(57)【要約】【課題】表示部の変形を抑制し、画面の全領域において良好な立体表示を行うことができるようにする。【解決手段】互いに対向する第１の面および第２の面を有し、表示画像光を第２の面側から出射する表示部（液晶表示パネル２）と、表示部に対して第２の面側に対向配置され、表示部からの表示画像光を立体視が可能となるように分離する視差分離手段（パララックスバリア１）とを備える。表示部の第１の面に接するように第１の透明平行板３１を配置すると共に、第２の面に接するように第２の透明平行板３２を配置する。表示部の表面全体が、第１の透明平行板３１と第２の透明平行板３２とで挟持される状態になることで、変形を抑制する。【選択図】図１
2012002866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する第１の面および第２の面を有し、表示画像光を前記第２の面側から出射する表示部と、
前記表示部に対して前記第２の面側に対向配置され、前記表示部からの表示画像光を立体視が可能となるように分離する視差分離手段と、
前記表示部の前記第１の面に接するように配置された第１の透明平行板と、
前記表示部の前記第２の面に接するように配置された第２の透明平行板と
を備えた立体表示用デバイス。
【請求項２】
前記第１の透明平行板の表面全体が、前記表示部の前記第１の面に全体的に接するように配置され、
前記第２の透明平行板の表面全体が、前記表示部の前記第２の面に全体的に接するように配置されている
請求項１に記載の立体表示用光学デバイス。
【請求項３】
前記表示部は液晶表示パネルである
請求項１または２に記載の立体表示用光学デバイス。
【請求項４】
前記液晶表示パネルは、液晶層と、前記液晶層を挟んで互いに対向配置された第１の偏光板および第２の偏光板とを有し、
前記第１の偏光板が前記表示部の前記第１の面を有し、
前記第２の偏光板が前記表示部の前記第２の面を有している
請求項３に記載の立体表示用光学デバイス。
【請求項５】
前記第１の透明平行板および前記第２の透明平行板のそれぞれの厚みが、前記表示部全体の厚みよりも大きい
請求項１または２に記載の立体表示用光学デバイス。
【請求項６】
前記第１の透明平行板または前記第２の透明平行板の少なくとも一方はガラス材料で構成されている
請求項１または２に記載の立体表示用光学デバイス。
【請求項７】
前記第１の透明平行板または前記第２の透明平行板の少なくとも一方はプラスチック材料で構成されている
請求項１または２に記載の立体表示用光学デバイス。
【請求項８】
前記表示部の前記第１の面に接するように配置され、入射した光を前記第１の面側に出射する導光板をさらに備え、
前記第１の透明平行板が前記導光板で構成されている
請求項１または２に記載の立体表示用光学デバイス。
【請求項９】
前記表示部の前記第１の面に接するように配置され、入射した光を散乱させて前記第１の面側に出射する拡散板をさらに備え、
前記第１の透明平行板が前記拡散板で構成されている
請求項１または２に記載の立体表示用光学デバイス。
【請求項１０】
前記視差分離手段が透明基板を有し、
前記透明基板が前記表示部の前記第２の面に接するように配置され、
前記第２の透明平行板が前記透明基板で構成されている
請求項１または２に記載の立体表示用光学デバイス。
【請求項１１】
前記視差分離手段が液晶素子で構成されると共に、前記視差分離手段が互いに対向する第３の面および第４の面を有し、
前記視差分離手段の前記第３の面に接するように配置された第３の透明平行板と、
前記視差分離手段の前記第４の面に接するように配置された第４の透明平行板と
をさらに備えた
請求項１または２に記載の立体表示用光学デバイス。
【請求項１２】
前記視差分離手段が液晶素子で構成されると共に、前記視差分離手段が互いに対向する第３の面および第４の面を有し、
前記第２の透明平行板が、前記表示部の前記第２の面に接すると共に前記視差分離手段の前記第３の面に接するように配置されている
請求項１または２に記載の立体表示用光学デバイス。
【請求項１３】
前記視差分離手段の前記第４の面側に接するように配置された第３の透明平行板をさらに備えた
請求項１２に記載の立体表示用光学デバイス。
【請求項１４】
光源と、
互いに対向する第１の面および第２の面を有し、表示画像光を前記第２の面側から出射する表示部と、
前記光源と前記第１の面側との間に配置され、前記表示部からの表示画像光を立体視が可能となるように分離する視差分離手段と、
前記表示部の前記第１の面に接するように配置された第１の透明平行板と、
前記表示部の前記第２の面に接するように配置された第２の透明平行板と
を備えた立体表示用デバイス。
【請求項１５】
互いに対向する第１の面および第２の面を有し、表示画像光を前記第２の面側から出射する表示部と、
前記表示部に対して前記第２の面側に対向配置され、光を通さない遮蔽部と光を透過させる複数の開口部とを有する視差分離手段と、
前記表示部の前記第１の面に接するように配置された第１の透明平行板と、
前記表示部の前記第２の面に接するように配置された第２の透明平行板と
を備えた立体表示用デバイス。
【請求項１６】
立体表示用光学デバイスと、入力された映像信号に基づいて前記立体表示用光学デバイスに画像を表示させる信号処理部とを備え、
前記立体表示用光学デバイスが、
互いに対向する第１の面および第２の面を有し、表示画像光を前記第２の面側から出射する表示部と、
前記表示部に対して前記第２の面側に対向配置され、前記表示部からの表示画像光を立体視が可能となるように分離する視差分離手段と、
前記表示部の前記第１の面に接するように配置された第１の透明平行板と、
前記表示部の前記第２の面に接するように配置された第２の透明平行板と
を含む
立体表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばパララックスバリア（視差バリア）方式による立体視を可能にする立体表示用光学デバイスおよび立体表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
立体表示を行う技術は、観察者が眼鏡を用いるものと、観察者が眼鏡を用いずに裸眼での立体視が可能なものとに分けることができる。後者の表示方法を裸眼立体表示方法と呼ぶ。裸眼立体表示方法の代表的なものとしては、パララックスバリア方式とレンチキュラーレンズ方式とがある。パララックスバリア方式やレンチキュラ方式の場合、２次元表示パネルに立体視用の視差画像（２視点の場合には右眼用画像と左眼用画像）を空間分割して表示し、その視差画像を視差分離手段によって水平方向に視差分離することで立体視が行われる。パララックスバリア方式の場合、視差分離手段としてスリット状の開口が設けられたパララックスバリアを用いる。レンチキュラ方式の場合、視差分離手段として、シリンドリカル状のレンズを複数並列配置したレンチキュラレンズが用いられる。
【０００３】
特許文献１には、パララックスバリアに液晶材料を用いた素子を利用する技術が開示されている。特許文献１に記載の技術では、パララックスバリアを、遮蔽部および開口部を有する場合と、遮蔽部が無く開口部のみの場合とに電気的に切り替えることで、立体表示（３Ｄ）表示と平面表示（２Ｄ）との切り替えを可能にしている。
【０００４】
特許文献２には、大型な表示部を有する装置であって、画素を有する映像表示用の素子とパララックスバリアとの間にスペーサを用いる技術が開示されている。特許文献２では、大型の立体表示装置において、表示パネルとは異なるガラス材によるスペーサ部材を、表示パネルとパララックスバリアとの間に配置することを提案している。
【０００５】
特許文献３および特許文献４には、液晶パネルの製造時に、液晶層の厚み（ギャップ厚み）を一定にするために、製造時にガラス基板に板ガラスや鋼性プレートなどを設置し、加圧することで液晶ガラスの平坦性を保つという技術が開示されている。この技術によれば、製造時に液晶パネルの変形を防ぎ、ギャップ厚みを一定にすることで、液晶層の厚みを一定にして、高画質な液晶表示装置を製造することができる。
【０００６】
特許文献５には、光の反射や拡散防止のための光学調整層を、表示パネルとパララックスバリアとの間に配置して一体化する技術が開示されている。
【０００７】
特許文献６には、レンチキュラ方式の立体表示装置において、レンチキュラ素子を液晶素子によって構成する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平０３−１１９８８９号公報
【特許文献２】特開２００４−２９４４８４号公報
【特許文献３】特許昭６１−３２０３３号公報
【特許文献４】特許昭６４−５５５１９号公報
【特許文献５】特開平０８−９４９６８号公報
【特許文献６】特表２０００−５０３４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図１５は、パララックスバリア方式による立体表示の概念を示している。パララックスバリア方式による裸眼立体表示方法では、表示パネル１０２とパララックスバリア１０１とを組み合わせることで、立体表示を行う。パララックスバリア１０１は、開口部１１０と遮蔽部１１１とを有する。表示パネル１０２には複数の画素（Ａ，Ｂ，Ｃ，…）が存在するが、それぞれの画素には、対応する視点に応じた映像を表示する。立体視を実現するためには視点数は２以上必要となる。図１５では、５視点の場合を例にしている。表示パネル１０２の各画素から出力された光は、パララックスバリア１０１の開口部１１０により、進行方向が制限される。同一の視点に対応した画素からの光は、略同一方向に選択され、パララックスバリア１０１の開口部１１０を出射する。観察者２００の左右の目には、視点と関係づけられた表示パネル１０２の画素からの光が入射する。左右の目に異なる視点の映像が入射することで、観察者２００にとっては立体的な画像が観察される。
【００１０】
図１６は、パララックスバリア１０１の複数の開口部１１０と表示パネルの各画素との対応関係を示している。図１６では、３つの開口１〜３（第１の開口部１１０−１、第２の開口部１１０−２，および第３の開口部１１０−３）と１５個の画素（Ａ，Ｂ，Ｃ…Ｏ）との対応関係を示している。図１６において、各開口部１１０−１，１１０−２，１１０−３と各画素との位置関係は、どの開口部においてもほぼ同一である。例えば、第１の開口部１１０−１と画素Ａとの位置関係は、第２の開口部１１０−２と画素Ｆとの位置関係、第３の開口部１１０−３と画素Ｋとの位置関係とほぼ一致する。同様に第１の開口部１１０−１と画素Ｃ、第２の開口部１１０−２と画素Ｈ、第３の開口部１１０−３と画素Ｍとの位置関係はほぼ一致する。このような関係は、パララックスバリア１０１と表示パネル１０２とが両者とも平板であり、かつ平行な位置関係にあれば実現できる。
【００１１】
一方で、特許文献１に記載されているような液晶パネルを表示パネル１０２として用いる場合には、以下の問題がある。従来の液晶パネルは、数ミクロンの距離を置いた０．３ｍｍ〜１．２ｍｍほどの薄いガラスの間に液晶材料を封入している。薄いガラスを合わせたものであるため、貼り合わせ後の厚みとしても、０．６ｍｍ〜２．４ｍｍほどであり、剛性が弱く、外力や、自重により容易に変形する。
【００１２】
ここで、表示パネル１０２が変形し、歪んだ場合の構成および表示状態を図１７および図１８に示す。図示したように表示パネル１０２が変形した場合には、図１６に示した各開口部１１０−１，１１０−２，１１０−３と各画素との理想的な位置関係にずれが生じてしまう。例えば、第１の開口部１１０−１と画素Ｃとの位置関係と、第２の開口部１１０−２と画素Ｈとの位置関係と、第３の開口部１１０−３と画素Ｍとの位置関係は、同一ではない。具体的には、第２の開口部１１０−２と画素Ｈとの位置関係は、他の２つの位置関係と比較して、近い位置にあるような関係となる。これは、表示パネル１０２が変形したためである。実際には図１７および図１８において、上下方向の距離のみでなく、左右方向の位置関係も同一ではなくなる。
【００１３】
パララックスバリア１０１の各開口部１１０−１，１１０−２，１１０−３と、対応する表示パネル１０２の各画素との位置関係が変わることで、各開口部１１０−１，１１０−２，１１０−３によって角度選択される光線の角度が変わる。図１８では、表示パネル１０２が歪んだ場合において、表示パネル１０２の画素から発する光線が対応する開口によって出射角度が選択される様子を示している。これによれば、各開口部１１０−１，１１０−２，１１０−３と対応する画素との位置関係が、各開口で異なることにより、開口により選択される光線の角度が異なることがわかる。このような状態になると、図１５に示した理想的な表示状態に比べて、観察者２００の左右の目に入る映像の視点が、表示装置の場所によって変わってしまい、モアレや、逆視などの映像の劣化を引き起こすことになる。
【００１４】
また、パララックスバリア１０１を、特許文献２に記載のように液晶表示素子で作成した場合には、表示パネル１０２を液晶パネルにした場合と同様に、パララックスバリア１０１を構成するガラスが薄くなるために剛性が弱くたわんでしまい、上記した正しい位置関係におくことがますます困難となる。
【００１５】
ところで、特許文献２では、特許文献１に記載の表示装置の課題として、大型表示装置では、表示パネルとパララックスバリアの距離が広くなることから、スペーサ部材の透明度が重要であり、またスペーサ部材コストが問題となることが記載されている。また、各部材の表面の平坦性をよくすることが必要であることが記載されている（特許文献２の段落［００１４］〜［００１５］）。これらを解決する手段として、表示パネルとパララックスバリアとの間に表示用液晶パネルとは異なるガラス材によるスペーサ部材を配置することを提案している。
【００１６】
しかしながら、この特許文献２に記載の方法では、以下の問題点がある。特許文献２の図１（ａ），（ｂ）で示されるように、表示パネルと液晶パララックスバリアは、それぞれの表面の端部（周縁部）においてスペーサガラスに接続されている。対角線長さが１０インチを超える表示パネルでは、周縁部をスペーサガラスに接続しても、なお、変形する可能性が高い。特に、表示パネルの中央部が支持されていないことから、図１７に示したように変形する可能性が高く、上記課題を解決できない。
【００１７】
また、特許文献２において、課題として挙げている「各部材の平坦性」については、スペーサ部材についての記載であり、表示パネルやパララックスバリアについての平坦性に係る課題との記載ではない。よって、特許文献２により開示された技術では、上記した表示パネルや、液晶素子で構成したパララックスバリアの変形を解決することは困難であり、モアレや逆視などの映像の劣化を引き起こす。
【００１８】
また、特許文献３、４に記された従来技術では、製造時のガラス基板の平面性を保つことができ、液晶層のギャップ厚を一定に保つことは可能である。しかしながら、製造後においては、ガラス基板の間に挟まれた液晶層のギャップ圧はある程度一様性を保てるが、２枚のガラス基板がほぼ平行して歪むという変形を起こす。このため２枚のガラス基板と液晶層の全体が、変形を起こし、平面性を保つことはできない。このため、特許文献３，４に記載された技術を用いて、液晶パネルを製造しパララックスバリアなどと組み合わせたとしても、上記した課題を解決することはできない。
【００１９】
特許文献５には、表示パネルとパララックスバリアとの間の中間に光学部材が配置され、全体が一体化されているが、その中間の光学部材は、単なる光の反射や拡散防止のための光学調整層である。そのため、特許文献５の図１等から分かるように表示パネルとパララックスバリアとのそれぞれの厚みに比べて光学調整層の厚みは薄くなっている。このため、光学調整層も含めて表示パネルとパララックスバリアとの全体は薄く、剛性は弱いまであり、表示パネルとパララックスバリアとの全体が変形してしまい、上記した課題を解決することはできない。
【００２０】
なお、以上ではパララックスバリア方式の場合を例に問題点を説明したが、特許文献６に記載のようなレンチキュラ方式の立体表示装置においても、同様の問題が生ずる。
【００２１】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、表示部の変形を抑制し、画面の全領域において良好な立体表示を行うことができる立体表示用光学デバイスおよび立体表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の第１の観点に係る立体表示用光学デバイスは、互いに対向する第１の面および第２の面を有し、表示画像光を第２の面側から出射する表示部と、表示部に対して第２の面側に対向配置され、表示部からの表示画像光を立体視が可能となるように分離する視差分離手段と、表示部の第１の面に接するように配置された第１の透明平行板と、表示部の第２の面に接するように配置された第２の透明平行板とを備えたものである。
なお、本発明において、「接するように配置された」とは、例えば表示部の第１の面と第１の透明平行板とが他の物質を介さずに直接的に密着状態となって接している場合には限らない。例えば、表示部や第１の透明平行板に比べて十分に薄い、例えば接着層などの薄膜を介して接着されている状態であっても良い。
【００２３】
本発明による立体表示装置は、立体表示用光学デバイスと、入力された映像信号に基づいて立体表示用光学デバイスに画像を表示させる信号処理部とを備え、立体表示用光学デバイスを、上記本発明の第１の観点に係る立体表示用光学デバイスで構成したものである。
【００２４】
本発明の第２の観点に係る立体表示用光学デバイスは、光源と、互いに対向する第１の面および第２の面を有し、表示画像光を第２の面側から出射する表示部と、光源と第１の面側との間に配置され、表示部からの表示画像光を立体視が可能となるように分離する視差分離手段と、表示部の第１の面に接するように配置された第１の透明平行板と、表示部の第２の面に接するように配置された第２の透明平行板とを備えたものである。
【００２５】
本発明の第３の観点に係る立体表示用光学デバイスは、互いに対向する第１の面および第２の面を有し、表示画像光を第２の面側から出射する表示部と、表示部に対して第２の面側に対向配置され、光を通さない遮蔽部と光を透過させる複数の開口部とを有する視差分離手段と、表示部の第１の面に接するように配置された第１の透明平行板と、表示部の第２の面に接するように配置された第２の透明平行板とを備えたものである。
【００２６】
本発明の第１ないし第３の観点に係る立体表示用光学デバイスまたは立体表示装置では、表示部の第１の面に接するように第１の透明平行板を配置すると共に、第２の面に接するように第２の透明平行板を配置することで、表示部が、第１の透明平行板と第２の透明平行板とによって面状に挟持された状態になる。これにより、表示部の変形が抑制される。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の第１ないし第３の観点に係る立体表示用光学デバイスまたは立体表示装置によれば、表示部を第１の透明平行板と第２の透明平行板とによって面状に挟持するようにしたので、表示部の変形を抑制し、画面の全領域において良好な立体表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る立体表示用光学デバイスの一構成例を示す斜視図である。
【図２】第１の実施の形態に係る立体表示用光学デバイスの一構成例を示す側方図である。
【図３】図１に示した立体表示用光学デバイスにおける液晶表示パネルの構成例を示す側方図である。
【図４】第１の実施の形態に係る立体表示装置の回路構成例を示すブロック図である。
【図５】第２の実施の形態に係る立体表示用光学デバイスの一構成例を示す側方図である。
【図６】第３の実施の形態に係る立体表示用光学デバイスの一構成例を示す側方図である。
【図７】第４の実施の形態に係る立体表示用光学デバイスの一構成例を示す側方図である。
【図８】図７に示したパララックスバリアを観察者側から見た斜視図である。
【図９】図７に示したパララックスバリアを液晶表示パネル側から見た斜視図である。
【図１０】第５の実施の形態に係る立体表示用光学デバイスの一構成例を示す側方図である。
【図１１】図１０に示した立体表示用光学デバイスにおける液晶パララックスバリアの一構成例を示す側方図である。
【図１２】図１０に示した立体表示用光学デバイスにおける液晶パララックスバリアの一構成例を示す斜視図である。
【図１３】第６の実施の形態に係る立体表示用光学デバイスの一構成例を示す側方図である。
【図１４】その他の実施の形態に係る立体表示用光学デバイスの一構成例を示す側方図である。
【図１５】パララックスバリア方式による立体表示の概念を示す説明図である。
【図１６】パララックスバリアの開口部と表示パネルの画素との対応関係を示す説明図である。
【図１７】表示パネルが変形した場合における、パララックスバリアの開口部と表示パネルの画素との対応関係を示す説明図である。
【図１８】表示パネルが変形した場合における問題点を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３０】
＜第１の実施の形態＞
［立体表示用光学デバイス１０の全体構成］
図１および図２は、本発明の第１の実施の形態に係る立体表示用光学デバイス１０の一構成例を示している。この立体表示用光学デバイス１０は、パララックスバリア１と、液晶表示パネル２と、第１の透明平行板３１と、第２の透明平行板３２とを備えている。液晶表示パネル２は、２次元的に画像表示を行う表示部であり、互いに対向する第１の面２Ａおよび第２の面２Ｂを有している。第２の面２Ｂ側が、画像が表示され、表示画像光が出射される側（観察者側）となっている。パララックスバリア１は、液晶表示パネル２からの表示画像光を立体視が可能となるように分離する視差分離手段であり、液晶表示パネル２に対して第２の面２Ｂ側に対向配置されている。
【００３１】
なお、図示しないが、液晶表示パネル２の背面側（第１の面２Ａに対向する側）に、液晶表示パネル２に向けて画像表示用の光を出射するバックライトを備えていても良い。
【００３２】
［液晶表示パネル２の構成］
図３は、液晶表示パネル２のより具体的な構成例を示している。液晶表示パネル２は、液晶層２１と、例えばガラス材料よりなる第１の透明基板２２および第２の透明基板２３と、第１の偏光板２４および第２の偏光板２５とを備えている。液晶層２１内部には、所定の液晶材料よりなる液晶分子が分散されている。図示しないが、液晶層２１と第１の透明基板２２との間には、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）よりなる透明な導電膜（画素電極）と配向膜とが形成されている。図示しないが同様に、液晶層２１と第２の透明基板２３との間にも、例えばＩＴＯよりなる透明な導電膜と配向膜とが形成されている。第１の透明基板２２と第２の透明基板２３は、液晶層２１を挟んで互いに対向配置されている。さらにその外側に、第１の偏光板２４と第２の偏光板２５とが対向配置されている。この図３に示した構成では、第１の偏光板２４の表面が液晶表示パネル２の第１の面２Ａとなり、第２の偏光板２５の表面が液晶表示パネル２の第２の面２Ｂとなっている。
【００３３】
液晶表示パネル２は、複数の画素（ピクセル）を有し、各々の画素を独立してその発光量を調整することができる。液晶表示パネル２は、図示しない画素電極によって印加される電界により、液晶層２１内の液晶分子を回転させ、入射光の偏光方向を回転することができる。この液晶表示パネル２では、第１の面２Ａ側から入射した光に対して、第１の偏光板２４は偏光子として機能し、第２の偏光板２５は検光子として機能する。
【００３４】
［パララックスバリア１の構成］
パララックスバリア１は、図１に示すように、光を通さない遮蔽部１１と、光を透過させる複数のスリット状の開口部１２とを有している。パララックスバリア１は、例えば透明な平面板の上に、遮蔽部１１として、光を通さない黒色の物質や、光を反射する薄膜状の金属などを設置することで形成されている。パララックスバリア１は、液晶表示パネル２の第２の面２Ｂに対して平行となるように設置されている。開口部１２の数は、液晶表示パネル２の解像度と、立体表示における視点数から定められる。たとえば液晶表示パネル２の解像度が１９２０×１０８０ドットであり、１０視点の立体表示を行う場合は、開口部１２のスリットの数は１９２個となる。図１では、開口部１２の数を簡略化して６個のみ代表して記載している。
【００３５】
パララックスバリア１の開口部１２と、液晶表示パネル２の画素との位置関係から、液晶表示パネル２の複数の画素より発せられた光の出射角度が制限される。液晶表示パネル２における各画素は、開口部１２との位置関係によって、表示される方向が異なることとなる。観察者は、左右の目において異なる映像を観察する状態となることで立体映像として知覚できる。各画素は表示される方向が異なるため、液晶表示パネル２において、表示される角度に対応した映像を表示することで立体視が可能となる。なお、この立体表示用光学デバイス１０を用いた立体表示の原理自体は、図１５に示した一般的なパララックスバリア方式と同様である。
【００３６】
［第１および第２の透明平行板３１，３２の構成］
第１の透明平行板３１は、液晶表示パネル２の第１の面２Ａに接するように配置されている。より詳しくは、第１の透明平行板３１の表面全体が、第１の面２Ａに全体的に接するように配置されている。第１の透明平行板３１の厚みは、液晶表示パネル２の厚みよりも大きいことが好ましい。
【００３７】
第２の透明平行板３２は、液晶表示パネル２の第２の面２Ｂに接するように配置されている。より詳しくは、第２の透明平行板３２の表面全体が、第２の面２Ｂに全体的に接するように配置されている。第２の透明平行板３２の厚みは、液晶表示パネル２の厚みよりも大きいことが好ましい。
【００３８】
第１および第２の透明平行板３１，３２は、例えば透明なガラス板や、アクリルのような透明なプラスチック材料から構成することができる。ガラス板で構成する場合には、重量があるが、フロートガラスは平面度が高く、液晶表示パネル２の平面度を高くできる点で有利である。また、ガラス材料は一般に透過率も高い。プラスチック材料で構成する場合には、重量が比較的軽く、部品全体の重量を下げることができる点で有利である。
【００３９】
［作用および効果］
次に、この立体表示用光学デバイス１０の作用および効果、特に第１および第２の透明平行板３１，３２を配置したことによる作用および効果について述べる。この立体表示用光学デバイス１０では、液晶表示パネル２の第１の面２Ａに接するように第１の透明平行板３１を配置すると共に、第２の面２Ｂに接するように第２の透明平行板３２を配置したことで、液晶表示パネル２が、第１および第２の透明平行板３１，３２によって面状に挟持された状態になる。これにより、液晶表示パネル２の歪みによる変形が抑制され、液晶表示パネル２の平面性が改善する。従って、画面全体において、液晶表示パネル２の各画素とパララックスバリア１の開口部１２との位置関係がずれることが抑制される。これにより、立体表示を行った場合において、画面の全領域でモアレや逆視などの映像の劣化を防ぎ、良好な立体表示を行うことができる。特に、比較的大型（大画面）の立体表示装置を構成する場合であっても、画面の全領域において高画質な立体表示を実現できる。
【００４０】
特に、第１および第２の透明平行板３１，３２の厚みをそれぞれ、液晶表示パネル２の厚みよりも大きくすることで、液晶表示パネル２の変形を、より効果的に抑制することができる。
【００４１】
［第１および第２の透明平行板３１，３２と液晶表示パネル２との界面について］
本実施の形態において、第１および第２の透明平行板３１，３２と液晶表示パネル２は、他の物質を介さずに直接的に密着状態となって接している構成には限らず、第１および第２の透明平行板３１，３２や液晶表示パネル２に比べて十分に薄い、例えば接着層などの薄膜を介して接着されている状態であっても良い。そのような状態を考慮した場合、第１および第２の透明平行板３１，３２と液晶表示パネル２との界面の構成方法としては、大きく分けて２つの方法が考えられる。
【００４２】
１つは、その界面に空気層を挟むものである。この場合は、第１および第２の透明平行板３１，３２と空気、液晶表示パネル２と空気の間の屈折率が異なるため、光の損失が生じる。これを減少するためには、第１および第２の透明平行板３１，３２や液晶表示パネル２の表面に、空気との屈折率マッチングを行う薄膜を形成すればよい。
【００４３】
また、もう１つの構成として、第１および第２の透明平行板３１，３２と液晶表示パネル２との間を接着剤や粘着剤で接合することが考えられる。この場合、接着剤や粘着剤は、第１および第２の透明平行板３１，３２を構成する材質の屈折率と液晶表示パネル２の第１の面２Ａ側および第２の面２Ｂ側を構成する材質の屈折率とに近い材料にすることが好ましい。第１および第２の透明平行板３１，３２の屈折率と液晶表示パネル２の屈折率とに近い材質を充填し、接合することで、光の損失を減少させることができる。特に、紫外線を照射することで透明になるアクリル系またはエポキシ系のＵＶ接着剤を利用すると、接着剤部分で光の損失が起こらず、高輝度な表示装置を実現できる。
【００４４】
［立体表示装置への適用例］
図４は、以上で説明した立体表示用光学デバイス１０を適用した立体表示装置４０の回路構成例を示している。この立体表示装置４０は、映像信号入力部４１と、映像信号入力部４２とを備えている。
【００４５】
映像信号入力部４１は、ビデオ信号を発生させる装置や、外部アンテナなどからの映像信号を受け付けるものである。映像信号処理部４２は、映像信号入力部４１を介して入力された映像信号に基づいて立体表示用光学デバイス１０に画像を表示させるものである。立体表示用光学デバイス１０において立体表示を行う場合は、パララックスバリア１の開口部１２と液晶表示パネル２の各画素との位置関係によって、各画素は決められた視点の映像を表示することが必要である。このため、映像信号処理部４２では、外部から入力された映像信号を、各画素に対応する視点に並び替えて変換した後の映像信号を、液晶表示パネル２に供給する。これにより、立体表示用光学デバイス１０では適切な立体表示を行うことができる。
【００４６】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態に係る立体表示用光学デバイスについて説明する。なお、上記第１の実施の形態に係る立体表示用光学デバイス１０と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。なお、本実施の形態による立体表示用光学デバイスも、図４に示した立体表示装置４０への適用が可能である。
【００４７】
図５は、本実施の形態に係る立体表示用光学デバイスの一構成例を示している。この立体表示用光学デバイスは、液晶表示パネル２の背面側（第１の面２Ａに対向する側）に、液晶表示パネル２に向けて画像表示用の光を出射する光源５１を備えている。光源５１は、ＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp）やＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの発光体である。
【００４８】
この立体表示用光学デバイスはまた、光源５１と液晶表示パネル２との間に、光源５１からの光を、液晶表示パネル２の第１の面２Ａ側に導いて出射する導光板５２を備えている。導光板５２は、アクリル樹脂などの透明物質で構成されている。
【００４９】
本実施の形態では、上記第１の実施の形態における第１の透明平行板３１としての機能を導光板５２に持たせている。従って、導光板５２は、第１の透明平行板３１と同様、液晶表示パネル２の第１の面２Ａに接するように配置されている。より詳しくは、導光板５２の表面全体が、第１の面２Ａに全体的に接するように配置されている。これにより、液晶表示パネル２が、導光板５２と第２の透明平行板３２とによって面状に挟持された状態になり、液晶表示パネル２の歪みによる変形が抑制され、液晶表示パネル２の平面性が改善する。導光板５２の厚みは、液晶表示パネル２の厚みよりも大きいことが好ましい。
【００５０】
本実施の形態によれば、導光板５２が第１の透明平行板３１の機能を兼ねていることにより、デバイスとしての部品点数を減らすことができ、低コスト化および軽量化に貢献することができる。
【００５１】
なお、本実施の形態において、導光板５２と液晶表示パネル２との界面の構成方法は、上記第１の実施の形態で説明した、第１および第２の透明平行板３１，３２と液晶表示パネル２との界面の構成方法と同様の手法を採用することができる。
【００５２】
＜第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態に係る立体表示用光学デバイスについて説明する。なお、上記第１の実施の形態に係る立体表示用光学デバイス１０と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。なお、本実施の形態による立体表示用光学デバイスも、図４に示した立体表示装置４０への適用が可能である。
【００５３】
図６は、本実施の形態に係る立体表示用光学デバイスの一構成例を示している。この立体表示用光学デバイスは、液晶表示パネル２の背面側（第１の面２Ａに対向する側）に、液晶表示パネル２に向けて画像表示用の光を出射する光源５１を備えている。光源５１は、ＣＣＦＬやＬＥＤなどの発光体である。
【００５４】
この立体表示用光学デバイスはまた、光源５１と液晶表示パネル２との間に、光源５１からの光を散乱させて、液晶表示パネル２の第１の面２Ａ側に出射する拡散板５３を備えている。拡散板５３は、光源５１からの光が液晶表示パネル２上で均一な分布となるようにする役割がある。拡散板５３は、アクリル樹脂などの透明物質で構成されている。
【００５５】
本実施の形態では、上記第１の実施の形態における第１の透明平行板３１としての機能を拡散板５３に持たせている。従って、拡散板５３は、第１の透明平行板３１と同様、液晶表示パネル２の第１の面２Ａに接するように配置されている。より詳しくは、拡散板５３の表面全体が、第１の面２Ａに全体的に接するように配置されている。これにより、液晶表示パネル２が、拡散板５３と第２の透明平行板３２とによって面状に挟持された状態になり、液晶表示パネル２の歪みによる変形が抑制され、液晶表示パネル２の平面性が改善する。拡散板５３の厚みは、液晶表示パネル２の厚みよりも大きいことが好ましい。
【００５６】
本実施の形態によれば、拡散板５３が第１の透明平行板３１の機能を兼ねていることにより、デバイスとしての部品点数を減らすことができ、低コスト化および軽量化に貢献することができる。
【００５７】
なお、本実施の形態において、拡散板５３と液晶表示パネル２との界面の構成方法は、上記第１の実施の形態で説明した、第１および第２の透明平行板３１，３２と液晶表示パネル２との界面の構成方法と同様の手法を採用することができる。
【００５８】
＜第４の実施の形態＞
次に、本発明の第４の実施の形態に係る立体表示用光学デバイスについて説明する。なお、上記第１の実施の形態に係る立体表示用光学デバイス１０と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。なお、本実施の形態による立体表示用光学デバイスも、図４に示した立体表示装置４０への適用が可能である。
【００５９】
図７は、本実施の形態に係る立体表示用光学デバイスの一構成例を示している。この立体表示用光学デバイスは、上記第１の実施の形態におけるパララックスバリア１に代えて、透明基板６１を有するパララックスバリア１Ａを備えている。
【００６０】
図８はパララックスバリア１Ａを観察者側から見た構成を示し、図９はパララックスバリア１Ａを液晶表示パネル２側から見た構成を示している。パララックスバリア１Ａの透明基板６１は、厚みのある平面板からなる。透明基板６１は、例えば透明なガラス板や、アクリルのような透明なプラスチック材料から構成することができる。透明基板６１の一方の表面（観察者側の表面）には、光を吸収する黒色のマスク層６２が形成されている。このマスク層６２は、パララックスバリア１と同様に、遮蔽部１１と、スリット状になった複数の開口部１２とを有している。マスク層６２はインクなどを印刷する方法や、クロムなどの薄膜を一部エッチングする方法を用いて作ることができる。
【００６１】
本実施の形態では、上記第１の実施の形態における第２の透明平行板３２としての機能を、パララックスバリア１Ａの透明基板６１に持たせている。従って、透明基板６１は、第２の透明平行板３２と同様、液晶表示パネル２の第２の面２Ｂに接するように配置されている。より詳しくは、透明基板６１の表面（マスク層６２とは反対側の表面）全体が、第２の面２Ｂに全体的に接するように配置されている。これにより、液晶表示パネル２が、透明基板６１と第１の透明平行板３１とによって面状に挟持された状態になり、液晶表示パネル２の歪みによる変形が抑制され、液晶表示パネル２の平面性が改善する。透明基板６１の厚みは、液晶表示パネル２の厚みよりも大きいことが好ましい。
【００６２】
本実施の形態によれば、パララックスバリア１Ａの透明基板６１が第２の透明平行板３２の機能を兼ねていることにより、デバイスとしての部品点数を減らすことができ、低コスト化および軽量化に貢献することができる。
【００６３】
なお、本実施の形態において、透明基板６１と液晶表示パネル２との界面の構成方法は、上記第１の実施の形態で説明した、第１および第２の透明平行板３１，３２と液晶表示パネル２との界面の構成方法と同様の手法を採用することができる。
【００６４】
＜第５の実施の形態＞
次に、本発明の第５の実施の形態に係る立体表示用光学デバイスについて説明する。なお、上記第１の実施の形態に係る立体表示用光学デバイス１０と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。なお、本実施の形態による立体表示用光学デバイスも、図４に示した立体表示装置４０への適用が可能である。
【００６５】
図１０は、本実施の形態に係る立体表示用光学デバイスの一構成例を示している。この立体表示用光学デバイスは、上記第１の実施の形態におけるパララックスバリア１に代えて、液晶パララックスバリア１Ｂを備えている。液晶パララックスバリア１Ｂは、互いに対向する第３の面３および第４の面４を有している。この立体表示用光学デバイスはまた、第３の透明平行板３３と、第４の透明平行板３４とを備えている。液晶表示パネル２、第１の透明平行板３１、および第２の透明平行板３２の構成は、上記第１の実施の形態と同様である。
【００６６】
図１１および図１２は、液晶パララックスバリア１Ｂのより具体的な構成例を示している。液晶パララックスバリア１Ｂは、液晶層７１と、例えばガラス材料よりなる第１の透明基板７２および第２の透明基板７３と、第１の偏光板７４および第２の偏光板７５とを備えている。液晶層７１内部には、所定の液晶材料よりなる液晶分子が分散されている。
【００６７】
第１の透明基板７２と第２の透明基板７３は、液晶層７１を挟んで互いに対向配置されている。さらにその外側に、第１の偏光板７４と第２の偏光板７５とが対向配置されている。図１１に示した構成では、第１の偏光板７４の表面が液晶パララックスバリア１Ｂの第３の面３となり、第２の偏光板７５の表面が液晶パララックスバリア１Ｂの第４の面４となっている。
【００６８】
図１１には図示していないが、液晶層７１と第２の透明基板７３との間、および液晶層７１と第１の透明基板７２との間には、透明なＩＴＯ電極が同様の領域に形成されている。図示しないが、液晶層７１と第２の透明基板７３との間、および液晶層７１と第１の透明基板７２との間には、配向膜も形成されている。ＩＴＯ電極としては、例えば図１２に示したようなストライプ状のＩＴＯ電極７６が形成されている。なお、図１２では、第２の透明基板７３側のＩＴＯ電極７６のみ代表して図示している。また、図１２では第１の偏光板７４および第２の偏光板７５の図示を省略している。
【００６９】
液晶パララックスバリア１Ｂでは、図１２に示したようなストライプ状のＩＴＯ電極７６に外部からの電圧が印加される。この電圧印加に応じて液晶層７１内部に電界が発生し、封入された液晶分子の傾きが変化する。第１の偏光板７４および第２の偏光板７５との組み合わせにより、液晶パララックスバリア１Ｂでは、外部からの電圧印加に応じて、入射光に対する作用を透過状態と吸収（遮蔽）状態とに切り換えることができる。
【００７０】
第１の偏光板７４と第２の偏光板７５は、透過軸方向を互いに垂直にクロスして、いわゆるクロスニコル式に設置されている。液晶層７１内部に封入された液晶材料はＴＮ（ツイストネマティック）として配向されている。このような構成であるとき、電圧を印加しないときは、液晶パララックスバリア１Ｂは全面に亘って入射光に対する作用が透過状態となる。このときは、パララックスバリアとしては機能しないが、液晶表示パネル２に特定の１視点の２次元画像のみを表示することで、平面表示（２Ｄ表示）を行うことができる。
【００７１】
一方、図１２に示したようなストライプ状のＩＴＯ電極７６に電圧を印加すると、ＩＴＯ電極７６の直下の液晶分子の傾きが変化する。これにより液晶表示パネル２からの光は、ＩＴＯ電極７６が存在しない部分でしか通過せず、パララックスバリアとして動作を行う。すなわち、電圧を印加した状態では、ＩＴＯ電極７６が形成されている領域に対応する部分では図１のパララックスバリア１における遮蔽部１１として機能し、ＩＴＯ電極７６が形成されていない領域に対応する部分では開口部１２として機能する。このとき、液晶表示パネル２の画素に、複数の視点に対応した３次元表示用の映像を表示することで、３Ｄ（立体）表示が可能となる。すなわち、本実施の形態では、液晶パララックスバリア１Ｂをスイッチングバリアとして動作させることができ、これにより、２Ｄ表示と３Ｄ表示との切り替えが可能となっている。
【００７２】
本実施の形態では、液晶表示パネル２だけでなく、視差分離手段としての液晶パララックスバリア１Ｂも液晶素子で構成されているので、液晶表示パネル２と同様に、単体では厚みの薄いものとなり、自重で変形しやすい。これを防ぐために、本実施の形態では、液晶パララックスバリア１Ｂを、図１０に示したように第３および第４の透明平行板３３，３４によって面状に挟持するような構成にしている。
【００７３】
第３の透明平行板３３は、液晶パララックスバリア１Ｂの第３の面３に接するように配置されている。より詳しくは、第３の透明平行板３３の表面全体が、第３の面３に全体的に接するように配置されている。第３の透明平行板３３の厚みは、液晶パララックスバリア１Ｂの厚みよりも大きいことが好ましい。
【００７４】
第４の透明平行板３４は、液晶パララックスバリア１Ｂの第４の面４に接するように配置されている。より詳しくは、第４の透明平行板３４の表面全体が、第４の面４に全体的に接するように配置されている。第４の透明平行板３４の厚みは、液晶パララックスバリア１Ｂの厚みよりも大きいことが好ましい。
【００７５】
本実施の形態によれば、液晶表示パネル２だけでなく、視差分離手段としての液晶パララックスバリア１Ｂについても変形が抑制され、液晶表示パネル２と共に液晶パララックスバリア１Ｂの平面性が改善する。これにより、視差分離手段を液晶素子で構成しながらも、画面全体において、液晶表示パネル２の各画素と液晶パララックスバリア１Ｂの開口部１２との位置関係がずれることが抑制される。これにより、立体表示を行った場合において、画面の全領域でモアレや逆視などの映像の劣化を防ぎ、良好な立体表示を行うことができる。特に、比較的大型（大画面）の立体表示装置を構成する場合であっても、画面の全領域において高画質な立体表示を実現できる。
【００７６】
また、視差分離手段を液晶素子で構成したことにより２次元表示と３次元表示の切り替えが可能となる。
【００７７】
なお、本実施の形態において、第３および第４の透明平行板３３，３４と液晶パララックスバリア１Ｂとの界面の構成方法は、上記第１の実施の形態で説明した、第１および第２の透明平行板３１，３２と液晶表示パネル２との界面の構成方法と同様の手法を採用することができる。
【００７８】
＜第６の実施の形態＞
次に、本発明の第６の実施の形態に係る立体表示用光学デバイスについて説明する。なお、上記第１の実施の形態に係る立体表示用光学デバイス１０と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。なお、本実施の形態による立体表示用光学デバイスも、図４に示した立体表示装置４０への適用が可能である。
【００７９】
図１３は、本実施の形態に係る立体表示用光学デバイスの一構成例を示している。この立体表示用光学デバイスは、上記第１の実施の形態におけるパララックスバリア１に代えて、液晶パララックスバリア１Ｂを備えている。液晶パララックスバリア１Ｂの構成は、上記第５の実施の形態の構成（図１１および図１２）と同様であり、互いに対向する第３の面３および第４の面４を有している。この立体表示用光学デバイスはまた、第３の透明平行板３５を備えている。液晶表示パネル２および第１の透明平行板３１の構成は、上記第１の実施の形態と同様である。
【００８０】
本実施の形態では、第２の透明平行板３２が、液晶表示パネル２の第２の面２Ｂに接すると共に、液晶パララックスバリア１Ｂの第３の面３に接するように配置されている。より詳しくは、第２の透明平行板３２の一方の側の表面全体が第２の面２Ｂに全体的に接すると共に、第２の透明平行板３２の他方の側の表面全体が第３の面３に全体的に接するように配置されている。第２の透明平行板３２の厚みは、液晶表示パネル２および液晶パララックスバリア１Ｂの厚みよりも大きいことが好ましい。
【００８１】
第３の透明平行板３５は、液晶パララックスバリア１Ｂの第４の面４に接するように配置されている。より詳しくは、第３の透明平行板３５の表面全体が、第４の面４に全体的に接するように配置されている。第３の透明平行板３５の厚みは、液晶パララックスバリア１Ｂの厚みよりも大きいことが好ましい。
【００８２】
本実施の形態では、液晶表示パネル２が第１および第２の透明平行板３１，３２によって面状に挟持されていると共に、液晶パララックスバリア１Ｂが第２および第３の透明平行板３２，３５によって面状に挟持されている。
【００８３】
本実施の形態によれば、上記第５の実施の形態と同様に、液晶表示パネル２だけでなく、視差分離手段としての液晶パララックスバリア１Ｂについても変形が抑制され、液晶表示パネル２と共に液晶パララックスバリア１Ｂの平面性が改善する。これにより、視差分離手段を液晶素子で構成しながらも、画面全体において、液晶表示パネル２の各画素と液晶パララックスバリア１Ｂの開口部１２との位置関係がずれることが抑制される。
【００８４】
本実施の形態によれば、このように上記第５の実施の形態と同様の効果を得ることができる。さらに、上記第５の実施の形態に比べて、透明平行板の数を１つ減らすことができるので、デバイスとしての部品点数を減らすことができ、低コスト化および軽量化に貢献することができる。また、組み立て調整などを簡便化することができる。
【００８５】
なお、本実施の形態において、第２および第３の透明平行板３２，３５と液晶パララックスバリア１Ｂとの界面の構成方法は、上記第１の実施の形態で説明した、第１および第２の透明平行板３１，３２と液晶表示パネル２との界面の構成方法と同様の手法を採用することができる。
【００８６】
＜その他の実施の形態＞
本発明は、上記各実施の形態に限定されず種々の変形実施が可能である。
例えば、上記各実施の形態では、パララックスバリア方式を例に挙げてきたが、本発明は、視差分離手段としてレンチキュラレンズを用いるレンチキュラ方式の場合であっても適用可能である。この場合、特許文献６（特表２０００−５０３４２４号公報）に記載されているような、レンチキュラ素子を液晶素子によって構成しているものであっても適用可能である。
【００８７】
また、上記各実施の形態では、表示部を液晶表示パネル２で構成した場合を例に挙げたが、他の方式の表示パネルを用いるようにしても良い。例えば、エレクトリックルミナンス方式の表示パネルや、プラズマディスプレイなどであっても良い。
【００８８】
また、上記各実施の形態を適宜組み合わせた構成も可能である。例えば上記第２の実施の形態（図５）では、導光板５２が上記第１の実施の形態における第１の透明平行板３１の機能を兼ねるような構成としたが、導光板５２と第１の透明平行板３１とを別々の部材として構成しても良い。すなわち、図５の構成において、導光板５２と液晶表示パネル２との間に第１の透明平行板３１が別部材として配置されていても良い。この場合、液晶表示パネル２の第１の面２Ａ側に第１の透明平行板３１と導光板５２との２つの部材が面状に配置されることになるので、液晶表示パネル２の変形を、より効果的に抑制することができる。
【００８９】
また、上記各実施の形態では、表示部の表示面側（第２の面２Ｂ側）に視差分離手段を対向配置する場合を例に挙げたが、特に表示部がバックライト方式の非自発光型のディスプレイである場合には、表示面とは反対側（第１の面２Ａ側）に視差分離手段を対向配置するようにしても良い。そのような構成例を図１４に示す。この構成例では、液晶表示パネル２と、そのバックライトとしての光源８１との間にパララックスバリア１を配置している。その他の構成は、図２の構成例と同様である。
【符号の説明】
【００９０】
１，１Ａ…パララックスバリア、１Ｂ…液晶パララックスバリア、２…液晶表示パネル、２Ａ…第１の面、２Ｂ…第２の面、３…第３の面、４…第４の面、１０…立体表示用光学デバイス、１１…遮蔽部、１２…開口部、２１…液晶層、２２…第１の透明基板、２３…第２の透明基板、２４…第１の偏光板、２５…第２の偏光板、３１…第１の透明平行板，３２…第２の透明平行板，３３…第３の透明平行板，３４…第４の透明平行板，３５…第３の透明平行板，４０…立体表示装置、４１…映像信号入力部、４２…映像信号処理部、５１…光源、５２…導光板、５３…拡散板、６１…透明基板、６２…マスク層、７１…液晶層、７２…第１の透明基板、７３…第２の透明基板、７４…第１の偏光板、７５…第２の偏光板、７６…ＩＴＯ電極、８１…光源、１０１…パララックスバリア、１０２…表示パネル、１１０（１１０−１，１１０−２，１１０−３）…開口部、１１１…遮蔽部、２００…観察者。
【図１】
2012002866.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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