JP2012247665A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】立体的な映像を表示することができる大型の画像表示装置に好適であって、パララックスバリアと表示パネルとの間の距離を正確に位置調整可能な画像表示装置を提供する。
【解決手段】画像表示装置は、透明基材１１と、複数の遮光部８と複数の透光部９とを含み透明基材１１に形成されたパターン膜１２とを有し、遮光部８と透光部９とが交互に配列するパララックスバリア１と、画像が表示される画面を有する表示パネルと、表示パネルの画面とパララックスバリア１との間の距離を調整する調整部材とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像表示装置に関し、特に、パララックスバリアを備えた画像表示装置に関する。

立体映像（三次元映像ともいう）技術は、光の位置と方向を制御して人の両眼（左眼と右眼）に視差を生じさせて届けることにより、映像を見る者にとって、平面な画面に映る映像が立体的なものと感じる効果を生じさせる技術である。このような立体映像技術としては、特殊なメガネを装着する方式と、そのようなメガネを必要としない裸眼方式とに分けられる。裸眼方式は、特殊なメガネが不要であるため、不特定多数の者を対象とでき、また手軽に立体映像を楽しむことができるため、立体映像を普及させる技術として期待されている。

裸眼方式は、レンズを用いるもの（レンチキュラ方式）、スリットを用いるもの（パララックスバリア方式）、回折現象を用いるもの等に分類される。この中で、パララックスバリア方式は、製作コストが低いことや高い立体感が得られる等の利点があり、注目されている。パララックスバリアとは、透光部（光を通す縦長の部分）と遮光部（光を通さない縦長の部分）が対になって等間隔に並んだ縦格子を意味する。液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイの前面に、このパララックスバリアを設置することによって、ディスプレイ上の左眼用画像と右眼用画像とを分離して、ディスプレイ画面を見る者に立体感を容易に生じさせることができる。

立体感は、映像を見る者の位置、液晶ディスプレイ等のサブ画像ピッチ、右目と左目の眼間距離によって異なる。これに対して、たとえば、特開２００４−２１９４８３号公報に記載されているように、液晶ディスプレイや液晶レンズの表示装置から成るパララックスバリアとディスプレイの間隔を変えることによって、映像を見る者に適した立体的な映像を表示することが可能である。

特開２００４−２１９４８３号公報

しかし、上記特開２００４−２１９４８３号公報に記載された画像表示装置においては、上記パララックスバリアとして液晶ディスプレイや液晶レンズの表示装置が採用されており、パララックスバリアの重量は重くなっている。そのため、たとえば、大型サイネージなどのように大型の表示装置に適用しようとすると、パララックスバリア自体の重量が過大なものとなる。

その一方で、立体感を調整する場合にはパララックスバリアと表示パネルとの間の間隔を調整する必要がある。この際、パララックスバリアが重たい場合には、パララックスバリアの位置調整が非常に困難なものとなる。

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、立体的な映像を表示することができる大型の画像表示装置に好適であって、パララックスバリアと表示パネルとの間の距離を正確に位置調整可能な画像表示装置を提供することである。

本発明に係る画像表示装置は、透明基材と、複数の遮光部と複数の透光部とを含み透明基材に形成されたパターン膜とを有し、遮光部と透光部とが交互に配列するパララックスバリアを備える。画像表示装置は、画像が表示される画面を有する表示パネルと、表示パネルの画面とパララックスバリアとの間の距離を調整する調整部材とを備える。

好ましくは、上記表示パネルの位置は固定される。上記パララックスバリアは、表示パネルに対して移動可能に設けられ、調整部材はパララックスバリアを移動させる。好ましくは、上記表示パネルは、複数の単位パネルを含み、単位パネルは互いに隣接するように配置される。好ましくは、上記調整部材に駆動信号を送信して、調整部材を遠隔操作する操作部をさらに備える。

好ましくは、上記操作部は赤外線を発光する発光素子を含む。上記調整部材は、発光素子からの赤外線を受光する受光素子を含む。上記操作部は駆動信号を赤外線で調整部材に送信する。

好ましくは、上記操作部は電波を発信する発信機を含み、調整部材は、発信機からの電波を受信する受信機を含む。上記操作部は駆動信号を電波で調整部材に送信する。好ましくは、上記調整部材はモータを含む。

本発明に係る画像表示装置によれば、パララックスバリアと表示パネルとの間の距離を正確に調整することができ、良好な立体映像を表示することができる。

本実施の形態に係る画像表示装置１０を模式的に示す斜視図である。 パララックスバリア１および液晶表示パネル２を模式的に示す断面図である。 調整部材４、パララックスバリア１および液晶表示パネル２を模式的に示す断面図である。 本実施の形態に係る画像表示装置１０の変形例を模式的に示す斜視図である。 パララックスバリアの製造方法を模式的に示す断面図である。

図１は、本実施の形態に係る画像表示装置１０を模式的に示す斜視図である。本実施の形態に係る画像表示装置１０は、パララックスバリア１と、液晶表示パネル２と、パララックスバリア１および液晶表示パネル２を支持するフレーム３と、パララックスバリア１と液晶表示パネル２との間の間隔を調整する調整部材４とを備える。

液晶表示パネル２は、たとえば、複数のＴＦＴ素子が形成されたＴＦＴ基板と、ＴＦＴ基板と対向する対向基板と、ＴＦＴ基板および対向基板との間に封入された液晶層と、ＴＦＴ基板に光を照射するバックライトユニットとを含む。

そして、対向基板は、ＴＦＴ基板と対向する第１主表面と、この第１主表面と反対側に位置する第２主表面とを含む。そして、第２主表面に画像が表示される画面が形成されている。

パララックスバリア１は、液晶表示パネル２の画面と対向する。液晶表示パネル２およびパララックスバリア１は、互いに平行となるように配置されている。パララックスバリア１は、液晶表示パネル２に対して相対的に移動可能に設けられている。

パララックスバリア１は、複数の遮光部８および複数の透光部９を含み、遮光部８と透光部９とは互いに交互に配列するように形成されている。本実施の形態に係る画像表示装置１０においては、透光部９と遮光部８とはパララックスバリア１の幅方向（左右方向）に交互に形成されると共に、高さ方向に交互に形成されている。

図２は、パララックスバリア１および液晶表示パネル２を模式的に示す断面図である。この図２において、パララックスバリア１は、透明基材１１と、この透明基材１１の主表面上に形成された遮光膜パターン１２とを含む。

透明基材１１は、特に限定されるものではないが、平行光線透過率が高く、熱膨張率が低く、曲げ強度の高いものが好ましい。例えば、ガラス、フィルム、及びフィルムを貼合したガラスが挙げられる。

フィルムは、特に限定されるものではないが、ＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）、ＰＣ（Polycarbonate）、ＰＭＭＡ（Polymethylmethacrylate）、ＣＯＰ(シクロオレフィンポリマー)、ＣＯＣ（環状オレフィンコポリマー）、ＰＯ（ポリオレフィン）が挙げられる。厚みは特に限定されるものではないが、１００μm以上であることが好ましい。１００μmより薄いとハンドリングが悪い。

遮光膜パターン１２は、たとえば、遮光性材料によって形成されており、この遮光膜パターン１２に複数の遮光部８および透光部９が形成されている。本実施の形態において、パララックスバリア１は、透明基材１１と遮光膜パターン１２とから形成されており、パララックスバリア１の軽量化が図られている。

図３は、調整部材４、パララックスバリア１および液晶表示パネル２を模式的に示す断面図である。図３および図１に示す調整部材４は、パララックスバリア１と液晶表示パネル２との間の距離を調整する部材である。この図１および図３に示す例においては、調整部材４は、パララックスバリア１と、液晶表示パネル２とを接続するように４つ設けられている。なお、調整部材４の数は、４つに限られず、１つでも複数でもよい。

調整部材４は、螺旋状の溝部が形成されたスプライン１５と、スプライン１５と噛み合うウォームギヤ１３と、スプライン１５を回転させるモータ１４と、受信部１６と、ウォームギヤ１３が移動するスライダ１９とを含む。ウォームギヤ１３はパララックスバリア１を支持しており、スライダ１９上を移動する。スライダ１９は、平面ディスプレイの縁に突出するように設置されている。モータ１４が回転すると、ウォームギヤ１３が移動し、パララックスバリア１と液晶表示パネル２との間の距離が調整される。

受信部１６は、調整部材４を遠隔操作する操作装置１７の送信部１８からの信号を受信する。操作装置１７は、たとえば、使用者によって操作され、使用者はパララックスバリア１と液晶表示パネル２との間の距離を調整して、立体映像の表示状態を調整する際に使用する。

受信部１６は、送信部１８から送信される駆動信号を受信すると、モータ１４を駆動して、パララックスバリア１を移動させる。このように、操作装置１７は調整部材４を遠隔操作することができる。

送信部１８は、駆動信号を赤外線で発信する発光機であり、受信部１６は送信部１８から発信された赤外線を受光する受光素子である。送信部１８と受信部１６との間の通信手段として、赤外線を採用することで、受信部１６および送信部１８を安価に製作することができると共に、電磁ノイズの影響を受けずに信号の送受信を行うことができる。

また、送信部１８として、電波を発信する発信機を採用し、受信部１６として、送信部１８からの電波を受信する受信機を採用してもよい。このように、受信部１６および送信部１８の間の通信手段として電波を採用することで、屋外に画像表示装置１０が配置され、画像表示装置１０の周囲が明るい場合においても、受信部１６および送信部１８の間で信号の送受信を良好に行うことができる。

なお、調整部材４として、ウォームギヤ構造を採用した例について説明したが、調整部材４としては、ボールスプラインなどを採用し、パララックスバリア１をレール上を移動させるようにしてもよい。

ここで、パララックスバリア１の軽量化が図られているため、調整部材４がパララックスバリア１を移動させる際に、大きな慣性力が生じることを抑制することができ、パララックスバリア１の位置決めを正確に行うことができる。これにより、パララックスバリア１と液晶表示パネル２との間の距離を正確に設定することができ、良好な立体映像を表示することできる。

図２において、右目用のサブ画像と、左目用のサブ画像とが、液晶表示パネル２の画面に表示される。そして、パララックスバリア１の遮光部８および透光部９によって、観察者の右目は右目用のサブ画像を観察し、観察者の左目は左目用のサブ画像を観察する。その一方で、右目は、遮光膜パターン１２によって左目用のサブ画像を観察することができず、さらに、左目は右目用のサブ画像を観察することができないようになっている。これにより、観察者は３Ｄ映像を観察することができる。

ここで、良好な３Ｄ映像を観察することができるパララックスバリア１と液晶表示パネル２との間の距離Ｌ３について説明する。図２において、パララックスバリアから視聴位置までの距離Ｌ４とし、観察者の左右の眼の距離を眼間距離Ｌ５とする。さらに、サブ画像ピッチ間距離をサブ画像ピッチＬ６とする。

そして、良好な３Ｄ映像を観察することができる距離Ｌ３は、下記式（１）によって算出することができる。

距離Ｌ３＝距離Ｌ４×サブ画像ピッチＬ６／眼間距離Ｌ５・・・（１）
この式（１）からの明らかなように、観察者が画像表示装置１０から離れるにつれて、パララックスバリア１と液晶表示パネル２との距離Ｌ３も大きくする必要が生じることがわかる。本実施の形態に係る画像表示装置１０によれば、パララックスバリア１の位置決めを正確に行うことができるため、観察者は良好な３Ｄ映像を観察することができる。

図４は、本実施の形態に係る画像表示装置１０の変形例を模式的に示す斜視図である。この図４に示すように、液晶表示パネル２は、複数の単位パネル２０を含み、各単位パネル２０は互いに隣り合うように配置されている。各単位パネル２０は液晶表示装置である。この図４に示す例においては、複数の液晶表示装置を配列させることで液晶表示パネル２を形成している。

たとえば、シャープ（株）製インフォメーションディスプレイＰＮ−Ｖ６０１を縦に３台、横に３台タイル状に並列させた９面マルチタイルディスプレイの場合、全長は約３ｍ×４ｍとなる。このような画像表示装置１０においては、パララックスバリアから視聴位置までの距離Ｌ４は、約２〜７ｍである頻度が高い。液晶ディスプレイのサブ画像ピッチＬ６は、０．０３２４ｃｍ、眼間距離Ｌ５は大人の場合平均６．５ｃｍである。そのため、パララックスバリアから平面ディスプレイまでの距離Ｌ３を約１．０〜３．５ｃｍの範囲にすることで、最適な立体映像を観察することができる。

そして、使用者は、操作装置１７でパララックスバリア１および液晶表示パネル２の間の距離Ｌ３を調整することで、良好な３Ｄ映像を観察することができる。

図５を用いて、パララックスバリア１の製造方法について説明する。図５に示すように、まず、透明基材１１を準備する。そして、この透明基材１１の上面上に透明基材上に高解像感光乳剤２１を膜厚２〜３μｍにわたって塗布する。その後、バリア形成部分にレーザビームを照射して、その部分を黒化（遮光化）させ、黒化していない部分の高解像感光乳剤を除去する。このようにして、パララックスバリア１を形成することができる。なお、一枚ずつレーザ描画すると生産性が悪いため、マスクパターンを作製して密着反転を行う。このように、レーザを利用する方法のほかに、印刷技術を利用する方法も採用することができる。印刷技術を利用する方法は、ガラス基板上にインクジェットによって遮光インクを噴霧することにより遮光部を直接形成する。

以上のように本発明の実施の形態について説明を行ったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。さらに、上記数値などは、例示であり、上記数値および範囲にかぎられない。

本発明は、画像表示装置に適用することができ、特に、パララックスバリアを備えた画像表示装置に好適である。

１ パララックスバリア、２ 液晶表示パネル、３ フレーム、４ 調整部材、８ 遮光部、９ 透光部、１０ 画像表示装置、１１ 透明基材、１２ 遮光膜パターン、１３ ウォームギヤ、１４ モータ、１５ スプライン、１６ 受信部、１７ 操作装置、１８ 送信部、１９ スライダ、２０ 単位パネル、２１ 高解像感光乳剤。

Claims (7)

1. 透明基材と、複数の遮光部と複数の透光部とを含み前記透明基材に形成されたパターン膜とを有し、前記遮光部と透光部とが交互に配列するパララックスバリアと、
   画像が表示される画面を有する表示パネルと、
   前記表示パネルの画面と前記パララックスバリアとの間の距離を調整する調整部材と、
   を備えた、画像表示装置。
2. 前記表示パネルの位置は固定され、
   前記パララックスバリアは、前記表示パネルに対して移動可能に設けられ、
   前記調整部材は前記パララックスバリアを移動させる、請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記表示パネルは、複数の単位パネルを含み、前記単位パネルは互いに隣接するように配置された、請求項１または請求項２に記載の画像表示装置。
4. 前記調整部材に駆動信号を送信して、前記調整部材を遠隔操作する操作部をさらに備えた、請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像表示装置。
5. 前記操作部は赤外線を発光する発光素子を含み、
   前記調整部材は、前記発光素子からの赤外線を受光する受光素子を含み、
   前記操作部は前記駆動信号を赤外線で前記調整部材に送信する、請求項４に記載の画像表示装置。
6. 前記操作部は電波を発信する発信機を含み、
   前記調整部材は、前記発信機からの電波を受信する受信機を含み、
   前記操作部は前記駆動信号を電波で前記調整部材に送信する、請求項４に記載の画像表示装置。
7. 前記調整部材はモータを含む、請求項１から請求項６のいずれかに記載の画像表示装置。

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