JP5791587B2

JP5791587B2 - 立体映像表示装置

Info

Publication number: JP5791587B2
Application number: JP2012270650A
Authority: JP
Inventors: 富田　誠次郎; 誠次郎富田; 雄一富田
Original assignee: トミタテクノロジー・ジャパン株式会社
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2012-12-11
Publication date: 2015-10-07
Anticipated expiration: 2032-12-11
Also published as: JP2014115531A

Description

本発明は、利用者がシャッターメガネや偏光メガネ等の特殊なメガネを用いることなく立体映像を見ることのできる映像を提供する立体映像表示装置に関する。

従来、特許文献１に記載される立体映像表示装置が知られている。この立体映像表示装置の光学系は基本的に図７に示すように構成されている。図７において、透過型液晶表示パネル１００（透過型映像表示板）の背後に、当該透過型液晶表示パネル１００の中心を通る中心線Ｌｃを境にして右光源１１０Ｒ及び左光源１１０Ｌが横方向に並んで配置されている。更に、これら右光源１１０Ｒ及び左光源１１０Ｌと透過型液晶表示パネル１００との間には、凸レンズ板１２０が配置されている。このような立体映像表示装置では、凸レンズ板１２０によって、右光源１１０Ｒから出射して透過型液晶表示パネル１００を通る光Ｒと、左光源１１０Ｌから出射して透過液晶表示パネル１００を通る光Ｌとが横方向に分かれて並ぶ右眼領域と左眼領域とに分離して向かうように進む。これにより、右眼領域（Ｒ）では、右光源１１０Ｒからの光Ｒをバックライトとして透過型液晶表示パネル１００に形成される映像を見ることができるが、左光源１１０Ｌからの光Ｌをバックライトとしては透過型液晶表示パネル１００に形成される映像を見ることができない。また、左眼領域（Ｌ）では、逆に、左光源１１０Ｌからの光Ｌをバックライトとして透過型液晶表示パネル１００に形成される映像を見ることができるが、右光源１１０Ｒからの光Ｒをバックライトとしては透過型液晶表示パネル１００に形成される映像を見ることができない。

そして、透過型液晶表示パネル１００に右眼用映像（右眼視野の映像）と左眼用映像（左視野の映像）とを高速に切り換え表示させ、それに対応するように右光源１１０Ｒと左光源１１０Ｌとを点灯状態と消灯状態とに交互に高速に切り換えている。これにより、右眼領域に右眼ＥＲが位置するとともに左眼領域に左眼ＥＬが位置するように透過型液晶表示パネル１００から前方所定距離範囲の位置で当該透過型液晶表示パネル１００に正対する利用者は、右眼ＥＲで右眼用映像だけを、左眼ＥＬで左眼用映像だけを所定の周期にて交互に見ることができる。よって、利用者は、特殊なメガネを用いなくても、右眼ＥＲで見る右眼用映像及び左眼ＥＬで見る左眼用映像から立体映像を認識することができる。

ところで、透過型液晶表示パネル１００では、映像情報に基づいて２次元的に配列された全素子（画素）が一括して駆動されるのではなく、各素子が順次駆動（映像情報の書き込み）されるために、透過型液晶表示パネル１００全面の映像を書き換えるためにある程度の時間を要する。このため、前述した従来の立体映像表示装置では、透過型液晶表示パネル１００での右眼用映像と左眼用映像との切換え時に右眼用映像と左眼用映像とが部分的に同時に表示され（混在）、認識され得る立体映像の画質が低下してしまう。

そこで、透過型液晶表示パネル１００において右眼用映像から全面黒画像に書き換えた後に左眼用映像に書き換え、また、左眼用映像から全面黒画像に書き換えた後に右眼用映像に書き換えることが提案されている（特許文献１参照）。この場合、透過型液晶表示パネル１００では、右眼用映像から左眼用映像に切り換わる際に、右眼用映像が完全に消された（全面黒画像）後に左眼用映像が書き込まれ、左眼用映像から右眼用映像に切り換わる際に、左眼用映像が完全に消された（全面黒画像）後に右眼用映像が書き込まれる。これにより、透過型液晶表示パネル１００での右眼用映像と左眼用映像との切換え時における右眼用映像と左眼用映像との部分的な混在に起因した画質低下を防止することができる。

特許第３５６９５２２号公報

しかしながら、前述したように、透過型液晶表示パネル１００において右眼用映像及び左眼用映像の一方の映像から全面黒画像に切り換えた後に他方の映像に切り換える技術では、全面黒画像を挿入する分、右眼用映像及び左眼用映像それぞれの表示周期が長くなってしまう。このため、フリッカーが生ずるおそれがあり、そのフリッカーによって立体映像の画質の低下を招いてしまう。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、透過型液晶表示パネルにおいて全面黒画像を用いることなく、画質の低下を防止することのできる立体映像表示装置を提供するものである。

本発明に係る立体映像表示装置は、透過型液晶表示パネルと、該透過型液晶表示パネルの背後において横方向に並んで配置される右光源及び左光源と、前記透過型液晶表示パネルと前記右光源及び左光源との間に配置され、前記右光源から出射して前記透過型液晶表示パネルを通る光と、前記左光源から出射して前記透過型液晶表示パネルを通る光とを、右眼領域と左眼領域とに分離して向かわせる光学部材と、前記透過型液晶表示パネルに右眼用映像情報と左眼用映像情報とを連続的に交互に切り換えて書き込む時分割映像書き込み制御手段と、前記透過型液晶表示パネルにおける前記右眼用映像情報から前記左眼用映像情報への切換え期間で前記右光源及び前記左光源を消灯にし、前記左眼用映像情報の前記透過型液晶表示パネルへの書き込みが完了したタイミングに基づいて前記左光源を点灯させ、前記透過型液晶表示パネルにおける前記左眼用映像情報から前記右眼用映像情報への切換え期間で前記右光源及び前記左光源を消灯にし、前記右眼用映像情報の前記透過型液晶表示パネルへの書き込みが完了したタイミングに基づいて前記右光源を点灯させる第１光源制御手段とを有し、前記右光源は、前記透過型液晶表示パネルに平行に配置された右主光源と、該右主光源の端部から外側に続いて設けられ、前記光学部材側に傾いて配置された右補助光源とを有し、前記左光源は、前記透過型液晶表示パネルに平行に配置された左主光源と、該左主光源の端部から外側に続いて設けられ、前記光学部材側に傾いて配置された左補助光源とを有する構成となる。

このような構成により、透過型液晶表示パネルにおいて右眼用映像情報と左眼用映像情報とが連続的に交互に切り換えられて書き込まれる過程で、右眼用映像情報から左眼用映像情報への切換え期間、及び、左眼用映像情報から右眼用映像情報への切換え期間のそれぞれでは、右光源及び左光源の双方が消灯した状態になる。このため、右眼用映像情報と左眼用映像情報との間の切換え期間では、透過型液晶表示パネルにおいて右眼用映像情報と左眼用映像情報とが部分的に混在した状態になったとしても、それら混在した映像情報に基づいた映像は利用者に見えることはない。

また、左眼用映像情報の透過型液晶表示パネルへの書き込みが完了したタイミングに基づいて左光源が点灯し、右眼用映像情報の透過型液晶表示パネルへの書き込みが完了したタイミングに基づいて右光源が点灯するので、利用者は、透過型液晶表示パネルに左眼用映像情報に基づいて形成される映像を左眼にて、透過型液晶表示パネルに右眼用映像情報に基づいて形成される映像を右眼にて、確実に見ることができる。
更に、右主光源から出射する光が光学部材によって右眼領域に進むほか、右補助光源から出射する光が光学部材の周辺部を通って右眼領域に進み得るので、右眼領域の周辺部分にあっても、利用者は、より明るい右眼用映像を見ることができる。また、左主光源から出射する光が光学部材によって左眼領域に進むほか、左補助光源から出射する光が光学部材の周辺部を通って左眼領域に進み得るので、左眼領域の周辺部分にあっても、利用者は、より明るい左眼用映像を見ることができる。

本発明に係る立体映像表示装置において、前記透過型液晶表示パネルを透過した光を実質的に縦方向にだけ拡散させる第１拡散部材を有する構成とすることができる。

このような構成により、右光源から出射して光学部材及び透過型液晶表示パネルを通って右眼領域に向けて進む光、及び、左光源から出射して前記光学部材及び前記透過型液晶表示パネルを通って左眼領域に向けて進む光が第１拡散部材によって実質的に縦方向にだけ拡散される。これにより、右眼領域に右眼が位置するとともに左眼領域に左眼が位置するように透過型液晶表示パネルから前方所定距離範囲の位置に当該透過型液晶表示パネルに正対する利用者は、その視点（右眼及び左眼の位置）を縦方向（上下）にある程度移動させても、右眼用映像を右眼により、左眼用映像を左眼により確実に見ることができる。

なお、「前記透過型液晶表示パネルを透過した光を実質的に縦方向にだけ拡散させる」は、縦方向以外の方向への拡散が無く、縦方向への拡散だけがある場合の他、縦方向への拡散の程度が横方向等の他の方向への拡散の程度より極めて大きい場合も含む。

また、本発明に係る立体映像表示装置において、前記右光源及び前記左光源からの光を拡散させる第２拡散部材を有する構成とすることができる。

このような構成により、右光源及び左光源からの光が拡散されるので、右光源及び左光源のそれぞれを点光源あるいはそれに近い微小な光源（例えば、ＬＥＤ等）を複数用いて構成した場合であっても、利用者は、左眼及び右眼にて全面的により明るい映像を見ることができる。

また、本発明に係る立体映像表示装置は、透過型液晶表示パネルと、該透過型液晶表示パネルの背後において横方向に並んで配置される右光源及び左光源と、前記透過型液晶表示パネルと前記右光源及び左光源との間に配置され、前記右光源から出射して前記透過型液晶表示パネルを通る光と、前記左光源から出射して前記透過型液晶表示パネルを通る光とを、右眼領域と左眼領域とに分離して向かわせる光学部材と、前記透過型液晶表示パネルに右眼用映像情報と左眼用映像情報とを連続的に交互に切り換えて書き込む時分割映像書き込み制御手段と、前記透過型液晶表示パネルにおける前記右眼用映像情報から前記左眼用映像情報への切換え期間で前記右光源及び前記左光源を消灯にし、前記左眼用映像情報の前記透過型液晶表示パネルへの書き込みが完了したタイミングに基づいて前記左光源を点灯させ、前記透過型液晶表示パネルにおける前記左眼用映像情報から前記右眼用映像情報への切換え期間で前記右光源及び前記左光源を消灯にし、前記右眼用映像情報の前記透過型液晶表示パネルへの書き込みが完了したタイミングに基づいて前記右光源を点灯させる第１光源制御手段と、前記透過型液晶表示パネルにおける前記右眼用映像情報と前記左眼用映像情報との切換え表示に代えて、平面映像情報を前記透過型液晶表示パネルにフレーム単位に連続的に書き換える平面映像書き込み制御手段と、前記透過型液晶表示パネルにおいてフレーム単位の平面映像情報が書き換えられている期間で前記右光源及び前記左光源を消灯にし、前記平面映像情報の書き換えが完了したタイミングに基づいて前記右光源及び前記左光源を点灯させる第２光源制御手段とを有し、前記第２光源制御手段は、前記第１光源制御手段により前記右光源及び前記左光源それぞれの点灯時の光量より少ない光量にて前右光源及び前記左光源を発光させる構成となる。

このような構成により、透過型液晶表示パネルにおいて平面映像情報がフレーム単位に連続的に書き換えられる過程で、フレーム単位の平面映像情報の書き換え期間では、右光源及び左光源の双方が消灯状態になる。このため、透過型液晶表示パネルにおいて前後のフレームの平面映像情報が部分的に混在した状態になったとしても、それら混在した映像情報に基づいた映像は利用者に見えることはない。また、平面映像情報の透過型液晶表示パネルへの書き込みが完了したタイミングに基づいて右光源及び左光源の双方が点灯するので、利用者は、透過型液晶表示パネルに前記平面映像情報に基づいて形成される映像を右眼及び左眼の双方にて確実に見ることができる。即ち、利用者は、当該立体映像表示装置で、立体映像に代えて、平面映像を確実に見ることができる。即ち、利用者は、同じ表示装置で立体映像及び平面映像の双方を見ることができる。そして、右光源及び左光源の双方から出射する光により視認され得る平面画像の明るさを、右光源及び左光源のいずれか一方から出射される光により認識され得る立体映像（右眼用映像及び左眼用映像）の明るさに近づけることができる。

特に、前記第２光源制御手段は、前記第１光源制御手段により前記右光源及び前記左光源それぞれの点灯時の光量の半分の光量にて前記右光源及び前記左光源を発光させるようにすることができる。

本発明に係る立体映像表示装置によれば、全面黒画像を挿入しなくても、右眼用映像情報と左眼用映像情報との間の切換え期間では、透過型液晶表示パネルにおいて右眼用映像情報と左眼用映像情報とが混在した映像情報に基づいた映像は利用者に見えることはなく、また、利用者は、透過型液晶表示パネルに形成される左眼用映像情報に基づいた映像を左眼にて、透過型液晶表示パネルに形成される右眼用映像情報に基づいた映像を右眼にて、確実に見ることができる。このため、透過型液晶表示パネルにおいて全面黒画像を用いることなく、利用者が視認可能な立体映像の画質の低下を防止することができる。

本発明の実施の一形態に係る立体映像表示装置の光学系の上方から見た構成を示す図である。本発明の実施の形態に係る立体映像表示装置の光学系の側方から見た構成を示す図である。光源ユニットの構成例を示す図である。本発明の実施の一形態に係る立体映像表示装置の処理系の構成を示すブロック図である。透過型液晶表示パネルにおける右眼用映像情報の書き込み（Ｒ映像書き込み）及び左眼用映像情報の書き込み（Ｌ映像書き込み）のタイミングと、右ＬＥＤ光源及び左ＬＥＤ光源の点灯／消灯のタイミングとを示すタイミングチャートである。光源ユニットの他の構成例を示す図である。平面映像を表示する場合における、平面映像情報の書き込みのタイミングと右ＬＥＤ光源及び左ＬＥＤ光源の点灯／消灯のタイミングとを示すタイミングチャートである。従来の立体映像表示装置の光学系の構成例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

本発明の実施の一形態に係る立体映像表示装置の光学系は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように構成されている。なお、図１Ａは、立体映像表示装置の光学系の上方から見た構成を示しており、図１Ｂは、立体映像表示装置の光学系の側方から見た構成を示している。

図１Ａ及び図１Ｂにおいて、この立体映像表示装置では、透過型液晶表示パネル１０の背後の所定位置に光源ユニット１１が配置され、透過型液晶表示パネル１０と光源ユニット１１との間の所定位置に凸レンズ板１２（光学部材：例えば、フレネルレンズ板）が配置されている。また、透過型液晶表示パネル１０の前方の所定位置には、入射する光を実質的に縦方向（図１Ｂにおける方向Ｖ）にだけ拡散させる縦方向拡散板（第１拡散部材：例えば、レンチキラーレンズ、スリガラス等）１３が配置されている。更に、光源ユニット１１の前面に対向して、入射する光を種々の方向に拡散させる拡散板（第２拡散部材：例えば、スリガラス、ホログラムレンズ、非球面レンズ等）１４が配置されている。なお、凸レンズ１２に縦方向に集光しないリニアフレネルレンズを用いることによって、縦方向拡散板１３を省くこともできる。

光源ユニット１１は、右ＬＥＤ光源１１Ｒと左ＬＥＤ光源１１Ｌとから構成されている。右ＬＥＤ光源１１Ｒと左ＬＥＤ光源１１Ｌとは、端部で接合するように横方向Ｈに並んで配置されている。右ＬＥＤ光源１１Ｒと左ＬＥＤ光源１１Ｌとの境界が、透過型液晶表示パネル１０、凸レンズ板１２及び縦方向拡散板１３それぞれの中心を通る中心線Ｌｃに合致している。光源ユニット１１は、例えば、図２に示すように、複数（多く）のＬＥＤ（発光ダイオード）が上下２列に配列された構造となっている。そして、そのＬＥＤ列が横方向において２つの部分に分割され、一方の部分が右ＬＥＤ光源１１Ｒ、他方の部分が左ＬＥＤ光源１１Ｌとして用いられる。このように右ＬＥＤ光源１１Ｒ及び左ＬＥＤ光源１１Ｌのそれぞれが点光源に近い複数（多く）のＬＥＤにて構成されていても、各ＬＥＤから出射される光が拡散板１４を通過するので、各ＬＥＤからの光がスポットとして凸レンズ板１２に到達するのではなく、凸レンズ板１２全体に広がりをもって到達し、利用者は、光をＬＥＤのスポット光として認識することなく、画面全体を均一の明るさで見ることができる。

このような構成の光学系では、凸レンズ板１２によって、右ＬＥＤ光源１１Ｒから出射して拡散板１４によって拡散され、透過型液晶表示パネル１００及び縦方向拡散板１３を通る光と、左ＬＥＤ光源１１Ｌから出射して拡散板１４によって拡散され、透過型液晶表示パネル１０及び縦方向拡散板１３を通る光とが、従来の立体映像装置の場合（図７参照）と同様に、中心線Ｌｃを境に横方向（右左）に分かれて並ぶ右眼領域と左眼領域とに分離して向かうように進む。これにより、右眼領域では、右ＬＥＤ光源１１Ｒからの光Ｒをバックライトとして透過型液晶表示パネル１０に形成される映像を見ることができるが、左ＬＥＤ光源１１Ｌからの光Ｌをバックライトとしては透過型液晶表示パネル１０に形成される映像を見ることができない。一方、左眼領域では、左ＬＥＤ光源１１Ｌからの光Ｌをバックライトとして透過型液晶表示パネル１０に形成される映像を見ることができるが、右ＬＥＤ光源１１Ｒからの光Ｒをバックライトとしては透過型液晶表示パネル１０に形成される映像を見ることができない。

上述したような光学系を有する立体映像表示装置の処理系は図３に示すように構成される。

図３において、記憶部２２には、立体映像を提供するための右眼用映像情報（右眼視野の映像を表す映像情報）と左眼用映像情報（左眼視野の映像を表す映像情報）とが１つの組として格納され、また、通常の平面（二次元）映像を表す平面映像情報が格納されている。コントローラ２０は、記憶部２２から読み出した映像情報に基づいて透過型液晶表示パネル１０を駆動する駆動回路２１を制御する。駆動回路２１は、コントローラ２０の制御に従って透過型液晶表示パネル１０の各素子を順次駆動して当該透過型液晶表示パネル１０に対する前記映像情報の書き込みを行う。これにより、透過型液晶表示パネル１０に前記映像情報に基づいた映像が形成される。

コントローラ２０は、更に、透過型液晶表示パネル１０に対する映像情報の書き込みに同期させて右ＬＥＤ光源１１Ｒを駆動する駆動回路２３Ｒを制御するとともに左ＬＥＤ光源１１Ｌを駆動する駆動回路２３Ｌを制御する。駆動回路２３Ｒは、コントローラ２０の制御に従って右ＬＥＤ光源１１Ｒを点灯（発光）及び消灯させる。駆動回路２３Ｌは、コントローラ２０の制御に従って左ＬＥＤ光源１１Ｌを点灯（発光）及び消灯させる。

この立体映像表示装置が立体映像を提供する場合、コントローラ２０が記憶部２２から右眼用映像情報と左眼用映像情報との組を読み出し、そのコントローラ２０の制御（時分割映像書き込み制御手段、及び第１光源制御手段）により、図４に示すタイミングにて、透過型液晶表示パネル１０に右眼用映像（Ｒ映像）情報と左眼用映像（Ｌ映像）情報とが連続的に交互に切り換えられて書き込まれ、右ＬＥＤ光源１１Ｒ及び左ＬＥＤ光源１１Ｌそれぞれの消灯（発光）と消灯とが交互に繰り返される。

図４を参照して、透過型液晶表示パネル１０において右眼用映像（Ｒ映像）情報と左眼用映像（Ｌ映像）情報とが連続的に交互に切り換えられて書き込まれる過程で、既に書き込まれている右眼用映像情報から左眼用映像情報への切換え期間Ｔ_Ｒ→Ｌ（例えば、時刻ｔ３〜時刻ｔ４）では、右ＬＥＤ光源１１Ｒ及び左ＬＥＤ光源１１Ｌの双方が消灯した状態となる。そして、透過型液晶表示パネル１０において前記右眼用映像情報から切り換えられる左眼用映像情報の書き込みが完了したタイミング（例えば、時刻ｔ４）に基づいて、具体的には、前記左眼用映像情報の書き込みが完了したタイミングの直後に左ＬＥＤ光源１１Ｌが点灯（発光）する。

透過型液晶表示パネル１０に前記左眼用映像情報が書き込まれて液晶の特性で保持された状態が期間Ｔ_Ｌ（例えば、時刻ｔ４〜時刻ｔ５）維持され、該左眼用映像情報から右眼用映像情報への切換え開始のタイミング（例えば、時刻ｔ５）の直前にそれまで点灯状態だった左ＬＥＤ光源１１Ｌが消灯する。その後、前記左眼用映像情報から右眼用映像情報への切換え期間Ｔ_Ｌ→Ｒ（例えば、時刻ｔ５〜時刻ｔ６）では、右ＬＥＤ光源１１Ｒ及び左ＬＥＤ光源１１Ｌの双方が消灯した状態となる。そして、前記左眼用映像情報から切り換えられる右眼用映像情報の書き込みが完了したタイミング（例えば、時刻６）に基づいて、具体的には、前記右眼用映像情報の書き込みが完了したタイミングの直後に右ＬＥＤ光源１１Ｒが点灯（発光）する。

透過型液晶表示パネル１０に前記右眼用映像情報が書き込まれて液晶の特性で保持された状態が期間Ｔ_Ｒ（例えば、時刻ｔ６〜時刻ｔ７）維持され、該右眼用映像情報から左眼用映像情報への切換え開始タイミング（例えば、時刻ｔ７）の直前にそれまで点灯状態だった右ＬＥＤ光源１１Ｒが消灯する。以後、同様に、透過型液晶表示パネル１０において右眼用映像（Ｒ映像）情報と左眼用映像（Ｌ映像）情報とが連続的に交互に切り換えられて書き込まれる過程で、右ＬＥＤ光源１１Ｒ及び左ＬＥＤ光源１１Ｌそれぞれの点灯と消灯とが交互に繰り返される。

上述したように動作する（図４参照）立体映像表示装置の利用者Ｕは、図１Ａ（図１Ｂ）に示すように、右眼領域に右眼ＥＲが位置するとともに左眼領域に左眼ＥＬが位置するようにして透過型液晶表示パネル１０から前方所定距離範囲の位置から縦方向拡散板１３を通して透過型液晶表示パネル１０の画面を見る。すると、利用者Ｕは、透過型液晶表示パネル１０に右眼用映像情報が書き込まれて保持された期間Ｔ_Ｒ（時刻ｔ２〜時刻ｔ３、時刻ｔ６〜時刻ｔ７）では、点灯状態にある右ＬＥＤ光源１１Ｒからの光をバックライトとして透過型液晶表示パネル１０に保持された右眼用映像情報にて形成される右眼用映像を右眼ＥＲだけで見る。また、利用者Ｕは、透過型液晶表示パネル１０において左眼用映像情報が書き込まれて保持された期間Ｔ_Ｌ（時刻ｔ４〜時刻ｔ５）では、点灯状態にある左ＬＥＤ光源１１Ｌからの光をバックライトとして透過型液晶表示パネル１０に保持された左眼用映像情報にて形成される左眼用映像を左眼ＥＬだけで見る。

そして、透過型液晶表示パネル１０において右眼用映像情報から左眼用映像情報への切換え期間Ｔ_Ｒ→Ｌ（時刻ｔ３〜時刻ｔ４）、及び左眼用映像情報から右眼用映像情報への切換え期間Ｔ_Ｌ→Ｒ（時刻ｔ５〜時刻ｔ６）のそれぞれでは、右ＬＥＤ光源１１Ｒ及び左ＬＥＤ光源１１Ｌの双方が消灯した状態になる。このため、それらの切換え期間Ｔ_Ｒ→Ｌ、Ｔ_Ｌ→Ｒでは、右眼用映像情報と左眼用映像情報とが部分的に混在した状態になったとしても、それら混在した映像情報に基づいた映像は利用者Ｕに見えることはない。

従って、上述した立体映像表示装置によれば、従来の装置のように全面黒画像を挿入しなくても、右眼用映像情報と左眼用映像情報との間の切換え期間（Ｔ_Ｒ→Ｌ、Ｔ_Ｌ→Ｒ）では、透過型液晶表示パネル１０において右眼用映像情報と左眼用映像情報とが混在した映像情報に基づいた映像は利用者Ｕに見えることはなく、また、利用者Ｕは、透過型液晶表示パネル１０に形成される右眼用映像情報に基づいた映像を右眼ＥＲにて、透過型液晶表示パネル１０に形成される左眼用映像情報に基づいた映像を左眼ＥＬにて、交互に所定周期にて確実に見ることができる。よって、利用者Ｕは、右眼用映像情報と左眼用映像情報との混在に起因した画質低下の無い、前記右眼用映像情報及び左眼用映像情報に基づいた立体映像を認識することができる。そして、全面黒画像を挿入しなくてよいので、右眼用映像情報及び左眼用映像情報それぞれの透過型液晶表示パネル１０への書き込み周期（Ｔ_Ｒ＋Ｔ_Ｒ→Ｌ＋Ｔ_Ｌ＋Ｔ_Ｌ→Ｒ）が前記全面黒画像の挿入によって長くなることながく、フリッカーの発生を防止することができる。

なお、具体的には、例えば、８msec.（１２０HZ）の動作速度で画面の書き換えが可能な透過型液晶表示パネル１０を用いて、右眼用映像及び左眼用映像のそれぞれが、例えば、人の眼がフリッカーを認識できない２５HZ以上の周波数で透過型液晶表示パネル１０に切り換え形成されるように各期間ＴＲ、ＴＬ、Ｔ_Ｒ→Ｌ、Ｔ_Ｌ→Ｒを制御することにより、利用者Ｕは、フリッカーの発生が無く、良好な画質の立体映像を見ることができる。

また、透過型液晶表示パネル１０の前方の所定位置に縦方向拡散板１３が配置されているので、右ＬＥＤ光源１１Ｒから出射して凸レンズ板１２及び透過型液晶表示パネル１０を通って右眼領域に向けて進む光、及び、左ＬＥＤ光源１１Ｌから出射して凸レンズ板１２及び透過型液晶表示パネル１０を通って左眼領域に向けて進む光が、横方向への実質的な拡散が無い状態で縦方向に拡散される。このため、右眼用映像と左眼用映像との混ざりが防止され、また、利用者Ｕ（図１Ａ及び図１Ａ参照）は、その視点（右眼及び左眼の位置）を縦方向（上下）にある程度移動させても、右眼用映像を右眼ＥＲにより、左眼用映像を左眼ＥＬにより確実に見ることができる。

上述した立体映像装置において、光源ユニット１１を図５に示すように構成することができる。

図５において、光源ユニット１１は、右ＬＥＤ光源１１Ｒと左ＬＥＤ光源１１Ｌとから構成されている。右ＬＥＤ光源１１Ｒは、右主ＬＥＤ光源１１ＲＭと右補助ＬＥＤ光源１１ＲＳとに分割されている。左ＬＥＤ光源１１Ｌも、同様に、左主ＬＥＤ光源１１ＬＭと左補助ＬＥＤ光源１１ＬＳとに分割されている。右主ＬＥＤ光源１１ＲＭ及び左主ＬＥＤ光源１１ＬＭは、透過型液晶表示パネル１０及び凸レンズ板１２の中心を通る中心線Ｌｃを境として接しており、透過型液晶表示パネル（凸レンズ板１２）に平行に配置されている。右補助ＬＥＤ光源１１ＲＳは、右主ＬＥＤ光源１１ＲＭの端部から外側に延びて、凸レンズ板１２側に傾いて配置されている。左補助ＬＥＤ光源ＬＳは、左主ＬＥＤ光源１１ＬＭの端部から外側に延びて、凸レンズ板１２側に傾いて配置されている。

更に、詳細には、光源ユニット１１は、図２に示すものと同様に、複数（多く）のＬＥＤ（発光ダイオード）が上下２列に配列された構造となっている。そして、そのＬＥＤ列が横方向において４つの部分に分割され、中央の２つの部分が右主ＬＥＤ光源１１ＲＭ及び左主ＬＥＤ光源１１ＬＭとして用いられ、右主ＬＥＤ光源１１ＲＭの外側に続く部分が右補助ＬＥＤ光源１１ＲＳとして用いられ、左主ＬＥＤ光源１１ＬＭの外側に続く部分が左補助ＬＥＤ光源１１ＬＳとして用いられる。

このような構造の光源ユニット１１を用いる場合、右主ＬＥＤ光源１１ＲＭから出射して拡散板１４を透過した光が凸レンズ板１２によって右眼領域に進むほか、右補助ＬＥＤ光源１１ＲＳから出射して拡散板１４を透過した光が凸レンズ板１２の周辺部を通って右眼領域に進み得る。このため、中心線Ｌｃの近傍で立体画像を見ている利用者Ｕから離れて右眼領域にいる者は、立体映像を見ることはできないが、右眼用映像情報に基づいた平面（二次元）映像をより明るい状態で見る（両眼で）ことができる。また、左主ＬＥＤ光源１１ＬＭから出射して拡散板１４を透過した光が凸レンズ板１２によって左眼領域に進むほか、左補助ＬＥＤ光源１１ＬＳから出射して拡散板１４を透過した光が凸レンズ板１２の周辺部を通って左眼領域に進み得る。このため、前記利用者Ｕから離れて左眼領域にいる者も、立体映像を見ることはできないが、左眼用映像情報に基づいた平面（二次元）映像をより明るい状態で見る（両眼でも）ことができる。

上述した立体映像表示装置は、同じ構成の光学系（図１Ａ及び図１Ｂ参照）で、立体映像に代えて平面（二次元）映像を提供することもできる。この場合、コントローラ２０が記憶部２２から平面画像情報を読み出し、そのコントローラ２０の制御（平面映像書き込み制御手段、及び第２光源制御手段）により、図６に示すタイミングにて、平面映像情報が透過型液晶表示パネル１０においてフレーム単位に連続的に書き換えられ、右ＬＥＤ光源１１Ｒ及び左ＬＥＤ光源１１Ｌそれぞれの点灯（発光）と消灯とが交互に繰り返される。

図６を参照して、透過型液晶表示パネル１０において平面映像情報がフレーム単位に連続的に書き換えられる過程で、フレーム単位の平面映像情報の書き換え期間Ｔ_{ＣＨＡＮＧＥ}（例えば、時刻ｔ３〜時刻ｔ４等）では、右ＬＥＤ光源１１Ｒ及び左ＬＥＤ光源の双方が消灯した状態になる。また、平面映像情報の透過型液晶表示パネル１０への書き込みが完了したタイミング（例えば、時刻ｔ２、ｔ４）に基づいて、具体的には、前記平面映像情報の書き込みが完了したタイミングの直後に右光ＬＥＤ源１１Ｒ及び左ＬＥＤ光源１１Ｌの双方が点灯する。そして、透過型液晶表示パネル１０に前記平面映像情報が書き込まれて保持された状態が期間Ｔ_Ｄ（例えば、時刻ｔ２〜時刻ｔ３、時刻ｔ４〜時刻ｔ５等）維持され、平面映像情報の切換え開始タイミング（例えば、時刻ｔ５）の直前にそれまで点灯状態だった右ＬＥＤ光源１１Ｒ及び左ＬＥＤ光源１１Ｌの双方が消灯する。以後、同様に、透過型液晶表示パネル１０において平面映像情報がフレーム単位に連続的に書き換えられる過程で、右ＬＥＤ光源１１Ｒ及び左ＬＥＤ光源１１Ｌがそろって点灯と消灯とを交互に繰り返す。

上記のよう動作する（図６参照）立体映像表示装置では、フレーム単位の平面映像情報の書き換え期間Ｔ_{ＣＨＡＮＧＥ}では、右ＬＥＤ光源１１Ｒ及び左ＬＥＤ光源１１Ｌの双方が消灯状態になるので、透過型液晶表示パネル１０において前後のフレームの平面映像情報が部分的に混在した状態になったとしても、利用者Ｕは、それら平面映像情報に基づいて透過型液晶表示パネル１０に形成される映像を見ることはない。また、透過型液晶表示パネル１０に平面映像情報が書き込まれて保持されている期間Ｔ_Ｄでは、右ＬＥＤ光源１１Ｒ及び左ＬＥＤ光源１１Ｌの双方が点灯状態になるので、利用者Ｕは、透過型液晶表示パネル１０に形成される前記平面映像情報に基づいた平面映像を右眼ＥＲ及び左眼ＥＬの双方にて確実に見ることができる。即ち、利用者Ｕは、前述した立体映像に代えて、平面映像を、その観察位置を制限されずに、確実に見ることができる。

このように、上述した立体映像表示装置は、同じ構成の光学系（図１Ａ及び図１Ｂ参照）を用いて、立体映像と平面映像の双方を提供することができる。即ち、利用者は、同じ表示装置で、立体映像及び平面映像の双方を見ることができる。

前記平面映像の表示に際して、コントローラ２０は、右ＬＥＤ光源１１Ｒ及び左ＬＥＤ光源１１Ｌの発光光量を、前述した立体映像の提供の場合に比べて少なくする、具体的には、半分になるように制御する。これにより、右ＬＥＤ光源１１Ｒ及び左ＬＥＤ光源１１Ｌの双方から出射する光により視認され得る平面映像の明るさが、右ＬＥＤ光源１１Ｒ及び左ＬＥＤ光源１１Ｌのいずれか一方から出射される光により認識され得る立体映像（右眼用映像及び左眼用映像）の明るさに近づくようになる。よって、立体映像と平面映像とを切り換える際に、映像の明るさが変化することによる利用者Ｕの違和感を低減させることができる。

なお、平面映像を表示する場合、右ＬＥＤ光源１１Ｒ及び左ＬＥＤ光源１１Ｌの双方を、フレーム単位の平面映像情報の書き換え期間Ｔ_{ＣＨＡＮＧＥ}で消灯させるのではなく、点灯させて、常時点灯状態に維持するようにしてもよい（平面映像はフレーム単位の映像で大きな変化がないため）。この場合、右ＬＥＤ光源１１Ｒ及び左ＬＥＤ光源１１Ｌそれぞれの発光光量は、前述したのと同様に、立体映像の提供の場合に比べて少なくなるように制御される。

上述した立体映像表示装置では、右眼用映像情報及び左眼用映像情報は記憶部２２に予め記憶されているものであったが、テレビジョン放送される右眼用映像情報及び左眼用映像情報を用いるようにしても、また、右眼視野撮影用のビデオカメラから得られる右眼用映像情報と、左眼視野撮影用のビデオカメラ得られる左眼用映像情報とを用いるようにしても、他の方法により得られる右眼用映像情報及び左眼用映像情報を利用するようにしてもよい。
また、本発明に係る立体映像表示装置は、前述したものに限られず、請求項に記載された範囲で適宜変更することができる。

以上、説明したように、本発明に係る立体映像表示装置は、透過型液晶表示パネルにおいて全面黒画像を用いることなく、画質の低下を防止することができるという効果を有し、利用者がシャッターメガネや偏光メガネ等の特殊なメガネを用いることなく立体映像を見ることのできる映像を提供する立体映像表示装置として有用である。

１０透過型液晶表示パネル
１１光源ユニット
１１Ｒ右ＬＥＤ光源
１１Ｌ左ＬＥＤ光源
１１ＲＭ右主ＬＥＤ光源
１１ＲＳ右補助ＬＥＤ光源
１１ＬＭ左主ＬＥＤ光源
１１ＬＳ左補助ＬＥＤ光源
１２凸レンズ板（光学部材）
１３縦方向拡散板（第１拡散部材）
１４拡散板（第２拡散部材）
２０コントローラ
２１駆動回路
２２記憶部
２３Ｒ、２３Ｌ駆動回路

Claims

透過型液晶表示パネルと、
該透過型液晶表示パネルの背後において横方向に並んで配置される右光源及び左光源と、
前記透過型液晶表示パネルと前記右光源及び左光源との間に配置され、前記右光源から出射して前記透過型液晶表示パネルを通る光と、前記左光源から出射して前記透過型液晶表示パネルを通る光とを、右眼領域と左眼領域とに分離して向かわせる光学部材と、
前記透過型液晶表示パネルに右眼用映像情報と左眼用映像情報とを連続的に交互に切り換えて書き込む時分割映像書き込み制御手段と、
前記透過型液晶表示パネルにおける前記右眼用映像情報から前記左眼用映像情報への切換え期間で前記右光源及び前記左光源を消灯にし、前記左眼用映像情報の前記透過型液晶表示パネルへの書き込みが完了したタイミングに基づいて前記左光源を点灯させ、前記透過型液晶表示パネルにおける前記左眼用映像情報から前記右眼用映像情報への切換え期間で前記右光源及び前記左光源を消灯にし、前記右眼用映像情報の前記透過型液晶表示パネルへの書き込みが完了したタイミングに基づいて前記右光源を点灯させる第１光源制御手段とを有し、
前記右光源は、前記透過型液晶表示パネルに平行に配置された右主光源と、該右主光源の端部から外側に続いて設けられ、前記光学部材側に傾いて配置された右補助光源とを有し、
前記左光源は、前記透過型液晶表示パネルに平行に配置された左主光源と、該左主光源の端部から外側に続いて設けられ、前記光学部材側に傾いて配置された左補助光源とを有する立体映像表示装置。
透過型液晶表示パネルと、
該透過型液晶表示パネルの背後において横方向に並んで配置される右光源及び左光源と、
前記透過型液晶表示パネルと前記右光源及び左光源との間に配置され、前記右光源から出射して前記透過型液晶表示パネルを通る光と、前記左光源から出射して前記透過型液晶表示パネルを通る光とを、右眼領域と左眼領域とに分離して向かわせる光学部材と、
前記透過型液晶表示パネルに右眼用映像情報と左眼用映像情報とを連続的に交互に切り換えて書き込む時分割映像書き込み制御手段と、
前記透過型液晶表示パネルにおける前記右眼用映像情報から前記左眼用映像情報への切換え期間で前記右光源及び前記左光源を消灯にし、前記左眼用映像情報の前記透過型液晶表示パネルへの書き込みが完了したタイミングに基づいて前記左光源を点灯させ、前記透過型液晶表示パネルにおける前記左眼用映像情報から前記右眼用映像情報への切換え期間で前記右光源及び前記左光源を消灯にし、前記右眼用映像情報の前記透過型液晶表示パネルへの書き込みが完了したタイミングに基づいて前記右光源を点灯させる第１光源制御手段と、
前記透過型液晶表示パネルにおける前記右眼用映像情報と前記左眼用映像情報との切換え表示に代えて、平面映像情報を前記透過型液晶表示パネルにフレーム単位に連続的に書き換える平面映像書き込み制御手段と、
前記透過型液晶表示パネルにおいてフレーム単位の平面映像情報が書き換えられている期間で前記右光源及び前記左光源を消灯にし、前記平面映像情報の書き換えが完了したタイミングに基づいて前記右光源及び前記左光源を点灯させる第２光源制御手段とを有し、
前記第２光源制御手段は、前記第１光源制御手段による前記右光源及び前記左光源それぞれの点灯時の光量より少ない光量にて前右光源及び前記左光源を発光させる立体映像表示装置。
前記第２光源制御手段は、前記第１光源制御手段による前記右光源及び前記左光源それぞれの点灯時の光量の半分の光量にて前記右光源及び前記左光源を発光させる請求項２記載の立体映像表示装置。