(57)【要約】【課題】  大型であっても有効表示領域の境界部近傍の表示品質の良好な立体映像表示装置を提供すること。【解決手段】  透過型液晶表示装置等の画像表示装置１６の表面に透明板２０を挟んで液晶パララックスバリア２４を備えた立体映像表示装置１０において、前記液晶パララックスバリア２４の有効表示領域の境界部近傍に前記透明板２０の側面から入射した光の出射光を遮蔽するためのブラックマスク等の遮光部材２９を設ける。  この場合、遮光部材２９は、パララックスバリア２４の内部に設けても良く、外部に設けても良い。  このような構成とすることにより、有効表示領域の境界部近傍におけるボケの形成、黒表示となるべき部分が完全な黒表示とならないというような表示品質の劣化が抑制される。【選択図】        図１
2005274905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像表示装置の表面に透明板を挟んでパララックスバリアを備えた立体映像表示装置において、前記パララックスバリアの有効表示領域の境界部近傍に前記透明板側面から入射した光を遮蔽するための遮光部材を設けたことを特徴とする立体映像表示装置。
【請求項２】
前記透明板がガラス板であることを特徴とする請求項１又は２に記載の立体映像表示装置。
【請求項３】
前記透明板の厚さが５ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の立体映像表示装置。
【請求項４】
前記パララックスバリアが液晶パララックスバリアであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の立体映像表示装置。
【請求項５】
前記遮光部材が前記液晶パララックスバリアの内部に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の立体映像表示装置。
【請求項６】
前記遮光部材が前記液晶パララックスバリアの共通電極と表面側のガラス基板との間に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の立体映像表示装置。
【請求項７】
前記遮光部材が前記液晶パララックスバリアの前記透明板と対向する側のガラス基板の表面に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の立体映像表示装置。
【請求項８】
前記遮光部材がブラックマスクからなることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の立体映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特殊なめがねを使用することなく立体表示が可能な液晶パララックスバリア方式による立体映像表示装置に関するものであり、特に大型の場合に有効で、有効表示領域の境界部近傍の表示品質の良好な立体映像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、特殊な眼鏡を使用しないで立体映像を表示する方法として、レンチキュラ方式、パララックスバリア方式、光源をスリット化する方式等が提案されている。図３は、パララックスバリア方式による立体映像表示の原理を示す模式図である。観察者が観察する映像は、液晶表示パネルないしはプラズマ表示パネル等からなる画像表示装置５０に形成される。立体視を可能とするために、前記画像表示装置５０には、左眼用映像が表示される左眼用画素Ｌと、右眼用映像が表示される右眼用画素Ｒとが交互に配列して形成されている。左眼用画素Ｌと右眼用画素Ｒとの位置関係については、後述する。左眼用映像と右眼用映像とは、例えば、左眼用と右眼用の２台のカメラにて同時に撮影して得ることができ、あるいは、１つの画像データから論理的演算によって算出することができる。このようにして得られた両映像には、人間が両眼視差によって立体知覚を行うために必要な視差情報が含まれている。
【０００３】
画像表示装置５０の前方には、画像表示装置５０と所定の間隔ｄを保って遮光バリアであるパララックスバリア５１が配置される。パララックスバリア５１には、縦ストライプ状に開口部５１ａが形成される。開口部５１ａの間隔及び前記間隔ｄは、前記左眼用画素Ｌと右眼用画素Ｒの配列及び最適観察位置に対応して設定される。上記パララックスバリア５１により、左眼用映像と右眼用映像とが左右に分離され、この分離された映像は観察者の左眼２Ｌ、右眼２Ｒに夫々入光する。これによって観察者は立体映像を観察することができる。
【０００４】
上述のパララックスバリア方式による立体映像表示装置は、パララックスバリアが固定のままでは３次元表示専用となってしまう。そこで２次元（以下、「２Ｄ」という。）映像表示と３次元（以下、「３Ｄ」という。）映像表示の切替えができるようにするために、映像表示装置の前面に設けられたパララックスバリアを液晶式のものとし、この液晶により白黒のストライプ状のパララックスバリアを形成することで３Ｄ表示を、また、全面透過型とすることにより２Ｄ表示を行う立体映像表示装置が開発された。（下記特許文献１参照）。
【０００５】
この従来例の液晶パララックスバリア方式による立体映像表示装置の具体例を図面を用いて説明する。図４は、画像表示装置としての液晶パネルの前面に配置した液晶パララックスバリアを備えたパララックスバリア方式による立体映像表示装置３０の一部分解断面図である。図４において、バックライト１２の表面には、第１の偏光板１４を介して表示画素を配列した透過型液晶表示パネル１６が配置され、更に第２の偏光板１８、透明板２０及び第３の偏光板２２を介して液晶パララックスバリア２４が配置され、またこの液晶パララックスバリア２４の表面には第４の偏光板２６が配置されている。
【０００６】
透過型液晶表示パネル１６は、バックライトの入射側に位置する背面ガラス基板１６ａと光の出射側に位置する前面ガラス基板１６ｂと、背面ガラス基板１６ａの内面に形成された画素電極１６ｃと、前面ガラス基板１６ｂの内面に形成されたカラーフィルタ１６ｄ及び共通電極１６ｅと、背面ガラス基板１６ａ及び前面ガラス基板１６ｂとの間の周囲に配置されたスペーサ１６ｆと、背面ガラス基板１６ａと前面ガラス基板１６ｂの間に密封充填されている液晶１６ｇとからなる。画素電極１６ｃは、右眼用の画像と左眼用の画像が形成されるよう右眼用画素Ｒ及び左眼用画素Ｌが交互に配置され、画素間は縦のストライプ（図示せず）で分けられている。
【０００７】
なお、透明板２０としては、透明ガラス板ないしはアクリル板が使用されるが、立体映像表示装置３０から所定距離離れた位置に最適観察位置を設定するため、透過型液晶表示パネル１６と液晶パララックスバリア２４との間を所定の間隔ｄ（図３参照）に維持するために設けられるものである。
【０００８】
液晶パララックスバリア２４は、内側に透過型液晶表示パネル１６の画素Ｌ及びＲのストライプに平行に白黒のストライプを形成するための電極２４ｃとその対向電極２４ｅがそれぞれ形成された２枚のガラス基板２４ａ、２４ｂに挟まれた密閉空間に液晶２４ｇが充填されており、電圧を印加しない状態では無色透明となって２Ｄの映像の表示し、電圧を印加した状態では白黒のパララックスバリアストライプを形成して３Ｄの映像表示がなされる。すなわち、この液晶パララックスバリア２４は、そのＸＹアドレスをマイクロコンピュータ等の制御手段により指定して、３Ｄ表示の場合はバリア面上の任意の位置に任意の形状のバリアストライプを形成することによって観察者に３Ｄの映像が観察されるようにするものである。この場合、液晶パララックスバリア２４としては、従来から周知の透過型液晶表示パネルをそのまま転用して白黒のパララックスバリアストライプを形成するようにしてもよいし、或いは白黒のパララックスバリアストライプ形成専用に作製された液晶パララックスバリアを使用してもよい。図４には従来の透過型液晶表示パネルをそのまま転用したものを示してある。
【０００９】
このような液晶パララックスバリア方式による立体映像表示装置３０においては、立体映像表示装置３０が大型になるにつれ、観察者が表示画像全体を良好に視認できるようにするため、観察者と立体映像表示装置との間を離す必要があるので、最適観察位置を立体映像表示装置３０から遠ざけるために透明板２０の厚さを厚くする必要が生じる。しかしながら、透明板２０の厚さを厚くすると、具体的には透明板の厚さが約５ｃｍを超えるころから、立体映像表示装置の有効表示領域の境界部近傍に画像のボケが生じたり、黒表示となる部分が完全な黒表示とならないという表示品質上の問題点が生じることが見出された。なお、本願明細書においては、「有効表示領域」という用語は観察者側から視認できる液晶表示パネルの画像表示領域全体を示す意味で用いられている。
【特許文献１】特開平３−１１９８８９号公報（特許請求の範囲、第４頁、第１図）
【特許文献２】特開平７−２７０７４５号公報（特許請求の範囲、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明者等はこの原因につき種々検討を重ねた結果、立体映像表示装置３０には、周囲からの光を遮光するための枠２８が設けられているが、バックライト１２の存在や立体映像表示装置３０の表面からの入射光等の存在により、立体映像表示装置３０の内部には迷走光が存在しており、この迷走光が透明板２０の側面から入射してパララックスバリア２４の有効表示領域の境界部近傍から出射することにより前述のようなボケの生成や黒表示となるべきところが完全な黒表示とならないというような表示品質の悪化に結びついていることを知見した。
【００１１】
すなわち、図５に示すように、透明板２０の側面から入射した迷走光αは、その入射角度θに対応して透明板２０の内部に浸入する光βが存在するが、この光βは透明板２０の前面に達したとき、そのときの入射角度に対応して内部へ向かって全反射する全反射光γ又は透明板２０の前面から出射される出射光δとなる。このうち、全反射光γは立体映像表示装置３０の表示品質に影響を与えないが、出射光δは、パララックスバリア２４を経て観察者側へ出てくるので、立体映像表示装置３０の有効表示領域の境界部近傍におけるボケや完全な黒表示にならないというような表示品質の悪影響を生じる原因となるのである。
【００１２】
この場合、透明板２０の厚さが薄いと、出射光δは透明板２０の端部近傍にのみしか存在しないため、立体映像表示装置３０の有効表示領域の境界部近傍の表示品質に悪影響を及ぼすことは少ない。
【００１３】
このような立体映像表示装置３０の有効表示領域の境界部近傍の表示品質に対する悪影響は、透明板２０の側面から入射した光αによるものであるので、透明板２０の側面に遮光部材を配置すれば、一応前述の有効表示領域の境界部近傍の表示品質に対する悪影響をなくすことが可能である。しかしながら、従来の液晶表示パネル等の画像表示装置の製造装置は、ガラス基板やアクリル基板等の平坦な表面に対して種々の加工を行うには適しているがガラス基板やアクリル基板等の側面の加工を行うには適していないため、透明板２０の側面に遮光部材を設けるためにそのまま転用することはできないので、別途そのための専用装置が必要となり、費用がかかると共に専用装置を設置するためのスペースも必要であるという問題点が生じる。
【００１４】
本発明者等は、従来の液晶表示パネル等の画像表示装置の製造装置を使用しても、立体映像表示装置の有効領域の端面部に対する表示品質の劣化を防ぐことができる構成を種々検討した結果、たとえ透明板の側面から入射する光が存在していても、この入射光がパララックスバリアから出ないようにすれば全て解決できることを見出し、本発明を完成するに至ったのである。
【００１５】
すなわち、本発明は、パララックスバリア方式による立体映像表示装置において、特に大型の場合に有効で、有効表示領域の境界部近傍における表示品質が劣化することがない立体映像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の上記目的は、以下の構成により達成することができる。すなわち、本願の請求項１に係る立体映像表示装置の発明は、画像表示装置の表面に透明板を挟んでパララックスバリアを備えた立体映像表示装置において、前記パララックスバリアの有効表示領域の境界部近傍に前記透明板側面から入射した光を遮蔽するための遮光部材を設けたことを特徴とする。
【００１７】
また、本願の請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の立体映像表示装置において、前記透明板がガラス板であることを特徴とする。
【００１８】
また、本願の請求項３に記載の発明は、前記請求項１又は２に記載の立体映像表示装置において、前記透明板の厚さが５ｃｍ以上であることを特徴とする。
【００１９】
また、本願の請求項４に記載の発明は、前記請求項１〜３の何れかに記載の立体映像表示装置において、前記パララックスバリアが液晶パララックスバリアであることを特徴とする。
【００２０】
また、本願の請求項５に記載の発明は、前記請求項４に記載の立体映像表示装置において、前記遮光部材が前記液晶パララックスバリアの内部に設けられていることを特徴とする。
【００２１】
また、本願の請求項６に記載の発明は、前記請求項５に記載の立体映像表示装置において、前記遮光部材が前記液晶パララックスバリアの共通電極と表面側のガラス基板との間に設けられていることを特徴とする。
【００２２】
また、本願の請求項７に記載の発明は、前記請求項４に記載の立体映像表示装置において、前記遮光部材が前記液晶パララックスバリアの前記透明板と対向する側のガラス基板表面に設けられていることを特徴とする。
【００２３】
更に、本願の請求項８に記載の発明は、前記請求項１〜７の何れかに記載の立体映像表示装置において、前記遮光部材がブラックマスクからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
かかる構成を採用することにより、本願の立体映像表示装置の発明は以下に述べるような優れた効果を奏する。すなわち、本願の請求項１に記載の立体映像表示装置によれば、パララックスバリアの有効表示領域の境界部近傍に前記透明板の側面から入射した光を遮蔽するための遮光部材を設けたので、たとえ透明板の厚さが厚くなって透明板の側面から入射した迷走光が本来ならばパララックスバリアから出射するような場合であっても、この光は前記遮光部材により遮られてパララックスバリアから出てくることがないので、立体映像表示装置の有効表示領域の境界部近傍で画像のボケが生じたり、黒表示となる部分が完全な黒表示とならないというような表示品質の劣化が生じなくなる。
【００２５】
また、本願の請求項２に記載の立体映像表示装置によれば、前記透明板としてはガラス板もアクリル樹脂板も使用できるが、ガラス板を使用すれば強度が大きいので、大型の立体映像表示装置となした場合でも変形が少なく、表示品質の良好な立体映像表示装置が得られる。
【００２６】
また、本願の請求項３に記載の立体映像表示装置によれば、立体映像表示装置の立体映像表示装置の有効表示領域の境界部近傍で画像のボケが生じたり、黒表示となる部分が完全な黒表示とならないというような表示品質の劣化は、透明板の屈折率と厚さの関係から、透明板の厚さが５ｃｍ以上になると目立ってくるので、透明板の厚さが５ｃｍ以上の場合に本願発明を適用すればその作用効果が顕著に表れる。なお、透明板の厚さの上限値は、観察者と立体映像表示装置との間の距離によって定まるので臨界的意義はない。しかしながら、その距離が長ければ長いほど透明板の厚さを厚くする必要があるし、あまり透明板の厚さを厚くしても重量が増えて実用的でなくなるので、上限値は１０ｃｍ程度とすることが好ましい。
【００２７】
また、本願の請求項４に記載の立体映像表示装置によれば、液晶パララックスバリアは簡単に白黒のストライプを任意の幅及び間隔で形成したり或いは全面を透明化したりすることができるので、容易に２Ｄ表示と３Ｄ表示を切り換えることができるようになる。
【００２８】
また、本願の請求項５に記載の立体映像表示装置によれば、前記遮光部材が前記液晶パララックスバリアの内部に設けられているので、別途遮光部材を設けることなく透明板の側面から入射した光を液晶パララックスバリアから出ないようにすることがでので、特に従来の立体映像表示装置の構成部材をそのまま使用しても簡単に有効表示領域の境界部近傍における表示品質の劣化を防止することができるようになる。
【００２９】
また、本願の請求項６に記載の立体映像表示装置によれば、液晶パララックスバリアは表面側のガラス基板と共通電極との間に形成されているので、共通電極形成前に周知のフォトリソグラフィー工程を用いることにより容易に周知の遮光部材を形成することができるようになる。この場合、従来の液晶表示パネル製造装置を利用して前記表面側のガラス基板と共通電極との間にフィルタ部材を設ける場合には、このフィルタ部材と前記遮光部材を同時に形成することもできる。
【００３０】
また、本願の請求項７に記載の立体映像表示装置によれば、従来の液晶パララックスバリアをそのまま利用しながら容易に前記遮光部材を形成することができるようになる。
【００３１】
更に、本願の請求項８に記載の立体映像表示装置によれば、周知のフォトリソグラフィー工程を用いることにより容易に周知の遮光部材としてのブラックマスクを形成することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための立体液晶表示装置を例示するものであって、本発明をこの液晶表示装置に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものも等しく適用し得るものである
【実施例１】
【００３３】
図１は、実施例１のパララックスバリア方式による立体映像表示装置１０の一部分解断面図であり、前記図４に示す従来例のパララックスバリア方式による立体映像表示装置３０と同一の構成部分には同一の参照符号を付与してその詳細な説明は省略する。このパララックスバリア方式による立体映像表示装置１０は、バックライト１２の表面に、第１の偏光板１４を介して表示画素を配列した透過型液晶表示パネル１６が配置され、更に第２の偏光板１８、例えばガラス板からなる透明板２０及び第３の偏光板２２を介して液晶パララックスバリア２４が配置され、またこの液晶パララックスバリア２４の表面には第４の偏光板２６が配置されている。
【００３４】
そして、液晶パララックスバリア２４は、内側に透過型液晶表示パネル１６の画素Ｌ及びＲのストライプに平行に白黒のストライプを形成するための画素電極２４ｃとそれに対向する共通電極２４ｅがそれぞれ形成された２枚のガラス基板２４ａ、２４ｂに挟まれた密閉空間に液晶２４ｇが充填されており、電圧を印加しない状態では無色透明となって２Ｄの映像の表示し、電圧を印加した状態では白黒のパララックスバリアストライプを形成して３Ｄの映像表示がなされる。
【００３５】
この液晶パララックスバリア２４においては、液晶パララックスバリア２４の有効表示領域の境界部近傍における表面側のガラス基板２４ｂと共通電極２４ｅとの間に周知のフォトリソグラフィー工程によりブラックマスク等の遮光部材２９が形成されている。図１に記載のものでは、透過型液晶表示パネルを液晶パララックスバリア２４として転用したものを示したため、表面側ガラス基板２４ｂと共通電極２４ｅとの間にフィルタ部材２４ｄを設けた例を示したが、このフィルタ部材２４ｄは必ずしも必要なものではないので、省略することも可能である。
【００３６】
この場合、ブラックマスク等の遮光部材２９を設ける範囲は、透明板２０の厚さによって変化するため臨界的限度はなく、過度に有効表示領域が狭くならないように実験的に定めればよい。
【００３７】
このような構成となすことにより、透明板２０の厚さが厚くなって、透明板２０の側面から入射した迷走光が液晶パララックスバリア２４内に入射したとしても、その光はブラックマスク等の遮光部材２９で遮られてパララックスバリア２４の表面から出てくることはないから、立体映像表示装置１０の有効表示領域の境界部近傍において、ボケが発生したり、黒表示となるべき部分が完全な黒表示とはならないというような表示画質の劣化の発生が少なくなる。
【実施例２】
【００３８】
図２は、実施例２のパララックスバリア方式による立体映像表示装置１０’の一部分解断面図であり、前記図１に示す実施例１のパララックスバリア方式による立体映像表示装置１０と同一の構成部分には同一の参照符号を付与してその詳細な説明は省略する。
【００３９】
実施例２のパララックスバリア方式による立体映像表示装置１０’が実施例１に記載の立体映像表示装置１０と構成が相違している点は、ブラックマスク等の遮光部材２９’が、液晶パララックスバリア２４の内部ではなく液晶パララックスバリア２４の透明板２０と対向するガラス基板２４ａの表面に設けられている点である。
【００４０】
このような構成とすると、ガラス基板２４ａの表面にブラックマスク等の遮光部材２９’を設けることは従来の液晶表示パネル製造装置を利用して容易にできるだけでなく、液晶パララックスバリア２４として透過型液晶表示パネルをそのまま液晶パララックスバリア２４として転用することができ、特に液晶パララックスバリア２４として専用品を用いる必要がないので、安価で有効表示領域の境界部近傍における表示画質の劣化の発生が少ない立体映像表示装置１０’を得ることができるようになる。
【００４１】
なお、上記実施例１及び２においては、画像表示装置として透過型液晶表示パネルを用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、プラズマ表示パネル、ブラウン管式表示装置、投写型画像表示装置等周知の画像表示装置に対しても等しく適用可能である。
【００４２】
また、上記実施例１及び２においては、パララックスバリアとして液晶パララックスバリアを使用した例を示したが、３Ｄ表示専用にするのであれば、白黒のストライプが固定のパララックスバリアも使用することもできる。
【００４３】
更に、本発明においては、前記ブラックマスク等の遮光部材は、パララックスバリアに近接していればしているほど効果が高くなるが、必要に応じて透明板のパララックスバリア側の面に設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施例１の液晶パララックスバリア方式の立体映像表示装置を示す一部分解断面図である。
【図２】実施例２の液晶パララックスバリア方式の立体映像表示装置を示す一部分解断面図である。
【図３】パララックスバリア方式による立体映像表示の原理を示す模式図である。
【図４】従来例の液晶パララックスバリア方式による立体映像表示装置の一部分解断面図である。
【図５】透明板の側面から入射した迷走光の光路を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０、１０’、３０    立体映像表示装置
１２      バックライト
１４、１８、２２、２６    偏光板
１６      透過型液晶表示パネル
１６ａ、１６ｂ、２４ａ、２４ｂ  ガラス基板
１６ｃ、２４ｃ    画素電極
１６ｄ    カラーフィルタ
１６ｅ、２４ｅ    共通電極
１６ｆ、２４ｆ    スペーサ
２０      透明板
２４      液晶パララックスバリア
２８      枠
２９、２９’    遮光部材
【図１】
2005274905.tif 000003
【図２】
2005274905.tif 000004
【図３】
2005274905.tif 000005
【図４】
2005274905.tif 000006
【図５】
2005274905.tif 000007