JPH0572525A - 輝度情報出力装置並びに該装置を用いるカメラ装置及び映像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の各画素間の隙
間に形成された編目状のブラックストライプ部分を目立
たなくするようにした。 【構成】 ビデオカメラ１０のビューファインダー１１
に内蔵され、カメラ本体１０ａの撮像素子より得られる
映像情報を出力する液晶ディスプレイ１２を、前後面に
偏光板２Ａ，２Ｂを取付けた透過形のカラー液晶パネル
２と、このカラー液晶パネル２の後面側に配置された白
濁板３と、この白濁板３に対向するように配置されたバ
ックライト４と、カラー液晶パネル２の前面に配置さ
れ、前面に複数個の結像を発生させる微小複眼レンズ効
果のある散乱面５ａを有した透過形の散乱板５とで構成
した。 【効果】 液晶ディスプレイ１２の各画素間の編目状の
境目としてのブラックマトリックスを目立たなくするこ
とができ、画像全体が細部にわたり比較的よく見える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、マトリックス形液晶
ディスプレイ（ＬＣＤ）の各画素間に形成された編目状
のブラックストライプ部分（ブラックマトリックス）等
の複数の輝度情報出力素子の各素子の境目を目立ちにく
くする輝度情報出力装置並びに該装置を用いるカメラ装
置及び映像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー液晶ディスプレイを用いた液晶カ
ラーテレビ等の映像表示装置が知られている。このカラ
ー液晶ディスプレイの各画素間の隙間にはブラックマト
リックスを形成して、コントラストの向上を図ってい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
液晶ディスプレイを用いた映像表示装置では、解像度を
上げようとすると画素数を多くする必要があるが、生産
歩留まりの関係でむやみに画素数を上げたり、各画素間
の隙間を小さくできない。このため、各画素間の隙間に
形成された編目状のブラックマトリックスの部分が目立
ち見苦しい欠点があった。ＣＣＤカメラでは各画素間の
隙間は低域通過フィルター（ＬＰＦ）の電気的処理で消
すことができるが、液晶ディスプレイを用いた映像表示
装置では光になった後で各画素間の隙間を埋める必要が
あるため実現が困難であった。尚、便宜的な手段として
見る側のレンズ焦点をぼかす方法があるが信号も一緒に
ぼけるため好ましくない。

【０００４】そこで、この発明は、液晶ディスプレイ等
の複数の輝度情報出力素子の各素子の境目を目立たなく
することができる輝度情報出力装置並びに該装置を用い
るカメラ装置及び映像表示装置を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の輝度情報出力
装置は、輝度情報を所定範囲単位毎に出力する複数の輝
度情報出力素子と、この複数の輝度情報出力素子の前面
に配置され、その各素子より出力される上記輝度情報を
各素子の実質面積よりも散乱させる散乱素子とからな
り、上記散乱素子は上記複数の輝度情報出力素子の各素
子の境目に上記輝度情報を散乱するように構成してあ
る。

【０００６】また、上記輝度情報出力装置を用いるカメ
ラ装置は、撮像素子を有するカメラ本体と、上記撮像素
子より得られる映像情報を出力する液晶ディスプレイ
と、この液晶ディスプレイの前面に配置され、該液晶デ
ィスプレイの各画素より出力される輝度情報を各画素の
面積よりも散乱させる散乱板とからなる。

【０００７】さらに、上記輝度情報出力装置を用いる映
像表示装置は、映像信号を出力表示する液晶ディスプレ
イと、この液晶ディスプレイの前面に配置され、該液晶
ディスプレイの各画素より出力される輝度情報を各画素
の面積よりも散乱させる散乱板と、この散乱板を通過し
た光を眼球へ導くように保持する眼鏡形保持手段とから
なる。

【０００８】

【作用】複数の輝度情報出力素子の各素子の境目に、散
乱素子により輝度情報を散乱するように構成したので、
上記複数の輝度情報出力素子の各素子の境目が目立たな
くなり、少ない素子数でも輝度情報が見易くなる。ま
た、輝度むら，歪み等が軽減される。

【０００９】さらに、上記複数の輝度情報出力素子と散
乱素子とからなる輝度情報出力装置をカメラ装置及び映
像表示装置に適用することにより、これら各装置の液晶
ディスプレイの編目状のブラックマトリックスが目立た
なくなり、その画像の細部が比較的よく見える。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面と共に詳述す
る。

【００１１】図１はこの発明の実施例の輝度情報出力装
置の概略構成図、図２はこの輝度情報出力装置の複数の
輝度情報出力素子の各素子の境目が目立たなくなる境目
消しの原理説明図である。図１において、１は輝度情報
出力装置であり、透過形のカラー液晶パネル（複数の輝
度情報出力素子）２と、このカラー液晶パネル２の背面
側に積層された拡散板３と、この拡散板３に対向するよ
うに配置された蛍光灯及び反射板等からなるバックライ
ト４と、上記カラー液晶パネル２の前面に配置され、前
面に微小複眼レンズ効果のある散乱面５ａを有した透過
形の散乱板（散乱素子）５で構成されている。尚、上記
カラー液晶パネル２と拡散板３及びバックライト４とで
カラー液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）が構成されている。
また、図１中、６は接眼レンズ、７は眼球、８は眼球７
の水晶体、９は眼球７の網膜である。

【００１２】上記構成の輝度情報出力装置１の散乱板５
による境目消しの原理を図２に基づいて説明する。この
図２において、カラー液晶パネル２のＲ（赤），Ｇ
（緑），Ｂ（青）の各画素（各輝度情報出力素子）２ａ
は明るい部分であるので白丸（３つの白丸で一画素を示
す）で示し、それら各画素２ａ間の隙間に形成される編
目状のブラックマトリックス（境目）２ｂの部分は黒丸
で示すと共に、それらの各光路をＣで示してある。カラ
ー液晶パネル２の画素面Ａからある一定距離（通常は散
乱板５の厚みａ分）離れたところにある散乱板５の微小
複眼レンズ効果のある散乱面５ａで各画素２ａの光路Ｃ
が曲げられ、複数個の像が微小複眼レンズ結像面Ｂに発
生する。この複数個の画素２ａの明るい部分と各画素２
ａ間の隙間の黒い部分２ｂが、図３（ａ）〜（ｃ）の散
乱パターン例のように重なることにより、編目状のブラ
ックマトリックス２ｂの部分が目立たなくなり、殆ど消
える。そして、上記結像面Ｂにできたブラックマトリッ
クス２ｂの見えないパターンは接眼レンズ６と水晶体８
を含めた合成レンズＤで眼球７の網膜９上に結像する。

【００１３】次に、上記散乱板５の散乱面５ａの境目消
し条件を図４に基づいて説明する。図４はカラー液晶パ
ネル２の画素ピッチ（一画素２ａの幅：各画素２ａ間の
境目２ｂから境目２ｂまでの距離）を半分シフトさせて
各画素２ａの散乱像が結像面Ｂで重なる条件を示す説明
図である。上記液晶パネル２の画素ピッチをＰ、境目２
ｂが画素２ａ中央に重なる条件を整数ｎ、散乱板５の散
乱面５ａの微小複眼レンズのピッチをＬ、その焦点距離
をＦ、結像面Ｂの画素２ａ′中央と画素２ａ′中央間の
ピッチをＬ′、液晶パネル２の画素面Ａと散乱面５ａと
の距離をａ、散乱面５ａと結像面Ｂとの距離をｂとする
と、上記散乱面５ａの微小複眼レンズの焦点距離Ｆは、

【００１４】

【数４】

【００１５】で表される。

【００１６】また、上記Ｌ′とＬの関係は、平面幾何学
によれば、Ｌ′：Ｌ＝（ａ＋ｂ）：ａ、即ちＬ′＝（ａ
＋ｂ）／ａ・Ｌとなる。さらに、Ｌ′とＰの関係は、平
面幾何学によれば、Ｌ′：Ｐ（ｎ＋１／２）＝ｂ：ａ、
即ちＬ′＝ｂ／ａ・Ｐ（ｎ＋１／２）となる。これらよ
り、次の（１）式の境目消し条件が得られる。

【００１７】

【数５】

【００１８】上記（１）式において、Ｐ＝Ｌの場合は、
次の（２）式が得られる。

【００１９】

【数６】

【００２０】また、上記（１）式において、ａ＝ｂの場
合は、次の（３）式が得られる。

【００２１】

【数７】

【００２２】図５に、（１）式の境目消し条件において
Ｐ＝Ｌの場合を示す。図５の中央にｎ＝１（ｂ／ａ＝
２）のときの結像面Ｂの状態を、その上方にｎ＝２（ｂ
／ａ＝２／３）のときの結像面Ｂの状態をそれぞれ示
す。これらから判るように、結像面Ｂにおいて複数個の
画素２ａ′の明るい部分と各画素の隙間の黒い部分が重
なることで、編目状のブラックマトリックス２ｂの部分
を目立たなくして殆ど消すことができる。この場合、同
一画素の結像数は少ない方が信号解像度の劣化が少な
い。この解像度に響くものとして画素面Ａの各画素２ａ
の開口部から出る光の開口角がある。この開口角が余り
広いと広範囲にわたって信号が重ね合わせられて解像度
が落ち、また、結像歪も発生するので、画素開口角が大
きい場合は上記ａ（液晶パネル２の画素面Ａと散乱面５
ａとの距離）を小さくする必要がある。

【００２３】また、上記ｂ（散乱面５ａと結像面Ｂとの
距離）を接眼レンズ６の焦点深度以上に離せば（網膜９
上で焦点深度を越えるようにすれば）、散乱面５ａの凹
凸を目立たなくして殆ど見えなくできる。さらに、上記
画素面Ａを通過してきた光の開口角が狭ければ、散乱面
５ａによる像が余り広がらないので、結像個数が少な
く、重なりが少なく、信号劣化（解像度低下）が少な
い。しかし、開口角が狭すぎると一画素２ａ内の各点か
ら出る光がすべて必要な個数の微小複眼レンズ群を通過
しなくなるので好ましくはない。尚、上記散乱板５の散
乱面５ａの微小複眼レンズのピッチＬは画素ピッチＰと
同じでなくても良いが、画素ピッチ同等以下の整数分の
１の関係にある方が画面上に編目状の境目２ｂより大き
な間隔のビート縞（境目と画素ピッチとの低空間周波数
ビート）を生じにくい。また、散乱面５ａの微小複眼レ
ンズのピッチＬは、ある程度ランダムにすると、結像
歪，輝度むら，ビート縞が目立たなくなる効果がある。

【００２４】さらに、上記液晶パネル２の画素２ａと散
乱板５の散乱面５ａとの位置合わせは画素開口角が大き
いときは気にしなくても良いが、なるべく合わせた方が
結像歪みが少ない。また、一画素２ａ内の情報（一画素
の各点からでる光）のうち中心の明るい部分は散乱面５
ａの微小複眼レンズ群をできるだけ通過させたほうが輝
度低下が出にくいことからも画素中心と微小複眼レンズ
中心は一致させた方が望ましい。尚、散乱面５ａの微小
複眼レンズが凸レンズの場合を示したが、凹レンズの場
合も同一条件が成立する。但し、微小複眼レンズの焦点
Ｆは負となるのでｂも負となり結像面Ｂは散乱面５ａと
画素面Ａの間になる。

【００２５】また、図２に、（１）式の境目消し条件に
おいてａ＝ｂの場合を示す。この場合もＰ＝Ｌの場合と
同様の効果が得られる。特に、散乱面５ａの微小複眼レ
ンズのピッチＬが画素ピッチＰの１／４倍のときに、高
い境目消し効果が得られる。

【００２６】以上実施例の輝度情報出力装置１によれ
ば、液晶パネル２の各画素２ａの境目としての編目状の
ブラックマトリックス２ｂに散乱板５により映像を散乱
するように構成したので、上記ブラックマトリックス２
ａを目立たなくして殆ど消すことができ、液晶パネル２
の画質劣化（画ぼけ）が少なく、画像の細部が比較的よ
く見える。また、画素数が少なくてもワンランク上の画
素数並の画質を再現することができる。さらに、上記散
乱板５のみでブラックマトリックス２ｂを目立たなくす
ることができるので、装置全体を低コストで製造するこ
とができる。さらにたま、ある程度画素ピッチを守りな
がら散乱板５の散乱面５ａのピッチをある程度ランダム
な配置にすると位置合わせを厳しくしないで編目状のブ
ラックマトリックス２ｂとのビート縞，結像歪，輝度む
ら等を軽減することができる。尚、上記液晶パネル２の
画素面Ａと散乱板５の散乱面５ａとの間隔を、散乱板５
の厚みと同じにすれば、液晶ディスプレイが組立て易い
利点がある。

【００２７】図６は、前記輝度情報出力装置１を、ビデ
オカメラ（カメラ装置）１０のビューファインダー１１
に適用した他の実施例を示す。

【００２８】このビューファインダー１１の筒状のビュ
ーファインダー本体１１ａは、撮像素子（図示せず）を
有するカメラ本体１０ａの上面に対して傾倒自在に設け
てある。このビューファインダー１１のビューファイン
ダー本体１１ａには、上記撮像素子より得られる映像情
報を出力する液晶ディスプレイ１２を内蔵してある。こ
の液晶ディスプレイ１２は、前，後面に偏光板２Ａ，２
Ｂを取付けた透過形のカラー液晶パネル（複数の輝度情
報出力素子）２と、このカラー液晶パネル２の後面側に
配置された拡散板（白濁板）３と、この拡散板３に対向
するように配置された蛍光灯１３及び凹面鏡状の反射板
１４等からなるバックライト４と、上記カラー液晶パネ
ル２の前面に配置され、前面に微小複眼レンズ効果のあ
る散乱面５ａを有した透過形の散乱板（散乱素子）５と
を備えている。尚、接眼レンズ６は視度調節レバー１６
により前後方向に移動自在に設けられている。また、図
６中、符号１１ｂはアイカップである。

【００２９】これにより、前記実施例と同様に、上記液
晶ディスプレイ１２のカラー液晶パネル２の各画素２ａ
間の編目状の境目であるブラックマトリックス２ｂを目
立たなくすることができ、少ない画素数でワンランク上
の画素数並の画質を再現することができる。

【００３０】図７〜図９は、前記輝度情報出力装置１
を、眼鏡形の映像表示装置２０に適用した別の実施例を
示す。

【００３１】この映像表示装置２０は、その略筐体の装
置本体２０ａと一対のフレーム部２０ｂ，２０ｂとで眼
鏡形になっていおり、その装置本体２０ａ内の前下部側
に後述する透過形の一対の散乱板５，５を通過した光を
左右の眼球７，７へ導くように保持する鼻当て部２１ａ
が逆Ｖ字状になった合成樹脂製の眼鏡形保持手段２１を
設けてある。この眼鏡形保持手段２１の鼻当て部２１ａ
の両側に跨がるように液晶ディスプレイ２２を取付けて
ある。この液晶ディスプレイ２２は、左右一対の透過形
のカラー液晶パネル（複数の輝度情報出力素子）２，２
と、この一対のカラー液晶パネル２，２間に配置された
逆Ｖ字形の反射鏡２３と、この反射鏡２３の上方に配置
された蛍光管２４及び曲面鏡状の反射板２５等からなる
バックライト４と、上記一対のカラー液晶パネル２，２
の前面に配置され、前面に微小複眼レンズ効果のある散
乱面５ａを有した一対の散乱板（散乱素子）５，５と、
一対の集光レンズ２６，２６と、一対の反射鏡２７，２
７と、一対の接眼レンズ６，６とで構成されている。

【００３２】これにより、前記実施例と同様に、上記液
晶ディスプレイ２２のカラー液晶パネル２の各画素２ａ
間の編目状の境目であるブラックマトリックス２ｂを目
立たなくすることができ、少ない画素数でワンランク上
の画素数並の画質を再現することができると共に鮮明な
映像を見ることができる。また、上記液晶ディスプレイ
２２を上記眼鏡形保持手段２１で確実に保持することが
できる。

【００３３】尚、前記各実施例によれば、散乱素子とし
て散乱板を用いたが、回折格子等の他の散乱素子を用い
てよい。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、この発明の輝度情報出力
装置によれば、輝度情報を所定範囲単位毎に出力する複
数の輝度情報出力素子と、この複数の輝度情報出力素子
の前面に配置され、各素子より出力される上記輝度情報
を各素子の実質面積よりも散乱させる散乱素子とを備
え、上記散乱素子は上記複数の輝度情報出力素子の各素
子の境目に上記輝度情報を散乱するように構成したの
で、上記複数の輝度情報出力素子の各素子の境目を目立
たなくすることができ、少ない素子数でも輝度情報を見
易くすることができる。

【００３５】また、上記輝度情報出力装置をカメラ装置
に適用し、カメラ装置を、撮像素子を有するカメラ本体
と、この撮像素子より得られる映像情報を出力する液晶
ディスプレイと、この液晶ディスプレイの前面に配置さ
れ、該液晶ディスプレイの各画素より出力される輝度情
報を各画素の面積よりも散乱させる散乱板で構成したの
で、上記液晶ディスプレイの各画素間の編目状の境目で
あるブラックマトリックスを目立たなくすることがで
き、画像の細部が比較的よく見える。また、画素数が少
なくてもワンランク上の画素数並の画質を再現すること
ができる。

【００３６】さらに、上記輝度情報出力装置を映像表示
装置に適用し、映像表示装置を、映像信号を出力表示す
る液晶ディスプレイと、この液晶ディスプレイの前面に
配置され、該液晶ディスプレイの各画素より出力される
輝度情報を各画素の面積よりも散乱させる散乱板と、こ
の散乱板を通過した光を眼球へ導くように保持する眼鏡
形保持手段とで構成したので、上記液晶ディスプレイの
各画素間の編目状の境目であるブラックマトリックスを
目立たなくすることができ、画像の細部が比較的よく見
える。また、画素数が少なくてもワンランク上の画素数
並の画質を再現することができ、鮮明な映像を見ること
ができる。さらに、上記液晶ディスプレイを上記眼鏡形
保持手段で確実に保持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の輝度情報出力装置の概略構
成を示す説明図。

【図２】上記輝度情報出力装置の各輝度情報出力素子の
編目状の境目を目立たなくする境目消し条件のａ＝ｂの
場合の原理説明図。

【図３】（ａ）〜（ｃ）は上記輝度情報出力装置の散乱
板による各散乱パターンの例を示す説明図。

【図４】上記輝度情報出力装置において画素ピッチの半
分シフトで散乱像が重なる境目消し条件の説明図。

【図５】上記境目消し条件のＰ＝Ｌの場合において、散
乱パターンが画枠の部分にスプリットしている状態の説
明図。

【図６】上記輝度情報出力装置をカメラ装置のビューフ
ァインダに適用した他の実施例の断面図。

【図７】上記輝度情報出力装置を眼鏡形の映像表示装置
に適用した別の実施例の概略構成図。

【図８】上記別の実施例の要部の斜視図。

【図９】上記別の実施例の使用状態を示す斜視図。

【符号の説明】

１…輝度情報出力装置、２…液晶パネル（複数の輝度情
報出力素子）、２ａ…各画素（各輝度情報出力素子）、
２ｂ…編目状のブラックマトリックス（境目）、５…散
乱板（散乱素子）、７…眼球、１０…ビデオカメラ（カ
メラ装置）、１２…液晶ディスプレイ、２０…映像表示
装置、２１…眼鏡形保持手段、２２…液晶ディスプレ
イ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 釜谷 直樹 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 輝度情報を所定範囲単位毎に出力する複
   数の輝度情報出力素子と、 この複数の輝度情報出力素子の前面に配置され、その各
   素子より出力される上記輝度情報を各素子の実質面積よ
   りも散乱させる散乱素子とからなることを特徴とする輝
   度情報出力装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の輝度情報出力装置におい
   て、上記散乱素子は上記複数の輝度情報出力素子の各素
   子の境目に上記輝度情報を散乱するようにしたことを特
   徴とする輝度情報出力装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の輝度情報出力装置におい
   て、散乱素子による境目消し条件は、散乱素子の素子ピ
   ッチをＬ、複数の輝度情報出力素子の素子ピッチをＰ、
   複数の輝度情報出力素子と散乱素子との間の距離をａ、
   散乱素子と散乱素子より出力される輝度情報の出力位置
   との間の距離をｂ、境目が重なる条件を整数ｎとする
   と、 【数１】 であることを特徴とする輝度情報出力装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の輝度情報出力装置におい
   て、散乱素子による境目消し条件は、Ｐ＝Ｌの場合、 【数２】 であることを特徴とする輝度情報出力装置。
5. 【請求項５】 請求項３記載の輝度情報出力装置におい
   て、散乱素子による境目消し条件は、ａ＝ｂの場合、 【数３】 であることを特徴とする輝度情報出力装置。
6. 【請求項６】 請求項１記載の輝度情報出力装置を用い
   るカメラ装置において、 撮像素子を有するカメラ本体と、 上記撮像素子より得られる映像情報を出力する液晶ディ
   スプレイと、 この液晶ディスプレイの前面に配置され、該液晶ディス
   プレイの各画素より出力される輝度情報を各画素の面積
   よりも散乱させる散乱板とからなることを特徴とするカ
   メラ装置。
7. 【請求項７】 請求項１記載の輝度情報出力装置を用い
   る映像表示装置において、 映像信号を出力表示する液晶ディスプレイと、 この液晶ディスプレイの前面に配置され、該液晶ディス
   プレイの各画素より出力される輝度情報を各画素の面積
   よりも散乱させる散乱板と、 この散乱板を通過した光を眼球へ導くように保持する眼
   鏡形保持手段とからなることを特徴とする映像表示装
   置。