

また左眼用画素領域７５に対応する図示Ｂ２の範囲を透過する光は反対側の右眼用画素領域７４に対応する範囲Ｂ３も通過しようとするが、このＢ３範囲の光は光線非透過領域９２ａによって遮断される。これによって左眼画像に右眼画像が混入することはない。

また図１５のように、偏光フィルター２１の観察者側に、前記図１４の場合と同様にして光線非透過領域９２ｂを形成した光線非透過領域形成板８９ｂを設けても良い。この場合も前記図１４と同様の作用、効果を奏する。

さらに前記図１４の光線非透過領域形成板８９ａを偏光フィルター２０と液晶ガラス２２の間に、図１５の光線非透過領域形成板８９ｂを偏光フィルター２１と液晶ガラス２２の間に各々配設するように構成しても良い。この場合も前記と同様の作用、効果を奏する。

図１６は本発明の光線非透過領域を図８、図１１、図１２で述べたメガネ使用による立体表示装置の液晶層と空間分割フィルターの両方に設けた実施形態例を表しており、図８、図１１、図１２と同一部分は同一符号をもって示している。

図１６において７３は右眼用画素領域７４および左眼用画素領域７５が交互に形成された液晶層であり、該画素領域７４と７５の境界部位には光線非透過領域７６が形成されている。

８０は空間分割フィルターであり、交互に形成された偏光方向非回転領域１１および偏光方向回転領域１２の境界部位には光線非透過領域８１が形成されている。

尚光線非透過領域７６，８１の光遮断範囲Ｃ１，Ｃ２は、空間分割フィルター８０のみに形成したときのＣの範囲に相当する。

このように構成した装置において、眼球位置が図１０の６８から６９に示すように上方向に移動すると、眼球に到達する光線は図示７１から７２に変更される。このとき右眼用画素領域７４に対応する図示Ａ２の範囲を透過する光は反対側の左眼用画素領域７５に対応する範囲Ａ３も通過しようとするが、このＡ３範囲の光は光線非透過領域７６，８１によって遮断される。これによって右眼画像に左眼画像が混入することはない。

また左眼用画素領域７５に対応する図示Ｂ２の範囲を透過する光は反対側の右眼用画素領域７４に対応する範囲Ｂ３も通過しようとするが、このＢ３範囲の光は光線非透過領域７６，８１によって遮断される。これによって左眼画像に右眼画像が混入することはない。

しかも例えば図１１のように液晶層のみに光線非透過領域を形成する場合に比較して、光遮断範囲が狭いので、光透過効率が良い。このため光利用効率を高めることができる。

１，２…バックライト、５，６０…偏光制御型ディスプレイ、６，６１，８０…空間分割フィルター、１１．２７…偏光方向非回転領域、１２，２８…偏光方向回転領域、１５，１６，７１，７２…光線、２０，２１，３７，４０，６５，６６…偏光フィルター、２２…液晶ガラス、２３，３３，４８，７３，８２…液晶層、２６，３６…波長板層、３０，３５，３８，４１，４５，４７，５０ａ，５０ｂ，７６，８１，８５，９２ａ，９２ｂ，…光線非透過領域、３１，７４…右眼用画素領域、３２，７５…左眼用画素領域、４４，４６，８９ａ，８９ｂ…光線非透過領域形成板。

Claims

左眼用画素領域および右眼用画素領域が交互に形成されて成る透過型表示素子と、偏光方向回転領域および偏光方向非回転領域が前記透過型表示素子の各画素領域の光透過経路に対応して交互に形成されたフィルターとを、光源および観察者の間に配設して構成された立体画像表示装置において、
前記透過型表示素子の左眼用画素領域および右眼用画素領域の境界部位か又は前記フィルターの偏光方向回転領域および偏光方向非回転領域の境界部位のうち、少なくともいずれか一方に光線非透過領域を形成したことを特徴とする立体画像表示装置。
前記フィルターは、前記透過型表示素子と光源の間に設けられた空間分割フィルターを有し、
前記光線非透過領域は前記透過型表示素子の左眼用画素領域および右眼用画素領域の境界部位に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の立体画像表示装置。
前記フィルターは、前記透過型表示素子と観察者の間に設けられた空間分割フィルターを有し、
前記光線非透過領域は前記透過型表示素子の左眼用画素領域および右眼用画素領域の境界部位に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の立体画像表示装置。
前記フィルターは、前記透過型表示素子と光源の間に設けられた空間分割フィルターを有し、
前記光線非透過領域は前記空間分割フィルターに設けられた偏光方向回転領域および偏光方向非回転領域の境界部位に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の立体画像表示装置。
前記フィルターは、前記透過型表示素子と観察者の間に設けられた空間分割フィルターを有し、
前記光線非透過領域は前記空間分割フィルターに設けられた偏光方向回転領域および偏光方向非回転領域の境界部位に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の立体画像表示装置。
前記フィルターは、前記透過型表示素子の光源又は観察者側に配設された偏光フィルターを有し、
前記光線非透過領域は、当該偏光フィルターであって前記フィルターの偏光方向回転領域に対応する部位と偏光方向非回転領域に対応する部位との境界部位に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の立体画像表示装置。
前記透過型表示素子の光源側又は観察者側に配設された光線非透過領域形成板を有し、
前記光線非透過領域は、当該光線非透過領域形成板であって、前記フィルターの偏光方向回転領域に対応する部位と偏光方向非回転領域に対応する部位との境界部位に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の立体画像表示装置。
前記フィルターは、前記透過型表示素子の光源側又は観察者側に配設された空間分割フィルターを有し、
前記光線非透過領域は、前記透過型表示素子の左眼用画素領域および右眼用画素領域の境界部位と、前記空間分割フィルターに設けられた偏光方向回転領域および偏光方向非回転領域の境界部位とに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の立体画像表示装置。
立体画像表示用の光源から発射された光の光路に介挿されて画像を表示する透過型表示素子であって、左眼用および右眼用に交互に形成された画素領域を有し、前記左眼用画素領域および右眼用画素領域の境界部位に光線非透過領域が形成されていることを特徴とする透過型表示素子。
左眼用および右眼用に交互に形成された画素領域を有し、立体画像表示用の光源から発射された光の光路に介挿された透過型表示素子の、前記各画素領域の光透過経路に対応して交互に形成された偏光方向回転領域および偏光方向非回転領域を備えた空間分割フィルターであって、
前記偏光方向回転領域および偏光方向非回転領域の境界部位に光線非透過領域が形成されていることを特徴とする空間分割フィルター。
左眼用画素領域および右眼用画素領域が交互に形成されるとともに、立体画像表示用の光源からの光が透過する透過型表示素子を有した立体画像表示装置の、前記光の光路に介挿されるフィルターであって、
前記透過型表示素子の左眼用画素領域および右眼用画素領域の境界部位に対応して形成された光線非透過領域を備えたことを特徴とする偏光フィルター。
左眼用画素領域および右眼用画素領域を交互に形成するとともに、立体画像表示用の光源から発射された光の光路に介挿された透過型表示素子を有した立体画像表示装置の、前記透過型表示素子の左眼用画素領域および右眼用画素領域の境界部位に対応して形成された光線非透過領域を備えたことを特徴とする光線非透過領域形成板。