JP2014085596A - 裸眼式立体映像表示装置、裸眼式立体映像表示装置に用いられる調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ディスプレイとバリア（又はレンズ）の位置調整を簡易に行うことが可能な裸眼式立体映像表示装置等を提供する。
【解決手段】垂直方向に延びるスリット１３が水平方向に複数並設されたパララックスバリア１２と、パララックスバリア１２の背面側に設けられ、スリット１３に対応した複数の表示領域を有し、複数の視差をもつ映像を定められた順序でストライプ状に配置して表示する表示体１５と、機械的手段により、表示体１５に対してパララックスバリア１２を水平、垂直、回転、若しくは法線方向に移動して調整可能な調整機構２２、２４、２５、６０等と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は利用者に対して裸眼で立体映像を提示可能な裸眼式立体映像表示装置（以下、「立体映像表示装置」と称する。）等に関する。

近年、パララックスバリア方式、レンチキュラーレンズ方式と称される立体映像表示装置が知られている（特許文献１参照）。この種の立体映像表示装置として、偏向眼鏡等の特殊な眼鏡を用いることなく利用者に対して裸眼で立体映像を提示できる立体映像表示装置が知られている。この立体映像表示装置は、視聴者に左右の眼で視差がついた映像を見せることで映像が立体的に見えるものである。

また、一般的に知られているパララックスバリア方式の立体映像表示装置は、ディスプレイの前面に、左眼からしか見えない映像と、右眼からしか見えない映像に分離するためのスリットを有するパララックスバリアが配置されている。

特開２００４−１０１７１４号公報

一方、上述したパララックスバリア方式（又はレンチキュラーレンズ方式）の立体映像表示装置において、パララックスバリア（又はレンチキュラーレンズ）とディスプレイの両者の配置関係は厳密な関係があり、これらが精度良く組み合わせられないと正常な立体映像を提示できない。

このパララックスバリア（又はレンチキュラーレンズ）は、ディスプレイに一体的に設けられておりその調整はできない。パララックスバリア（又はレンチキュラーレンズ）は、製造過程において、厳密に位置決めが行われるものの、機械的な寸法に対する実際の映像表示位置には個体間のばらつきが生じるため立体視が困難になるという不具合があった。なお、機械的に位置決め精度や製品精度を高めても製造コストが高価となるものの結局のところばらつきが生じる。

本発明は、このような問題の解消を一つの課題とし、その目的の一例は、ディスプレイとバリア（又はレンズ）の位置調整を簡易に行うことが可能な裸眼式立体映像表示装置等を提供するものである。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の裸眼式立体映像表示装置は、垂直方向に延びるスリット（１３）が水平方向に複数並設されたパララックスバリア（１２）と、前記パララックスバリアの背面側に設けられ、前記スリットに対応した複数の表示領域を有し、複数の視差をもつ映像を定められた順序でストライプ状に配置して表示する表示体（１５）と、機械的手段により、前記表示体に対してパララックスバリアを水平、垂直、回転、若しくは法線方向に移動して調整可能な調整機構（２２、２４、２５、６０等）と、を備えていることを特徴とする。

また、請求項２に記載の裸眼式立体映像表示装置は、垂直方向に延びる水平断面凸形状のレンズが水平方向に複数並設されたレンチキュラーレンズ（５０）と、前記レンチキュラーレンズの背面側に設けられ、前記レンズに対応した複数の表示領域を有し、複数の視差をもつ映像を定められた順序でストライプ状に配置して表示する表示体（１５）と、機械的手段により、前記表示体に対してレンチキュラーレンズを水平、垂直、回転、及び法線方向に移動して調整可能な調整機構（２２、２４、２５、６０等）と、を備えていることを特徴とする。

また、請求項３に記載の裸眼式立体映像表示装置の調整装置は、垂直方向に延びるスリットが水平方向に複数並設されたパララックスバリアと、前記パララックスバリアの背面側に設けられ、前記スリットに対応した複数の表示領域を有し、複数の視差をもつ映像を定められた順序でストライプ状に配置して表示する表示体と、を備えた裸眼式立体映像表示装置に用いられるパララックスバリアの調整装置であって、機械的手段により、前記表示部に対してパララックスバリアを水平、垂直、回転及び法線方向に移動して調整可能な調整機構を備えていることを特徴とする。

また、請求項４に記載の裸眼式立体映像表示装置の調整装置は、垂直方向に延びる水平断面凸形状のレンズが水平方向に複数並設されたレンチキュラーレンズと、前記レンチキュラーレンズの背面側に設けられ、前記レンズに対応した複数の表示領域を有し、複数の視差をもつ映像を定められた順序でストライプ状に配置して表示する表示体と、を備えた裸眼式立体映像表示装置に用いられるレンチキュラーレンズの調整装置であって、機械的手段により、前記表示部に対してレンチキュラーレンズを水平、垂直、回転、及び法線方向に移動して調整可能な調整機構を備えていることを特徴とする。

液晶パネルユニットに対するパララックスバリア（又はレンチキュラーレンズ）の位置決めを簡易且つ適切に行うことができる。

パララックスバリア方式の立体映像表示装置の外観を示す模式図である。 立体映像表示装置の構成を説明するための上面視による模式図である。 パララックスバリアの構成を説明するための正面視による模式図である。 図１のＡ−Ａ断面を示す模式図である。 図１のＢ−Ｂ断面を示す模式図である。 第２の調整機構部の他の構成を説明するための模式図である。 レンチキュラーレンズ方式の立体映像表示装置の構成を説明するための上面視による模式図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図１乃至図７は各部材の位置関係を模式的に示すものであって、実際の各部材の寸法や形状を限定するものではない。

図１及び図２に示すように、本実施形態の立体映像表示装置Ｓは、化粧板として機能する筐体２を有し、この筐体２の内部には視聴者が立体映像を視認可能に表示するための映像表示ユニット１０が収容されている。

図２に示すように、映像表示ユニット１０は、パララックスバリア１２と、このパララックスバリア１２の背面側に設けられ、映像を表示するための表示面１５ａを有する液晶パネルユニット１５（本願の表示体）と、表示面１５ａに所定の映像を表示させるための制御を行う制御部１８と、を備えている。

筐体２は、図１に示すように、前面に光を透過する透過部２ａを有しており、この透過部２ａを通して映像表示ユニット１０により利用者に映像が表示され、利用者はこの映像を裸眼で視覚的に立体映像として視認可能となっている。

パララックスバリア１２は、略矩形に形成された平板状の基体１３を有し、この基体１３には、図３に示すように、遮光性を有する遮光領域１３ａと透過性を有する透過領域１３ｂとが所定の間隔を有して交互に形成されている。具体的には、図２及び図３に示すように、遮光された基体１３に対して垂直方向に延びるスリット１４が水平方向に複数等間隔に並設されている。このスリット１３は、利用者の左眼と右眼との眼間距離により分離して提示することができるように形成されている。

液晶パネルユニット１５は、赤、緑、青の光を透過する液晶表示器等で構成される表示ユニットと、表示ユニットを背面から照射するバックライトユニット１９と、を備え、右眼用及び左眼用の視差映像を表示する。この右眼用視差映像と左眼用視差映像は、図２に示すように、利用者の左右の眼５ａ、５ｂとスリット１３とを結ぶ直線が表示面１５ａと交わる表示領域にそれぞれが同時に表示される。したがって、各表示領域は、スリット１３に相当する大きさとなる。

バックライトユニット１９は、蛍光灯や発光ダイオード（ＬＥＤ）からなる光源を含む公知の構成を備えており、表示ユニットに向けて光を照射する。なお、表示ユニットが有機ＥＬ等の自発光の液晶表示器を用いる場合、このバックライトユニット１９は省略できる。

また、図４及び図５に示すように、液晶パネルユニット１５の外縁には所定の厚みを有する枠体１７が設けられており、パララックスバリア１２は、図５に示すように、左右に配置される枠体１７にスペーサ６０を介して支持されて表示面１５ａの前方に隙間Ｓ１を有して配置される。また、パララックスバリア１２の上方には、表示面１５ａの上端部に配置される枠体１７との間に隙間Ｓ２を有しており、この隙間Ｓ２は、前記隙間Ｓ１と外部の空間とを連絡する通気路として機能し、この通気路によって図４中の矢印に示すように、液晶パネルユニット１５から生じる熱が効率良く排熱される。なお、本実施形態では、パララックスバリア１２の上方にのみ隙間Ｓ２を有しているが、下側の枠体１７を除去、若しくは寸法を適宜設定することで、パララックスバリア１２の下方にも隙間Ｓ２を有するようにしても構わない。また、枠体１７の形状を不連続として側部から排熱するようにしても構わない。このように、液晶パネルユニット１５とパララックスバリア１２の間に外部と連絡する連絡用の隙間や孔が存在すれば本実施形態に関わらず、どのような構成としても構わない。

制御部１８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含む半導体集積回路を備え、立体映像表示装置Ｓの全体を管理及び制御する。

具体的に制御部１８は、図２に示すように、利用者の左眼５ｂとスリット１３を結んだ直線が液晶パネルユニット１５の表示面１５ａと交わる表示領域に左眼用映像（図２中「Ｌ」で示す）を表示させるとともに、利用者の右眼５ａとスリット１３を結んだ直線が液晶パネルユニット１５の表示面１５ａと交わる表示領域に右眼用映像（図２中「Ｒ」で示す）を表示させる。

このようにして制御部１８により右眼用および左眼用の視差画像を表示面１５ａに表示すると、ユーザーの右眼および左眼は各々パララックスバリア１２を通過した右眼用視差画像および左眼用視差画像のみを視認し、画像の立体視が可能となる。

一方、このような立体映像表示装置Ｓにおいて、規定された位置からパララックスバリア１２がずれて設置された場合、そのズレがわずかであっても良好な立体映像を表示できないおそれがあり、パララックスバリア１２の位置調整には高い精度が要求される。

そこで、本実施形態の立体映像表示装置Ｓは、本願の調整機構として機能する、パララックスバリアの傾き（回転方向）、水平方向及び垂直方向のズレを調整可能な第１の調整機構部と、面法線方向のズレを調整可能な第２の調整機構部を備えている。

第１の調整機構部は、図１及び図４に示すように、パララックスバリア１２の下端面を保持する保持部材２２と、この保持部材２２の両側下端に設けられ、当該保持部材２２を上下に移動可能な左右の調整具２４と、を備えている。保持部材２２は、パララックスバリア１２の下端面の長さとほぼ同じ長さを有し、所定の剛性を有する樹脂製や金属製の材料等によって形成される。

調整具２４は、例えば、螺子であり、この螺子は、筐体２の底壁に取り付けられ、その先端が保持部材２２に螺合して取り付けられている。そして、螺子の締め込み具合によって、保持部材２２を上下に移動、若しくは、保持部材２２の両側のどちらか一方を上下に移動し、保持部材２２の傾きや高さ方向の位置を調整する。パララックスバリア１２は保持部材２２上に載置されているため、この保持部材２２の調整によって、パララックスバリア１２の設置位置が規定される。

また、図１及び図５に示すように、保持部材２２の左右どちらか一方（図中では右側）には、この保持部材２２を左右方向に移動可能な調整具２５が設けられている。調整具２５は、例えば、螺子であり、この螺子は、筐体２の側壁に取り付けられ、その先端が保持部材２２に螺合して取り付けられている。そして、螺子の締め込み具合によって、保持部材２２を左右に移動し、保持部材２２の左右方向の位置を調整する。パララックスバリア１２は保持部材上に載置されているため、この保持部材２２の調整によって、パララックスバリア１２の設置位置が規定される。なお、当該調整具は、パララックスバリア１２の左右両側に設けられ、直接、パララックスバリア１２を保持部材２２上で摺動させて左右方向に移動するようにしても構わない。また、本実施形態において、調整具は、手動で調整する螺子であるが、モータ等を用いて行うものであっても構わない。

一方、第２の調整機構部は、図５に示すように、液晶パネルユニット１５の枠体１７とパララックスバリア１２との間に配置されるスペーサ６０であって、適宜所定の厚みｔを有するスペーサ６０を枠体１７とパララックスバリア１２の間に配置することによって、表示面１５ａとパララックスバリア１２との距離Ｓ１を適正な距離に調整し（観察距離が遠くなるほど長く調整）、パララックスバリア１２の設置位置が規定される。また、スペーサ６０の代わりとして、図６に示すように、透明状のフィルム６２を複数重ねて、このフィルム６２を枠体１７とパララックスバリア１２の間に配置することによって、表示面１５ａとパララックスバリア１２との距離Ｓ１を適正な距離に調整するようにしても構わない。

また、他の実施形態として、液晶パネルユニット１５（バックライトも含む。）を筐体２内に支持して、パララックスバリア１２のみを後述する移動機構部を介して液晶パネルユニット１５に対して前後方向に移動可能にして、パララックスバリア１２と液晶パネルユニット１５との間（隙間Ｓ１）を調整するようにしても構わない。

移動機構部は、図示しないが、例えば、パララックスバリア１２を前後で挟み込んで保持する一対の枠体と、筐体２の側壁の上下に前後方向に延びるスライドレールと、を備え、当該枠体の側部をスライドレールに取り付けたものであり、このスライドレールによって枠体を筐体２の前後方向に移動可能となっている。

また、パララックスバリア１２と液晶パネルユニット１５は、筐体２の前後左右の上下に設けられた固定具３０によって前後から挟持されるようにして支持されて筐体２内に保持される。この固定具３０は、例えば、螺子であり、この螺子は、筐体２の前壁と後壁に取り付けられ、前壁に設けられる螺子は、その先端がパララックスバリア１２の四隅に当接され、後壁に設けられる螺子は、その先端がスペーサ６５を介して液晶パネルユニット１５の四隅に当接される。

なお、前壁及び後壁に設けられる螺子の締め込み具合を調整することで、筐体２内のパララックスバリア１２と液晶パネルユニット１５の前後方向の位置を調整可能である。

以上に説明したように、本実施形態の裸眼式立体映像表示装置Ｓは、液晶パネルユニット１５に対してパララックスバリア１２を水平、垂直、又は回転方向に調整可能な第１の調整機構部と、液晶パネルユニットに対してパララックスバリアを面法線方向に調整可能な第２の調整機構部と、を備えている。よって、この２つの調整機構部を用いてパララックスバリア１２の位置を調整することで、パララックスバリア１２の位置決めを簡易且つ適切に行うことができ、製品誤差等によるパララックスバリア１２の位置ズレ等によって生じる映像視認不良を防止することができる。

次に、立体表示装置の他の実施形態について図７を用いて説明する。なお、本実施形態の立体表示装置Ｓ２において、図１等に示す立体表示装置Ｓと同一の機能を有する部材には同一符号を付し、その説明は省略するものとする。

上記実施形態の立体表示装置Ｓがパララックスバリア方式の裸眼式立体映像表示装置であるのに対して、本実施形態の立体表示装置Ｓ２は、レンチキュラーレンズ方式の裸眼式立体映像表示装置である点で異なる。なお、レンチキュラーレンズは、一般的に公知であるためのその詳細な構成については省略する。

本実施形態の立体映像表示装置Ｓ２は、図７に示すように、映像表示ユニット１０Ａが、レンチキュラーレンズ５０と、このレンチキュラーレンズ５０の背面側に設けられ、映像を表示するための表示面１５ａを有する液晶パネルユニット１５（本願の表示体）と、表示面１５ａに所定の映像を表示させるための制御を行う制御部１８と、を備えている。なお、この映像表示ユニット１０Ａは、上記パララックスバリア方式の立体映像表示装置と同様に筐体に収容される。

レンチキュラーレンズ５０は、図７に示すように、垂直方向に延びる水平断面凸形状のレンズが水平方向に複数並設されている。

そして、右眼用および左眼用の視差画像が表示面１５ａに表示されると、ユーザーの右眼および左眼は各々レンチキュラーレンズ５０を通過した右眼用視差画像および左眼用視差画像のみを視認し、画像の立体視が可能となる。

以上に説明したように、本実施形態のレンチキュラーレンズ方式の立体映像表示装置Ｓ２は、パララックスバリア１２の代わりにレンチキュラーレンズ５０を用いる以外の各構成要素は、既に述べたパララックスバリア方式の立体映像表示装置Ｓにおける構成要素と同一であり、上記立体映像表示装置Ｓと同様の効果を奏する。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々変更可能である。

Ｓ、Ｓ２ 立体映像表示装置
１２ パララックスバリア
１３ スリット
２２ 保持部材
２４、２５ 調整具
５０ レンチキュラーレンズ
６０ スペーサ

Claims (4)

1. 垂直方向に延びるスリットが水平方向に複数並設されたパララックスバリアと、
   前記パララックスバリアの背面側に設けられ、前記スリットに対応した複数の表示領域を有し、複数の視差をもつ映像を定められた順序でストライプ状に配置して表示する表示体と、
   機械的手段により、前記表示部に対してパララックスバリアを水平、垂直、回転、若しくは法線方向に移動して調整可能な調整機構と、
   を備えていることを特徴とする裸眼式立体映像表示装置。
2. 垂直方向に延びる水平断面凸形状のレンズが水平方向に複数並設されたレンチキュラーレンズと、
   前記レンチキュラーレンズの背面側に設けられ、前記レンズに対応した複数の表示領域を有し、複数の視差をもつ映像を定められた順序でストライプ状に配置して表示する表示体と、
   機械的手段により、前記表示部に対してレンチキュラーレンズを水平、垂直、回転、及び法線方向に移動して調整可能な調整機構と、
   を備えていることを特徴とする裸眼式立体映像表示装置。
3. 垂直方向に延びるスリットが水平方向に複数並設されたパララックスバリアと、前記パララックスバリアの背面側に設けられ、前記スリットに対応した複数の表示領域を有し、複数の視差をもつ映像を定められた順序でストライプ状に配置して表示する表示体と、を備えた裸眼式立体映像表示装置に用いられるパララックスバリアの調整装置であって、
   機械的手段により、前記表示部に対してパララックスバリアを水平、垂直、回転及び法線方向に移動して調整可能な調整機構を備えていることを特徴とする裸眼式立体映像表示装置の調整装置。
4. 垂直方向に延びる水平断面凸形状のレンズが水平方向に複数並設されたレンチキュラーレンズと、前記レンチキュラーレンズの背面側に設けられ、前記レンズに対応した複数の表示領域を有し、複数の視差をもつ映像を定められた順序でストライプ状に配置して表示する表示体と、を備えた裸眼式立体映像表示装置に用いられるレンチキュラーレンズの調整装置であって、
   機械的手段により、前記表示部に対してレンチキュラーレンズを水平、垂直、回転、及び法線方向に移動して調整可能な調整機構を備えていることを特徴とする裸眼式立体映像表示装置の調整装置。