JPH08331604A - 立体表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、カラーフィルタが縦ストライプ
状の液晶パネルを用いた場合でも鮮明な立体映像を得る
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。 【構成】 この発明の立体表示装置は、右目用映像を表
示する右目用画素と左目用映像を表示する左目用画素を
すべての行とすべての列で交互に並ぶように配置された
液晶パネル２と、この液晶パネル２の観察者側に配置さ
れ、前記右目用画素と左目用画素に対応した開口部６１
を有し、前記右目用画素と左目用画素からの光を分離し
観察者側に出光する光学フィルタ６と、を備えてなる。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

【０００１】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、特に縦ストラ
イプ状のカラーフィルタを用いたカラー液晶パネルを映
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１５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。

【０００３】上記液晶パネル２上には、図１６のように
右目用画像と左目用画像が縦ストライプ状に交互に並ん
で表示され、”右”と書かれた画素列に表示される右目
用映像と、”左”と書かれた画素列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１７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２１〜２４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カラーフィルタの配列
が図１８に示すような縦ストライプ状になっている。こ
の図において、”Ｒ”、”Ｇ”、”Ｂ”はそれぞれレッ
ド、グリーン、ブルーのカラーフィルタが対応した画素
を表す。

【０００６】この液晶パネル２を用いて立体表示を行う
場合には、右目用画像と左目用画像がブラック部を挟ん
で縦ストライプ状に交互に並んで表示される。すなわ
ち、”右”と書かれた画素に右目用の映像が、”左”と
書かれた画素に左目用の映像が表示され、上記パララッ
クスバリア４により、左右の映像が分離される。

【０００７】このような立体表示装置では、左右の目は
それぞれ図１９、図２０に示すように、水平方向の解像
度が半分の縦ストライプ状のカラーフィルタが用いられ
た液晶パネル上に表示された映像と同等の映像を観察す
ることになる。例えば、画素ピッチが０．１１ｍｍの液
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
の場合、左右の目はそれぞれ画素ピッチが０．２２ｍｍ
の液晶パネル上の映像を見ているのと同等になる。

【０００８】また、従来の特殊な眼鏡を必要とせずに立
体映像を鑑賞できる別の方式として、図２１のように縦
ストライプ状の遮光部をもつ光学フィルタ３を液晶パネ
ル２と光源装置１の間に配置する立体表示装置がある。
この方式においてもパララックスバリア方式の場合と同
様に、左右の目は水平方向の解像度が半分の縦ストライ
プ状のカラーフィルタが用いられた液晶パネル上に表示
された映像と同等の映像を観察することになる。

【０００９】従来のさらに別の方式として、図２２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
いてもパララックスバリア方式の場合と同様に、左右の
目は水平方向の解像度が半分の縦ストライプ状のカラー
フィルタが用いられた液晶パネル上に表示された映像と
同等の映像を観察することになる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に人間
の目は青色に対する感度が悪いため、上記の様な映像で
はカラーフィルタの青の部分の暗さが目立ち、黒い縦縞
が存在するように感じられるという問題がある。

【００１１】この発明は、上記の事情を鑑みてなされた
ものであり、カラーフィルタが縦ストライプ状の液晶パ
ネルを用いた場合でも鮮明な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。

【課題を解決するための手段】

【００１２】この発明の第１の立体表示装置は、右目用
映像を表示する右目用画素と左目用映像を表示する左目
用画素をすべての行とすべての列で交互に並ぶように配
置された映像表示パネルと、この映像表示パネルの観察
者側に配置され、前記右目用画素と左目用画素に対応し
た開口部を有し、前記右目用画素と左目用画素からの光
を分離し観察者側に出光する光学フィルタと、を備えて
なる。

【００１３】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、右目用映像を表示する右目用画
素と左目用映像を表示する左目用画素をすべての行とす
べての列で交互に並ぶように配置された光透過型映像表
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、前記右目用画素と左目用画素に対応した開口部を
有し、前記光源装置からの光を分離する光学フィルタ
と、を備えてなる。

【００１４】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、右目用映像を表示する右目用画
素と左目用映像を表示する左目用画素をすべての行とす
べての列で交互に並ぶように配置された光透過型映像表
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、前記右目用画素と左目用画素に対応した開口部を
有し、前記光源装置からの光を分離する第２の光学フィ
ルタと、前記映像表示パネルの観察者側に配置され、前
記右目用画素と左目用画素に対応した開口部を有し、前
記右目用画素と左目用画素からの光を分離し観察者側に
出光する第１の光学フィルタと、を備えてなる。

【００１５】

【作用】この発明によれば、使用する液晶パネルの水平
方向の画素ピッチと同じ水平方向の画素ピッチをもつ液
晶パネルに表示する映像と同等の映像を、左右のそれぞ
れの目が観察することになる。従って、水平方向の画素
列数の減少がなく、従来のように縦縞が存在するように
感じることはない。

【００１６】

【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の画
素配列に対応してチェック状の開口部をもつ光学フィル
タ６が、液晶パネル２の観察者側に配置されている。

【００１７】図２はこの発明の立体映像表示パネルを模
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、映像の縦線を鮮明に表示するためにカラーフィ
ルタの配列が縦ストライプ状になっている。この図にお
いて、”Ｒ”、”Ｇ”、”Ｂ”はそれぞれレッド、グリ
ーン、ブルーのカラーフィルタが対応した画素を表す。

【００１８】この実施例においては、図２に示すよう
に、液晶パネル２上の映像は、右目用映像を表示する画
素と左目用映像を表示する画素が、全ての行Ｍ１、Ｍ２
…と全ての列Ｎ１、Ｎ２…で交互に並ぶように表示され
る。この実施例では、１番目の列Ｎ１には、レッド
（Ｒ）の画像が表示され、このＮ１列のレッドの画像は
行方向の一番目Ｍ１に右目用、２番目の行Ｍ２に左目用
と行方向Ｍ１、Ｍ２…に対して右目用画像と左目用画像
が交互に表示される。また、２番目の列Ｎ２には、グリ
ーン（Ｇ）の画像が表示され、このＮ２列のグリーンの
画像は行方向の一番目Ｍ１に左目用、２番目の行Ｍ２に
は右目用と行方向Ｍ１、Ｍ２…に対して左目用画像と右
目用画像が交互に表示される。さらに、３番目の列Ｎ３
には、ブルー（Ｂ）の画像が表示され、このＮ３列のブ
ルーの画像は行方向の一番目Ｍ１に右目用、２番目の行
Ｍ２に左目用と行方向Ｍ１、Ｍ２…に対して右目用画像
と左目用画像が交互に表示される。以下、全ての行Ｍ
１、Ｍ２…と全ての列Ｎ１、Ｎ２…で右目用映像を表示
する画素と左目用映像を表示する画素が交互に並ぶよう
に表示される。

【００１９】従って、この液晶パネル２には列方向にレ
ッド、グリーン、ブルーと順次画像が表示されるが、
列、行両方向とも隣り合う画素は右目用画像と左目用画
像が交互に表示される。

【００２０】図３は、液晶パネル２の前面に配置される
光学フィルタ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、左眼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チェック状に開口部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１つの開口部６１は液晶パネル２の２画素に対応し、
観察者の右目（左目）からは右目用（左目用）の画素の
みが見え、左目用（右目用）画素は遮光部に隠れて見え
ないようになっている。この結果、観察者は左目では図
４に示すように、右目では図５で示すように画面を見る
ことになる。この場合の水平方向の画素列のピッチは、
使用する液晶パネル２の画素ピッチと同じである。従っ
て水平方向の画素列数の減少がなく、従来のように縦縞
が存在するように感じることはない。

【００２１】ところで、光学フィルタ６のそれぞれの開
口部６１は、左右の目が見るべき画素からの光を透過
し、遮光部６２は隠れるべき画素からの光を遮っていれ
ばよいので、図６のようにそれぞれが離れていてもよ
く、また図７のようにそれぞれが重なっていてもよい。

【００２２】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８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。２１〜２４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９のようになる。

【００２３】液晶パネル上の映像は、例えば図１０のよ
うに表示してもよい。この場合光学フィルタは、図１１
のようになる。

【００２４】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
を形成すればよい。

【００２５】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。

【００２６】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６の水平方向
の開口ピッチをＢｈ、光学フィルタ６の垂直方向の開口
ピッチをＢｖ、光学フィルタ６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
通りになる。

【００２７】

【数１】Ｂｏ＝Ｎ・Ｐ・Ｅ／（Ｅ＋Ｐ） …（１）

【００２８】

【数２】Ｂｈ＝Ｐ・Ｅ／（Ｅ＋Ｐ） …（２）

【００２９】

【数３】Ｂｖ＝Ｅ・Ｑ／（Ｅ＋Ｐ） …（３）

【００３０】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、光学フィルター６を形成すれば良い。

【００３１】図１２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、チェック状の開口部
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。

【００３２】この場合、図１３のように各画素の映像２
１〜２４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の外観は前記第１の実施例と同じ
である。

【００３３】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５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５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通りになる。

【００３４】

【数４】Ｂｏ＝Ｎ・Ｐ・Ｅ／（Ｅ−Ｐ） …（４）

【００３５】

【数５】Ｂｈ＝Ｐ・Ｅ／（Ｅ−Ｐ） …（５）

【００３６】

【数６】Ｂｈ＝Ｅ・Ｑ／（Ｅ−Ｐ） …（６）

【００３７】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、光学フィルター５を形成すれば良い。

【００３８】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。

【００３９】図１４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、チェック状の開口部
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、さらにチェック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。

【００４０】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。

【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】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、液晶パネルのカラーフィルタが縦ストライプである
場合に、左右の目は、画素列のピッチが、使用する液晶
パネルの画素ピッチと同じである液晶パネルに表示する
映像と同等の映像を観察することになる。従って、水平
方向の画素列数の減少がなく、感じられる縦縞は、使用
する液晶パネルで感じられる縦縞と同等になる。

【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７】この発明における更に別の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１１】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１２】この発明の第２の実施例を示す分解斜視図で
ある。

【図１３】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１４】この発明の第３の実施例を示す分解斜視図で
ある。

【図１５】従来方式の原理を示す模式図である。

【図１６】従来方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１７】従来方式の多眼式の原理を示す模式図であ
る。

【図１８】従来方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】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 ３ 従来のパララックスバリア ４ 従来の光学フィルタ ５ 液晶パネルと光源装置の間に配置される光学フィル
タ ６ 観察者側に配置される光学フィルタ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 右目用映像を表示する右目用画素と左目
   用映像を表示する左目用画素をすべての行とすべての列
   で交互に並ぶように配置された映像表示パネルと、この
   映像表示パネルの観察者側に配置され、前記右目用画素
   と左目用画素に対応した開口部を有し、前記右目用画素
   と左目用画素からの光を分離し観察者側に出光する光学
   フィルタと、を備えてなる立体表示装置。
2. 【請求項２】 平面状に発光する光源装置と、右目用映
   像を表示する右目用画素と左目用映像を表示する左目用
   画素をすべての行とすべての列で交互に並ぶように配置
   された光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、前記右目用画素と左目用画
   素に対応した開口部を有し、前記光源装置からの光を分
   離する光学フィルタと、からなり、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。