JPH10268230A

JPH10268230A - 立体画像表示装置

Info

Publication number: JPH10268230A
Application number: JP9076378A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Shibatani; 岳柴谷; Akiyoshi Fujii; 暁義藤井; Yukihiro Tsunoda; 行広角田; Takashi Masuda; 岳志増田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1997-03-28
Filing date: 1997-03-28
Publication date: 1998-10-09
Anticipated expiration: 2017-03-28
Also published as: JP3434163B2

Abstract

(57)【要約】【課題】二次元画像表示装置としても使用でき、か
つ、通常の二次元画像表示用ＬＣＤを用いても二次元画
像表示時の解像度の低下を生じず、安価な立体表示装置
を提供する。【解決手段】バックライト２からの照明光はＬＣＤ１
の入射側偏光板６で直線偏光に変調され、液晶層５を通
過する際に、印加電圧の有無によって偏光軸が変えられ
る。このうち、出射側偏光板７と同じ偏光軸成分の光だ
けが偏光板７を通過できる。さらに、偏光板７を通過し
た光成分のうち半波長板１２を通過した光成分は、偏光
板７の偏光軸に対して直交する方向に偏光した直線偏光
光に変化するため、偏光板１４によって遮光される。一
方、バリア透過部１０を通過した光成分は、偏光板１４
と同じ方向に偏光しているため、偏光板１４を通過し、
観察者の眼に入る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、左右の眼に入る二
画像間の視差を利用した立体視を行い、なおかつ、通常
の二次元画像を表示する際は、二次元画像の解像度低下
を起こさずに表示が可能な立体画像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、二次元画像を表示する画像表示装
置を用いて立体映像を表示する方法として、代表的なも
のにパララックスバリア方式がある。これは、画像表示
装置の前面に光の透過部と遮光部とが交互に並んだ帯
（バリア）を設け、このバリアを通して表示面を観察す
ることにより、立体視を可能とするものである。

【０００３】図８は、液晶表示装置（Liquid Crystal D
isplay：以下、ＬＣＤと称する）にパララックスバリア
を設けた従来の立体画像表示装置を、画面横方向から見
た断面図である。

【０００４】図８において、ＬＣＤ１はバックライト２
を照明光として、ガラス基板３、４に挟まれた間隙にソ
ースライン、ゲートライン、カラーフィルタ、ＢＭ（ブ
ラックマトリクス）、画素電極、ＴＦＴ（薄膜トランジ
スタ）などからなる画素が多数設けられており、ガラス
基板３、４の間に液晶が封入されて液晶層５を形成して
いる。また、ガラス基板３、４はそれぞれ、一対の偏光
板６、７に挟まれており、偏光を利用して画像表示を行
っている。

【０００５】ここで、図８において、『左』の文字を付
した画素に左眼映像信号を、『右』の文字を付した画素
に右眼映像信号を表示させる。パララックスバリア８
は、その遮光部９でＬＣＤ１からの光を遮るため、画像
は透過部１０を通してのみ外部で観察されることにな
る。

【０００６】このとき、パララックスバリア８のパター
ンおよび配置を適切に設定することにより、観察者の右
眼は『右』画素のみを、左眼は『左』画素のみを見るこ
とができ、『左』および『右』画素にそれぞれ表示した
映像に与えられている視差により立体視が行われる。

【０００７】また、画像の存在する位置はＬＣＤ１の光
出射側偏光板７の面上ではなく、ガラス基板３および４
の間、つまり、液晶層５の部分と考えられる。図８では
説明の便宜上、液晶層５の厚みを強調して示している
が、実際では液晶層５の厚みは数μｍオーダーであり、
ｍｍオーダーのガラス基板３、４の厚みと比較すると非
常に小さい。また、パララックスバリアの遮光部９につ
いても、低反射膜をつけたメタルマスクなどで作製され
ているので、実際には図示するものよりもさらに薄くな
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、パララ
ックスバリア方式は簡便な立体画像表示方式ではある
が、以下に示すような問題点を抱えている。

【０００９】まず、パララックスバリア方式の立体画像
表示装置を、三次元画像表示と二次元画像表示とで共用
しようとした場合に、用いるＬＣＤ単体が有する解像度
の半分の解像度でしか二次元画像を観察することができ
ないことである。

【００１０】つまり、パララックスバリア方式ＬＣＤで
二次元表示を行うには、一組の左眼用画素と右眼用画素
に同じ信号を与え、視差のない画像を表示すればよい
が、パララックスバリアが存在するためにＬＣＤの全画
素数の半分は左眼にしか見えず、残りの半分は右眼にし
か見えないままなので、解像度としてはパララックスバ
リアが設置されていないＬＣＤ単体が有する解像度の半
分しか表示に寄与しないことになる。

【００１１】逆に、パララックスバリア方式ＬＣＤで、
二次元画像表示時に所定の解像度の表示を実現するに
は、ＬＣＤの横方向に所望とする解像度の倍の画素数を
備えていなければならない。例えば、コンピュータ用デ
ィスプレイとして二次元画像表示時にＶＧＡ（縦４８０
ドット×横６４０ドット（×ＲＧＢ））を確保した上で
三次元画像表示も可能とするためには、縦４８０ドット
×横１２８０ドット（×ＲＧＢ））のＬＣＤを用意しな
ければならない。すなわち、ＶＧＡ用ＬＣＤをそのまま
流用することはできず、立体画像表示のために新たに高
解像度のＬＣＤを製造する必要がある。

【００１２】しかしながら、一般に画素数が増えるほど
ＬＣＤの製造歩留りが下がるので、わざわざ高解像度の
ＬＣＤを製造するのではＬＣＤを含む画像表示装置とし
ての価格が高騰してしまう。このため、現行の生産品Ｌ
ＣＤを用い、なおかつ、二次元画像表示時にも解像度が
低下しないような立体画像表示装置を実現することが望
ましい。

【００１３】ここで、上記二次元画像表示時の解像度低
下を回避するための方法として、（１）パララックスバ
リアを物理的に脱着可能とする方法や、（２）特開平３
−１１９８８９号公報に開示された方法が知られてい
る。以下、これらの方法について説明を行う。

【００１４】まず（１）の方法は、二次元画像表示時に
パララックスバリアを取り外し、三次元画像表示時には
再びパララックスバリアを装着するものである。

【００１５】しかしながら、この方法によれば、二次元
画像表示の後に再び三次元画像表示を行うためには、パ
ララックスバリアを細心の注意をもって所定の状態とな
るよう位置合わせをする必要があった。すなわち、パラ
ラックスバリアがＬＣＤに対してわずかに回転したりず
れたりするだけでパララックスバリアのパターンとＬＣ
Ｄの画素配列との間で干渉が生じ、モアレ縞が発生して
立体視を妨げてしまう。モアレ縞を生じないような正確
な位置合わせを行うことができる機構を作製することは
可能であるが、そのためには緻密な設計や精密な加工技
術を要するため、製造コストの高騰は必至であった。

【００１６】他方、（２）の方法は、画像表示用のＬＣ
Ｄの上にさらに第２のＬＣＤを重ね、この第２のＬＣＤ
において遮光部の有無を電気的に制御することによって
パララックスバリアを構成するというものである。図９
に、この方式の立体画像表示装置を図８と同じく画面横
方向で切断した断面図を示す。図９の立体画像表示装置
では、図８のパララックスバリア８に代えてＬＣＤ１１
を重ねている。ＬＣＤ１１の構成はＬＣＤ１とほぼ同じ
であるが、画素構造がパララックスバリアの遮光部およ
び開口部のパターンと同様となっている点で異なる。ま
た、ＬＣＤ１の光出射側偏光板７とＬＣＤ１１の光入射
側偏光板とを共通化することができる点でも異なる。

【００１７】しかしながら、（２）の方法では、パララ
ックスバリアの光透過状態を電気的に制御できるので、
使用時の位置合わせは機械的に制御するよりも簡単であ
るし、パララックスバリアを消した状態では二次元画像
をフル解像度で表示できるのであるが、以下のように立
体視できる観察領域（表示装置から観察者の視点までの
距離）が、上記した他の従来の立体画像表示装置と比べ
て、非常に離れてしまうという欠点があった。以下に、
この理由について説明を行う。図８を用いて説明する
と、画像からパララックスバリアまでの面間隔ｄと観察
距離Ｌ、ＬＣＤの画素ピッチｐと観察者の両目の間隔Ｅ
には、Ｌ＝ｄ・Ｅ／ｐ（式１）の関係がある。これは、Ｅとｐをそれぞれ底辺とし、パ
ララックスバリアの透過部を頂点とした相似三角形が形
作られていることから導かれる。

【００１８】（式１）より、画素ピッチｐが小さいほ
ど、または面間隔ｄが大きいほど立体視が可能な観察距
離Ｌは大きくなる。両目の間隔Ｅは個人差があるが一定
値を考えればよい。ここでは６５ｍｍ程度とする。

【００１９】これを図９に当てはめてみると、パララッ
クスバリアが存在するのはＬＣＤ１１の液晶層部分であ
り、図８と比較してガラス基板の厚みの分だけ面間隔ｄ
が増え、観察距離Ｌが長くなっている。つまり、より遠
方からしか立体画像を観察できず、その分、見かけ画像
サイズが小さくなり立体画像の迫力に欠ける、二次元画
像表示装置として使用する場合の観察距離（二次元画像
表示時には特に制限はない）と一致しなくなるなどの問
題が生じる。

【００２０】例えば、１０．４型ＶＧＡのＬＣＤでは画
素ピッチｐは１１０μｍ（ＲＧＢの三原色をそれぞれ１
画素と数える）、ガラス板厚は１．１ｍｍが標準であ
る。これに、偏光板厚みを約０．２ｍｍとして加え、空
気換算のために板厚を屈折率ｎ＝１．５２で割るとし
て、図８の場合の観察距離Ｌは、（１．１ｍｍ＋０．２ｍｍ）／１．５２×６５ｍｍ／１
１０μｍ＝５０５ｍｍ一方、図９の場合はｄがガラス基板１枚分増えるので、（１．１ｍｍ×２＋０．２ｍｍ）／１．５２×６５ｍｍ
／１１０μｍ＝９３３ｍｍとなる。１０．４型ＶＧＡのＬＣＤはノートパソコンに
おいても利用されるタイプであるが、９３３ｍｍという
数値は、キーボードに手が届かなくなるほどの距離であ
る。

【００２１】本発明は、このような従来技術の課題を解
決すべくなされたものであり、二次元画像表示装置とし
ても使用でき、かつ、通常の二次元画像表示用ＬＣＤを
用いても二次元画像表示時の解像度の低下を生じず、安
価な立体表示装置を提供することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の立体
画像表示装置は、左眼用の映像を表示する画素と、右眼
用の映像を表示する画素とが交互に配列してなる液晶表
示装置と、前記画素の配置に対応し、光透過領域と遮光
領域とが交互に配列してなるパララックスバリアから構
成された立体画像表示装置において、前記パララックス
バリアが、前記液晶表示装置表面に位置し、光の偏光軸
を９０°回転させる偏光軸回転光学素子を所定のパター
ンで設けた第１の構成要素と、前記液晶表示装置と前記
第１の構成要素よりも更に上部に配置された偏光板から
なる第２の構成要素からなることを特徴とし、そのこと
により観察距離が遠方になってしまうという課題や二次
元画像表示時の解像度が低下するという課題を解決する
ことができる。

【００２３】前記第１の構成要素の偏光軸回転光学素子
が、前記パララックスバリアの遮光部となる領域に設け
られており、前記第２の構成要素の偏光軸が、前記液晶
表示装置の出射光の偏光軸と平行な方向に配置されてい
ることが好ましい。

【００２４】また、前記第１の構成要素の偏光軸回転光
学素子が、前記パララックスバリアの光透過部となる領
域に設けられており、前記第２の構成要素の偏光軸が、
前記液晶表示装置の出射光の偏光軸と直交する方向に配
置されているものでもよい。

【００２５】前記偏光軸回転光学素子が半波長板であっ
て、かつ、該半波長板の光学軸が前記液晶表示装置の光
出射側の偏光軸に対して４５°傾いているものであるこ
とが好ましい。

【００２６】また、前記偏光軸回転光学素子が、液晶性
高分子層であってもよい。

【００２７】また、前記パララックスバリアの第２の構
成要素である偏光板が、手動または機械的に取り外され
ることにより二次元画像表示を行うものであり、そのこ
とにより、二次元画像表示時にＬＣＤ本来の解像度が低
下するという課題や、二次元画像表示と三次元画像表示
との切り替えが困難であるという課題を解決することが
できる。

【００２８】以下、上記構成による作用について説明を
行う。

【００２９】請求項１の発明によれば、ＬＣＤから出射
した直線偏光光の内、パララックスバリアの第１の構成
要素である偏光軸回転光学素子を通過した光成分は、偏
光軸が９０°回転し、他方の上記光学素子を通過しない
光成分はＬＣＤ出射時の偏光軸を保ったまま進む。これ
ら二つの光成分のうち一方は、さらに光出射側に設けら
れたパララックスバリアの第２の構成要素である偏光板
を通過する際に偏光軸が直交するために遮断され、他方
は同じ偏光軸を有するために通過する。この結果、所定
のパターンのパララックスバリアが再現され、立体視を
可能とする。

【００３０】パララックスバリアの遮光部と透過部が生
成されるのは見かけ上、偏光軸回転光学素子を配置した
面であり、該光学素子がＬＣＤに近接して作られていれ
ば、ＬＣＤからパララックスバリアの第２の構成要素で
ある偏光板までの距離には関係がなく、観察距離が遠方
になってしまうといった問題は生じない。

【００３１】請求項２の発明によれば、上記光学素子に
より偏光軸が９０°回転した光成分が上記偏光板によっ
て遮られ、他方、上記光学素子を通過しなかった光成分
は上記偏光板を通過することによりパララックスバリア
が形成される。

【００３２】請求項３の発明によれば、上記光学素子に
より偏光軸が９０°回転した光成分が上記偏光板を通過
し、他方、上記光学素子を通過しなかった光成分は上記
偏光板によってほぼ完全に遮られることによりパララッ
クスバリアが形成される。

【００３３】請求項４の発明によれば、ＬＣＤからの出
射光が、その偏光軸に対して４５°傾いた光学軸を有す
る半波長板を通過すると偏光軸が９０°回転され、半波
長板を通過しない光はそのままの偏光軸を持ったまま進
む。さらに前面の偏光板を通過する際に、何れかの偏光
軸を持つ直線偏光光が偏光板によって遮断される。

【００３４】請求項５によれば、偏光軸回転光学素子が
液晶性高分子層によって形成されているため、請求項４
の発明と同様の作用を有すると共に、ＵＶ光照射によっ
て簡単に形成することが可能である。

【００３５】請求項６によれば、パララックスバリアの
第２の構成要素である偏光板を取り除いてしまえば、上
記偏光板により光が遮られることがなくなり、パララッ
クスバリアとしての機能は消失し、ＬＣＤが有する解像
度で二次元画像表示を行うことができる。

【００３６】またこのとき、パララックスバリアのパタ
ーンを決定する上記光学素子はＬＣＤ上に残したままな
ので、二次元画像表示と三次元画像表示との切り替え時
のパララックスバリアの位置合わせの必要はなく、単に
偏光板を付け外しするだけで済む。

【００３７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
面に基づき、以下に説明を行う。

【００３８】（実施形態１）図１は、本実施形態の立体
画像表示装置の画面横方向の断面図である。図１におい
て、ＬＣＤ１には両面に、偏光板６、７が設けられてお
り、偏光板７の表面には順に、偏光軸回転光学素子とし
て所定の形状（後に詳述する）にパターニングされた半
波長板１２、半波長板１２を支持・保護するガラス基板
１３、およびパララックスバリア構成要素となる偏光板
１４が設けられている。また、偏光板６側にはバックラ
イト２が設けられている。本発明においては、パララッ
クスバリア８の遮光部９が半波長板１２によって形成さ
れている点や、偏光板１４が固定式ではなく画像表示面
から取り外すことができる点に特徴がある。なお、ＬＣ
Ｄ１としては上記従来のＬＣＤと同様の構成のものを用
いることができる。

【００３９】上記構成において、偏光板６、７、１４の
偏光軸は図２に示すように、ＴＮ（ツイステッド・ネマ
ティック）型液晶層５を挟む偏光板６と偏光板７の偏光
軸は従来同様、互いに直交する配置となっており、偏光
板７と偏光板１４の偏光軸は同一方向となっている。な
お、図２における矢印は偏光軸を示すものである。

【００４０】また、図１において、遮光部９（本実施形
態では半波長板１２）の帯の幅や配列ピッチは従来のパ
ララックスバリアと何ら変わることはなく、互いに隣合
う半波長板１２の間には画面横方向の二画素に一つの割
合でバリアの透過部１０が設けられる。上記帯の幅はパ
ララックスバリアを通して見る三次元画像の明るさと、
画像表示装置の表示面と平行で、かつ、横方向に対応す
る立体視可能な観察範囲に影響するが、本発明を実施す
るにあたって設計条件に新たな制限が生じることはな
い。

【００４１】さらに、ガラス基板１３の材質としては、
温度変化による熱膨張（または収縮）でパララックスバ
リア８の配列ピッチがずれないよう、ガラス基板３、４
と同じ材質か、またはそれらとの熱膨張率差が小さいも
のを選ぶのがよい。

【００４２】ここで、本実施形態のパララックスバリア
８について以下に説明する。作製方法の一例としては、
まず、ガラス基板１３に半波長板を全面に貼りつけた
後、この半波長板をパターニングする。本実施形態で
は、パララックスバリア８の遮光部９となるべき領域
（半波長板１２）を残し、バリアの透過部１０となるべ
き部分を取り除くように、機械的方法や化学的エッチン
グ等を施すことによりパターニングを行う。可能なら
ば、ＬＣＤ１を作製する際のマスク露光によるフォトレ
ジスト工程等を利用することもできる。パターニングが
終われば、ＬＣＤ１の画素との位置関係が所定のものと
なるように位置合わせを行い、偏光板７表面に接着剤等
を用いて貼り合わせる。接着剤としては、例えば、紫外
線を照射すると固まるＵＶ硬化樹脂等を利用できる。な
お、貼り合わせたときに、半波長板１２の光学軸は偏光
板７の偏光軸に対して４５°傾くように配置される。

【００４３】以下、上記構成の立体画像表示装置の画像
表示原理について説明を行う。図１、図２において、ま
ず、バックライト２からの照明光はＬＣＤ１の入射側偏
光板６で直線偏光に変調され、液晶層５を通過する際
に、印加電圧の有無によって偏光軸が変えられる。この
うち、出射側偏光板７と同じ偏光軸成分の光だけが偏光
板７を通過できる。さらに、偏光板７を通過した光成分
のうち半波長板１２を通過した光成分は、偏光板７の偏
光軸に対して直交する方向に偏光した直線偏光光に変化
し（半波長板１２の光学軸が、偏光板７の偏光軸に対し
て４５°傾いた状態で設置されているため）、偏光板１
４によって遮光される。一方、バリアの透過部１０を通
過した光成分は、偏光板１４の偏光軸と同じ方向に偏光
しているため、偏光板１４を通過し、観察者の眼に入
る。

【００４４】本実施形態によれば、偏光板１４を置いた
状態ではパララックスバリアが発生し、立体表示が可能
となる。偏光板１４を表示面から外せばパララックスバ
リアは消失し、二次元画像をＬＣＤが有する解像度のロ
スなしに表示することができる。またこのとき、全面に
同一の偏光軸を備えた偏光板１４を使用するので、従来
のような緻密な位置合わせが不要であり、安価に、か
つ、容易に二次元画像表示と三次元画像表示とを互換で
きるという利点を有する。

【００４５】なお、偏光板１４は、人間が手で付け外し
するほか、機械的に出し入れするようにしてもよい。図
３は、機械的に偏光板１４を出し入れするように組み込
んだ例である。

【００４６】図３の構成によれば、筺体１８に組み込ま
れたＬＣＤ１と、その表面上に設けられた半波長板（図
示せず）の前面を、偏光板１４がローラー１９の回転に
より出し入れされるしくみとなっている。手動の場合
も、図４のように偏光板１４を差し込むガイド溝をＬＣ
Ｄの表示面の両側に設けておくとよい。その際、偏光板
１４の有無を検知するマイクロスイッチなどをつけて自
動的に三次元画像表示に切り替わるようにしておくのも
よい。

【００４７】（実施形態２）本発明の別の実施形態につ
いて以下、図５から図７を用いて説明を行う。

【００４８】図５は、本実施形態における立体画像表示
装置の画面横方向の断面図であり、図６は、図５の各偏
光板の偏光軸方向を示す図である。また、図７は本実施
形態におけるパララックスバリアの作製方法を示す図で
ある。本実施形態では、半波長板１２に代えて液晶性高
分子１５を使用しており、これがパララックスバリアの
透過部１０に相当する部分に設けられる点、偏光板１４
の偏光軸が、図６に示すように、ＬＣＤ１の出射側偏光
板７と直交するように配置されている点で上記実施形態
１と異なる。

【００４９】なお、ＬＣＤ１の部分の構成については上
記実施形態１と何ら変わりはない。

【００５０】図７を用いて、偏光軸回転光学素子の部分
の作製方法について説明を行う。本実施形態で使用する
液晶性高分子は、紫外線照射により液晶分子の配向状態
を保ったまま硬化させることができる。

【００５１】まず、図７（ａ）のようにして、ガラス板
１３ともう一枚のガラス板１６の表面に配向膜（図示せ
ず）をつけ、ラビングしておく。次に、図７（ｂ）のよ
うに、ガラス板１３の配向膜を付けた表面に偏光軸を乱
さない透明樹脂膜１７を塗布し、続いて、図７（ｃ）の
ようにフォトレジストを用いたエッチングを施す等し
て、パララックスバリアの遮光部に相当する部分に透明
樹脂膜１７が残るようにパターニングを行う。

【００５２】次に、図７（ｄ）のようにガラス板１３に
液晶性高分子１５を垂らして、図７（ｅ）のようにガラ
ス板１６のラビング方向と直交するように重ね、紫外線
を照射し、液晶性高分子１５が９０°ねじれて配向した
状態で硬化させる。

【００５３】最後に、図７（ｆ）のようにガラス板１３
表面に液晶性高分子１５および透明樹脂膜１７を残した
ままガラス板１６を剥がすことにより、偏光軸回転光学
素子が完成する。この偏光軸回転光学素子はＬＣＤに対
して位置合わせを行い、ＬＣＤの光出射側偏光板７に液
晶性高分子１５面を対向させて貼り合わせ、上記実施形
態１と同様に固定する。

【００５４】本実施形態においても偏光板１４を設置し
た状態ではパララックスバリアが発生し、立体画像を表
示して立体視が可能となり、偏光板１４を取り外せばＬ
ＣＤ１が有するフル解像度で二次元画像が表示可能とな
る。

【００５５】偏光軸回転光学素子として実施形態１にお
いて半波長板に代えて液晶性高分子を使用することも、
その逆に本実施形態において液晶性高分子に代えて半波
長板を使用することも可能である。なお、偏光軸回転光
学素子として液晶性高分子１５を使用した場合、作製条
件によっては通過する光の偏光軸の回転角度を９０°付
近にはできても完全に９０°に揃えることは難しいこと
がある。これは、半波長板を用いた場合でも、波長依存
性などによって生じることがある。このように偏光軸回
転光学素子として完全に偏光軸を９０°回転させること
のできない場合、上記実施形態１の方式ではパララック
スバリア８の遮光部９が十分な遮光性を持たず、光漏れ
を生じることがある。本実施形態のように、ＬＣＤ１の
光出射側の偏光板７と、偏光板１４において互いに偏光
軸を直交させると、偏光軸の揃った状態の光をこれと直
交した偏光軸の偏光板で確実に遮光でき、パララックス
バリア８の遮光部９の透過率が最小となる。これによ
り、左右画像の分離度を高め、立体映像の品質を向上さ
せることができる。

【００５６】特に、ＴＮ液晶のＬＣＤにおいて、両面二
枚の偏光板の偏光軸を平行に並べるノーマリーブラック
方式では、黒表示の透過率が下がらずコントラストが取
れないので、偏光軸を直交するように設置するノーマリ
ーホワイト方式が選ばれるのもこの理由によるところが
大きい。

【００５７】なお、本実施形態でも、上記実施形態１の
後半で述べたような、偏光板１４の有無を機械的に制御
する方法を用いるのに何ら支障はない。

【００５８】また、偏光板１４を設置する位置について
は、ＬＣＤ１に近接させる必要はなく、例えばレンズ部
に偏光板の機能を持った眼鏡をかけても立体視が可能で
ある。なお、この場合、左右画像を互いに直交する偏光
軸の光成分とで作り、これを両目で偏光軸の直交した偏
光板の眼鏡をかけて立体視する方法とは異なり、両目
共、同一方向の偏光軸を有する偏光板を用いる必要があ
る。

【００５９】さらに、偏光板１４を遠方に置いた場合で
もパララックスバリアの遮光部および透過部の発生する
位置は、あくまでも偏光軸回転光学素子の存在する面で
あるため、観察距離が遠方になったりする問題は生じな
い。

【００６０】他方、本発明におけるパララックスバリア
の実現方法は左右の眼の映像を一つずつ用意する二眼式
のみならず、パララックスバリアの一つの透過部から三
つ以上の映像をそれぞれの方向からのみ観察できるよう
にして観察視点範囲を広げる多眼式立体表示装置にも応
用可能である。このとき、パララックスバリアのパター
ンは、各方式に応じて変更されるものである。

【００６１】なお、本発明では、偏光軸回転光学素子を
画面横方向に微小に動かす駆動部と、立体画像の観察者
の視点の位置を検出する視点検出機構とを設け、観察者
の視点の位置に応じて駆動部を制御し、観察者の移動に
対してパララックスバリア部を追従させるヘッドトラッ
キング方式を適用することも可能である。

【００６２】これにより、立体画像の観察範囲を画面横
方向に対して広げることができる。その場合は偏光軸回
転光学素子を作りこむガラス１３を偏光板７に固定せ
ず、わずかに浮かせてθ回転などが起きないようレール
上でパララックスバリアを微小平行移動させてヘッドト
ラッキングを行うのと同じである。

【００６３】

【発明の効果】本発明によれば、ＬＣＤから出射した直
線偏光光が、所定のパターンで設けられた偏光軸回転光
学素子を通過すると、偏光軸が９０°回転し、他方前記
光学素子を通過しなかった光成分は、ＬＣＤ出射時の偏
光軸を保ったまま進む。これら二つの光成分のうちの一
方は、さらに光出射側に設けられた偏光板を通過する際
に偏光軸が直交するために遮断され、他方は同じ偏光軸
を有するため透過する。この結果、所定のパターンのパ
ララックスバリアが再現され、立体視を可能とする。偏
光板の脱着のみで二次元画像表示と三次元画像表示とを
切り替えることが可能であり、また脱着には特別な位置
合わせを必要としないという利点を有する。また、二次
元画像表示と三次元画像表示とを切り替えるには、最も
観察者側にある偏光板を脱着するのみでよい。特に、二
次元画像表示時に、ＬＣＤが有する解像度のロスがな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１の立体画像表示装置の構成を示す断
面図である。

【図２】実施形態１におけるそれぞれの偏光板の偏光軸
の方向を説明するための図である。

【図３】実施形態１における偏光板の脱着方法（機械
的）を説明するための模式図である。

【図４】実施形態１における偏光板の脱着方法を説明す
るための模式図である。

【図５】実施形態２の立体画像表示装置の構成を示す断
面図である。

【図６】実施形態２におけるそれぞれの偏光板の偏光軸
の方向を説明するための図である。

【図７】実施形態２のパララックスバリアの作製方法を
説明するための模式図である。

【図８】従来のパララックスバリア方式の立体画像表示
装置の構成を説明するための断面図である。

【図９】従来のパララックスバリア方式の立体画像表示
装置の構成を説明するための断面図である。

【符号の説明】

１ＬＣＤ２バックライト３、４、１３ガラス基板５液晶層６、７、１４偏光板８パララックスバリア９（パララックスバリアの）遮光部１０（パララックスバリアの）透過部１１（パララックスバリアとしての）ＬＣＤ１２半波長板１５液晶性高分子１６（パララックスバリア作製用）ガラス板１７透明樹脂膜１８筺体１９ローラー

フロントページの続き (72)発明者増田岳志大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】左眼用の映像を表示する画素と、右眼用
の映像を表示する画素とが交互に配列してなる液晶表示
装置と、前記画素の配置に対応し、光透過領域と遮光領
域とが交互に配列してなるパララックスバリアから構成
された立体画像表示装置において、前記パララックスバリアが、前記液晶表示装置表面に位
置し、光の偏光軸を９０°回転させる偏光軸回転光学素子を所
定のパターンで設けた第１の構成要素と、前記液晶表示装置と前記第１の構成要素よりも更に上部
に配置された偏光板からなる第２の構成要素からなるこ
とを特徴とする立体画像表示装置。
【請求項２】前記第１の構成要素の偏光軸回転光学素
子が、前記パララックスバリアの遮光部となる領域に設
けられており、前記第２の構成要素の偏光軸が、前記液
晶表示装置の出射光の偏光軸と平行な方向に配置されて
いることを特徴とする請求項１記載の立体画像表示装
置。
【請求項３】前記第１の構成要素の偏光軸回転光学素
子が、前記パララックスバリアの光透過部となる領域に
設けられており、前記第２の構成要素の偏光軸が、前記
液晶表示装置の出射光の偏光軸と直交する方向に配置さ
れていることを特徴とする請求項１記載の立体画像表示
装置。
【請求項４】前記偏光軸回転光学素子が半波長板であ
って、かつ、該半波長板の光学軸が前記液晶表示装置の
光出射側の偏光軸に対して４５°傾いていることを特徴
とする請求項１から３の何れか記載の立体画像表示装
置。
【請求項５】前記偏光軸回転光学素子が、液晶性高分
子層からなることを特徴とする請求項１から３の何れか
記載の立体画像表示装置。
【請求項６】前記パララックスバリアの第２の構成要
素である偏光板が、手動または機械的に取り外されるこ
とにより二次元画像表示を行うことを特徴とする請求項
１から５の何れか記載の立体画像表示装置。