JP3388150B2

JP3388150B2 - 立体画像表示装置

Info

Publication number: JP3388150B2
Application number: JP23517397A
Authority: JP
Inventors: 暁義藤井; 浩浜田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1997-08-29
Filing date: 1997-08-29
Publication date: 2003-03-17
Anticipated expiration: 2017-08-29
Also published as: JPH1172745A; US6392690B1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、観察者が特殊な眼
鏡をかけなくても観察できるような立体画像を表示する
立体画像表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、立体画像を表示する立体画像
表示装置は、例えばアーケードゲーム、３Ｄモニター、
ＣＡＤ（Computer Aided Design ）、医療機器等の様々
な用途に使用されている。

【０００３】一般に、観察者の両目それぞれに、両目間
隔に相当する視差のついた物体像（視差像）を提示する
ことができれば、観察者は表示された物体像を立体的に
観察することができる。このような原理に基づいて画像
表示を行う立体画像表示装置において、視差像を観察者
の左右の目に振り分ける代表的な方式としては以下のよ
うなものがある。

【０００４】１．視差像を時間的に切り換えて表示する
と共に、この切り換えと同期して左右のシャッタを交互
に切り換えるシャッタ眼鏡を観察者に装着させ、このシ
ャッタ眼鏡の切り換え動作によって視差像を観察者の各
目に振り分けるシャッタ眼鏡方式。

【０００５】２．左目用画像、右目用画像のそれぞれの
前に互いに直交する偏光板を配置すると共に、同様に互
いに直交する偏光板を左右それぞれ貼った眼鏡を観察者
に装着させ、視差像を観察者の各目に振り分ける偏光眼
鏡方式。

【０００６】３．複数の開口部（スリット）を有するパ
ララックスバリア、または、シリンドリカルレンズを並
設したレンチキュラーレンズを表示素子の前面に配置す
ることによって、パララックスバリアまたはレンチキュ
ラーレンズの前面に空間的な画像観察可能領域を作る。
そして、観察者の各目を該領域内に入れさせて画像を観
察させるパララックスバリア方式またはレンチキュラー
レンズ方式。

【０００７】以下では、上記３のパララックスバリア方
式またはレンチキュラーレンズ方式を採用する立体画像
表示装置について詳細に説明する。

【０００８】図１４は、液晶表示素子５１の前面にパラ
ラックスバリア７１を配置した立体画像表示装置５０の
断面図を示している。

【０００９】液晶表示素子５１は、図１５に示すよう
に、ともにガラス等からなるＴＦＴ基板５２と対向基板
５３との間に液晶５７を充填した構造となっている。Ｔ
ＦＴ基板５２には、アクティブ素子としての図示しない
ＴＦＴ（Thin Film Transistor）と画素電極５４とがマ
トリクス状に配置されている。一方、対向基板５３に
は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色フィルタからなり、上記ＴＦＴの
形成ピッチと同等のピッチでもって形成されるカラーフ
ィルタ５５と、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）から
なる透明電極５６とが配置されている。したがって、こ
のような液晶表示素子５１は、アクティブマトリクス型
のカラー液晶パネルとして構成される。

【００１０】カラーフィルタ５５の各フィルタ間には、
ＴＦＴを遮光すると共に各画素の分離を行うブラックマ
トリクス５８が設けられている。このブラックマトリク
ス５８は、通常、対向基板５３上に酸化クロム／金属ク
ロムを薄膜形成し、これをフォトリソグラフィ技術によ
って所望のパターンにエッチングして形成される。した
がって、カラーフィルタ５５およびブラックマトリクス
５８ともに正確な位置決めが必要である。

【００１１】さらに、カラーフィルタ５５上には、カラ
ーフィルタ５５の段差を取り除いてその表面を平坦化す
ると共に、電極の断線を防止する透明なカラーフィルタ
保護膜５９が設けられている。そして、ＴＦＴ基板５２
および対向基板５３の液晶５７側表面には、互いに配向
方向が例えば直交するように配向膜６０・６１がそれぞ
れ設けられている。また、ＴＦＴ基板５２および対向基
板５３の外面側（液晶５７と反対側）には直線偏光板６
２・６３（図１４参照）がそれぞれ設けられており、さ
らに、直線偏光板６２の外面側には、図示しないバック
ライトが設けられている。

【００１２】図１４に示すように、液晶表示素子５１に
はｎ個の画素からなる画素グループ６４が複数形成され
ている。これら画素グループ６４における画素配列は次
のようになっている。

【００１３】（Ｒ１、Ｇ２、Ｂ３、・・・、Ｒｎ）、
（Ｇ１、Ｂ２、Ｒ３、・・・、Ｇｎ）、（Ｂ１、Ｒ２、
Ｇ３、・・・、Ｂｎ）、・・・ただし、同一の括弧内に示された画素は同一の画素グル
ープ６４に属しているものとする。また、上記のＲ、
Ｇ、Ｂはそれぞれ、赤、緑、青に対応する色信号で駆動
される画素を示している。また、添え数字は、ｎ個の視
差像のうちのいずれであるかを示している。このよう
に、液晶表示素子５１には、視差像を表示する各画素が
Ｒ、Ｇ、Ｂの順番で配置されている。

【００１４】なお、ｎ個の視差像とは、ある物体を１、
２、・・・、ｎの方向から眺めたときに得られるｎ個の
画像を指す。このようにｎ個の画像を用いる方式は一般
的にｎ眼式と呼ばれている。

【００１５】一方、パララックスバリア７１は、同図に
示すように、開口部７２となる複数のスリットと遮光部
７３とから構成され、液晶表示素子５１の１個の画素グ
ループ６４が１個の開口部７２に対応するように、液晶
表示素子５１の前面に配置されている。

【００１６】このような構成により、本来、液晶表示素
子５１の各画素から出射される光は、液晶表示素子５１
の前面のあらゆる方向に出射されるが、同一の画素グル
ープ６４内に属する画素から出射される光は、図１４中
の矢印の光路で示すように同一の開口部７２を透過する
ことになる。

【００１７】すると、図１６に示すように、立体画像表
示装置５０の前面には、１、２、・・・、ｎの各々の画
像を観察できる観察領域Ｅ１、Ｅ２、・・・、Ｅｎが空
間的に分割形成される。これにより、観察者の目を例え
ば観察領域Ｅ１内に入れると、観察者は液晶表示素子５
１に表示される全ての“１”の画像を観察することがで
きる。それゆえ、パララックスバリア７１を挟んで液晶
表示素子５１と反対側の位置にいる観察者は、観察領域
Ｅ１、Ｅ２、・・・、Ｅｎのうちのいずれかの２領域に
各目を入れることにより、１からｎの画像のうちのいず
れかを選び出して立体画像を観察できるようになる。つ
まり、観察者は、観察する角度によって様々な立体画像
を観察できるようになる。

【００１８】一方、図１７は、レンチキュラーレンズ８
１を液晶表示素子５１の前面に配置した立体画像表示装
置５０の断面図を示している。レンチキュラーレンズ８
１は、複数のシリンドリカルレンズ８２が基板８３上に
並設されて構成されていると共に、液晶表示素子５１の
１個の画素グループ６４が１個のシリンドリカルレンズ
８２に対応するように配置されている。したがって、観
察者がレンチキュラーレンズ８１を介して表示面を観察
したときには、シリンドリカルレンズ８２の作用によ
り、観察している方向によって見える画像が選択される
ことになる。

【００１９】例えば、ある物体を“１”の方向から見た
ときの画像を表示する画素（以下、画素１と称する）か
ら出射される光がシリンドリカルレンズ８２の主点を通
るような方向（同図中実線の矢印で示すような方向）に
観察者がいる場合、観察者は破線で示す領域で表示され
る、画素１の画像だけを観察できることになる。したが
って、液晶表示素子５１の前面にレンチキュラーレンズ
８１を配置することにより、パララックスバリア７１を
配置したときと同様の効果を得ることができる。

【００２０】ところで、パララックスバリア方式あるい
はレンチキュラーレンズ方式では、観察者の視点１点か
ら全ての画素が見えるようにするために、パララックス
バリア７１の開口部７２およびシリンドリカルレンズ８
２のピッチを高精度で設定する必要がある。つまり、立
体画像表示装置５０の前面の１点から例えば全ての画素
１の画像を観察できるように、上記ピッチを高精度で設
定しなければならない。

【００２１】ここで、液晶表示素子５１の画素ピッチを
Ｐ、立体表示をｎ眼式とし、液晶表示素子５１とパララ
ックスバリア７１またはレンチキュラーレンズ８１との
距離をｄとすると、表示面（パララックスバリア７１ま
たはレンチキュラーレンズ８１表面）から距離Ｌで観察
したときの、開口部７２またはシリンドリカルレンズ８
２のピッチｐは次式で表される。

【００２２】ｐ＝Ｌ・ｎ・Ｐ／（ｄ＋Ｌ）・・・したがって、式を満たすように、開口部７２またはシ
リンドリカルレンズ８２のピッチｐを高精度で設定しな
ければならない。このような設定により、図１６に示す
如く、立体画像表示装置５０の前面にｎ個の視差像をそ
れぞれ観察できる観察領域Ｅ１、Ｅ２、・・・、Ｅｎが
形成され、観察者が全ての画素を見ることができるよう
になる。

【００２３】なお、同図に示すように、観察領域Ｅ１、
Ｅ２、・・・、Ｅｎは略菱形形状となる。これは、液晶
表示素子５１の各画素からの光が、パララックスバリア
７１またはレンチキュラーレンズ８１を介して放射状に
出射されるためである。つまり、このような光が表示面
からの距離Ｌで合成されて略菱形形状の観察領域Ｅ１、
Ｅ２、・・・、Ｅｎが形成されるのである。

【００２４】また、液晶表示素子５１に対するパララッ
クスバリア７１またはレンチキュラーレンズ８１の配置
位置は、以下のように決定されればよい。

【００２５】観察領域Ｅ１、Ｅ２、・・・、Ｅｎの最大
幅は通常、観察者の両目間隔の６５ｍｍに設定されるこ
とが多いが、この幅をＥとすれば次式の関係が成立す
る。

【００２６】Ｐ／ｄ＝Ｅ／Ｌ・・・したがって、式を満足するようなｄでもって、パララ
ックスバリア７１またはレンチキュラーレンズ８１の配
置位置を決定すればよい。

【００２７】以上では、視差像が一般的にｎ個の場合を
説明してきたが、次に、視差像が２種類、すなわち、ｎ
＝２の場合を例に挙げて具体的に説明する。

【００２８】図１８は、液晶表示素子５１の前面にパラ
ラックスバリア７１を配置した立体画像表示装置５０の
断面図を示し、図１９は、液晶表示素子５１の前面にレ
ンチキュラーレンズ８１を配置した立体画像表示装置５
０の断面図を示している。

【００２９】これらの図に示すように、液晶表示素子５
１における右目用画像および左目用画像を表示する２個
の画素は１個の開口部７２またはシリンドリカルレンズ
８２に対応している。つまり、画素Ｒ_Rと画素Ｇ_L、画
素Ｂ_Rと画素Ｒ_L、画素Ｇ_Rと画素Ｂ_L、画素Ｒ_Rと画
素Ｇ_Lとが各開口部７２または各シリンドリカルレンズ
８２に対応している。開口部７２またはシリンドリカル
レンズ８２は、液晶表示素子５１からの右目用画像およ
び左目用画像を、それぞれ観察者の右目および左目に向
かう方向に振り分ける機能を有している。同図中の矢印
は、観察者の右目または左目に向かう光をそれぞれ示し
ている。

【００３０】なお、上記の画素Ｒ_Rは右目用画像信号に
対応して駆動される赤の画素を示し、画素Ｇ_Lは左目用
画像信号に対応して駆動される緑の画素をそれぞれ示し
ている。同様にして、画素Ｂ_Rは右目用画像信号に対応
して駆動される青の画素を、画素Ｒ_Lは左目用画像信号
に対応して駆動される赤の画素を、画素Ｇ_Rは右目用画
像信号に対応して駆動される緑の画素を、そして、画素
Ｂ_Lは左目用画像信号に対応して駆動される青の画素を
それぞれ示している。

【００３１】ここで、図２０は、液晶表示素子５１にお
ける、右目用画像および左目用画像を表示する各画素の
配置を示している。このように、液晶表示素子５１で
は、赤、緑、青の各色信号に対応して駆動される画素が
この順で隣接している。

【００３２】また、開口部７２またはシリンドリカルレ
ンズ８２のピッチは、上記式に基づいて設定されてい
るが、結果的には、液晶表示素子５１の画素ピッチの２
倍、またはそれよりも若干小さく設定されている。これ
により、図２１に示すように、液晶表示素子５１におけ
る右目用画像および左目用画像を表示する全ての画素を
観察できる位置（観察領域）が、パララックスバリア７
１の前面に生じるようになる。なお、図示はしないが、
レンチキュラーレンズ８１を用いた場合でも同様であ
る。

【００３３】また、図２２は、立体画像表示装置５０の
前面に形成される観察領域を立体的に示している。観察
領域Ｆ１、Ｆ２はそれぞれ、パララックスバリア７１ま
たはレンチキュラーレンズ８１によって分離された右目
用画像、左目用画像を観察できる領域である。したがっ
て、観察者は観察領域Ｆ１に右目を、観察領域Ｆ２に左
目を入れることにより、観察した右目用画像および左目
用画像をもとに立体画像を認識することができる。この
とき、右目用画像および左目用画像には、上述したよう
にこれらを両目で見たときに立体画像として認識される
ような視差があらかじめつけられている。

【００３４】なお、同図に示すように、観察領域Ｆ１、
Ｆ２の外側にも観察領域Ｆ３、Ｆ４が形成されることに
なる。これは、開口部７２またはシリンドリカルレンズ
８２に対応する液晶表示素子５１の画素ではなく、その
隣の画素から出射される光によって引き起こされるもの
である。この原理により、図示はしないが、観察領域Ｆ
３、Ｆ４の外側にもさらに他の観察領域が形成されるこ
とになる。

【００３５】したがって、右目用画像の観察領域Ｆ１の
外側にある観察領域Ｆ３では、本来、左目で観察すべき
画像を観察することができる。また、左目用画像の観察
領域Ｆ２の外側にある観察領域Ｆ４では、本来、右目で
観察すべき画像を観察することができる。

【００３６】しかし、観察者が右目を観察領域Ｆ３に、
左目を観察領域Ｆ１に入れて画像を観察する、つまり、
左目で観察すべき画像を右目で、右目で観察すべき画像
を左目で観察すると、手前と奥とが逆になった画像を観
察することになるので、画像が手前へ飛び出すような立
体感を得ることはできなくなる。したがって、右目用画
像の観察領域には右目を、左目用画像の観察領域には左
目を入れて各々の画像を観察する必要がある。

【００３７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、きめ細かい
立体画像を表示させるためには、視差像の数ｎを増加さ
せ、表示素子側の解像度を上げることが必要になる。し
かし、例えば表示素子の画素の総数を変えないで視差像
の数ｎを増加させると、ｎ眼式の場合、観察者が認識す
る立体画像の解像度は１／ｎとなるため、立体画像は粗
くなり、視認性は低下する。したがって、立体画像の視
認性を低下させることなく、きめ細かい立体画像を表示
させるためには、表示素子の画素のサイズを小さくし
て、視差像の数ｎを増加させることが必要となる。

【００３８】ところが、液晶表示素子５１内部のＴＦＴ
およびカラーフィルタ５５（図１５参照）には元々、高
い寸法精度および加工精度が要求されている。したがっ
て、高解像度化を図る目的で表示素子の画素のサイズを
小さく形成する場合、これらＴＦＴおよびカラーフィル
タ５５にさらに高い寸法精度および加工精度が要求され
るので、結果的に、液晶表示素子５１の製造自体が困難
になると共に、液晶表示素子５１の歩留り、ひいては、
立体画像表示装置５０の歩留りが低下するという問題が
生ずる。

【００３９】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、その目的は、立体画像の視差像の数を
増加させ、緻密な立体画像を得る際に、表示素子の歩留
り、ひいては、立体画像表示装置の歩留りを向上させる
ことのできる立体画像表示装置を提供することにある。

【００４０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る立
体画像表示装置は、上記の課題を解決するために、画像
を表示する表示素子と、上記画像に対応した光が透過可
能な複数の光透過部を有し、個々の光透過部を透過した
光が観察者の右目または左目に到達するように、上記光
の光路を制御する光路制御部材とが設けられた立体画像
表示装置であって、上記表示素子は白黒表示を行う素子
であり、かつ、上記光路制御部材の個々の光透過部に
は、上記表示素子から出射される光を選択的に透過させ
るカラーフィルタが設けられていることを特徴としてい
る。

【００４１】上記の構成によれば、表示素子から出射さ
れる光は、光路制御部材によって観察者の右目または左
目に到達するように光路制御される。このとき、上記光
路制御部材の個々の光透過部にはカラーフィルタが設け
られており、所定の色に対応する情報を含んだ光のみが
上記カラーフィルタを透過する。これにより、観察者は
カラーの立体画像を観察できるようになる。

【００４２】ところで、上記表示素子が例えば液晶表示
素子で構成される場合、液晶表示素子の歩留りは、アク
ティブ素子が形成される側の基板（以下、第１の基板と
称する）の歩留りと、カラーフィルタが形成される側の
基板（以下、第２の基板と称する）の歩留りとを掛け合
わせた値となる。

【００４３】しかし、上記構成では、上記表示素子が白
黒表示を行う素子であるので、表示素子の内部にカラー
フィルタを設けなくても済む。これにより、カラーフィ
ルタを設ける工程が削減されるので、第２の基板を容易
に製造することができる。したがって、第２の基板の歩
留りを向上させることができ、総合的に表示素子自体の
歩留り、ひいては、立体画像表示装置の歩留りを向上さ
せることができる。

【００４４】また、表示素子の内部にカラーフィルタを
設けなくても済むので、第２の基板の構成が簡素化され
る。これにより、表示素子１個あたりの価格を低減する
ことができると共に、この表示素子と光路制御部材とか
らなる立体画像表示装置の価格をも低減することができ
る。

【００４５】請求項２の発明に係る立体画像表示装置
は、上記の課題を解決するために、請求項１の構成にお
いて、上記個々の光透過部に設けられるカラーフィルタ
は、赤、緑、青の三原色のうちいずれか単色であること
を特徴としている。

【００４６】上記の構成によれば、１個の光透過部に単
色のカラーフィルタを形成するので、カラーフィルタの
形成精度がラフで済む。つまり、１個の光透過部に複数
色のカラーフィルタを形成する場合には各々のカラーフ
ィルタを高精度で形成する必要があるが、上記構成の場
合、光透過部さえ高精度で形成すれば、上記光透過部の
大きさに合わせて単色のカラーフィルタを容易に形成す
ることができる。したがって、立体画像表示装置の歩留
りをさらに向上させることができる。

【００４７】また、表示素子外部のカラーフィルタは、
表示素子内部のカラーフィルタほどの耐熱性を有してい
なくてもよく、それゆえ、カラーフィルタを高性能の材
料で構成する必要がない。したがって、カラーフィルタ
に要するコストを低減して、立体画像表示装置のコスト
をさらに低減することができる。

【００４８】請求項３の発明に係る立体画像表示装置
は、上記の課題を解決するために、請求項２の構成にお
いて、上記表示素子における、所定の色のカラーフィル
タと対応する位置には、上記カラーフィルタと同じ色に
対応する画像信号で駆動される画素が複数個集まった画
素グループが形成されていることを特徴としている。

【００４９】上記の構成によれば、表示素子外部に設け
られるカラーフィルタは、複数個の画素からなる画素グ
ループに対応して設けられている。したがって、表示素
子の所定の画素グループの各画素から出射される光は、
対応する色のカラーフィルタを確実に透過する。

【００５０】ここで、表示素子内部にカラーフィルタが
設けられる場合、カラーフィルタは通常１個の画素ごと
に形成される。しかし、上記構成の場合、カラーフィル
タは複数個の画素からなる画素グループに対応して設け
られているので、カラーフィルタを数倍大きく形成する
ことができる。

【００５１】したがって、表示素子の画素サイズを小さ
くしても、光路制御部材にカラーフィルタを容易に形成
することができる。その結果、立体画像の高解像度化を
容易に図ることができる。

【００５２】請求項４の発明に係る立体画像表示装置
は、上記の課題を解決するために、請求項３の構成にお
いて、上記画素グループは、右目用画像信号によって駆
動される右目用画像表示画素と、左目用画像信号によっ
て駆動される左目用画像表示画素との対からなっている
ことを特徴としている。

【００５３】上記の構成によれば、画素グループが右目
用画像表示画素と左目用画像表示画素との対からなって
おり、いわゆる２眼式の立体画像表示装置が構成され
る。そして、上記の右目用画像表示画素、左目用画像表
示画素は、それぞれ右目用画像信号、左目用画像信号に
よって駆動される。

【００５４】このように２眼式の立体画像表示装置を構
成した場合、視差像の数が２つなので、観察者が認識す
る立体画像の解像度を１／２とすることができる。なぜ
ならば、ｎ眼式の立体画像表示装置の場合、上記解像度
は１／ｎとなるからである。

【００５５】請求項５の発明に係る立体画像表示装置
は、上記の課題を解決するために、請求項１、２、３ま
たは４の構成に加えて、観察者の位置を検出する位置検
出手段と、上記位置検出手段によって検出された観察者
の位置情報に基づき、観察者の移動に追従するように上
記光路制御部材を移動させる移動手段とが設けられてい
ることを特徴としている。

【００５６】上記の構成によれば、観察者の位置が位置
検出手段によって検出される。そして、光路制御部材
は、上記位置検出手段によって検出された観察者の位置
情報に基づいて移動手段によって移動される。つまり、
観察者が移動した場合には、その移動に追従して光路制
御部材が移動される。したがって、光路制御部材を固定
する方式に比べて観察領域を大幅に広げることができ
る。

【００５７】

【発明の実施の形態】

〔実施の形態１〕本発明の実施の一形態について、図１
ないし図７に基づいて説明すれば以下の通りである。

【００５８】本発明に係る立体画像表示装置３０は、図
１に示すように、液晶表示素子１の前面に、複数の開口
部２３が規則正しく配列してなるパララックスバリア２
１を配置して構成されている。

【００５９】なお、図１に示した立体画像表示装置はｎ
眼式のものであるが、以下では、説明の理解がしやすい
ように、２眼式の立体画像表示装置を例に挙げて説明す
る。

【００６０】液晶表示素子１は白黒表示を行う表示素子
であり、その表示モードは本実施形態ではＴＦＴ駆動の
ＴＮ（Twisted Nematic ）モードとなっている。なお、
表示モードは例えば単純マトリクス駆動のＳＴＮ（Supe
r Twisted Nematic ）モード等であってもよい。また、
アクティブ素子は、上記のＴＦＴ以外にもＭＩＭ（Meta
l Insulator Metal ）であってもよい。以下に、まず、
液晶表示素子１の構成について詳細に説明する。

【００６１】この液晶表示素子１は、図２に示すよう
に、ともにガラス等からなるＴＦＴ基板２と対向基板３
との間に液晶６を充填した構造となっている。ＴＦＴ基
板２には、アクティブ素子としての図示しないＴＦＴと
画素電極４とがマトリクス状に配置されている。一方、
対向基板３には、例えばＩＴＯからなる透明電極５とＴ
ＦＴを遮光すると共に各画素の分離を行うブラックマト
リクス（図示せず）が配置されている。ＴＦＴ基板２お
よび対向基板３の液晶６側表面には、互いに配向方向が
例えば直交するように配向膜７・８がそれぞれ設けられ
ている。また、ＴＦＴ基板２および対向基板３の外面側
（液晶６と反対側）には直線偏光板９・１０（図１参
照）がそれぞれ設けられている。さらに、直線偏光板９
の外面側には、図示しないバックライトが設けられてい
る。

【００６２】このように、本実施形態の液晶表示素子１
は、対向基板３にカラーフィルタが設けられていないだ
けで、ＴＦＴ基板２側は何ら通常と変わりはない。そし
て、各色に対応した駆動信号が所定の画素に供給される
ことにより、液晶表示素子１が駆動される。

【００６３】なお、図２では、共通電極である透明電極
５をパターン化して示しているが、このようなパターン
化は必ずしも必要ではなく、各画素にまたがるような一
様な電極としてもよい。

【００６４】また、対向基板３側に形成されるブラック
マトリクスをＴＦＴ基板２側に形成してもよい。つま
り、例えばブラックレジスト（黒色レジスト）からなる
ブラックマトリクスをＴＦＴ上に直接塗布し、フォトリ
ソグラフィ技術によってＴＦＴの上部のみを覆うように
パターニングしてもよい。この場合、対向基板３にはも
はや、透明電極５のみが形成されることになる。したが
って、対向基板３の構成が一段と簡素化されると共に、
対向基板３の製造工程が一段と簡略化される。また、対
向基板３におけるブラックマトリクス形成時の位置決め
も必要なくなるので、対向基板３とＴＦＴ基板２との貼
り合わせ工程もさらに簡略化される。

【００６５】また、ＴＦＴ基板２と対向基板３との貼り
合わせ工程では、ＴＦＴ基板２および対向基板３のそれ
ぞれをパネル１枚の大きさに分断してから貼り合わせる
のではなく、上記両基板をあらかじめパネル数枚分（大
判）の大きさに形成しておき、上記両基板を貼り合わせ
た後パネル１枚の大きさに分断する。その後、上記両基
板間に液晶６を注入する。

【００６６】液晶表示素子１には、図３に示すように、
右目用画像信号によって駆動される右目用画像表示画素
と、左目用画像信号によって駆動される左目用画像表示
画素との対からなる画素グループ１１Ｒ、１１Ｇ、１１
Ｂが形成されている。

【００６７】詳しくは、画素グループ１１Ｒは、赤に対
応する画像信号にて駆動される画素Ｒ_Rと画素Ｒ_Lとか
ら構成され、画素グループ１１Ｇは、緑に対応する画像
信号にて駆動される画素Ｇ_Rと画素Ｇ_Lとから構成さ
れ、画素グループ１１Ｂは、青に対応する画像信号にて
駆動される画素Ｂ_Rと画素Ｂ_Lとから構成されている。
なお、添字として付した英小文字“_R”は、右目用画像
信号に対応して駆動される画素を示す一方、英小文字“
_L”は、左目用画像信号に対応して駆動される画素を示
す。

【００６８】ここで、図４は、このような画素配列を平
面的に示したものである。このように、本実施形態で
は、赤、緑、青の各色ごとに、右目用画像を表示する画
素と左目用画像を表示する画素とが対になって画素グル
ープ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂが形成されている。そし
て、画素グループ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂに属する各画
素は、赤、緑、青の三原色のいずれかの色情報を有する
右目用画像信号または左目用画像信号により駆動される
ようになっている。

【００６９】このように、各画素グループ１１Ｒ、１１
Ｇ、１１Ｂを右目用画像表示画素と左目用画像表示画素
との対で構成して２眼式の立体画像表示装置を構成した
場合、視差像の数が２つなので、観察者が認識する立体
画像の解像度が１／２となり、観察者にとっては高精細
の画像を観察することができる（ちなみに、ｎ眼式の立
体画像表示装置では、観察者が認識する立体画像の解像
度は１／ｎとなる）。

【００７０】なお、上記の画素グループ１１Ｒ、１１
Ｇ、１１Ｂは、３個以上の画素で構成されていても構わ
ない。ちなみに、立体画像表示装置３０がｎ眼式で構成
される場合、図１および図８に示すように、液晶表示素
子１には、ｎ個の画素からなる画素グループ１１Ｒ、１
１Ｇ、１１Ｂが形成される。このとき、画素グループ１
１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂは、同様に、赤、緑、青に対応す
る色信号で駆動される画素が集まって構成される。した
がって、この場合、画素グループ１１Ｒ、１１Ｇ、１１
Ｂにおける画素配列は、それぞれ次のようになる。

【００７１】（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、・・・、Ｒｎ）（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、・・・、Ｇｎ）（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、・・・、Ｂｎ）次に、パララックスバリア２１の構成について以下に説
明する。パララックスバリア２１（光路制御部材）は、
図３および図５に示すように、液晶表示素子１に表示さ
れる画像に対応した光が観察者の右目または左目に到達
するように、上記光の光路を制御するものであり、ガラ
ス等からなる基板２２上に、上記光の透過部となる複数
の開口部２３と遮光部２４とが規則正しく交互に配列さ
れてなっている。そして、液晶表示素子１における画素
グループ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂから出射される光がそ
れぞれ対応する開口部２３を透過できるように、液晶表
示素子１の前面に配置されている。なお、開口部２３の
ピッチｐは、上述の式を満たすように設定されてい
る。

【００７２】また、個々の開口部２３には、赤、緑、青
の三原色のうちいずれか単色のカラーフィルタが設けら
れている。詳しくは、画素グループ１１Ｒ、１１Ｇ、１
１Ｂに対応する個々の開口部２３に、それぞれ赤色のカ
ラーフィルタ２５Ｒ、緑色のカラーフィルタ２５Ｇ、青
色のカラーフィルタ２５Ｂのいずれかが設けられてい
る。したがって、画素グループ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂ
から出射される光は、対応する色のカラーフィルタ２５
Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂを透過することにより、それぞれ
赤、緑、青色の光として認識されることになる。このよ
うに、カラーフィルタ２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂは、画素
グループ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂから出射される光のう
ち、所定の色に対応する光のみを選択的に透過させる光
選択透過機能を有している。

【００７３】なお、パララックスバリア２１を製造する
場合、基板２２上に遮光部２４またはカラーフィルタ２
５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂのどちらから形成してもよい。と
にかく、カラーフィルタ２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂが遮光
部２４の間隙（すなわち開口部２３）に正確に形成され
ていることが必要である。

【００７４】なお、本実施形態では、１個の画素グルー
プが１個のカラーフィルタに対応しているので、視差像
の数ｎを増やせば増やすほど、カラーフィルタの形成ピ
ッチをＴＦＴの形成ピッチよりも大きくすることができ
る。

【００７５】つまり、ｎ眼式の立体画像表示装置の場
合、ｎ個の画素を有する１個の画素グループが１個のカ
ラーフィルタに対応する。通常、一般的な液晶表示素子
は、１画素あたり約１００μｍの幅を持っている。した
がって、上記液晶表示素子を用いて例えば２眼式の立体
画像表示装置を構成した場合、カラーフィルタの形成ピ
ッチは２画素に１個の割合でよいので２００μｍとな
る。また、現在の液晶表示素子の最小画素の幅は２０μ
ｍくらいであるので、この液晶表示素子を例えば４眼式
の立体画像表示装置に適用した場合には、カラーフィル
タの形成ピッチは８０μｍでよい。したがって、視差像
の数ｎを増やせば増やすほど、カラーフィルタの形成が
容易となる。その結果、液晶表示素子の歩留りを向上さ
せることができる。

【００７６】次に、立体表示に供される画像の作成方法
について以下に説明する。

【００７７】図４で示した画素配列の液晶表示素子１を
用いて立体表示を行う場合、まず、右目用画像と左目用
画像とを作成しなければならない。このとき、一方の画
像は、他方の画像にちょうど両目間隔分だけ視差のつい
た画像となっていなければならない。

【００７８】ここで、例えば３次元コンピュータグラフ
ィックと呼ばれる画像を生成する場合、通常、３次元座
標で記述されている物体を与えられた視点から見たとき
にどう見えるのかをコンピュータ内部で計算し、その結
果を２次元の画像データとして出力し、表示する。この
ような３次元コンピュータグラフィック画像を、本発明
の立体画像表示装置を用いて表示する場合には、例えば
図７（ａ）に示すような右目用画像を作成した後、視点
位置を左目の位置に変更して図７（ｂ）に示すような左
目用画像を得ることができる。

【００７９】また、カメラ等を用いる場合では、２台の
カメラを両眼に相当する視点となる位置に左右に並べて
設置し、物体を撮影することで、２枚の視差像を得るこ
とができる。そして、撮影した画像をデジタル化し、図
７（ａ）および（ｂ）に示すようにディスプレイに表示
できる状態にしておけばよい。

【００８０】ここで、同図（ａ）で示す右目用画像は、
Ｒ₁、Ｇ₂、Ｂ₃、Ｒ₄、Ｇ₅、・・・、Ｒ_n-2、Ｇ
_n-1、Ｂ_nのデータで構成されており、同図（ｂ）で示
す左目用画像も同様に、Ｒ₁、Ｇ₂、Ｂ₃、Ｒ₄、
Ｇ₅、・・・、Ｒ_n-2、Ｇ_n-1、Ｂ_nのデータで構成さ
れている。上記のＲ、Ｇ、Ｂは赤、緑、青の各色信号に
対応する画像データを示し、添え数字は水平方向のドッ
ト番号を示す。

【００８１】なお、右目用画像、左目用画像とがドット
毎に縦方向に分割されているのは、本実施形態における
パララックスバリア２１は、画像の縦方向に開口部２３
が形成されているためである。

【００８２】そして、同図（ａ）および（ｂ）に示す画
像を左右交互に並べ直し、同図（ｃ）に示す１枚の立体
表示用画像を作成する。

【００８３】本実施形態の場合、上記画像のデータ構成
は、（Ｒ）Ｒ₁、（Ｌ）Ｒ₁、（Ｒ）Ｇ₂、（Ｌ）
Ｇ₂、（Ｒ）Ｂ₃、（Ｌ）Ｂ₃、（Ｒ）Ｒ₇、（Ｌ）Ｒ
₇、（Ｒ）Ｇ₈、（Ｌ）Ｇ₈、（Ｒ）Ｂ₉、（Ｌ）
Ｂ₉、・・・、（Ｒ）Ｒ_n、（Ｌ）Ｒ_nとなっている。
なお、（Ｒ）は右目用画像データを示し、（Ｌ）は左目
用画像データを示している。このように、同色の画像デ
ータが右目用と左目用とで対になって１枚の立体表示用
画像が形成されている。

【００８４】ここで、（Ｒ）Ｒ₄、（Ｌ）Ｒ₄、（Ｒ）
Ｇ₅、（Ｌ）Ｇ₅、（Ｒ）Ｂ₆、（Ｌ）Ｂ₆等は採用さ
れていない。これは、右目用画像と左目用画像とから１
枚の立体表示用画像を作成する際に、各画像の解像度を
半分に落とさないといけないからである。同図（ａ）お
よび（ｂ）に示す画像データからどの画像データを採用
するかについては、画像に応じて適宜選択すればよい。

【００８５】ちなみに、同図（ａ）および（ｂ）に示す
画像を合成した後の従来のデータ構成を同図（ｄ）に示
す。上記データ構成は、（Ｒ）Ｒ₁、（Ｌ）Ｇ₂、
（Ｒ）Ｂ₃、（Ｌ）Ｒ₃、（Ｌ）Ｇ₅、（Ｌ）Ｂ₆、・
・・、（Ｌ）Ｒ_n-2、（Ｒ）Ｇ_n-1、（Ｌ）Ｂ_nとなっ
ている。すなわち、従来では、異なる色の画像データが
右目用と左目用とで対になって１枚の立体表示用画像が
形成されている。

【００８６】次に、上記した液晶表示素子１およびパラ
ラックスバリア２１で構成される立体画像表示装置３０
の動作について、図３に基づいて説明する。

【００８７】まず、図示しないバックライトから出射さ
れた光は、液晶表示素子１の直線偏光板９を透過し、直
線偏光となって各画素に入射する。ここで、液晶表示素
子１にはカラーフィルタが設けられていないので、所定
の画像信号により駆動される液晶表示素子１の各画素か
ら、それぞれに割り当てられた色信号によって強度変調
を受けた白色光が出射される。

【００８８】液晶表示素子１の画素Ｒ_Rから出射される
光は、上記画素Ｒ_Rに対応した位置にある赤のカラーフ
ィルタ２５Ｒを透過することにより、赤色の光に変換さ
れて観察者の右目に到達する。一方、画素Ｒ_Lから出射
される光は、同じく赤のカラーフィルタ２５Ｒを透過す
ることにより、赤色の光に変換されて観察者の左目に到
達する。同様に、画素Ｇ_R、Ｇ_Lから出射される光は、
各々の画素に対応した位置にあるカラーフィルタ２５Ｇ
を、また、画素Ｂ_R、Ｂ_Lから出射される光は、各々の
画素に対応した位置にあるカラーフィルタ２５Ｂを透過
することにより、所定の色に変換されて観察者の右目ま
たは左目に到達する。これにより、カラーの立体画像が
観察者によって認識されることになる。

【００８９】上記の構成によれば、液晶表示素子１が白
黒表示を行う素子であるので、対向基板３には、Ｒ、
Ｇ、Ｂの各フィルタからなるカラーフィルタを設ける必
要はない。これにより、カラーフィルタを保護するため
の保護膜を形成する必要もない。したがって、対向基板
３側の構成を簡素化することができるので、対向基板３
を容易に製造することができると共に、液晶表示素子１
のコストダウンを図ることができる。

【００９０】また、本実施形態の場合、対向基板３には
カラーフィルタを形成しないので、カラーフィルタを設
ける場合に比べて対向基板３側の歩留りが確実に向上す
る。したがって、液晶表示素子１の歩留りはＴＦＴ基板
２側の歩留りと対向基板３側の歩留りとの積で表される
ので、総合的には液晶表示素子１自体の歩留り、ひいて
は、立体画像表示装置３０の歩留りを向上させることが
できる。また、対向基板３にはカラーフィルタを形成し
ないので、画素サイズの小さい液晶表示素子１を製造す
る場合に、ＴＦＴ基板２と対向基板３との貼り合わせ精
度を緩和することができる。

【００９１】また、パララックスバリア２１に寸法精度
が要求されるのは、開口部２３のピッチと開口幅である
ので、カラーフィルタ２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂを高い寸
法精度で形成しなくても済む。つまり、カラーフィルタ
２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂは、フォトリソグラフィ技術に
よって高精度で形成された開口部２３を埋めるように形
成されるので、開口部２３の形成時ほどの寸法精度が要
求されない。

【００９２】一方、パララックスバリア２１の開口部２
３の幅、すなわち、カラーフィルタ２５Ｒ、２５Ｇ、２
５Ｂの各幅は、１からｎまでの各視差像を表示する画素
のトータル幅（１つの画素グループ１１の幅）に対応す
るので、本来、液晶表示素子の内部に１個の画素ごとに
設けられるカラーフィルタよりも、その幅を数倍にも大
きく形成できる。

【００９３】したがって、本実施形態では主に２眼式の
立体画像表示装置を説明してきたが、上記構成によれ
ば、視差像の数ｎを増やして高解像度化を図るために、
液晶表示素子１の画素を小さく形成しても、パララック
スバリア２１にカラーフィルタ２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂ
を容易に形成することができる。その結果、立体画像表
示装置３０の歩留りを低下させることなく、画素サイズ
を小さくして立体画像の高解像度化を容易に図ることが
できる。

【００９４】また、通常の液晶表示素子では、対向基板
側にカラーフィルタが形成され、さらにその上には、カ
ラーフィルタの段差を緩和するカラーフィルタ保護膜
（レベリング膜）と、液晶の配向を制御する配向膜とが
形成される。この配向膜にはポリイミドが使用されるた
め、これらの焼成、形成時には、カラーフィルタに１８
０〜２４０℃の温度がかかる。したがって、液晶表示素
子内部のカラーフィルタには、通常、この温度に耐える
だけの性能が要求される。

【００９５】しかし、本実施形態の液晶表示素子１には
このようなカラーフィルタを設けなくても済むので、カ
ラーフィルタにこのような耐熱性を要求する必要がな
い。したがって、液晶表示素子１外部に形成されるカラ
ーフィルタ２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂに高性能の材料を使
用する必要がなく、カラーフィルタ２５Ｒ、２５Ｇ、２
５Ｂに要するコストを低減することができると共に、カ
ラーフィルタ２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂが適用される立体
画像表示装置３０のコストも低減することができる。

【００９６】なお、パララックスバリア２１は、例えば
図１および図６に示すような構成であってもよい。すな
わち、上述の式を満たすピッチｐで光透過部となる開
口部２３が形成されるように、基板２２上のカラーフィ
ルタ２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂの少なくとも端部を遮光部
２４で覆う構成であってもよい。

【００９７】一般的に、所望の立体画像表示を行うため
には、開口部２３が上記ピッチｐで高精度で形成される
必要があるので、遮光部２４は通常フォトリソグラフィ
技術によって高精度で形成される。

【００９８】このとき、立体画像表示装置３０が２眼式
であり、液晶表示素子１の画素ピッチＰが１００μｍ、
液晶表示素子１とパララックスバリア２１との距離ｄが
２ｍｍ、観察者と立体画像表示装置３０との距離Ｌが８
０ｃｍであるとすると、式より、パララックスバリア
２１のピッチｐ（開口部２３のピッチ）は、１９９．５
μｍとなる。この精度は、フォトリソグラフィ技術を用
いないと実現できないレベルである。一方、遮光部２４
の開口幅は４０〜８０μｍ程度であるから、１１９．５
〜１５９．５μｍ幅の遮光部２４の下にカラーフィルタ
２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂの大部分が隠れることになる。

【００９９】したがって、上記構成の場合、カラーフィ
ルタ２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂの形成精度がラフで済み、
カラーフィルタ２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂの形成幅にある
程度の自由度を持たせることができる。その結果、カラ
ーフィルタ２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂを比較的容易に形成
することができる。

【０１００】なお、本実施形態のように、パララックス
バリアにカラーフィルタを設ける構成については、例え
ば特開平８−１４６３４６号公報にも開示されており、
一見本発明と構成が類似しているかのように思われる。
しかし、この従来技術は、本発明とは異なる以下の構成
を備えたものであり、本発明とは根本的に異なるもので
ある。

【０１０１】（Ａ）パララックスバリアの１個の開口部
に、赤、緑、青の３色のカラーフィルタが配置されてい
る。

【０１０２】（Ｂ）表示素子側にも、Ｒ、Ｇ、Ｂの順に
並んだカラーフィルタが形成されている。

【０１０３】この従来技術は、そもそも、表示素子の例
えば赤に対応した画素から出射される光を、パララック
スバリア側の赤のフィルタを通してしか観察できないよ
うにするものである。つまり、表示素子側のカラーフィ
ルタを通して出射される光は、パララックスバリアに配
置された同色のカラーフィルタを通してしか観察できな
いようになっている。これにより、観察している画素の
隣の画素からくる光はカラーフィルタにて吸収されるの
で、視差像が混ざり合うことがない。

【０１０４】しかし、上記（Ａ）の構成では、１個の開
口部にカラーフィルタを３色配置するため、本発明の特
徴でもあるカラーフィルタの形成精度を緩和することは
できない。また、上記（Ｂ）の構成では、表示素子から
出射される光は２回カラーフィルタを透過することにな
るので、画面の明るさが本発明と比べて暗くなり、視認
性が低下する。

【０１０５】したがって、上記従来技術は、本発明が解
決しようとする課題を解決できるものではなく、本発明
の主旨とは根本的に異なるものである。また、本発明に
よれば、表示素子から出射される光はカラーフィルタを
１回透過するだけであるので、上記従来技術に比べて表
示画像の高輝度化を図ることができる。

【０１０６】〔実施の形態２〕本発明の他の実施の形態
について、図８ないし図１２に基づいて説明すれば以下
の通りである。本実施形態では、パララックスバリア２
１（図１参照）の代わりにレンチキュラーレンズ４１を
用いて立体画像表示装置３０を構成した例について説明
する。なお、実施の形態１で用いた部材と同一の機能を
有する部材には同一の部材番号を付記し、その説明を省
略する。

【０１０７】図８および図９に示すように、レンチキュ
ラーレンズ４１は、個々のシリンドリカルレンズ４２が
赤色のカラーフィルタ４４Ｒ、緑色のカラーフィルタ４
４Ｇ、青色のカラーフィルタ４４Ｂのいずれかを介して
ガラス等からなる基板４３上に並設されてなっている。
上記のシリンドリカルレンズ４２は、液晶表示素子１の
画素から出射される光の透過部となるものである。そし
て、レンチキュラーレンズ４１は、液晶表示素子１にお
ける画素グループ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂから出射され
る光がそれぞれ対応するカラーフィルタ４４Ｒ、４４
Ｇ、４４Ｂを透過できるように、液晶表示素子１の前面
に配置されている。

【０１０８】なお、シリンドリカルレンズ４２のピッチ
ｐは、上述の式を満たすように設定されていると共
に、液晶表示素子１における１からｎまでの各視差像を
表示する画素のトータル幅（１つの画素グループの幅）
に対応している。したがって、シリンドリカルレンズ４
２に対応して設けられる各カラーフィルタ４４Ｒ、４４
Ｇ、４４Ｂの幅を、本来液晶表示素子の内部に１個の画
素ごとに設けられるカラーフィルタの幅よりも数倍に大
きく形成できる。

【０１０９】なお、シリンドリカルレンズ４２を製造す
る方法としては、射出成形による方法、光硬化性樹脂を
型に流し、プレスしながら硬化させる方法等がある。

【０１１０】上記の構成によれば、画素グループ１１
Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂから出射される光は、対応するカラ
ーフィルタ４４Ｒ、４４Ｇ、４４Ｂを透過し、それぞれ
赤、緑、青色の光として認識されることになる。したが
って、レンチキュラーレンズ４１もパララックスバリア
２１と同様の光選択透過機能を有することになるので、
その結果、パララックスバリア２１を用いた場合と同様
の作用、効果を奏することになる。

【０１１１】なお、レンチキュラーレンズ４１を、例え
ば図１０に示すように構成してもよい。すなわち、基板
４３上のカラーフィルタ４４Ｒ、４４Ｇ、４４Ｂの境界
部分に遮光部４５を形成しておいてもよい。

【０１１２】この場合、遮光部４５を形成しないときに
比べ光の透過量は減るが、シリンドリカルレンズ４２と
カラーフィルタ４４Ｒ、４４Ｇ、４４Ｂとの位置合わせ
の精度が遮光部４５の幅の分だけラフとなり、レンチキ
ュラーレンズ４１を容易に形成することができる。

【０１１３】また、カラーフィルタ４４Ｒ、４４Ｇ、４
４Ｂの形成位置は、基板４３とシリンドリカルレンズ４
２との間でなくても構わない。例えば図１１に示すよう
に、基板４３上に直接形成されたシリンドリカルレンズ
４２の表面に、カラーフィルタ４４Ｒ、４４Ｇ、４４Ｂ
を形成するようにしても構わない。この場合でも、本実
施形態と同様の効果を得ることができる。

【０１１４】また、例えば図１２に示すように、あらか
じめ赤、緑、青色に着色されたシリンドリカルレンズ４
２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂを直接基板４３上に並設してレン
チキュラーレンズ４１を構成しても構わない。この場
合、熱可塑性の感光性樹脂に顔料を含ませ、フォトリソ
グラフィ技術によってそれをパターニングした後、熱だ
れさせることにより、容易にシリンドリカルレンズ４２
を製造することができる。また、この場合、カラーフィ
ルタとシリンドリカルレンズとの位置決めを行う必要が
なくなる。

【０１１５】〔実施の形態３〕本発明の他の実施の形態
について、図１３に基づいて説明すれば以下の通りであ
る。なお、実施の形態１、２で用いた部材と同一の機能
を有する部材には同一の部材番号を付記し、その説明を
省略する。

【０１１６】図２２で示した観察領域Ｆ１、Ｆ２の最大
幅は、人間の両目間隔（約６５ｍｍ）を考慮して、通常
６５ｍｍになるように設定されているので、観察者は最
大６５ｍｍしか頭を動かすことはできない。したがっ
て、パララックスバリア方式およびレンチキュラーレン
ズ方式は、そもそも観察者がシャッタ眼鏡あるいは偏光
眼鏡等の特殊な眼鏡をかけなくても立体画像を観察でき
るという利点があるが、上述のように観察者の観察範囲
がある程度限定されてしまうという欠点もある。この観
察範囲の制限は、パララックスバリア２１またはレンチ
キュラーレンズ４１が、液晶表示素子１に対して固定さ
れていることに起因する。

【０１１７】そこで、本実施形態では、図１３に示すよ
うに、実施の形態１、２で説明した立体画像表示装置３
０において、観察者Ａの位置を検出する位置検出センサ
４７（位置検出手段）と、モータ４８（移動手段）とが
設けられている。モータ４８は、位置検出センサ４７に
て検出された観察者Ａの位置情報に基づき、観察者Ａの
移動に追従して当該移動方向と同方向にパララックスバ
リア２１またはレンチキュラーレンズ４１を移動させる
ものである。

【０１１８】上記位置検出センサ４７としては、例えば
ＣＣＤ（Charge Coupled Device ）や、赤外線ＬＥＤ
（Light Emitting Diode）と位置検出素子（ＰＳＤ；Po
sitionSensitive Device ）とを用いたもので構成され
る。

【０１１９】このような構成によれば、観察者Ａの左右
の動きに追従してパララックスバリア２１またはレンチ
キュラーレンズ４１が移動するので、観察領域Ｆ１、Ｆ
２自体も観察者Ａの移動に追従して移動することにな
る。したがって、観察者Ａが移動しても視点が観察領域
Ｆ１、Ｆ２から外れることがない。その結果、観察者Ａ
は頭を固定させておかなくても立体画像を常に観察する
ことができる。結果的には、上記のような追従方式で
は、パララックスバリア２１またはレンチキュラーレン
ズ４１を液晶表示素子１に対して固定する方式の数倍か
ら十倍程度まで観察領域を広げることができる。

【０１２０】なお、ｎ眼式の立体画像表示装置では観察
領域がｎ個存在するため、観察者Ａが移動しても、観察
者Ａの視点はほぼ確実にｎ個の観察領域のうちいずれか
２つに入る。これに対して、２眼式の立体画像表示装置
では観察領域が２つしかないため、観察者Ａが少しでも
移動すると視点が上記領域から外れやすい。したがっ
て、このような追従方式は、特に２眼式の立体画像表示
装置においてより効果を発揮する。

【０１２１】なお、このような追従方式は、例えば特開
平２−４４９９５号公報にも開示されている。しかし、
このような従来技術では、上記したような追従機構を設
ける分だけ立体画像表示装置の価格が上昇する問題があ
った。しかし、本発明では、表示素子自体の価格を押さ
えることができるので、追従機構を設けた装置の価格上
昇を、上記表示素子の価格を低下させることにより幾分
回避することができ、総合的に装置のコストダウンを図
ることができる。

【０１２２】

【発明の効果】請求項１の発明に係る立体画像表示装置
は、以上のように、画像を表示する表示素子と、上記画
像に対応した光が透過可能な複数の光透過部を有し、個
々の光透過部を透過した光が観察者の右目または左目に
到達するように、上記光の光路を制御する光路制御部材
とが設けられた立体画像表示装置であって、上記表示素
子は白黒表示を行う素子であり、かつ、上記光路制御部
材の個々の光透過部には、上記表示素子から出射される
光を選択的に透過させるカラーフィルタが設けられてい
る構成である。

【０１２３】それゆえ、上記表示素子が白黒表示を行う
素子であるので、表示素子の内部にカラーフィルタを設
けなくても済む。これにより、カラーフィルタを設ける
工程が削減されるので、第２の基板を容易に製造するこ
とができる。したがって、第２の基板の歩留りを向上さ
せることができ、総合的に表示素子自体の歩留り、ひい
ては、立体画像表示装置の歩留りを向上させることがで
きるという効果を奏する。

【０１２４】また、表示素子の内部にカラーフィルタを
設けなくても済むので、第２の基板の構成が簡素化され
る。これにより、表示素子１個あたりの価格を低減する
ことができると共に、この表示素子と光路制御部材とか
らなる立体画像表示装置の価格をも低減することができ
るという効果を併せて奏する。

【０１２５】請求項２の発明に係る立体画像表示装置
は、以上のように、請求項１の構成において、上記個々
の光透過部に設けられるカラーフィルタは、赤、緑、青
の三原色のうちいずれか単色である構成である。

【０１２６】それゆえ、請求項１の構成による効果に加
えて、光透過部さえ高精度で形成すれば、光透過部の大
きさに合わせて単色のカラーフィルタを容易に形成する
ことができる。したがって、立体画像表示装置の歩留り
をさらに向上させることができるという効果を奏する。

【０１２７】また、表示素子外部のカラーフィルタは、
表示素子内部のカラーフィルタほどの耐熱性を有してい
なくてもよく、それゆえ、カラーフィルタを高性能の材
料で構成する必要がない。したがって、カラーフィルタ
に要するコストを低減して、立体画像表示装置のコスト
をさらに低減することができるという効果を併せて奏す
る。

【０１２８】請求項３の発明に係る立体画像表示装置
は、以上のように、請求項２の構成において、上記表示
素子における、所定の色のカラーフィルタと対応する位
置には、上記カラーフィルタと同じ色に対応する画像信
号で駆動される画素が複数個集まった画素グループが形
成されている構成である。

【０１２９】それゆえ、請求項２の構成による効果に加
えて、カラーフィルタは複数個の画素からなる画素グル
ープに対応して設けられているので、カラーフィルタを
数倍大きく形成することができる。したがって、表示素
子の画素サイズを小さくしても、光路制御部材にカラー
フィルタを容易に形成することができる。その結果、立
体画像の高解像度化を容易に図ることができるという効
果を奏する。

【０１３０】請求項４の発明に係る立体画像表示装置
は、以上のように、請求項３の構成において、上記画素
グループは、右目用画像信号によって駆動される右目用
画像表示画素と、左目用画像信号によって駆動される左
目用画像表示画素との対からなっている構成である。

【０１３１】それゆえ、請求項３の構成による効果に加
えて、２眼式の立体画像表示装置を構成した場合、視差
像の数が２つなので、観察者が認識する立体画像の解像
度が１／２をとすることができるという効果を奏する。

【０１３２】請求項５の発明に係る立体画像表示装置
は、以上のように、請求項１、２、３または４の構成に
加えて、観察者の位置を検出する位置検出手段と、上記
位置検出手段によって検出された観察者の位置情報に基
づき、観察者の移動に追従するように上記光路制御部材
を移動させる移動手段とが設けられている構成である。

【０１３３】それゆえ、請求項１、２、３または４の構
成による効果に加えて、観察者の移動に追従して光路制
御部材が移動されるので、光路制御部材を固定する方式
に比べて観察領域を大幅に広げることができるという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るｎ眼式の立体画像表示装置であっ
て、液晶表示素子の前面にパララックスバリアを配置し
た立体画像表示装置の一構成例を示す断面図である。

【図２】上記液晶表示素子の概略の構成を示す断面図で
ある。

【図３】液晶表示素子の前面にパララックスバリアを配
置した２眼式の立体画像表示装置の構成を示す断面図で
ある。

【図４】上記液晶表示素子の画素配置を示す平面図であ
る。

【図５】パララックスバリアの一構成例を示す断面図で
ある。

【図６】パララックスバリアの他の構成例を示す断面図
である。

【図７】（ａ）は、右目用画像データを示す説明図であ
り、（ｂ）は、左目用画像データを示す説明図であり、
（ｃ）は、上記右目用画像データと上記左目用画像デー
タとを合成して得られる本発明における立体画像データ
を示す説明図であり、（ｄ）は、上記右目用画像データ
と上記左目用画像データとを合成して得られる従来の立
体画像データを示す説明図である。

【図８】本発明に係るｎ眼式の立体画像表示装置であっ
て、液晶表示素子の前面にレンチキュラーレンズを配置
した立体画像表示装置の一構成例を示す断面図である。

【図９】レンチキュラーレンズの一構成例を示す断面図
である。

【図１０】レンチキュラーレンズの他の構成例を示す断
面図である。

【図１１】レンチキュラーレンズのさらに他の構成例を
示す断面図である。

【図１２】液晶表示素子の前面にレンチキュラーレンズ
を配置した２眼式の立体画像表示装置の構成を示す断面
図である。

【図１３】追従機構を設けた立体画像表示装置の一構成
例を示す斜視図である。

【図１４】液晶表示素子の前面にパララックスバリアを
配置した、従来のｎ眼式の立体画像表示装置の構成を示
す断面図である。

【図１５】上記液晶表示素子の概略の構成を示す断面図
である。

【図１６】立体画像表示装置の前面に形成される立体画
像の観察領域を示す平面図である。

【図１７】液晶表示素子の前面にレンチキュラーレンズ
を配置した、従来のｎ眼式の立体画像表示装置の構成を
示す断面図である。

【図１８】液晶表示素子の前面にパララックスバリアを
配置した、従来の２眼式の立体画像表示装置の構成を示
す断面図である。

【図１９】液晶表示素子の前面にレンチキュラーレンズ
を配置した、従来の２眼式の立体画像表示装置の構成を
示す断面図である。

【図２０】上記液晶表示素子の画素配置を示す平面図で
ある。

【図２１】観察者の両目にそれぞれ右目用画像、左目用
画像が入射する様子を示す断面図である。

【図２２】立体画像表示装置の前面に形成される立体画
像の観察領域を立体的に示す斜視図である。

【符号の説明】

１液晶表示素子（表示素子）２１パララックスバリア（光路制御部材）２３開口部（光透過部）２５Ｒカラーフィルタ２５Ｇカラーフィルタ２５Ｂカラーフィルタ３０立体画像表示装置４１レンチキュラーレンズ（光路制御部材）４２シリンドリカルレンズ（光透過部）４４Ｒカラーフィルタ４４Ｇカラーフィルタ４４Ｂカラーフィルタ４７位置検出センサ（位置検出手段）４８モータ（移動手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 27/22

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】画像を表示する表示素子と、上記画像に対応した光が透過可能な複数の光透過部を有
し、個々の光透過部を透過した光が観察者の右目または
左目に到達するように、上記光の光路を制御する光路制
御部材とが設けられた立体画像表示装置であって、上記表示素子は白黒表示を行う素子であり、かつ、上記
光路制御部材の個々の光透過部には、上記表示素子から
出射される光を選択的に透過させるカラーフィルタが設
けられていることを特徴とする立体画像表示装置。
【請求項２】上記個々の光透過部に設けられるカラーフ
ィルタは、赤、緑、青の三原色のうちいずれか単色であ
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。
【請求項３】上記表示素子における、所定の色のカラー
フィルタと対応する位置には、上記カラーフィルタと同
じ色に対応する画像信号で駆動される画素が複数個集ま
った画素グループが形成されていることを特徴とする請
求項２に記載の立体画像表示装置。
【請求項４】上記画素グループは、右目用画像信号によ
って駆動される右目用画像表示画素と、左目用画像信号
によって駆動される左目用画像表示画素との対からなっ
ていることを特徴とする請求項３に記載の立体画像表示
装置。
【請求項５】観察者の位置を検出する位置検出手段と、上記位置検出手段によって検出された観察者の位置情報
に基づき、観察者の移動に追従するように上記光路制御
部材を移動させる移動手段とが設けられていることを特
徴とする請求項１、２、３または４に記載の立体画像表
示装置。