JP5222661B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、特殊なメガネなどを使用することなく裸眼で視認可能な立体視画像を提供する表示装置に関する。

従来から、写真、映画、テレビジョンなど多くの分野で立体視画像に関する表示方法が研究され実用化されている。立体視画像の表示方法はメガネを用いる方式と用いない方式との２種類に分類される。

メガネを用いる方式の代表的なものとしては、いわゆる赤、青メガネを着用するアナグリフ方式や偏光メガネ方式がある。これらの方式では、両眼視差のある画像をこれらの特殊なメガネを介して見ることで立体映像とする。

メガネを用いない方式の代表的なものとして、レンチキュラ方式やパララックスバリア方式がある。
レンチキュラ方式では、半円筒型のレンズが連なった形状であるレンチキュラレンズを用いる。レンチキュラレンズの後方には、右眼用の画像Ｒと左目用の画像Ｌとが交互に並んで表示された表示部が設置される。観察者は、レンチキュラレンズを通して表示部を見る。表示部の右目用の画像Ｒは、レンチキュラレンズにより観察者の右目に入り、左目用の画像Ｌは、レンチキュラレンズにより観察者の左目に入る。これにより、観察者は右目用、左目用の各画像Ｒ、Ｌを視認して、立体視画像を見ることができる。また、最近は、レンチキュラレンズに代えて透過型のホログラムシートを用いた構成も提案されている。特許文献１は、このようなレンチキュラ方式を用いた立体視表示装置の従来例である。

パララックスバリア方式では、表示部に、レンチキュラ方式と同様に右眼用の画像Ｒと左目用の画像Ｌとが交互に並んで配置される。表示部の前方には、スリットが設けられたバリアが配置される。観察者は、バリアを通して表示部を見る。表示部の右目用の画像Ｒは、バリアのスリットを通して観察者の右目に入り、左目用の画像Ｌは、バリアのスリットを通して観察者の左目に入る。これにより、観察者は右目用、左目用の各画像を視認して、立体視画像を見ることができる。特許文献２は、このようなパララックスバリア方式を用いた立体視表示装置の従来例である。
特開平５−４９０４４号公報 特開平７−５４２０号公報

レンチキュラ方式及びパララックスバリア方式では、レンチキュラレンズやバリアのスリットなどの加工技術に限界があり、微細化が困難である。そのために、高画質化には限度がある。レンチキュラ方式の場合には、量産に当たって比較的特殊な金型を使ってレンチキュラレンズを生産せねばならず、生産コストが高価になるといった問題を含んでいる。パララックスバリア方式の場合には、前面のバリアが障害物となって画面が暗くなってしまうといった問題を含んでいる。

本発明は、上記の問題に鑑み、高価な部品を用いることなく、高画質、高コントラストの立体視画像を裸眼で見ることのできる表示装置を提供することを課題とする。

以上の課題を解決する本発明の表示装置は、立体視のための右眼用画像と左眼用画像とが交互に並んで表示される表示部と、前記表示部に前記右眼用画像及び左眼用画像が交互に並ぶ画像を投影するための１個の光源と、を備えている。前記表示部は、前記光源から投影される前記右眼用画像を所定位置の観察者の右眼に向けて反射するとともに、前記光源から投影される前記左眼用画像を前記観察者の左眼に向けて反射するように構成されている。

このように本発明の表示装置は簡単な構成であり、光源と観察者の両眼との間には、レンチキュラ方式やパララックスバリア方式のように、他の部品が介在しない。そのために、光源からの光がそのまま観察者の両眼にとどき、観察者は、光源からの高画質、光コントラストの立体視画像を裸眼で見ることができる。

前記表示部は、例えば、反射型のホログラムシートが前記右眼用画像及び前記左眼用画像が投影される表示面に設けられる。前記ホログラムシートは、例えば、前記右眼用画像が投影される部分が前記光源からの前記右眼用画像を前記観察者の右眼に向けて反射する角度に構成され、前記左眼用画像が投影される部分が前記光源からの前記左眼用画像を前記観察者の左眼に向けて反射する角度に構成されている。このようなホログラムシートを用いることで、表示装置の構成をより簡素化でき、コストダウンにつながる。

本発明の表示装置は、例えば、前記表示部の前記表示面と前記観察者との間に、前記表示部で反射された前記右眼用画像及び前記左眼用画像が透過する画像調整部が設けられていてもよい。前記画像調整部により、前記透過する前記右眼用画像及び前記左眼用画像の光量を調整することで、画像のコントラストを、より高くすることができる。
前記画像調整部には、例えば、前記光源と同期して動作する液晶パネルを用いることができる。この場合、透過する前記右眼用画像及び前記左眼用画像の光量を、液晶の透過度を変えることで、容易に調整可能になる。
また、前記液晶パネルに、カラーフィルタを設けてもよい。このような構成では、前記右眼用画像及び前記左眼用画像がこのカラーフィルタを通過することで色調の変更が可能になる。光源がカラー光源である場合には、その色調を調整することができ、白色光源である場合には、カラーフィルムによりカラー画像が得られる。

以上のような本発明の表示装置は、光源と観察者の両目との間には、レンチキュラレンズやパララックスバリアのように、光路上に他の部品が介在しない。そのために、光源からの光がそのまま観察者の両目にとどき、観察者は、光源からの高画質、光コントラストの立体視画像を裸眼で見ることができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態の立体視画像用の表示装置１の構成図である。この表示装置１は、立体視のための右眼用画像Ｒ及び左眼用画像Ｌが表示される表示部１０と、右眼用画像Ｒを表示部１０に投影するための光源となる右眼用光源１１と、左眼用画像Ｌを表示部に投影するための光源となる左眼用光源１２と、表示部１０と所定位置の観察者Ｖとの間に設けられる画像調整部１３と、表示装置１の全体の動作を制御するための制御部１４とを備える。

表示部１０には、右眼用光源１１と左眼用光源１２とからそれぞれ右眼用画像Ｒ、左眼用画像Ｌが投影される。投影されることで、右眼用画像Ｒ及び左眼用画像が表示部１０に表示される。詳細には、図２に示すように表示部１０の表示面１０ａに、右眼用光源１１及び左眼用光源１２からそれぞれ画像が投影されて、右眼用画像Ｒと左眼用画像Ｌとが交互に並んで表示される。

表示部１０は、右眼用光源１１からの光を観察者Ｖの右眼に向けて反射するとともに、左眼用光源１２からの光を観察者Ｖの左眼に向けて反射するように、表示面１０ａが波状に形成される。具体的には、表示面１０ａに反射型のホログラムシート１０ｂが貼られている。ホログラムシート１０ｂの表面の凹凸により、右眼用画像Ｒ及び左眼用画像Ｌが所望の角度で反射される。
ホログラムシート１０ｂの右眼用画像Ｒが投影される部分は、右眼用光源１１からの右眼用画像Ｒを観察者Ｖの右眼に向けて反射する角度に構成される。ホログラムシート１０ｂの左眼用画像Ｌが投影される部分は、左眼用光源１２からの左眼用画像Ｌを観察者Ｖの左眼に向けて反射する角度に構成される。

右眼用光源１１は、右眼用画像Ｒを表示部１０に投影する装置である。右眼用画像Ｒは、従来の立体視映像に用いる右眼用画像を作成する場合と同様の手法で作成可能である。右眼用光源１１はカラー光源であっても良く、白色光源であってもよい。左眼用光源１２は、左眼用画像Ｌを表示部１０に投影する装置である。左眼用画像Ｌは、従来の立体視映像に用いる左眼用画像を作成する場合と同様の手法で作成可能である。左眼用光源１２はカラー光源であっても良く、白色光源であってもよい。
画像調整部１３は、右眼用画像Ｒ及び左眼用画像Ｌが透過するとともに、その透過量が可変になっている。透過量が可変であるために、右眼用画像Ｒ及び左眼用画像Ｌの光量が調整可能になっている。画像調整部１３は、例えば液晶パネルで実現できる。液晶の透過度を変えることで、液晶パネルを透過する右眼用画像Ｒ及び左眼用画像Ｌの光量を調整する。画像調整部１３は、右眼用光源１１及び左眼用光源１２と同期して動作しており、フレーム画像が切り替わるタイミングで透過量が調整可能になっている。
画像調整部１３には、例えば図３に示すように、カラーフィルタ１３ａが設けられていてもよい。カラーフィルタ１３ａにより、右眼用画像Ｒ及び左眼用画像Ｌの色調を変えることが可能になる。右眼用光源１１及び左眼用光源１２が白色光源である場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタ１３ａを用いて、右眼用画像Ｒ及び左眼用画像Ｌに色を付けることができる。カラーフィルタ１３ａは、画像調整部１３の表示部１０側、観察者Ｖ側のどちらに設けてもよい。

制御部１４は、右眼用光源１１、左眼用光源１２、及び画像調整部１３の動作を制御するものであり、制御部１４から出力される同期信号によりこれらが同期して動作する。同期信号により、右眼用光源１１及び左眼用光源１２が同じタイミングで右眼用画像Ｒ及び左眼用画像Ｌを表示部１０に投影することができる。また、同期信号により、右眼用光源１１及び左眼用光源１２がフレーム画像を切り替えるタイミングで、画像調整部１３が透過する右眼用画像Ｒ及び左眼用画像Ｌの光量を調整することができる。

透過型のホログラムシートをレンチキュラレンズの代わりに用いた構成では、ホログラムシート自体の回折効率が、高くても９０％程度であるために、右眼用画像Ｒと左眼用画像Ｌのクロストーク（ゴースト）が目に入り、コントラストの高い立体表示は困難である。また、透過型のホログラムシートの回折帯域幅は、可視光領域で広く、Ｒ，Ｇ，Ｂの全帯域に対して効率を持ってしまう。この場合、回折色収差が顕著で、観察者Ｖには大きな色ずれが見えてしまう。
本実施形態では、反射型のホログラムシートを用いているために、透過型のホログラムシートで生じるこのような現象が解消できる。そのために、高画質、高コントラストの立体視画像を提供することができる。

なお、上記の実施形態では右眼用光源１１及び左眼用光源１２の２個の光源を用いているが、１個の光源により図２に示すような右眼用画像Ｒ及び左眼用画像Ｌを表示部１０に表示する構成であってもよい。即ち、１個の光源から右眼用画像Ｒ及び左眼用画像Ｌが交互に並ぶ画像を表示部１０の表示面１０ａに投影するような構成であってもよい。この場合、表示部１０の表示面１０ａは、１個の光源から投影される、右眼用画像Ｒを観察者Ｖの右眼に向けて反射する角度に構成され、左眼用画像Ｒを観察者Ｖの左眼に向けて反射する角度に構成される。

本実施形態の立体視画像用の表示装置の構成図である。 表示部に表示される右眼用画像及び左眼用画像の例示図である。 画像調子部に設けられるカラーフィルタの例示図である。

符号の説明

１…表示装置、１０…表示部、１０ａ…表示面、１０ｂ…ホログラムシート、１１…右眼用光源、１２…左眼用光源、１３…画像調整部、１３ａ…カラーフィルタ、１４…制御部、Ｖ…観察者

Claims (3)

1. 立体視のための右眼用画像と左眼用画像とが交互に並んで表示される表示部と、
   前記表示部に前記右眼用画像及び左眼用画像が交互に並ぶ画像を投影するための１個の光源と、
   前記表示部の前記右眼用画像及び前記左眼用画像が投影される表示面と所定位置の観察者との間の前記表示面側に設けられる画像調整部と、を備えており、
   前記表示部は、前記右眼用画像が投影される部分が前記光源からの前記右眼用画像を前記観察者の右眼に向けて反射する角度に構成され、前記左眼用画像が投影される部分が前記光源からの前記左眼用画像を前記観察者の左眼に向けて反射する角度に構成された、反射型のホログラムシートが、前記表示面に設けられており、
   前記画像調整部は、前記表示部で反射された前記右眼用画像及び前記左眼用画像が透過して前記右眼用画像及び前記左眼用画像の光量を調整する、
   表示装置。
2. 前記画像調整部は、前記光源と同期して動作する液晶パネルであり、
   透過する前記右眼用画像及び前記左眼用画像の光量を、液晶の透過度を変えることで調整する、
   請求項１記載の表示装置。
3. 前記液晶パネルにはカラーフィルタが設けられており、前記右眼用画像及び前記左眼用画像がこのカラーフィルタを通過することで色調の変更が可能になっている、
   請求項２記載の表示装置。

Images