(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
微小の赤色光、緑色光、青色光が順に並ぶ光を出射する光放出部と、前記光放出部から出射された赤色光を透過する左眼用、右眼用の赤色絵素、前記光放出部から出射された緑色光を透過する左眼用、右眼用の緑色絵素、及び前記光放出部から出射された青色光を透過する左眼用、右眼用の青色絵素を形成するカラー表示パネルと、前記赤色絵素を透過した赤色映像光を透過する赤色フィルタ、前記緑色絵素を透過した緑色映像光を透過する緑色フィルタ、及び前記青色絵素を透過をした青色映像光を透過する青色フィルタとを備える出射側カラーフィルタとからなることを特徴とするカラー立体映像表示装置。
【請求項２】
前記光放出部が、バックライトと、該バックライトの前方に配置された入射側カラーフィルタとからなることを特徴とする請求項１記載のカラー立体映像表示装置。
【請求項３】
前記カラー表示パネルは、赤色絵素、緑色絵素、青色絵素を形成するためのカラーフィルタを備えており、前記出射側カラーフィルタの色分離特性が前記カラー表示パネルが備えるカラーフィルタよりも優れていることを特徴とする請求項１記載のカラー立体映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は特殊な眼鏡を用いることなしにカラーの立体映像を観察することが出来るカラー立体映像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特殊な眼鏡を使用しないで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等（分光手段）を配置し、これにより表示パネルに表示された左眼用の画像と右眼用の画像からの光とを左右に分離して立体映像を表示するものがある。
【０００３】
また、特開平７−１８１４２９号公報に開示されているように、バックライトと液晶パネルとの間にスリット状の開口部を有する基板を配置してバックライトからの光をストライプ状の光とし、このストライプ状の光を液晶パネルの左眼用の画素と右眼用の画素とに分離して入射させることにより、立体映像を表示するものがある。
【０００４】
しかしながら、これらの上記立体映像表示装置では、液晶パネルを構成するガラス基板の肉厚や、偏光板の肉厚が大きいため、立体映像を良好に観察することが出来る適視位置が表示画面から遠くに離れてしまうという問題がある。
【０００５】
上記問題を解決するものとして、本願出願人は特願平７−１２１４０９号において新しい立体映像表示装置を提案している。
この立体映像表示装置は、図３に示すように、平面光源よりなるバックライト１の出光側の面に、微小の縦ストライプ状の赤フィルタ２Ｒ、緑フィルタ２Ｇ、青フィルタ２Ｂからなるカラーフィルタ２（入射側カラーフィルタ）を、液晶パネル３の赤色絵素３Ｒ、緑色絵素３Ｇ、青色絵素３Ｂの配列と逆の順に多数設けたものである。尚、液晶パネルの各絵素３Ｒ、３Ｇ、３Ｂにも、その絵素に対応した色のカラーフィルタが設けられており、また、左眼用の映像を表示する左眼用絵素ｌが上下方向に並んでいる列と、右眼用映像を表示する右眼用絵素ｒが上下方向に並んでいる列とが左右方向に交互に位置している。また、カラーフィルタ２と液晶パネル３は、１つの微小のフィルタに対して左右１組の絵素の列が対応するように位置決め形成されている。
【０００６】
この立体映像表示装置では、バックライト１から出射された光のうち赤色フィルタ２Ｒを通過する微小の赤色光４１Ｒは、液晶パネル３の緑色絵素３Ｇ、青色絵素３Ｂは通過せず、赤色絵素３Ｒのみ通過する。そして、赤色絵素３Ｒのうち左眼用絵素ｌを通過する赤色映像光４２Ｒは第１の位置に集光し、赤色絵素３Ｒのうち右眼用絵素ｒを通過する赤色映像光４２Ｒは第２の位置に集光する。他の色の微小光に関しても同様に、緑色絵素３Ｇのうち左眼用絵素ｌを通過する緑色映像光４２Ｇは第１の位置に集光し、緑色絵素３Ｇのうち右眼用絵素ｒを通過する緑色映像光４２Ｒは第２の位置に集光する。青色絵素３Ｂのうち左眼用絵素ｌを通過する青色映像光４２Ｂは第１の位置に集光し、青色絵素３Ｂのうち右眼用絵素ｒを通過する青色映像光４２Ｂは第２の位置に集光する。
【０００７】
即ち、第１の位置には、左眼用の微小の赤色映像光４２Ｒ、緑色映像光４２Ｇ、青色映像光４２Ｂが集光し、第２の位置には、右眼用の微小の赤色映像光４２Ｒ、緑色映像光４２Ｇ、青色映像光４２Ｂが集光する。従って、観察者は第１の位置に左眼５ｌが存在し、第２の位置に右眼５ｒが存在するように頭部を位置させることにより、良好なカラーの立体映像を鑑賞することが出来る。
【０００８】
この立体映像表示装置では、液晶パネル３の表示画面から立体映像を良好に鑑賞出来る適視位置（第１、第２の位置）までの距離、即ち適視距離は、１つのカラーフィルタ２Ｒあるいは２Ｇあるいは２Ｂから出射される光が、液晶パネル３の３絵素毎に通過するため、従来の１絵素ごとに通過するタイプと比べて１／３になり、表示画面の近くでカラーの立体映像を観察することが出来るようになる。
【０００９】
しかしながら、上述の図３に示したカラー立体映像表示装置においても、液晶パネル３の各絵素に使用されるカラーフィルタは、その透過波長特性が図４に示すようになっており、異なる色のカラーフィルターを通過する波長が存在する。即ち、例えば、波長が大凡４５０ｎｍ〜５５０ｎｍ辺りの光は青色絵素３Ｂと緑色絵素３Ｇの両方を通過し、波長が大凡５００ｎｍ〜６２０ｎｍ辺りの光は緑色絵素３Ｂと赤色絵素３Ｒの両方を通過する。
【００１０】
このため、カラーフィルタ２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを上記液晶パネル３に用いたカラーフィルタ３Ｒ、３Ｇ、３Ｂと同様の特性のものを用いた場合、例えば、青色フィルタ２Ｂから出射した青色光４１Ｂのうち一部の波長（４５０ｎｍ〜５５０ｎｍ）の光４３Ｂは、液晶パネル３の青色絵素３Ｂだけでなく、図５の破線に示すように、緑色絵素３Ｇも通過する。他の色のフィルタ２Ｒ、２Ｇから出射した光４３Ｒ、４３Ｇに対しても同じである。従って、本来、ある１つの絵素を通過し、それに隣接する異なる視点の絵素を通過すべきでは無い光が、隣接する異なる視点の絵素を通過してしまう。即ち、左眼用絵素ｌを通過する光と右眼用絵素ｒを通過する光とは、完全に分離されず、左眼用絵素ｌからの光が集光すべき第１の位置に右眼用絵素ｒからの光の一部が入光し、右眼用絵素ｒからの光が集光すべき第２の位置に左眼用絵素ｌからの光の一部が入光する。このため、観察者は適視位置の存在しても、左眼５ｌで右眼用絵素ｒからの光の一部を認識し、右眼５ｒで左眼用絵素ｌからの光の一部を認識し、良好なカラー立体映像を鑑賞することが出来ないという問題がある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記従来例の欠点に鑑み為されたものであり、表示パネルに入射する光を該表示パネルの絵素の色に対応したカラー光とすることにより、適視距離を小さくした構造のカラー立体映像表示装置において、表示パネルに入射するある色の光が別の色の絵素を通過した場合においても、観察者が左右の映像が良好に分離された良質な立体映像を鑑賞することが出来るカラー立体映像表示装置を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のカラー立体映像表示装置は、微小の赤色光、緑色光、青色光が順位並ぶ光を出射する光放出部と、前記光放出部から出射された赤色光を透過する左眼用の赤色絵素と右眼用の赤色絵素、前記放出部から出射された緑色光を透過する左眼用の緑色絵素と右眼用の緑色絵素及び前記放出部から出射された青色光を透過する左眼用の青色絵素と右眼用の青色絵素を形成するカラー表示パネルと、前記赤色絵素を透過した赤色映像光を透過する赤色フィルタ、前記緑色絵素を透過した緑色映像光を透過する緑色フィルタ及び前記青色絵素を透過をした青色映像光を透過する青色フィルタとを備える出射側カラーフィルタとからなることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、前記光放出部から出射された赤色光のうち緑色絵素を透過する光は、出射側カラーフィルタを通過する際に減衰される。また、前記光放出部から出射された緑色光のうち赤色絵素、青色絵素を透過する光は、出射側カラーフィルタを通過する際に減衰される。また、前記光放出部から出射された青色光のうち緑色絵素を透過する光は、出射側カラーフィルタを通過する際に減衰される。このため、前記光放出部から出射された各色の光は、隣接する異なる色の異なる視点の絵素を通過しても、その光は出射側カラーフィルタで減衰され、観察者側に伝わる量は減少する。
【００１４】
更に、前記光放出部は、バックライトと、該バックライトの前方に配置された入射側カラーフィルタとから容易に構成することが出来る。
また、本発明のカラー立体映像表示装置では、前記カラー表示パネルは、赤色絵素、緑色絵素、青色絵素を形成するためのカラーフィルタを備えており、前記第２のカラーフィルタの色分離特性が前記カラー表示パネルが備えるカラーフィルタよりも優れていることを特徴とする。
【００１５】
このようにすれば、前記隣接する異なる色の異なる視点の絵素を通過する光の第２のカラーフィルタでの減衰量が多くなり、しかも、左右両方の絵素を通過して観察者側に伝わる光の波長領域自体が小さくなる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の実施の形態であるカラー立体映像表示装置の概略構成を示す図であり、図３と同一部分には同一符号を付し、その説明は割愛する。
【００１７】
この図１に示した実施の形態のカラー立体映像表示装置では、液晶パネル３の前方（観察者側）に、第２のカラーフィルタ６（出射側カラーフィルタ）が配置されている。この第２のカラーフィルタ６は、赤色フィルタ６Ｒ、緑色フィルタ６Ｇ、青色フィルタ６Ｂにより構成されており、その各色のフィルタの配列順序は、バックライト１の出光側の面に設けられたカラーフィルタ２と同じである。即ち、カラーフィルタ２及び第２のカラーフィルタ６は、液晶パネル３から観察者側に向かって左から緑色フィルタ、赤色フィルタ、青色フィルタの順で並んでおり、液晶パネルの絵素は、液晶パネル３から観察者側に向かって左から青色絵素、赤色絵素、緑色絵素の順で並んでいる。
【００１８】
また、前記第２のカラーフィルタ６は、下記の数１の式が成り立つ位置に配置されている。
【００１９】
【数１】
0003643642.tif 000002
【００２０】
また、この時のカラーフィルタ２の各色のフィルタのピッチＢ１と第２のカラーフィルタ６の各色のフィルタのピッチＢ２とは、下記の数２の関係である。
【００２１】
【数２】
0003643642.tif 000003
【００２２】
前記カラーフィルタ２及び第２のカラーフィルタ６は同じ透過波長特性を持つものであり、各色のフィルタの透過波長特性は図２に示すように、青色フィルタと緑色フィルタの両方を通る光の波長は４８０ｎｍ〜５４０ｎｍ、緑色フィルタと赤色フィルタの両方を通る光の波長は５５０ｎｍ〜６１０ｎｍであり、非常に少ない。
【００２３】
一方、前記液晶パネル３の各絵素に設けられた各色のフィルタの透過波長特性は、従来の液晶パネルのものと同じであり、図５に示すように、複数の色の光が通過する波長領域は多い。
【００２４】
即ち、カラーフィルタ２及び第２のカラーフィルタ６の方が、液晶パネル３に設けられているカラーフィルタよりも色分離特性が優れている。
このカラー立体映像表示装置では、バックライト１から出射された光は、カラーフィルタ２により赤色光４１Ｒ、緑色光４１Ｇ、青色光４１Ｂとなる。赤色光４１Ｒは液晶パネル３の赤色絵素３Ｒを通過し、そのうち左眼用絵素ｌを通過した赤色映像光４２Ｒは第２のカラーフィルタ６の赤色フィルタ６Ｒを通過して第１の位置に向かい、右眼用絵素ｒを通過した赤色映像光４２Ｒは第２のカラーフィルタ６の赤色フィルタ６Ｒを通過して第２の位置に向かう。
【００２５】
一方、カラーフィルタ２より出射される赤色光４１Ｒのうち波長が５５０ｎｍ〜６１０ｎｍの成分の光４３ＲＢは液晶パネル３の緑色絵素３Ｇも通過する。しかし、この緑色絵素を通過する光４３ＲＢは、第２のカラーフィルタ６を通過する際、大幅に減衰される。
【００２６】
従って、赤色フィルタ２Ｒから出射した光のうち、第１の位置に向かう光は、液晶パネル３の左眼用絵素ｌである赤色絵素３Ｒを通過した光が大部分を占め、その横に隣接する右眼用絵素ｒである緑色絵素３Ｇを通過する光は、殆ど無くなる。また、赤色フィルタ２Ｒから出射した光のうち、第２の位置に向かう光は、液晶パネル３の右眼用絵素ｒである赤色絵素３Ｒを通過した光が大部分を占め、その横に隣接する左眼用絵素ｌである緑色絵素３Ｇを通過する光は、殆ど無くなる。
【００２７】
次に、緑色光４１Ｇも同様に、液晶パネル３の緑色絵素３Ｇを通過し、そのうち左眼用絵素ｌを通過した緑色映像光４２Ｇは第２のカラーフィルタ６の緑色フィルタ６Ｇを通過して第１の位置に向かい、右眼用絵素ｒを通過した緑色映像光４２Ｇは第２のカラーフィルタ６の緑色フィルタ６Ｇを通過して第２の位置に向かう。
【００２８】
一方、カラーフィルタ２より出射される緑色光４１Ｇのうち波長が５５０ｎｍ〜６１０ｎｍの成分の光４３ＧＲ液晶パネル３の赤色絵素３Ｒも通過し、また、波長が４８０ｎｍ〜５４０ｎｍの成分の光４３ＧＢは液晶パネル３の青色絵素３Ｂも通過する。しかし、この赤色絵素３Ｒ及び青色絵素３Ｂを通過する光４３ＧＲ、４３ＧＢは、第２のカラーフィルタ６を通過する際、大幅に減衰される。
【００２９】
従って、緑色フィルタ２Ｇから出射した光のうち、第１の位置に向かう光は、液晶パネル３の左眼用絵素ｌである緑色絵素３Ｇを通過した光が大部分を占め、その横に隣接する右眼用絵素ｒである赤色絵素３Ｒ、青色絵素３Ｂを通過する光は、殆ど無くなる。また、緑色フィルタ２Ｇから出射した光のうち、第２の位置に向かう光は、液晶パネル３の右眼用絵素ｒである緑色絵素３Ｇを通過した光が大部分を占め、その横に隣接する左眼用絵素ｌである赤色絵素３Ｒ、青色絵素３Ｂを通過する光は、殆ど無くなる。
【００３０】
次に、青色光４１Ｂも同様に、液晶パネル３の青色絵素３Ｂを通過し、そのうち左眼用絵素ｌを通過した青色映像光４２Ｂは第２のカラーフィルタ６の青色フィルタ６Ｂを通過して第１の位置に向かい、右眼用絵素ｒを通過した青色映像光４２Ｂは第２のカラーフィルタ６の青色フィルタ６Ｂを通過して第２の位置に向かう。
【００３１】
一方、カラーフィルタ２より出射される青色光４１Ｂのうち波長が４８０ｎｍ〜５４０ｎｍの成分の光４３ＢＧは液晶パネル３の緑色絵素３Ｇも通過する。しかし、この緑色絵素を通過する映像光は、第２のカラーフィルタ６を通過する際、大幅に減衰される。
【００３２】
従って、青色フィルタ２Ｂから出射した光のうち、第１の位置に向かう光は、液晶パネル３の左眼用絵素ｌである青色絵素３Ｂを通過した光が大部分を占め、その横に隣接する右眼用絵素ｒである緑色絵素３Ｇを通過する光は、殆ど無くなる。また、青色フィルタ２Ｂから出射した光のうち、第２の位置に向かう光は、液晶パネル３の右眼用絵素ｒである青色絵素３Ｂを通過した光が大部分を占め、その横に隣接する左眼用絵素ｌである緑色絵素３Ｇを通過する光は、殆ど無くなる。
【００３３】
以上のように、この実施の形態のカラー立体映像表示装置では、第１の位置に向かう光は、カラーフィルタ２の赤色フィルタ２Ｒから出射して、液晶パネルの左眼絵素ｌである赤色絵素３Ｒ、第２のカラーフィルタの赤色フィルタ６Ｒを通過する赤色映像光４２Ｒと、カラーフィルタ２の緑色フィルタ２Ｇから出射して、液晶パネルの左眼絵素ｌである緑色絵素３Ｇ、第２のカラーフィルタの緑色フィルタ６Ｇを通過する緑色映像光４２Ｇと、カラーフィルタ２の青色フィルタ２Ｂから出射して、液晶パネルの左眼絵素ｌである青色絵素３Ｂ、第２のカラーフィルタの青色フィルタ６Ｂを通過する青色映像光４２Ｂとが大部分を占め、右眼用絵素ｒを通過する光は、第２のカラーフィルタ６により大幅に減衰され、殆ど無い状態となる。即ち、第１の位置には、実質的に左眼用絵素ｌである赤色絵素３Ｒを通過する赤色映像光、左眼用絵素ｌである緑色絵素３Ｇを通過する緑色映像光、左眼用絵素ｌである青色絵素３Ｂを通過する青色映像光だけとなる。
【００３４】
また、第２の位置に向かう光は、カラーフィルタ２の赤色フィルタ２Ｒから出射して、液晶パネルの右眼用絵素ｒである赤色絵素３Ｒ、第２のカラーフィルタの赤色フィルタ６Ｒを通過する赤色映像光４２Ｒと、カラーフィルタ２の緑色フィルタ２Ｇから出射して、液晶パネルの右眼用絵素ｒである緑色絵素３Ｇ、第２のカラーフィルタの緑色フィルタ６Ｇを通過する緑色映像光４２Ｇと、カラーフィルタ２の青色フィルタ２Ｂから出射して、液晶パネルの右眼用絵素ｒである青色絵素３Ｂ、第２のカラーフィルタの青色フィルタ６Ｂを通過する青色映像光４２Ｂとが大部分を占め、左眼用絵素ｌを通過する光は、第２のカラーフィルタ６により大幅に減衰され、殆ど無い状態となる。即ち、第２の位置には、実質的に右眼用絵素ｒである赤色絵素３Ｒを通過する赤色映像光、右眼用絵素ｒである緑色絵素３Ｇを通過する緑色映像光、右眼用絵素ｒである青色絵素３Ｂを通過する青色映像光だけとなる。
【００３５】
即ち、観察者は第１の位置に左眼５ｌを、第２の位置に右眼５ｒを位置させることにより、左眼５ｌで、右眼用絵素ｒを通過する光を殆ど認識せず、左眼用絵素ｌを通過する赤色、緑色、青色映像光４２Ｒ，４２Ｇ、４２Ｂだけを殆ど認識し、また、右眼ｒで、左眼用絵素ｌを通過する光を殆ど認識せず、右眼用絵素ｒを通過する赤色、緑色、青色映像光４２Ｒ，４２Ｇ、４２Ｂだけを殆ど認識する。従って、観察者は、左右の映像が混合していない良好なカラー立体映像を認識することが出来る。
【００３６】
また、適視距離に関しても、１つのカラーフィルタ２Ｒあるいは２Ｇあるいは２Ｂから出射される光は、液晶パネル３の３絵素毎に通過するため、短くなる。尚、上述の実施の形態では、第１のカラーフィルタ２と第２のカラーフィルタ６とを同じ特性のもので構成したが、両者を別の特性のもので構成してもよい。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、観察者はカラー立体映像を表示画面の近くで鑑賞することが出来、しかも、第１のカラーフィルタから出射されたある色の光が別の色の絵素を通過しても、その光を第２のカラーフィルタで減衰することにより、観察者側に伝わる量を減衰させ、観察者は左右の眼で、その眼に対応した絵素を通過する光のみを殆ど認識し、左右の映像が良好に分離された良質なカラー立体映像を鑑賞することが出来るカラー立体映像表示装置を提供し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカラー立体映像表示装置の構成を示す図である。
【図２】本発明のカラー立体映像表示装置に使用される第２のカラーフィルタの光の透過量の波長特性を示す図である。
【図３】従来のカラー立体映像表示装置の構成を示す図である。
【図４】液晶パネルに用いられるカラーフィルタの光の透過量の波長特性を示す図である。
【図５】従来のカラー立体映像表示装置の欠点を示す図である。
【符号の説明】
１  バックライト
２  カラーフィルタ（入射側カラーフィルタ）
２Ｒ  赤色フィルタ
２Ｇ  緑色フィルタ
２Ｂ  青色フィルタ
３  液晶パネル（表示パネル）
３Ｒ  赤色絵素
３Ｇ  緑色絵素
３Ｂ  青色絵素
４１Ｒ  赤色光
４１Ｇ  緑色光
４１Ｂ  青色光
５ｌ  左眼
５ｒ  右眼
６  第２のカラーフィルタ（出射側カラーフィルタ）
６Ｒ  赤色フィルタ
６Ｇ  緑色フィルタ
６Ｂ  青色フィルタ
【図１】
0003643642.tif 000004
【図２】
0003643642.tif 000005
【図３】
0003643642.tif 000006
【図４】
0003643642.tif 000007
【図５】
0003643642.tif 000008