(57)【要約】【課題】視差のある映像を表示する表示器（１０）と、開口を有し、表示器からの映像光または表示器への照明光の進路を規制するバリア（２０）を備えた積層構造からなる立体映像表示装置における、干渉縞を防止する。【解決手段】表示器の画素とバリアの開口の相対位置の変動を防止するために表示器とバリアを固定部材（４０）によって固定するとともに、表示器とバリアの間に透明で球状の微小部材（６０）を介在させて、両者の間に空隙を形成する。表示器とバリアの距離を確保するために両者の間に透明な板状部材（５０）を配置する構成では、バリアと板状部材の間に微小部材を介在させる。【選択図】      図３
2004271616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
視差のある映像を交互に並べて表示する表示器と、複数の開口を有し、開口以外の部分で光を遮断するバリアを備え、前記バリアによって表示器からの映像光の進路を規制して左右の眼に異なる映像光を導いて、立体的な映像を提供する立体映像表示装置において、
前記表示器と前記バリアの間に透明な微小部材を複数備え、前記表示器と前記バリアの間に空隙が存在することを特徴とする立体映像表示装置。
【請求項２】
視差のある映像を交互に並べて表示する表示器と、複数の開口を有し、開口以外の部分で光を遮断するバリアと、前記表示器と前記バリアの間に位置して表示器とバリアの間隔を調整する透明な板状部材を備え、前記バリアによって表示器からの映像光の進路を規制して左右の眼に異なる映像光を導いて、立体的な映像を提供する立体映像表示装置において、
前記板状部材と前記バリアの間に透明な微小部材を複数備え、板状部材とバリアの間に空隙が存在することを特徴とする立体映像表示装置。
【請求項３】
視差のある映像を交互に並べて表示する表示器と、複数の開口を有し、開口以外の部分で光を遮断するバリアと、前記表示器と前記バリアの間に位置して表示器とバリアの間隔を調整する透明な板状部材を備え、前記バリアによって表示器からの映像光の進路を規制して左右の眼に異なる映像光を導いて、立体的な映像を提供する立体映像表示装置において、
前記表示器と前記板状部材の間に透明な微小部材を複数備え、板状部材とバリアの間に空隙が存在することを特徴とする立体映像表示装置。
【請求項４】
視差のある映像を交互に並べて表示する液晶表示器と、前記液晶表示器に照明光を与える照明器と、複数の開口を有し、開口以外の部分で光を遮断するバリアを備え、前記バリアによって前記照明器からの照明光の進路を規制して左右の眼に前記液晶表示器からの異なる映像光を導いて、立体的な映像を提供する立体映像表示装置において、
前記表示器と前記バリアの間に透明な微小部材を複数備え、表示器とバリアの間に空隙が存在することを特徴とする立体映像表示装置。
【請求項５】
視差のある映像を交互に並べて表示する液晶表示器と、前記液晶表示器に照明光を与える照明器と、複数の開口を有し、開口以外の部分で光を遮断するバリアと、前記表示器と前記バリアの間に位置して表示器とバリアの間隔を調整する透明な板状部材を備え、前記バリアによって前記照明器からの照明光の進路を規制して左右の眼に前記液晶表示器からの異なる映像光を導いて、立体的な映像を提供する立体映像表示装置において、
前記板状部材と前記バリアの間に透明な微小部材を複数備え、板状部材とバリアの間に空隙が存在することを特徴とする立体映像表示装置。
【請求項６】
視差のある映像を交互に並べて表示する液晶表示器と、前記液晶表示器に照明光を与える照明器と、複数の開口を有し、開口以外の部分で光を遮断するバリアと、前記表示器と前記バリアの間に位置して表示器とバリアの間隔を調整する透明な板状部材を備え、前記バリアによって前記照明器からの照明光の進路を規制して左右の眼に前記液晶表示器からの異なる映像光を導いて、立体的な映像を提供する立体映像表示装置において、
前記板状部材と液晶表示器の間に透明な微小部材を複数備え、板状部材とバリアの間に空隙が存在することを特徴とする立体映像表示装置。
【請求項７】
前記微小部材は弾力性を有する球状の部材であることを特徴とする請求項１から６の何れか１項記載の立体映像表示装置。
【請求項８】
前記バリアは、前記立体映像表示装置の表示映像を立体映像と非立体映像とに切り替えて表示することが可能なバリアであることを特徴とする請求項１から７の何れか１項記載の立体映像表示装置。
【請求項９】
前記バリアは一対の透明基板で液晶を挟んで形成されていることを特徴とする請求項９記載の立体映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、立体的な映像を提供する立体映像表示装置に関し、特に両眼の視差により立体映像を得ると共に特殊なメガネを用いない立体映像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
視差のある２つの映像を表示して、一方の映像光を左眼に導き他方の映像光を右眼に導くことにより、立体的な映像を提供する立体映像表示装置が提案されている。立体映像を提供するためには、左眼用の映像光が左眼のみに入射し、右眼用の映像光が右眼のみに入射するようにする必要があり、その一法として、光の進路を規制するバリアを用いることが行われている。左眼用の映像と右眼用の映像を並べて表示し、大きなバリアでそれらの映像光の進路を規制することもできるが、そのようにすると左眼用の映像光と右眼用の映像光の進行方向に過大な角度差が生じて、自然な立体映像を提供することは難しい。
【０００３】
そこで、左眼用の映像と右眼用の映像をそれぞれ一部分ずつ交互に並べて表示し、両映像の各部分に対応する複数の開口を有するバリアを用いるパララックスバリア方式の立体映像表示装置が知られている。このような立体映像表示装置の構成を図１の断面図に模式的に示す。
【０００４】
図１（ａ）の立体映像表示装置は、表示器１０、バリア２０、および照明器３０より成る。表示器１０は、例えば透過型の液晶表示器であって、多数の画素１０ｐを有し、左右方向に並ぶ１画素ごとに、左眼用の映像Ｌと右眼用の映像Ｒを交互に表示する。バリア２０は、表示器１０の画素１０ｐと同程度の幅の開口２０ａを２つの画素１０ｐごとに有し、液晶表示器１０からの映像光のうち開口２０ａに入射するもの以外を遮断する。照明器３０は表示器１０を背面から照明する照明光（バックライト）を発し、表示器１０は、表示した映像によって照明光を変調して映像を表す映像光とする。
【０００５】
バリア２０の開口２０ａに対する左眼用の映像Ｌと右眼用の映像Ｒの位置には差があり、これにより、開口２０ａ通過後の左眼用の映像Ｌの映像光の進行方向と右眼用の映像Ｒの映像光の進行方向に差が生じて、観察者の左眼には左眼用の映像Ｌの映像光のみが入射し、右眼には右眼用の映像Ｒの映像光のみが入射する。
【０００６】
また、図１（ｂ）に示すように、バリア２０を表示器１０と照明器３０の間に配置することも可能である。照明器３０からの光はバリア２０によって進路を規制され、左眼用の映像Ｌに入射する照明光と右眼用の映像Ｒに入射する照明光の進行方向には角度差が生じる。この角度差は映像光となった後も保たれ、観察者の左眼には左眼用の映像Ｌの映像光のみが入射し、右眼には右眼用の映像Ｒの映像光のみが入射する。
【０００７】
バリア２０としては、液晶パネルを用いてバリア２０を表示するものが知られている。これはバリアに液晶パネルを用いると、その全体を光を透過させる配向にしてバリア２０として機能しない設定とすることも可能であり、立体映像を提供することと、非立体的な通常の映像を提供することを、切り替えることができるからである。
【０００８】
そして表示器１０とバリア２０は、画素１０ｐと開口２０ａとの相対位置を不変にするために、固定して１つのユニットとするのが一般的である。ユニット化された表示器１０とバリア２０を図２（ａ）に示す。このユニットでは、表示器１０とバリア２０は互いに密接する形態で、端部を固定用の部材４０によって固定されている。
【０００９】
また一方、テレビのように大きな映像を提供する立体映像表示装置では、左眼用の映像光と右眼用の映像光の進行方向の角度差を小さくして、比較的遠距離からでも立体映像を観察することができるようにするために、表示器１０とバリア２０の間に透明な板状部材を配置して、表示器１０とバリア２０との距離を確保する必要がある。（例えば、特開平３−１１９８８９号）。この場合は、表示器１０とバリア２０と板状部材とをユニット化することになる。ユニット化された表示器１０とバリア２０と板状部材５０を図２（ｂ）に示す。このユニットでは、表示器１０と板状部材４０、バリア２０と板状部材４０は互いに密接する形態で、端部を固定用の部材４０によって固定されることになる。
【００１０】
【特許文献１】
特開平３−１１９８８９号
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、表示器１０、バリア２０、板状部材５０の表面をきわめて厳密に平面としない限り、これらの部材の表面全体を密接させることができないが、厳密に平坦とすることは実際には困難であり、部材間にどうしても微小な空隙が部分的に生じてしまう。そしてこの空隙を介して対向する表面間で光が反射されて、ニュートンリングの如き干渉縞が発生する。
【００１２】
このような干渉縞は表示器１０とバリア２０の間、或いは表示器１０と板状部材５０との間と板状部材５０とバリア２０との間で生じることになる。そしてこの干渉縞は、映像のある部分と映像のない部分との境界近傍においては立体映像の表示品位に対し極めて大きく影響を与え、観察者に対し強い違和感を与えることになる。
【００１３】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、バリアとこれに接触する他の部材との間に生じる干渉縞を抑えた立体映像表示装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、視差のある映像を交互に並べて表示する表示器と、複数の開口を有し、開口以外の部分で光を遮断するバリアを備え、前記バリアによって表示器からの映像光の進路を規制して左右の眼に異なる映像光を導いて、立体的な映像を提供する立体映像表示装置において、前記表示器と前記バリアの間に透明な微小部材を複数備え、前記表示器と前記バリアの間に空隙が存在する構成とする。
【００１５】
本発明ではまた、視差のある映像を交互に並べて表示する表示器と、複数の開口を有し、開口以外の部分で光を遮断するバリアと、前記表示器と前記バリアの間に位置して表示器とバリアの間隔を調整する透明な板状部材を備え、前記バリアによって表示器からの映像光の進路を規制して左右の眼に異なる映像光を導いて、立体的な映像を提供する立体映像表示装置において、前記板状部材と前記バリアの間に透明な微小部材を複数備え、板状部材とバリアの間に空隙が存在する構成とする。
【００１６】
本発明ではまた、視差のある映像を交互に並べて表示する表示器と、複数の開口を有し、開口以外の部分で光を遮断するバリアと、前記表示器と前記バリアの間に位置して表示器とバリアの間隔を調整する透明な板状部材を備え、前記バリアによって表示器からの映像光の進路を規制して左右の眼に異なる映像光を導いて、立体的な映像を提供する立体映像表示装置において、前記表示器と前記板状部材の間に透明な微小部材を複数備え、板状部材とバリアの間に空隙が存在する構成とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の立体映像表示装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。図３（ａ）に、第１の実施形態の立体映像表示装置が備える表示器１０とバリア２０を示す。
【００１８】
表示器１０は例えば一対のガラス基板間に液晶層が形成されており、一方の基板上にはマトリクス状に配置されるＴＦＴと、このＴＦＴとそれぞれ接続する画素電極が形成されており、他方の基板にはカラーフィルタと共通電極が形成された液晶表示器である。
【００１９】
バリア２０は、立体映像を提供することと、非立体的な通常の映像を提供することを、切り替えることができるようにするため、スイッチ用の液晶パネルを用いている。
【００２０】
このスイッチ用液晶パネルを用いたバリア２０としては、通常の液晶表示装置に用いられる単純マトリクス駆動タイプのものやアクティブマトリクス駆動タイプの液晶パネルでも構わないが、基板上に複雑な配線等の形成が必要となるため、それだけ歩留まりを下げてしまう恐れが高い。
【００２１】
そこでバリア２０は、液晶を挟む一対の透明な基板のうち、一方の基板にはＩＴＯ等の透明電極を全体に形成し、他方の基板には開口部分以外に透明電極を形成し、電極に駆動電圧が印加されないときに光を全て透過させる配向に液晶を設定して製造されている。このようにすれば、駆動電圧が印加されることで、両基板に透明電極が形成されている位置は遮光部となり、一方の基板にしか透明電極が形成されていな部分は光を透過させる開口となる。そしてこのようなバリア２０は開口を形成したい位置だけ透明電極を形成しなければ良いので、アクティブマトリクス駆動タイプ等の液晶パネルを用いたバリアに比べ比較的簡単なプロセスで製造できる。
【００２２】
なお、バリア２０の形状としては、開口と遮光部がストライプ状に交互に形成されたものや、表示器１０の一画素程度の大きさの短い開口が階段状に形成されたもの等ある。またバリア２０は所謂２眼式と呼ばれる立体映像表示装置に用いられるものだけでなく、多方向からの情報を得ることができる所謂多眼式と呼ばれる立体映像表示装置においても用いられるものでも構わない。この場合表示器１０には視差のある複数の映像が交互に並べて表示される。例えば４眼式の場合には１画素ごとに、４つの映像がそれぞれ交互に表示される。
【００２３】
表示器１０とバリア２０は、表示器１０の画素１１ｐ（図１）とバリア２０の開口２０ａ（図１）の相対位置が変動しないような固定手段によって固定されており、この実施形態においては周辺部を固定部材４０によって固定されている。ただし、従来のように表示器１０とバリア２０を密接させるのとは異なり、表示器１０とバリア２０の間には透明で微小な部材６０が多数配置されており、表示器１０とバリア２０は直接接触せず、両者の間には空隙７０が存在する。
【００２４】
この透明な微小部材６０は、球状であり、プラスチック等で作製されている。また、微小部材６０の直径は、１０μｍ〜１００μｍの範囲内の一定値（例えば３０μｍ）から１０％程度の誤差範囲内である。このため、個々の微小部材６０と表示器１０およびバリア２０が接触する面積は小さく、微小部材６０による光吸収等の影響は少ない。この微小部材６０によって、表示器１０とバリア２０の間に空隙７０が形成される。この空隙７０は光の波長に対し十分に大きなものとなっている。そして、この空隙７０が形成されているため、干渉縞の発生が抑えられる。
【００２５】
また、この微小部材６０は弾力性を有している。微小部材６０が硬いものであると、バリア２０と微小部材６０が接触する部位の周囲には円形の干渉縞が生じる恐れがあるが、弾力性を有することにより、微小部材６０がある程度押しつぶされので、このような干渉縞の発生は抑えられる。また微小部材６０は表示器１０とバリア２０との間に光の波長に対して十分に大きな空隙７０を設ければければよいだけなので空隙７０の均一性等はあまり要求されない。そして微小部材６０が弾力性を有することにより、厳密な高さの調整等を必要とせず、容易に空隙７０を形成することが出来る。
【００２６】
この微小部材６０を配置する密度はあまり多すぎると逆に輝度の低下等が発生することが考えられるため、１ｍｍ２当たり１００個程度とするとよい。この密度であれば、表示器１０とバリア２０の全体にわたって空隙７０を形成することができ、しかも、微小部材６０同士が接触して短いながら干渉縞が連なって発生するのを防止することができる。このような点からも微小部材６０が球状であれば、均一な散布を実現することが容易である。また、微小部材６０には、粘着性が付与されたものを採用するとよい。表示器１０とバリア２０の固定に際して、微小部材６０を均一な密度で配置することが容易になり、固定後も微小部材６０の移動を防止することができて、空隙７０を容易に形成することが出来る。
【００２７】
図３（ｂ）に、第２の実施形態の立体映像表示装置が備える表示器１０とバリア２０と透明な板状部材５０を示す。立体映像表示装置が大型になればなるほど、通常表示器１０から離れて観察することになるため、表示器１０とバリア２０との間隔を広げておかなければならない。そこで本実施形態の立体映像表示装置は、比較的遠距離から立体映像を観察し得るようにするために、表示器１０とバリア２０の間隔を調整する前述の板状部材５０を備えたものである。
【００２８】
表示器１０とバリア２０と板状部材５０は、表示器１０の画素１１ｐ（図１）とバリア２０の開口２０ａ（図１）の相対位置が変動しないような固定手段によって固定されており、この実施形態においても周辺部を固定部材４０によって固定されている。ただし、従来のものとは異なり、バリア２０と透明な板状部材５０の間には、第１の実施形態で述べた透明で微小な部材６０が多数配置されており、バリア２０と板状部材５０は直接接触せず、両者の間には空隙７０が存在する。
【００２９】
本実施形態の立体映像表示装置も、第１の実施形態で述べた理由と同じ理由により、干渉縞が生じるのを防止することができる。また表示器１０と板状部材５０の間にも微小部材６０を配置して、両者の間に空隙７０を形成するようにしてもよい。一層高品位の映像を提供することが可能になる。
【００３０】
また、表示器１０とバリア２０と板状部材５０との積層構造であるため、それだけ干渉縞の発生が多くなるが、このような積層構造の立体映像表示装置において本発明は極めて有効である。
【００３１】
また、各実施形態の立体映像表示装置は、図１（ａ）に示したように、バリア２０が表示器１０から映像光の進路を規制する構成とすることができるし、図１（ｂ）に示したように、バリア２０が照明器３０からの照明光の進路を規制して表示器１０に導く構成とすることもできる。バリア２０が表示器１０から映像光の進路を規制する構成では、表示器１０として、液晶表示器や他の方式のもの、例えばＰＤＰや有機ＥＬを用いたディスプレイのように自ら映像光を発する素子を採用することができる。
【００３２】
なお、表示器１０等を固定する手段としては固定部材４０を示したが、この他表示器１０等の周辺をシール材によって固定しても良い。
【００３３】
さらに、いずれの構成とする場合でも、バリア２０として開口２０ａを有する金属板等の一定不変の部材を用いた固定バリアで、常時立体映像を提供するようにしてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、バリアに接触する部材との間に生じる干渉縞の防止することができ、高品位の立体映像を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】バリアによって光の進路を規制する立体映像表示装置の一般的な構成を模式的に示す断面図。
【図２】従来の立体映像表示装置における表示器とバリアの固定を模式的に示す断面図。
【図３】本発明の立体映像表示装置における表示器とバリアの固定を模式的に示す断面図。
【符号の説明】
１０    表示器
１０ｐ  画素
２０    バリア
２０ａ  開口
３０    照明器
４０    固定部材
５０    透明板状部材
６０    透明微小部材
７０    空隙
【図１】
2004271616.tif 000003
【図２】
2004271616.tif 000004
【図３】
2004271616.tif 000005