JPH09197344A - 立体映像表示装置 - Google Patents

立体映像表示装置

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JPH09197344A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 観察者の頭の位置に対応して画面上の右目画
像と左目画像とを入れ換える際の違和感を解消できるよ
うにした立体映像表示装置の提供することを目的とす
る。 【解決手段】 観察者２の頭の位置が正視領域と逆視領
域との間のモアレ領域にある時に、遮光バリア１０の開
口部１１の横方向両端に設けた液晶シャッタ３１・３２
の遮光を選択的にＯＮ−ＯＦＦして遮光バリア１０の位
置を横に移動させ、正視領域又は逆視領域を横に移動さ
せる遮光部移動手段を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、特殊なメガネを
用いることなく立体映像を観察することができる立体映
像表示装置に関し、特に観察者の頭の位置に対応して画
面上の右眼画像と左眼画像とを入れ換える際の違和感を
解消できるようにした立体映像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、特殊なメガネを使用せずに立体映
像を表示する装置として、液晶パネル等の表示パネルの
表示画面の観察者側にパララックスバリアやレンチキュ
ラレンズを配置し、表示画面に１縦ラインごとに交互に
表示される右眼画像と左眼画像からの光を分離して立体
映像を視覚できるようにしているものがある。
【０００３】また、液晶パネル等の透過型の表示パネル
に左眼用の光と右眼用の光とを分離して入射することに
より、特殊なメガネを使用することなしに立体映像を表
示する装置もある。
【０００４】上記した立体映像表示装置では、図２６お
よび図２７に示すように、最適観察位置が設定されてい
る。すなわち、右眼画像及び左眼画像が収束される最適
観察位置は、立体映像表示装置２００から最適観察距離
Ｄを隔てた位置に設定される。この最適観察距離Ｄ及び
その前後の所定の範囲においては、右眼画像を観察でき
る菱形状の領域Ｒと左眼画像を観察できる菱形状の領域
Ｌとが観察者の眼間距離Ｅ毎に交互に存在する。そし
て、観察者２の右眼２Ｒが領域Ｒにあり、左眼２Ｌが領
域Ｌにあるａの位置では正視の立体視が可能である。逆
に観察者２の右眼２ＲがＬ領域にあり、左眼２ＬがＲ領
域にあるｂの位置では逆視となって立体映像が観察でき
なくなる。
【０００５】そこで、立体映像が観察できる領域を広げ
るために、例えば、図２７及び図２８に示すように、観
察者２の頭の位置を検出するセンサー２０１を設け、こ
のセンサー２０１によって観察者２の頭の位置が逆視領
域に位置することが検出される時には、立体映像表示装
置２００の表示パネルの右眼画像と左眼画像とを入れ換
える画像切り替え手段を設けた立体映像表示装置が提案
されている（例えば、特願平７−２５３８８８号参
照）。
【０００６】図２７は観察者２の頭が正視の立体視がで
きる位置にある時の状態を示し、右眼２Ｒが右眼画像を
観察できる領域Ｒに、左眼２Ｌが左眼画像を観察できる
領域Ｌに位置している。また、図２８は従来では逆視と
なる位置に観察者２の頭がある時の状態であるが、立体
映像表示装置２００の表示パネルの右眼画像と左眼画像
とを入れ換えることにより、右眼２Ｒが右眼画像を観察
できる領域Ｒと左眼画像を観察できる領域Ｌとが入れ換
わり、その結果、右眼２Ｒが右眼画像を観察できる領域
Ｒに、左眼２Ｌが左眼画像を観察できる領域Ｌに位置し
て正視の立体視が可能になる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記のように立体映像
表示装置２００の表示パネルが表示する右眼画像と左眼
画像とを入れ換えるようにした立体映像表示装置では、
観察者の眼が逆視位置にずれた場合には、左右画像の入
れ替えによって観察者に適正な映像を観察させることが
できる。しかしながら、正視の位置から逆視位置に移動
するまでには、図２９に示すように、右眼画像を観察で
きる領域Ｒと左眼画像を観察できる領域Ｌとの間にクロ
ストーク領域、或いはブラック領域があり、右眼画像と
左眼画像とが入れ換わる間に観察者にはクロストーク領
域或いはブラック領域が眼に入るために、この領域にお
いては、観察者はぼやけた二重映像或いはモアレ状の映
像を見てしまい違和感を感じるという問題がある。この
発明では、クロストーク領域或いはブラック領域が眼に
入り、観察者がぼやけた映像或いはモアレ状の映像を観
察する領域をモアレ領域と総称する。
【０００８】この発明の目的は、観察者の頭の位置に対
応して画面上の右眼画像と左眼画像とを入れ換える際の
違和感を解消できるようにした立体映像表示装置を提供
することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明に係る第１の立
体映像表示装置は、左眼用の画素と右眼用の画素とを交
互に表示する液晶パネルと、両眼視差効果を生じさせる
遮光部を有する遮光バリアと、観察者の頭の位置を検出
するセンサーとを備えた立体映像表示装置において、観
察者の頭の位置が正視領域の中心位置より観察者の眼間
距離の略４分の１から略４分の３離れた領域にある時に
前記遮光バリアの遮光部の位置を初期位置から横に移動
させる遮光部移動手段が設けられることを特徴とする。
【００１０】この遮光部移動手段により、遮光バリアの
遮光部の位置を横方向に移動させると立体視できる範囲
が横に移動し、遮光バリアが固定されている場合にクロ
ストーク領域あるいはブラック領域になる領域でも正視
の立体視ができる。
【００１１】前記遮光部移動手段は前記遮光バリアの遮
光部をそのピッチの４分の１移動させるように構成すれ
ばよい。
【００１２】また、前記遮光バリアの開口部の横方向の
両端にＯＮ−ＯＦＦされるシャッタを設け、前記遮光部
移動手段がこのシャッタをＯＮ−ＯＦＦさせることによ
り遮光部の位置を横に移動させるように構成することが
できる。
【００１３】前記シャッタは液晶シャッタで構成するこ
とができる。
【００１４】また、前記遮光部移動手段は、観察者の頭
が逆視領域に移動したことが検出された時に、遮光バリ
アの遮光部の位置を初期状態に復帰させるものであり、
液晶パネルの表示を初期画面の右眼画像と左眼画像とを
入れ換えた画像に切り換える画像切り替え手段を設ける
ように構成するとよい。
【００１５】また、この発明は、前記遮光バリアを液晶
パネルで構成し、この遮光バリアの遮光をＯＮ−ＯＦＦ
切り換えると共に液晶パネルが表示する画面を３次元映
像表示表示と２次元映像表示との間で切り換えるように
構成できる。
【００１６】また、前記遮光バリアが、光源と液晶パネ
ルの間に配置される場合には、遮光部移動手段は観察者
の頭の移動方向と逆方向に前記遮光部を移動させるよう
に構成するとよい。
【００１７】さらに、前記遮光バリアが、光源と液晶パ
ネルの間に配置される場合には、遮光部移動手段は、遮
光バリアの遮光部を初期位置から左右いずれか一方向の
みに移動させるものであり、観察者の頭の移動方向と遮
光バリアの移動方向が逆方向の場合には液晶パネルの表
示をその右眼画像と左眼画像とを入れ換えることなく継
続させ、移動方向が同一方向の場合には液晶パネルの表
示を右眼画像と左眼画像とを入れ換えさせて継続させる
画像入れ替え手段を設けるとよい。
【００１８】また、前記遮光バリアが、液晶パネルと観
察者の間に配置される場合には、遮光部移動手段は観察
者の頭の移動方向と同方向に前記遮光部を移動させるよ
うに構成するとよい。
【００１９】さらに、前記遮光バリアが、液晶パネルと
観察者の間に配置される場合には、前記遮光部移動手段
は、遮光バリアの遮光部を初期位置から左右いずれか一
方向のみに移動させるものであり、観察者の頭がその一
方向に移動する時には液晶パネルの表示をその右眼画像
と左眼画像とを入れ換えることなく継続させ、その逆方
向に移動する時には液晶パネルの表示をその右眼画像と
左眼画像とを入れ換えて継続させる画像入れ替え手段を
設けるとよい。
【００２０】また、この発明に係る第２の立体映像表示
装置は、左眼用の画素と右眼用の画素とを表示する液晶
パネルと、前記液晶パネルの光入射側に設けられ平面状
に発光する光源と、前記光源と液晶パネルとの間に配置
され、両眼視差効果を生じさせる遮光部が発生または消
滅可能に構成された第１の遮光バリアと、前記液晶パネ
ルの光出射側に配置され、両眼視差効果を生じさせる遮
光部が発生または消滅可能に構成された第２の遮光バリ
アと、観察者の頭の位置を検出するセンサーと、を備
え、観察者の頭の位置が正視領域の中心位置より観察者
の眼間距離の略４分の１から略４分の３離れた領域にあ
る時に前記第１または第２の遮光バリアの遮光部の位置
を初期位置から横に移動させる遮光部移動手段が設けら
れることを特徴とする。
【００２１】前記液晶パネルと第１の遮光バリアとの間
の距離と、前記液晶パネルと第２の遮光バリアとの間の
距離とが異なるように構成するとよい。
【００２２】上記したように、液晶パネルの光入射側及
び光出射側に配置した遮光バリアの遮光部を切り替え選
択することで、各遮光バリアと液晶パネルとギャップの
微調整が可能となり、適視距離の微調整が可能となる。
【００２３】上記のように構成することで、観察者の前
後、左右の移動に対して立体視可能範囲を拡大すること
ができる。
【００２４】この第２の発明の前記遮光部移動手段は前
記遮光バリアの遮光部をそのピッチの４分の１移動させ
るように構成するとよい。
【００２５】前記遮光部移動手段は、観察者の頭が逆視
領域に移動したことが検出された時に、遮光バリアの遮
光部の位置を初期状態に復帰させるものであり、液晶パ
ネルの表示を初期画面の右眼画像と左眼画像とを入れ換
えた画像に切り換える画像切り替え手段を設けるように
構成するとよい。
【００２６】また、前記センサーによる観察者の左右方
向の位置情報に対しては、観察者の位置に対応して前記
液晶パネルの表示画面の左眼用画素群と右眼用画素群と
を切り替えて表示を行い、観察者の前後の位置情報に対
しては、前記第１、第２の遮光バリアの遮光部の発生を
切り替えることにより立体映像の適視間距離を切り替え
るように構成することができる。
【００２７】また、前記センサーによる観察者の頭の位
置が正視領域の中心位置より観察者の眼間距離の略４分
の１から略４分の３離れた領域に対応した位置情報に対
し、前記第２の遮光バリアの遮光部が発生、第１の遮光
バリアの遮光部は消滅のとき、前記観察者の頭の移動方
向と前記遮光部の移動方向を一致させるように構成する
ことができる。
【００２８】さらに、前記センサーによる観察者の頭の
位置が正視領域の中心位置より観察者の眼間距離の略４
分の１から略４分の３離れた領域に対応した位置情報に
対し、前記第１の遮光バリアの遮光部が発生、第２の遮
光バリアの遮光部は消滅のとき、前記観察者の頭の移動
方向と前記遮光部の移動方向が逆になるように構成する
とよい。
【００２９】また、この発明は、前記センサーによる観
察者の頭の位置が正視領域の中心位置より観察者の眼間
距離のまた、略４分の１から略４分の３離れた領域に対
応した位置情報に対し、前記遮光部の移動方向は一方向
であり、前記第２の遮光バリアの遮光部が発生、第１の
遮光バリアの遮光部は消滅のとき、前記観察者の頭の移
動方向と前記遮光部の移動方向が同一方向の場合には前
記液晶パネルに表示する映像はそのまま継続して行い、
移動方向が逆方向の場合には、液晶パネルの表示画面の
左眼用画素と右眼用画素とを切り替えて表示するように
構成するとよい。
【００３０】さらに、この発明は、 前記センサーによ
る観察者の頭の位置が正視領域の中心位置より観察者の
眼間距離の略４分の１から略４分の３離れた領域に対応
した位置情報に対し、前記遮光部の移動方向は一方向で
あり、前記第１の遮光バリアの遮光部が発生、第２の遮
光バリアの遮光部は消滅のとき、前記観察者の頭の移動
方向と前記遮光部の移動方向が逆方向の場合には前記液
晶パネルに表示する映像はそのまま継続して行い、移動
方向が同一方向の場合には、液晶パネルの表示画面の左
眼用画素と右眼用画素とを切り替えて表示するように構
成するとよい。
【００３１】
【発明の実施の形態】この発明の第１の実施の形態に係
る立体映像表示装置を図面に基づいて、具体的に説明す
る。
【００３２】図１に示すように、この立体映像表示装置
では、縦ストライプ状のスリット１１と遮光部１２で構
成される遮光バリア１０が、液晶パネル２０と平面状に
発光する光源３０の間に配置される。光源３０から出射
され、遮光バリア１０のスリット１１を通過した光が液
晶パネル２０の各画素開口部２１を透過して観察者２の
右眼２Ｒと左眼２Ｌとに入射する。液晶パネル２０の各
画素開口部２１の間にはブラックマトリクス部２２が設
けられている。
【００３３】この液晶パネル２０の各画素開口部２１、
２１には、１ピッチごとに右眼画像Ｒと左眼画像Ｌが表
示され、遮光バリア１０の各スリット１１を通過した光
は左眼画像の画素開口部２１と右眼画像の画素開口部２
１とに分割され、それぞれ観察者２の右眼２Ｒと左眼２
Ｌとに収束され、観察者２が右眼２Ｒで右眼画像Ｒを観
察し、左眼２Ｌで左眼画像Ｌを観察する結果、正視の立
体視ができる。すなわち、上記遮光バリア１０の遮光部
１２のにより、観察者２は両眼視差効果により、立体視
が行える。
【００３４】次に、図２に示すように、観察者２の頭の
位置が図１の位置から右方に眼間距離（Ｅ）の半分の量
（２／Ｅ）移動したとする。この移動により観察者２の
頭の位置は、右方のクロストーク領域に移動し、観察者
２の右眼２Ｒまたは左眼２Ｌには、遮光バリア１０の各
スリット１１を通過して左眼画像の画素開口部２１を通
過した光と、右眼画像の画素開口部２１を通過した光と
が混ざり、例えば観察者２は右眼２Ｒで右眼画像の他に
余分な左眼画像Ａを観察することになり、正常な立体視
はできなくなる。同時に液晶パネル２０のブラックマト
リックス部２２によって光の一部分を遮られる結果、画
面が暗くなる。
【００３５】図３に示すように、例えば、この時に観察
者２が右眼２Ｒで観察する遮光バリア１０の領域は、そ
のスリット１１の一部分ａとその左方の遮光部１２の一
部分ｃとなり、その右方のスリット１１の一部分ｂは見
えなくなる。
【００３６】そこで、図４に示すように、遮光バリア１
０を図中左方向に少しずらせると、観察者２が右眼２Ｒ
で観察する遮光バリア１０のスリット１１全体を観察で
きるようになり、左眼画像の画素開口部２１を通過した
光と、右眼画像の画素開口部２１を通過した光とが分離
されて、正視の立体視ができるようになる。
【００３７】そこで、この立体映像表示装置には、上記
観察者２の頭の位置を検出する図示しないセンサーと、
このセンサーにより観察者２の頭が遮光バリア１０を固
定している場合に正常な立体視はできなくなる領域、即
ち、モアレ領域に位置することを検出した時に、遮光バ
リア１０を初期位置から横方向に移動させる遮光部移動
手段が設けられている。
【００３８】この遮光部移動手段は、遮光バリア１０を
機械的に移動させる機械機構を備えるものであってもよ
いが、この実施の形態では、制御の遅れをできるだけ少
なくするために、図５及び図６に示すように、固定して
設置される遮光バリア１０のスリット１１の横方向の両
端部に配置された液晶シャッタ３１・３２と、図示はし
ないが上記センサーの出力を入力してこの液晶シャッタ
３１・３２による遮光を選択的に０Ｎ−ＯＦＦする制御
回路とを備えるものを用いている。
【００３９】ここで、図７に実線で示すように、適視位
置での右眼２Ｒから各画素開口部２１の中央を通過する
視線は遮光バリア１０のスリット１１の中心を通過す
る。同図に点線で示すように、この位置から眼間距離の
２分の１だけ移動した右眼２Ｒから各画素開口部２１の
中央を通過する視線は遮光バリア１０の遮光部１２に当
たる。この時、観察者が正常な立体像が観察できない領
域であることをセンサーが検知すると、遮光バリア１０
のスリット１１をモアレ領域の中央が正視の中央になる
ように移動させればよい。この移動量Ｂは、液晶パネル
２０と遮光バリア１０との距離をｄ、液晶パネル２０の
画素ピッチをＰ、液晶パネル２０と眼との間隔をＤ、眼
間距離をＥとすれば、
【００４０】
【数１】Ｐ：ｄ＝Ｅ：（Ｄ＋ｄ）
【００４１】
【数２】Ｂ：ｄ＝Ｅ／２：Ｄ
【００４２】という関係が成立ち、図８に示すように、
遮光バリア１０のピッチＱと眼間距離Ｅ、液晶パネル２
０と遮光バリア１０との距離ｄ、液晶パネル２０と眼と
の間隔Ｄとの間には、
【００４３】
【数３】２Ｅ：Ｄ＝Ｑ：ｄ
【００４４】の関係が成り立つ。これら数式１と数式３
とから
【００４５】
【数４】Ｄ＝（Ｅ−Ｐ）ｄ／Ｐ Ｑ＝（Ｅ−Ｐ）／２ＥＰ Ｂ＝Ｑ／４
【００４６】となる。液晶パネル２０と眼との間の距
離、すなわち、適視距離Ｄは、遮光バリア１０と液晶パ
ネル２０との距離ｄと画素ピッチＰにより決定される。
従って、画素ピッチＰが一定の場合には、遮光バリア１
０と液晶パネル２０との距離ｄにより決定される。ま
た、遮光バリア１０のピッチＱは、画素ピッチＰにより
決定され、使用する液晶パネル２０の画素ピッチＰによ
り遮光バリア１０のピッチＱが決定される。
【００４７】そして、このように決定された遮光バリア
１０のピッチＱの４分の１だけ遮光バリア１０を移動さ
せればよいことが分かる。従って、上記液晶シャッタ３
１・３２の幅は遮光バリア１０のピッチＱの４分の１と
される。
【００４８】さらに、観察者２の頭の位置が逆視領域ま
で移動すると、遮光バリア１０を初期状態に復帰させ、
液晶パネル２０の右眼画像と左眼画像とを入れ換えるこ
とにより観察者２は正視の立体視ができるようになる。
【００４９】このため、この立体映像表示装置には、観
察者２の頭の位置が逆視領域にあることを上記センサー
が検出する時に液晶パネル２０の右眼画像と左眼画像と
を入れ換える画像切り替え手段が設けられる。
【００５０】図９に、観察者２が正視領域Ａからモアレ
領域Ｂを経て逆視領域Ｃに至る関係を示す。正視領域Ａ
と逆視領域Ｃとは、遮光バリア１０は初期状態であり、
実線で示す菱形領域をそれぞれ観察することになる。正
視領域Ａと逆視領域Ｃとは、液晶パネル２０の右眼画像
と左眼画像がそれぞれ入れ換えられることにより、観察
者２は立体視ができるようになる。また、モアレ領域Ｂ
の状態では、遮光バリア１０のピッチＱの４分の１だけ
遮光バリア１０を移動させているので、破線で示す菱形
の領域を観察することになる。
【００５１】図９に示す正視領域Ａ、モアレ領域Ｂ及び
逆視領域Ｃの関係から、観察者２の頭が正視領域Ａの中
心からＥ／４移動したときに、遮光バリア１０のピッチ
Ｑの４分の１だけ遮光バリア１０を移動させると、同方
向にそれ以上移動しても、図９の破線の菱形領域を観察
することになるので、観察者２がモアレ、クロストーク
を観察することが防止できる。さらに、同方向に観察者
２の頭が移動し、３Ｅ／４の位置まで移動したときに
は、遮光バリア１０を初期状態に復帰するようにすれ
ば、それ以後、観察者２の頭が同方向に移動しても、観
察者２は逆視領域の実線の菱形領域を観察することなな
るので、観察者２がモアレ、クロストークを観察するこ
とが防止できる。この時、液晶パネル２０の右眼画像と
左眼画像は入れ換えられる。従って、観察者２の頭が正
視領域の中心位置より略Ｅ／４から３Ｅ／４の位置（モ
アレ領域）まで移動している状態のときに、遮光バリア
１０をピッチＱの１／４だけ移動させるように制御すれ
ばよいことになる。
【００５２】図１０は、上記立体映像表示装置の構成を
示すブロック図である。このブロック図は、この発明を
カラー液晶立体映像表示装置に適用したものである。
【００５３】液晶パネル２０に表示された立体映像を観
察する観察者の位置を検出するセンサ１０１からの出力
が位置検出制御回路１０２に与えられ、この位置検出制
御回路１０２は、センサー１０１の出力により、観察者
２の頭の位置が正視領域にあるか、逆視領域にあるかを
検知し、その領域に対応した制御信号を表示回路１００
に与える。さらに、この位置検出制御回路１０２は、セ
ンサー１０１の出力により、観察者２の頭が正視領域の
中心の位置より略Ｅ／４から３Ｅ／４移動した位置（モ
アレ領域）にあるか否かを検出し、遮光バリア制御回路
１１５にその信号を与える。
【００５４】表示回路１００は液晶パネル２０に表示す
る左眼用映像信号及び右眼用映像信号をそれぞれ生成
し、液晶パネル２０に与える。この表示回路１００は、
観察者の頭が正視領域にあるときには、位置検出制御回
路１０２からの出力に基づき液晶パネル２０に左眼用映
像及び右眼用映像を表示するように信号を与え、観察者
の頭が逆視領域にあるときには、位置検出制御回路１０
２からの出力に基づき液晶パネル２０に与える映像信号
を左眼用映像と右眼用映像とを切り替えて与えるもので
ある。
【００５５】この表示回路１００の具体例をさらに説明
する。表示回路１００の第１の入力端子１０６ａには、
輝度信号Ｙと色差信号Ｃからなるコンポジット信号であ
る左眼用映像信号が与えられ、第２の入力端子１０６ｂ
には、輝度信号Ｙと色差信号Ｃからなるコンポジット信
号である右眼用映像信号が与えられる。第１の入力端子
１０６ａに与えられた左眼用コンポジット信号は、第１
のデコーダ１０７ａで赤、緑、青の原色信号に変換さ
れ、第２の入力端子１０６ｂに与えられた右眼用コンポ
ジット信号は、第２のデコーダ１０７ｂで赤、緑、青の
原色信号に変換される。第１、第２のデコーダ１０７
ａ、１０７ｂで変換された原色信号は第１、第２のアナ
ログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換回路１０８ａ、１０８
ｂにてデジタルデータに変換される。第１、第２のＡ／
Ｄ変換回路１０８ａ、１０８ｂより出力される左眼用、
右眼用の赤、緑、青のディジタル原色データはマルチプ
レクサ１０９に与えられる。このマルチプレクサ１０９
は各原色毎の左右一方の原色データを選択して、液晶表
示パネル２０に与える。液晶表示パネル２０はマルチプ
レクサ１０９より選択出力された赤、緑、青の原色デー
タに従って立体映像を表示する。
【００５６】マルチプレクサ１０９は、第１、第２のＡ
／Ｄ変換回路１０８ａ、１０８ｂから入力した２個の赤
の原色データのうち一方を選択する第１スイッチ部１０
９ａと、第１、第２のＡ／Ｄ変換回路１０８ａ、１０８
ｂから入力した２個の緑の原色データのうち一方を選択
する第２スイッチ部１０９ｂと、第１、第２のＡ／Ｄ変
換回路１０８ａ、１０８ｂから入力した２個の青の原色
データのうち一方を選択する第３スイッチ部１０９ｃと
を備える。このマルチプレクサ１０９は、第１スイッチ
１０９ａが第２のＡ／Ｄ変換回路１０８ｂから右眼用の
赤色の原色データを選択し、第２スイッチ１０９ｂが第
１のＡ／Ｄ変換回路１０８ａから左眼用の緑色の原色デ
ータを選択し、第３スイッチ１０９ｃが第２のＡ／Ｄ変
換回路１０８ｂからの右眼用青色の原色データを選択す
る第１の選択状態（実線で示す）と、第１スイッチ１０
９ａが第１のＡ／Ｄ変換回路１０８ａから左眼用の赤色
の原色データを選択し、第２スイッチ１０９ｂが第２の
Ａ／Ｄ変換回路１０８ｂから右眼用の緑色の原色データ
を選択し、第３スイッチ１０９ｃが第１のＡ／Ｄ変換回
路１０８ａからの左眼用青色の原色データを選択する第
２の選択状態（破線で示す）とが切り替わる。そして、
この第１の選択状態と第２の選択状態とは、液晶表示パ
ネル２０における１水平走査期間内の第１、第２のデー
タ出力期間毎（１ドットクロック毎）に切り替えられ
る。
【００５７】同期信号分離回路１１１は、第１の入力端
子１０６ａに入力した左眼用信号より、水平、垂直の同
期信号を抜き取り、この同期信号をタイミング信号発生
回路１１２に与える。タイミング信号発生回路１１２
は、同期信号に従って第１、第２のデコーダ１０７ａ、
１０７ｂ、第１、第２のＡ／Ｄ変換回路１０８ａ、１０
８ｂ、マルチプレクサ１０９、液晶表示パネル２０が動
作するタイミングを制御するタイミング信号を発生す
る。
【００５８】液晶表示パネル２０に表示された立体映像
を観察する観察者２の位置を検出するセンサー１０１か
らの出力が位置検出制御回路１０２に与えられ、この位
置検出制御回路１０２は、センサー１０１の出力によ
り、観察者２の頭の位置が正視領域にあるか、略Ｅ／４
から３Ｅ／４の領域（モアレ領域）にあるか、逆視領域
にあるかを検知し、その領域に対応した制御信号をタイ
ミング発生回路１１２及び遮光バリア制御回路１１５に
与える。
【００５９】遮光バリア制御回路１１５は、観察者２の
頭位置が略Ｅ／４から３Ｅ／４の領域（モアレ領域）に
あるか否かで、遮光バリア１０の液晶スイッチ３１、３
２のオンオフを制御し、遮光バリア１０の遮光部の位置
を制御する。
【００６０】前記位置検出制御回路１０２は、観察者２
の頭の位置が液晶表示パネル２０の正視領域に位置する
ときには、第１の制御信号をタイミング発生回路１１２
に出力し、観察者の２の頭の位置が液晶表示パネル２０
の逆視領域に位置するときには第２の制御信号をタイミ
ング発生回路１１２の出力する。さらに、位置検出制御
回路１０２は、観察者２の頭の位置が略Ｅ／４から３Ｅ
／４の領域（モアレ領域）にあるときに第３の制御信号
を出力する。
【００６１】このタイミング発生回路１１２は、位置検
出制御回路１０２からの制御信号に応じてマルチプレク
サ１０９内の各スイッチ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃ
の第１、第２の選択状態の切り替え状態を反転させる。
すなわち、例えば、ある時点において、タイミング信号
発生回路１１２が第１の制御信号を入力した場合に、前
記各スイッチ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃは第１の選
択状態になるが、同じある時点において、前記タイミン
グ信号発生回路１１２に第２の制御信号が与えられる
と、各スイッチ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃは第２の
選択状態となる。尚、前記タイミング信号発生回路１１
２が第１の制御信号を入力したときの各スイッチ１０９
ａ、１０９ｂ、１０９ｃの第１、第２の選択状態の切り
替えタイミングを第１の切り替えタイミングとし、前記
タイミング信号発生回路１１２に第２の制御信号が与え
られたときの各スイッチ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃ
の第１、第２の選択状態の切り替えタイミングを第２の
切り替えタイミングとする。
【００６２】観察者２の位置が正視領域に位置する場合
には、位置検出制御回路１０２は第１の制御信号をタイ
ミング発生回路１１２及び遮光バリア制御回路１１５に
出力する。これにより、タイミング信号発生回路１１２
はマルチプレクサ１０９の各スイッチ１０９ａ、１０９
ｂ、１０９ｃの切り替えタイミングを第１の切り替えタ
イミング状態にする。また、遮光バリア制御回路１１５
は液晶シャッタ３１の遮光をオフ、液晶シャッタ３２を
遮光をオンにするように制御する。
【００６３】前記マルチプレクサ１０９は第１の切り替
えタイミングに従って、各スイッチ１０９ａ、１０９
ｂ、１０９ｃが切り替えられ、液晶表示パネル２０の表
示画面は図１１に示すようになる。すなわち、表示画面
の水平走査期間における第１の出力期間αでは第１の選
択状態において、選択された原色データによる絵素が表
示され、第２の出力期間βでは第２の選択状態において
選択された原色データによる絵素が表示される。尚、第
１、第２のデータ出力期間α、βはそれぞれ赤、緑、青
の３本の絵素列により構成されている。
【００６４】従って、表示画面の第１の絵素である偶数
列目の絵素列には左眼用の絵素Ｌが表示され、第２の絵
素である奇数列目の絵素列には右眼用の絵素Ｒが表示さ
れる。
【００６５】これにより、正視領域に観察者が位置する
ときには、観察者の左眼２Ｌには第１の絵素である偶数
列目の絵素、すなわち左眼用の絵素Ｌからの光が入光
し、観察者の右眼２Ｒには第２の絵素である奇数列目の
絵素、すなわち右眼用の絵素Ｒからの光が入光する。こ
のため、観察者２は正視の状態で良好な立体映像を鑑賞
することができる。
【００６６】次に、観察者２の頭が略Ｅ／４から３Ｅ／
４の領域（モアレ領域）に位置することを検出した時
に、位置検出制御回路１０２は第３の制御信号を出力
し、遮光バリア１０のスリット１１の両端部に配置され
た液晶シャッタ３１・３２を制御する。この結果、遮光
バリア１０のスリット１１をモアレ領域の中央が正視の
中央になるように移動させる。この時、液晶表示パネル
２０に表示される画像は、第１の選択状態の画像であ
る。
【００６７】さらに、観察者２の頭の位置が逆視領域ま
で移動すると、遮光バリア１０を初期状態に復帰させ、
液晶パネル２０の右眼画像と左眼画像とを入れ換える。
この時、位置検出制御部１０２は、第２の制御信号をタ
イミング信号発生回路１１２に出力する。これにより、
タイミング信号発生回路１１２は前記マルチプレクサ１
０９の各スイッチ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃの切り
替えタイミングを第２の切り替えタイミングの状態にす
る。
【００６８】前記マルチプレクサ１０９は第２の切り替
えタイミングに従って、各スイッチ１０９ａ、１０９
ｂ、１０９ｃが切り替えられ、液晶表示パネル２０の表
示画面は図１２に示すようになる。すなわち、表示画面
の水平走査期間における第１のデータ出力期間αでは第
２の選択状態において選択された原色データによる絵素
が表示され、第２のデータ出力期間βでは第１の選択状
態において選択された原色データによる絵素が表示され
る。
【００６９】従って、表示画面には第１の絵素である偶
数列目の絵素列には右眼用の絵素Ｒが表示され、第２の
絵素である奇数列目の絵素列には左眼用の絵素Ｌが表示
される。
【００７０】これにより、逆視状態の位置にいる観察者
は、左眼２Ｒには第２の絵素である奇数列目の絵素、す
なわち左眼用の絵素Ｌからの光が入光し、右眼２Ｒには
第１の絵素である偶数列目の絵素、すなわち右眼用の絵
素Ｒからの光が入光する。このため、逆視領域にいても
観察者は正視の状態で良好な立体映像を鑑賞することが
できる。尚、図１１及び図１２では、各絵素間のブラッ
クマトリクス部は省略している。
【００７１】この実施の形態では、画像の切り替えは、
観察者２の頭が正視領域から図中左側の略Ｅ／４から３
Ｅ／４の領域（モアレ領域）を経て左側の逆視領域に移
動する場合には、正視領域から略Ｅ／４から３Ｅ／４の
領域（モアレ領域）に観察者２の頭が移動した時に行
い、逆に観察者２の頭が左側の逆視領域から略Ｅ／４か
ら３Ｅ／４の領域（モアレ領域）を経て正視領域に移動
する時には、略Ｅ／４から３Ｅ／４の領域（モアレ領
域）から正視領域に観察者２の頭が移動した時に行う。
また、観察者２の頭が正視領域から右側の略Ｅ／４から
３Ｅ／４の領域（モアレ領域）を経て右側の逆視領域に
移動する場合には、略Ｅ／４から３Ｅ／４の領域（モア
レ領域）から逆視領域に観察者２の頭が移動した時に行
い、逆に観察者２の頭が右側の逆視領域から右側の略Ｅ
／４から３Ｅ／４の領域（モアレ領域）を経て正視領域
に移動する時には、逆視領域から略Ｅ／４から３Ｅ／４
の領域（モアレ領域）に観察者２の頭が移動した時に行
う。これは、この実施の形態においては、図中右側へ観
察者２の頭が移動する場合には、観察者２の頭の移動方
向と遮光バリア１０の遮光部の移動方向が逆になるから
である。従って、この実施の形態における上記液晶シャ
ッタ３１・３２と画像切り換えとの関係を表に示せば、
次の表１のようになる。
【００７２】
【表１】
【００７３】表１において、液晶シャッタ３１・３２の
○印は遮光ＯＮ、×印は遮光ＯＦＦをそれぞれ示し、画
像切換の○印は左眼画像と右眼画像との入れ換え、×印
は初期状態を示す。
【００７４】このように液晶シャッタ３１・３２のＯＮ
−ＯＦＦすることにより、液晶パネル２０の画像の切換
に際してモアレ領域が観察されなくなることにより、観
察者２は違和感を抱かずに連続して正視の立体視ができ
るようになる。
【００７５】図１３に、上記遮光バリア１０として用い
ることができる遮光用液晶パネル５０の構造を示す。こ
の遮光用液晶パネル５０は、画像表示用の液晶パネル２
０と、光源３０との間に配置される。この遮光用液晶パ
ネル５０により光源３０の光をスリット光に変換する。
【００７６】この液晶パネル５０は、光源３０側のガラ
ス基板５１と、その反対側のガラス基板５２との間に配
置され、縦長のスリット５４を有する遮光膜５３とを備
える。さらに、ガラス基板５１には入射側偏光板５８ａ
が、ガラス基板５２には出射側偏光板５８ｂがそれぞれ
貼り付けられている。
【００７７】この遮光膜５３は、例えばアルミニウムな
どの高反射率を有する部材からなり、これにより不要な
光を光源３０側に反射して光の利用率を高めるようにし
ている。また、この遮光膜５３の光源３０と反対側には
例えば酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）などからなる光吸収膜５
５が形成され、これによりバックライトと反対側から入
射する光の反射が低減されるようにしている。
【００７８】この液晶パネル５０は、この遮光膜５３の
遮光部５６の両側に、光源３０側のガラス基板５１に接
して、それぞれ開口部５４ａのピッチＱの４分の１の幅
を有するストライプ状に形成された例えばＩＴＯからな
る透明導電膜５７ｂ・５７ｃを備える一方、他のガラス
基板５２のバックライト側の全面にわたって形成された
例えばＩＴＯからなる透明導電膜５７ａを備える。この
透明導電膜５７ａと、５７ｂ・５７ｃとの間に液晶層５
０ａが設けられている。
【００７９】この液晶パネル５０はノーマリーオープン
状態で駆動され、ストライプ状の透明導電膜５７ｂ・５
７ｃの間には常に光を透過するスリット５４が形成され
る。そして、このストライプ状の透明導電膜５７ｂ・５
７ｃを選択的に駆動することにより、その透明導電膜５
７ｂ・５７ｃと透明導電膜５７ａとの間の液晶を駆動し
て不透明な部分が形成され、この透明導電膜５７ｂ・５
７ｃの駆動切り換えにより遮光膜５１のスリット５４の
位置が遮光膜５３のピッチの４分の１だけ横に移動され
ることになる。
【００８０】これにより、観察者が観察する画像形成用
液晶パネル２０の正視領域または逆止領域がクロストー
ク領域に移動され、違和感なく右眼画像と左眼画像とを
入れ換えることができる。
【００８１】図１４に示す他の遮光用液晶パネル５０
は、光吸収膜で遮光膜５３（５５）を構成することを除
けば図１３に示した液晶パネル５０と同様に構成され、
光の光源３０側への反射により利用率を高める作用ない
し効果がない点を除けば、図１３に示した遮光用液晶パ
ネル５０と同様に作用し、同様の効果を得ることができ
る。
【００８２】図１５に示すまた他の遮光用液晶パネル５
０では、遮光膜５３の遮光部５６が透明電極で構成され
ている点を除けば図１４に示した遮光用液晶パネル５０
と同様に構成される。従って、図１４に示した遮光用液
晶パネル５０と同様の作用ないし効果が得られる他、遮
光部５６及び透明導電膜５７ｂ・５７ｃをオープンにす
ることにより、液晶パネル５０を全面的に透明にして、
画像表示用液晶パネルの画像を３次元映像表示と２次元
映像表示との間で切り換えて表示できるようになる。
【００８３】この発明の第２の実施の形態に係る立体映
像表示装置は、図１６に示すように、遮光バリアとして
のパララックスバリア４０が液晶パネル２０の観察者側
に配置される。図１６に示す適視位置から図１７に示す
ように、観察者２の頭が左方のモアレ領域に移動する
と、観察者２の右眼２Ｒにはパララックスバリア４０の
開口部４１を通して液晶パネル２０のブラックマトリッ
クス部２２を挟んで右眼画像を表示する画素２１と左眼
画像を表示する画素２１のＡで示す部分とが見え、正常
な立体視はできなくなる。
【００８４】そこで、図１８及び図１９に示すように、
パララックスバリア４０の開口部４１の左右両端に液晶
シャッタ３１・３２を前例とは逆に配置する。図１９に
示すように、左側の液晶シャッタ３１の遮光をＯＮさせ
ると共に右側の液晶シャッタ３２の遮光をＯＦＦにする
ことによりパララックスバリア４０の開口部４１の位置
を移動させると、例えば観察者２の右眼２Ｒに右眼画像
を表示する画素２１の光を入射させることができる。
【００８５】観察者２の頭の位置が適視位置に戻され、
あるいはさらに左方の逆視領域に移動した時には、図１
８に示すように左側の液晶シャッタ３１の遮光をＯＦＦ
にし、右側の液晶シャッタ３２の遮光をＯＮにすること
により、例えば観察者２の右眼２Ｒに右眼画像を表示す
る画素２１の光を入射させることができる。尚、観察者
２の頭の位置が逆視領域まで移動した場合には、液晶パ
ネル２０の右眼画像と左眼画像とを入れ換えることによ
り観察者２は正視の立体視ができるようになる。
【００８６】この実施の形態のその他の構成、作用ない
し効果は上記した第１の実施の形態のそれらと同様であ
るので、重複を避けるためこれらの説明は省略する。
【００８７】なお、このパラッラクスバリア４０は、前
述した図１４ないし図１５に示した遮光用液晶パネル５
０が使用できることはいうまでもない。
【００８８】次に、この発明の第３の実施の形態につき
説明する。この第３の実施の形態は、観察者の前後、左
右の移動に対して立体視可能範囲を拡大するものであ
る。
【００８９】図２０及び図２１は、この発明の第３の実
施の形態における遠距離観察状態の構成を示す平面図、
図２２及び図２３は、この発明の第３の実施の形態にお
ける近距離観察状態の構成を示す平面図、図２４は、こ
の発明の第３の実施例に用いられる遮光バリアの構成を
示す断面図、図２５は、この発明の立体映像表示装置の
構成を示すブロック図である。
【００９０】この発明の立体映像表示装置は、液晶パネ
ル２０を挟んで観察者２側に、光出射側の遮光バリア６
０が、平面光源３０と液晶パネル２０との間に光入射側
の遮光バリア７０がそれぞれ配置される。これら２つの
遮光バリア６０、７０は後述するように、遮光部がＯＮ
−ＯＦＦ（発生−消滅）できるように構成されている。
この実施の形態においては、遮光バリア６０、７０とし
てＴＮ型液晶パネルが用いられる。
【００９１】そして、上記の遮光バリア６０の遮光部と
液晶パネル２０との距離と、遮光バリア７０の遮光部と
液晶パネル２０との距離とは、それぞれ異なるように配
置され、観察者の液晶パネル１間までの適視距離が異な
るように構成されている。この実施の形態では、遮光バ
リア６０が遠距離観察用、遮光バリア７０が近距離観察
用になっている。
【００９２】前記液晶パネル２０は、光入射側ガラス基
板２３と、光出射側ガラス基板２４と、これら基板２
３、２４間に設けられた液晶層２５と、光入射側ガラス
基板２３に貼付された光入射側偏光板２６と、光出射側
ガラス基板２４に貼付された光出射側偏光板２７と、を
有する。この液晶パネル２０は、例えば、マトリクス駆
動方式により駆動され、図示しない透明画素電極に画像
信号に応じて電圧が印加されることによって画像が表示
される。そして、液晶パネル２０に供給する映像信号を
処理することにより、１縦ラインおきに右眼用画像Ｒと
左眼用画像Ｌが交互に表示される。
【００９３】液晶パネル２０の光出射側に配置されるＴ
Ｎ型液晶パネルからなる遮光バリア６０は、２枚のガラ
ス基板６１、６２の間に液晶層６３が設けられ、観察者
２側には光出射側偏光板６４が設けられている。また、
ＴＮ型液晶パネルの光入射側の偏光板は画像を形成する
液晶パネル２０の偏光板２７を共用している。このＴＮ
型液晶パネルよりなる遮光バリア６０はガラス基板６
１、６２の内面にＩＴＯ等の透明電極がパターニングさ
れており、電気的に遮光部がＯＮ−ＯＦＦできるように
構成されている。さらに、この遮光バリア６０は、観察
者２の頭の位置に対応して、遮光バリア６０の遮光部を
そのピッチ（Ｑ）の１／４だけ移動できる機能を有して
おり、例えば、この機能を実現するために、遮光部をＯ
Ｎ−ＯＦＦするための透明電極を細分化して、遮光部の
移動を可能にしている。そして、遮光部は液晶パネル２
０の表示画素２つに対して１つの開口部が対応するよう
にＯＮし、液晶パネル２０を透過した光を左右分離し
て、左眼用の画像が観察者２の左眼２Ｌに右眼用の画像
が観察者の右眼２Ｒにそれぞれ与える。
【００９４】また、液晶パネル２０の光入射側に配置さ
れるＴＮ型液晶パネルからなる遮光バリア７０は、２枚
のガラス基板７１、７２の間に液晶層７３が設けられ、
光源３０側には光入射側偏光板７４が設けられている。
また、ＴＮ型液晶パネルの光出射側の偏光板は画像を形
成する液晶パネル２０の偏光板２６を共用している。こ
のＴＮ型液晶パネルよりなる遮光バリア７０はガラス基
板７１、７２の内面にＩＴＯ等の透明電極がパターニン
グされており、電気的に遮光部がＯＮ−ＯＦＦできるよ
うに構成されている。さらに、この遮光バリア７０は、
上記遮光バリア６０と同様に、観察者２の頭の位置に対
応して、遮光バリア７０の遮光部をそのピッチ（Ｑ）の
１／４だけ移動できる機能を有しており、例えば、この
機能を実現するために、遮光部をＯＮ−ＯＦＦするため
の透明電極を細分化して、遮光部の移動を可能にしてい
る。そして、遮光部は液晶パネル２０の表示画素２つに
対して１つの開口部が対応するようにＯＮし、液晶パネ
ル２０を透過した光を左右分離して、左眼用の画像が観
察者２の左眼２Ｌに右眼用の画像が観察者の右眼２Ｒに
それぞれ与えられる。
【００９５】観察者が遠距離観察位置にいるときには、
図２０及び図２１に示すように、遠距離用の遮光バリア
６０の遮光部が電気的にＯＮになるように、ＴＮ型液晶
パネルをＯＮ状態にする。また、近距離用の遮光バリア
７０の遮光部が電気的にＯＦＦになるようにＴＮ型液晶
パネルをＯＦＦ状態にする。一方、観察者が近距離観察
位置にいるときには、図２２及び図２３に示すように、
近距離用の遮光バリア７０の遮光部が電気的にＯＮにな
るように、ＴＮ型液晶パネルをＯＮ状態にする。また、
遠距離用の遮光バリア６０の遮光部が電気的にＯＦＦに
なるようにＴＮ型液晶パネルをＯＦＦ状態にする。
【００９６】図２４に遮光バリア６０、７０に用いられ
る前記ＴＮ液晶パネルの具体例を示す。このＴＮ液晶パ
ネルは遮光バリア６０、７０のどちらにも適応できるた
め、構成部材の番号は別番号としている。
【００９７】この液晶パネルは、２枚のガラス基板８
１、８２の間に液晶層８７が設けられている。それぞれ
のガラス基板８１、８２の外面には偏光板８３、８４が
設けられている。これら２枚の偏光板８３、８４のう
ち、画像を表示する液晶パネル２０側の偏光板は、液晶
パネル２０の偏光板と共有することも可能である。図２
０ないし図２３では、遮光バリアの偏光板と映像表示用
液晶パネル２０の偏光板はそれぞれ共有している。ガラ
ス基板８１の内面側には、全面に透明電極８５が形成さ
れている。この透明電極８５は、例えばＩＴＯで構成さ
れている。液晶層８７を挟んで、ガラス基板８２の内面
側には、ストライプ状の透明電極８６ａ、８６ｂ、８６
ｃが設けられている。このストライプ状の透明電極８６
ａ、８６ｂ、８６ｃは、遮光部がＯＮ時にメガネを用い
ずに立体視を可能にするため、液晶パネル２０の２画素
に対し、３つのストライプ状の透明電極８６ａ、８６
ｂ、８６ｃの１ペアが対応するようにピッチＱで設計し
てある。透明電極のうち８６ａ、８６ｂ、８６ｃは前記
遮光部の移動を可能にするためのものであり、観察者２
の位置に対応し、いずれか一方の電極がＯＮされる。図
２４に示すように、透明電極８６ａ、８６ｃの幅はそれ
ぞれＱ／４で形成されているため、この電極のＯＮ／Ｏ
ＦＦ切り換えにより、Ｑ／４の遮光部の移動が可能とな
る。また全電極８６ａ、８６ｂ、８６ｃをＯＦＦするこ
とで、全面の遮光部をＯＦＦすることも可能である。
【００９８】図２５は、この発明の立体映像表示装置の
構成を示すブロック図である。液晶パネル２０に表示さ
れた立体映像を観察する観察者の位置を検出するセンサ
１０１からの出力が位置検出制御回路１０２に与えら
れ、この位置検出制御回路１０２は、センサー１０１の
出力により、観察者が近距離観察位置にいるか、遠距離
検察位置にいるかを検知し、その位置情報を遮光バリア
制御回路１０３、１０４にそれぞれ与える。また、位置
検出制御回路１０２は、センサー１０１からの出力によ
り、観察者の頭の位置が正視領域にあるか、正視領域よ
りＥ／４から３Ｅ／４の位置（モアレ領域）にあるか、
逆視領域にあるかを検知し、その領域に対応した制御信
号を表示回路１００に与える。
【００９９】表示回路１００は液晶パネル２０に表示す
る左眼用映像信号及び右眼用映像信号をそれぞれ生成
し、液晶パネル２０に与える。この表示回路１００は、
観察者の頭が正視領域にあるときには、図２１ないし図
２３に示すように、位置検出制御回路１０２からの出力
に基づき液晶パネル２０に左眼用映像及び右眼用映像を
表示するように信号を与え、観察者の頭が逆視領域にあ
るときには、位置検出制御回路１０２からの出力に基づ
き液晶パネル２０に与える映像信号を左眼用映像と右眼
用映像とを切り替えて与える。
【０１００】また、遮光バリア制御回路１１６、１１７
は位置検出制御回路１０２からの出力により、観察者が
近距離観察位置にいるときには、近距離観察用遮光バリ
ア７０を用いるように制御し、遠距離観察位置にいると
きには、遠距離観察用遮光バリア６０を用いるように制
御する。
【０１０１】すなわち、観察者が遠距離観察位置にいる
ときには、図２０及び図２１に示すように、遠距離観察
用遮光バリア６０としてのＴＮ型液晶パネルの遮光部を
電気的にＯＮになるように、ＴＮ型液晶パネルをＯＮ状
態にする。この実施の形態では、液晶パネルをＯＮ状態
にすると遮光部が形成されるように構成されている。従
って、遮光バリア制御回路１１６はＴＮ型液晶パネルに
電圧を印加し、遮光バリア６０の遮光部を形成する。
【０１０２】また、遮光バリア７０のＴＮ型液晶パネル
をの遮光部を電気的にＯＦＦになるように、ＴＮ型液晶
パネルをＯＦＦ状態にする。このため、遮光バリア制御
回路１１７はＴＮ型液晶パネルへの電圧の供給を停止
し、遮光バリア７０を透過状態にする。
【０１０３】以上のように、液晶パネル２０の光出射側
の遮光バリア６０をＯＮ状態にし、光入射側遮光バリア
７０をＯＦＦ状態とすることで、観察者２は、光出射側
遮光バリア６０の作用により、図示の遠距離観察距離に
て立体視が可能になる。
【０１０４】図２０に示すように観察者２が正視位置に
て観察する場合、ＩＴＯ電極パターン８６ａ、８６ｂ、
８６ｃにより遮光部がＯＮ／ＯＦＦされる領域をそれぞ
れａ領域、ｂ領域、ｃ領域とすると、ａ領域、ｂ領域に
おいて、遮光部がＯＮ状態６０ａ、６０ｂとなり、ｃ領
域の遮光部がＯＦＦ状態６０ｃ’となる。この時、図２
０に示すように、観察者は画面の真正面において、立体
視が可能となる。
【０１０５】次に、図２１に示すように、観察者の頭が
若干図中右方向に移動して、正視位置よりＥ／４から３
Ｅ／４の位置、すなわち、モアレ領域への移動をセンサ
ー１０２が観察者の頭の位置を検出すると、遮光バリア
制御回路１１６は遮光部を観察者の移動方向と同じ方向
にＱ／４だけ移動させるように、遮光バリア６０を制御
する。すなわち、前述のように、ａ領域のバリアをＯＦ
Ｆ状態６０ａ’とし、ｂ領域、ｃ領域のバリアをＯＮ状
態６０ｂ、６０ｃとなる。これにより、遮光部は、初期
状態よりＱ／４だけ右側に移動したときと同等になる。
この時、図２１に示したように、モアレ領域の位置にお
いて正常な立体視が可能となる。
【０１０６】観察者２が図２１とは逆の方向のモアレ領
域に頭を移動した場合には、同じくａ領域のバリアをＯ
ＦＦ状態６０ａ’とし、ｂ領域、ｃ領域のバリアをＯＮ
状態６０ｂ、６０ｃとするとともに、液晶パネル２０上
に交互に表示している右眼画像と左眼画像を入れ換えれ
ばよい。すなわち、図中ＲとＬの入れ換えを行えばよ
い。これにより、図２１とは逆方向のモアレ領域におい
ても正常な立体視が可能となる。
【０１０７】観察者２の頭の移動に対する、遮光バリア
６０の移動と液晶パネル２０上の切り換えは表２及び表
３のようになる。表２は、基準の正視領域から図中左方
向に観察者が移動する場合であり、表２中の基準の正視
領域からモアレ領域（１）、逆視領域、モアレ領域
（２）と移動する。表３は、基準の正視領域から図中右
方向に観察者が移動する場合であり、表３中の基準の正
視領域からモアレ領域（３）、逆視領域、モアレ領域
（４）と移動する。
【０１０８】遠距離観察での適視距離に存在する複数個
の正視領域からの観察者の移動に対し、遮光バリア６０
の移動と液晶パネル上の表示の切り換えを行うことで、
適視距離上のすべての位置より完全な立体映像を観察す
ることが可能となる。遮光バリア６０の移動と液晶パネ
ル２０上の表示の切り換えは、各正視領域からの移動に
対して、同じ切り換えをすればよい。
【０１０９】この実施の形態により、遠距離観察時の横
方向移動に対し、立体映像の観察範囲を広げることが可
能になる。
【０１１０】
【表２】
【０１１１】
【表３】
【０１１２】表２及び表３において、ａ、ｂ、ｃ遮光部
の○印は遮光ＯＮ、×印は遮光ＯＦＦをそれぞれ示し、
画像切換の○印は左眼画像と右眼画像との入れ換え、×
印は初期状態を示す。
【０１１３】次に、観察者が近距離観察位置にいるとき
には、図２２に示すように、遮光バリア７０のＴＮ型液
晶パネルをＯＮになるように、遮光バリア制御回路１１
７が制御し、遮光バリア７０をＯＮ状態にする。従っ
て、遮光バリア制御回路１１７はＴＮ型液晶パネルに電
圧を印加し、遮光部を形成する。
【０１１４】また、遠距離観察用遮光バリア６０として
のＴＮ型液晶パネルの遮光部を電気的にＯＦＦになるよ
うに、ＴＮ型液晶パネルをＯＦＦ状態にし、液晶パネル
を透過状態にする。従って、遮光バリア制御回路１１６
はＴＮ型液晶パネルへの電圧の供給を停止し、透光状態
とする。
【０１１５】以上のように、液晶パネル２０の光入射者
側の遮光バリア７０をＯＮ状態にし、光出射側遮光バリ
ア６０をＯＦＦ状態とすることで、観察者２は、光入射
側遮光バリア７０の作用により、図示の近距離観察距離
にて立体視が可能になる。
【０１１６】図２２に示すように観察者２が正視位置に
て観察する場合、ＩＴＯ電極パターン８６ａ、８６ｂ、
８６ｃにより遮光部がＯＮ／ＯＦＦされる領域をそれぞ
れａ領域、ｂ領域、ｃ領域とすると、ｂ領域、ｃ領域に
おいて、遮光部がＯＮ状態７０ｂ、７０ｃとなり、ａ領
域の遮光部がＯＦＦ状態７０ａ’となる。この時、図２
２に示すように、観察者は画面の真正面において、立体
視が可能となる。
【０１１７】次に、図２３に示すように、観察者の頭が
若干図中右方向に移動して、正視位置よりＥ／４から３
Ｅ／４の位置、すなわち、モアレ領域に右眼が移動した
ことをセンサー１０２が検出すると、遮光バリア制御回
路１１７は遮光バリア７０の遮光部を観察者の移動方向
と逆方向にＱ／４だけ移動させる。すなわち、前述のよ
うに、ｃ領域のバリアをＯＦＦ状態７０ｃ’とし、ａ領
域、ｂ領域のバリアをＯＮ状態７０ａ、７０ｂとなる。
これにより、遮光部は、初期状態よりＱ／４だけ逆方向
に移動したときと同等になる。この時、図２３に示した
ように、モアレ領域の位置において正常な立体視が可能
となる。
【０１１８】観察者２が図２３とは逆の方向のモアレ領
域に頭を移動した場合には、同じくｃ領域のバリアをＯ
ＦＦ状態７０ｃ’とし、ａ領域、ｂ領域のバリアをＯＮ
状態７０ａ、７０ｂとするとともに、液晶パネル２０上
に交互に表示している右眼画像と左眼画像を入れ換えれ
ばよい。すなわち、図中ＲとＬを入れ換えればよい。こ
れにより、図２３とは逆方向のモアレ領域においても正
常な立体視が可能となる。
【０１１９】観察者２の頭の移動に対する、遮光バリア
６０の移動と液晶パネル２０上の切り換えは表４及び表
５のようになる。表４は、基準の正視領域から図中左方
向に観察者が移動する場合であり、表４中の基準の正視
領域からモアレ領域（１）、逆視領域、モアレ領域
（２）と移動する。表５は、基準の正視領域から図中右
方向に観察者が移動する場合であり、表５中の基準の正
視領域からモアレ領域（３）、逆視領域、モアレ領域
（４）と移動する。
【０１２０】近距離観察位置の適視距離に存在する複数
個の正視領域からの観察者の移動に対し、遮光バリア７
０の移動と液晶パネル２０上の表示の切り換えを行うこ
とで、適視距離上のすべての位置より完全なメガネ無し
立体映像を観察することが可能となる。遮光バリア７０
の移動と液晶パネル２０上の表示の切り換えは、各正視
領域からの移動に対して、同じ切り換えをすればよい。
【０１２１】この実施の形態により、近距離観察時の横
方向移動に対し、立体映像の観察範囲を広げることが可
能になる。
【０１２２】
【表４】
【０１２３】
【表５】
【０１２４】表４及び表５において、ａ、ｂ、ｃ遮光部
の○印は遮光ＯＮ、×印は遮光ＯＦＦをそれぞれ示し、
画像切換の○印は左眼画像と右眼画像との入れ換え、×
印は初期状態を示す。表２及び３と比較すると、ａ遮光
部とｃ遮光部の切り換えが逆である以外、他は前記出射
側遮光バリアと動作は同じである。
【０１２５】この実施の形態により、近距離観察時の横
方向移動に対し、立体映像の観察範囲を広げることが可
能になる。
【０１２６】上記実施の形態においては、光出射側遮光
バリア６０を遠距離観察用、光入射側遮光バリア７０を
近距離観察用としているが、それぞれの遮光バリア６
０、７０と液晶パネル２０との距離を逆転させ、光出射
側遮光バリア６０を近距離観察用、光入射側遮光バリア
７０を遠距離観察用とするのも可能である。
【０１２７】また、液晶パネル２０の前後に配置された
遮光バリア６０、７０をすべてＯＦＦ状態とし、通常の
２次元映像表示を画像劣化なく行うことも可能となる。
【０１２８】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明の第１
の立体映像表示装置は、観察者の頭の位置が正視領域と
逆視領域との間のクロストーク領域にある時に上記パラ
ラックスバリアの位置を初期位置から横に移動させるの
で、パララックスバリアを固定した時に生じるクロスト
ーク領域に正視領域または逆止領域を移動させることが
でき、観察者の頭がクロストーク領域に位置しても右眼
画像と左眼画像とが同時に観察されることがなく、違和
感を与えずに右眼画像と左眼画像とを入れ換えることが
できる。
【０１２９】また、この発明の第２の立体映像表示装置
は、立体視可能範囲を、前後左右に拡大することができ
るだけでなく、画像劣化のない通常の２次元映像表示も
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】正視位置における立体視の原理図である。
【図２】クロストーク領域での観察の原理図である。
【図３】クロストーク位置での観察における視線と液晶
パネルの画素及び固定された遮光バリアの開口部との位
置関係を示す原理図である。
【図４】クロストーク位置での観察における視線と立体
視が可能な遮光バリアの開口部との位置関係を示す原理
図である。
【図５】この発明の第１の実施の形態における正視位置
における立体視の原理図である。
【図６】この発明の第１の実施の形態における正視位置
・逆視位置間の領域における立体視の原理図である。
【図７】この発明の遮光バリアの移動量を求める原理図
である。
【図８】この発明の遮光バリアのピッチと液晶パネルの
画素ピッチとの関係を示す原理図である。
【図９】この発明の正視位置・逆視位置・モアレ領域に
おける立体視の原理図である。
【図１０】この発明の第１の実施の形態にかかる立体映
像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】この発明の第１の実施の形態にかかる立体映
像表示装置の表示画面の表示状態を示す図である。
【図１２】この発明の第１の実施の形態にかかるの立体
映像表示装置の表示画面の表示状態を示す図である。
【図１３】この発明の遮光用液晶パネルの断面模式図で
ある。
【図１４】この発明の他の遮光用液晶パネルの断面模式
図である。
【図１５】この発明のまた他の遮光用液晶パネルの断面
模式図である。
【図１６】この発明の第２の実施の形態にかかる正視位
置における立体視の原理図である。
【図１７】正視位置・逆視位置間の領域における視線と
パララックスバリアの開口部及び液晶パネルの画素との
位置関係を示す原理図である。
【図１８】この発明の第２の実施の形態にかかる正視位
置領域における立体視の原理図である。
【図１９】この発明の第２の実施の形態にかかる正視位
置・逆視位置間の領域における立体視の原理図である。
【図２０】この発明の第３の実施の形態にかかる遠距離
観察時の正視位置における立体視の原理図である。
【図２１】この発明の第３の実施の形態にかかる遠距離
観察時のモアレ領域位置における立体視の原理図であ
る。
【図２２】この発明の第３の実施の形態にかかる近距離
観察時の正視位置における立体視の原理図である。
【図２３】この発明の第３の実施の形態にかかる近距離
観察時のモアレ領域位置における立体視の原理図であ
る。
【図２４】この発明の第３の実施の形態にかかる遮光用
液晶パネルの断面模式図である。
【図２５】この発明の第３の実施の形態にかかる立体映
像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２６】従来例の立体視の原理図である。
【図２７】他の従来例の正視位置における立体視の原理
図である。
【図２８】他の従来例の逆視位置における立体視の原理
図である。
【図２９】他の従来例のクロストーク領域での観察の原
理図である。
【符号の説明】
２０ 液晶パネル １０ 遮光バリア １１ 開口部 １２ 遮光部 ３１、３２ 液晶シャッタ ４０ パララックスバリア ５０ 遮光用液晶パネル ５３ 遮光膜 ５４ スリット ５６ 遮光部 ５７ａ、５７ｂ、５７ｃ 透明導電膜
【手続補正書】
【提出日】平成８年１０月３１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６
【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】請求項１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【請求項１４】 左眼用の画素と右眼用の画素とを表示
する液晶パネルと、前記液晶パネルの光入射側に設けら
れ平面状に発光する光源と、前記光源と液晶パネルとの
間に配置され、両眼視差効果を生じさせる遮光部が発生
または消滅可能に構成された第１の遮光バリアと、前記
液晶パネルの光出射側に配置され、両眼視差効果を生じ
させる遮光部が発生または消滅可能に構成された第２の
遮光バリアと、観察者の頭の位置を検出するセンサー
と、を備え、観察者の頭の位置が正視領域の中心位置よ
り観察者の眼間距離の略４分の１から略４分の３離れた
領域にある時に前記第１または第２の遮光バリアの遮光
部の位置を初期位置から横に移動させる遮光部移動手段
が設けられることを特徴とする立体映像表示装置。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年２月２４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２０
【補正方法】変更
【補正内容】

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 左眼用の画素と右眼用の画素とを交互に
    表示する液晶パネルと、両眼視差効果を生じさせる遮光
    部を有する遮光バリアと、観察者の頭の位置を検出する
    センサーとを備えた立体映像表示装置において、観察者
    の頭の位置が正視領域の中心位置より観察者の眼間距離
    の略４分の１から略４分の３離れた領域にある時に前記
    遮光バリアの遮光部の位置を初期位置から横に移動させ
    る遮光部移動手段が設けられることを特徴とする立体映
    像表示装置。
  2. 【請求項２】 前記遮光部移動手段は前記遮光バリアの
    遮光部をそのピッチの４分の１移動させるものである請
    求項１に記載の立体映像表示装置。
  3. 【請求項３】 前記遮光バリアの開口部の横方向の両端
    にＯＮ−ＯＦＦされるシャッタを設け、前記遮光部移動
    手段がこのシャッタをＯＮ−ＯＦＦさせることにより遮
    光部の位置を横に移動させるものである請求項１または
    ２に記載の立体映像表示装置。
  4. 【請求項４】 前記シャッタが液晶シャッタからなる請
    求項３に記載の立体映像表示装置。
  5. 【請求項５】 前記遮光部移動手段は、観察者の頭が逆
    視領域に移動したことが検出された時に、遮光バリアの
    遮光部の位置を初期状態に復帰させるものであり、液晶
    パネルの表示を初期画面の右眼画像と左眼画像とを入れ
    換えた画像に切り換える画像切り替え手段を設けた請求
    項１ないし４のいずれかに記載の立体映像表示装置。
  6. 【請求項６】 前記遮光バリアが液晶パネルからなり、
    この遮光バリアの遮光をＯＮ−ＯＦＦ切り換えると共に
    液晶パネルが表示する画面を３次元映像表示表示と２次
    元映像表示との間で切り換える手段を設けた請求項１な
    いし１０のいずれかに記載の立体映像表示装置。
  7. 【請求項７】 前記遮光バリアは、光源と液晶パネルの
    間に配置されることを特徴とする請求項１ないし６のい
    ずれかに記載の立体映像表示装置。
  8. 【請求項８】 前記遮光バリアの遮光部が反射材からな
    り、この遮光部の液晶パネル側の面に光吸収膜が形成さ
    れた請求項７に記載の立体映像表示装置。
  9. 【請求項９】 前記遮光部移動手段は観察者の頭の移動
    方向と逆方向に前記遮光部を移動させるものである請求
    項７または８に記載の立体映像表示装置。
  10. 【請求項１０】 前記遮光部移動手段は、遮光バリアの
    遮光部を初期位置から左右いずれか一方向のみに移動さ
    せるものであり、観察者の頭の移動方向と遮光バリアの
    移動方向が逆方向の場合には液晶パネルの表示をその右
    眼画像と左眼画像とを入れ換えることなく継続させ、移
    動方向が同一方向の場合には液晶パネルの表示を右眼画
    像と左眼画像とを入れ換えさせて継続させる画像入れ替
    え手段を設けた請求項７または８に記載の立体映像表示
    装置。
  11. 【請求項１１】 前記遮光バリアは、液晶パネルと観察
    者の間に配置されることを特徴とする請求項１ないし６
    のいずれかに記載の立体映像表示装置。
  12. 【請求項１２】 前記遮光部移動手段は観察者の頭の移
    動方向と同方向に前記遮光部を移動させるものである請
    求項１１に記載の立体映像表示装置。
  13. 【請求項１３】 前記遮光部移動手段は、遮光バリアの
    遮光部を初期位置から左右いずれか一方向のみに移動さ
    せるものであり、観察者の頭がその一方向に移動する時
    には液晶パネルの表示をその右眼画像と左眼画像とを入
    れ換えることなく継続させ、その逆方向に移動する時に
    は液晶パネルの表示をその右眼画像と左眼画像とを入れ
    換えて継続させる画像入れ替え手段を設けた請求項１１
    に記載の立体映像表示装置。
  14. 【請求項１４】 左眼用の画素と右眼用の画素とを表示
    する液晶パネルと、前記液晶パネルの光入射側に設けら
    れ平面状に発光する光源と、前記光源と液晶パネルとの
    間に配置され、両眼視差効果を生じさせる遮光部が発生
    または消滅可能に構成された第１の遮光バリアと、前記
    液晶パネルの光出射側に配置され、両眼視差効果を生じ
    させる遮光部が発生または消滅可能に構成された第２の
    遮光バリアと、観察者の頭の位置を検出するセンサー
    と、を備え、観察者の頭の位置が正視領域の中心位置よ
    り観察者の眼間距離の略４分の１から略４分の３離れた
    領域にある時に前記第または第２の遮光バリアの遮光部
    の位置を初期位置から横に移動させる遮光部移動手段が
    設けられることを特徴とする立体映像表示装置。
  15. 【請求項１５】 前記液晶パネルと第１の遮光バリアと
    の間の距離と、前記液晶パネルと第２の遮光バリアとの
    間の距離とが異なることを特徴とする請求項１４に記載
    の立体映像表示装置。
  16. 【請求項１６】 前記第１及び第２の遮光バリアは、Ｔ
    Ｎ型液晶パネルで構成されることを特徴とする請求項１
    ４または１５に記載の立体映像表示装置。
  17. 【請求項１７】 前記遮光部移動手段は前記遮光バリア
    の遮光部をそのピッチの４分の１移動させるものである
    請求項１４ないし１６のいずれかに記載の立体映像表示
    装置。
  18. 【請求項１８】 前記遮光部移動手段は、観察者の頭が
    逆視領域に移動したことが検出された時に、遮光バリア
    の遮光部の位置を初期状態に復帰させるものであり、液
    晶パネルの表示を初期画面の右眼画像と左眼画像とを入
    れ換えた画像に切り換える画像切り替え手段を設けた請
    求項１４ないし１７のいずれかに記載の立体映像表示装
    置。
  19. 【請求項１９】 前記センサーによる観察者の前後の位
    置情報に基づき、前記第１または第２の遮光バリアの遮
    光部の発生または消滅を切り替えることを特徴とする請
    求項１４ないし１８のいずれかに記載の立体映像表示装
    置。
  20. 【請求項２０】 前記センサーによる観察者の左右方向
    の位置情報に対しては、観察者の位置に対応して前記液
    晶パネルの表示画面の左眼用画素と右眼用画素とを切り
    替えて表示を行い、観察者の前後の位置情報に対して
    は、前記第１、第２の遮光バリアの遮光部の発生を切り
    替えることにより立体映像の適視間距離を切り替えるこ
    とを特徴とする請求項１４ないし１８に記載の立体映像
    表示装置。
  21. 【請求項２１】 前記センサーによる観察者の頭の位置
    が正視領域の中心位置より観察者の眼間距離の略４分の
    １から略４分の３離れた領域に対応した位置情報に対
    し、前記第２の遮光バリアの遮光部が発生、第１の遮光
    バリアの遮光部は消滅のとき、前記観察者の頭の移動方
    向と前記遮光部の移動方向を一致させることを特徴とす
    る請求項１４ないし２０のいずれかに記載の立体映像表
    示装置。
  22. 【請求項２２】 前記センサーによる観察者の頭の位置
    が正視領域の中心位置より観察者の眼間距離の略４分の
    １から略４分の３離れた領域に対応した位置情報に対
    し、前記第１の遮光バリアの遮光部が発生、第２の遮光
    バリアの遮光部は消滅のとき、前記観察者の頭の移動方
    向と前記遮光部の移動方向が逆になることを特徴とする
    請求項１４ないし２０のいずれかに記載の立体映像表示
    装置。
  23. 【請求項２３】 前記センサーによる観察者の頭の位置
    が正視領域の中心位置より観察者の眼間距離の略４分の
    １から略４分の３離れた領域に対応した位置情報に対
    し、前記遮光部の移動方向は一方向であり、前記第２の
    遮光バリアの遮光部が発生、第１の遮光バリアの遮光部
    は消滅のとき、前記観察者の頭の移動方向と前記遮光部
    の移動方向が同一方向の場合には前記液晶パネルに表示
    する映像はそのまま継続して行い、移動方向が逆方向の
    場合には、液晶パネルの表示画面の左眼用画素と右眼用
    画素とを切り替えて表示することを特徴とする請求項１
    ４ないし２０のいずれかに記載の立体映像表示装置。
  24. 【請求項２４】 前記センサーによる観察者の頭の位置
    が正視領域の中心位置より観察者の眼間距離の略４分の
    １から略４分の３離れた領域に対応した位置情報に対
    し、前記遮光部の移動方向は一方向であり、前記第１の
    遮光バリアの遮光部が発生、第２の遮光バリアの遮光部
    は消滅のとき、前記観察者の頭の移動方向と前記遮光部
    の移動方向が逆方向の場合には前記液晶パネルに表示す
    る映像はそのまま継続して行い、移動方向が同一方向の
    場合には、液晶パネルの表示画面の左眼用画素と右眼用
    画素とを切り替えて表示することを特徴とする請求項１
    ４ないし２０のいずれかに記載の立体映像表示装置。
  25. 【請求項２５】 前記第１、第２の遮光バリアのいずれ
    か一方のみの遮光部の発生と、前記第１、第２の遮光バ
    リアの双方ともの遮光部の消滅とを、切り替えることに
    より、３次元映像と２次元映像の表示の切り替えを行う
    ことを特徴とする請求項１４ないし２４のいずれかに記
    載の立体映像表示装置。
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