(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の画素配列に従って配置された複数の画素を有し、各前記画素は複数のサブ画素から構成される表示手段と、
前記表示手段の表示面側に配置された視差分割手段と、
を備える裸眼立体表示装置であって、
各前記サブ画素は、視差画像の各視点に対応する縦長の視差画像サブ画素を、横方向に複数並設して形成され、
各前記サブ画素において、視差画像の一組の視点に対応して配列された前記視差画像サブ画素が組となり、当該視差画像サブ画素の組が所定の周期で配置され、
前記視差分割手段は、前記所定の周期に対応して前記視差画像サブ画素の前記組ごとに配置される分割要素を備え、
各前記サブ画素において、前記視差画像の同一の前記視点に対応する前記視差画像サブ画素は、互いに連結配線によって連結されることを特徴とする、裸眼立体表示装置。
【請求項２】
前記視差画像サブ画素の前記組は、２視点に対応する第１の視差画像サブ画素および第２の視差画像サブ画素から構成されることを特徴とする、請求項１に記載の裸眼立体表示装置。
【請求項３】
前記第１の視差画像サブ画素を連結する第１の連結配線と、前記第２の視差画像サブ画素を連結する第２の連結配線とは、前記サブ画素の上端側と下端側とに分けて配置されることを特徴とする、請求項２に記載の裸眼立体表示装置。
【請求項４】
前記所定の画素配列はストライプ型配列であり、縦方向に並ぶ前記サブ画素の横方向の両端に沿って配設され、前記第１、第２の連結配線とそれぞれ接続される第１、第２の縦配線をさらに備える、請求項３に記載の裸眼立体表示装置。
【請求項５】
前記視差画像サブ画素の前記組は、４視点に対応する第３の視差画像サブ画素、第４の視差画像サブ画素、第５の視差画像サブ画素、および第６の視差画像サブ画素から構成されることを特徴とする、請求項１に記載の裸眼立体表示装置。
【請求項６】
各前記サブ画素は、前記視差画像サブ画素の前記組の間に、異なる視点に対応する２つの視差画像サブ画素を縦方向に並べて形成された混在画素を備えることを特徴とする、請求項１に記載の裸眼立体表示装置。
【請求項７】
前記視差分割手段はレンチキュラーレンズであり、前記分割要素は前記レンチキュラーレンズの各凸部に対応することを特徴とする、請求項１に記載の裸眼立体表示装置。
【請求項８】
前記視差画像サブ画素は、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）画素であることを特徴とする、請求項１に記載の裸眼立体表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特殊なメガネを装着することなく裸眼で立体画像を視認することができる裸眼立体表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特殊なメガネを装着することなく裸眼で立体画像を視認することができる裸眼立体表示装置としては、例えば、レンチキュラーレンズを用いたものや、視差バリア（パララックスバリア）を用いたものがある。
【０００３】
従来では、行と列のアレイに配列された複数のカラー個別指定可能表示素子と、たとえばレンティキュラー要素のような複数の光指向要素を有するたとえばレンティキュラー・シートのような光指向手段とを有する裸眼立体視ディスプレイ装置であって、色の順序は、行方向と列方向の少なくとも一方では、異なる三つ組については異なるようになっている裸眼立体視ディスプレイ装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、Ｎ視点用のＭ×Ｎ個（Ｍ、Ｎは自然数）のサブ画素から構成される表示画素が複数個マトリクス状に配置された表示パネルと、視点毎にサブ画素の光線を振り分けるレンチキュラレンズとを有し、一つの表示画素に含まれるＭ×Ｎ個のサブ画素が正方形の領域内に形成されていることを特徴とする画像表示装置が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００８−５３７１６０号公報
【特許文献２】特許第４４００１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の視差バリアやレンチキュラーレンズを用いた裸眼立体表示装置を大型化すると、画素が大きく観察距離が数ｍと長いため、表示画素と視差バリアとの距離、または表示画素とレンチキュラーレンズの表面との距離（すなわち、レンチキュラーレンズの厚さ）が大きくなるため、表示装置全体が厚くなり重量化してしまう。また、レンチキュラーレンズの厚さが大きくなることによって、レンチキュラーレンズを保持する機構が必要になるなど表示装置の製造が複雑になるという問題がある。
【０００７】
本発明は、これらの問題を解決するためになされたものであり、表示装置全体の軽量化および構造の簡素化が可能な裸眼立体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】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明による裸眼立体表示装置は、所定の画素配列に従って配置された複数の画素を有し、各画素は複数のサブ画素から構成される表示手段と、表示手段の表示面側に配置された視差分割手段とを備える裸眼立体表示装置であって、各サブ画素は、視差画像の各視点に対応する縦長の視差画像サブ画素を、横方向に複数並設して形成され、各サブ画素において、視差画像の一組の視点に対応して配列された視差画像サブ画素が組となり、当該視差画像サブ画素の組が所定の周期で配置され、視差分割手段は、所定の周期に対応して視差画像サブ画素の組ごとに配置される分割要素を備え、各サブ画素において、視差画像の同一の視点に対応する視差画像サブ画素は、互いに連結配線によって連結されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、各サブ画素は、視差画像の各視点に対応する縦長の視差画像サブ画素を、横方向に複数並設して形成され、各サブ画素において、視差画像の一組の視点に対応して配列された視差画像サブ画素が組となり、当該視差画像サブ画素の組が所定の周期で配置され、視差分割手段は、所定の周期に対応して視差画像サブ画素の組ごとに配置される分割要素を備え、各サブ画素において、視差画像の同一の視点に対応する視差画像サブ画素は、互いに連結配線によって連結されるため、表示装置全体の軽量化および構造の簡素化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態１による裸眼立体表示装置の画素の構成を示す図である。
【図２】画素とレンチキュラーレンズとの位置関係を示す図である。
【図３】本発明の実施形態１による４眼式の裸眼立体表示装置の画素の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施形態２による裸眼立体表示装置の画素の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施形態２による裸眼立体表示装置の立体視域を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態について、図面に基づいて以下に説明する。
【００１２】
〈実施形態１〉
本実施形態による裸眼立体表示装置は、単純マトリクス型の有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）画素を有する表示パネル（表示手段）を用いているものとして説明する。また、表示パネルは、ストライプ型配列に従って配置された複数の画素を有し、各画素は複数のサブ画素から構成される。なお、図１において、画素１０はサブ画素として示されており、複数の画素１０で１つの画素を構成している。また、画素１０の配列は、例えばＲＧＢを横並びにしてもよく、デルタ配列にしてもよい。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態１による裸眼立体表示装置の画素１０の構成を示す図である。図１に示すように、画素１０は、縦配線２０と横配線３０との交点に配置されている。画素１０は、視差画像の各視点（２視点）に対応する縦長の第１ＶＩＥＷ画素１１（第１の視差画像サブ画素）と第２ＶＩＥＷ画素１２（第２の視差画像サブ画素）とを横方向に複数並べて形成されており、各ひとつの第１ＶＩＥＷ画素１１と第２ＶＩＥＷ画素１２とが一組（セット）となって所定の組数（図１では５組）が配置されている。すなわち、第１ＶＩＥＷ画素１１および第２ＶＩＥＷ画素１２は、視差画像の一組の視点に対応して配列された第１ＶＩＥＷ画素１１および第２ＶＩＥＷ画素１２を組として所定の周期で配列されている。なお、図１の画素１０では、第１ＶＩＥＷ画素１１および第２ＶＩＥＷ画素１２の組が５組（５セット）配列されているが、５組に限らず任意の組数を配列してもよい。
【００１４】
また、複数の第１ＶＩＥＷ画素１１は連結配線２１（第１の連結配線）によって連結されて縦配線２０（第１の縦配線）に接続されており、複数の第２ＶＩＥＷ画素１２は連結配線２２（第２の連結配線）によって連結されて縦配線２０（第２の縦配線）に接続されている。すなわち、縦配線２０は、縦方向に並ぶ画素１０の両端に沿って配設され、連結配線２１，２２とそれぞれ接続される。従って、複数の第１ＶＩＥＷ画素１１と複数の第２ＶＩＥＷ画素１２とは、それぞれ同時に同じ電圧が印加される。画像を表示する場合は、縦配線２０と横配線３０とのそれぞれに電圧を印加することによって、電圧が印加された縦配線２０と横配線３０との交点に配置された画素１０が発光する。すなわち、第１ＶＩＥＷ画素１１は連結配線２１によって接続されていることから同一階調の明るさの単色（同一色）を発光し、第２ＶＩＥＷ画素１２は連結配線２２によって接続されていることから同一色（単色）を発光するため、第１ＶＩＥＷ画素１１および第２ＶＩＥＷ画素１２を構成する画素１０は全体として単色を発光する（第１ＶＩＥＷ画素１１と第２ＶＩＥＷ画素１２とは同一色を発光する）。空間混色によるカラー表示を行う場合は、例えば、図１の左上の画素１０は赤色（Ｒ）を発光し、右上の画素１０は緑色（Ｇ）を発光するように配置すればよい。
【００１５】
また、複数の第１ＶＩＥＷ画素１１を連結する連結配線２１は、画素１０の下端側（図１の紙面の下側）から配線され、複数の第２ＶＩＥＷ画素１２を連結する連結配線２２は、画素１０の上端側（図１の紙面の上側）から配線されており、一枚の基板の平面上で第１ＶＩＥＷ画素１１と第２ＶＩＥＷ画素１２とが互いに交差することがないため、任意の数の第１ＶＩＥＷ画素１１と第２ＶＩＥＷ画素１２とをそれぞれ形成することができる。すなわち、視差画像の同一の視点に対応する第１ＶＩＥＷ画素１１（第２ＶＩＥＷ画素１２）は、互いに連結配線２１（連結配線２２）によって連結される。
【００１６】
画素１０の表示面側には、レンチキュラーレンズ４０（視差分割手段）が配置されている。レンチキュラーレンズ４０を構成する１つの凸部（シリンドリカルレンズ（分割要素））のピッチ（幅）は、１つの第１ＶＩＥＷ画素１１の幅と１つの第２ＶＩＥＷ画素１２の幅との和程度であり、焦点位置は、第１ＶＩＥＷ画素１１および第２ＶＩＥＷ画素１２の表示面上にある。すなわち、シリンドリカルレンズ（分割要素）は、上述の第１ＶＩＥＷ画素１１と第２ＶＩＥＷ画素１２との組ごとに対応して配置される。レンチキュラーレンズ４０の作用によって、複数の第１ＶＩＥＷ画素１１にて発光された光は、レンチキュラーレンズ４０を通過して観察者の右目方向に向かい、複数の第２ＶＩＥＷ画素１２にて発光された光は、レンチキュラーレンズ４０を通過して観察者の左目方向に向かう。すなわち、第１ＶＩＥＷ画素１１は右目用の視差画像を形成し、第２ＶＩＥＷ画素１２は左目用の視差画像を形成している。このように、第１ＶＩＥＷ画素１１および第２ＶＩＥＷ画素１２のそれぞれに右目用画像と左目用画像とを同時に表示することによって、観察者は特殊なメガネを装着することなく立体感のある画像（立体画像）を視認することができる。
【００１７】
図２は、大型の裸眼立体表示装置における画素１０とレンチキュラーレンズ４０との位置関係を示す図である。図２に示すように、画素１０を構成する第１ＶＩＥＷ画素１１の各々にて発光した光は、レンチキュラーレンズ４０のシリンドリカルレンズ（凸部）を通過して観察者の右目に向かっている。また、第２ＶＩＥＷ画素１２の各々にて発光した光は、レンチキュラーレンズ４０のシリンドリカルレンズを通過して観察者の左目に向かっている。ＬＬを画素１０からレンチキュラーレンズ４０の表面までの距離、Ｌを視距離、ＰＰを第１ＶＩＥＷ画素１１と第２ＶＩＥＷ画素１２との画素間距離、ＩＰＤを眼間距離とすると、ＬＬは以下の式（１）で示される。
ＬＬ＝Ｌ・ＰＰ／ＩＰＤ  ・・・（１）
【００１８】
式（１）において、例えば、Ｌ＝１０ｍ、ＩＰＤ＝６５ｍｍ、ＰＰ＝４ｍｍとすると、ＬＬは約６０ｃｍとなる。すなわち、画素１０の前方に厚さ６０ｃｍのレンチキュラーレンズ４０を設置する必要がある。しかし、厚さ６０ｃｍのレンチキュラーレンズ４０を設置した場合には裸眼立体表示装置全体の厚みが大きくなり、また、レンチキュラーレンズ４０を固定するための強度を確保しなければならないなど、レンチキュラーレンズ４０を大型の裸眼立体表示装置に設置することは困難となる。
【００１９】
このような問題の対策としては、ＬＬを上記（６０ｃｍ）の２０分の１である３ｃｍ程度にすれば、レンチキュラーレンズ４０を大型の裸眼立体表示装置に設置することができ、表示装置の厚みを小さくすることができる。そのためには、式（１）に基づいて、ＰＰを上記（４ｍｍ）の２０分の１である０．２ｍｍ程度にすることが望ましい。しかし、ＰＰを０．２ｍｍ程度にすると以下の問題が生じる。
【００２０】
一般的に、画素１０、縦配線２０、および横配線３０は、ガラス基板上に形成されている。画素１０に対して電気信号を送るために、駆動回路（図示せず）から信号を伝達するフレキシブルプリントサーキット（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＦＰＣ）の配線と、ガラス基板の縦配線２０および横配線３０とを、ガラス基板の縁部にて半田などを用いて接合している。このとき、図１に示す連結配線２１，２２なしに、第１ＶＩＥＷ画素１１および第２ＶＩＥＷ画素１２の幅を狭くすると、第１ＶＩＥＷ画素１１および第２ＶＩＥＷ画素１２の各々に接続される縦配線の数が増加し、ガラス基板の縁部における配線のピッチが小さくなるためＦＰＣの配線との接合が困難となり、量産の歩留まりが低下してしまう。また、第１ＶＩＥＷ画素１１および第２ＶＩＥＷ画素１２の幅を狭くすることによって画素１０のサイズが小さくなっても、表示する画像コンテンツの解像度は決まっているため、同じ画素データを複数の画素（第１ＶＩＥＷ画素１１、第２ＶＩＥＷ画素１２）に書き込むことが必要になる。従って、１つの画素（第１ＶＩＥＷ画素１１、第２ＶＩＥＷ画素１２）あたりに電圧印加される時間が短くなってしまい、高輝度な画像表示ができなくなってしまう。
【００２１】
本実施形態１による裸眼立体表示装置では、図１に示すように、第１ＶＩＥＷ画素１１と第２ＶＩＥＷ画素１２とが交互に並んで配置されており、複数の第１ＶＩＥＷ画素１１は連結配線２１によって連結して縦配線２０に接続され、複数の第２ＶＩＥＷ画素１２は連結配線２２によって連結して縦配線２０に接続されている。従って、縦配線２０および横配線３０の数を増やすことなく、第１ＶＩＥＷ画素１１および第２ＶＩＥＷ画素１２の幅を小さくすることができる（すなわち、図２のＰＰを小さくすることができる）。また、複数の第１ＶＩＥＷ画素１１と複数の第２ＶＩＥＷ画素１２との各々に同時に電圧を印加することができるため、第１ＶＩＥＷ画素１１および第２ＶＩＥＷ画素１２の１つあたりに電圧印加される時間が長くなり、高輝度な画像（視差画像）表示を実現することができる。
【００２２】
以上のことから、本実施形態１によれば、レンチキュラーレンズ４０の厚みを大幅に削減することができるため、表示装置全体の軽量化および構造の簡素化が可能となる。
【００２３】
なお、上記の説明では、駆動方式が単純マトリクス配線である場合を一例としたが、これに限らず、セグメント駆動方式でも、横配線３０がゲート線、縦配線２０がソース線で各線の交点にトランジスタを備え、ドレインが連結配線２２に接続されているような構成でも上記と同様に適用可能である。
【００２４】
図３は、本発明の実施形態１による４眼式の裸眼立体表示装置の画素の構成を示す図である。なお、図３において、縦配線および横配線は図示を省略している。図１では、２眼式（２ＶＩＥＷ型）の裸眼立体表示装置を一例として説明したが、図３に示す４眼式（４ＶＩＥＷ型）の裸眼立体表示装置において、画素１０は、４視点に対応する縦長の第１ＶＩＥＷ画素１１（第３の視差画像サブ画素）、第２ＶＩＥＷ画素１２（第４の視差画像サブ画素）、第３ＶＩＥＷ画素１３（第５の視差画像サブ画素）、第４ＶＩＥＷ画素１４（第６の視差画像サブ画素）を横方向に複数並べて形成している。各一の第１ＶＩＥＷ画素１１、第２ＶＩＥＷ画素１２、第３ＶＩＥＷ画素１３、および第４ＶＩＥＷ画素１４が一組（セット）となって所定の組数（図３では３組）が配置されている。なお、図３の画素１０では、第１ＶＩＥＷ画素１１、第２ＶＩＥＷ画素１２、第３ＶＩＥＷ画素１３、および第４ＶＩＥＷ画素１４の組が３組（３セット）配列されているが、３組に限らず任意の組数を配列してもよい。
【００２５】
また、複数の第１ＶＩＥＷ画素１１は連結配線２１によって連結されて縦配線（図示せず）に接続され、複数の第２ＶＩＥＷ画素１２は連結配線２２によって連結されて縦配線（図示せず）に接続され、複数の第３ＶＩＥＷ画素１３は連結配線２３によって連結されて縦配線（図示せず）に接続され、複数の第４ＶＩＥＷ画素１４は連結配線２４によって連結されて縦配線（図示せず）に接続されている。
【００２６】
画素１０の表示面側には、レンチキュラーレンズ４０（視差分割手段）が配置されており、第１ＶＩＥＷ画素１１、第２ＶＩＥＷ画素１２、第３ＶＩＥＷ画素１３、および第４ＶＩＥＷ画素１４の組ごとに一のシリンドリカルレンズ（分割要素）が配置されている。
【００２７】
以上のことから、４眼式の裸眼表示装置であっても、連結配線２１〜２４を備えることによって、連結配線２１〜２４の配線経路によらずレンチキュラーレンズ４０の厚みを大幅に削減することができるため、表示装置全体の軽量化および構造の簡素化が可能となる。
【００２８】
〈実施形態２〉
図４は、本発明の実施形態２による裸眼立体表示装置の画素の構成を示す図である。図４に示すように、画素１０は、縦配線２０と横配線３０との交点に配置されている。画素１０は、第１ＶＩＥＷ画素１１、第２ＶＩＥＷ画素１２、および混在ＶＩＥＷ画素１９を複数並べて配置することによって画素１０を形成している。混在ＶＩＥＷ画素１９は、異なる視点に対応する隣り合う２つの第１ＶＩＥＷ画素１１と第２ＶＩＥＷ画素１２との間に、これら２つの第１ＶＩＥＷ画素１１および第２ＶＩＥＷ画素１２を縦方向に並べて形成される。なお、図４の画素１０では、第１ＶＩＥＷ画素１１、第２ＶＩＥＷ画素１２、混在ＶＩＥＷ画素１９の組が５組（５セット）配列されているが、５組に限らず任意の組数を配列してもよい。
【００２９】
また、各一の第１ＶＩＥＷ画素１１、第２ＶＩＥＷ画素、および混在ＶＩＥＷ画素１９を一組とし、レンチキュラーレンズ４０（視差分割手段）は、一組に対して一のシリンドリカルレンズ（分割要素）が対応するように、画素１０の表示面側に配置されている。
【００３０】
複数の第１ＶＩＥＷ画素１１は連結配線２１によって連結されて縦配線２０に接続されており、複数の第２ＶＩＥＷ画素１２は連結配線２２によって連結されて縦配線２０に接続されている。また、混在ＶＩＥＷ画素１９のうちの第１ＶＩＥＷ画素１１と同じ画素領域には第１ＶＩＥＷ画素１１と同じ電圧が印加されており、混在ＶＩＥＷ画素１９のうちの第２ＶＩＥＷ画素１２と同じ画素領域には第２ＶＩＥＷ画素１２と同じ電圧が印加されている。
【００３１】
図５は、本発明の実施形態２による裸眼立体表示装置の立体視域（立体視可能な領域）を示す図である。図５に示すように、逆視が生じる視認角度（すなわち、逆視領域）では、混在ＶＩＥＷ画素１９による画像（混在画像）が表示されているため、観察者は片目に混在画像が視認される。従って、観察者は、片目に混在画像が見えた位置が逆視領域であることが分かるため、観察者の視認の負担を緩和させることができる。
【００３２】
以上のことから、画素１０に混在ＶＩＥＷ画素１９を形成することによって、観察者が逆視領域を視認することを防止し、観察者の視認の負担を緩和させることができる。
【００３３】
なお、本実施形態では、視差分割手段としてレンチキュラーレンズを用いた裸眼立体表示装置について説明したが、パララックスバリアを用いた裸眼立体表示装置についても適用可能である。
【００３４】
また、ここでは、単純マトリクス型の有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）画素を有する表示パネル（表示手段）を用いて説明を行ったが、これに限るものではなく、縦配線と横配線とでアドレスされる発光画素から構成される表示パネルであれば適用可能である。
【００３５】
また、本実施形態では、画素１０の配列がストライプ型であるものとして説明したが、画素１０の配列がデルタ型であっても配線を工夫することによって適用可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  画素、１１  第１ＶＩＥＷ画素、１２  第２ＶＩＥＷ画素、１３  第３ＶＩＥＷ画素、１４  第４ＶＩＥＷ画素、１９  混在ＶＩＥＷ画素、２０  縦配線、２１，２２，２３，２４  連結配線、３０  横配線、４０  レンチキュラーレンズ。
【図１】
0005279795.tif 000002
【図２】
0005279795.tif 000003
【図３】
0005279795.tif 000004
【図４】
0005279795.tif 000005
【図５】
0005279795.tif 000006