JP3515315B2 - 立体映像表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】この発明は、映像表示パネル
と光学フィルタなどの光学分離板との接触面に生じる有
色の模様を防止する眼鏡なし立体映像表示装置に関す
る。 【０００２】 【従来の技術】特殊な眼鏡なしに立体映像を表示する装
置は、従来よりレンチキュラレンズ方式やパララックス
バリア方式のものが知られている。 【０００３】パララックスバリア方式の立体映像表示装
置としては、例えば、図１２に示すように、バックライ
ト１と、表示パネルとしての液晶パネル２と、この液晶
パネル２の観察者側に配置されるパララックスバリア３
とを備える。パララックスバリア３は、ガラスもしくは
透明樹脂などの基板３１上に多数のストライプ状の遮光
薄膜３２を形成したものである。液晶パネル２は、ガラ
ス基板２２及び２４の間に液晶層２３が設けられ、更
に、光出射側のガラス基板２２には出射側偏光板２１が
光入射側のガラス基板２４には入射側偏光板２５がそれ
ぞれ設けられている。そして、液晶パネル２の液晶層２
３に右眼用画像と左眼用画像が１列おきに表示される。
バックライト１からの光を透過した映像はパララックス
バリア３により分離され、観察者の左眼１０Ｌには左眼
用映像のみ、右眼１０Ｒには右眼用映像のみが観察さ
れ、立体映像が認識される。 【０００４】このような方式において、画面全体にわた
って鮮明な立体映像を観察するためには、液晶パネル２
とパララックスバリア３との間隔を均一にする必要があ
り、液晶パネル２とパララックスバリア３を接触させて
配置する方法が効果的である。図１２に示す構成のもの
においては、パララックスバリア３として膜厚２μｍ程
度のストライプ状の遮光薄膜３２が形成された面側を液
晶パネル２側に向けて配置している。また、図１３に示
す構成のもでは、パララックスバリア３のストライプ状
の遮光薄膜３２を形成していない面側を液晶パネル２側
に向けて配置している。 【０００５】このように、ストライプ状の遮光薄膜３１
の面と液晶パネル２の画素との間隔を変えることで観察
距離を変えることが可能である。そして、観察距離の調
整のために、図１４に示すように、パララックスバリア
３と液晶パネル２との間にスペーサーガラス板４を挿入
して配置することもある。 【０００６】眼鏡なし立体映像表示装置のその他の方式
としては、図１５に示すような、左右映像を分離する手
段として、蒲鉾状のレンズが多数並んだ構造を持つレン
チキュラレンズ５を用いた方式がある。このレンチキュ
ラレンズ方式は、液晶パネル２の観察者側に左右の映像
を分離するためにレンチキュラレンズ５を設けたもので
ある。この方式においても、画面全体にわたって鮮明な
立体映像を観察するためには、液晶パネル２とレンチキ
ュラレンズ５との間隔を均一にする必要があり、液晶パ
ネル２とレンチキュラレンズ５を接触させて配置する方
法が効果的である。 【０００７】眼鏡なし立体映像表示装置の他の方式とし
ては、特開平７−１８１４２９号公報に開示されている
ように、液晶パネルとバックライトとの間に、ガラス基
板上にストライプパターンが形成された光学フィルタを
配置し、光源からの光をストライプ状の光とし、この光
を左眼用の画素と右眼用の画素とに分離して入射させる
ことにより立体映像を観察するものが知られている。 【０００８】また、更に、他の方式としては、特開平８
−１１０４９５号に開示されているように、液晶パネル
の両面に、ガラス基板上にストライプパターンを形成し
た光学フィルタを配置し、クロストークの領域を小さく
して最大照度で立体映像を観察できる装置がある。 【０００９】更に、特開平８−１９４１９０号公報に開
示されているように、カラー液晶パネルの片面もしくは
両面に、ガラス基板上に赤、青、緑のカラーフィルタを
形成した光学フィルタを配置し、光学フィルタにより色
毎に光の進行方向を限定して立体映像を観察する装置が
ある。 【００１０】これらのいずれの立体映像表示装置におい
ても、画面全体にわたって鮮明な立体映像を観察するた
めには、映像表示パネルとしての液晶パネルと光学フィ
ルタとの間隔を均一にする必要があり、液晶パネルと光
学フィルタを接触させて配置する方法が効果的である。 【００１１】 【発明が解決しようとする課題】従来の眼鏡なし立体映
像表示装置では、映像表示パネルとしての液晶パネルと
光学フィルタを接触させて配置する方法を採っている
が、実際には映像表示パネルと光学フィルタとの間に微
少な隙間が生じており、その間隔は場所によって異なっ
ている。そのため、接触面の液晶パネルで反射した光
と、接触面の光学フィルタ側で反射した光との間に光路
差が生じ、これに起因するニュートンリングのような有
色の模様が、映像の観察者に視認される。この有色の模
様は、観察者に不快感を与えるものである。 【００１２】この発明は、上記の事情を鑑みてなされた
ものであり、映像表示パネルと光学フィルタとの接触面
に生じる有色の模様を防止する、眼鏡なし立体映像表示
装置を提供することを目的とするものである。 【００１３】 【課題を解決するための手段】この発明は、バックライ
トと、このバックライトからの光を左右の光に分光する
光学フィルタと、この光学フィルタで分光された光が対
応する第一の画素群と第二の画素群に与えられそれによ
り表示画面を構成する液晶表示パネルとを備えてなる立
体映像表示装置であって、前記光学フィルタは前記液晶
表示パネルの偏光版に接触して取り付けられ、前記偏光
板の表面に光学フィルタによる分光を阻害しない程度の
光の拡散処理が施されていることを特徴とする。 【００１４】液晶パネルのバックライト側の偏光板の表
面に、光を拡散するような処理を施すことにより、接触
面の液晶パネル側で反射した光と、接触面の光学フィル
タ側で反射した光との間に生じる光路差に起因する有色
の模様が現れず、有色の模様が観察者に視認されること
がなく、鮮明な立体映像が得られる。 【００１５】 【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態及び
この発明に関連する参考例を図面に従い説明する。な
お、従来例と同一部分には同一符号を付す。 【００１６】図１は、この発明に関連する第１の参考例
にかかる立体映像表示装置の構成を示す模式図であり、
映像表示パネルとしての液晶パネル２と、液晶パネル２
の表面に接触するように配置された左右の映像を分離す
る光学フィルタとしてのパララックスバリア３を備え
る。 【００１７】前述した従来例と同様に、パララックスバ
リア３は、ガラスもしくは透明樹脂などの基板３１上に
多数のストライプ状の遮光薄膜３２を形成したものであ
る。また、液晶パネル２は、ガラス基板２２及び２４の
間に液晶層２３が設けられ、更に、光出射側のガラス基
板２２は出射側偏光板２１が光入射側のガラス基板２４
には入射側偏光板２５がそれぞれ設けられている。そし
て、液晶パネル２の液晶層２３に右眼用画像と左眼用画
像が１列おきに表示される。 【００１８】バックライト１からの光を透過した右眼用
映像はパララックスバリア３により分離され、観察者の
左眼１０Ｌには左眼用映像のみ、右眼１０Ｒには右眼用
映像のみが観察され、立体映像が認識される。 【００１９】ところで、ガラスとガラス或いは、ガラス
と樹脂との表面を接触するように配置すると、その界面
でニュートンリングのような光の干渉縞が発生する。 【００２０】そこで、この参考例では、液晶パネル２と
光学フィルタとしてのパララックスバリア３との間に
は、干渉縞をなくすために多数の微少な高さ調整部材３
３が設けられている。この高さ調整部材３３は、接触面
の液晶パネル２側で反射した光と、接触面の光学フィル
タ３側で反射した光との間に生じる光路差に起因する有
色の模様が現れない程度の高さを有している。このた
め、有色の模様が観察者に視認されることがなく、鮮明
な立体映像が見られる。 【００２１】上記したパララックスバリア３は、ガラス
基板３１上に黒顔料を２μｍ程度の厚みで印刷し、エッ
チングにより多数のストライプ状の遮光薄膜３２を形成
したものである。この実施の形態では、パララックスバ
リア３のストライプ状の遮光薄膜３２を形成している側
の面に透明樹脂を印刷し、エッチングにより図２に示す
ような点状の高さ調整部材３３を多数形成している。点
状の高さ調整部材３３は、直径が約４０μｍ、高さが約
１０μｍ、高さ調整部材３３，３３同士の間隔は約３０
０μｍである。 【００２２】パララックスバリア３に高さ調整部材３３
を形成した面を液晶パネル３側に向けて接触させて配置
すると、点状の高さ調整部材３３以外の部分には高さ調
整部材の高さ以上の隙間が生じることになる。 【００２３】また、パララックスバリア３の面全体に対
する点状の高さ調整部材の占有率は無視できる程度であ
るので、事実上パララックスバリア３と液晶パネル２と
の間隔がいずれの場所においても高さ調整部材の高さ以
上となる。 【００２４】このため、接触面の液晶パネル２側で反射
した光と、接触面の光学フィルタとしてのパララックス
バリア３で反射した光との間に生じる光路差に起因する
有色の模様が現れず、有色の模様が観察者に視認される
ことがなく、鮮明な立体映像が得られる。 【００２５】図３及び図４は、この発明に関連する第２
の参考例を示し、映像を表示する液晶パネル２と、左右
映像を分離するパララックスバリア３よりなる。パララ
ックスバリア３は、上述した第１の実施の形態と同様
に、ガラス基板３１上に黒顔料を２μｍ程度の厚みで印
刷し、エッチングにより多数のストライプ状の遮光薄膜
３２を形成したものである。この第２の実施の形態で
は、パララックスバリア３のストライプ状の遮光薄膜３
２を形成していない側のガラス基板３１面に、透明樹脂
を印刷し、エッチングにより、図４に示すような点状の
高さ調整部材３３を多数形成している。点状の高さ調整
部材３３は、直径が約４０μｍ、高さが約１０μｍ、高
さ調整部材３３、３３同士の間隔は約３００μｍであ
る。 【００２６】上記したパララックスバリア３の高さ調整
部材３３を形成した面を液晶パネル２側に向けて接触さ
せて配置すると、点状の高さ調整部材３３以外の部分に
は高さ調整部材３３の高さ以上の隙間が生じることにな
る。パララックスバリア３の面全体に対する高さ調整部
材３３の高さ調整部材の占有率は無視できる程度である
ので、事実上パララックスバリア３と液晶パネル２との
間隔がいずれの場所においても高さ調整部材３３の高さ
以上となる。このため、接触面の液晶パネル２側で反射
した光と、接触面のパララックスバリア３側で反射した
光との間に生じる光路差に起因する有色の模様が現れ
ず、有色の模様が観察者に視認されることがなく、鮮明
な立体映像が見られる。 【００２７】図５及び図６は、この発明に関連する第３
の参考例を示し、映像を表示する液晶パネル２と、左右
映像を分離するパララックスバリア３よりなる。パララ
ックスバリア３は、ガラス基板３１上に黒顔料を２μｍ
程度の厚みで印刷し、エッチングにより多数のストライ
プ状の遮光薄膜３２を形成したものである。この実施の
形態では、パララックスバリア３のストライプ状の遮光
薄膜３２を形成している側の面に、樹脂を印刷し、エッ
チングにより図６に示すような線状の高さ調整部材３３
を多数形成している。線状の高さ調整部材３３は、高さ
が約１０μｍで、幅がパララックスバリア３のストライ
プ幅以下であり、また、パララックスバリア３のストラ
イプ状の遮光薄膜３２に隠れるように形成されている。 【００２８】上記したパララックスバリア３の高さ調整
部材３３を形成した面を液晶パネル２側に向けて接触さ
せて配置すると、線状の高さ調整部材３３以外の部分に
は高さ調整部材３３の高さ以上の隙間が生じることにな
る。この高さ調整部材３３は、パララックスバリア３の
ストライプ状の遮光薄膜３２に隠れて観察者に視認され
ないため、事実上パララックスバリア３と液晶パネル２
との間隔がいずれの場所においても高さ調整部材３３の
高さ以上となる。このため、接触面の液晶パネル２側で
反射した光と、接触面のパララックスバリア３側で反射
した光との間に生じる光路差に起因する有色の模様が現
れず、有色の模様が観察者に視認されることがなく、鮮
明な立体映像が得られる。なお、この参考例における高
さ調整部材３３は線状である必要はなく、点の集まりで
もよい。 【００２９】図７及び図８は、この発明に関連する第４
の参考例を示し、映像を表示する液晶パネル２と、左右
映像を分離するパララックスバリア３よりなる。パララ
ックスバリア３は、ガラス基板３１上に黒顔料を２μｍ
程度の厚みで印刷し、エッチングにより多数のストライ
プ状の遮光薄膜３２を形成したものである。この実施の
形態では、パララックスバリア３のストライプ状の遮光
薄膜３２を形成していない側のガラス基板３１面に、樹
脂を印刷し、エッチングにより図８に示すような線状の
高さ調整部材３３を多数形成している。線状の高さ調整
部材３３は、高さが約１０μｍで、幅がパララックスバ
リア３のストライプ幅以下であり、最適な観察位置にい
る観察者から見てパララックスバリア３のストライプに
隠れるような位置に形成されている。この高さ調整部材
３３の形成位置としては、図７に示すように、両眼１０
Ｒ、１０Ｌの中心と各ストライプの中心とを結んだ線上
が最適である。 【００３０】上記したパララックスバリア３の、高さ調
整部材３３を形成した面を液晶パネル２側に向けて接触
されて配置すると、高さ調整部材３３以外の部分には高
さ調整部材３３の高さ以上の隙間が生じることになる。
この高さ調整部材３３は、パララックスバリア３のスト
ライプに隠れて観察者に視認されないため、事実上パラ
ラックスバリア３と液晶パネル２との間隔がいずれの場
所においても高さ調整部材３３の高さ以上となる。この
ため、接触面の液晶パネル２側で反射した光と、接触面
のパララックスバリア３側で反射した光との間に生じる
光路差に起因する有色の模様が現れず、有色の模様が観
察者に視認されることがなく、鮮明な立体映像が得られ
る。なお、この参考例における高さ調整部材３３は線状
である必要はなく、点の集まりでもよい。 【００３１】図９及び図１０は、この発明に関連する第
５の参考例の形態を示し、映像を表示する液晶パネル２
と、左右映像を分離するレンチキュラレンズ５よりな
る。レンチキュラレンズ５は、蒲鉾型のレンズが多数並
んだ構造をしている。あるいは、イオン交換によりガラ
ス板に屈折率分布を持たせ、同等の効果が得られるよう
にしたものでもよい。この実施の形態では、レンチキュ
ラレンズ５の平らな側の面に、樹脂を印刷し、エッチン
グにより図１０に示すような線状の高さ調整部材５３を
形成している。線状の高さ調子部材５３は、高さが１０
μｍで、観察者の眼とレンズの曲率中心とを結んだ線上
以外の位置に形成されている。この高さ調整部材５３の
形成位置としては、図９に示すように、両眼１０Ｒ、１
０Ｌの中心とレンズ間の谷間とを結んだ線上が最適であ
る。 【００３２】上記したレンチキュラレンズ５の、高さ調
整部材５３を形成した面を液晶パネル２に向けて接触さ
せて配置すると、高さ調整部材５３以外の部分には高さ
調整部材５３の高さ以上の隙間が生じることになる。こ
の高さ調整部材５３は、観察者に視認されないように形
成されているため、事実上レンチキュラレンズ５と液晶
パネル３との間隔がいずれの場所においても高さ調整部
材５３の高さ以上となる。このため、接触面の液晶パネ
ル２側で反射した光と、接触面のレンチキュラレンズ５
側で反射した光との間に生じる光路差に起因する有色の
模様が現れず、有色の模様が観察者に視認されることが
なく、鮮明な立体映像が得られる。 【００３３】なお、この参考例における高さ調整部材５
３は線状である必要はなく、点の集まりでもよい。 【００３４】なお、上記参考例における高さ調整部材の
形成方法は、上記以外にもスクリーン印刷による形成等
が考えられる。また、高さ調整部材の形状は、この実施
の形態の形状に限らない。さらに、高さ調整部材の形成
は、光学フィルタ側でなく映像表示装置側でもよい。さ
らに、映像表示パネルは、液晶パネルに限るものではな
い。さらに、光学フィルタは、映像を分離するものであ
れば、パララックスバリアやレンチキュラレンズに限る
ものではなく、例えば、特開平７−１８１４２９号公報
等に開示されている立体映像表示装置のように、バック
ライト１と液晶パネル２との間に設けられ、バックライ
トからの光をスリット状にする光学フィルタにおいても
表示パネルと光学フィルタとの間に高さ調整部材を設け
れば、同様の効果が得られる。 【００３５】また、特願平６−１９５２９９号に開示さ
れているように、液晶パネルの両面に光学フィルタを設
けるものにおいても、液晶パネルと光学フィルタとの間
に高さ調整部材を設ければ同様の効果が得られる。 【００３６】また、特開平８−１９４１９０号公報の開
示されているように、カラー液晶パネルの片面もしくは
両面に、ガラス基板上にカラーフィルタを設けた光学フ
ィルタを配置したものにおいても、液晶パネルと光学フ
ィルタとの間に高さ調整部材を設ければ同様の効果が得
られる。 【００３７】図１１は、この発明の実施の形態を示し、
バックライト１と、第一の画素群と第二の画素群からな
る映像を表示する液晶パネル２と、バックライト１から
の光をストライプ化し左右映像に分離して光を与える光
学フィルタ６と、で構成される。この光学フィルタ６
は、ガラス基板６１上にアルミニウムを蒸着し、さらに
黒顔料を２μｍ程度の厚みで印刷し、エッチングにより
多数のストライプ状の遮光膜６２を形成したもので、液
晶パネル２のバックライト１側に配置している。 【００３８】この実施の形態では、液晶パネル２のバッ
クライト１側に設ける偏光板２５ａの表面に、光を拡散
するような拡散処理を施している。このため、接触面の
液晶パネル２側で反射した光と、接触面の光学フィルタ
６側で反射した光との間に生じる光路差に起因する有色
の模様が現れず、有色の模様が観察者に視認されること
がなく、鮮明な立体映像が得られる。偏光板２５ａの表
面に施す拡散処理は、観察者に立体映像が視認されるこ
とから、光学フィルタ６の光の分離を阻害しない程度に
光が拡散するように形成されていることは言うまでもな
い。 【００３９】ところで、眼鏡を用いずに視覚可能な３次
元映像と２次元映像を切り替えて表示することができ、
２次元映像を表示する際に、観察者は特定の位置に限ら
ず、広い範囲でモアレ等のない良好な２次元映像を観察
することができる２次元映像／３次元映像互換型表示装
置が、例えば特願平８−１０５８４５号に提案されてい
る。 【００４０】この２次元映像／３次元映像互換型表示装
置は、観察者から近い順に、第１の画素群と第２の画素
群とが形成される液晶パネルと、分散型液晶層を備える
拡散効果ＯＮ／ＯＦＦパネルである分散型液晶パネル
と、透光部と遮光部を備えた光学フィルタと、バックラ
イトとを備えている。前述したように、ガラスとガラス
或いは、ガラスと樹脂との表面を接触するように配置す
ると、その界面でニュートンリングのような光の干渉縞
が発生する。このため、この２次元映像／３次元映像互
換型表示装置においても、液晶パネルと分散型液晶パネ
ルとの界面及び分散型液晶パネルと光学フィルタとの界
面でニュートンリングのような光の干渉縞が発生する。
そこで、光学フィルタと分散型液晶パネルとの間に高さ
調整部材を設けて両者を取り付けると共に、分散型液晶
パネルと液晶パネルとの間に高さ調整部材を設けて両者
を取り付ける。このように高さ調整部材を設けること
で、接触面の分散型液晶パネル側で反射した光と、接触
面の光学フィルタ側で反射した光及び接触面の液晶パネ
ル側で反射した光と、接触面の分散型液晶パネルで反射
した光との間にそれぞれ生じる光路差に起因する有色の
模様が現れず、有色の模様が観察者に視認されることが
なく、鮮明な立体映像を観察できる。 【００４１】 【発明の効果】以上に説明したように、この発明による
眼鏡なし立体映像表示装置は、液晶表示パネルの光学フ
ィルタと接触する側に設けられる偏光板の表面に、光の
拡散処理を施すことにより、光路差に起因する有色の模
様が観察者に視認されることがなく、鮮明な立体映像を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】この発明に関連する第１の参考例の立体映像表
示装置の構成を示す模式図である。 【図２】この発明に関連する第１の参考例の立体映像表
示装置に用いられるパララックスバリアを示す斜視図で
ある。 【図３】この発明に関連する第２の参考例の立体映像表
示装置の構成を示す模式図である。 【図４】この発明に関連する第２の参考例の立体映像表
示装置に用いられるパララックスバリアを示す斜視図で
ある。 【図５】この発明に関連する第３の参考例の立体映像表
示装置の構成を示す模式図である。 【図６】この発明に関連する第３の参考例の立体映像表
示装置に用いられるパララックスバリアを示す斜視図で
ある。 【図７】この発明に関連する第４の参考例の立体映像表
示装置の構成を示す模式図である。 【図８】この発明に関連する第４の参考例の立体映像表
示装置に用いられるパララックスバリアを示す斜視図で
ある。 【図９】この発明に関連する第５の参考例の形態の立体
映像表示装置の構成を示す模式図である。 【図１０】この発明に関連する第５の参考例の立体映像
表示装置に用いられるレンチキュラレンズを示す斜視図
である。 【図１１】この発明の実施の形態の立体映像表示装置の
構成を示す模式図である。 【図１２】従来の立体映像表示装置の構成を示す模式図
である。 【図１３】従来の立体映像表示装置の構成を示す模式図
である。 【図１４】従来の更に別の立体映像表示装置の構成を示
す模式図である。 【図１５】従来の更に別の立体映像表示装置の構成を示
す模式図である。 【符号の説明】 １ バックライト ２ 液晶パネル ２１ 偏光板 ２２ ガラス基板 ２３ 液晶層 ２４ ガラス基板 ２５ 偏光板 ３ パララックスバリア（光学フィルタ） ３１ ガラス基板 ３２ ストライプ状の遮光薄膜 ３３ 高さ調整部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−94968（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−60217（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−54281（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−284542（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−120795（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−9297（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−211334（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−294849（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 27/26 G02F 1/13 G02F 1/1335

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】バックライトと、このバックライトからの
   光を左右の光に分光する光学フィルタと、この光学フィ
   ルタで分光された光が対応する第一の画素群と第二の画
   素群に与えられ、それにより表示画面を構成する液晶表
   示パネルとを備え、前記光学フィルタは前記液晶表示パ
   ネルの偏光板に接触して取り付けられ、前記偏光板の表
   面に光学フィルタによる分光を阻害しない程度の光の拡
   散処理が施されていることを特徴とする立体映像表示装
   置。