JPH08327945A - 立体表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、画素が斜め方向に連続するよう
に配列された液晶パネルを用いた場合でも鮮明かつ十分
な輝度の立体映像を得ることができる立体表示装置を提
供することを目的とするものである。 【構成】 この発明は、市松模様状のブラック部を有
し、画素が斜め方向に連続するように配置され、連続す
る２列の画素列ごとに右目用映像と左目用映像が交互に
表示される液晶パネル２と、この液晶パネル２の観察者
に配置され、画素配列に対応したジグザグ形状の開口部
を有する光学フィルタ６と、を備え、液晶パネル２に表
示される右目用映像の画素と左目用映像の画素からの光
が分離された状態で観察者側に出光される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、特殊な眼鏡を必要と
せずに立体映像を鑑賞できる立体表示装置に関し、特に
市松模様状のブラック部を有し、画素が斜め方向に連続
するように配置された液晶パネルを映像表示パネルとし
て用いた場合に鮮明な立体映像を得ることができる立体
表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から特殊な眼鏡を必要とせずに立体
映像を鑑賞できる装置として知られているパララックス
バリア方式の立体表示装置は、図１３に示すように、例
えば映像表示パネルとしての液晶パネル２の観察者側
に、開口部４１と遮光部４２とが縦ストライプ状に交互
に配置されたパララックスバリア４が設けられ、平面状
に発光する光源装置１から出射された光が液晶パネル２
を透過し、この液晶パネル２に表示された映像をパララ
ックスバリア４を介して観察する。このパララックスバ
リア４は図１４に示すように、ガラス基板等の上に、開
口部４１と遮光部４２が所定のピッチ及び幅で縦ストラ
イプ状に交互に設けられている。

【０００３】また、上記液晶パネル２上には、図１５に
示すように、縦方向に右目用画像と左目用画像がブラッ
ク部２１を挟んでストライプ状に交互に並んで表示さ
れ、”右”と書かれた画素列２２Ｒに表示される右目用
映像と、”左”と書かれた画素列２２Ｌに表示される左
目用映像をパララックスバリア４により分離して観測
し、視差を生じさせることにより立体映像を得ている。

【０００４】そして、上記パララックスバリアの１つの
開口部４１に２列以上の画素列を対応させた方式、いわ
ゆる多眼式の場合には、より広い範囲で立体映像が観測
できる。図１６に、４眼式の立体表示装置の構成を示
す。この図において、液晶パネル２の画素２３〜２６が
それぞれ４つの視点Ａ〜Ｄに対応している。

【０００５】ところで、パーソナルコンピューター等の
ディスプレイ装置として用いられる液晶パネル２は、映
像の縦線を鮮明に表示するために画素の配列が図１５に
示すような縦ストライプ状になっており、液晶パネル２
の画素配列がブラック部２１を挟んで縦ストライプ状に
配列される。

【０００６】図１５に示すように、液晶パネル２の画素
配列が縦ストライプ配列の場合、パララックスバリアの
開口率は、図１７に示すように、観察者が最適観察位置
から立体映像を観察するときに、目がパララックスバリ
ア４の開口部４１を通して画素２２Ｒ（２２Ｌ）全体を
見れるように設定すれば輝度の損失がなくなる。

【０００７】また、観察者が横方向に移動した場合に、
パララックスバリア４の開口部４１を通して、見るべき
画素とその横の画素を同時に見込み、２重像が観察され
る状態が存在するが、このような状態の範囲が大きすぎ
ないようにパララックスバリア４の開口率４１を最適に
する必要がある。

【０００８】しかしながら、液晶パネルの水平方向の画
素開口率が１００％か、またはそれに近い値である場
合、上記の２つの条件を同時に満たすことは不可能であ
る、このため輝度を犠牲にして立体映像が得られる範囲
を確保するのが一般的である。

【０００９】これに対して、例えば、液晶パネルの動作
方式がアクティブマトリクス方式である場合、水平方向
の画素開口率が一般に６０％〜７０％であり、水平方向
の開口率が６０％〜７０％の場合には、輝度の損失を無
くし、立体映像が得られる範囲を確保できるパララック
スバリアの最適な設計が可能である。

【００１０】一方、動画像表示用の液晶パネルの中に
は、映像の斜めの線を鮮明に表示するために、画素が斜
め方向に連続するように配置されたものがある。このよ
うな液晶パネルにパララックスバリア方式を適用する場
合、液晶パネル２上の映像は、図１８に示すように”
右”と書かれた右目用画素２２Ｒと”左”と書かれた左
目用画素２２Ｌが縦ストライプ状に交互に表示される。
また、画素が斜め方向に連続して配列されているので、
ブラック部２１は画素間に交互に表われる。

【００１１】このように、画素が斜め方向に連続するよ
うに配列された液晶パネルをパララックスバリア方式の
立体表示装置に用いた場合には、画素列間に映像を表示
しない部分、いわゆるブラック部が存在しないことにな
る。従って、パララックスバリア４の設計は、液晶パネ
ル２の水平方向の画素開口率が１００％の場合と同様に
なり、最適設計が不可能となる。このため、パララック
スバリア４を介して観察する映像は、例えば、左右の目
はそれぞれ図１９、図２０のように液晶パネル２を見る
ことになり、画素の一部を遮蔽してしまい、輝度が十分
に得られなくなるという問題があった。

【００１２】また、従来の別の方式として、図２１のよ
うに縦ストライプ状の遮光部３２をもつ光学フィルタ３
を液晶パネル２と光源１の間に配置する立体表示装置が
ある。この方式においては図２２のように、観察者が最
適観察位置から立体映像を観察するときに、液晶パネル
２の画素開口部が光学フィルタ３の開口部３１の中に収
まるように設定すれば輝度の損失がなくなる。その他の
点に関してはパララックスバリア方式の場合と同様の設
計思想が成り立つ。しかしながら、この方式において
も、画素が斜め方向に連続するように配列された液晶パ
ネルを用いた場合には、パラッラクスバリア方式と同様
に、光学フィルタ３の遮光部３２が画素の一部を遮蔽し
てしまい、輝度が十分に得られなくなるという問題があ
った。

【００１３】従来のさらに別の方式として、図２３のよ
うに液晶パネル２の観察者側に縦ストライプ状の遮光部
をもつ光学フィルタ４を配置し、さらに液晶パネル２と
光源装置１の間に縦ストライプ状の遮光部をもつ光学フ
ィルタ３を配置する立体表示装置がある。この方式にお
いても画素が斜め方向に連続するように配列された液晶
パネルを用いた場合には、パラッラクスバリア方式と同
様に、輝度が十分に得られなくなるという問題があっ
た。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、画素
が斜め方向に連続するように配列された液晶パネルを用
いたパララックスバリア方式立体表示装置においては、
画素列間に映像を表示しない部分、いわゆるブラック部
が存在せず、パララックスバリアの設計は、液晶パネル
の水平方向の画素開口率が１００％の場合と同様にな
り、最適設計が不可能となり、画素の一部を遮蔽してし
まい、輝度が十分に得られないという問題があった。

【００１５】この発明は、上記の事情を鑑みてなされた
ものであり、画素が斜め方向に連続するように配列され
た液晶パネルを用いた場合でも鮮明かつ十分な輝度の立
体映像を得ることができる立体表示装置を提供すること
を目的とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明の第１の立体表
示装置は、市松模様状のブラック部を有し、画素が斜め
方向に連続するように配置され、連続する２列の画素列
ごとに右目用映像と左目用映像が交互に表示される映像
表示パネルと、この映像表示パネルの観察者に配置さ
れ、前記画素配列に対応したジグザグ形状の開口部を有
する光学フィルタと、を備え、映像表示パネルの右目用
映像が表示される画素と左目用映像が表示される画素か
ら光が分離された状態で観察者側に出光されることを特
徴とする。

【００１７】この発明の第２の立体表示装置は、平面状
に発光する光源装置と、市松模様状のブラック部を有
し、画素が斜め方向に連続するように配置され、連続す
る２列の画素列ごとに右目用映像と左目用映像が交互に
表示される透過型映像表示パネルと、前記光源装置と映
像表示パネルの間に配置され、前記画素配列に対応した
ジグザグ形状の開口部を有する光学フィルタと、を備
え、前記映像表示パネルの右目用画素を透過した光と左
目用画素を透過した光とが分離された状態で観察者側に
出光されることを特徴とする。

【００１８】この発明の第３の立体表示装置は、平面状
に発光する光源装置と、市松模様状のブラック部を有
し、画素が斜め方向に連続するように配置され、連続す
る２列の画素列ごとに右目用映像と左目用映像が交互に
表示される透過型映像表示パネルと、前記光源装置と映
像表示パネルの間に配置され、前記画素配列に対応した
ジグザグ形状の開口部を有する光学フィルタと、前記映
像表示パネルの観察者側に、映像表示パネルの右目用画
素と左目用画素に対応したジグザグ形状の開口部を有す
る第２の光学フィルタを配置したことを特徴とする。

【００１９】

【作用】この発明によれば、液晶パネルの映像は、右目
用映像と左目用映像とが共にジグザグ上に表示され、そ
れぞれの画素の組の間には映像を表示しないブラック部
分がジグザグ状に存在するため、ジグザグ状の光学フィ
ルタを用いれば、開口率の最適設計が可能となる。

【００２０】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて具
体的に説明する。図１は、この発明の第１の実施例の立
体表示装置の分解斜視図であり、平面状の光源装置１の
前面に液晶パネル２が配置され、この液晶パネル２に表
示されるに右目用映像と左目用映像に対応したジグザグ
状の開口部６１をもつ光学フィルタ６が、液晶パネル２
の観察者側に配置されている。

【００２１】図２はこの発明の映像表示パネルとしての
上記の液晶パネル２を模式的に示した拡大平面図であ
る。図中の四角枠は、１つの画素に対応させている。こ
の実施例における液晶パネル２は市松模様状のブラック
部２１を有し、画素２２Ｒ、２２Ｌが斜め方向に連続す
るように配置されている。この液晶パネル２上には、図
２に示すように、連続する２列の画素列ごとに右目用映
像と左目用映像が交互に表示され、右目用映像と左目用
映像とが共にジグザグ状に表示される。この時、右目用
画像の組と左目用画像の組との間には、映像を表示しな
いブラック部２１がジグザグ状に存在する。

【００２２】図３は、液晶パネル２の前面に配置される
光学フィルタ６を模式的に示した拡大平面図であり、こ
の図に示すように、光学フィルタ６は液晶パネル２の右
目、左目の画素からそれぞれ出光される光を分離するた
めに、画素形状に対応してジグザク形状の開口部６１と
遮光部６２が交互に配置されている。この光学フィルタ
６の開口率は、図１７のように、観察者が最適観察位置
から立体映像を観察するときに、目が光学フィルタ６の
開口部６１を通して画素全体を見込むように設定すれば
輝度の損失がなくなる。

【００２３】また、同時に、観察者が横方向に移動した
場合に、光学フィルタ６の開口部６１を通して、見るべ
き画素とその横の画素を同時に見込む状態が存在する
が、このような状態の範囲が大きすぎないように光学フ
ィルタ６の開口率を最適にすることが可能である。

【００２４】このように最適化された光学フィルタを用
いた場合、左右の目はそれぞれ図４、図５のように画面
を見ることになる。

【００２５】観察位置での観察者の視点数が２より大き
い多眼式の場合にもこの発明は適用される。図６は４眼
式の立体表示装置の場合の液晶パネル２上の映像表示で
ある。２３〜２６で表されたのがそれぞれ４つの視点に
対応する映像を表示する画素である。この場合の光学フ
ィルタ６は図７のようになる。

【００２６】液晶パネル上の映像は、例えば図８のよう
に表示してもよい。この場合光学フィルタは、図９のよ
うになる。

【００２７】これらの他にも画像の表示方法は考えられ
るが、いずれの場合も観察位置のそれぞれの視点位置か
ら、対応する映像を表示している画素がすべて見え、そ
の他の映像を表示する画素が隠れるように光学フィルタ
６を形成すればよい。

【００２８】ところで、この発明の光学フィルタ６の開
口部６１のピッチは以下のように算出される。

【００２９】一般に、観察位置の視点数をＮ，液晶パネ
ル２の水平方向の画素ピッチをＰ、垂直方向のピッチを
Ｑ、観察者の眼間距離をＥ、光学フィルタ６の水平方向
の開口ピッチをＢｈ、光学フィルタの垂直方向の開口ピ
ッチをＢｖ、光学フィルタの各行における水平方向の開
口ピッチをＢｏとすると、それぞれの関係は下記の通り
となる。

【００３０】

【数１】 Ｂｏ＝２・Ｎ・Ｐ・Ｅ／（Ｅ＋Ｐ） …（１）

【００３１】

【数２】Ｂｈ＝Ｐ・Ｅ／（Ｅ＋Ｐ） …（２）

【００３２】

【数３】Ｂｖ＝Ｅ・Ｑ／（Ｅ＋Ｐ） …（３）

【００３３】従って、上記関係式に基づいて光学フィル
タ６の水平方向の開口ピッチをＢｈ、垂直方向の開口ピ
ッチをＢｖ、各行における水平方向の開口ピッチをＢｏ
を求めて、光学フィルタ６を形成すれば良い。

【００３４】図１０の分解斜視図に示すこの発明の第２
の実施例に係る立体表示装置では、ジグザク形状の開口
部５１をもつ光学フィルタ５が平面状の光源装置１と液
晶パネル２の間に配置される。

【００３５】この場合、図１１のように各画素の映像２
３〜２６の並びは、第１の実施例の場合と逆の配置にな
るが、光学フィルタ５の外観は第１実施例と同じであ
る。

【００３６】第２の実施例のように構成した立体表示装
置は、一般に、観察位置の視点数をＮ、液晶パネルの水
平方向の画素ピッチをＰ、垂直方向のピッチをＱ、観察
者の眼間距離をＥ、光学フィルタの水平方向の開口ピッ
チをＢｈ、光学フィルタの垂直方向の開口ピッチをＢ
ｖ、光学フィルタの各行における水平方向の開口ピッチ
をＢｏとすると、それぞれの関係は次のようになる。

【００３７】

【数４】 Ｂｏ＝２・Ｎ・Ｐ・Ｅ／（Ｅ−Ｐ） …（４）

【００３８】

【数５】Ｂｈ＝Ｐ・Ｅ／（Ｅ−Ｐ） …（５）

【００３９】

【数６】Ｂｈ＝Ｅ・Ｑ／（Ｅ−Ｐ） …（６）

【００４０】従って、上記関係式に基づいて光学フィル
タ５の水平方向の開口ピッチをＢｈ、垂直方向の開口ピ
ッチをＢｖ、各行における水平方向の開口ピッチをＢｏ
を求めて、光学フィルタ５を形成すれば良い。

【００４１】この実施例のその他の構成、作用ないし効
果は上記の第１の実施例のそれらと同様であるので、重
複を避けるためにこれらの説明は省略する。

【００４２】図１２の分解斜視図に示すこの発明の第３
の実施例に係る立体表示装置では、ジグザグ形状の開口
部を持つ光学フィルタ６を液晶パネル２の観察者側に配
置し、さらにジグザク形状の開口部を持つ光学フィルタ
５を光源装置１と液晶パネル２の間に配置したものであ
る。

【００４３】液晶パネル２の観察者側に配置される光学
フィルタ６の開口ピッチは（数式１）〜（数式３）によ
り算出される。また、光源装置１と液晶パネル２の間に
配置される光学フィルタ５の開口ピッチは（数式４）〜
（数式６）により算出される。

【００４４】この実施例のその他の構成、作用ないし効
果は上記の第１の実施例のそれらと同様であるので、重
複を避けるためにこれらの説明は省略する。

【００４５】上述した各実施例において、液晶パネル２
と光源装置１の間に配置される光学フィルタ５は、遮光
部５２をアルミニウムや銀、白塗料のような反射率の高
い素材で形成してもよい。また遮光部５２の光源装置１
側をアルミニウムや銀、白塗料のような反射率の高い素
材で形成し、液晶パネル２側をクロムや酸化クロム、黒
塗料のような反射率の低い素材で形成してもよい。この
ような光学フィルタ５を用いると、光源装置１から発せ
られて遮光部５２に当たった光が反射されて光源装置１
側に戻り、光源装置１のケースに当たり再び反射する。
このような反射を繰り返し、ついには光学フィルタ５の
開口部５１を光が通過する。この作用により光の利用効
率が上がる。

【００４６】また、この発明の光学フィルタ５、６は、
例えばガラス基板上に塗布した感光剤の遮光部となる部
分にレーザを照射して黒化し、黒化していない部分の感
光剤を取り除くことで製造することができる。

【００４７】さらに、この発明の光学フィルタ５、６
は、スクリーン印刷やオフセット印刷等の印刷技術を用
いて製造することもできる。

【００４８】また、この発明の光学フィルタ５、６は、
ガラス基板上にアルミニウムと酸化クロムを蒸着し、エ
ッチングにより形成することで製造することもできる。

【００４９】さらに、この発明の光学フィルタ５、６
は、ガラス基板上にニッケルと酸化クロムの遮光部を電
着により形成することで製造することもできる。

【００５０】なお、上述した各実施例は、表示装置とし
て液晶パネルを用いているが、液晶パネル以外に、ＣＲ
Ｔなどのよう発光型の表示装置を用いても同様の効果が
得られる。

【００５１】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明は、市
松模様状のブラック部を有し、画素が斜め方向に連続す
るように配置された液晶パネルを映像表示パネルとして
用いた場合においても輝度の損失がなく、しかも立体視
可能な範囲が十分に確保できる立体表示装置が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示す分解斜視図であ
る。

【図２】この発明における液晶パネル上の映像表示を表
す平面図である。

【図３】この発明における光学フィルタの外観を表す平
面図である。

【図４】この発明において左目が観察する映像を表す模
式図である。

【図５】この発明において右目が観察する映像を表す模
式図である。

【図６】この発明の多眼式における液晶パネル上の映像
表示を表す平面図である。

【図７】この発明の多眼式における光学フィルタの外観
を表す平面図である。

【図８】この発明の多眼式における別の液晶パネル上の
映像表示を表す平面図である。

【図９】この発明の多眼式における別の光学フィルタの
外観を表す平面図である。

【図１０】この発明の第２の実施例を示す分解斜視図で
ある。

【図１１】この発明の第２の実施例における液晶パネル
上の映像表示を表す平面図である。

【図１２】この発明の第３の実施例を示す分解斜視図で
ある。

【図１３】従来方式の原理を示す模式図である。

【図１４】従来方式におけるパララックスバリアを示す
平面図である。

【図１５】従来方式における液晶パネル上の映像表示装
置を表す平面図である。

【図１６】従来方式の多眼式の原理を示す模式図であ
る。

【図１７】従来方式における、観察者の目と、画素開口
部と、パララックスバリアの開口部との関係を表す模式
図である。

【図１８】従来方式における別の液晶パネル上の映像表
示装置を表す平面図である。

【図１９】従来方式において左目が観察する映像を表す
模式図である。

【図２０】従来方式において右目が観察する映像を表す
模式図である。

【図２１】別の従来方式の原理を示す模式図である。

【図２２】別の従来方式における、観察者の目と、画素
開口部と、パララックスバリアの開口部との関係を表す
図である。

【図２３】更に別の従来方式の原理を示す模式図であ
る。

【符号の説明】

１ 光源装置 ２ 液晶パネル ５ 液晶パネルの光源の間に配置される光学フィルタ ６ 液晶パネルと観察者側に配置される光学フィルタ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年７月２５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】一方、動画像表示用の液晶パネルの中に
は、映像に斜めの線を鮮明に表示するために、画素が斜
め方向に連続するように配置されたものがある。このよ
うな液晶パネルにパララックスバリア方式を適用する場
合、液晶パネル２上の映像は、図１８に示すように”
右”と書かれた右目用画素２２Ｒと”左”と書かれた左
目用画素２２Ｌが縦ストライプ状に交互に表示される。
また、画素が斜め方向に連続して配列されているので、
ブラック部２１は画素間に交互に現われる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明の第１の立体表
示装置は、市松模様状のブラック部を有し、画素が斜め
方向に連続するように配置され、連続する２列の画素列
ごとに右目用映像と左目用映像が交互に表示される映像
表示パネルと、この映像表示パネルの観察者側に配置さ
れ、前記画素列に対応したジグザグ形状の開口部を有す
る光学フィルタと、を備え、映像表示パネルの右目用映
像が表示される画素と左目用映像が表示される画素から
光が分離された状態で観察者側に出光されることを特徴
とする。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１は、この発明の第１の実施例の立体表示装
置の分解斜視図であり、平面状の光源装置１の前面に液
晶パネル２が配置され、この液晶パネル２に表示される
右目用映像と左目用映像に対応したジグザグ状の開口部
６１をもつ光学フィルタ６が、液晶パネル２の観察者側
に配置されている。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 市松模様状のブラック部を有し、画素が
   斜め方向に連続するように配置され、連続する２列の画
   素列ごとに右目用映像と左目用映像が交互に表示される
   映像表示パネルと、この映像表示パネルの観察者に配置
   され、前記画素配列に対応したジグザグ形状の開口部を
   有する光学フィルタと、を備え、映像表示パネルの右目
   用映像が表示される画素と左目用映像が表示される画素
   から光が分離された状態で観察者側に出光されることを
   特徴とする立体表示装置。
2. 【請求項２】 平面状に発光する光源装置と、市松模様
   状のブラック部を有し、画素が斜め方向に連続するよう
   に配置され、連続する２列の画素列ごとに右目用映像と
   左目用映像が交互に表示される透過型映像表示パネル
   と、前記光源装置と映像表示パネルの間に配置され、前
   記画素配列に対応したジグザグ形状の開口部を有する光
   学フィルタと、を備え、前記映像表示パネルの右目用画
   素を透過した光と左目用画素を透過した光とが分離され
   た状態で観察者側に出光されることを特徴とする立体表
   示装置。
3. 【請求項３】 前記映像表示パネルの観察者側に、映像
   表示パネルの右目用画素と左目用画素に対応したジグザ
   グ形状の開口部を有する第２の光学フィルタを配置した
   ことを特徴とする請求項２に記載の立体表示装置。