JP5177163B2 - 立体映像表示用光学部材及び立体映像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、立体映像表示用光学部材及び立体映像表示装置に関する。

観察者に立体映像を認識させる装置として、右目用の映像と左目用の映像をそれぞれ異なる領域に表示する映像生成部、及び、二つの異なる領域に入射した偏光の偏光軸が、互いに直交した直線偏光、又は偏光軸の回転方向が互いに逆方向である円偏光として射出する偏光軸制御板を含む立体映像表示装置が知られている（例えば、特許文献１〜５を参照）。

特開平１０−２３２３６５号公報 特開２００４−２６４３３８号公報 特開平９−９０４３１号公報 特開２００８−３０４９０９号公報 特開２００２−１８５９８３号公報

しかしながら、特許文献１〜５に記載の技術では、モアレが発生する場合があった。ここで、モアレとは、干渉縞ともいい、規則正しい繰り返し模様を複数重ね合わせた時に、それらの周期のずれにより視覚的に発生する縞模様のことである。

例えば、特許文献４及び特許文献５に記載の立体映像表示装置では、右目用の画像を生成する領域と左目用の画像を生成する領域、赤色のカラーフィルターを有する画素、緑色のカラーフィルターを有する画素、青色のカラーフィルターを有する画素が設けられ、さらに各色のフィルター領域間に、隣接する赤、緑、青の画素の混色を防ぎ、バックライトからの光を遮断してコントラストを向上させるよう格子状の黒色パターンであるブラックマトリックスが設けられた映像生成領域遮光部とを有する画像生成部と、右目用の画像を透過させる第一偏光領域と左目用の画像を偏光軸に対して直角に観点させて透過させる第二偏光領域とクロストークの発生を低減するために設けられた偏光軸制御板領域遮光部とを有する偏光軸制御板とを備えており、映像生成領域遮光部と偏光軸制御板領域遮光部とのピッチが近似しているので、モアレが発生しやすい。一般的に、２つの規則正しい繰り返し模様のパターンが平行であるとき、第１のパターンの間隔（周期）をｐ、第２のパターンの間隔（周期）をｐ+δｐとするとき（但し、０＜δｐ＜ｐとする）、発生するモアレの間隔（周期）ｄは、下記（数式１）を用いて表される。

d=ｐ^２／δｐ ・・・（数式１）
映像生成領域遮光部と偏光軸制御板領域遮光部との間には、偏光軸制御部を保持するためのガラス基板が設けられ、これらはこのガラス基板により一定の距離を保ち隔てられて配置されている。このため、観察者は正面にある映像生成領域遮光部と偏光軸制御板領域遮光部とが重なっているように見え、映像生成領域遮光部と偏光軸制御板領域遮光部とは分離して見えない。このためモアレは発生しない。しかしながら、観察者が正面から離れた部分を観察する場合、映像生成領域遮光部と偏光軸制御板領域遮光部とは分離して見える、即ち見た目のピッチにずれが生じるためモアレが観察される。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、モアレの発生を低減する立体映像表示用光学部材及び立体映像表示装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る立体映像表示用光学部材の第１の特徴は、第１の映像信号に基づいて、所定の角度の偏光軸である第１の偏光軸の直線偏光を光変調して第１の変調偏光を生成して射出する第１の変調光生成領域と、第２の映像信号に基づいて前記第１の偏光軸の直線偏光を光変調して第２の変調偏光を生成して射出する第２の変調光生成領域とを有する映像生成部から射出した前記第１の変調偏光及び前記第２の変調偏光のうち、前記第１の偏光軸と異なる角度を有する第２の偏光軸の直線偏光である前記第１の変調偏光及び前記第２の変調偏光を透過して射出する偏光板と、前記映像生成部における第１の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第１の変調偏光が入射した際に前記第１の変調偏光の偏光軸を第３の偏光軸となるよう偏光し第３の変調偏光として射出する第１の偏光領域と、前記映像生成部における第２の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第２の変調偏光が入射した際に前記第２の変調偏光の偏光軸を前記第３偏光軸と異なる第４の偏光軸となるよう偏光し第４の変調偏光として射出する第２の偏光領域と、前記第１の偏光領域及び前記第２の偏光領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する遮光部とを有する偏光軸制御板と、を備え、前記映像生成部は、前記第１の変調光生成領域及び前記第２の変調光生成領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する映像生成領域遮光部を有し、前記遮光部は、前記映像生成領域遮光部の線幅より狭い線幅である複数の直線を含むように形成されていることにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る立体映像表示用光学部材の第２の特徴は、第１の映像信号に基づいて、所定の角度の偏光軸である第１の偏光軸の直線偏光を光変調して第１の変調偏光を生成して射出する第１の変調光生成領域と、第２の映像信号に基づいて前記第１の偏光軸の直線偏光を光変調して第２の変調偏光を生成して射出する第２の変調光生成領域とを有する映像生成部から射出した前記第１の変調偏光及び前記第２の変調偏光のうち、前記第１の偏光軸と異なる角度を有する第２の偏光軸の直線偏光である前記第１の変調偏光及び前記第２の変調偏光を透過して射出する偏光板と、前記映像生成部における第１の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第１の変調偏光が入射した際に前記第１の変調偏光の偏光軸を第３の偏光軸となるよう偏光し第３の変調偏光として射出する第１の偏光領域と、前記映像生成部における第２の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第２の変調偏光が入射した際に前記第２の変調偏光の偏光軸を前記第３偏光軸と異なる第４の偏光軸となるよう偏光し第４の変調偏光として射出する第２の偏光領域と、前記第１の偏光領域及び前記第２の偏光領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する遮光部とを有する偏光軸制御板と、を備え、前記映像生成部は、前記第１の変調光生成領域及び前記第２の変調光生成領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する映像生成領域遮光部と、前記第１の変調光生成領域及び前記第２の変調光生成領域それぞれに備えられた画素の境界部に設けられ入射した光を遮光する画素間遮光部とを有し、前記遮光部は、隣接する前記映像生成領域遮光部及び隣接する前記画素間遮光部のいずれの間隔より狭い線幅である１以上の直線と、前記直線に沿って境界側に設けられた、隣接する前記映像生成領域遮光部及び隣接する前記画素間遮光部のいずれの間隔より短い径である複数の円とを含むように形成されていることにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る立体映像表示用光学部材の第３の特徴は、第１の映像信号に基づいて、所定の角度の偏光軸である第１の偏光軸の直線偏光を光変調して第１の変調偏光を生成して射出する第１の変調光生成領域と、第２の映像信号に基づいて前記第１の偏光軸の直線偏光を光変調して第２の変調偏光を生成して射出する第２の変調光生成領域とを有する映像生成部から射出した前記第１の変調偏光及び前記第２の変調偏光のうち、前記第１の偏光軸と異なる角度を有する第２の偏光軸の直線偏光である前記第１の変調偏光及び前記第２の変調偏光を透過して射出する偏光板と、前記映像生成部における第１の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第１の変調偏光が入射した際に前記第１の変調偏光の偏光軸を第３の偏光軸となるよう偏光し第３の変調偏光として射出する第１の偏光領域と、前記映像生成部における第２の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第２の変調偏光が入射した際に前記第２の変調偏光の偏光軸を前記第３偏光軸と異なる第４の偏光軸となるよう偏光し第４の変調偏光として射出する第２の偏光領域と、前記第１の偏光領域及び前記第２の偏光領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する遮光部とを有する偏光軸制御板と、を備え、前記映像生成部は、前記第１の変調光生成領域及び前記第２の変調光生成領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する映像生成領域遮光部と、前記第１の変調光生成領域及び前記第２の変調光生成領域それぞれに備えられた画素の境界部に設けられ入射した光を遮光する画素間遮光部とを有し、前記遮光部は、隣接する前記映像生成領域遮光部及び隣接する前記画素間遮光部のいずれの間隔より短い径である複数の円を含むように形成されていることにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る立体映像表示用光学部材の第４の特徴は、第１の映像信号に基づいて、所定の角度の偏光軸である第１の偏光軸の直線偏光を光変調して第１の変調偏光を生成して射出する第１の変調光生成領域と、第２の映像信号に基づいて前記第１の偏光軸の直線偏光を光変調して第２の変調偏光を生成して射出する第２の変調光生成領域とを有する映像生成部から射出した前記第１の変調偏光及び前記第２の変調偏光のうち、前記第１の偏光軸と異なる角度を有する第２の偏光軸の直線偏光である前記第１の変調偏光及び前記第２の変調偏光を透過して射出する偏光板と、前記映像生成部における第１の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第１の変調偏光が入射した際に前記第１の変調偏光の偏光軸を第３の偏光軸となるよう偏光し第３の変調偏光として射出する第１の偏光領域と、前記映像生成部における第２の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第２の変調偏光が入射した際に前記第２の変調偏光の偏光軸を前記第３偏光軸と異なる第４の偏光軸となるよう偏光し第４の変調偏光として射出する第２の偏光領域と、前記第１の偏光領域及び前記第２の偏光領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する遮光部とを有する偏光軸制御板と、を備え、前記遮光部は、前記第１の偏光領域及び前記第２の偏光領域の境界部に沿って配列された複数の矩形を含み、隣接する前記境界部に設けられた当該遮光部に配列された矩形の水平方向のピッチの１／３〜１／２だけ前記配列方向にずれて配列されていることにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る立体映像表示装置の第１の特徴は、光源と、前記光源を射出した光のうち前記第１偏光軸である第１の直線偏光を透過する直線偏光生成部と、第１の変調光生成領域と第２の変調光生成領域を有し、前記直線偏光生成部を射出した前記第１の直線偏光が入射した際に光変調して前記第１の変調偏光及び前記第２の変調偏光として射出する前記映像生成部と、請求項１〜４いずれか１項記載の立体映像表示用光学部材と、を備え、前記偏光軸制御板における前記第１の偏光領域を射出した前記第３変調偏光により生成される映像を右目用映像とし、前記第２の偏光領域を射出した前記第４の変調偏光により生成される映像を左目用映像とすることにある。

本発明の立体映像表示用光学部材及び立体映像表示装置によれば、モアレの発生を低減することができる。

本発明の実施例１に係る立体映像表示装置の分解斜視図である。 本発明の実施例１に係る立体映像表示装置の偏光軸制御板の別の形態を示す斜視図である。 本発明の実施例１に係る立体映像表示装置の使用状態を示す概略図である。 本発明の実施例１に係る立体映像表示装置が備える映像生成部の一部を拡大して示す平面図である。 映像生成領域遮光部及び偏光軸制御板領域遮光部が形成されていない場合における映像生成部と偏光軸制御板との断面の一例を図示した断面図である。 本発明の実施例に係る立体映像表示装置に備えられた映像生成部と偏光軸制御板との断面の一例を図示した断面図である。 本発明の実施例１である立体映像表示装置において、モアレの変化を調査する実験に用いた映像生成部の拡大図である。 本発明の実施例１である立体映像表示装置において、偏光軸制御板領域遮光部の線状パターンの比較例及び実験例を示した図である。 本発明の実施例１である立体映像表示装置において、偏光軸制御板領域遮光部の線状パターンの比較例及び実験例を示した図である。 本発明の実施例１に係る立体映像表示装置において、図８及び図９に示した比較例及び実験例についてモアレ評価及び光透過率評価の結果を示した図である。 本発明の実施例１である立体映像表示装置において、偏光軸制御板領域遮光部の線状パターンの実験例を示した図である。 本発明の実施例１に係る立体映像表示装置において、図８（ａ）に示した比較例及び図１１に示した実験例についてモアレ評価及び光透過率評価の結果を示した図である。 本発明の実施例１である立体映像表示装置において、偏光軸制御板領域遮光部の線状パターンの実験例を示した図である。 本発明の実施例１に係る立体映像表示装置において、図８（ａ）に示した比較例及び図１３に示した実験例についてモアレ評価及び光透過率評価の結果を示した図である。 本発明の実施例１である立体映像表示装置において、偏光軸制御板領域遮光部の線状パターンの実験例を示した図である。 本発明の実施例１に係る立体映像表示装置において、図８（ａ）に示した比較例及び図１６に示した実験例についてモアレ評価及び光透過率評価の結果を示した図である。 本発明の実施例１に係る立体映像表示装置において、図８（ａ）に示した比較例、図８（ｂ）に示した実験例１−１、及び図１３（ａ）に示した実験例５−２について、視野角毎のクロストーク率の結果を示した図である。 本発明の実施例１に係る立体映像表示装置の偏光軸制御板の別の実施形態を示す斜視図である。 本発明の実施例１に係る立体映像表示装置の偏光軸制御板の別の実施形態を示す斜視図である。 本発明の実施例１に係る立体映像表示装置が備える別の形態の映像生成部の一部を拡大して示す平面図である。 本発明の実施例２に係る立体映像表示装置の分解斜視図である。 本発明の実施例３に係る立体映像表示装置の構成を示した構成図である。 （ａ）は、図８（ｂ）のドットの拡大図であり、設計状態を示すものである。（ｂ）は、（ａ）の条件で実際にドットを形成した際のドットの拡大図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る立体映像表示装置１００の分解斜視図である。

立体映像表示装置１００は、光源１２０と、映像表示部１３０と、偏光軸制御板（立体映像表示用光学部材）１８０とを図１に示す順で備え、これらが図示しない筐体に収容されている。また、映像表示部１３０は、偏光板（直線偏光生成部）１５０、映像生成部１６０及び偏光板１７０を含む。この立体映像表示装置１００に表示される立体映像を後述する観察者が観察する場合、観測者は、図１に示した矢印Ｘ１の方向から（図１における偏光軸制御板１８０よりも右側から）観察する。

光源１２０は、観察者から見て立体映像表示装置１００の最も奥側に配され、立体映像表示装置１００を使用している状態（以下、「立体映像表示装置１００の使用状態」と略称する）において、白色の非偏光、または光源からの光を効率良く利用するために設けられた反射型偏光板で、偏光板１５０の方向に一致する光を透過し、それ以外の成分を反射して戻し、バックライトユニット内で反射させて、再び光を射出させ、反射型偏光板で偏光した光を偏光板１５０の一面に向けて射出する。なお、本発明の実施例１では、光源１２０に面光源を用いているが、面光源に替えて例えば点光源と集光レンズとの組み合わせでもよい。この集光レンズの一例は、フレネルレンズシートである。

偏光板１５０は、映像生成部１６０の光源１２０側に配される。偏光板１５０は、透過軸及び当該透過軸に直交する吸収軸を有し、光源１２０から射出した非偏光が入射すると、その非偏光のうち透過軸と平行な偏光軸の光を透過し、吸収軸と平行な偏光軸の光を遮断する。ここで、偏光軸とは、光における電界の振動方向のことであり、偏光板１５０における透過軸は、図１に矢印Ｙ１で示すように、観察者が立体映像表示装置１００を見たときの水平方向から右上方向及び左下方向に４５度の傾斜を有する。したがって、偏光板１５０から射出する光は、水平方向から４５度の傾斜を有する直線偏光となる。

映像生成部１６０は、赤色光，緑色光及び青色光にそれぞれ対応した画素を備えている。また、映像生成部１６０は、複数の画素からなる右目用映像生成領域１６２及び右目用映像生成領域１６２と異なる複数の画素からなる左目用映像生成領域１６４を有する。映像生成部１６０は、液晶表示素子等の入射した光を外部から入力した映像信号に基づいて光変調するものである。これら右目用映像生成領域１６２及び左目用映像生成領域１６４は、図１に示すように、映像生成部１６０を水平方向に区切った領域であり、複数の右目用映像生成領域１６２及び左目用映像生成領域１６４が鉛直方向に互い違いに配される。

立体映像表示装置１００の使用状態において、映像生成部１６０の右目用映像生成領域１６２及び左目用映像生成領域１６４には、外部から供給される右目用映像信号及び左目用映像信号によりそれぞれ右目用映像及び左目用映像が生成される。右目用映像生成領域１６２に右目用映像が生成されているときに、偏光板１５０を透過した光の一部が右目用映像生成領域１６２に入射すると、右目用映像信号に基づいて光変調され右目用映像生成領域１６２からは右目用映像の映像光（以下、「右目用映像光」と略称する）が射出する。また、左目用映像生成領域１６４に左目用映像が生成されているときに、偏光板１５０を透過した光の他の一部が左目用映像生成領域１６４に入射すると、左目用映像信号に基づいて光変調され左目用映像生成領域１６４からは左目用映像の映像光（以下、「左目用映像光」と略称する）が射出する。ここで、右目用映像生成領域１６２から射出する右目用映像光及び左目用映像生成領域１６４から射出する左目用映像光は、映像光における映像信号に基づいて光変調された領域はそれぞれ偏光軸が回転する。また、映像生成部１６０の各画素の境界部には赤色光，緑色光及び青色光の混色を低減するために、ブラックマトリクスと呼ばれる遮光部が設けられている。更に、ブラックマトリクスのうち右目用映像生成領域１６２と左目用映像生成領域１６４の境界部には、水平方向に帯状のブラックストライプである映像生成領域遮光部１６３が形成されている。

偏光板１７０は、映像生成部１６０における観察者側に配置される。この偏光板１７０は、上述した右目用映像生成領域１６２を透過した右目用映像光、及び、上述した左目用映像生成領域１６４を透過した左目用映像光が入射すると、これらのうち偏光軸の成分の中で透過軸と平行な偏光成分を透過し、偏光軸が吸収軸と平行な偏光成分を遮断する。ここで、偏光板１７０における透過軸は、図１に矢印Ｙ２で示すように、観察者が立体映像表示装置１００を見たときの水平方向から左上方向及び右下方向に４５度の傾斜を有する。したがって、偏光板１７０から射出する光は、偏光板１５０から射出する光と直交すると共に、水平方向から４５度の傾斜を有する直線偏光となる。また、偏光板１７０における透過軸の方向は、映像生成部１６０から射出する右目用映像光及び左目用映像光の偏光軸の方向と略一致させることにより立体映像表示装置１００の輝度を向上することができる。

偏光軸制御板１８０は、基板１８４と基板１８４上に形成された第一偏光領域１８１及び第二偏光領域１８２とを有する。この偏光軸制御板１８０における第一偏光領域１８１及び第二偏光領域１８２の位置及び大きさは、図１に示すように、映像生成部１６０の右目用映像生成領域１６２及び左目用映像生成領域１６４の位置及び大きさに対応する。したがって、立体映像表示装置１００の使用状態において、第一偏光領域１８１には、右目用映像生成領域１６２を透過した右目用映像光が入射し、第二偏光領域１８２には、左目用映像生成領域１６４を透過した左目用映像光が入射する。

第一偏光領域１８１は、入射した右目用映像光の偏光軸を第二偏光領域１８２に入射した左目用映像光の偏光軸に対して直交する方向に９０度回転させる。一方、第二偏光領域１８２は、入射した左目用映像光の偏光軸を回転させずにそのまま透過する。したがって、第一偏光領域１８１を透過した右目用映像光の偏光軸と、第二偏光領域１８２を透過した左目用映像光の偏光軸とは、図１に矢印Ｙ３，Ｙ４で示すように、その向きが互いに直交する。なお、図１において偏光軸制御板１８０の第一偏光領域１８１及び第二偏光領域１８２に示した矢印Ｙ３，Ｙ４は、各偏光領域を通過した偏光の偏光軸の向きを示す。

偏光軸制御板１８０において、基板１８４には、入射する映像光の偏光軸の向きを変化させないように、例えば複屈折が低い透明なガラスまたは複屈折が低い樹脂などの板状部材、若しくは複屈折が低いフィルム状部材が用いられる。第一偏光領域１８１には、例えば入射する右目用映像光の偏光軸の向きを９０度回転する性質を有する複屈折性の物質で形成された半波長板が用いられる。また、第二偏光領域１８２には、例えば入射する左目用映像光の偏光軸の向きを変化させないでそのまま透過させるため、基板１８４上に何も設けずに光を透過させるか、または、複屈折が低いガラスや樹脂など部材、あるいは偏光板１７０と同様の偏光状態を有する偏光板が用いられる。結果として偏光軸制御板１８０から射出した右目用映像光の偏光軸の向きと左目用映像光の偏光軸の向きとは、直交した光となる。

また、偏光軸制御板１８０の映像表示部１３０と対向する面における第一偏光領域１８１と第二偏光領域１８２との境界部分に、帯状の偏光軸制御板領域遮光部１８３が映像表示部１３０側に設けられている。このような偏光軸制御板領域遮光部１８３を設けることにより、偏光軸制御板１８０の第一偏光領域１８１に隣接する第二偏光領域１８２に入射するべき左目用映像光のうち、上記境界を超えて当該第一偏光領域１８１に入射する映像光を吸収して遮ることができる。また、同様に、偏光軸制御板１８０の第二偏光領域１８２に隣接する第一偏光領域１８１に入射するべき右目用映像光のうち、上記境界を超えて当該第二偏光領域１８２に入射する映像光を吸収して遮ることができる。したがって、立体映像表示装置１００から射出される右目用映像光及び左目用映像光にクロストークが生じにくくなる。このクロストークについての詳細は後述する。

なお、偏光軸制御板１８０の別の形態として、図２に示すような基板１８４と、基板１８４上に形成された第二偏光領域１８２とを有する構造としてもよい。

また、上記立体映像表示装置１００は、偏光軸制御板１８０よりも観察者側（図１における偏光軸制御板１８０の右側）に、上記偏光軸制御板１８０の第一偏光領域１８１及び第二偏光領域１８２を透過した右目用映像光及び左目用映像光を水平方向または鉛直方向の少なくとも一方の方向に拡散する拡散板を有してもよい。このような拡散板には、例えば水平方向または鉛直方向に延伸するかまぼこ状の凸レンズ（シリンドリカルレンズ）が複数配されたレンチキュラーレンズシート、または、凸レンズが平面状に複数配されたレンズアレイシートが用いられる。

図３は、立体映像表示装置１００の使用状態を示す概略図である。

立体映像表示装置１００により立体映像を観察する場合、観察者５００は、図３に示すように、立体映像表示装置１００から投影される右目用映像光及び左目用映像光を、偏光眼鏡２００をかけて観察する。この偏光眼鏡２００には、観察者５００がこの偏光眼鏡２００をかけたときに観察者５００の右目５１２側にあたる位置に右目用映像透過部２３２が配され、左目５１４側にあたる位置に左目用映像透過部２３４が配される。これら右目用映像透過部２３２及び左目用映像透過部２３４は、透過軸方向が互いに異なる偏光レンズであり、偏光眼鏡２００のフレームに固定されている。

右目用映像透過部２３２は、透過軸が第一偏光領域１８１を透過した右目用映像光と同じ向きを有し、吸収軸が上記透過軸と直交する向きを有する偏光板である。左目用映像透過部２３４は、透過軸が第二偏光領域１８２を透過した左目用映像光と同じ向きを有し、吸収軸が上記透過軸と直交する向きを有する偏光板である。これら右目用映像透過部２３２及び左目用映像透過部２３４には、例えば二色性染料を含浸させたフィルムを一軸延伸して得られる偏光膜を貼り付けた偏光レンズが用いられる。

観察者５００は、立体映像表示装置１００により立体映像を観察するときに、第一偏光領域１８１を透過した右目用映像光及び第二偏光領域１８２を透過した左目用映像光の射出する範囲内で、偏光眼鏡２００をかけて立体映像表示装置１００を観察することにより、右目５１２では右目用映像光に含まれる右目用映像だけを観察することができ、左目５１４では左目用映像光に含まれる左目用映像だけを観察することができる。したがって、観察者５００は、これら右目用映像及び左目用映像を立体映像として認識することができる。

図４は、映像生成部１６０の一部を拡大して示す平面図である。

図４に示すように、映像生成部１６０の右目用映像生成領域１６２及び左目用映像生成領域１６４は、それぞれ水平方向において複数の小さなセルに分割されており、これらのセルの１つ１つが、外部から与える映像信号により光変調する最小単位である画素３６０となっている。各画素３６０には、赤色、緑色、青色のカラーフィルターが設けられて３原色を表示することとなり、それぞれ赤色表示画素３６１、緑色表示画素３６２及び青色表示画素３６３となっている。

なお、映像生成部１６０の右目用映像生成領域１６２及び左目用映像生成領域１６４では、例えば赤色表示画素３６１、緑色表示画素３６２及び青色表示画素３６３が水平方向にこの順に繰り返して配される。

また、カラーフィルターによって区分けされた隣接領域の混色を防ぐためのブラックマトリックスが設けられているが、そのうち、映像生成部１６０の右目用映像生成領域１６２と左目用映像生成領域１６４の境界部を含む各画素の境界部にはブラックマトリックスの一部分としてブラックストライプである映像生成領域遮光部１６３が形成されている。

ここで、クロストークについて説明する。

図５は、映像生成領域遮光部１６３及び偏光軸制御板領域遮光部１８３が形成されていない場合における映像生成部１６０と偏光軸制御板１８０との断面の一例を図示した断面図である。

図５に示すように、偏光軸制御板１８０は、右目用映像生成領域１６２の前方に第一偏光領域１８１が位置するように、また、左目用映像生成領域１６４の前方に第二偏光領域１８２が位置するように、観測者５００から見て映像生成部１６０の手前側に配置されている。

そして、右目用映像生成領域１６２からは右目用映像光が射出され、射出された右目用映像光は第一偏光領域１８１に入射して偏光の振動方向が９０°回転された後に観察者５００に到達する。一方、左目用映像生成領域１６４からは左目用映像光が射出され、射出された左目用映像光は第二偏光領域１８２を透過して観察者５００に到達する。

このように、立体映像表示装置１００において、右目用映像及び左目用映像を表示させるためには、右目用映像生成領域１６２から射出された右目用映像光が第一偏光領域１８１に入射され、且つ、左目用映像生成領域１６４から射出された左目用映像光が第二偏光領域１８２に入射される必要がある。

例えば、左目用映像生成領域１６４から射出された左目用映像光が第一偏光領域１８１に入射された場合、偏光の振動方向が９０°回転され、観察者５００の右目用映像透過部２３２で捕らえられる映像となる。この映像は、当然ながら本来の右目用映像とは異なる為、観察者５００が捕らえる映像が不鮮明になり、また、立体感が不明瞭となる等の不具合が発生することがある。

しかしながら、従来技術では、映像生成部１６０から射出された右目用映像光及び左目用映像光を、全てそれぞれ第一偏光領域１８１及び第二偏光領域１８２に入射させるように精度良く映像生成部１６０と偏光軸制御板１８０とを配置することは極めて困難であった。

鮮明な映像を得るには右目用映像生成領域１６２及び左目用映像生成領域１６４が密である（巾細である）方が良いが、この場合、右目用映像生成領域１６２及び左目用映像生成領域１６４が密に配された映像生成部１６０の前方に、右目用映像生成領域１６２及び左目用映像生成領域１６４に対応すべく、正確に第一偏光領域１８１及び第二偏光領域１８２を配設することが極めて困難であった。具体的には、一般的な第一偏光領域１８１及び第二偏光領域１８２は、夫々２００μｍ程度の巾の極細線状であり、位置ずれを５％未満にする十数μｍレベルで正確に配置することは、非常に困難である。

また、右目用映像生成領域１６２から射出された右目用映像光、及び、左目用映像生成領域１６４から射出された左目用映像光は共に完全には平行光ではないので、例えば、図５に示した左目用映像生成領域１６４の上端部付近から射出された左目用映像光の一部は第一偏光領域１８１に入射されてしまう場合がある（図５に示す矢印１０）。

更に、左目用映像生成領域１６４から射出された左目用映像光が、一旦第二偏光領域１８２に入射された後、第一偏光領域１８１に入射される場合もある（図５に示す矢印１１）。この現象は、一般的にクロストーク現象と呼ばれている。この場合、矢印１１で示す左目用映像光の偏光の振動方向は０乃至９０°の範囲に回転されることになるが、例えば、４５°回転されると、左目用映像光は、右目用映像透過部２３２及び左目用映像透過部２３４を夫々５０％ずつ通過することになり、この点においても、観察者５００が捕らえる映像が不鮮明になり、立体感が不明瞭になる等の不具合が発生する。

そこで、本発明の実施例１に係る立体映像表示装置１００は、偏光軸制御板１８０に、偏光軸制御板領域遮光部１８３を備える構成とする。

図６は、本発明の実施例１に係る立体映像表示装置１００に備えられた映像生成部１６０と偏光軸制御板１８０との断面の一例を図示した断面図である。

図６に示すように、映像生成部１６０は、右目用映像生成領域１６２と左目用映像生成領域１６４とが交互に並設された映像生成部１６０が配置されており、映像生成部１６０の右目用映像生成領域１６２と左目用映像生成領域１６４との境界部にはブラックストライプである映像生成領域遮光部１６３が形成されている。

また、偏光軸制御板１８０は、第二偏光領域１８２と第一偏光領域１８１の境界部に、クロストークを低減するために、帯状の偏光軸制御板領域遮光部１８３が形成されている。

映像生成領域遮光部１６３と偏光軸制御板領域遮光部１８３とは、印刷工法やフォトリソグラフィー法などを用いて形成され、この際の塗料は黒色染料を添加した紫外線硬化樹脂や熱硬化性樹脂が用いられる。通常は、偏光軸制御板領域遮光部１８３は黒色の帯状として形成される。ここで、印刷工法としては、凸版印刷、平版印刷、凹版印刷、孔版印刷、スクリーン印刷及びオフセット印刷等を用いることができる。

これにより、偏光軸制御板１８０の第一偏光領域１８１に隣接する第二偏光領域１８２に入射するべき左目用映像光のうち、上記境界を超えて第一偏光領域１８１に入射する映像光を吸収して遮ることができる。

また、同様に、偏光軸制御板１８０の第二偏光領域１８２に隣接する第一偏光領域１８１に入射するべき右目用映像光のうち、上記境界を超えて第二偏光領域１８２に入射する映像光を吸収して遮ることができる。したがって、立体映像表示装置１００から射出される右目用映像光及び左目用映像光にクロストークが生じにくくなる。

そのため、観察者５００は、立体映像表示装置１００により立体映像を観察するときに、第一偏光領域１８１を透過した右目用映像光及び第二偏光領域１８２を透過した左目用映像光の射出する範囲内で、偏光眼鏡２００をかけて立体映像表示装置１００を観察することにより、右目では右目用映像光に含まれる右目用映像だけを観察することができ、左目では左目用映像光に含まれる左目用映像だけを観察することができる。これにより、観察者５００は、これら右目用映像及び左目用映像を立体映像として認識することができる。

しかしながら、映像生成領域遮光部１６３と偏光軸制御板領域遮光部１８３とのピッチは近似しており、モアレが発生しやすい。

そこで、本発明の実施例１に係る立体映像表示装置１００に備えられた偏光軸制御板１８０の偏光軸制御板領域遮光部１８３は、入射した光を部分的に透過させるように、１本のブラックストライプが多分割されて様々な線状パターンを形成することにより、モアレの発生を低減する。ここで、ブラックストライプが多分割されて形成された線状パターンは、鉛直方向に複数に分割された直線や、ドット（矩形、円、楕円、多角形）が所定のピッチで水平方向に配置された集合である。

このように、偏光軸制御板領域遮光部１８３の線状パターンは、多分割されているので、その多分割された形状によりモアレの発生状態も異なる。

≪モアレ発生に対する線状パターン形状の影響の評価を行う基礎的な実験≫
そこで、以下に示すように、線状パターンの形状を変更して、モアレの変化及び光透過率の変化を調査する実験を行った。

図７は、本発明の実施例１である立体映像表示装置１００において、モアレの変化及び光透過率の変化を調査する実験に用いた映像生成部１６０の拡大図である。なお、図７では、画面サイズが２４インチである立体映像表示装置１００に備えられた映像生成部１６０の寸法の一例を示している。

図７に示すように、映像生成部１６０の右目用映像生成領域１６２及び左目用映像生成領域１６４は、それぞれ水平方向において複数の小さなセルに分割されており、これらのセルの１つ１つが赤色表示画素３６１、緑色表示画素３６２及び青色表示画素３６３となっている。そして、赤色表示画素３６１、緑色表示画素３６２及び青色表示画素３６３の境界部には、鉛直方向にブラックストライプである画素間遮光部１６５が形成されている。

図７に示すように、赤色表示画素３６１、緑色表示画素３６２及び青色表示画素３６３の水平方向の幅が、０．０６（ｍｍ）であるので、水平方向に隣接する画素間遮光部１６５の間隔は、０．０６（ｍｍ）である。また、赤色表示画素３６１、緑色表示画素３６２及び青色表示画素３６３の鉛直方向の幅が、０．１０５（ｍｍ）であるので、鉛直方向に隣接する画素間遮光部１６５の間隔は、０．１０５（ｍｍ）である。さらに、赤色表示画素３６１、緑色表示画素３６２及び青色表示画素３６３は、それぞれ斜め方向にもブラックストライプである画素間遮光部１６５が形成されており、赤色表示画素３６１、緑色表示画素３６２及び青色表示画素３６３のそれぞれ斜め方向の幅が、０．０６（ｍｍ）であるので、斜め方向に隣接する画素間遮光部１６５の間隔は、０．０６（ｍｍ）である。

また、図７に示すように、映像生成部１６０の右目用映像生成領域１６２と左目用映像生成領域１６４との境界部に形成された映像生成領域遮光部１６３の線幅は、０．０４（ｍｍ）である。

図８は、本発明の実施例１である立体映像表示装置１００において、偏光軸制御板領域遮光部１８３の線状パターンの比較例及び実験例を示した図である。

図８（ａ）は、比較例として線幅が０．１３５（ｍｍ）である場合における偏光軸制御板領域遮光部を示している。図８（ｂ）は、実験例１−１として径が０．０５（ｍｍ）の円が斜め方向及び水平方向に規則正しく配列された偏光軸制御板領域遮光部１８３を示している。図８（ｃ）は、実験例１−２として矩形が０．０３２（ｍｍ）の間隔で水平方向に規則正しく配列された偏光軸制御板領域遮光部１８３を示している。図８（ｄ）は、実験例１−３として線幅が０．０４９（ｍｍ）の直線２本が水平方向に配置された偏光軸制御板領域遮光部１８３を示している。図８（ｅ）は、実験例１−４として線幅が０．０３２（ｍｍ）の直線２本とその間に０．０３４（ｍｍ）の直線１本、合計３本が水平方向に配置された偏光軸制御板領域遮光部１８３を示している。

図９は、図８と同様に、本発明の実施例１である立体映像表示装置１００において、偏光軸制御板領域遮光部１８３の線状パターンの実験例を示した図である。

図９（ａ）は、実験例２−１としてφ０．０３５ｍｍの楕円形状のラインが斜め方向に０．１０（ｍｍ）のピッチで規則正しく配列された偏光軸制御板領域遮光部１８３を示している。図９（ｂ）は、実験例２−２として楕円形状のラインが水平方向に規則正しく配列された偏光軸制御板領域遮光部１８３を示している。図９（ｃ）は、実験例２−３として□０．０３５ｍｍの矩形状のラインが斜め方向に０．１３（ｍｍ）のピッチで規則正しく配列された偏光軸制御板領域遮光部１８３を示している。図９（ｄ）は、実験例２−４として比較的大きな１つの円と小さな円２つを１組として、この１つの組が隣同士鉛直方向において逆向きになるように規則正しく配列された偏光軸制御板領域遮光部１８３を示している。図９（ｅ）は、実験例２−５として０．０５（ｍｍ）の線幅の１本の直線と、この直線に沿って鉛直方向両側に径が０．０５（ｍｍ）の円が規則正しく配列された偏光軸制御板領域遮光部１８３を示している。

図１０は、本発明の実施例１に係る立体映像表示装置１００において、図８及び図９に示した比較例及び実験例についてモアレ評価及び光透過率評価の結果を示した図である。なお、モアレ評価値は、０〜５とし、正面、斜め、縦のそれぞれの観察位置で観察したときの評価値が低い程モアレが観察され難く、評価値が増加するに従い、モアレは鮮明になる。なお、偏光軸制御板領域遮光部１８３が、１つの境界部に１本の直線の場合、即ち比較例における正面及び斜めのモアレの評価値を５として、各実験例について正面、斜め、縦のそれぞれのモアレを評価し、この評価されたモアレ評価値の合計を算出した。

また、光透過率は、各々の偏光軸制御板領域遮光部１８３付きの透明板を全光束透過率計（株式会社村上色彩技術研究所製 ＨＲ−１００型）を用いて測定した値であり、モアレ評価値の合計と光透過率とに基づいて総合判定を行った。具体的には、光透過率が４５（％）を越え、かつモアレ評価値の合計が０以上３以下の場合、総合判定を“◎”とし、モアレ評価値の合計が３を超え５以下の場合、総合判定を“○”とし、モアレ評価値の合計が５を超え７以下の場合、総合判定を“△”とし、モアレ評価値の合計が７を超え１０以下の場合、総合判定を“×”とし、モアレ評価値の合計が１０を超えたの場合、総合判定を“××”とした。

図１０に示すように、比較例におけるモアレ評価値の合計“１０”に対して、実験例１−１、１−４、２−１におけるモアレ評価値の合計が、それぞれ“４”、“３．５”、“５”と小さい値となっているため、モアレ発生の低減に一定の効果があると言える。また、比較例における光透過率“４５”（％）に対して、実験例１−１、１−４、２−１における光透過率が、それぞれ“５８”、“５６”、“５７”と大きい値となっているため、比較例より画面が明るくなっていることが解る。

さらに、比較例におけるモアレ評価値の合計“１０”に対して、実験例２−５におけるモアレ評価値の合計が、“３”と大幅に小さい値となっており、また、光透過率は、“５５”と大きい値となっているため、実験例２−５は、比較例より画面が明るく、かつモアレ発生の低減により効果があると言える。

このように、本発明の実施例１である立体映像表示装置１００によれば、偏光軸制御板領域遮光部１８３の線状パターン形状を変更することにより、光学的なランダム性が生じ、映像生成領域遮光部１６３及び画素間遮光部１６５との干渉が低下するので、光透過率を向上させると共に、モアレの発生を低減することができる。

≪モアレ発生に対する円の径及び直線の線幅の影響評価を行う実験≫
次に、以下に示すように、偏光軸制御板領域遮光部１８３に含まれる円の径及び直線の線幅を変更してモアレの変化及び光透過率の変化を調査する実験を行った。

図１１は、本発明の実施例１である立体映像表示装置１００において、偏光軸制御板領域遮光部１８３の線状パターンの実験例を示した図である。

図１１（ａ）は、実験例３−２として径が０．０６（ｍｍ）の円が斜め方向及び水平方向に規則正しく配列された偏光軸制御板領域遮光部１８３を示している。図１１（ｂ）は、実験例３−３として径が０．０７（ｍｍ）の円が斜め方向及び水平方向に規則正しく配列された偏光軸制御板領域遮光部１８３を示している。図１１（ｃ）は、実験例４−３として線幅が０．０３（ｍｍ）の直線３本が水平方向に配置された偏光軸制御板領域遮光部１８３を示している。図１１（ｄ）は、実験例４−４として線幅が０．０１８（ｍｍ）の直線５本が水平方向に配置された偏光軸制御板領域遮光部１８３を示している。図１１（ｅ）は、実験例４−５として線幅が０．０１３（ｍｍ）の直線７本が水平方向に配置された偏光軸制御板領域遮光部１８３を示している。

図１２は、本発明の実施例１に係る立体映像表示装置１００において、図８（ａ）に示した比較例及び図１１に示した実験例についてモアレ評価及び光透過率評価の結果を示した図である。なお、モアレ評価値及び光透過率は、図１０に示したモアレ評価値及び光透過率と同様である。

図１２に示すように、比較例におけるモアレ評価値の合計“１０”に対して、実験例１−１、３−２、３−３において、モアレ評価値の合計が、それぞれ“４”、“７”、“８”と小さい値となっているため、モアレ発生の低減に一定の効果があると言える。また、比較例における光透過率“４５”（％）に対して、実験例１−１、３−２、３−３において、光透過率が、それぞれ“５８”、“５７”、“４９”と大きい値となっているため、比較例より画面が明るくなる。このように、円の径が小さい程総合判定の値が高く、特に、隣接する映像生成領域遮光部１６３及び隣接する画素間遮光部１６５のいずれの間隔より短い径、即ち０．０６（ｍｍ）未満の径の円の配列である実験例１−１において、実用に耐えうる程度にまで、モアレ評価値の合計が十分に小さく、かつ光透過率が十分高くなっているので、より好ましい。

なお、実験例１−１、３−２、３−３における斜めのモアレ評価値が“２”、“３”、“４”であるのに対して、実験例２−５における斜めのモアレ評価値が、“１”と大幅に小さい値となっている。これは、０．０５（ｍｍ）の線幅の１本の直線により、斜め方向における円の連続性が阻害され、より光学的なランダム性が生じることにより、映像生成領域遮光部１６３及び画素間遮光部１６５との干渉が低下したためと考えられる。

以上のように、本発明の実施例１に係る立体映像表示装置１００の偏光軸制御板領域遮光部１８３は、隣接する映像生成領域遮光部１６３及び隣接する画素間遮光部１６５のいずれの間隔より短い径である複数の円を含むように形成されているので、光透過率を向上させると共に、モアレの発生を低減することができる。

また、図１２に示すように、比較例におけるモアレ評価値の合計“１０”に対して、実験例１−３、１−４、４−３、４−４、４−５におけるモアレ評価値の合計が、それぞれ“８”、“３．５”、“４”、“３”、“２”と小さい値となっているため、モアレ発生の低減に一定の効果があると言える。また、比較例における光透過率“４５”（％）に対して、実験例１−３、１−４、４−３、４−４、４−５における光透過率が、それぞれ“５７”、“５６”、“５７”、“５２”、“４７”と大きい値となっているため、比較例より画面が明るくなる。このように、直線の線幅が狭い程総合判定の値が高く、特に、映像生成領域遮光部１６３の線幅より狭い線幅である０．０４（ｍｍ）未満である実験例１−４、４−３、４−４、４−５において、実用に耐えうる程度にまで、モアレ評価値の合計が十分に小さく、かつ光透過率が十分高くなっているので、より好ましい。

以上のように、本発明の実施例１に係る立体映像表示装置１００の偏光軸制御板領域遮光部１８３は、映像生成領域遮光部１６３の線幅より狭い線幅である複数の直線を含むように形成されているので、光透過率を向上させると共に、モアレの発生を低減することができる。

≪モアレ発生に対する線状パターン形状の影響の評価を行う追加実験≫
次に、以下に示すように、偏光軸制御板領域遮光部１８３を様々な形状に変更してモアレの変化及び光透過率の変化を調査する実験を行った。

図１３は、本発明の実施例１である立体映像表示装置１００において、偏光軸制御板領域遮光部１８３の線状パターンの実験例を示した図である。

図１３（ａ）は、実験例５−２として０．０５（ｍｍ）の線幅の１本の直線とこの直線に沿って鉛直方向両側に、径が０．０３５（ｍｍ）の円が規則正しく配列された偏光軸制御板領域遮光部１８３を示している。図１３（ｂ）は、実験例５−４として水平方向に０．０６（ｍｍ）のピッチで、０．０３（ｍｍ）四方の矩形穴が配置された偏光軸制御板領域遮光部１８３を示している。図１３（ｃ）は、実験例５−６として０．０３５（ｍｍ）四方の矩形穴がランダムに配置された偏光軸制御板領域遮光部１８３を示している。

図１４は、本発明の実施例１に係る立体映像表示装置１００において、図８（ａ）に示した比較例及び図１３に示した実験例についてモアレ評価及び光透過率評価の結果を示した図である。なお、モアレ評価値及び光透過率は、図１０に示したモアレ評価値及び光透過率と同様である。

図１４に示すように、比較例におけるモアレ評価値の合計“１０”に対して、実験例５−４、５−６におけるモアレ評価値の合計が、それぞれ“１０”、“１２”と同等又は大きい値となっているため、モアレ発生の低減に効果がないと言える。これは、偏光軸制御板領域遮光部１８３の境界部の形状が直線となっているためであると考えられる。

一方、実験例５−２において、モアレ評価値の合計が、“２．５”と大幅に小さい値となっており、実験例２−５よりさらにモアレ発生を低減することができる。また、円の径が小さいため、光透過率は、“６３”と大きい値となっており、実験例２−５よりさらに画面が明るい。

以上のように、本発明の実施例１に係る立体映像表示装置１００の偏光軸制御板領域遮光部１８３は、隣接する映像生成領域遮光部１６３及び隣接する画素間遮光部１６５のいずれの間隔より狭い線幅である１以上の直線と、この直線に沿って境界側に設けられた、隣接する映像生成領域遮光部１６３及び隣接する画素間遮光部１６５のいずれの間隔より短い径である複数の円とを含むように形成されているので、光学的なランダム性が生じ、映像生成領域遮光部１６３及び画素間遮光部１６５との干渉が低下するので、光透過率を向上させると共に、モアレの発生を低減することができる。

≪モアレ発生に対する矩形の位置の影響評価を行う実験≫
次に、以下に示すように、偏光軸制御板領域遮光部１８３に含まれる矩形の位置を変更してモアレの変化及び光透過率の変化を調査する実験を行った。

図１５は、本発明の実施例１である立体映像表示装置１００において、偏光軸制御板領域遮光部１８３の線状パターンの実験例を示した図である。

図１５（ａ）は、実験例６−１として水平方向の辺の長さが０．１（ｍｍ）、鉛直方向の辺の長さが０．１３５（ｍｍ）の矩形が鉛直方向及び水平方向に一列となるように規則正しく配置された偏光軸制御板領域遮光部１８３を示している。図１５（ｂ）は、実験例６−２として水平方向の辺の長さが０．１（ｍｍ）、鉛直方向の辺の長さが０．１３５（ｍｍ）の矩形が、鉛直方向に隣接する矩形に対して水平方向に０．０１５（ｍｍ）だけスライドし、かつ水平方向に一列となるように規則正しく配置された偏光軸制御板領域遮光部１８３を示している。図１５（ｃ）は、実験例６−３として水平方向の辺の長さが０．１（ｍｍ）、鉛直方向の辺の長さが０．１３５（ｍｍ）の矩形が、鉛直方向に隣接する矩形に対して水平方向に０．０３（ｍｍ）だけスライドし、かつ水平方向に一列となるように規則正しく配置された偏光軸制御板領域遮光部１８３を示している。図１５（ｄ）は、実験例６−４として水平方向の辺の長さが０．１（ｍｍ）、鉛直方向の辺の長さが０．１３５（ｍｍ）の矩形が、鉛直方向に隣接する矩形に対して水平方向に０．０５（ｍｍ）だけスライドし、かつ水平方向に一列となるように規則正しく配置された偏光軸制御板領域遮光部１８３を示している。図１５（ｅ）は、実験例６−５として水平方向の辺の長さが０．１（ｍｍ）、鉛直方向の辺の長さが０．１３５（ｍｍ）の矩形が、鉛直方向に隣接する矩形に対して水平方向に０．０７５（ｍｍ）だけスライドし、かつ水平方向に一列となるように規則正しく配置された偏光軸制御板領域遮光部１８３を示している。

図１６は、本発明の実施例１に係る立体映像表示装置１００において、図８（ａ）に示した比較例及び図１５に示した実験例についてモアレ評価及び光透過率評価の結果を示した図である。なお、モアレ評価値及び光透過率は、図１０に示したモアレ評価値及び光透過率と同様である。

図１６に示すように、比較例におけるモアレ評価値の合計“１０”に対して、実験例６−１、６−２におけるモアレ評価値の合計が、それぞれ“１０”、“１０”、と同じ値となっているため、モアレ発生の低減に効果がないと言える。

一方、比較例におけるモアレ評価値の合計“１０”に対して、実験例６−３、６−４、６−５におけるモアレ評価値の合計が、それぞれ“８”、“４”、“４”と小さい値となっているため、モアレ発生の低減に一定の効果があると言える。また、比較例における光透過率“４５”（％）に対して、実験例６−３、６−４、６−５において、光透過率が、それぞれ“６０”と大きい値となっているため、比較例より画面が明るくなる。

このように、水平方向へのスライド量が大きい程総合判定の値が高く、特に、矩形の水平方向のピッチの１／３〜１／２だけ水平方向にずれて配列された実験例６−４、６−５において、実用に耐えうる程度にまで、モアレ評価値の合計が十分に小さく、かつ光透過率が十分高くなっているので、より好ましい。

なお、一般的に、光透過率が高くなると、クロストーク率が高くなることが懸念される。

そこで、以下に示すように、偏光軸制御板領域遮光部１８３の線上パターンとクロストーク率の変化を調査する実験を行った。

図１７は、本発明の実施例１に係る立体映像表示装置１００において、図８（ａ）に示した比較例、図８（ｂ）に示した実験例１−１、及び図１３（ａ）に示した実験例５−２について、視野角毎のクロストーク率の結果を示した図である。

図１７に示すように、比較例における光透過率“４５”（％）に対して、光透過率がそれぞれ“５８”（％）、“６３”（％）である実験例１−１及び実験例５−２において、クロストーク率は同等の値を示しており、偏光軸制御板領域遮光部１８３の形状の変更による映像の劣化はないと考えられる。

以上のように、本発明の実施例１に係る立体映像表示装置１００によれば、光透過率を向上させると共に、モアレの発生を低減することができる。

また、本発明の実施例１では、映像生成部１６０の右目用映像生成領域１６２及び左目用映像生成領域１６４として、図１に示すように映像生成部１６０を水平方向に区切った領域として説明したが、図１８に示すように映像生成部１６０を鉛直方向に区切った領域としてもよい。その際は、映像生成部１６０の駆動回路の変更と、偏光軸制御板１８０における第一偏光領域１８１及び第二偏光領域１８２の区切りも垂直方向とする必要がある。

更に、映像生成部１６０の右目用映像生成領域１６２及び左目用映像生成領域１６４を、映像生成部１６０の駆動回路を変更することにより、図１９に示すように水平方向及び鉛直方向に区切って格子状に構成してもよい。この場合は、偏光軸制御板１８０も映像生成部１６０に合わせて格子状に形成する必要がある。

また、本発明の実施例１では、画面サイズが２４インチである立体映像表示装置１００を例に挙げて説明したが、このサイズに限らず、図２０のような画面サイズが３７インチである立体映像表示装置１００でも同様に、光透過率を向上させると共に、モアレの発生を低減することができる。

本発明の実施例１では、第一偏光領域１８１及び第二偏光領域１８２に右目用映像光及び左目用映像光がそれぞれ入射したときに、入射した右目用映像光及び左目用映像光を、偏光軸が互いに直交した直線偏光として射出する偏光軸制御板１８０を備える立体映像表示装置１００を例に挙げて説明したがこれに限らない。

本発明の実施例２では、第一偏光領域１８１及び第二偏光領域１８２に右目用映像光及び左目用映像光がそれぞれ入射したときに、入射した右目用映像光及び左目用映像光を、偏光軸の回転方向が互いに逆方向である円偏光として射出する偏光軸制御板を備える立体映像表示装置１０２を例に挙げて説明する。

図２１は、本発明の実施例２に係る立体映像表示装置１０１の分解斜視図である。

図２１に示す立体映像表示装置１０１において、図１に示す立体映像表示装置１００と同じ構成については同じ符号を付しており、以下において説明を省略する。

図２１に示すように、立体映像表示装置１０１は、立体映像表示装置１００の偏光軸制御板１８０に替えて偏光軸制御板１８５を備える。この偏光軸制御板１８５は、基板１８４と基板１８４上に形成された第一偏光領域１８６及び第二偏光領域１８７とを有する。偏光軸制御板１８５における第一偏光領域１８６及び第二偏光領域１８７の位置及び大きさは、上記偏光軸制御板１８０における第一偏光領域１８１及び第二偏光領域１８２の位置及び大きさと同様に、映像生成部１６０の右目用映像生成領域１６２及び左目用映像生成領域１６４の位置及び大きさに対応している。したがって、立体映像表示装置１０１の使用状態において、第一偏光領域１８６には、上記右目用映像生成領域１６２を透過した右目用映像光が入射し、第二偏光領域１８７には、上記左目用映像生成領域１６４を透過した左目用映像光が入射する。

第一偏光領域１８６は、入射した右目用映像光を右回りの円偏光として射出する。また、第二偏光領域１８７は、入射した左目用映像光を左回りの円偏光として射出する。なお、図２１の偏光軸制御板１８５の矢印Ｙ５，Ｙ６は、この偏光軸制御板１８５を通過した偏光の回転方向を示している。第一偏光領域１８６には、例えば光学軸が水平方向である１／４波長板が用いられ、第二偏光領域１８７には、例えば光学軸が鉛直方向である１／４波長板が用いられる。偏光軸制御板１８５の第一偏光領域１８６及び第二偏光領域１８７は、上記偏光軸制御板１８０の第一偏光領域１８１及び第二偏光領域１８２と同様にそれぞれ水平方向において複数の小さなセルに分割されている。

偏光軸制御板１８５を備えた立体映像表示装置１０１を観察する場合、観察者５００は、右目５１２側にあたる位置及び左目５１４側にあたる位置にそれぞれ１／４波長板と偏光レンズが配された偏光眼鏡をかけて観察する。この偏光眼鏡において、観察者５００の右目５１２側にあたる位置に配される１／４波長板は光学軸が水平方向であり、観察者５００の左目５１４側にあたる位置に配される１／４波長板は光学軸が鉛直方向である。

また、観察者５００の右目５１２側にあたる位置に配される偏光レンズ、及び、観察者５００の左目５１４側にあたる位置に配される偏光レンズは、ともに透過軸の方向が観察者５００から見て右斜め４５度であり、吸収軸の方向は透過軸の方向と直交する方向である。

観察者５００が上記の偏光眼鏡をかけて立体映像表示装置１０１を観察する場合、観察者５００の右目５１２側では、偏光軸が観察者５００から見て右回りの円偏光が入射したときに、その円偏光は上記の光学軸が水平方向である１／４波長板によって右斜め４５度の直線偏光に変換された後、上記偏光レンズを透過して観察者５００の右目５１２で観察される。

また、観察者５００の左目５１４側では、偏光軸が観察者５００から見て左回りの円偏光が入射したときに、その円偏光は上記の光学軸が鉛直方向である１／４波長板によって右斜め４５度の直線偏光に変換された後、上記偏光レンズを透過して観察者５００の左目５１４で観察される。

このように、上記偏光眼鏡をかけて立体映像表示装置１０１を観察することにより、右目５１２では右目用映像光に含まれる右目用映像だけを観察することができ、左目５１４では左目用映像光に含まれる左目用映像だけを観察することができる。したがって、観察者５００は、これら右目用映像及び左目用映像を立体映像として認識することができる。

そして、本発明の実施例２に係る立体映像表示装置１０１によれば、本発明の実施例１に係る立体映像表示装置１００と同様に、第一偏光領域１８１と、第二偏光領域１８２と、第一偏光領域１８１及び第二偏光領域１８２の境界部に設けられた偏光軸制御板領域遮光部１８３とを有するので、光透過率の異なる領域がランダムに出現し、映像生成領域遮光部１６３及び画素間遮光部１６５とのモアレは黒色部と白色部のコントラストが低減し、モアレの発生を低減することができる。

本発明の実施例１に係る立体映像表示装置１００では、偏光軸制御板１８０の第一偏光領域１８１及び第二偏光領域１８２の位置及び大きさは、映像生成部１６０の右目用映像生成領域１６２及び左目用映像生成領域１６４の位置及び大きさに一致するように配置されていたが、これに限らない。

本発明の実施例３では、偏光軸制御板１８０の第一偏光領域１８１及び第二偏光領域１８２の位置及び大きさは、観察者の位置までの距離に応じて、映像生成部１６０の右目用映像生成領域１６２及び左目用映像生成領域１６４の位置及び大きさに対応するように配置された立体映像表示装置１０２を例に挙げて説明する。

図２２は、本発明の実施例３に係る立体映像表示装置１０２の構成を示した構成図である。なお、図２２に示す立体映像表示装置１０２において、図１に示す立体映像表示装置１００と同じ構成については同じ符号を付しており、以下において説明を省略する。

図２２に示すように、立体映像表示装置１０２は、立体映像表示装置１００の偏光軸制御板１８０に替えて偏光軸制御板１９０を備える。

偏光軸制御板１９０は、基板１８４（図示しない）と基板１８４上に形成された第一偏光領域１９１と、第二偏光領域１９２（共に図示しない）と、第一偏光領域１９１及び第二偏光領域１９２の境界部に設けられた偏光軸制御板領域遮光部１９３とを備えている。

ここで、偏光軸制御板領域遮光部１９３は、本発明の実施例１に係る立体映像表示装置１００が備える偏光軸制御板領域遮光部１８３と同一構成を有する。

偏光軸制御板１９０は、立体映像表示装置１００の画面サイズから想定される観察者の位置Ｐから映像生成部１６０までの距離と、観察者の位置Ｐから偏光軸制御板１９０までの距離とに基づいて、観察者から見て、映像生成領域遮光部１６３と偏光軸制御板領域遮光部１９３とが重なり合うように、偏光軸制御板１９０の第一偏光領域１９１、第二偏光領域１９２、及び偏光軸制御板領域遮光部１９３が配置されている。

このように、本発明の実施例３に係る立体映像表示装置１０２によれば、観測者が位置Ｐにおいて観察した場合、映像生成領域遮光部と偏光軸制御板領域遮光部とが重なっているように見える。しかしながら、観察者が位置Ｐから立体映像表示装置１０２に対して近く、又は遠くの位置で観察した場合、映像生成領域遮光部と偏光軸制御板領域遮光部とがずれて見えることになる。

本発明の実施例３に係る立体映像表示装置１０２によれば、このような観測者が位置Ｐ以外の位置において観察した場合においても、本発明の実施例１に係る立体映像表示装置１００と同様に、第一偏光領域１８１と、第二偏光領域１８２と、第一偏光領域１８１及び第二偏光領域１８２の境界部に設けられた偏光軸制御板領域遮光部１８３とを有するので、光透過率の異なる領域がランダムに出現し、映像生成領域遮光部１６３及び画素間遮光部１６５とのモアレは黒色部と白色部のコントラストが低減し、モアレの発生を低減することができる。

なお、前記した印刷工法に限らず種種の工法、例えばフォトリソグラフィー法などで偏光軸制御板領域遮光部１８３，１９３を形成しても良い。

また、前記した印刷工法を用いて偏光軸制御板領域遮光部１８３の線状パターンを多分割して形成する場合、その多分割された形状同士が接近している場合やインクの粘度が低い場合には、隣接する形状同士が接続することがある。例えば、互いに隣接する直線と直線とが接続したり、互いに隣接するドット（矩形、円、楕円、多角形）とドット（矩形、円、楕円、多角形）とが接続したり、又は、互いに隣接する直線とドット（矩形、円、楕円、多角形）とが接続したりする場合がある。

図２３は、実験例１−１の分割パターンを用いた際のインク流れの一例を示したものである。図２３（ａ）は、図８（ｂ）のドットの拡大図であり、設計状態を示すものである。図２３（ｂ）は、図２３（ａ）の条件で実際にドットを形成した際のドットの拡大図である。

図２３（ｂ）に示すように、図２３（ａ）に示した実験例１−１の線状パターンを用いて印刷した場合、ドットが接続し、ドット列の中央部の空間が埋まってしまった状態となる。

このように、隣接する形状同士が接続する場合、偏光軸制御板領域遮光部１８３は、インク流れにより接続してしまった部分の膜厚がドット部分の膜厚より薄く、均一に印刷されていない。そのため、透過光の光学的なランダム性は維持され同様の効果がある。

１００，１０１，１０２…立体映像表示装置
１２０…光源
１３０…映像表示部
１５０…偏光板
１６０…映像生成部
１６２…右目用映像生成領域
１６３…映像生成領域遮光部
１６４…左目用映像生成領域
１７０…偏光板
１８０，１８５，１９０…偏光軸制御板
１８１，１８６，１９１…第一偏光領域
１８２，１８７，１９２…第二偏光領域
１８３，１９３…偏光軸制御板領域遮光部
２００…偏光眼鏡

Claims (5)

1. 第１の映像信号に基づいて、所定の角度の偏光軸である第１の偏光軸の直線偏光を光変調して第１の変調偏光を生成して射出する第１の変調光生成領域と、第２の映像信号に基づいて前記第１の偏光軸の直線偏光を光変調して第２の変調偏光を生成して射出する第２の変調光生成領域とを有する映像生成部から射出した前記第１の変調偏光及び前記第２の変調偏光のうち、前記第１の偏光軸と異なる角度を有する第２の偏光軸の直線偏光である前記第１の変調偏光及び前記第２の変調偏光を透過して射出する偏光板と、
   前記映像生成部における第１の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第１の変調偏光が入射した際に前記第１の変調偏光の偏光軸を第３の偏光軸となるよう偏光し第３の変調偏光として射出する第１の偏光領域と、前記映像生成部における第２の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第２の変調偏光が入射した際に前記第２の変調偏光の偏光軸を前記第３偏光軸と異なる第４の偏光軸となるよう偏光し第４の変調偏光として射出する第２の偏光領域と、前記第１の偏光領域及び前記第２の偏光領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する遮光部とを有する偏光軸制御板と、
   を備え、
   前記映像生成部は、
   前記第１の変調光生成領域及び前記第２の変調光生成領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する映像生成領域遮光部を有し、
   前記遮光部は、
   前記映像生成領域遮光部の線幅より狭い線幅である複数の直線を含むように形成されている
   ことを特徴とする立体映像表示用光学部材。
2. 第１の映像信号に基づいて、所定の角度の偏光軸である第１の偏光軸の直線偏光を光変調して第１の変調偏光を生成して射出する第１の変調光生成領域と、第２の映像信号に基づいて前記第１の偏光軸の直線偏光を光変調して第２の変調偏光を生成して射出する第２の変調光生成領域とを有する映像生成部から射出した前記第１の変調偏光及び前記第２の変調偏光のうち、前記第１の偏光軸と異なる角度を有する第２の偏光軸の直線偏光である前記第１の変調偏光及び前記第２の変調偏光を透過して射出する偏光板と、
   前記映像生成部における第１の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第１の変調偏光が入射した際に前記第１の変調偏光の偏光軸を第３の偏光軸となるよう偏光し第３の変調偏光として射出する第１の偏光領域と、前記映像生成部における第２の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第２の変調偏光が入射した際に前記第２の変調偏光の偏光軸を前記第３偏光軸と異なる第４の偏光軸となるよう偏光し第４の変調偏光として射出する第２の偏光領域と、前記第１の偏光領域及び前記第２の偏光領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する遮光部とを有する偏光軸制御板と、
   を備え、
   前記映像生成部は、
   前記第１の変調光生成領域及び前記第２の変調光生成領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する映像生成領域遮光部と、前記第１の変調光生成領域及び前記第２の変調光生成領域それぞれに備えられた画素の境界部に設けられ入射した光を遮光する画素間遮光部とを有し、
   前記遮光部は、
   隣接する前記映像生成領域遮光部及び隣接する前記画素間遮光部のいずれの間隔より狭い線幅である１以上の直線と、前記直線に沿って境界側に設けられた、隣接する前記映像生成領域遮光部及び隣接する前記画素間遮光部のいずれの間隔より短い径である複数の円とを含むように形成されている
   ことを特徴とする立体映像表示用光学部材。
3. 第１の映像信号に基づいて、所定の角度の偏光軸である第１の偏光軸の直線偏光を光変調して第１の変調偏光を生成して射出する第１の変調光生成領域と、第２の映像信号に基づいて前記第１の偏光軸の直線偏光を光変調して第２の変調偏光を生成して射出する第２の変調光生成領域とを有する映像生成部から射出した前記第１の変調偏光及び前記第２の変調偏光のうち、前記第１の偏光軸と異なる角度を有する第２の偏光軸の直線偏光である前記第１の変調偏光及び前記第２の変調偏光を透過して射出する偏光板と、
   前記映像生成部における第１の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第１の変調偏光が入射した際に前記第１の変調偏光の偏光軸を第３の偏光軸となるよう偏光し第３の変調偏光として射出する第１の偏光領域と、前記映像生成部における第２の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第２の変調偏光が入射した際に前記第２の変調偏光の偏光軸を前記第３偏光軸と異なる第４の偏光軸となるよう偏光し第４の変調偏光として射出する第２の偏光領域と、前記第１の偏光領域及び前記第２の偏光領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する遮光部とを有する偏光軸制御板と、
   を備え、
   前記映像生成部は、
   前記第１の変調光生成領域及び前記第２の変調光生成領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する映像生成領域遮光部と、前記第１の変調光生成領域及び前記第２の変調光生成領域それぞれに備えられた画素の境界部に設けられ入射した光を遮光する画素間遮光部とを有し、
   前記遮光部は、
   隣接する前記映像生成領域遮光部及び隣接する前記画素間遮光部のいずれの間隔より短い径である複数の円を含むように形成されている
   ことを特徴とする立体映像表示用光学部材。
4. 第１の映像信号に基づいて、所定の角度の偏光軸である第１の偏光軸の直線偏光を光変調して第１の変調偏光を生成して射出する第１の変調光生成領域と、第２の映像信号に基づいて前記第１の偏光軸の直線偏光を光変調して第２の変調偏光を生成して射出する第２の変調光生成領域とを有する映像生成部から射出した前記第１の変調偏光及び前記第２の変調偏光のうち、前記第１の偏光軸と異なる角度を有する第２の偏光軸の直線偏光である前記第１の変調偏光及び前記第２の変調偏光を透過して射出する偏光板と、
   前記映像生成部における第１の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第１の変調偏光が入射した際に前記第１の変調偏光の偏光軸を第３の偏光軸となるよう偏光し第３の変調偏光として射出する第１の偏光領域と、前記映像生成部における第２の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第２の変調偏光が入射した際に前記第２の変調偏光の偏光軸を前記第３偏光軸と異なる第４の偏光軸となるよう偏光し第４の変調偏光として射出する第２の偏光領域と、前記第１の偏光領域及び前記第２の偏光領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する遮光部とを有する偏光軸制御板と、
   を備え、
   前記遮光部は、
   前記第１の偏光領域及び前記第２の偏光領域の境界部に沿って配列された複数の矩形を含み、隣接する前記境界部に設けられた当該遮光部に配列された矩形の水平方向のピッチの１／３〜１／２だけ前記配列方向にずれて配列されている
   ことを特徴とする立体映像表示用光学部材。
5. 光源と、
   前記光源を射出した光のうち前記第１偏光軸である第１の直線偏光を透過する直線偏光生成部と、
   第１の変調光生成領域と第２の変調光生成領域を有し、前記直線偏光生成部を射出した前記第１の直線偏光が入射した際に光変調して前記第１の変調偏光及び前記第２の変調偏光として射出する前記映像生成部と、
   請求項１〜４いずれか１項記載の立体映像表示用光学部材と、
   を備え、
   前記偏光軸制御板における前記第１の偏光領域を射出した前記第３変調偏光により生成される映像を右目用映像とし、前記第２の偏光領域を射出した前記第４の変調偏光により生成される映像を左目用映像とすることを特徴とする立体映像表示装置。

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