(57)【要約】【課題】立体画像表示装置において、観察される画像に生じる色味を緩和させる。【解決手段】右目用画像光および左目用画像光を、偏光軸が互いに平行な直線偏光として出射する画像生成部と、第一偏光領域および第二偏光領域を有し、第一偏光領域および第二偏光領域に右目用画像光および左目用画像光がそれぞれ入射したときに、入射した右目用画像光および左目用画像光を、偏光軸が互いに直交した直線偏光または偏光軸の回転方向が互いに逆方向である円偏光として出射する偏光軸制御板とを備え、画像生成部の右目用画像生成領域および左目用画像生成領域の各々は、赤色のカラーフィルターを有する画素、緑色のカラーフィルターを有する画素および青色のカラーフィルターを有する画素を含み、偏光軸制御板は、出射する直線偏光および円偏光の色味を緩和させるべく不均一なリターデーション値を有する立体画像表示装置が提供される。【選択図】図１
2008304909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察者に立体画像を表示する立体画像表示装置であって、
右目用画像を生成する右目用画像生成領域および左目用画像を生成する左目用画像生成領域を有し、前記右目用画像を含む右目用画像光および前記左目用画像を含む左目用画像光を、偏光軸が互いに平行な直線偏光として出射する画像生成部と、
第一偏光領域および第二偏光領域を有し、前記第一偏光領域および前記第二偏光領域に前記右目用画像光および前記左目用画像光がそれぞれ入射したときに、入射した前記右目用画像光および前記左目用画像光を、偏光軸が互いに直交した直線偏光または偏光軸の回転方向が互いに逆方向である円偏光として出射する偏光軸制御板と
を備え、
前記画像生成部の前記右目用画像生成領域および前記左目用画像生成領域の各々は、赤色のカラーフィルターを有する画素、緑色のカラーフィルターを有する画素および青色のカラーフィルターを有する画素を含み、
前記偏光軸制御板は、出射する前記直線偏光および前記円偏光の色味を緩和させるべく不均一なリターデーション値を有する立体画像表示装置。
【請求項２】
前記偏光軸制御板は、入射した前記右目用画像光および前記左目用画像光を、偏光軸が互いに直交した直線偏光として出射し、
前記偏光軸制御板は、さらに、前記画像生成部の前記赤色のカラーフィルターを有する画素に対向した位置において、前記赤色の波長に対して１／２波長のリターデーション値を有し、前記画像生成部の前記緑色のカラーフィルターを有する画素に対向した位置において、前記緑色の波長に対して１／２波長のリターデーション値を有し、前記画像生成部の前記青色のカラーフィルターを有する画素に対向した位置において、前記青色の波長に対して１／２波長のリターデーション値を有する請求項１に記載の立体画像表示装置。
【請求項３】
偏光軸制御板は、入射した前記右目用画像光および前記左目用画像光を、偏光軸の回転方向が互いに逆方向である円偏光として出射し、
前記偏光軸制御板は、前記画像生成部の前記赤色のカラーフィルターを有する画素に対向した位置において、前記赤色の波長に対して１／４波長のリターデーション値を有し、前記画像生成部の前記緑色のカラーフィルターを有する画素に対向した位置において、前記緑色の波長に対して１／４波長のリターデーション値を有し、前記画像生成部の前記青色のカラーフィルターを有する画素に対向した位置において、前記青色の波長に対して１／４波長のリターデーション値を有する請求項１に記載の立体画像表示装置。
【請求項４】
前記偏光軸制御板は、前記画像生成部の前記赤色のカラーフィルターを有する画素に対向した位置、前記緑色のカラーフィルターを有する画素に対向した位置、および、前記青色のカラーフィルターを有する画素に対向した位置において、面方向と直交する方向の厚みがそれぞれ異なる請求項２に記載の立体画像表示装置。
【請求項５】
前記偏光軸制御板は、前記画像生成部の前記赤色のカラーフィルターを有する画素に対向した位置、前記緑色のカラーフィルターを有する画素に対向した位置、および、前記青色のカラーフィルターを有する画素に対向した位置において、それぞれ異なるリターデーション値を有する物質で形成される請求項２に記載の立体画像表示装置。
【請求項６】
前記偏光軸制御板は、前記画像生成部の前記赤色のカラーフィルターを有する画素に対向した位置、前記緑色のカラーフィルターを有する画素に対向した位置、および、前記青色のカラーフィルターを有する画素に対向した位置において、複屈折を生じる添加物をそれぞれ異なる量で添加されることにより形成される請求項２に記載の立体画像表示装置。
【請求項７】
前記偏光軸制御板は、前記画像生成部の前記赤色のカラーフィルターを有する画素に対向した位置、前記緑色のカラーフィルターを有する画素に対向した位置、および、前記青色のカラーフィルターを有する画素に対向した位置において、面方向と直交する方向の厚みがそれぞれ異なる請求項３に記載の立体画像表示装置。
【請求項８】
前記偏光軸制御板は、前記画像生成部の前記赤色のカラーフィルターを有する画素に対向した位置、前記緑色のカラーフィルターを有する画素に対向した位置、および、前記青色のカラーフィルターを有する画素に対向した位置において、それぞれ異なるリターデーション値を有する物質で形成される請求項３に記載の立体画像表示装置。
【請求項９】
前記偏光軸制御板は、前記画像生成部の前記赤色のカラーフィルターを有する画素に対向した位置、前記緑色のカラーフィルターを有する画素に対向した位置、および、前記青色のカラーフィルターを有する画素に対向した位置において、複屈折を生じる添加物をそれぞれ異なる量で添加されることにより形成される請求項３に記載の立体画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体画像表示装置に関する。より詳しくは、画像生成部および当該画像生成部で生成された右目用画像を含む右目用画像光および左目用画像を含む左目用画像光が入射したときにそれらの画像光を、偏光軸が互いに直交した直線偏光または偏光軸の回転方向が互いに逆方向である円偏光として出射する偏光軸制御板を備えた立体画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
観察者に対して立体画像を認識させる装置として、右目用の画像と左目用の画像をそれぞれ異なる領域に表示させる画像生成部、および、二つの異なる領域に入射した偏光の偏光軸を互いに直交させる偏光軸制御板を含む画像表示装置が知られている（例えば、特許文献１から３を参照）。
【特許文献１】特開平１０−２３２３６５号公報
【特許文献２】特開２００４−２６４３３８号公報
【特許文献３】特開平９−９０４３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような画像表示装置に上記右目用の画像および左目用の画像を表示させてこれらの画像を観察するときに、これらの画像に画像表示装置からの色とは異なる色味がつく。これは、上記画像表示装置の偏光軸制御板（位相差板）において上記画像光の偏光軸が回転されるときに、当該画像光の色（波長）によって回転される角度が多少異なることによる。偏光軸制御板における偏光軸の回転角度がこのように光の波長に依存することにより、例えば緑色光が入射したときにその偏光軸を９０度回転させる偏光軸制御板に画像光が入射した場合、画像光に含まれる青色光および赤色光は回転角度が９０度からずれる。したがって、このような偏光軸制御板を配した画像表示装置から出射される画像光を偏光眼鏡に通した場合、例えば緑色など特定の色の光の強度が相対的に強くなることにより、原画像に対して色味の変化が生じることがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態においては、観察者に立体画像を表示する立体画像表示装置であって、右目用画像を生成する右目用画像生成領域および左目用画像を生成する左目用画像生成領域を有し、右目用画像を含む右目用画像光および左目用画像を含む左目用画像光を、偏光軸が互いに平行な直線偏光として出射する画像生成部と、第一偏光領域および第二偏光領域を有し、第一偏光領域および第二偏光領域に右目用画像光および左目用画像光がそれぞれ入射したときに、入射した右目用画像光および左目用画像光を、偏光軸が互いに直交した直線偏光または偏光軸の回転方向が互いに逆方向である円偏光として出射する偏光軸制御板とを備え、画像生成部の右目用画像生成領域および左目用画像生成領域の各々は、赤色のカラーフィルターを有する画素、緑色のカラーフィルターを有する画素および青色のカラーフィルターを有する画素を含み、偏光軸制御板は、出射する直線偏光および円偏光の色味を緩和させるべく不均一なリターデーション値を有する立体画像表示装置を提供する。
【０００５】
また、上記偏光軸制御板が、入射した右目用画像光および左目用画像光を、偏光軸が互いに直交した直線偏光として出射する場合において、当該偏光軸制御板は、さらに、画像生成部の赤色のカラーフィルターを有する画素に対向した位置において、赤色の波長に対して１／２波長のリターデーション値を有し、画像生成部の緑色のカラーフィルターを有する画素に対向した位置において、緑色の波長に対して１／２波長のリターデーション値を有し、画像生成部の青色のカラーフィルターを有する画素に対向した位置において、青色の波長に対して１／２波長のリターデーション値を有することが好ましい。
【０００６】
また、上記偏光軸制御板が、入射した右目用画像光および左目用画像光を、偏光軸の回転方向が互いに逆方向である円偏光として出射し、当該偏光軸制御板は、画像生成部の赤色のカラーフィルターを有する画素に対向した位置において、赤色の波長に対して１／４波長のリターデーション値を有し、画像生成部の緑色のカラーフィルターを有する画素に対向した位置において、緑色の波長に対して１／４波長のリターデーション値を有し、画像生成部の青色のカラーフィルターを有する画素に対向した位置において、青色の波長に対して１／４波長のリターデーション値を有することが好ましい。
【０００７】
また、上記偏光軸制御板は、画像生成部の赤色のカラーフィルターを有する画素に対向した位置、緑色のカラーフィルターを有する画素に対向した位置、および、青色のカラーフィルターを有する画素に対向した位置において、面方向と直交する方向の厚みがそれぞれ異なることが好ましい。
【０００８】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１０】
図１は、本発明の一の実施形態に係る立体画像表示装置１００の分解斜視図である。図１に示すように、立体画像表示装置１００は、光源１２０と、画像表示部１３０と、偏光軸制御板１８０とをこの順で備え、これらが筐体に収容されている。また、画像表示部１３０は、偏光板１５０、画像生成部１６０および偏光板１７０を含む。この立体画像表示装置１００に表示される立体画像を後述する観察者が観察する場合、図１における偏光軸制御板１８０よりも右側から観察する。
【００１１】
光源１２０は、観察者から見て立体画像表示装置１００の最も奥側に配され、立体画像表示装置１００を使用している状態（以下、「立体画像表示装置１００の使用状態」と略称する）において、白色の無偏光を偏光板１５０の一面に向けて出射する。なお、本実施形態では、光源１２０に面光源を用いているが、面光源に替えて例えば点光源と集光レンズとの組み合わせでもよい。この集光レンズの一例は、フレネルレンズシートである。
【００１２】
偏光板１５０は、画像生成部１６０の光源１２０側に配される。偏光板１５０は、透過軸および当該透過軸に直交する吸収軸を有し、光源１２０から出射した無偏光が入射すると、その無偏光のうち透過軸方向と平行な偏光軸の光を透過し、吸収軸方向と平行な偏光軸の光を遮断する。ここで、偏光軸の方向とは、光における電界の振動方向のことであり、偏光板１５０における透過軸の方向は、図１に矢印で示すように、観察者が立体画像表示装置１００を見たときの水平方向から右上４５度の方向である。
【００１３】
画像生成部１６０は、右目用画像生成領域１６２および左目用画像生成領域１６４を有する。これら右目用画像生成領域１６２および左目用画像生成領域１６４は、図１に示すように、画像生成部１６０を水平方向に区切った領域であり、複数の右目用画像生成領域１６２および左目用画像生成領域１６４が鉛直方向に互い違いに配される。
【００１４】
立体画像表示装置１００の使用状態において、画像生成部１６０の右目用画像生成領域１６２および左目用画像生成領域１６４には、それぞれ右目用画像および左目用画像が生成される。右目用画像生成領域１６２に右目用画像が生成されているときに、偏光板１５０を透過した光の一部が右目用画像生成領域１６２に入射すると、右目用画像生成領域１６２からは右目用画像の画像光（以下、「右目用画像光」と略称する）が出射する。また、左目用画像生成領域１６４に左目用画像が生成されているときに、偏光板１５０を透過した光の他の一部が左目用画像生成領域１６４に入射すると、左目用画像生成領域１６４からは左目用画像の画像光（以下、「左目用画像光」と略称する）が出射する。ここで、右目用画像生成領域１６２から出射する右目用画像光および左目用画像生成領域１６４から出射する左目用画像光は、例えば互いに偏光軸が同じ方向の直線偏光である。
【００１５】
偏光板１７０は、画像生成部１６０における観察者側に配される。この偏光板１７０は、上記右目用画像生成領域１６２を透過した右目用画像光、および、上記左目用画像生成領域１６４を透過した左目用画像光が入射すると、これらのうち偏光軸が透過軸と平行な光を透過し、偏光軸が吸収軸と平行な光を遮断する。ここで、偏光板１７０における透過軸の方向は、図１に矢印で示すように、観察者が立体画像表示装置１００を見たときの水平方向から左上４５度の方向である。また、立体画像表示装置１００の輝度を向上させるためには、偏光板１７０における透過軸の方向は、画像生成部１６０から出射する右目用画像光および左目用画像光の偏光軸の方向と略一致することが好ましい。
【００１６】
偏光軸制御板１８０は、第一偏光領域１８１および第二偏光領域１８２を有する。この偏光軸制御板１８０における第一偏光領域１８１および第二偏光領域１８２の位置および大きさは、図１に示すように、画像生成部１６０の右目用画像生成領域１６２および左目用画像生成領域１６４の位置および大きさに対応する。したがって、立体画像表示装置１００の使用状態において、第一偏光領域１８１には、上記右目用画像生成領域１６２を透過した右目用画像光が入射し、第二偏光領域１８２には、上記左目用画像生成領域１６４を透過した左目用画像光が入射する。
【００１７】
第一偏光領域１８１は、入射した右目用画像光の偏光軸を回転させずにそのまま透過する。また、第二偏光領域１８２は、入射した左目用画像光の偏光軸を第一偏光領域１８１に入射した右目用画像光の偏光軸に対して直交する方向に回転させる。したがって、第一偏光領域１８１を透過した右目用画像光の偏光軸と、第二偏光領域１８２を透過した左目用画像光の偏光軸とは、図１に矢印で示すように、その方向が互いに直交する。なお、図１において偏光軸制御板１８０の第一偏光領域１８１および第二偏光領域１８２に示した矢印は、各偏光領域を通過した偏光の偏光軸の方向を示す。
【００１８】
偏光軸制御板１８０において、第一偏光領域１８１には、例えば透明なガラスまたは樹脂などが用いられる。また、第二偏光領域１８２には、例えば入射する左目用画像光の偏光軸の方向に対して光学軸が４５度の角度を有する複屈折性の物質で形成された半波長板が用いられる。偏光軸制御板１８０では、第二偏光領域１８２の光学軸の方向は、水平方向または鉛直方向である。ここで、光学軸とは、光が第二偏光領域１８２を透過するときの進相軸または遅相軸の一方を指す。
【００１９】
また、偏光軸制御板１８０の画像表示部１３０と対向する面における第一偏光領域１８１と第二偏光領域１８２との境界に、帯状の遮光部が設けられてもよい。このような遮光部を設けることにより、偏光軸制御板１８０の第一偏光領域１８１に隣接する第二偏光領域１８２に入射するべき左目用画像光のうち、上記境界を超えて当該第一偏光領域１８１に入射する画像光を吸収して遮ることができる。また、同様に、偏光軸制御板１８０の第二偏光領域１８２に隣接する第一偏光領域１８１に入射するべき右目用画像光のうち、上記境界を超えて当該第二偏光領域１８２に入射する画像光を吸収して遮ることができる。したがって、立体画像表示装置１００から出射される右目用画像光および左目用画像光にクロストークが生じにくくなる。
【００２０】
また、上記立体画像表示装置１００は、偏光軸制御板１８０よりも観察者側（図１における偏光軸制御板１８０の右側）に、上記偏光軸制御板１８０の第一偏光領域１８１および第二偏光領域１８２を透過した右目用画像光および左目用画像光を水平方向または鉛直方向の少なくとも一方の方向に拡散する拡散板を有してもよい。このような拡散板には、例えば水平方向または鉛直方向に延伸するかまぼこ状の凸レンズ（シリンドリカルレンズ）が複数配されたレンチキュラーレンズシート、または、凸レンズが平面状に複数配されたレンズアレイシートが用いられる。
【００２１】
図２は、立体画像表示装置１００の使用状態を示す概略図である。立体画像表示装置１００により立体画像を観察する場合、観察者５００は、図２に示すように、立体画像表示装置１００から投影される右目用画像光および左目用画像光を、偏光眼鏡２００をかけて観察する。この偏光眼鏡２００には、観察者５００がこの偏光眼鏡２００をかけたときに観察者５００の右目５１２側にあたる位置に右目用画像透過部２３２が配され、左目５１４側にあたる位置に左目用画像透過部２３４が配される。これら右目用画像透過部２３２および左目用画像透過部２３４は、透過軸方向が互いに異なる偏光レンズであり、偏光眼鏡２００のフレームに固定されている。
【００２２】
右目用画像透過部２３２は、透過軸方向が第一偏光領域１８１を透過した右目用画像光と同じ方向を有し、吸収軸方向が上記透過軸方向と直交する方向を有する偏光板である。左目用画像透過部２３４は、透過軸方向が第二偏光領域１８２を透過した左目用画像光と同じ方向を有し、吸収軸方向が上記透過軸方向と直交する方向を有する偏光板である。これら右目用画像透過部２３２および左目用画像透過部２３４には、例えば二色性染料を含浸させたフィルムを一軸延伸して得られる偏光膜を貼り付けた偏光レンズが用いられる。
【００２３】
観察者５００は、立体画像表示装置１００により立体画像を観察するときに、第一偏光領域１８１を透過した右目用画像光および第二偏光領域１８２を透過した左目用画像光の出射する範囲内で、偏光眼鏡２００をかけて立体画像表示装置１００を観察することにより、右目５１２では右目用画像光に含まれる右目用画像だけを観察することができ、左目５１４では左目用画像光に含まれる左目用画像だけを観察することができる。したがって、観察者５００は、これら右目用画像および左目用画像を立体画像として認識することができる。
【００２４】
図３は、画像生成部１６０の一部を拡大して示す平面図である。図３に示すように、画像生成部１６０の右目用画像生成領域１６２および左目用画像生成領域１６４は、それぞれ水平方向において複数の小さなセルに分割されており、これらのセルの１つ１つが赤色表示画素３６１、緑色表示画素３６２および青色表示画素３６３となっている。なお、画像生成部１６０の右目用画像生成領域１６２および左目用画像生成領域１６４では、赤色表示画素３６１、緑色表示画素３６２および青色表示画素３６３が水平方向にこの順に繰り返して配される。
【００２５】
図４は、偏光軸制御板１８０の一部を拡大して示す平面図である。図４に示すように、偏光軸制御板１８０の第一偏光領域１８１および第二偏光領域１８２は、上記画像生成部１６０の右目用画像生成領域１６２および左目用画像生成領域１６４と同様にそれぞれ水平方向において複数の小さなセルに分割されており、これらのセルの１つ１つが赤色透過領域４８１、緑色透過領域４８２および青色透過領域４８３となっている。偏光軸制御板１８０の第一偏光領域１８１および第二偏光領域１８２には、赤色透過領域４８１、緑色透過領域４８２および青色透過領域４８３が水平方向にこの順に繰り返して配される。
【００２６】
図５は、立体画像表示装置１００における画像表示部１３０および偏光軸制御板１８０を抜き出して示す概略断面図である。図５は、偏光軸制御板１８０の第二偏光領域１８２を通る水平な断面で立体画像表示装置１００を切断した場合の概略断面図である。図５に示すように、画像表示部１３０および偏光軸制御板１８０が立体画像表示装置１００の一部として組み立てられた状態において、左目用画像生成領域１６４の赤色表示画素３６１は、第二偏光領域１８２の赤色透過領域４８１と対向した位置に配される。また、同様に、左目用画像生成領域１６４の緑色表示画素３６２および青色表示画素３６３は、それぞれ第二偏光領域１８２の緑色透過領域４８２および青色透過領域４８３と対向した位置に配される。なお、図示はしないが、右目用画像生成領域１６２の赤色表示画素３６１、緑色表示画素３６２および青色表示画素３６３についても、それぞれ第一偏光領域１８１の赤色透過領域４８１、緑色透過領域４８２および青色透過領域４８３と対向した位置に配される。
【００２７】
また、図５に示すように、赤色表示画素３６１は、液晶シャッタ３７１および赤色のカラーフィルター３８１を有する。また、同様に、緑色表示画素３６２は、液晶シャッタ３７２および緑色のカラーフィルター３８２を有し、青色表示画素３６３は、液晶シャッタ３７３および青色のカラーフィルター３８３を有する。液晶シャッタ３７１、３７２、３７３は、それぞれ偏光板１５０を透過した光をカラーフィルター３８１、３８２、３８３側に透過する状態と、当該光を遮断する状態とを切替える。
【００２８】
例えば液晶シャッタ３７１、３７２が偏光板１５０を透過した光をカラーフィルター３８１、３８２側に透過する状態であり、液晶シャッタ３７３が偏光板１５０を透過した光を遮断する状態である場合、液晶シャッタ３７１、３７２を透過した光はそれぞれカラーフィルター３８１、３８２を透過して赤色光および緑色光となる。これら赤色光および緑色光の少なくとも一部は、偏光板１７０を透過した後、第二偏光領域１８２の赤色透過領域４８１および緑色透過領域４８２に入射する。一方、青色表示画素３６３のカラーフィルター３８３には偏光板１５０を透過した光は入射しないので、偏光軸制御板１８０の青色透過領域４８３には青色光は入射しない。なお、偏光軸制御板１８０の赤色透過領域４８１および緑色透過領域４８２を透過した上記赤色光および緑色光は、右目用画像光または左目用画像光の一部として上記偏光眼鏡２００を掛けた観察者５００により観察される。
【００２９】
第二偏光領域１８２は、画像生成部１６０の赤色表示画素３６１、緑色表示画素３６２および青色表示画素３６３と対向した位置において、面方向と直交する方向の厚みがそれぞれ異なる。具体的には、図５に示すように、赤色表示画素３６１と対向する赤色透過領域４８１の厚み「Ｄ１」、緑色表示画素３６２と対向する緑色透過領域４８２の厚み「Ｄ２」、および、青色表示画素３６３と対向する青色透過領域４８３の厚み「Ｄ３」はそれぞれ異なり、この順に小さい。すなわち、第二偏光領域１８２では、赤色透過領域４８１、緑色透過領域４８２および青色透過領域４８３を透過する光の波長に比例して、赤色透過領域４８１が最も厚く、青色透過領域４８３が最も薄く、この厚みが周期的に繰り返される。このように赤色透過領域４８１、緑色透過領域４８２および青色透過領域４８３の厚みがそれぞれ異なることにより、第二偏光領域１８２は、面方向においてリターデーション値が不均一となっている。
【００３０】
このリターデーション値とは、第二偏光領域１８２に入射する常光線および異常光線に対する屈折率の差、および第二偏光領域１８２における入射光の光路上の長さに比例し、入射光の波長に反比例する値であり、入射光が第二偏光領域１８２を透過したときに常光線と異常光線との間に生じる位相差（位相遅れ）を示す。したがって、第二偏光領域１８２が一様な材質である場合、赤色表示画素３６１を透過して赤色透過領域４８１に入射した赤色光は、赤色透過領域４８１を透過するときに当該赤色透過領域４８１の上記厚みの大きさ（Ｄ１）並びに赤色光の波長に応じてその常光線と異常光線との間に位相差が生じる。また、この赤色光と同様に、緑色表示画素３６２を透過して緑色透過領域４８２に入射した緑色光、および青色表示画素３６３を透過して青色透過領域４８３に入射した青色光は、それぞれ緑色透過領域４８２および青色透過領域４８３を透過するときに当該緑色透過領域４８２および青色透過領域４８３の上記厚みの大きさ（Ｄ２、Ｄ３）並びに緑色光および青色光の波長に応じてその常光線と異常光線との間に位相差が生じる。
【００３１】
赤色透過領域４８１の上記厚みの大きさ（Ｄ１）は、入射する赤色光の波長の１／２の大きさのリターデーション値を有するように設定される。これにより、赤色透過領域４８１に入射した赤色光の偏光軸を正確に９０度だけ回転させて出射することができる。また、緑色透過領域４８２および青色透過領域４８３の上記厚みの大きさ（Ｄ２、Ｄ３）は、それぞれ入射する緑色光および青色光の波長の１／２の大きさのリターデーション値を有するように設定される。これにより、緑色透過領域４８２および青色透過領域４８３に入射した緑色光および青色光の偏光軸をそれぞれ正確に９０度だけ回転させて出射することができる。
【００３２】
このように、偏光軸制御板１８０の第二偏光領域１８２は、画像生成部１６０の赤色表示画素３６１、緑色表示画素３６２および青色表示画素３６３のそれぞれから出射する光が入射する位置において当該光の波長に応じて面方向と直交する方向の厚みがそれぞれ異なる。また、その厚みは、入射する光のリターデーション値が当該光の１／２波長となるように設定される。したがって、偏光軸制御板１８０から出射した光は、その波長に因らずにその偏光軸が９０度だけ回転するので、例えば左目用画像光における特定の波長の光の偏光軸が偏光軸制御板１８０において９０度より大きく異なった角度だけ回転することがない。ゆえに、観察者５００が上記偏光眼鏡２００を掛けて第二偏光領域１８２を透過した左目用画像光を観察する場合に、当該左目用画像光が左目用画像透過部２３４で吸収されにくくなるので、観察される左目用画像に生じる色味の変化を緩和させることができる。
【００３３】
なお、上記のように画像生成部１６０の右目用画像生成領域１６２から出射する右目用画像光は、その偏光軸を回転させずに偏光軸制御板１８０を透過させるので、偏光軸制御板１８０の第一偏光領域１８１には複屈折性を有する物質は用いられない。したがって、第一偏光領域１８１を透過する右目用画像光を観察者５００が観察する場合、右目用画像には色味の変化はほとんど生じない。しかしながら、他の理由により右目用画像に色味の変化が生じる場合は、当該色味の変化を緩和させるべく、第一偏光領域１８１の面方向と直交する方向の厚みを上記第二偏光領域１８２と同様に異ならせてもよい。
【００３４】
また、偏光軸制御板１８０の第二偏光領域１８２は、上記のように赤色表示画素３６１、緑色表示画素３６２および青色表示画素３６３の各画素毎に対向した位置の面方向と直交する方向の厚みを異ならせる形態に限定されない。他の例として、画像生成部１６０における隣り合う赤色表示画素３６１、緑色表示画素３６２および青色表示画素３６３の３つの画素を一つの単位画素として、偏光軸制御板１８０が当該単位画素毎に対向した位置の面方向と直交する方向の厚みを異ならせてもよい。この場合、複数の上記単位画素の各々でリターデーション値が異なることにより、第二偏光領域１８２全体ではリターデーション値が不均一となる。したがって、観察者５００が上記偏光眼鏡２００を掛けて第二偏光領域１８２を透過した左目用画像光を観察する場合に、当該左目用画像光における特定の波長の光だけが左目用画像透過部２３４で吸収されることがないので、観察される左目用画像に生じる色味の変化を緩和させることができる。また、偏光軸制御板１８０において厚みを異ならせるピッチが荒くてよいので、製造が容易になる。なお、厚みを異ならせる場合において、図５のように隣接する領域が階段状であってもよいし、隣接する領域が滑らかに接続されていてもよい。さらに他の例として、偏光軸制御板１８０の第二偏光領域１８２は、厚みがランダムであってもよい。この場合に、偏光軸制御板１８０の第二偏光領域１８２の厚みは、上記Ｄ１とＤ３との間においてランダムであってもよい。
【００３５】
また、偏光軸制御板１８０の第二偏光領域１８２は、赤色表示画素３６１、緑色表示画素３６２および青色表示画素３６３の各画素に対向した位置毎に、異なるリターデーション値を有する物質で形成されてもよい。この場合、赤色透過領域４８１、緑色透過領域４８２および青色透過領域４８３は、それぞれの領域を透過する光のリターデーション値が特定の同じ厚みにおいて、当該各光の１／２波長となるような物質で形成される。また、当該リターデーション値は複屈折を生じる添加物の量により設定されてもよい。
【００３６】
図６は、本発明の他の実施形態に係る立体画像表示装置１０１の分解斜視図である。図６に示す立体画像表示装置１０１において、図１に示す立体画像表示装置１００と同じ構成については同じ参照番号を付しており、以下において説明を省略する。また、図７は、立体画像表示装置１０１における画像表示部１３０および偏光軸制御板１８５を抜き出して示す概略断面図である。図７は、偏光軸制御板１８５の第一偏光領域１８６または第二偏光領域１８７を通る水平な断面で立体画像表示装置１０１を切断した場合の概略断面図である。なお、図７において図５に示す構成と同じものについては同じ参照番号を付しており、以下において説明を省略する。
【００３７】
図６に示すように、立体画像表示装置１０１は、立体画像表示装置１００の偏光軸制御板１８０に替えて偏光軸制御板１８５を備える。この偏光軸制御板１８５は、第一偏光領域１８６および第二偏光領域１８７を有する。偏光軸制御板１８５における第一偏光領域１８６および第二偏光領域１８７の位置および大きさは、上記偏光軸制御板１８０における第一偏光領域１８１および第二偏光領域１８２の位置および大きさと同様に、画像生成部１６０の右目用画像生成領域１６２および左目用画像生成領域１６４の位置および大きさに対応している。したがって、立体画像表示装置１０１の使用状態において、第一偏光領域１８６には、上記右目用画像生成領域１６２を透過した右目用画像光が入射し、第二偏光領域１８７には、上記左目用画像生成領域１６４を透過した左目用画像光が入射する。
【００３８】
第一偏光領域１８６は、入射した右目用画像光を右回りの円偏光として出射する。また、第二偏光領域１８７は、入射した左目用画像光を左回りの円偏光として出射する。なお、図６の偏光軸制御板１８５の矢印は、この偏光軸制御板１８５を通過した偏光の回転方向を示している。第一偏光領域１８６には、例えば光学軸が水平方向である１／４波長板が用いられ、第二偏光領域１８７には、例えば光学軸が鉛直方向である１／４波長板が用いられる。偏光軸制御板１８５の第一偏光領域１８６および第二偏光領域１８７は、上記偏光軸制御板１８０の第一偏光領域１８１および第二偏光領域１８２と同様にそれぞれ水平方向において複数の小さなセルに分割されており、これらのセルの１つ１つが後述する赤色透過領域４８４、緑色透過領域４８５および青色透過領域４８６となっている。偏光軸制御板１８５の第一偏光領域１８６および第二偏光領域１８７には、赤色透過領域４８４、緑色透過領域４８５および青色透過領域４８６が水平方向にこの順に繰り返して配される。
【００３９】
偏光軸制御板１８５を備えた立体画像表示装置１０１を観察する場合、観察者５００は、右目５１２側にあたる位置および左目５１４側にあたる位置にそれぞれ１／４波長板と偏光レンズが配された偏光眼鏡をかけて観察する。この偏光眼鏡において、観察者５００の右目５１２側にあたる位置に配される１／４波長板は光学軸が水平方向であり、観察者５００の左目５１４側にあたる位置に配される１／４波長板は光学軸が鉛直方向である。また、観察者５００の右目５１２側にあたる位置に配される偏光レンズ、および、観察者５００の左目５１４側にあたる位置に配される偏光レンズは、ともに透過軸の方向が観察者５００から見て右斜め４５度であり、吸収軸の方向は透過軸の方向と直交する方向である。
【００４０】
観察者５００が上記の偏光眼鏡をかけて立体画像表示装置１０１を観察する場合、観察者５００の右目５１２側では、偏光軸が観察者５００から見て右回りの円偏光が入射したときに、その円偏光は上記の光学軸が水平方向である１／４波長板によって右斜め４５度の直線偏光に変換された後、上記偏光レンズを透過して観察者５００の右目５１２で観察される。また、観察者５００の左目５１４側では、偏光軸が観察者５００から見て左回りの円偏光が入射したときに、その円偏光は上記の光学軸が鉛直方向である１／４波長板によって右斜め４５度の直線偏光に変換された後、上記偏光レンズを透過して観察者５００の左目５１４で観察される。このように、上記偏光眼鏡をかけて立体画像表示装置１０１を観察することにより、右目５１２では右目用画像光に含まれる右目用画像だけを観察することができ、左目５１４では左目用画像光に含まれる左目用画像だけを観察することができる。したがって、観察者５００は、これら右目用画像および左目用画像を立体画像として認識することができる。
【００４１】
図７に示すように、画像表示部１３０および偏光軸制御板１８５が立体画像表示装置１０１の一部として組み立てられた状態において、第一偏光領域１８６および第二偏光領域１８７の赤色透過領域４８４は、右目用画像生成領域１６２および左目用画像生成領域１６４の赤色表示画素３６１と対向した位置に配される。また、同様に、第一偏光領域１８６および第二偏光領域１８７の緑色透過領域４８５および青色透過領域４８６は、それぞれ右目用画像生成領域１６２および左目用画像生成領域１６４の緑色表示画素３６２および青色表示画素３６３と対向した位置に配される。
【００４２】
第一偏光領域１８６および第二偏光領域１８７は、画像生成部１６０の赤色表示画素３６１、緑色表示画素３６２および青色表示画素３６３と対向した位置において、面方向と直交する方向の厚みがそれぞれ異なる。具体的には、図７に示すように、赤色表示画素３６１と対向する赤色透過領域４８４の厚みの大きさＤ４、緑色表示画素３６２と対向する緑色透過領域４８５の厚みの大きさＤ５、および青色表示画素３６３と対向する青色透過領域４８６の厚みの大きさＤ６はそれぞれ異なり、この順に小さい。すなわち、第二偏光領域１８７では、赤色透過領域４８４の部分が面方向と直交する方向において最も厚く、青色透過領域４８６の部分が最も薄い。このように赤色透過領域４８４、緑色透過領域４８５および青色透過領域４８６の厚みがそれぞれ異なることにより、第二偏光領域１８７は、面方向においてリターデーション値が不均一となっている。
【００４３】
赤色透過領域４８４の上記厚みの大きさＤ４は、赤色透過領域４８４が入射する赤色光の波長の１／４の大きさのリターデーション値を有するように設定される。これにより、赤色透過領域４８４に入射した赤色光を正確に右回りまたは左回りの円偏光に変換して出射することができる。また、緑色透過領域４８５および青色透過領域４８６の上記厚みの大きさＤ５、Ｄ６は、緑色透過領域４８５および青色透過領域４８６が、それぞれ入射する緑色光および青色光の波長の１／４の大きさのリターデーション値を有するように設定される。これにより、緑色透過領域４８５および青色透過領域４８６に入射した緑色光および青色光の偏光軸をそれぞれ正確に右回りまたは左回りの円偏光に変換して出射することができる。
【００４４】
このように、偏光軸制御板１８５の第二偏光領域１８７は、画像生成部１６０の赤色表示画素３６１、緑色表示画素３６２および青色表示画素３６３のそれぞれから出射する光が入射する位置において当該光の波長に応じて面方向と直交する方向の厚みがそれぞれ異なる。また、その厚みは、入射する光のリターデーション値が当該光の１／４波長となるように設定される。したがって、偏光軸制御板１８５から出射した光は、その波長に因らずに右回りの円偏光または左回りの円偏光となる。ゆえに、観察者５００が上記偏光眼鏡を掛けて偏光軸制御板１８５を透過した画像光を観察する場合に、当該画像光が当該偏光眼鏡に配された偏光レンズで吸収されにくくなるので、観察される右目用画像および左目用画像に生じる色味の変化を緩和させることができる。
【００４５】
また、偏光軸制御板１８５の第一偏光領域１８６および第二偏光領域１８７は、赤色表示画素３６１、緑色表示画素３６２および青色表示画素３６３の各画素に対向した位置毎に、異なるリターデーション値を有する物質で形成された１／４波長板であってもよい。この場合、赤色透過領域４８４、緑色透過領域４８５および青色透過領域４８６は、それぞれの領域を透過する光のリターデーション値が例えば当該各光の１／４波長となるような物質で形成される。また、当該リターデーション値は複屈折を生じる添加物の量により設定されてもよい。
【００４６】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００４７】
上記説明から明らかなように、本発明の実施形態によれば、偏光軸制御板の第一偏光領域および第二偏光領域を含む面方向においてリターデーション値が不均一なので、偏光軸制御板を出射する光の色味を緩和させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一の実施形態に係る立体画像表示装置１００の分解斜視図である。
【図２】立体画像表示装置１００の使用状態を示す概略図である。
【図３】画像生成部１６０の一部を拡大して示す平面図である。
【図４】偏光軸制御板１８０の一部を拡大して示す平面図である。
【図５】立体画像表示装置１００における画像表示部１３０および偏光軸制御板１８０を抜き出して示す概略断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る立体画像表示装置１０１の分解斜視図である。
【図７】立体画像表示装置１０１における画像表示部１３０および偏光軸制御板１８５を抜き出して示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１００  立体画像表示装置、１０１  立体画像表示装置、１２０  光源、１３０  画像表示部、１５０  偏光板、１６０  画像生成部、１６２  右目用画像生成領域、１６４  左目用画像生成領域、１７０  偏光板、１８０  偏光軸制御板、１８１  第一偏光領域、１８２  第二偏光領域、１８５  偏光軸制御板、１８６  第一偏光領域、１８７  第二偏光領域、２００  偏光眼鏡、２３２  右目用画像透過部、２３４  左目用画像透過部、３６１  赤色表示画素、３６２  緑色表示画素、３６３  青色表示画素、３７１  液晶シャッタ、３７２  液晶シャッタ、３７３  液晶シャッタ、３８１  カラーフィルター、３８２  カラーフィルター、３８３  カラーフィルター、４８１  赤色透過領域、４８２  緑色透過領域、４８３  青色透過領域、４８４  赤色透過領域、４８５  緑色透過領域、４８６  青色透過領域、５００  観察者、５１２  右目、５１４  左目
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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