(57)【要約】【課題】左眼用と右眼用の映像を表示する液晶表示器（１０）に与える照明光の進路を別の液晶パネル（２１）が表示するバリアによって規制して、左眼用の映像光と右眼用の映像光を分離する立体映像表示装置における、照明光の利用効率を高める。【解決手段】照明光を発する照明器（３０）とバリア表示用の液晶パネル（２１）の間に、コレステリックフィルム（２３）と１／４波長位相差板（２４）を配置する。照明器（３０）が発する無偏光の照明光は、コレステリックフィルム（２３）によって、透過する円偏光と反射される円偏光に分離される。反射された円偏光は照明器（３０）によって反射されて回転方向が逆の円偏光となり、コレステリックフィルム（２３）を透過する。コレステリックフィルム（２３）を透過した円偏光は、１／４波長位相差板（２４）を透過して直線偏光となり、液晶パネル（２１）に入射する。【選択図】      図３
2004264761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
視差のある複数の映像を交互に並べて表示し、与えられる照明光を表示した映像によって映像光とする液晶表示器と、液晶表示器に照明光を与える照明器と、液晶表示器と照明器の間に配置され、照明光の進路を規制して、複数の映像を照明する照明光の進行方向を相違させるバリアを表示する液晶パネルを備え、照明光の進行方向を維持して左右の眼に異なる映像の映像光を導いて、立体的な映像を提供する立体映像表示装置において、
照明器と液晶パネルの間にコレステリックフィルムを備え、コレステリックフィルムと液晶パネルの間に１／４波長位相差板を備えることを特徴とする立体映像表示装置。
【請求項２】
バリアを表示する液晶パネルを非表示の設定にすることにより二次元映像表示を可能とすることを特徴とする請求項１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、液晶表示器１０、バリア２０、および照明器３０より成る。液晶表示器１０は、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（バックライト）は液晶表示器１０を背面から照射する照明光を発し、液晶表示器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】
図１（ｂ）に示すように、バリア２０を液晶表示器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として液晶パネルを用いることができる。すなわち、液晶パネルの一部分を光を透過させる配向として開口２０ａとし、他の部分を光を遮断する配向として、バリア２０を現出する。液晶パネルを用いると、その全体で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。
【０００８】
図１（ｂ）のように、映像表示用の液晶表示器１０と照明器３０との間にバリア２０が位置する設定で、液晶パネルによってバリア２０を表示する従来の立体映像表示装置の構成を図２に模式的に示す。この立体映像表示装置９は、映像を表示する液晶表示器１０、液晶パネル２１、偏光板２２、および照明器３０より成る。このような構成は、例えば特開平１０−２６８２３０号に開示されている。
【０００９】
映像を表示する液晶表示器１０は、液晶パネル１１と、これを挟む２つの偏光板１２、１３より成る。液晶表示器１０は、液晶パネル１１が、偏光板１２を透過して直線偏光として入射する照明光の一部分の偏光面を、表示した映像によって回転させ、偏光板１３が、偏光面の回転した光と回転しなかった光の一方を遮断することによって変調し、偏光板１３から出射する光を表示した映像を表す映像光とする。
【００１０】
偏光板２２は、照明器３０が発する無偏光のうち、所定の偏光面を有するもののみを透過させて直線偏光とする。液晶パネル２１は、一部に開口２０ａを含むバリア２０を表す映像を表示し、偏光板２２から直線偏光として入射する照明光の一部分の偏光面を、表示したバリア２０の映像によって９０゜回転させる。
【００１１】
偏光板２２を透過した直線偏光の偏光面を、液晶表示器１０の偏光板１２が透過させる直線偏光の偏光面と平行にする場合、液晶パネル２１のうち、開口２０ａに相当する部分は、偏光面を回転させない配向とし、開口２０ａ以外の部分は偏光面を９０゜回転させる設定としておく。偏光板２２を透過した直線偏光の偏光面を偏光板１２が透過させる直線偏光の偏光面と垂直にする場合は逆に、液晶パネル２１のうち、開口２０ａに相当する部分を偏光面を９０゜回転させる配向とし、開口２０ａ以外の部分を偏光面を回転させない配向とする。
【００１２】
液晶パネル２１の全体を、偏光面を回転させない配向または９０゜回転させる配向とすることで、偏光板２２を透過した照明光を全て液晶表示器１０に導くことが可能になり、液晶表示器１０によって非立体的な通常の映像を表示するときは、液晶パネル２１をそのように設定する。
【００１３】
【特許文献１】
特開平１０−２６８２３０号
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
立体映像を提供するときは、バリアによって失われる照明光があり、非立体的な通常の映像を提供するときよりも照明光が減少するから、明るい立体映像を提供するために、できるだけ照明光の損失を抑えるのが望ましい。ところが、図２に示した立体映像表示装置９では、バリア表示用の液晶パネル２１に導く直線偏光を生成するために偏光板２２を用いており、このため、照明器３０が発した照明光の１／２は偏光板２２によって吸収されて失われる。
【００１５】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、照明器からの照明光を効率よくバリア表示用の液晶パネルに導くことが可能な立体映像表示装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【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、視差のある複数の映像を交互に並べて表示し、与えられる照明光を表示した映像によって映像光とする液晶表示器と、液晶表示器に照明光を与える照明器と、液晶表示器と照明器の間に配置され、照明光の進路を規制して、複数の映像を照明する照明光の進行方向を相違させるバリアを表示する液晶パネルを備え、照明光の進行方向を維持して左右の眼に異なる映像の映像光を導いて、立体的な映像を提供する立体映像表示装置において、照明器と液晶パネルの間にコレステリックフィルムを備え、コレステリックフィルムと液晶パネルの間に１／４波長位相差板を備える構成とする。
【００１７】
本発明ではまた、バリアを表示する液晶パネルを非表示の設定にすることにより二次元映像表示を可能とすることを特徴とする。
【００１８】
この立体映像表示装置では、照明器が発する照明光は、まず、コレステリックフィルムに入射して、回転方向が互いに逆で一方は透過し他方は反射される２種の円偏光に分離される。コレステリックフィルムを透過した円偏光は、１／４波長位相差板を透過することにより直線偏光となって、バリア表示用の液晶パネルに入射する。コレステリックフィルムによって反射された円偏光の回転方向は変わらず、照明器によって反射される。照明器によって反射されることにより円偏光の回転方向は変わり、この円偏光はコレステリックフィルムを透過し、さらに１／４波長位相差板を透過して、液晶パネルに入射する。したがって、照明器が発する照明光の大部分を、バリア表示用の液晶パネルの照明に用いることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図３に本実施形態の立体映像表示装置１の構成を模式的に示す。立体映像表示装置１は、映像表示用の液晶表示器１０、バリア表示用の液晶パネル２１、コレステリックフィルム２３、１／４波長位相差板２４より成る。液晶表示器１０の構成は、図２に示した従来のものと同様である。
【００２０】
コレステリックフィルム２３は、コレステリック液晶を透明基板（不図示）に塗布してフィルム状としたものである。コレステリック液晶は一般に、そのキラリティに応じて、回転方向の異なる２種の円偏光の一方を透過させ、他方を反射するという特性を有する。また、金属の表面のような通常の反射面とは異なり、反射後も円偏光の回転方向を維持するという特性も有する。立体映像表示装置１では、これらの特性を利用する。
【００２１】
照明器３０が発する無偏光の照明光は、コレステリックフィルム２３に入射して、これを透過する円偏光と、反射される円偏光に分離される。コレステリックフィルム２３によって反射された円偏光は、照明器３０に入射し、照明光を発する部位または照明器３０に設けられた反射板（不図示）によって反射され、回転方向が逆の円偏光となって、コレステリックフィルム２３に再入射する。この円偏光は、コレステリックフィルム２３を透過し、したがって、照明器３０が発する照明光の大部分は、コレステリックフィルム２３を透過することになる。コレステリックフィルム２３を透過した円偏光は、１／４波長位相差板２４を透過して直線偏光となり、液晶パネル２１に入射する。
【００２２】
液晶パネル２１は、立体映像提供のために液晶表示器１０が視差のある２つの映像を表示するときは、開口２０ａ（図１）を有するバリア２０を表す映像を表示し、表示した映像によって、１／４波長位相差板２４から直線偏光として入射する照明光の一部分の偏光面を９０゜回転させる。また、液晶パネル２１は、非立体的な映像の提供のために液晶表示器１０が単一の映像を表示するときは、バリアを表示せず、照明光の全体の偏光面を回転させないか、照明光全体の偏光面を９０゜回転させる。
【００２３】
１／４波長位相差板２４は、液晶パネル２１に向かう直線偏光の偏光面が、液晶表示器１０の偏光板１２が透過させる直線偏光の偏光面と平行になる向き、または垂直になる向きに配置されている。１／４波長位相差板２４の向きと直線偏光に対する液晶パネル２１の作用との関係は、次のように設定されている。
【００２４】
液晶パネル２１に向かう直線偏光と偏光板１２が透過させる直線偏光の偏光面を平行にする場合、液晶パネル２１は、バリア２０を表示するとき、開口２０ａに相当する部分では偏光面を回転させず、開口２０ａ以外に相当する部分では偏光面を９０゜回転させる。バリアを表示しないときも、開口２０ａに相当する部分と同様に、偏光面を回転させない。液晶パネル２１に向かう直線偏光と偏光板１２が透過させる直線偏光の偏光面を垂直にする場合、液晶パネル２１は、バリア２０を表示するとき、開口２０ａに相当する部分で偏光面を９０゜回転させ、開口２０ａ以外に相当する部分では偏光面を回転させない。バリアを表示しないときも、開口２０ａに相当する部分と同様に、偏光面を９０゜回転させる。
【００２５】
液晶表示器１０の偏光板１２は、上記の設定に応じて、液晶パネル２１が偏光面を回転させた直線偏光、または、偏光面を回転させなかった直線偏光を透過させる。液晶パネル１１は、立体映像を提供するときは、視差のある左眼用の映像と右眼用の映像を一部分ずつ交互に並べて表示し、非立体的な映像を提供するときは単一の映像を表示して、表示した映像によって、偏光板１２を透過した直線偏光の一部分の偏光面を９０゜回転させる。
【００２６】
偏光板１３は、偏光板１２が透過させる直線偏光の偏光面に平行または垂直な偏光面の直線偏光を透過させる向きに配置されており、液晶パネル１１からの光に含まれる偏光面が互いに直交する２種の直線偏光の一方を透過させる。これで、液晶表示器１０から出射する光は、液晶パネル１１が表示した映像を表す映像光となる。また、液晶パネル１１が左眼用と右眼用の映像を表示し、液晶パネル２１がバリア２０を表示しているときは、液晶表示器１０から出射する映像光の進行方向は、左眼用の映像光と右眼用の映像光とで異なる。
【００２７】
なお、液晶パネル１１に赤色光、緑色光、青色光のいずれかを選択的に透過させる３種の画素を備える等の周知の技術を用いて、カラー映像を提供することもできる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、コレステリックフィルムと１／４波長位相差板を用いることにより、照明器が発する照明光の大部分を、バリア表示用の液晶パネルの照明に利用することができて、明るい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の構成を模式的に示す断面図。
【図３】本発明の一実施形態である立体映像表示装置の構成を模式的に示す断面図。
【符号の説明】
１    立体映像表示装置
１０    液晶表示器
１０ｐ  画素
１１    液晶パネル
１２、１３  偏光板
２０    バリア
２０ａ  開口
２１    バリア表示用液晶パネル
２２    偏光板
２３    コレステリックフィルム
２４    １／４波長位相差板
３０    照明器
【図１】
2004264761.tif 000003
【図２】
2004264761.tif 000004
【図３】
2004264761.tif 000005