(57)【要約】【課題】  低コストでありながらフリッカのない立体映像を鑑賞できる立体映像表示装置を提供する。【解決手段】  本発明に係る立体映像表示装置は、３Ｄメガネと、表示装置と、映像処理装置からなる立体映像表示装置であって、３Ｄメガネは、左眼部に配置された第１の液晶パネルと、右眼部に配置された第２の液晶パネルを備え、第１の液晶パネルは光出射面に第１の偏光板が配置され、第２の液晶パネルは光出射面に第２の偏光板が配置され、表示装置の光出射面側に第３の偏光板を備え、表示装置は表示画面が白色表示されるとともに、第１の液晶パネルは映像処理装置から出力される左眼用の映像信号により駆動され、第２の液晶パネルは前記映像処理装置から出力される右眼用の映像信号により駆動され、第３の偏光板から出射される白色光が、第１の液晶パネルと第１の偏光板を透過し、白色光が第２の液晶パネルと第２の偏光板を透過することにより立体表示することを特徴としている。【選択図】  図１
2013019923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３Ｄメガネと、
表示装置と、
映像処理装置からなる立体映像表示装置であって、
前記３Ｄメガネは、左眼部に配置された第１の液晶パネルと、右眼部に配置された第２の液晶パネルを備え、
前記第１の液晶パネルは光出射面に第１の偏光板が配置され、前記第２の液晶パネルは光出射面に第２の偏光板が配置され、
前記表示装置の光出射面側に第３の偏光板を備え、
前記表示装置は表示画面が白色表示されるとともに、前記第１の液晶パネルは前記映像処理装置から出力される左眼用の映像信号により駆動され、前記第２の液晶パネルは前記映像処理装置から出力される右眼用の映像信号により駆動され、
前記第３の偏光板から出射される白色光が、前記第１の液晶パネルと前記第１の偏光板を透過し、前記白色光が前記第２の液晶パネルと前記第２の偏光板を透過することにより立体表示することを特徴とする立体映像表示装置。
【請求項２】
前記第１の液晶パネルの光入射面に第１の１／４波長板が配置され、前記第２の液晶パネルの光入射面に第２の１／４波長板が配置され、前記表示装置の前記第３の偏光板の光出射面に第３の１／４波長板が配置されることを特徴とする請求項１に記載の立体映像表示装置。
【請求項３】
前記表示装置が、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、ＥＬディスプレイ、ＦＥＤのいずれかであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の立体映像表示装置。
【請求項４】
前記表示装置は、ＣＲＴ、プラズマディスプレイ、ＥＬディスプレイ、ＦＥＤのいずれかの光出射面側に第３の偏光板を配置したものであることを特徴とする請求項１または請求項２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、フリッカのない立体映像を低コストで見ることができる立体映像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、再生映像を立体映像として見る立体映像表示装置では、いくつかの方式が提案されている。
【０００３】
特許文献１は、図５に示すように、全体がゴーグル形状に形成され、左眼に対応する位置に左眼用画像を表示するためのディスプレイ部２０２を有するとともに右眼に対応する位置に右眼用画像を表示するためのディスプレイ部２０３を有し、各ディスプレイ部は薄膜型ＥＬ素子からなるバックライト光源を備えた液晶ディスプレイであり、ディスプレイのつる部２０６から延びるステレオ音響発生用の左右耳用のイヤホン２０４を備えた３次元ディスプレイを開示している。これは、ゴーグル形状となっているので顔にかけて使用することができ、視聴者の位置や姿勢の自由度が大きい３次元ディスプレイである。
【０００４】
特許文献２は、図６に示すように、右眼用の画像と左眼用の画像を交互にモニタ３０５に表示し、該モニタ３０５と観察者の右眼及び左眼の間に、モニタ画像と同期して動作するフィルタ３０２を備え、右眼用の画像を右眼で、左眼用の画像を左眼で見ることにより立体映像を観察する立体映像表示装置であって、フィルタ３０２は光散乱型液晶素子で構成され、モニタ３０５に右眼用画像が表示されているときには、左眼側では光を拡散させる一方、右眼側では光を透過させ、モニタ画像を右眼で観察可能とし、モニタに左眼用画像が表示されているときには、右眼側では光を拡散させる一方、左眼側では光を透過させ、モニタ画像を左眼で観察可能とすることを特徴としており、液晶素子の透過時の透過率を格段に向上させた、明るい立体映像が観察できる立体映像表示装置である。
【０００５】
特許文献３は、図７に示すように、位置が固定された表示パネル４０１に一定の距離をおいて遮光バリア４０２が配置され、遮光バリア４０２のバリアにて表示パネルの右画像と左画像を選択的に遮断することで３次元画像を表示する立体映像表示装置において、視認者と表示パネルとの距離である視認距離が変わると、ちょうどその視認距離あるいはそれに近い距離で視認者の位置から見て３次元画像表示となるように、遮光バリア面内におけるバリアの各幅および位置の少なくとも一方が変化することを特徴としており、特殊なメガネなしで立体映像を見ることができ、前後方向の最適視認距離を比較的低コストで可変にできる立体映像表示装置である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１８３９４２号公報
【特許文献２】特開２０００−２７５５７５号公報
【特許文献３】特開２００５−９２１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の立体映像表示装置は、いずれの方式においても、以下のような課題があった。
【０００８】
特許文献１では、左眼と右眼の各ディスプレイ部が薄膜型ＥＬ素子からなるバックライト光源を備えているため、ディスプレイの重量が重くなり、長時間の視聴には耐え難いという課題があった。
【０００９】
また、特許文献２では、液晶眼鏡がバックライト光源を備えておらず軽量ではあるが、フィルタ３０２で光の透過と非透過を繰り返しながらモニタ３０５の画像を視聴するため、画面がちらついて見えるフリッカが発生するという課題があった。
【００１０】
また、特許文献３では、特殊なメガネなしで立体映像を見ることができるが、表示パネル４０１に機械精度が要求される遮光バリア４０２が追加されるため高価格であった。また、一つの表示パネル上に左眼用映像を表示する画素と右眼用映像を表示する画素を配置しなければならず、全体として２倍の画素数が必要となるので、高解像度化が難しいという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る立体映像表示装置は、３Ｄメガネと、表示装置と、映像処理装置からなる立体映像表示装置であって、３Ｄメガネは、左眼部に配置された第１の液晶パネルと、右眼部に配置された第２の液晶パネルを備え、第１の液晶パネルは光出射面に第１の偏光板が配置され、第２の液晶パネルは光出射面に第２の偏光板が配置され、表示装置の光出射面側に第３の偏光板を備え、表示装置は表示画面が白色表示されるとともに、第１の液晶パネルは映像処理装置から出力される左眼用の映像信号により駆動され、第２の液晶パネルは映像処理装置から出力される右眼用の映像信号により駆動され、第３の偏光板から出射される白色光が、第１の液晶パネルと第１の偏光板を透過し、白色光が第２の液晶パネルと第２の偏光板を透過することにより立体表示することを特徴としている。
【００１２】
また、本発明の立体映像表示装置は、上記の構成に加えて、第１の液晶パネルの光入射面に第１の１／４波長板が配置され、第２の液晶パネルの光入射面に第２の１／４波長板が配置され、表示装置の第３の偏光板の光出射面に第３の１／４波長板が配置されることが好ましい。
【００１３】
また、本発明の立体映像表示装置は、上記の構成に加えて、表示装置が、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、ＥＬディスプレイ、ＦＥＤのいずれかであることが好ましい。
【００１４】
また、本発明の立体映像表示装置は、上記の構成に加えて、表示装置は、ＣＲＴ、プラズマディスプレイ、ＥＬディスプレイ、ＦＥＤのいずれかの光出射面側に第３の偏光板を配置したものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
表示装置を液晶パネルの光源に利用しているので、３Ｄメガネの重量を軽量化することができるとともに、立体映像を表示するためのコストを低減することができる。また、３Ｄメガネの左眼と右眼の液晶パネルにそれぞれ連続した映像を表示できるので、フリッカのない高品位な立体映像を鑑賞することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の立体映像表示装置の全体構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の一実施例を説明する斜視図である。
【図３】本発明の一実施例を説明する構成図である。
【図４】本発明の他の実施例を説明する構成図である。
【図５】従来のゴーグル型の立体映像表示装置である。
【図６】従来の液晶シャッタ方式の立体映像表示装置である。
【図７】従来の視差バリア方式の立体映像表示装置である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
本発明の立体映像表示装置を図１〜図３を用いて説明する。図1は本発明の立体映像表示装置の全体構成の一例であり、図２は本発明の一実施例を説明する斜視図、図３は本発明の一実施例を説明する構成図である。図１に示すように、本発明の立体映像表示装置の全体構成は、３Ｄメガネ１０、表示装置２０、映像処理を行う映像処理装置３０から構成されている。
【００１９】
３Ｄメガネ１０は、図２に示すように、３Ｄメガネ１０の左眼の位置に配置される第１の液晶パネル１１Ｌと、右眼の位置に配置される第２の液晶パネル１１Ｒから構成される。また、それぞれの液晶パネルには、例えば、ＴＦＴ基板とカラーフィルター基板の間に液晶層を設けた透過型ＴＮモードの液晶パネルが用いられる。さらに、第１の液晶パネル１１Ｌの観察者側（光出射面）に第１の偏光板１２Ｌが配置され、第２の液晶パネル１１Ｒの観察者側（光出射面）に第２の偏光板１２Ｒが配置されている。
【００２０】
表示装置２０は、例えば、図２〜４に示すように、ＣＦ基板とＴＦＴ基板の間に液晶層が設けられた液晶パネル２１と、液晶パネル２１（表示パネル）の光出射面側に備えられた第３の偏光板２２、図示しないバックライトユニット及びスピーカ等から構成される液晶ディスプレイである。
【００２１】
そして、３Ｄメガネ１０と表示装置２０の各偏光板の偏光軸の配置については、図２に示すように、３Ｄメガネ１０の第１の偏光板１２Ｌと第２の偏光板１２Ｒが有する偏光軸（１３Ｌ、１３Ｒ）は共に水平方向に配置され、表示装置２０の第３の偏光板２２が有する偏光軸２３は垂直方向に配置されており、３Ｄメガネ１０と表示装置２０の互いの偏光軸が直交する方向に配置されている。
【００２２】
映像処理装置３０は、例えば、３Ｄ放送や３ＤＶＴＲ、ゲーム機器等から立体映像信号３１を受信し、表示装置２０の表示画面を白色表示させるとともに、左眼用の映像信号３３と右眼用の映像信号３４を３Ｄメガネ１０に出力するものである。
【００２３】
上記の構成において、立体映像を視聴するときは、表示装置２０では表示画面全体が白色に表示されるとともに、３Ｄメガネ１０では映像処理装置３０から出力される左眼用の映像信号３３により第１の液晶パネル１１Ｌが駆動され、右眼用の映像信号３４により第２の液晶パネル１１Ｒが駆動される。上記状態で、視聴者は３Ｄメガネ１０を装着して顔を表示装置２０に向けることにより、表示装置２０から発せられる白色光を光源として、３Ｄメガネ１０を通して立体映像を視聴することができる。
【００２４】
具体的には、図３に示すように、表示装置２０から出射される光が液晶パネル２１の液晶層とカラーフィルターを透過し、三原色（ＲＧＢ）の光から白色光が合成され、第３の偏光板２２を通過して直線偏光された白色光となって出射される。
【００２５】
直線偏光された白色光は、３Ｄメガネ１０に入射され、３Ｄメガネ１０の左眼では、映像信号に応じて第１の液晶パネル１１Ｌで偏光面の回転が制御され、第１の偏光板１２Ｌを透過して映像信号３３に対応した光の透過量に調整され、さらに、凸レンズや凹レンズ、フレネルレンズ、回折レンズなどのレンズ群で構成される光学ユニット４０を通過して拡大や焦点調整等が行われ、左眼用の映像となって連続して表示される。また、３Ｄメガネ１０の右眼でも、同様に、第２の液晶パネル１１Ｒ、第２の偏光板１２Ｒ、光学ユニット４０を通過し、右眼用の映像となって連続して表示される。
【００２６】
３Ｄメガネ１０を装着した視聴者は、連続して表示される左眼用の映像を左眼で視認し、連続して表示される右眼用の映像を右眼で視認することにより、左右の映像を立体映像として視聴できる。なお、音声は、表示装置２０のスピーカを利用して聞くことができるので、３Ｄメガネ１０にはイヤホンやスピーカ等の音声出力部が不要である。
【００２７】
なお、表示装置２０は、液晶ディスプレイを用いて説明したが、他にも、表示パネルの光出射面上に第３の偏光板２２を備え、直線偏光された白色光を出射できるプラズマディスプレイ、ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）等のディスプレイが表示装置２０として適用できる。
【００２８】
また、第３の偏光板２２を備えていないＣＲＴのようなディスプレイであっても、その前面の光出射面側に第３の偏光板２２を追加配置することにより表示装置２０として適用できる。同様に、プラズマディスプレイ、ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ等において第３の偏光板２２を備えていない場合にも、光出射面側に第３の偏光板２２を追加配置することにより表示装置２０として適用できる。なお、光出射面側は、表示装置２０から３Ｄメガネ１０までの間であれば、第３の偏光板２２はどの位置に配置されてもよい。
【００２９】
実施例１の立体映像表示装置によれば、既存の液晶ディスプレイ等を表示装置２０に用い、３Ｄメガネ１０の光源（バックライト）として利用できるので、３Ｄメガネ１０をバックライトが省かれた低価格で提供することができ、立体映像を表示するためのコストを抑えて手軽に立体映像を鑑賞することができる。また、３Ｄメガネ１０を装着した複数の視聴者で立体映像を同時に鑑賞することもできる。
【００３０】
さらに、表示装置２０は、元々、通常の映像が表示されるものであり、三原色（ＲＧＢ）の色合いが最適に調整されているので、３Ｄメガネ１０の第１の液晶パネル１１Ｌ、第２の液晶パネル１１Ｒの光源（バックライト）として最適な白色光を合成し出射させることができる。
【００３１】
また、バックライトの省略とともに、音声は表示装置２０のスピーカを利用して聞くことができ、３Ｄメガネ１０にイヤホンやスピーカ等の音声出力部が不要であるため、３Ｄメガネ１０の構成を簡略化して軽量にすることができ、長時間鑑賞したときの不快感や疲労感を低減することができる。
【００３２】
また、３Ｄメガネ１０の第１の液晶パネル１１Ｌが左眼用の映像信号３３によって駆動されるとともに、第２の液晶パネル１１Ｒが右眼用の映像信号３４によって駆動されることにより、３Ｄメガネ１０の左眼には左眼用の映像が連続して表示されるとともに、右眼には右眼用の映像が連続して表示されるため、画面がちらつかずフリッカのない高品位な立体映像を鑑賞することができる。
【実施例２】
【００３３】
実施例２の発明は、図４に示すように、実施例１の３Ｄメガネ１０と表示装置２０の間に、第１の１／４波長板１４Ｌ、第２の１／４波長板１４Ｒ、第３の１／４波長板２４、を追加したものであり、他の構成は実施例１と同じであるため説明は省略する。
【００３４】
実施例１では、液晶モードをＴＮモードとして、図３に示したように、３Ｄメガネ１０の第１の偏光板１２Ｌ、第２の偏光板１２Ｒと、表示装置２０の第３の偏光板２２が、互いの偏光軸の方向が直交配置になるときに、光が損失することなく明るい映像を見ることができる。
【００３５】
しかしながら、例えば、３Ｄメガネ１０を装着した視聴者が表示装置２０に対して顔を左右に傾けるなどして、３Ｄメガネ１０の第１の偏光軸１３Ｌ及び第２の偏光軸１３Ｒと表示装置２０の第３の偏光軸２３が直交配置からずれると、３Ｄメガネ１０に表示される左右の映像が暗くなって視認性の劣化が生じる。
【００３６】
具体的には、３Ｄメガネ１０において、第１の液晶パネル１１Ｌで偏光面の回転が制御された光が第１の偏光板１２Ｌを透過する際に、偏光軸のずれ量に応じて透過光の損失が生じ、第１の偏光板１２Ｌから出射される光量が減少するため、３Ｄメガネ１０の左眼に表示される映像が暗くなり、同様に、第２の偏光板１２Ｒから出射される光量も減少するため、右眼に表示される映像も暗くなる。実施例２は、このような表示装置２０の第３の偏光板２２と３Ｄメガネ１０の第１の偏光板１２Ｌと第２の偏光板１２Ｒとの偏光軸の直交配置からのずれによる表示品位の劣化を改善した立体映像表示装置を提供するものである。
【００３７】
実施例２の立体映像表示装置は、図４に示すように、表示装置２０の第３の偏光板２２の外側（光出射面）に第３の１／４波長板２４が配置され、また、３Ｄメガネ１０の第１の液晶パネル１１Ｌの外側（光入射面）に第１の１／４波長板１４Ｌが配置され、同様に、第２の液晶パネル１１Ｒの外側（光入射面）に第２の１／４波長板１４Ｒが配置されている。
【００３８】
また、第１の１／４波長板１３Ｌの遅相軸と第１の偏光板１２Ｌの偏光軸、第２の１／４波長板１４Ｒの遅相軸と第２の偏光板１２Ｒの偏光軸、第３の１／４波長板２４の遅相軸と第３の偏光板２２の偏光軸は、それぞれ４５度傾いて配置されている。
【００３９】
図４において、表示装置２０では、図示しない光源から出射される光が液晶パネル２１で白色光に合成され、第３の偏光板２２を通過して直線偏光となった白色光は、第３の１／４波長板２４を通過して円偏光に変換されて出射される。
【００４０】
円偏光となった白色光は、３Ｄメガネ１０に入射されると、３Ｄメガネ１０の左眼では、第１の１／４波長板１４Ｌを通過して再び直線偏光に変換される。ここで、第１の１／４波長板１４Ｌの遅相軸が第１の偏光板１２Ｌの偏光軸に対して４５度傾いて配置されているため、第１の１／４波長板１４Ｌで直線偏光された白色光の偏光軸は液晶パネル１１Ｌに対して垂直方向に補正される。同様に、第２の１／４波長板１４Ｒの遅相軸が第２の偏光板１２Ｒの偏光軸に対して４５度傾いて配置されているため、第２の１／４波長板１４Ｒで直線偏光された白色光の偏光軸方向は液晶パネル１１Ｒに対して垂直方向に補正される。
【００４１】
以後、実施例１と同様に、第１の液晶パネル１１Ｌで偏光面の回転が制御され、第１の偏光板１２Ｌを透過することで、映像信号３３に対応した光の透過量に調整され、さらに、凸レンズや凹レンズ、フレネルレンズ、回折レンズなどのレンズ群で構成される光学ユニット４０を通過して拡大や焦点調整等が行われ、左眼用の映像となって連続して表示される。また、第２の液晶パネル１１Ｒで偏光面の回転が制御され、第２の偏光板１２Ｒを透過することで、映像信号３４に対応した光の透過量に調整され、さらに、レンズ群で構成される光学ユニット４０を通過して拡大や焦点調整等が行われ、右眼用の映像となって連続して表示される。
【００４２】
３Ｄメガネ１０を装着した視聴者は、連続して表示される左眼用の映像を左眼で視認し、連続して表示される右眼用の映像を右眼で視認することにより、画面がちらつかずフリッカのない高品位な立体映像を鑑賞することができる。
【００４３】
実施例２の立体映像表示装置によれば、表示装置２０と３Ｄメガネ１０の間で白色光が円偏光となっているため、３Ｄメガネ１０を装着した視聴者が表示装置２０に対して顔を左右に傾けて表示装置２０に正対していない状態でも、３Ｄメガネ１０に表示される映像が暗くなることがなく、３Ｄメガネ１０を装着した複数の視聴者で立体映像を同時に鑑賞する場合にも、表示装置２０に対してそれぞれの視聴者の視聴姿勢が制限されずに立体映像を同時に鑑賞することができる。
【００４４】
以上、実施例１および実施例２について具体的に説明を行ったが、本発明はこれらに限定されるものではない。上述した実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組合わせて得られる実施形態についても本発明の技術範囲に含まれる。
【００４５】
例えば、映像処理装置３０は、３Ｄメガネ１０や表示装置２０に組み込まれていてもよい。また、映像処理装置３０に通常の２Ｄの映像信号を取り込んで、内部で画像処理を行い左右の映像信号を生成してもよい。
【００４６】
また、表示装置２０は、映像処理装置３０の出力信号により表示画面が白色表示されるようにしてもよいし、表示装置２０本体やリモコンのスイッチにより表示画面が白色表示されるようにしてもよい。
【００４７】
また、実施例では、３Ｄメガネ１０の第１の液晶パネル１１Ｌ及び第２の液晶パネル１１Ｒの液晶モードをＴＮモードとして、図３に示したように、３Ｄメガネ１０と表示装置２０の互いの偏光軸が直交する方向に配置されたノーマリホワイトの構成を示しているが、互いの偏光軸の方向を平行に配置したノーマリブラックの構成であってもよい。
【００４８】
また、３Ｄメガネ１０の液晶モードはＴＮモードに限定されるものではなく、ＳＴＮ、ＭＶＡ、ＰＶＡ、ＩＰＳ、ＦＦＳ、ＯＣＢ、ＰＳＡ、光配向型液晶、垂直配向型面内電界スイッチング液晶などの液晶モードも用いることが可能であり、第１〜第３の偏光板の互いの偏光軸の配置関係や、第１〜第３の１／４波長板の互いの遅相軸の配置関係も、液晶モードに応じて変更してもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１０  ３Ｄメガネ
２０  表示装置
１１Ｌ  第１の液晶パネル
１１Ｒ  第２の液晶パネル
１２Ｌ  第１の偏光板
１２Ｒ  第２の偏光板
１３Ｌ  第１の偏光軸
１３Ｒ  第２の偏光軸
１４Ｌ第１の１／４波長
１４Ｒ  第２の１／４波長板
２１  表示パネル
２２  第３の偏光板
２３  第３の偏光軸
２４  第３の１／４波長板
３０  映像処理装置
３１  立体映像信号
３２  白表示映像信号
３３  左眼用映像信号
３４  右眼用映像信号
４０  光学ユニット
【図１】
2013019923.tif 000003
【図２】
2013019923.tif 000004
【図３】
2013019923.tif 000005
【図４】
2013019923.tif 000006
【図５】
2013019923.tif 000007
【図６】
2013019923.tif 000008
【図７】
2013019923.tif 000009