JP5115840B2 - 立体表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、立体表示装置に関する。詳しくは、レンチキュラーシートを備える立体表示装置に関する。

従来より、三次元画像を表示する立体表示装置がある。
図３は、従来例に係る立体表示装置１００の構成を示す図である。この立体表示装置１００は、いわゆる多眼式立体表示方式または指向性立体表示方式で三次元画像を表示するものであり、二次元ディスプレイ１１０と、この二次元ディスプレイ１１０上に設けられたレンチキュラーシート１２０と、を備える。

二次元ディスプレイ１１０は、互いに対向して設けられた２つのガラス基板１１１、１１２と、これら２つのガラス基板１１１、１１２に挟持された液晶層１１３と、２つのガラス基板１１１、１１２の外側に設けられた２つの偏光板１１４、１１５と、を備える液晶ディスプレイである。
この二次元ディスプレイ１１０には、複数の画素１１７が行列状に配列して設けられる。画素１１７は、赤（Ｒ）を表示するための色画素１１７Ｒと、緑（Ｇ）を表示するための色画素１１７Ｇと、青（Ｂ）を表示するための色画素１１７Ｂと、を備える。これら色画素１１７Ｒ、１１７Ｇ、１１７Ｂのうち互いに隣接するもの同士の間には、遮光部１１７Ｘが設けられる。

レンチキュラーシート１２０は、一次元のレンズであるシリンドリカルレンズ１２１を、レンズ中心軸と略直交する方向に多数配列させたシートである。１つのシリンドリカルレンズ１２１は、行方向、すなわち水平方向に互いに隣接する複数の画素１１７に対応する。

このため、上述の立体表示装置１００が多眼式立体表示方式の場合、空間の水平方向に複数の視点を設定し、それぞれの視点に異なる画像を表示して、三次元画像を表示できる。一方、上述の立体表示装置１００が指向性立体表示方式の場合、異なる水平方向に多数の画像を同時に表示して、三次元画像を表示できる。

ところで、上述の遮光部１１７Ｘは、互いに隣接する色画素同士の間での光漏れを防止して、コントラストを向上するために設けられる。しかしながら、この遮光部１１７Ｘにより、光が射出されない領域ができてしまうため、上述の立体表示装置１００では、水平方向に光強度むらが生じる場合があった。

そこで、図４に示すように、複数の画素１１７のうち水平方向に互いに隣接する画素が有する同一色を表示するための色画素同士を、水平方向に互いに切れ目なく配置した立体表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この立体表示装置によれば、同一色を表示するための色画素が水平方向に切れ目なく配置されるため、水平方向に光強度むらが生じるのを防止できる。
特開２００５−３１６３７２号公報

ところで、図４では、遮光部１１７Ｘの行方向の幅は、一定である。また、行方向に１２個、列方向に４個の１２×４個の色画素と、これらの色画素を備える複数の画素に対応する１つのシリンドリカルレンズ１２１とで、１つの三次元画素を構成している。

ここで、例えば色画素Ｒ０１、Ｂ０１、Ｇ０１を備える画素１１７に注目すると、これら色画素の水平位置は、一致していない。すなわち、各画素１１７が備える色画素１１７Ｒ、１１７Ｂ、１１７Ｇの水平位置が一致していないので、表示色ごとに表示方向がずれる場合があった。三次元画素が備える列方向の色画素の数をＮ（Ｎは、Ｎ≧１を満たす整数）とすると、Ｎが３の倍数以外の場合に、このような問題が生じる。

また、例えば色画素１１７Ｔや色画素１１７Ｕに注目すると、これらは、互いに隣接する２つのシリンドリカルレンズ１２１の領域に亘って位置している。
このように、１つの色画素が２つのシリンドリカルレンズの領域に亘って位置する場合があった。また、色画素から発せられる光線が拡散して、複数のシリンドリカルレンズのうち対応するシリンドリカルレンズに隣接するものに入射する場合があった。このため、立体表示のサイドローブである繰り返しの画像が発生するおそれがあった。

本発明は、表示色ごとの表示方向のずれを縮小できるとともに、繰り返しの画像の発生を抑制できる立体表示装置を提供することを目的とする。

本発明の立体表示装置は、行列状に配列された複数の画素（例えば、実施形態の画素１７）を有する表示部（例えば、実施形態の二次元ディスプレイ１０）と、前記表示部上に設けられ、所定方向に延在する複数のシリンドリカルレンズ（例えば、実施形態のシリンドリカルレンズ２１）を有するレンチキュラーシート（例えば、実施形態のレンチキュラーシート２０）と、を備える立体表示装置であって、前記複数の画素のそれぞれは、互いに異なる単一色を表示する複数の色画素（例えば、実施形態の色画素１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ）を備え、前記複数の色画素は、前記画素ごとに列方向に配置され、前記複数の画素のうち行方向に互いに隣接する画素が有する同一色を表示する色画素同士は、互いに異なる行に、行方向に互いに切れ目なく配置され、前記複数の色画素のうち互いに隣接する色画素同士の間には、遮光部（例えば、実施形態の遮光部１７Ｘ）が設けられ、前記遮光部の行方向の幅は、少なくとも２種類以上あることを特徴とする。

この発明によれば、遮光部の行方向の幅を、少なくとも２種類以上に設定する。
このため、シリンドリカルレンズの領域のうち端部近傍の遮光部の行方向の幅を、他の遮光部の行方向の幅と比べて大きくしたり小さくしたりすることで、１つの色画素が２つのシリンドリカルレンズの領域に亘って位置するのを防止するとともに、色画素から発せられる光線が、複数のシリンドリカルレンズのうち対応するシリンドリカルレンズに隣接するものに入射するのを防止して、繰り返しの画像の発生を抑制できる。
一方、上述の他の遮光部の行方向の幅を、互いに隣接する色画素同士の間での光漏れを防止できる範囲内で狭くすることで、各画素が備える互いに異なる単一色を表示する複数の色画素の行方向の位置のずれを小さくできるので、表示色ごとの表示方向のずれを縮小できる。

この場合、前記各シリンドリカルレンズは、前記複数の画素のうち行方向に互いに隣接する複数の画素に対応して設けられ、前記各シリンドリカルレンズに対応する複数の画素ごとに、これら複数の画素が備える同一色を表示する色画素の水平ピッチが一定であることが好ましい。

同一色を表示する色画素の水平ピッチが一定ではない場合、色ごとに水平方向に光強度むらが生じるおそれがある。
そこで、この発明によれば、各シリンドリカルレンズに対応する複数の画素ごとに、これら複数の画素が備える同一色を表示する色画素の水平ピッチを一定に設定する。このため、色ごとに水平方向に光強度むらが生じるのを抑制できる。

本発明によれば、遮光部の行方向の幅を、少なくとも２種類以上に設定する。
このため、シリンドリカルレンズの領域のうち端部近傍の遮光部の行方向の幅を、他の遮光部の行方向の幅と比べて大きくしたり小さくしたりすることで、１つの色画素が２つのシリンドリカルレンズの領域に亘って位置するのを防止するとともに、色画素から発せられる光線が、複数のシリンドリカルレンズのうち対応するシリンドリカルレンズに隣接するものに入射するのを防止して、繰り返しの画像の発生を抑制できる。
一方、上述の他の遮光部の行方向の幅を、互いに隣接する色画素同士の間での光漏れを防止できる範囲内で狭くすることで、各画素が備える互いに異なる単一色を表示する複数の色画素の行方向の位置のずれを小さくできるので、表示色ごとの表示方向のずれを縮小できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る立体表示装置１の色画素の配置を示す概略図である。立体表示装置１は、二次元ディスプレイ１０と、この二次元ディスプレイ１０上に設けられたレンチキュラーシート２０と、を備える。

二次元ディスプレイ１０には、複数の画素１７が行列状に配列して設けられる。画素１７は、赤（Ｒ）を表示するための長方形の色画素１７Ｒと、緑（Ｇ）を表示するための長方形の色画素１７Ｇと、青（Ｂ）を表示するための長方形の色画素１７Ｂと、を備える。これら色画素１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂのうち互いに隣接するもの同士の間には、遮光部１７Ｘが設けられる。

レンチキュラーシート２０は、一次元のレンズであるシリンドリカルレンズ２１を、レンズ中心軸と略直交する方向に多数配列させたシートである。１つのシリンドリカルレンズ２１は、行方向、すなわち水平方向に隣接する１６個の画素１７に対応する。また、行方向に１２個、列方向に４個の１２×４個の色画素と、これらの色画素を備える複数の画素に対応する１つのシリンドリカルレンズ２１とで、１つの三次元画素を構成している。すなわち、三次元画素が備える列方向の色画素の数Ｎは、４である。

以下、色画素１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂの配置について詳述する。
色画素１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂは、画素１７ごとに列方向に配列される。画素１７には、これら３種類の色画素１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂのそれぞれが設けられた３つの行と、上述の遮光部１７Ｘが設けられた１つの行と、の４つの行がある。

例えば、色画素Ｒ０９、Ｂ０９、Ｇ０９を備える画素１７に注目すると、１行目には色画素Ｒ０９が設けられ、２行目には遮光部１７Ｘが設けられ、３行目には色画素Ｂ０９が設けられ、４行目には色画素Ｇ０９が設けられている。

また、行方向に互いに隣接する画素１７が有する同一色を表示する色画素同士は、互いに異なる行に、行方向に互いに切れ目なく配置される。

例えば、赤（Ｒ）を表示するための色画素Ｒ０９、Ｒ１０に注目すると、色画素Ｒ０９は、１行目に設けられる。色画素Ｒ１０は、色画素Ｒ０９を備える画素と行方向に隣接する画素が備えるものであり、２行目に設けられる。すなわち、色画素Ｒ０９と色画素Ｒ１０とは、行方向に互いに隣接する画素１７が有する同一色としての赤（Ｒ）を表示する色画素であり、互いに異なる行に配置されている。
そして、色画素Ｒ０９の４辺のうち図１中で右辺を通って列方向に延びる仮想線を想定すると、色画素Ｒ１０の４辺のうち図１中で左辺は、この仮想線上に位置する。すなわち、色画素Ｒ０９と色画素Ｒ１０とは、行方向に互いに切れ目なく配置されている。

また、行方向に互いに隣接する色画素同士の間隔は、３種類ある。具体的には、行方向に互いに隣接する色画素１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂを１つの色画素群とすると、各色画素群での互いに隣接する色画素同士の間隔と、互いに隣接する色画素群同士の間隔と、シリンドリカルレンズ２１の領域のうち端部近傍での色画素同士の間隔と、の３種類がある。このため、互いに隣接する色画素同士の間に設けられる遮光部１７Ｘの行方向の幅は、３種類ある。

例えば、色画素Ｒ０９、Ｇ１０、Ｂ１１と、色画素Ｒ１３、Ｇ１４、Ｂ１５と、色画素Ｒ０１、Ｇ０２、Ｂ０３と、に注目する。ここで、色画素Ｒ０９、Ｇ１０、Ｂ１１を第１の色画素群とし、色画素Ｒ１３、Ｇ１４、Ｂ１５を第２の色画素群とし、色画素Ｒ０１、Ｇ０２、Ｂ０３を第３の色画素群とする。

各色画素群での互いに隣接する色画素同士の間隔とは、例えば、色画素Ｒ０９と色画素Ｇ１０との間隔や、色画素Ｇ１４と色画素Ｂ１５との間隔のことである。この間隔は、遮光部１７Ｘを形成して、互いに隣接する色画素同士の間での光漏れを防止するためのものであり、３種類の中で最も狭い。

一方、互いに隣接する色画素群同士の間隔とは、例えば、第１の色画素群に含まれる色画素Ｂ１１と、第２の色画素群に含まれる色画素Ｒ１３と、の間隔のことである。この間隔は、行方向に互いに隣接する画素が有する同一色を表示する色画素であって、１行目に設けられる色画素と、４行目に設けられる色画素と、を行方向に互いに切れ目なく配置するためのものである。具体的には、例えば、上述の色画素Ｂ１１と色画素Ｒ１３との間隔があるため、１行目の色画素Ｒ１３と、４行目の色画素Ｒ１２とは、行方向に互いに切れ目なく配置されている。
この間隔は、３種類の中で２番目に狭い。

また、シリンドリカルレンズ２１の領域のうち端部近傍での色画素同士の間隔とは、例えば、第２の色画素群に含まれる色画素Ｂ１５と、第３の色画素群に含まれる色画素Ｒ０１と、の間隔のことである。この間隔は、１つの色画素が２つのシリンドリカルレンズ２１の領域に亘って位置するのを防止するとともに、色画素から発せられる光線が、複数のシリンドリカルレンズ２１のうち対応するシリンドリカルレンズに隣接するものに入射するのを防止するためのものであり、３種類の中で最も広い。

さらに、各シリンドリカルレンズ２１に対応する複数の画素１７ごとに、これら複数の画素１７が備える同一色を表示する色画素の水平ピッチが一定である。

例えば、赤（Ｒ）を表示するための色画素Ｒ０１、Ｒ０５、Ｒ０９、Ｒ１３は、それぞれ、同一のシリンドリカルレンズ２１に対応する複数の画素１７が備えるものである。そして、これらの間には、それぞれ、緑（Ｇ）を表示するための色画素１７Ｇと、青（Ｂ）を表示するための色画素１７Ｂと、上述の各色画素群での互いに隣接する色画素同士の間隔に設けられた遮光部１７Ｘと、上述の互いに隣接する色画素群同士の間隔に設けられた遮光部１７Ｘと、が配置されている。このため、色画素Ｒ０１、Ｒ０５、Ｒ０９、Ｒ１３の水平ピッチは、一定である。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）遮光部１７Ｘの行方向の幅の種類を、３種類に設定した。
このため、シリンドリカルレンズ２１の領域のうち端部近傍の遮光部１７Ｘの行方向の幅を調整して、１つの色画素が２つのシリンドリカルレンズ２１の領域に亘って位置するのを防止するとともに、色画素から発せられる光線が、複数のシリンドリカルレンズ２１のうち対応するシリンドリカルレンズ２１に隣接するものに入射するのを防止して、繰り返しの画像の発生を抑制できる。
一方、各色画素群での互いに隣接する色画素同士の間の遮光部１７Ｘの行方向の幅を、互いに隣接する色画素同士の間での光漏れを防止できる範囲内で狭くすることで、各画素が備える色画素１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂの行方向の位置のずれを小さくできるので、表示色ごとの表示方向のずれを縮小できる。

（２）各シリンドリカルレンズ２１に対応する複数の画素１７ごとに、これら複数の画素１７が備える同一色を表示する色画素の水平ピッチを一定に設定した。このため、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色ごとに水平方向に光強度むらが生じるのを抑制できる。

［第２実施形態］
図２は、本発明の第２実施形態に係る立体表示装置１Ａの色画素の配置を示す概略図である。
本実施形態では、色画素の配置が第１実施形態と異なる。具体的には、第１実施形態では、行方向に１２個、列方向に４個の１２×４個の色画素と、これらの色画素を備える複数の画素に対応する１つのシリンドリカルレンズ２１とで、１つの三次元画素を構成した。これに対して、本実施形態では、行方向に１５個、列方向に５個の１５×５個の色画素と、これらの色画素を備える複数の画素に対応する１つのシリンドリカルレンズ２１とで、１つの三次元画素を構成している。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（３）第１実施形態と比べて、三次元画素が備える色画素の数を増加させた。このため、１つのシリンドリカルレンズ２１で異なる視点や水平方向に同時に表示できる画像数が増加するので、より滑らかな運動視差や広い奥行き表示範囲を得ることができ、優れた立体表示を行うことができる。

なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

例えば、第１実施形態では、１つの三次元画素に１２×４個の色画素を設け、第２実施形態では、１つの三次元画素に１５×５個の色画素を設けたが、これに限らない。

また、上述の各実施形態では、色画素の形状を長方形としたが、これに限らず、例えば平行四辺形や台形であってもよい。

本発明の第１実施形態に係る立体表示装置の色画素の配置を示す概略図である。 本発明の第２実施形態に係る立体表示装置の色画素の配置を示す概略図である。 従来例に係る立体表示装置の構成を示す図である。 従来例に係る立体表示装置の色画素の配置を示す概略図である。

符号の説明

１、１Ａ、１００…立体表示装置
１０、１１０…二次元ディスプレイ（表示部）
１７、１１７…画素
１７Ｂ、１７Ｇ、１７Ｒ、１１７Ｂ、１１７Ｇ、１１７Ｒ、１１７Ｔ、１１７Ｕ…色画素
１７Ｘ、１１７Ｘ…遮光部
２０、１２０…レンチキュラーシート
２１、１２１…シリンドリカルレンズ

Claims (2)

1. 行列状に配列された複数の画素を有する表示部と、
   前記表示部上に設けられ、列方向に延在する複数のシリンドリカルレンズを有するレンチキュラーシートと、を備える立体表示装置であって、
   前記複数の画素のそれぞれは、互いに異なる単一色を表示する複数の色画素を備え、
   前記複数の色画素は、前記画素ごとに列方向に配置され、かつ各行において、１組の色画素が色画素群をなすようにして、行方向に順次循環的に配置され、
   前記複数の画素のうち行方向に互いに隣接する画素が有する同一色を表示する色画素同士は、互いに異なる行に、行方向に互いに切れ目なく配置され、
   互いに隣接する色画素の間には、遮光部が設けられ、
   前記遮光部の行方向の幅は、少なくとも２種類以上あり、
   前記シリンドリカルレンズ間の境界に対応する部位が、前記遮光部に割り当てられ、
   各色画素群内における隣接する色画素間の遮光部の幅に比べて、隣接する色画素群間の遮光部が幅広に設定された
   ことを特徴とする立体表示装置。
2. 請求項１に記載の立体表示装置において、
   前記各シリンドリカルレンズは、前記複数の画素のうち行方向に互いに隣接する複数の画素に対応して設けられ、
   前記各シリンドリカルレンズに対応する複数の画素ごとに、これら複数の画素が備える同一色を表示する色画素の水平ピッチが一定であることを特徴とする立体表示装置。

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