立体映像表示用光学部材及び立体映像表示装置
【課題】モアレの発生を低減する。
【解決手段】第一偏光領域181と、第二偏光領域182と、第一偏光領域181及び第二偏光領域182の境界部であり、かつ映像生成領域遮光部163に対応する位置に設けられ、右目用映像光及び左目用映像光の全部又は一部を遮光する偏光軸制御板領域遮光部183とを有し、第一偏光領域181及び第二偏光領域182に右目用映像光及び左目用映像光がそれぞれ入射したときに、入射した右目用映像光及び左目用映像光を、偏光軸が互いに直交した直線偏光または偏光軸の回転方向が互いに逆方向である円偏光として射出する偏光軸制御板180を備え、映像生成部160は、第1の変調光生成領域及び第2の変調光生成領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する映像生成領域遮光部163を有し、偏光軸制御板領域遮光部183は、映像生成領域遮光部163の線幅より狭い線幅である複数の直線を含むように形成されている。
【解決手段】第一偏光領域181と、第二偏光領域182と、第一偏光領域181及び第二偏光領域182の境界部であり、かつ映像生成領域遮光部163に対応する位置に設けられ、右目用映像光及び左目用映像光の全部又は一部を遮光する偏光軸制御板領域遮光部183とを有し、第一偏光領域181及び第二偏光領域182に右目用映像光及び左目用映像光がそれぞれ入射したときに、入射した右目用映像光及び左目用映像光を、偏光軸が互いに直交した直線偏光または偏光軸の回転方向が互いに逆方向である円偏光として射出する偏光軸制御板180を備え、映像生成部160は、第1の変調光生成領域及び第2の変調光生成領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する映像生成領域遮光部163を有し、偏光軸制御板領域遮光部183は、映像生成領域遮光部163の線幅より狭い線幅である複数の直線を含むように形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、立体映像表示用光学部材及び立体映像表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
観察者に立体映像を認識させる装置として、右目用の映像と左目用の映像をそれぞれ異なる領域に表示する映像生成部、及び、二つの異なる領域に入射した偏光の偏光軸が、互いに直交した直線偏光、又は偏光軸の回転方向が互いに逆方向である円偏光として射出する偏光軸制御板を含む立体映像表示装置が知られている(例えば、特許文献1〜5を参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平10−232365号公報
【特許文献2】特開2004−264338号公報
【特許文献3】特開平9−90431号公報
【特許文献4】特開2008−304909号公報
【特許文献5】特開2002−185983号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献1〜5に記載の技術では、モアレが発生する場合があった。ここで、モアレとは、干渉縞ともいい、規則正しい繰り返し模様を複数重ね合わせた時に、それらの周期のずれにより視覚的に発生する縞模様のことである。
【0005】
例えば、特許文献4及び特許文献5に記載の立体映像表示装置では、右目用の画像を生成する領域と左目用の画像を生成する領域、赤色のカラーフィルターを有する画素、緑色のカラーフィルターを有する画素、青色のカラーフィルターを有する画素が設けられ、さらに各色のフィルター領域間に、隣接する赤、緑、青の画素の混色を防ぎ、バックライトからの光を遮断してコントラストを向上させるよう格子状の黒色パターンであるブラックマトリックスが設けられた映像生成領域遮光部とを有する画像生成部と、右目用の画像を透過させる第一偏光領域と左目用の画像を偏光軸に対して直角に観点させて透過させる第二偏光領域とクロストークの発生を低減するために設けられた偏光軸制御板領域遮光部とを有する偏光軸制御板とを備えており、映像生成領域遮光部と偏光軸制御板領域遮光部とのピッチが近似しているので、モアレが発生しやすい。一般的に、2つの規則正しい繰り返し模様のパターンが平行であるとき、第1のパターンの間隔(周期)をp、第2のパターンの間隔(周期)をp+δpとするとき(但し、0<δp<pとする)、発生するモアレの間隔(周期)dは、下記(数式1)を用いて表される。
【0006】
d=p2/δp ・・・(数式1)
映像生成領域遮光部と偏光軸制御板領域遮光部との間には、偏光軸制御部を保持するためのガラス基板が設けられ、これらはこのガラス基板により一定の距離を保ち隔てられて配置されている。このため、観察者は正面にある映像生成領域遮光部と偏光軸制御板領域遮光部とが重なっているように見え、映像生成領域遮光部と偏光軸制御板領域遮光部とは分離して見えない。このためモアレは発生しない。しかしながら、観察者が正面から離れた部分を観察する場合、映像生成領域遮光部と偏光軸制御板領域遮光部とは分離して見える、即ち見た目のピッチにずれが生じるためモアレが観察される。
【0007】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、モアレの発生を低減する立体映像表示用光学部材及び立体映像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】
【0008】
上記目的を達成するため、本発明に係る立体映像表示用光学部材の第1の特徴は、第1の映像信号に基づいて、所定の角度の偏光軸である第1の偏光軸の直線偏光を光変調して第1の変調偏光を生成して射出する第1の変調光生成領域と、第2の映像信号に基づいて前記第1の偏光軸の直線偏光を光変調して第2の変調偏光を生成して射出する第2の変調光生成領域とを有する映像生成部から射出した前記第1の変調偏光及び前記第2の変調偏光のうち、前記第1の偏光軸と異なる角度を有する第2の偏光軸の直線偏光である前記第1の変調偏光及び前記第2の変調偏光を透過して射出する偏光板と、前記映像生成部における第1の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第1の変調偏光が入射した際に前記第1の変調偏光の偏光軸を第3の偏光軸となるよう偏光し第3の変調偏光として射出する第1の偏光領域と、前記映像生成部における第2の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第2の変調偏光が入射した際に前記第2の変調偏光の偏光軸を前記第3偏光軸と異なる第4の偏光軸となるよう偏光し第4の変調偏光として射出する第2の偏光領域と、前記第1の偏光領域及び前記第2の偏光領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する遮光部とを有する偏光軸制御板と、を備え、前記映像生成部は、前記第1の変調光生成領域及び前記第2の変調光生成領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する映像生成領域遮光部を有し、前記遮光部は、前記映像生成領域遮光部の線幅より狭い線幅である複数の直線を含むように形成されていることにある。
【0009】
上記目的を達成するため、本発明に係る立体映像表示用光学部材の第2の特徴は、第1の映像信号に基づいて、所定の角度の偏光軸である第1の偏光軸の直線偏光を光変調して第1の変調偏光を生成して射出する第1の変調光生成領域と、第2の映像信号に基づいて前記第1の偏光軸の直線偏光を光変調して第2の変調偏光を生成して射出する第2の変調光生成領域とを有する映像生成部から射出した前記第1の変調偏光及び前記第2の変調偏光のうち、前記第1の偏光軸と異なる角度を有する第2の偏光軸の直線偏光である前記第1の変調偏光及び前記第2の変調偏光を透過して射出する偏光板と、前記映像生成部における第1の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第1の変調偏光が入射した際に前記第1の変調偏光の偏光軸を第3の偏光軸となるよう偏光し第3の変調偏光として射出する第1の偏光領域と、前記映像生成部における第2の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第2の変調偏光が入射した際に前記第2の変調偏光の偏光軸を前記第3偏光軸と異なる第4の偏光軸となるよう偏光し第4の変調偏光として射出する第2の偏光領域と、前記第1の偏光領域及び前記第2の偏光領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する遮光部とを有する偏光軸制御板と、を備え、前記映像生成部は、前記第1の変調光生成領域及び前記第2の変調光生成領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する映像生成領域遮光部と、前記第1の変調光生成領域及び前記第2の変調光生成領域それぞれに備えられた画素の境界部に設けられ入射した光を遮光する画素間遮光部とを有し、前記遮光部は、隣接する前記映像生成領域遮光部及び隣接する前記画素間遮光部のいずれの間隔より狭い線幅である1以上の直線と、前記直線に沿って境界側に設けられた、隣接する前記映像生成領域遮光部及び隣接する前記画素間遮光部のいずれの間隔より短い径である複数の円とを含むように形成されていることにある。
【0010】
上記目的を達成するため、本発明に係る立体映像表示用光学部材の第3の特徴は、第1の映像信号に基づいて、所定の角度の偏光軸である第1の偏光軸の直線偏光を光変調して第1の変調偏光を生成して射出する第1の変調光生成領域と、第2の映像信号に基づいて前記第1の偏光軸の直線偏光を光変調して第2の変調偏光を生成して射出する第2の変調光生成領域とを有する映像生成部から射出した前記第1の変調偏光及び前記第2の変調偏光のうち、前記第1の偏光軸と異なる角度を有する第2の偏光軸の直線偏光である前記第1の変調偏光及び前記第2の変調偏光を透過して射出する偏光板と、前記映像生成部における第1の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第1の変調偏光が入射した際に前記第1の変調偏光の偏光軸を第3の偏光軸となるよう偏光し第3の変調偏光として射出する第1の偏光領域と、前記映像生成部における第2の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第2の変調偏光が入射した際に前記第2の変調偏光の偏光軸を前記第3偏光軸と異なる第4の偏光軸となるよう偏光し第4の変調偏光として射出する第2の偏光領域と、前記第1の偏光領域及び前記第2の偏光領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する遮光部とを有する偏光軸制御板と、を備え、前記映像生成部は、前記第1の変調光生成領域及び前記第2の変調光生成領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する映像生成領域遮光部と、前記第1の変調光生成領域及び前記第2の変調光生成領域それぞれに備えられた画素の境界部に設けられ入射した光を遮光する画素間遮光部とを有し、前記遮光部は、隣接する前記映像生成領域遮光部及び隣接する前記画素間遮光部のいずれの間隔より短い径である複数の円を含むように形成されていることにある。
【0011】
上記目的を達成するため、本発明に係る立体映像表示用光学部材の第4の特徴は、第1の映像信号に基づいて、所定の角度の偏光軸である第1の偏光軸の直線偏光を光変調して第1の変調偏光を生成して射出する第1の変調光生成領域と、第2の映像信号に基づいて前記第1の偏光軸の直線偏光を光変調して第2の変調偏光を生成して射出する第2の変調光生成領域とを有する映像生成部から射出した前記第1の変調偏光及び前記第2の変調偏光のうち、前記第1の偏光軸と異なる角度を有する第2の偏光軸の直線偏光である前記第1の変調偏光及び前記第2の変調偏光を透過して射出する偏光板と、前記映像生成部における第1の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第1の変調偏光が入射した際に前記第1の変調偏光の偏光軸を第3の偏光軸となるよう偏光し第3の変調偏光として射出する第1の偏光領域と、前記映像生成部における第2の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第2の変調偏光が入射した際に前記第2の変調偏光の偏光軸を前記第3偏光軸と異なる第4の偏光軸となるよう偏光し第4の変調偏光として射出する第2の偏光領域と、前記第1の偏光領域及び前記第2の偏光領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する遮光部とを有する偏光軸制御板と、を備え、前記遮光部は、前記第1の偏光領域及び前記第2の偏光領域の境界部に沿って配列された複数の矩形を含み、隣接する前記境界部に設けられた当該遮光部に配列された矩形の水平方向のピッチの1/3〜1/2だけ前記配列方向にずれて配列されていることにある。
【0012】
上記目的を達成するため、本発明に係る立体映像表示装置の第1の特徴は、光源と、前記光源を射出した光のうち前記第1偏光軸である第1の直線偏光を透過する直線偏光生成部と、第1の変調光生成領域と第2の変調光生成領域を有し、前記直線偏光生成部を射出した前記第1の直線偏光が入射した際に光変調して前記第1の変調偏光及び前記第2の変調偏光として射出する前記映像生成部と、請求項1〜4いずれか1項記載の立体映像表示用光学部材と、を備え、前記偏光軸制御板における前記第1の偏光領域を射出した前記第3変調偏光により生成される映像を右目用映像とし、前記第2の偏光領域を射出した前記第4の変調偏光により生成される映像を左目用映像とすることにある。
【発明の効果】
【0013】
本発明の立体映像表示用光学部材及び立体映像表示装置によれば、モアレの発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の実施例1に係る立体映像表示装置の分解斜視図である。
【図2】本発明の実施例1に係る立体映像表示装置の偏光軸制御板の別の形態を示す斜視図である。
【図3】本発明の実施例1に係る立体映像表示装置の使用状態を示す概略図である。
【図4】本発明の実施例1に係る立体映像表示装置が備える映像生成部の一部を拡大して示す平面図である。
【図5】映像生成領域遮光部及び偏光軸制御板領域遮光部が形成されていない場合における映像生成部と偏光軸制御板との断面の一例を図示した断面図である。
【図6】本発明の実施例に係る立体映像表示装置に備えられた映像生成部と偏光軸制御板との断面の一例を図示した断面図である。
【図7】本発明の実施例1である立体映像表示装置において、モアレの変化を調査する実験に用いた映像生成部の拡大図である。
【図8】本発明の実施例1である立体映像表示装置において、偏光軸制御板領域遮光部の線状パターンの比較例及び実験例を示した図である。
【図9】本発明の実施例1である立体映像表示装置において、偏光軸制御板領域遮光部の線状パターンの比較例及び実験例を示した図である。
【図10】本発明の実施例1に係る立体映像表示装置において、図8及び図9に示した比較例及び実験例についてモアレ評価及び光透過率評価の結果を示した図である。
【図11】本発明の実施例1である立体映像表示装置において、偏光軸制御板領域遮光部の線状パターンの実験例を示した図である。
【図12】本発明の実施例1に係る立体映像表示装置において、図8(a)に示した比較例及び図11に示した実験例についてモアレ評価及び光透過率評価の結果を示した図である。
【図13】本発明の実施例1である立体映像表示装置において、偏光軸制御板領域遮光部の線状パターンの実験例を示した図である。
【図14】本発明の実施例1に係る立体映像表示装置において、図8(a)に示した比較例及び図13に示した実験例についてモアレ評価及び光透過率評価の結果を示した図である。
【図15】本発明の実施例1である立体映像表示装置において、偏光軸制御板領域遮光部の線状パターンの実験例を示した図である。
【図16】本発明の実施例1に係る立体映像表示装置において、図8(a)に示した比較例及び図16に示した実験例についてモアレ評価及び光透過率評価の結果を示した図である。
【図17】本発明の実施例1に係る立体映像表示装置において、図8(a)に示した比較例、図8(b)に示した実験例1−1、及び図13(a)に示した実験例5−2について、視野角毎のクロストーク率の結果を示した図である。
【図18】本発明の実施例1に係る立体映像表示装置の偏光軸制御板の別の実施形態を示す斜視図である。
【図19】本発明の実施例1に係る立体映像表示装置の偏光軸制御板の別の実施形態を示す斜視図である。
【図20】本発明の実施例1に係る立体映像表示装置が備える別の形態の映像生成部の一部を拡大して示す平面図である。
【図21】本発明の実施例2に係る立体映像表示装置の分解斜視図である。
【図22】本発明の実施例3に係る立体映像表示装置の構成を示した構成図である。
【図23】(a)は、図8(b)のドットの拡大図であり、設計状態を示すものである。(b)は、(a)の条件で実際にドットを形成した際のドットの拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【実施例1】
【0016】
図1は、本発明の実施例1に係る立体映像表示装置100の分解斜視図である。
【0017】
立体映像表示装置100は、光源120と、映像表示部130と、偏光軸制御板(立体映像表示用光学部材)180とを図1に示す順で備え、これらが図示しない筐体に収容されている。また、映像表示部130は、偏光板(直線偏光生成部)150、映像生成部160及び偏光板170を含む。この立体映像表示装置100に表示される立体映像を後述する観察者が観察する場合、観測者は、図1に示した矢印X1の方向から(図1における偏光軸制御板180よりも右側から)観察する。
【0018】
光源120は、観察者から見て立体映像表示装置100の最も奥側に配され、立体映像表示装置100を使用している状態(以下、「立体映像表示装置100の使用状態」と略称する)において、白色の非偏光、または光源からの光を効率良く利用するために設けられた反射型偏光板で、偏光板150の方向に一致する光を透過し、それ以外の成分を反射して戻し、バックライトユニット内で反射させて、再び光を射出させ、反射型偏光板で偏光した光を偏光板150の一面に向けて射出する。なお、本発明の実施例1では、光源120に面光源を用いているが、面光源に替えて例えば点光源と集光レンズとの組み合わせでもよい。この集光レンズの一例は、フレネルレンズシートである。
【0019】
偏光板150は、映像生成部160の光源120側に配される。偏光板150は、透過軸及び当該透過軸に直交する吸収軸を有し、光源120から射出した非偏光が入射すると、その非偏光のうち透過軸と平行な偏光軸の光を透過し、吸収軸と平行な偏光軸の光を遮断する。ここで、偏光軸とは、光における電界の振動方向のことであり、偏光板150における透過軸は、図1に矢印Y1で示すように、観察者が立体映像表示装置100を見たときの水平方向から右上方向及び左下方向に45度の傾斜を有する。したがって、偏光板150から射出する光は、水平方向から45度の傾斜を有する直線偏光となる。
【0020】
映像生成部160は、赤色光,緑色光及び青色光にそれぞれ対応した画素を備えている。また、映像生成部160は、複数の画素からなる右目用映像生成領域162及び右目用映像生成領域162と異なる複数の画素からなる左目用映像生成領域164を有する。映像生成部160は、液晶表示素子等の入射した光を外部から入力した映像信号に基づいて光変調するものである。これら右目用映像生成領域162及び左目用映像生成領域164は、図1に示すように、映像生成部160を水平方向に区切った領域であり、複数の右目用映像生成領域162及び左目用映像生成領域164が鉛直方向に互い違いに配される。
【0021】
立体映像表示装置100の使用状態において、映像生成部160の右目用映像生成領域162及び左目用映像生成領域164には、外部から供給される右目用映像信号及び左目用映像信号によりそれぞれ右目用映像及び左目用映像が生成される。右目用映像生成領域162に右目用映像が生成されているときに、偏光板150を透過した光の一部が右目用映像生成領域162に入射すると、右目用映像信号に基づいて光変調され右目用映像生成領域162からは右目用映像の映像光(以下、「右目用映像光」と略称する)が射出する。また、左目用映像生成領域164に左目用映像が生成されているときに、偏光板150を透過した光の他の一部が左目用映像生成領域164に入射すると、左目用映像信号に基づいて光変調され左目用映像生成領域164からは左目用映像の映像光(以下、「左目用映像光」と略称する)が射出する。ここで、右目用映像生成領域162から射出する右目用映像光及び左目用映像生成領域164から射出する左目用映像光は、映像光における映像信号に基づいて光変調された領域はそれぞれ偏光軸が回転する。また、映像生成部160の各画素の境界部には赤色光,緑色光及び青色光の混色を低減するために、ブラックマトリクスと呼ばれる遮光部が設けられている。更に、ブラックマトリクスのうち右目用映像生成領域162と左目用映像生成領域164の境界部には、水平方向に帯状のブラックストライプである映像生成領域遮光部163が形成されている。
【0022】
偏光板170は、映像生成部160における観察者側に配置される。この偏光板170は、上述した右目用映像生成領域162を透過した右目用映像光、及び、上述した左目用映像生成領域164を透過した左目用映像光が入射すると、これらのうち偏光軸の成分の中で透過軸と平行な偏光成分を透過し、偏光軸が吸収軸と平行な偏光成分を遮断する。ここで、偏光板170における透過軸は、図1に矢印Y2で示すように、観察者が立体映像表示装置100を見たときの水平方向から左上方向及び右下方向に45度の傾斜を有する。したがって、偏光板170から射出する光は、偏光板150から射出する光と直交すると共に、水平方向から45度の傾斜を有する直線偏光となる。また、偏光板170における透過軸の方向は、映像生成部160から射出する右目用映像光及び左目用映像光の偏光軸の方向と略一致させることにより立体映像表示装置100の輝度を向上することができる。
【0023】
偏光軸制御板180は、基板184と基板184上に形成された第一偏光領域181及び第二偏光領域182とを有する。この偏光軸制御板180における第一偏光領域181及び第二偏光領域182の位置及び大きさは、図1に示すように、映像生成部160の右目用映像生成領域162及び左目用映像生成領域164の位置及び大きさに対応する。したがって、立体映像表示装置100の使用状態において、第一偏光領域181には、右目用映像生成領域162を透過した右目用映像光が入射し、第二偏光領域182には、左目用映像生成領域164を透過した左目用映像光が入射する。
【0024】
第一偏光領域181は、入射した右目用映像光の偏光軸を第二偏光領域182に入射した左目用映像光の偏光軸に対して直交する方向に90度回転させる。一方、第二偏光領域182は、入射した左目用映像光の偏光軸を回転させずにそのまま透過する。したがって、第一偏光領域181を透過した右目用映像光の偏光軸と、第二偏光領域182を透過した左目用映像光の偏光軸とは、図1に矢印Y3,Y4で示すように、その向きが互いに直交する。なお、図1において偏光軸制御板180の第一偏光領域181及び第二偏光領域182に示した矢印Y3,Y4は、各偏光領域を通過した偏光の偏光軸の向きを示す。
【0025】
偏光軸制御板180において、基板184には、入射する映像光の偏光軸の向きを変化させないように、例えば複屈折が低い透明なガラスまたは複屈折が低い樹脂などの板状部材、若しくは複屈折が低いフィルム状部材が用いられる。第一偏光領域181には、例えば入射する右目用映像光の偏光軸の向きを90度回転する性質を有する複屈折性の物質で形成された半波長板が用いられる。また、第二偏光領域182には、例えば入射する左目用映像光の偏光軸の向きを変化させないでそのまま透過させるため、基板184上に何も設けずに光を透過させるか、または、複屈折が低いガラスや樹脂など部材、あるいは偏光板170と同様の偏光状態を有する偏光板が用いられる。結果として偏光軸制御板180から射出した右目用映像光の偏光軸の向きと左目用映像光の偏光軸の向きとは、直交した光となる。
【0026】
また、偏光軸制御板180の映像表示部130と対向する面における第一偏光領域181と第二偏光領域182との境界部分に、帯状の偏光軸制御板領域遮光部183が映像表示部130側に設けられている。このような偏光軸制御板領域遮光部183を設けることにより、偏光軸制御板180の第一偏光領域181に隣接する第二偏光領域182に入射するべき左目用映像光のうち、上記境界を超えて当該第一偏光領域181に入射する映像光を吸収して遮ることができる。また、同様に、偏光軸制御板180の第二偏光領域182に隣接する第一偏光領域181に入射するべき右目用映像光のうち、上記境界を超えて当該第二偏光領域182に入射する映像光を吸収して遮ることができる。したがって、立体映像表示装置100から射出される右目用映像光及び左目用映像光にクロストークが生じにくくなる。このクロストークについての詳細は後述する。
【0027】
なお、偏光軸制御板180の別の形態として、図2に示すような基板184と、基板184上に形成された第二偏光領域182とを有する構造としてもよい。
【0028】
また、上記立体映像表示装置100は、偏光軸制御板180よりも観察者側(図1における偏光軸制御板180の右側)に、上記偏光軸制御板180の第一偏光領域181及び第二偏光領域182を透過した右目用映像光及び左目用映像光を水平方向または鉛直方向の少なくとも一方の方向に拡散する拡散板を有してもよい。このような拡散板には、例えば水平方向または鉛直方向に延伸するかまぼこ状の凸レンズ(シリンドリカルレンズ)が複数配されたレンチキュラーレンズシート、または、凸レンズが平面状に複数配されたレンズアレイシートが用いられる。
【0029】
図3は、立体映像表示装置100の使用状態を示す概略図である。
【0030】
立体映像表示装置100により立体映像を観察する場合、観察者500は、図3に示すように、立体映像表示装置100から投影される右目用映像光及び左目用映像光を、偏光眼鏡200をかけて観察する。この偏光眼鏡200には、観察者500がこの偏光眼鏡200をかけたときに観察者500の右目512側にあたる位置に右目用映像透過部232が配され、左目514側にあたる位置に左目用映像透過部234が配される。これら右目用映像透過部232及び左目用映像透過部234は、透過軸方向が互いに異なる偏光レンズであり、偏光眼鏡200のフレームに固定されている。
【0031】
右目用映像透過部232は、透過軸が第一偏光領域181を透過した右目用映像光と同じ向きを有し、吸収軸が上記透過軸と直交する向きを有する偏光板である。左目用映像透過部234は、透過軸が第二偏光領域182を透過した左目用映像光と同じ向きを有し、吸収軸が上記透過軸と直交する向きを有する偏光板である。これら右目用映像透過部232及び左目用映像透過部234には、例えば二色性染料を含浸させたフィルムを一軸延伸して得られる偏光膜を貼り付けた偏光レンズが用いられる。
【0032】
観察者500は、立体映像表示装置100により立体映像を観察するときに、第一偏光領域181を透過した右目用映像光及び第二偏光領域182を透過した左目用映像光の射出する範囲内で、偏光眼鏡200をかけて立体映像表示装置100を観察することにより、右目512では右目用映像光に含まれる右目用映像だけを観察することができ、左目514では左目用映像光に含まれる左目用映像だけを観察することができる。したがって、観察者500は、これら右目用映像及び左目用映像を立体映像として認識することができる。
【0033】
図4は、映像生成部160の一部を拡大して示す平面図である。
【0034】
図4に示すように、映像生成部160の右目用映像生成領域162及び左目用映像生成領域164は、それぞれ水平方向において複数の小さなセルに分割されており、これらのセルの1つ1つが、外部から与える映像信号により光変調する最小単位である画素360となっている。各画素360には、赤色、緑色、青色のカラーフィルターが設けられて3原色を表示することとなり、それぞれ赤色表示画素361、緑色表示画素362及び青色表示画素363となっている。
【0035】
なお、映像生成部160の右目用映像生成領域162及び左目用映像生成領域164では、例えば赤色表示画素361、緑色表示画素362及び青色表示画素363が水平方向にこの順に繰り返して配される。
【0036】
また、カラーフィルターによって区分けされた隣接領域の混色を防ぐためのブラックマトリックスが設けられているが、そのうち、映像生成部160の右目用映像生成領域162と左目用映像生成領域164の境界部を含む各画素の境界部にはブラックマトリックスの一部分としてブラックストライプである映像生成領域遮光部163が形成されている。
【0037】
ここで、クロストークについて説明する。
【0038】
図5は、映像生成領域遮光部163及び偏光軸制御板領域遮光部183が形成されていない場合における映像生成部160と偏光軸制御板180との断面の一例を図示した断面図である。
【0039】
図5に示すように、偏光軸制御板180は、右目用映像生成領域162の前方に第一偏光領域181が位置するように、また、左目用映像生成領域164の前方に第二偏光領域182が位置するように、観測者500から見て映像生成部160の手前側に配置されている。
【0040】
そして、右目用映像生成領域162からは右目用映像光が射出され、射出された右目用映像光は第一偏光領域181に入射して偏光の振動方向が90°回転された後に観察者500に到達する。一方、左目用映像生成領域164からは左目用映像光が射出され、射出された左目用映像光は第二偏光領域182を透過して観察者500に到達する。
【0041】
このように、立体映像表示装置100において、右目用映像及び左目用映像を表示させるためには、右目用映像生成領域162から射出された右目用映像光が第一偏光領域181に入射され、且つ、左目用映像生成領域164から射出された左目用映像光が第二偏光領域182に入射される必要がある。
【0042】
例えば、左目用映像生成領域164から射出された左目用映像光が第一偏光領域181に入射された場合、偏光の振動方向が90°回転され、観察者500の右目用映像透過部232で捕らえられる映像となる。この映像は、当然ながら本来の右目用映像とは異なる為、観察者500が捕らえる映像が不鮮明になり、また、立体感が不明瞭となる等の不具合が発生することがある。
【0043】
しかしながら、従来技術では、映像生成部160から射出された右目用映像光及び左目用映像光を、全てそれぞれ第一偏光領域181及び第二偏光領域182に入射させるように精度良く映像生成部160と偏光軸制御板180とを配置することは極めて困難であった。
【0044】
鮮明な映像を得るには右目用映像生成領域162及び左目用映像生成領域164が密である(巾細である)方が良いが、この場合、右目用映像生成領域162及び左目用映像生成領域164が密に配された映像生成部160の前方に、右目用映像生成領域162及び左目用映像生成領域164に対応すべく、正確に第一偏光領域181及び第二偏光領域182を配設することが極めて困難であった。具体的には、一般的な第一偏光領域181及び第二偏光領域182は、夫々200μm程度の巾の極細線状であり、位置ずれを5%未満にする十数μmレベルで正確に配置することは、非常に困難である。
【0045】
また、右目用映像生成領域162から射出された右目用映像光、及び、左目用映像生成領域164から射出された左目用映像光は共に完全には平行光ではないので、例えば、図5に示した左目用映像生成領域164の上端部付近から射出された左目用映像光の一部は第一偏光領域181に入射されてしまう場合がある(図5に示す矢印10)。
【0046】
更に、左目用映像生成領域164から射出された左目用映像光が、一旦第二偏光領域182に入射された後、第一偏光領域181に入射される場合もある(図5に示す矢印11)。この現象は、一般的にクロストーク現象と呼ばれている。この場合、矢印11で示す左目用映像光の偏光の振動方向は0乃至90°の範囲に回転されることになるが、例えば、45°回転されると、左目用映像光は、右目用映像透過部232及び左目用映像透過部234を夫々50%ずつ通過することになり、この点においても、観察者500が捕らえる映像が不鮮明になり、立体感が不明瞭になる等の不具合が発生する。
【0047】
そこで、本発明の実施例1に係る立体映像表示装置100は、偏光軸制御板180に、偏光軸制御板領域遮光部183を備える構成とする。
【0048】
図6は、本発明の実施例1に係る立体映像表示装置100に備えられた映像生成部160と偏光軸制御板180との断面の一例を図示した断面図である。
【0049】
図6に示すように、映像生成部160は、右目用映像生成領域162と左目用映像生成領域164とが交互に並設された映像生成部160が配置されており、映像生成部160の右目用映像生成領域162と左目用映像生成領域164との境界部にはブラックストライプである映像生成領域遮光部163が形成されている。
【0050】
また、偏光軸制御板180は、第二偏光領域182と第一偏光領域181の境界部に、クロストークを低減するために、帯状の偏光軸制御板領域遮光部183が形成されている。
【0051】
映像生成領域遮光部163と偏光軸制御板領域遮光部183とは、印刷工法やフォトリソグラフィー法などを用いて形成され、この際の塗料は黒色染料を添加した紫外線硬化樹脂や熱硬化性樹脂が用いられる。通常は、偏光軸制御板領域遮光部183は黒色の帯状として形成される。ここで、印刷工法としては、凸版印刷、平版印刷、凹版印刷、孔版印刷、スクリーン印刷及びオフセット印刷等を用いることができる。
【0052】
これにより、偏光軸制御板180の第一偏光領域181に隣接する第二偏光領域182に入射するべき左目用映像光のうち、上記境界を超えて第一偏光領域181に入射する映像光を吸収して遮ることができる。
【0053】
また、同様に、偏光軸制御板180の第二偏光領域182に隣接する第一偏光領域181に入射するべき右目用映像光のうち、上記境界を超えて第二偏光領域182に入射する映像光を吸収して遮ることができる。したがって、立体映像表示装置100から射出される右目用映像光及び左目用映像光にクロストークが生じにくくなる。
【0054】
そのため、観察者500は、立体映像表示装置100により立体映像を観察するときに、第一偏光領域181を透過した右目用映像光及び第二偏光領域182を透過した左目用映像光の射出する範囲内で、偏光眼鏡200をかけて立体映像表示装置100を観察することにより、右目では右目用映像光に含まれる右目用映像だけを観察することができ、左目では左目用映像光に含まれる左目用映像だけを観察することができる。これにより、観察者500は、これら右目用映像及び左目用映像を立体映像として認識することができる。
【0055】
しかしながら、映像生成領域遮光部163と偏光軸制御板領域遮光部183とのピッチは近似しており、モアレが発生しやすい。
【0056】
そこで、本発明の実施例1に係る立体映像表示装置100に備えられた偏光軸制御板180の偏光軸制御板領域遮光部183は、入射した光を部分的に透過させるように、1本のブラックストライプが多分割されて様々な線状パターンを形成することにより、モアレの発生を低減する。ここで、ブラックストライプが多分割されて形成された線状パターンは、鉛直方向に複数に分割された直線や、ドット(矩形、円、楕円、多角形)が所定のピッチで水平方向に配置された集合である。
【0057】
このように、偏光軸制御板領域遮光部183の線状パターンは、多分割されているので、その多分割された形状によりモアレの発生状態も異なる。
【0058】
≪モアレ発生に対する線状パターン形状の影響の評価を行う基礎的な実験≫
そこで、以下に示すように、線状パターンの形状を変更して、モアレの変化及び光透過率の変化を調査する実験を行った。
【0059】
図7は、本発明の実施例1である立体映像表示装置100において、モアレの変化及び光透過率の変化を調査する実験に用いた映像生成部160の拡大図である。なお、図7では、画面サイズが24インチである立体映像表示装置100に備えられた映像生成部160の寸法の一例を示している。
【0060】
図7に示すように、映像生成部160の右目用映像生成領域162及び左目用映像生成領域164は、それぞれ水平方向において複数の小さなセルに分割されており、これらのセルの1つ1つが赤色表示画素361、緑色表示画素362及び青色表示画素363となっている。そして、赤色表示画素361、緑色表示画素362及び青色表示画素363の境界部には、鉛直方向にブラックストライプである画素間遮光部165が形成されている。
【0061】
図7に示すように、赤色表示画素361、緑色表示画素362及び青色表示画素363の水平方向の幅が、0.06(mm)であるので、水平方向に隣接する画素間遮光部165の間隔は、0.06(mm)である。また、赤色表示画素361、緑色表示画素362及び青色表示画素363の鉛直方向の幅が、0.105(mm)であるので、鉛直方向に隣接する画素間遮光部165の間隔は、0.105(mm)である。さらに、赤色表示画素361、緑色表示画素362及び青色表示画素363は、それぞれ斜め方向にもブラックストライプである画素間遮光部165が形成されており、赤色表示画素361、緑色表示画素362及び青色表示画素363のそれぞれ斜め方向の幅が、0.06(mm)であるので、斜め方向に隣接する画素間遮光部165の間隔は、0.06(mm)である。
【0062】
また、図7に示すように、映像生成部160の右目用映像生成領域162と左目用映像生成領域164との境界部に形成された映像生成領域遮光部163の線幅は、0.04(mm)である。
【0063】
図8は、本発明の実施例1である立体映像表示装置100において、偏光軸制御板領域遮光部183の線状パターンの比較例及び実験例を示した図である。
【0064】
図8(a)は、比較例として線幅が0.135(mm)である場合における偏光軸制御板領域遮光部を示している。図8(b)は、実験例1−1として径が0.05(mm)の円が斜め方向及び水平方向に規則正しく配列された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。図8(c)は、実験例1−2として矩形が0.032(mm)の間隔で水平方向に規則正しく配列された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。図8(d)は、実験例1−3として線幅が0.049(mm)の直線2本が水平方向に配置された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。図8(e)は、実験例1−4として線幅が0.032(mm)の直線2本とその間に0.034(mm)の直線1本、合計3本が水平方向に配置された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。
【0065】
図9は、図8と同様に、本発明の実施例1である立体映像表示装置100において、偏光軸制御板領域遮光部183の線状パターンの実験例を示した図である。
【0066】
図9(a)は、実験例2−1としてφ0.035mmの楕円形状のラインが斜め方向に0.10(mm)のピッチで規則正しく配列された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。図9(b)は、実験例2−2として楕円形状のラインが水平方向に規則正しく配列された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。図9(c)は、実験例2−3として□0.035mmの矩形状のラインが斜め方向に0.13(mm)のピッチで規則正しく配列された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。図9(d)は、実験例2−4として比較的大きな1つの円と小さな円2つを1組として、この1つの組が隣同士鉛直方向において逆向きになるように規則正しく配列された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。図9(e)は、実験例2−5として0.05(mm)の線幅の1本の直線と、この直線に沿って鉛直方向両側に径が0.05(mm)の円が規則正しく配列された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。
【0067】
図10は、本発明の実施例1に係る立体映像表示装置100において、図8及び図9に示した比較例及び実験例についてモアレ評価及び光透過率評価の結果を示した図である。なお、モアレ評価値は、0〜5とし、正面、斜め、縦のそれぞれの観察位置で観察したときの評価値が低い程モアレが観察され難く、評価値が増加するに従い、モアレは鮮明になる。なお、偏光軸制御板領域遮光部183が、1つの境界部に1本の直線の場合、即ち比較例における正面及び斜めのモアレの評価値を5として、各実験例について正面、斜め、縦のそれぞれのモアレを評価し、この評価されたモアレ評価値の合計を算出した。
【0068】
また、光透過率は、各々の偏光軸制御板領域遮光部183付きの透明板を全光束透過率計(株式会社村上色彩技術研究所製 HR−100型)を用いて測定した値であり、モアレ評価値の合計と光透過率とに基づいて総合判定を行った。具体的には、光透過率が45(%)を越え、かつモアレ評価値の合計が0以上3以下の場合、総合判定を“◎”とし、モアレ評価値の合計が3を超え5以下の場合、総合判定を“○”とし、モアレ評価値の合計が5を超え7以下の場合、総合判定を“△”とし、モアレ評価値の合計が7を超え10以下の場合、総合判定を“×”とし、モアレ評価値の合計が10を超えたの場合、総合判定を“××”とした。
【0069】
図10に示すように、比較例におけるモアレ評価値の合計“10”に対して、実験例1−1、1−4、2−1におけるモアレ評価値の合計が、それぞれ“4”、“3.5”、“5”と小さい値となっているため、モアレ発生の低減に一定の効果があると言える。また、比較例における光透過率“45”(%)に対して、実験例1−1、1−4、2−1における光透過率が、それぞれ“58”、“56”、“57”と大きい値となっているため、比較例より画面が明るくなっていることが解る。
【0070】
さらに、比較例におけるモアレ評価値の合計“10”に対して、実験例2−5におけるモアレ評価値の合計が、“3”と大幅に小さい値となっており、また、光透過率は、“55”と大きい値となっているため、実験例2−5は、比較例より画面が明るく、かつモアレ発生の低減により効果があると言える。
【0071】
このように、本発明の実施例1である立体映像表示装置100によれば、偏光軸制御板領域遮光部183の線状パターン形状を変更することにより、光学的なランダム性が生じ、映像生成領域遮光部163及び画素間遮光部165との干渉が低下するので、光透過率を向上させると共に、モアレの発生を低減することができる。
【0072】
≪モアレ発生に対する円の径及び直線の線幅の影響評価を行う実験≫
次に、以下に示すように、偏光軸制御板領域遮光部183に含まれる円の径及び直線の線幅を変更してモアレの変化及び光透過率の変化を調査する実験を行った。
【0073】
図11は、本発明の実施例1である立体映像表示装置100において、偏光軸制御板領域遮光部183の線状パターンの実験例を示した図である。
【0074】
図11(a)は、実験例3−2として径が0.06(mm)の円が斜め方向及び水平方向に規則正しく配列された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。図11(b)は、実験例3−3として径が0.07(mm)の円が斜め方向及び水平方向に規則正しく配列された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。図11(c)は、実験例4−3として線幅が0.03(mm)の直線3本が水平方向に配置された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。図11(d)は、実験例4−4として線幅が0.018(mm)の直線5本が水平方向に配置された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。図11(e)は、実験例4−5として線幅が0.013(mm)の直線7本が水平方向に配置された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。
【0075】
図12は、本発明の実施例1に係る立体映像表示装置100において、図8(a)に示した比較例及び図11に示した実験例についてモアレ評価及び光透過率評価の結果を示した図である。なお、モアレ評価値及び光透過率は、図10に示したモアレ評価値及び光透過率と同様である。
【0076】
図12に示すように、比較例におけるモアレ評価値の合計“10”に対して、実験例1−1、3−2、3−3において、モアレ評価値の合計が、それぞれ“4”、“7”、“8”と小さい値となっているため、モアレ発生の低減に一定の効果があると言える。また、比較例における光透過率“45”(%)に対して、実験例1−1、3−2、3−3において、光透過率が、それぞれ“58”、“57”、“49”と大きい値となっているため、比較例より画面が明るくなる。このように、円の径が小さい程総合判定の値が高く、特に、隣接する映像生成領域遮光部163及び隣接する画素間遮光部165のいずれの間隔より短い径、即ち0.06(mm)未満の径の円の配列である実験例1−1において、実用に耐えうる程度にまで、モアレ評価値の合計が十分に小さく、かつ光透過率が十分高くなっているので、より好ましい。
【0077】
なお、実験例1−1、3−2、3−3における斜めのモアレ評価値が“2”、“3”、“4”であるのに対して、実験例2−5における斜めのモアレ評価値が、“1”と大幅に小さい値となっている。これは、0.05(mm)の線幅の1本の直線により、斜め方向における円の連続性が阻害され、より光学的なランダム性が生じることにより、映像生成領域遮光部163及び画素間遮光部165との干渉が低下したためと考えられる。
【0078】
以上のように、本発明の実施例1に係る立体映像表示装置100の偏光軸制御板領域遮光部183は、隣接する映像生成領域遮光部163及び隣接する画素間遮光部165のいずれの間隔より短い径である複数の円を含むように形成されているので、光透過率を向上させると共に、モアレの発生を低減することができる。
【0079】
また、図12に示すように、比較例におけるモアレ評価値の合計“10”に対して、実験例1−3、1−4、4−3、4−4、4−5におけるモアレ評価値の合計が、それぞれ“8”、“3.5”、“4”、“3”、“2”と小さい値となっているため、モアレ発生の低減に一定の効果があると言える。また、比較例における光透過率“45”(%)に対して、実験例1−3、1−4、4−3、4−4、4−5における光透過率が、それぞれ“57”、“56”、“57”、“52”、“47”と大きい値となっているため、比較例より画面が明るくなる。このように、直線の線幅が狭い程総合判定の値が高く、特に、映像生成領域遮光部163の線幅より狭い線幅である0.04(mm)未満である実験例1−4、4−3、4−4、4−5において、実用に耐えうる程度にまで、モアレ評価値の合計が十分に小さく、かつ光透過率が十分高くなっているので、より好ましい。
【0080】
以上のように、本発明の実施例1に係る立体映像表示装置100の偏光軸制御板領域遮光部183は、映像生成領域遮光部163の線幅より狭い線幅である複数の直線を含むように形成されているので、光透過率を向上させると共に、モアレの発生を低減することができる。
【0081】
≪モアレ発生に対する線状パターン形状の影響の評価を行う追加実験≫
次に、以下に示すように、偏光軸制御板領域遮光部183を様々な形状に変更してモアレの変化及び光透過率の変化を調査する実験を行った。
【0082】
図13は、本発明の実施例1である立体映像表示装置100において、偏光軸制御板領域遮光部183の線状パターンの実験例を示した図である。
【0083】
図13(a)は、実験例5−2として0.05(mm)の線幅の1本の直線とこの直線に沿って鉛直方向両側に、径が0.035(mm)の円が規則正しく配列された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。図13(b)は、実験例5−4として水平方向に0.06(mm)のピッチで、0.03(mm)四方の矩形穴が配置された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。図13(c)は、実験例5−6として0.035(mm)四方の矩形穴がランダムに配置された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。
【0084】
図14は、本発明の実施例1に係る立体映像表示装置100において、図8(a)に示した比較例及び図13に示した実験例についてモアレ評価及び光透過率評価の結果を示した図である。なお、モアレ評価値及び光透過率は、図10に示したモアレ評価値及び光透過率と同様である。
【0085】
図14に示すように、比較例におけるモアレ評価値の合計“10”に対して、実験例5−4、5−6におけるモアレ評価値の合計が、それぞれ“10”、“12”と同等又は大きい値となっているため、モアレ発生の低減に効果がないと言える。これは、偏光軸制御板領域遮光部183の境界部の形状が直線となっているためであると考えられる。
【0086】
一方、実験例5−2において、モアレ評価値の合計が、“2.5”と大幅に小さい値となっており、実験例2−5よりさらにモアレ発生を低減することができる。また、円の径が小さいため、光透過率は、“63”と大きい値となっており、実験例2−5よりさらに画面が明るい。
【0087】
以上のように、本発明の実施例1に係る立体映像表示装置100の偏光軸制御板領域遮光部183は、隣接する映像生成領域遮光部163及び隣接する画素間遮光部165のいずれの間隔より狭い線幅である1以上の直線と、この直線に沿って境界側に設けられた、隣接する映像生成領域遮光部163及び隣接する画素間遮光部165のいずれの間隔より短い径である複数の円とを含むように形成されているので、光学的なランダム性が生じ、映像生成領域遮光部163及び画素間遮光部165との干渉が低下するので、光透過率を向上させると共に、モアレの発生を低減することができる。
【0088】
≪モアレ発生に対する矩形の位置の影響評価を行う実験≫
次に、以下に示すように、偏光軸制御板領域遮光部183に含まれる矩形の位置を変更してモアレの変化及び光透過率の変化を調査する実験を行った。
【0089】
図15は、本発明の実施例1である立体映像表示装置100において、偏光軸制御板領域遮光部183の線状パターンの実験例を示した図である。
【0090】
図15(a)は、実験例6−1として水平方向の辺の長さが0.1(mm)、鉛直方向の辺の長さが0.135(mm)の矩形が鉛直方向及び水平方向に一列となるように規則正しく配置された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。図15(b)は、実験例6−2として水平方向の辺の長さが0.1(mm)、鉛直方向の辺の長さが0.135(mm)の矩形が、鉛直方向に隣接する矩形に対して水平方向に0.015(mm)だけスライドし、かつ水平方向に一列となるように規則正しく配置された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。図15(c)は、実験例6−3として水平方向の辺の長さが0.1(mm)、鉛直方向の辺の長さが0.135(mm)の矩形が、鉛直方向に隣接する矩形に対して水平方向に0.03(mm)だけスライドし、かつ水平方向に一列となるように規則正しく配置された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。図15(d)は、実験例6−4として水平方向の辺の長さが0.1(mm)、鉛直方向の辺の長さが0.135(mm)の矩形が、鉛直方向に隣接する矩形に対して水平方向に0.05(mm)だけスライドし、かつ水平方向に一列となるように規則正しく配置された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。図15(e)は、実験例6−5として水平方向の辺の長さが0.1(mm)、鉛直方向の辺の長さが0.135(mm)の矩形が、鉛直方向に隣接する矩形に対して水平方向に0.075(mm)だけスライドし、かつ水平方向に一列となるように規則正しく配置された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。
【0091】
図16は、本発明の実施例1に係る立体映像表示装置100において、図8(a)に示した比較例及び図15に示した実験例についてモアレ評価及び光透過率評価の結果を示した図である。なお、モアレ評価値及び光透過率は、図10に示したモアレ評価値及び光透過率と同様である。
【0092】
図16に示すように、比較例におけるモアレ評価値の合計“10”に対して、実験例6−1、6−2におけるモアレ評価値の合計が、それぞれ“10”、“10”、と同じ値となっているため、モアレ発生の低減に効果がないと言える。
【0093】
一方、比較例におけるモアレ評価値の合計“10”に対して、実験例6−3、6−4、6−5におけるモアレ評価値の合計が、それぞれ“8”、“4”、“4”と小さい値となっているため、モアレ発生の低減に一定の効果があると言える。また、比較例における光透過率“45”(%)に対して、実験例6−3、6−4、6−5において、光透過率が、それぞれ“60”と大きい値となっているため、比較例より画面が明るくなる。
【0094】
このように、水平方向へのスライド量が大きい程総合判定の値が高く、特に、矩形の水平方向のピッチの1/3〜1/2だけ水平方向にずれて配列された実験例6−4、6−5において、実用に耐えうる程度にまで、モアレ評価値の合計が十分に小さく、かつ光透過率が十分高くなっているので、より好ましい。
【0095】
なお、一般的に、光透過率が高くなると、クロストーク率が高くなることが懸念される。
【0096】
そこで、以下に示すように、偏光軸制御板領域遮光部183の線上パターンとクロストーク率の変化を調査する実験を行った。
【0097】
図17は、本発明の実施例1に係る立体映像表示装置100において、図8(a)に示した比較例、図8(b)に示した実験例1−1、及び図13(a)に示した実験例5−2について、視野角毎のクロストーク率の結果を示した図である。
【0098】
図17に示すように、比較例における光透過率“45”(%)に対して、光透過率がそれぞれ“58”(%)、“63”(%)である実験例1−1及び実験例5−2において、クロストーク率は同等の値を示しており、偏光軸制御板領域遮光部183の形状の変更による映像の劣化はないと考えられる。
【0099】
以上のように、本発明の実施例1に係る立体映像表示装置100によれば、光透過率を向上させると共に、モアレの発生を低減することができる。
【0100】
また、本発明の実施例1では、映像生成部160の右目用映像生成領域162及び左目用映像生成領域164として、図1に示すように映像生成部160を水平方向に区切った領域として説明したが、図18に示すように映像生成部160を鉛直方向に区切った領域としてもよい。その際は、映像生成部160の駆動回路の変更と、偏光軸制御板180における第一偏光領域181及び第二偏光領域182の区切りも垂直方向とする必要がある。
【0101】
更に、映像生成部160の右目用映像生成領域162及び左目用映像生成領域164を、映像生成部160の駆動回路を変更することにより、図19に示すように水平方向及び鉛直方向に区切って格子状に構成してもよい。この場合は、偏光軸制御板180も映像生成部160に合わせて格子状に形成する必要がある。
【0102】
また、本発明の実施例1では、画面サイズが24インチである立体映像表示装置100を例に挙げて説明したが、このサイズに限らず、図20のような画面サイズが37インチである立体映像表示装置100でも同様に、光透過率を向上させると共に、モアレの発生を低減することができる。
【実施例2】
【0103】
本発明の実施例1では、第一偏光領域181及び第二偏光領域182に右目用映像光及び左目用映像光がそれぞれ入射したときに、入射した右目用映像光及び左目用映像光を、偏光軸が互いに直交した直線偏光として射出する偏光軸制御板180を備える立体映像表示装置100を例に挙げて説明したがこれに限らない。
【0104】
本発明の実施例2では、第一偏光領域181及び第二偏光領域182に右目用映像光及び左目用映像光がそれぞれ入射したときに、入射した右目用映像光及び左目用映像光を、偏光軸の回転方向が互いに逆方向である円偏光として射出する偏光軸制御板を備える立体映像表示装置102を例に挙げて説明する。
【0105】
図21は、本発明の実施例2に係る立体映像表示装置101の分解斜視図である。
【0106】
図21に示す立体映像表示装置101において、図1に示す立体映像表示装置100と同じ構成については同じ符号を付しており、以下において説明を省略する。
【0107】
図21に示すように、立体映像表示装置101は、立体映像表示装置100の偏光軸制御板180に替えて偏光軸制御板185を備える。この偏光軸制御板185は、基板184と基板184上に形成された第一偏光領域186及び第二偏光領域187とを有する。偏光軸制御板185における第一偏光領域186及び第二偏光領域187の位置及び大きさは、上記偏光軸制御板180における第一偏光領域181及び第二偏光領域182の位置及び大きさと同様に、映像生成部160の右目用映像生成領域162及び左目用映像生成領域164の位置及び大きさに対応している。したがって、立体映像表示装置101の使用状態において、第一偏光領域186には、上記右目用映像生成領域162を透過した右目用映像光が入射し、第二偏光領域187には、上記左目用映像生成領域164を透過した左目用映像光が入射する。
【0108】
第一偏光領域186は、入射した右目用映像光を右回りの円偏光として射出する。また、第二偏光領域187は、入射した左目用映像光を左回りの円偏光として射出する。なお、図21の偏光軸制御板185の矢印Y5,Y6は、この偏光軸制御板185を通過した偏光の回転方向を示している。第一偏光領域186には、例えば光学軸が水平方向である1/4波長板が用いられ、第二偏光領域187には、例えば光学軸が鉛直方向である1/4波長板が用いられる。偏光軸制御板185の第一偏光領域186及び第二偏光領域187は、上記偏光軸制御板180の第一偏光領域181及び第二偏光領域182と同様にそれぞれ水平方向において複数の小さなセルに分割されている。
【0109】
偏光軸制御板185を備えた立体映像表示装置101を観察する場合、観察者500は、右目512側にあたる位置及び左目514側にあたる位置にそれぞれ1/4波長板と偏光レンズが配された偏光眼鏡をかけて観察する。この偏光眼鏡において、観察者500の右目512側にあたる位置に配される1/4波長板は光学軸が水平方向であり、観察者500の左目514側にあたる位置に配される1/4波長板は光学軸が鉛直方向である。
【0110】
また、観察者500の右目512側にあたる位置に配される偏光レンズ、及び、観察者500の左目514側にあたる位置に配される偏光レンズは、ともに透過軸の方向が観察者500から見て右斜め45度であり、吸収軸の方向は透過軸の方向と直交する方向である。
【0111】
観察者500が上記の偏光眼鏡をかけて立体映像表示装置101を観察する場合、観察者500の右目512側では、偏光軸が観察者500から見て右回りの円偏光が入射したときに、その円偏光は上記の光学軸が水平方向である1/4波長板によって右斜め45度の直線偏光に変換された後、上記偏光レンズを透過して観察者500の右目512で観察される。
【0112】
また、観察者500の左目514側では、偏光軸が観察者500から見て左回りの円偏光が入射したときに、その円偏光は上記の光学軸が鉛直方向である1/4波長板によって右斜め45度の直線偏光に変換された後、上記偏光レンズを透過して観察者500の左目514で観察される。
【0113】
このように、上記偏光眼鏡をかけて立体映像表示装置101を観察することにより、右目512では右目用映像光に含まれる右目用映像だけを観察することができ、左目514では左目用映像光に含まれる左目用映像だけを観察することができる。したがって、観察者500は、これら右目用映像及び左目用映像を立体映像として認識することができる。
【0114】
そして、本発明の実施例2に係る立体映像表示装置101によれば、本発明の実施例1に係る立体映像表示装置100と同様に、第一偏光領域181と、第二偏光領域182と、第一偏光領域181及び第二偏光領域182の境界部に設けられた偏光軸制御板領域遮光部183とを有するので、光透過率の異なる領域がランダムに出現し、映像生成領域遮光部163及び画素間遮光部165とのモアレは黒色部と白色部のコントラストが低減し、モアレの発生を低減することができる。
【実施例3】
【0115】
本発明の実施例1に係る立体映像表示装置100では、偏光軸制御板180の第一偏光領域181及び第二偏光領域182の位置及び大きさは、映像生成部160の右目用映像生成領域162及び左目用映像生成領域164の位置及び大きさに一致するように配置されていたが、これに限らない。
【0116】
本発明の実施例3では、偏光軸制御板180の第一偏光領域181及び第二偏光領域182の位置及び大きさは、観察者の位置までの距離に応じて、映像生成部160の右目用映像生成領域162及び左目用映像生成領域164の位置及び大きさに対応するように配置された立体映像表示装置102を例に挙げて説明する。
【0117】
図22は、本発明の実施例3に係る立体映像表示装置102の構成を示した構成図である。なお、図22に示す立体映像表示装置102において、図1に示す立体映像表示装置100と同じ構成については同じ符号を付しており、以下において説明を省略する。
【0118】
図22に示すように、立体映像表示装置102は、立体映像表示装置100の偏光軸制御板180に替えて偏光軸制御板190を備える。
【0119】
偏光軸制御板190は、基板184(図示しない)と基板184上に形成された第一偏光領域191と、第二偏光領域192(共に図示しない)と、第一偏光領域191及び第二偏光領域192の境界部に設けられた偏光軸制御板領域遮光部193とを備えている。
【0120】
ここで、偏光軸制御板領域遮光部193は、本発明の実施例1に係る立体映像表示装置100が備える偏光軸制御板領域遮光部183と同一構成を有する。
【0121】
偏光軸制御板190は、立体映像表示装置100の画面サイズから想定される観察者の位置Pから映像生成部160までの距離と、観察者の位置Pから偏光軸制御板190までの距離とに基づいて、観察者から見て、映像生成領域遮光部163と偏光軸制御板領域遮光部193とが重なり合うように、偏光軸制御板190の第一偏光領域191、第二偏光領域192、及び偏光軸制御板領域遮光部193が配置されている。
【0122】
このように、本発明の実施例3に係る立体映像表示装置102によれば、観測者が位置Pにおいて観察した場合、映像生成領域遮光部と偏光軸制御板領域遮光部とが重なっているように見える。しかしながら、観察者が位置Pから立体映像表示装置102に対して近く、又は遠くの位置で観察した場合、映像生成領域遮光部と偏光軸制御板領域遮光部とがずれて見えることになる。
【0123】
本発明の実施例3に係る立体映像表示装置102によれば、このような観測者が位置P以外の位置において観察した場合においても、本発明の実施例1に係る立体映像表示装置100と同様に、第一偏光領域181と、第二偏光領域182と、第一偏光領域181及び第二偏光領域182の境界部に設けられた偏光軸制御板領域遮光部183とを有するので、光透過率の異なる領域がランダムに出現し、映像生成領域遮光部163及び画素間遮光部165とのモアレは黒色部と白色部のコントラストが低減し、モアレの発生を低減することができる。
【0124】
なお、前記した印刷工法に限らず種種の工法、例えばフォトリソグラフィー法などで偏光軸制御板領域遮光部183,193を形成しても良い。
【0125】
また、前記した印刷工法を用いて偏光軸制御板領域遮光部183の線状パターンを多分割して形成する場合、その多分割された形状同士が接近している場合やインクの粘度が低い場合には、隣接する形状同士が接続することがある。例えば、互いに隣接する直線と直線とが接続したり、互いに隣接するドット(矩形、円、楕円、多角形)とドット(矩形、円、楕円、多角形)とが接続したり、又は、互いに隣接する直線とドット(矩形、円、楕円、多角形)とが接続したりする場合がある。
【0126】
図23は、実験例1−1の分割パターンを用いた際のインク流れの一例を示したものである。図23(a)は、図8(b)のドットの拡大図であり、設計状態を示すものである。図23(b)は、図23(a)の条件で実際にドットを形成した際のドットの拡大図である。
【0127】
図23(b)に示すように、図23(a)に示した実験例1−1の線状パターンを用いて印刷した場合、ドットが接続し、ドット列の中央部の空間が埋まってしまった状態となる。
【0128】
このように、隣接する形状同士が接続する場合、偏光軸制御板領域遮光部183は、インク流れにより接続してしまった部分の膜厚がドット部分の膜厚より薄く、均一に印刷されていない。そのため、透過光の光学的なランダム性は維持され同様の効果がある。
【符号の説明】
【0129】
100,101,102…立体映像表示装置
120…光源
130…映像表示部
150…偏光板
160…映像生成部
162…右目用映像生成領域
163…映像生成領域遮光部
164…左目用映像生成領域
170…偏光板
180,185,190…偏光軸制御板
181,186,191…第一偏光領域
182,187,192…第二偏光領域
183,193…偏光軸制御板領域遮光部
200…偏光眼鏡
【技術分野】
【0001】
本発明は、立体映像表示用光学部材及び立体映像表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
観察者に立体映像を認識させる装置として、右目用の映像と左目用の映像をそれぞれ異なる領域に表示する映像生成部、及び、二つの異なる領域に入射した偏光の偏光軸が、互いに直交した直線偏光、又は偏光軸の回転方向が互いに逆方向である円偏光として射出する偏光軸制御板を含む立体映像表示装置が知られている(例えば、特許文献1〜5を参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平10−232365号公報
【特許文献2】特開2004−264338号公報
【特許文献3】特開平9−90431号公報
【特許文献4】特開2008−304909号公報
【特許文献5】特開2002−185983号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献1〜5に記載の技術では、モアレが発生する場合があった。ここで、モアレとは、干渉縞ともいい、規則正しい繰り返し模様を複数重ね合わせた時に、それらの周期のずれにより視覚的に発生する縞模様のことである。
【0005】
例えば、特許文献4及び特許文献5に記載の立体映像表示装置では、右目用の画像を生成する領域と左目用の画像を生成する領域、赤色のカラーフィルターを有する画素、緑色のカラーフィルターを有する画素、青色のカラーフィルターを有する画素が設けられ、さらに各色のフィルター領域間に、隣接する赤、緑、青の画素の混色を防ぎ、バックライトからの光を遮断してコントラストを向上させるよう格子状の黒色パターンであるブラックマトリックスが設けられた映像生成領域遮光部とを有する画像生成部と、右目用の画像を透過させる第一偏光領域と左目用の画像を偏光軸に対して直角に観点させて透過させる第二偏光領域とクロストークの発生を低減するために設けられた偏光軸制御板領域遮光部とを有する偏光軸制御板とを備えており、映像生成領域遮光部と偏光軸制御板領域遮光部とのピッチが近似しているので、モアレが発生しやすい。一般的に、2つの規則正しい繰り返し模様のパターンが平行であるとき、第1のパターンの間隔(周期)をp、第2のパターンの間隔(周期)をp+δpとするとき(但し、0<δp<pとする)、発生するモアレの間隔(周期)dは、下記(数式1)を用いて表される。
【0006】
d=p2/δp ・・・(数式1)
映像生成領域遮光部と偏光軸制御板領域遮光部との間には、偏光軸制御部を保持するためのガラス基板が設けられ、これらはこのガラス基板により一定の距離を保ち隔てられて配置されている。このため、観察者は正面にある映像生成領域遮光部と偏光軸制御板領域遮光部とが重なっているように見え、映像生成領域遮光部と偏光軸制御板領域遮光部とは分離して見えない。このためモアレは発生しない。しかしながら、観察者が正面から離れた部分を観察する場合、映像生成領域遮光部と偏光軸制御板領域遮光部とは分離して見える、即ち見た目のピッチにずれが生じるためモアレが観察される。
【0007】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、モアレの発生を低減する立体映像表示用光学部材及び立体映像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】
【0008】
上記目的を達成するため、本発明に係る立体映像表示用光学部材の第1の特徴は、第1の映像信号に基づいて、所定の角度の偏光軸である第1の偏光軸の直線偏光を光変調して第1の変調偏光を生成して射出する第1の変調光生成領域と、第2の映像信号に基づいて前記第1の偏光軸の直線偏光を光変調して第2の変調偏光を生成して射出する第2の変調光生成領域とを有する映像生成部から射出した前記第1の変調偏光及び前記第2の変調偏光のうち、前記第1の偏光軸と異なる角度を有する第2の偏光軸の直線偏光である前記第1の変調偏光及び前記第2の変調偏光を透過して射出する偏光板と、前記映像生成部における第1の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第1の変調偏光が入射した際に前記第1の変調偏光の偏光軸を第3の偏光軸となるよう偏光し第3の変調偏光として射出する第1の偏光領域と、前記映像生成部における第2の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第2の変調偏光が入射した際に前記第2の変調偏光の偏光軸を前記第3偏光軸と異なる第4の偏光軸となるよう偏光し第4の変調偏光として射出する第2の偏光領域と、前記第1の偏光領域及び前記第2の偏光領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する遮光部とを有する偏光軸制御板と、を備え、前記映像生成部は、前記第1の変調光生成領域及び前記第2の変調光生成領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する映像生成領域遮光部を有し、前記遮光部は、前記映像生成領域遮光部の線幅より狭い線幅である複数の直線を含むように形成されていることにある。
【0009】
上記目的を達成するため、本発明に係る立体映像表示用光学部材の第2の特徴は、第1の映像信号に基づいて、所定の角度の偏光軸である第1の偏光軸の直線偏光を光変調して第1の変調偏光を生成して射出する第1の変調光生成領域と、第2の映像信号に基づいて前記第1の偏光軸の直線偏光を光変調して第2の変調偏光を生成して射出する第2の変調光生成領域とを有する映像生成部から射出した前記第1の変調偏光及び前記第2の変調偏光のうち、前記第1の偏光軸と異なる角度を有する第2の偏光軸の直線偏光である前記第1の変調偏光及び前記第2の変調偏光を透過して射出する偏光板と、前記映像生成部における第1の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第1の変調偏光が入射した際に前記第1の変調偏光の偏光軸を第3の偏光軸となるよう偏光し第3の変調偏光として射出する第1の偏光領域と、前記映像生成部における第2の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第2の変調偏光が入射した際に前記第2の変調偏光の偏光軸を前記第3偏光軸と異なる第4の偏光軸となるよう偏光し第4の変調偏光として射出する第2の偏光領域と、前記第1の偏光領域及び前記第2の偏光領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する遮光部とを有する偏光軸制御板と、を備え、前記映像生成部は、前記第1の変調光生成領域及び前記第2の変調光生成領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する映像生成領域遮光部と、前記第1の変調光生成領域及び前記第2の変調光生成領域それぞれに備えられた画素の境界部に設けられ入射した光を遮光する画素間遮光部とを有し、前記遮光部は、隣接する前記映像生成領域遮光部及び隣接する前記画素間遮光部のいずれの間隔より狭い線幅である1以上の直線と、前記直線に沿って境界側に設けられた、隣接する前記映像生成領域遮光部及び隣接する前記画素間遮光部のいずれの間隔より短い径である複数の円とを含むように形成されていることにある。
【0010】
上記目的を達成するため、本発明に係る立体映像表示用光学部材の第3の特徴は、第1の映像信号に基づいて、所定の角度の偏光軸である第1の偏光軸の直線偏光を光変調して第1の変調偏光を生成して射出する第1の変調光生成領域と、第2の映像信号に基づいて前記第1の偏光軸の直線偏光を光変調して第2の変調偏光を生成して射出する第2の変調光生成領域とを有する映像生成部から射出した前記第1の変調偏光及び前記第2の変調偏光のうち、前記第1の偏光軸と異なる角度を有する第2の偏光軸の直線偏光である前記第1の変調偏光及び前記第2の変調偏光を透過して射出する偏光板と、前記映像生成部における第1の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第1の変調偏光が入射した際に前記第1の変調偏光の偏光軸を第3の偏光軸となるよう偏光し第3の変調偏光として射出する第1の偏光領域と、前記映像生成部における第2の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第2の変調偏光が入射した際に前記第2の変調偏光の偏光軸を前記第3偏光軸と異なる第4の偏光軸となるよう偏光し第4の変調偏光として射出する第2の偏光領域と、前記第1の偏光領域及び前記第2の偏光領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する遮光部とを有する偏光軸制御板と、を備え、前記映像生成部は、前記第1の変調光生成領域及び前記第2の変調光生成領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する映像生成領域遮光部と、前記第1の変調光生成領域及び前記第2の変調光生成領域それぞれに備えられた画素の境界部に設けられ入射した光を遮光する画素間遮光部とを有し、前記遮光部は、隣接する前記映像生成領域遮光部及び隣接する前記画素間遮光部のいずれの間隔より短い径である複数の円を含むように形成されていることにある。
【0011】
上記目的を達成するため、本発明に係る立体映像表示用光学部材の第4の特徴は、第1の映像信号に基づいて、所定の角度の偏光軸である第1の偏光軸の直線偏光を光変調して第1の変調偏光を生成して射出する第1の変調光生成領域と、第2の映像信号に基づいて前記第1の偏光軸の直線偏光を光変調して第2の変調偏光を生成して射出する第2の変調光生成領域とを有する映像生成部から射出した前記第1の変調偏光及び前記第2の変調偏光のうち、前記第1の偏光軸と異なる角度を有する第2の偏光軸の直線偏光である前記第1の変調偏光及び前記第2の変調偏光を透過して射出する偏光板と、前記映像生成部における第1の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第1の変調偏光が入射した際に前記第1の変調偏光の偏光軸を第3の偏光軸となるよう偏光し第3の変調偏光として射出する第1の偏光領域と、前記映像生成部における第2の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第2の変調偏光が入射した際に前記第2の変調偏光の偏光軸を前記第3偏光軸と異なる第4の偏光軸となるよう偏光し第4の変調偏光として射出する第2の偏光領域と、前記第1の偏光領域及び前記第2の偏光領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する遮光部とを有する偏光軸制御板と、を備え、前記遮光部は、前記第1の偏光領域及び前記第2の偏光領域の境界部に沿って配列された複数の矩形を含み、隣接する前記境界部に設けられた当該遮光部に配列された矩形の水平方向のピッチの1/3〜1/2だけ前記配列方向にずれて配列されていることにある。
【0012】
上記目的を達成するため、本発明に係る立体映像表示装置の第1の特徴は、光源と、前記光源を射出した光のうち前記第1偏光軸である第1の直線偏光を透過する直線偏光生成部と、第1の変調光生成領域と第2の変調光生成領域を有し、前記直線偏光生成部を射出した前記第1の直線偏光が入射した際に光変調して前記第1の変調偏光及び前記第2の変調偏光として射出する前記映像生成部と、請求項1〜4いずれか1項記載の立体映像表示用光学部材と、を備え、前記偏光軸制御板における前記第1の偏光領域を射出した前記第3変調偏光により生成される映像を右目用映像とし、前記第2の偏光領域を射出した前記第4の変調偏光により生成される映像を左目用映像とすることにある。
【発明の効果】
【0013】
本発明の立体映像表示用光学部材及び立体映像表示装置によれば、モアレの発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の実施例1に係る立体映像表示装置の分解斜視図である。
【図2】本発明の実施例1に係る立体映像表示装置の偏光軸制御板の別の形態を示す斜視図である。
【図3】本発明の実施例1に係る立体映像表示装置の使用状態を示す概略図である。
【図4】本発明の実施例1に係る立体映像表示装置が備える映像生成部の一部を拡大して示す平面図である。
【図5】映像生成領域遮光部及び偏光軸制御板領域遮光部が形成されていない場合における映像生成部と偏光軸制御板との断面の一例を図示した断面図である。
【図6】本発明の実施例に係る立体映像表示装置に備えられた映像生成部と偏光軸制御板との断面の一例を図示した断面図である。
【図7】本発明の実施例1である立体映像表示装置において、モアレの変化を調査する実験に用いた映像生成部の拡大図である。
【図8】本発明の実施例1である立体映像表示装置において、偏光軸制御板領域遮光部の線状パターンの比較例及び実験例を示した図である。
【図9】本発明の実施例1である立体映像表示装置において、偏光軸制御板領域遮光部の線状パターンの比較例及び実験例を示した図である。
【図10】本発明の実施例1に係る立体映像表示装置において、図8及び図9に示した比較例及び実験例についてモアレ評価及び光透過率評価の結果を示した図である。
【図11】本発明の実施例1である立体映像表示装置において、偏光軸制御板領域遮光部の線状パターンの実験例を示した図である。
【図12】本発明の実施例1に係る立体映像表示装置において、図8(a)に示した比較例及び図11に示した実験例についてモアレ評価及び光透過率評価の結果を示した図である。
【図13】本発明の実施例1である立体映像表示装置において、偏光軸制御板領域遮光部の線状パターンの実験例を示した図である。
【図14】本発明の実施例1に係る立体映像表示装置において、図8(a)に示した比較例及び図13に示した実験例についてモアレ評価及び光透過率評価の結果を示した図である。
【図15】本発明の実施例1である立体映像表示装置において、偏光軸制御板領域遮光部の線状パターンの実験例を示した図である。
【図16】本発明の実施例1に係る立体映像表示装置において、図8(a)に示した比較例及び図16に示した実験例についてモアレ評価及び光透過率評価の結果を示した図である。
【図17】本発明の実施例1に係る立体映像表示装置において、図8(a)に示した比較例、図8(b)に示した実験例1−1、及び図13(a)に示した実験例5−2について、視野角毎のクロストーク率の結果を示した図である。
【図18】本発明の実施例1に係る立体映像表示装置の偏光軸制御板の別の実施形態を示す斜視図である。
【図19】本発明の実施例1に係る立体映像表示装置の偏光軸制御板の別の実施形態を示す斜視図である。
【図20】本発明の実施例1に係る立体映像表示装置が備える別の形態の映像生成部の一部を拡大して示す平面図である。
【図21】本発明の実施例2に係る立体映像表示装置の分解斜視図である。
【図22】本発明の実施例3に係る立体映像表示装置の構成を示した構成図である。
【図23】(a)は、図8(b)のドットの拡大図であり、設計状態を示すものである。(b)は、(a)の条件で実際にドットを形成した際のドットの拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【実施例1】
【0016】
図1は、本発明の実施例1に係る立体映像表示装置100の分解斜視図である。
【0017】
立体映像表示装置100は、光源120と、映像表示部130と、偏光軸制御板(立体映像表示用光学部材)180とを図1に示す順で備え、これらが図示しない筐体に収容されている。また、映像表示部130は、偏光板(直線偏光生成部)150、映像生成部160及び偏光板170を含む。この立体映像表示装置100に表示される立体映像を後述する観察者が観察する場合、観測者は、図1に示した矢印X1の方向から(図1における偏光軸制御板180よりも右側から)観察する。
【0018】
光源120は、観察者から見て立体映像表示装置100の最も奥側に配され、立体映像表示装置100を使用している状態(以下、「立体映像表示装置100の使用状態」と略称する)において、白色の非偏光、または光源からの光を効率良く利用するために設けられた反射型偏光板で、偏光板150の方向に一致する光を透過し、それ以外の成分を反射して戻し、バックライトユニット内で反射させて、再び光を射出させ、反射型偏光板で偏光した光を偏光板150の一面に向けて射出する。なお、本発明の実施例1では、光源120に面光源を用いているが、面光源に替えて例えば点光源と集光レンズとの組み合わせでもよい。この集光レンズの一例は、フレネルレンズシートである。
【0019】
偏光板150は、映像生成部160の光源120側に配される。偏光板150は、透過軸及び当該透過軸に直交する吸収軸を有し、光源120から射出した非偏光が入射すると、その非偏光のうち透過軸と平行な偏光軸の光を透過し、吸収軸と平行な偏光軸の光を遮断する。ここで、偏光軸とは、光における電界の振動方向のことであり、偏光板150における透過軸は、図1に矢印Y1で示すように、観察者が立体映像表示装置100を見たときの水平方向から右上方向及び左下方向に45度の傾斜を有する。したがって、偏光板150から射出する光は、水平方向から45度の傾斜を有する直線偏光となる。
【0020】
映像生成部160は、赤色光,緑色光及び青色光にそれぞれ対応した画素を備えている。また、映像生成部160は、複数の画素からなる右目用映像生成領域162及び右目用映像生成領域162と異なる複数の画素からなる左目用映像生成領域164を有する。映像生成部160は、液晶表示素子等の入射した光を外部から入力した映像信号に基づいて光変調するものである。これら右目用映像生成領域162及び左目用映像生成領域164は、図1に示すように、映像生成部160を水平方向に区切った領域であり、複数の右目用映像生成領域162及び左目用映像生成領域164が鉛直方向に互い違いに配される。
【0021】
立体映像表示装置100の使用状態において、映像生成部160の右目用映像生成領域162及び左目用映像生成領域164には、外部から供給される右目用映像信号及び左目用映像信号によりそれぞれ右目用映像及び左目用映像が生成される。右目用映像生成領域162に右目用映像が生成されているときに、偏光板150を透過した光の一部が右目用映像生成領域162に入射すると、右目用映像信号に基づいて光変調され右目用映像生成領域162からは右目用映像の映像光(以下、「右目用映像光」と略称する)が射出する。また、左目用映像生成領域164に左目用映像が生成されているときに、偏光板150を透過した光の他の一部が左目用映像生成領域164に入射すると、左目用映像信号に基づいて光変調され左目用映像生成領域164からは左目用映像の映像光(以下、「左目用映像光」と略称する)が射出する。ここで、右目用映像生成領域162から射出する右目用映像光及び左目用映像生成領域164から射出する左目用映像光は、映像光における映像信号に基づいて光変調された領域はそれぞれ偏光軸が回転する。また、映像生成部160の各画素の境界部には赤色光,緑色光及び青色光の混色を低減するために、ブラックマトリクスと呼ばれる遮光部が設けられている。更に、ブラックマトリクスのうち右目用映像生成領域162と左目用映像生成領域164の境界部には、水平方向に帯状のブラックストライプである映像生成領域遮光部163が形成されている。
【0022】
偏光板170は、映像生成部160における観察者側に配置される。この偏光板170は、上述した右目用映像生成領域162を透過した右目用映像光、及び、上述した左目用映像生成領域164を透過した左目用映像光が入射すると、これらのうち偏光軸の成分の中で透過軸と平行な偏光成分を透過し、偏光軸が吸収軸と平行な偏光成分を遮断する。ここで、偏光板170における透過軸は、図1に矢印Y2で示すように、観察者が立体映像表示装置100を見たときの水平方向から左上方向及び右下方向に45度の傾斜を有する。したがって、偏光板170から射出する光は、偏光板150から射出する光と直交すると共に、水平方向から45度の傾斜を有する直線偏光となる。また、偏光板170における透過軸の方向は、映像生成部160から射出する右目用映像光及び左目用映像光の偏光軸の方向と略一致させることにより立体映像表示装置100の輝度を向上することができる。
【0023】
偏光軸制御板180は、基板184と基板184上に形成された第一偏光領域181及び第二偏光領域182とを有する。この偏光軸制御板180における第一偏光領域181及び第二偏光領域182の位置及び大きさは、図1に示すように、映像生成部160の右目用映像生成領域162及び左目用映像生成領域164の位置及び大きさに対応する。したがって、立体映像表示装置100の使用状態において、第一偏光領域181には、右目用映像生成領域162を透過した右目用映像光が入射し、第二偏光領域182には、左目用映像生成領域164を透過した左目用映像光が入射する。
【0024】
第一偏光領域181は、入射した右目用映像光の偏光軸を第二偏光領域182に入射した左目用映像光の偏光軸に対して直交する方向に90度回転させる。一方、第二偏光領域182は、入射した左目用映像光の偏光軸を回転させずにそのまま透過する。したがって、第一偏光領域181を透過した右目用映像光の偏光軸と、第二偏光領域182を透過した左目用映像光の偏光軸とは、図1に矢印Y3,Y4で示すように、その向きが互いに直交する。なお、図1において偏光軸制御板180の第一偏光領域181及び第二偏光領域182に示した矢印Y3,Y4は、各偏光領域を通過した偏光の偏光軸の向きを示す。
【0025】
偏光軸制御板180において、基板184には、入射する映像光の偏光軸の向きを変化させないように、例えば複屈折が低い透明なガラスまたは複屈折が低い樹脂などの板状部材、若しくは複屈折が低いフィルム状部材が用いられる。第一偏光領域181には、例えば入射する右目用映像光の偏光軸の向きを90度回転する性質を有する複屈折性の物質で形成された半波長板が用いられる。また、第二偏光領域182には、例えば入射する左目用映像光の偏光軸の向きを変化させないでそのまま透過させるため、基板184上に何も設けずに光を透過させるか、または、複屈折が低いガラスや樹脂など部材、あるいは偏光板170と同様の偏光状態を有する偏光板が用いられる。結果として偏光軸制御板180から射出した右目用映像光の偏光軸の向きと左目用映像光の偏光軸の向きとは、直交した光となる。
【0026】
また、偏光軸制御板180の映像表示部130と対向する面における第一偏光領域181と第二偏光領域182との境界部分に、帯状の偏光軸制御板領域遮光部183が映像表示部130側に設けられている。このような偏光軸制御板領域遮光部183を設けることにより、偏光軸制御板180の第一偏光領域181に隣接する第二偏光領域182に入射するべき左目用映像光のうち、上記境界を超えて当該第一偏光領域181に入射する映像光を吸収して遮ることができる。また、同様に、偏光軸制御板180の第二偏光領域182に隣接する第一偏光領域181に入射するべき右目用映像光のうち、上記境界を超えて当該第二偏光領域182に入射する映像光を吸収して遮ることができる。したがって、立体映像表示装置100から射出される右目用映像光及び左目用映像光にクロストークが生じにくくなる。このクロストークについての詳細は後述する。
【0027】
なお、偏光軸制御板180の別の形態として、図2に示すような基板184と、基板184上に形成された第二偏光領域182とを有する構造としてもよい。
【0028】
また、上記立体映像表示装置100は、偏光軸制御板180よりも観察者側(図1における偏光軸制御板180の右側)に、上記偏光軸制御板180の第一偏光領域181及び第二偏光領域182を透過した右目用映像光及び左目用映像光を水平方向または鉛直方向の少なくとも一方の方向に拡散する拡散板を有してもよい。このような拡散板には、例えば水平方向または鉛直方向に延伸するかまぼこ状の凸レンズ(シリンドリカルレンズ)が複数配されたレンチキュラーレンズシート、または、凸レンズが平面状に複数配されたレンズアレイシートが用いられる。
【0029】
図3は、立体映像表示装置100の使用状態を示す概略図である。
【0030】
立体映像表示装置100により立体映像を観察する場合、観察者500は、図3に示すように、立体映像表示装置100から投影される右目用映像光及び左目用映像光を、偏光眼鏡200をかけて観察する。この偏光眼鏡200には、観察者500がこの偏光眼鏡200をかけたときに観察者500の右目512側にあたる位置に右目用映像透過部232が配され、左目514側にあたる位置に左目用映像透過部234が配される。これら右目用映像透過部232及び左目用映像透過部234は、透過軸方向が互いに異なる偏光レンズであり、偏光眼鏡200のフレームに固定されている。
【0031】
右目用映像透過部232は、透過軸が第一偏光領域181を透過した右目用映像光と同じ向きを有し、吸収軸が上記透過軸と直交する向きを有する偏光板である。左目用映像透過部234は、透過軸が第二偏光領域182を透過した左目用映像光と同じ向きを有し、吸収軸が上記透過軸と直交する向きを有する偏光板である。これら右目用映像透過部232及び左目用映像透過部234には、例えば二色性染料を含浸させたフィルムを一軸延伸して得られる偏光膜を貼り付けた偏光レンズが用いられる。
【0032】
観察者500は、立体映像表示装置100により立体映像を観察するときに、第一偏光領域181を透過した右目用映像光及び第二偏光領域182を透過した左目用映像光の射出する範囲内で、偏光眼鏡200をかけて立体映像表示装置100を観察することにより、右目512では右目用映像光に含まれる右目用映像だけを観察することができ、左目514では左目用映像光に含まれる左目用映像だけを観察することができる。したがって、観察者500は、これら右目用映像及び左目用映像を立体映像として認識することができる。
【0033】
図4は、映像生成部160の一部を拡大して示す平面図である。
【0034】
図4に示すように、映像生成部160の右目用映像生成領域162及び左目用映像生成領域164は、それぞれ水平方向において複数の小さなセルに分割されており、これらのセルの1つ1つが、外部から与える映像信号により光変調する最小単位である画素360となっている。各画素360には、赤色、緑色、青色のカラーフィルターが設けられて3原色を表示することとなり、それぞれ赤色表示画素361、緑色表示画素362及び青色表示画素363となっている。
【0035】
なお、映像生成部160の右目用映像生成領域162及び左目用映像生成領域164では、例えば赤色表示画素361、緑色表示画素362及び青色表示画素363が水平方向にこの順に繰り返して配される。
【0036】
また、カラーフィルターによって区分けされた隣接領域の混色を防ぐためのブラックマトリックスが設けられているが、そのうち、映像生成部160の右目用映像生成領域162と左目用映像生成領域164の境界部を含む各画素の境界部にはブラックマトリックスの一部分としてブラックストライプである映像生成領域遮光部163が形成されている。
【0037】
ここで、クロストークについて説明する。
【0038】
図5は、映像生成領域遮光部163及び偏光軸制御板領域遮光部183が形成されていない場合における映像生成部160と偏光軸制御板180との断面の一例を図示した断面図である。
【0039】
図5に示すように、偏光軸制御板180は、右目用映像生成領域162の前方に第一偏光領域181が位置するように、また、左目用映像生成領域164の前方に第二偏光領域182が位置するように、観測者500から見て映像生成部160の手前側に配置されている。
【0040】
そして、右目用映像生成領域162からは右目用映像光が射出され、射出された右目用映像光は第一偏光領域181に入射して偏光の振動方向が90°回転された後に観察者500に到達する。一方、左目用映像生成領域164からは左目用映像光が射出され、射出された左目用映像光は第二偏光領域182を透過して観察者500に到達する。
【0041】
このように、立体映像表示装置100において、右目用映像及び左目用映像を表示させるためには、右目用映像生成領域162から射出された右目用映像光が第一偏光領域181に入射され、且つ、左目用映像生成領域164から射出された左目用映像光が第二偏光領域182に入射される必要がある。
【0042】
例えば、左目用映像生成領域164から射出された左目用映像光が第一偏光領域181に入射された場合、偏光の振動方向が90°回転され、観察者500の右目用映像透過部232で捕らえられる映像となる。この映像は、当然ながら本来の右目用映像とは異なる為、観察者500が捕らえる映像が不鮮明になり、また、立体感が不明瞭となる等の不具合が発生することがある。
【0043】
しかしながら、従来技術では、映像生成部160から射出された右目用映像光及び左目用映像光を、全てそれぞれ第一偏光領域181及び第二偏光領域182に入射させるように精度良く映像生成部160と偏光軸制御板180とを配置することは極めて困難であった。
【0044】
鮮明な映像を得るには右目用映像生成領域162及び左目用映像生成領域164が密である(巾細である)方が良いが、この場合、右目用映像生成領域162及び左目用映像生成領域164が密に配された映像生成部160の前方に、右目用映像生成領域162及び左目用映像生成領域164に対応すべく、正確に第一偏光領域181及び第二偏光領域182を配設することが極めて困難であった。具体的には、一般的な第一偏光領域181及び第二偏光領域182は、夫々200μm程度の巾の極細線状であり、位置ずれを5%未満にする十数μmレベルで正確に配置することは、非常に困難である。
【0045】
また、右目用映像生成領域162から射出された右目用映像光、及び、左目用映像生成領域164から射出された左目用映像光は共に完全には平行光ではないので、例えば、図5に示した左目用映像生成領域164の上端部付近から射出された左目用映像光の一部は第一偏光領域181に入射されてしまう場合がある(図5に示す矢印10)。
【0046】
更に、左目用映像生成領域164から射出された左目用映像光が、一旦第二偏光領域182に入射された後、第一偏光領域181に入射される場合もある(図5に示す矢印11)。この現象は、一般的にクロストーク現象と呼ばれている。この場合、矢印11で示す左目用映像光の偏光の振動方向は0乃至90°の範囲に回転されることになるが、例えば、45°回転されると、左目用映像光は、右目用映像透過部232及び左目用映像透過部234を夫々50%ずつ通過することになり、この点においても、観察者500が捕らえる映像が不鮮明になり、立体感が不明瞭になる等の不具合が発生する。
【0047】
そこで、本発明の実施例1に係る立体映像表示装置100は、偏光軸制御板180に、偏光軸制御板領域遮光部183を備える構成とする。
【0048】
図6は、本発明の実施例1に係る立体映像表示装置100に備えられた映像生成部160と偏光軸制御板180との断面の一例を図示した断面図である。
【0049】
図6に示すように、映像生成部160は、右目用映像生成領域162と左目用映像生成領域164とが交互に並設された映像生成部160が配置されており、映像生成部160の右目用映像生成領域162と左目用映像生成領域164との境界部にはブラックストライプである映像生成領域遮光部163が形成されている。
【0050】
また、偏光軸制御板180は、第二偏光領域182と第一偏光領域181の境界部に、クロストークを低減するために、帯状の偏光軸制御板領域遮光部183が形成されている。
【0051】
映像生成領域遮光部163と偏光軸制御板領域遮光部183とは、印刷工法やフォトリソグラフィー法などを用いて形成され、この際の塗料は黒色染料を添加した紫外線硬化樹脂や熱硬化性樹脂が用いられる。通常は、偏光軸制御板領域遮光部183は黒色の帯状として形成される。ここで、印刷工法としては、凸版印刷、平版印刷、凹版印刷、孔版印刷、スクリーン印刷及びオフセット印刷等を用いることができる。
【0052】
これにより、偏光軸制御板180の第一偏光領域181に隣接する第二偏光領域182に入射するべき左目用映像光のうち、上記境界を超えて第一偏光領域181に入射する映像光を吸収して遮ることができる。
【0053】
また、同様に、偏光軸制御板180の第二偏光領域182に隣接する第一偏光領域181に入射するべき右目用映像光のうち、上記境界を超えて第二偏光領域182に入射する映像光を吸収して遮ることができる。したがって、立体映像表示装置100から射出される右目用映像光及び左目用映像光にクロストークが生じにくくなる。
【0054】
そのため、観察者500は、立体映像表示装置100により立体映像を観察するときに、第一偏光領域181を透過した右目用映像光及び第二偏光領域182を透過した左目用映像光の射出する範囲内で、偏光眼鏡200をかけて立体映像表示装置100を観察することにより、右目では右目用映像光に含まれる右目用映像だけを観察することができ、左目では左目用映像光に含まれる左目用映像だけを観察することができる。これにより、観察者500は、これら右目用映像及び左目用映像を立体映像として認識することができる。
【0055】
しかしながら、映像生成領域遮光部163と偏光軸制御板領域遮光部183とのピッチは近似しており、モアレが発生しやすい。
【0056】
そこで、本発明の実施例1に係る立体映像表示装置100に備えられた偏光軸制御板180の偏光軸制御板領域遮光部183は、入射した光を部分的に透過させるように、1本のブラックストライプが多分割されて様々な線状パターンを形成することにより、モアレの発生を低減する。ここで、ブラックストライプが多分割されて形成された線状パターンは、鉛直方向に複数に分割された直線や、ドット(矩形、円、楕円、多角形)が所定のピッチで水平方向に配置された集合である。
【0057】
このように、偏光軸制御板領域遮光部183の線状パターンは、多分割されているので、その多分割された形状によりモアレの発生状態も異なる。
【0058】
≪モアレ発生に対する線状パターン形状の影響の評価を行う基礎的な実験≫
そこで、以下に示すように、線状パターンの形状を変更して、モアレの変化及び光透過率の変化を調査する実験を行った。
【0059】
図7は、本発明の実施例1である立体映像表示装置100において、モアレの変化及び光透過率の変化を調査する実験に用いた映像生成部160の拡大図である。なお、図7では、画面サイズが24インチである立体映像表示装置100に備えられた映像生成部160の寸法の一例を示している。
【0060】
図7に示すように、映像生成部160の右目用映像生成領域162及び左目用映像生成領域164は、それぞれ水平方向において複数の小さなセルに分割されており、これらのセルの1つ1つが赤色表示画素361、緑色表示画素362及び青色表示画素363となっている。そして、赤色表示画素361、緑色表示画素362及び青色表示画素363の境界部には、鉛直方向にブラックストライプである画素間遮光部165が形成されている。
【0061】
図7に示すように、赤色表示画素361、緑色表示画素362及び青色表示画素363の水平方向の幅が、0.06(mm)であるので、水平方向に隣接する画素間遮光部165の間隔は、0.06(mm)である。また、赤色表示画素361、緑色表示画素362及び青色表示画素363の鉛直方向の幅が、0.105(mm)であるので、鉛直方向に隣接する画素間遮光部165の間隔は、0.105(mm)である。さらに、赤色表示画素361、緑色表示画素362及び青色表示画素363は、それぞれ斜め方向にもブラックストライプである画素間遮光部165が形成されており、赤色表示画素361、緑色表示画素362及び青色表示画素363のそれぞれ斜め方向の幅が、0.06(mm)であるので、斜め方向に隣接する画素間遮光部165の間隔は、0.06(mm)である。
【0062】
また、図7に示すように、映像生成部160の右目用映像生成領域162と左目用映像生成領域164との境界部に形成された映像生成領域遮光部163の線幅は、0.04(mm)である。
【0063】
図8は、本発明の実施例1である立体映像表示装置100において、偏光軸制御板領域遮光部183の線状パターンの比較例及び実験例を示した図である。
【0064】
図8(a)は、比較例として線幅が0.135(mm)である場合における偏光軸制御板領域遮光部を示している。図8(b)は、実験例1−1として径が0.05(mm)の円が斜め方向及び水平方向に規則正しく配列された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。図8(c)は、実験例1−2として矩形が0.032(mm)の間隔で水平方向に規則正しく配列された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。図8(d)は、実験例1−3として線幅が0.049(mm)の直線2本が水平方向に配置された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。図8(e)は、実験例1−4として線幅が0.032(mm)の直線2本とその間に0.034(mm)の直線1本、合計3本が水平方向に配置された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。
【0065】
図9は、図8と同様に、本発明の実施例1である立体映像表示装置100において、偏光軸制御板領域遮光部183の線状パターンの実験例を示した図である。
【0066】
図9(a)は、実験例2−1としてφ0.035mmの楕円形状のラインが斜め方向に0.10(mm)のピッチで規則正しく配列された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。図9(b)は、実験例2−2として楕円形状のラインが水平方向に規則正しく配列された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。図9(c)は、実験例2−3として□0.035mmの矩形状のラインが斜め方向に0.13(mm)のピッチで規則正しく配列された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。図9(d)は、実験例2−4として比較的大きな1つの円と小さな円2つを1組として、この1つの組が隣同士鉛直方向において逆向きになるように規則正しく配列された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。図9(e)は、実験例2−5として0.05(mm)の線幅の1本の直線と、この直線に沿って鉛直方向両側に径が0.05(mm)の円が規則正しく配列された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。
【0067】
図10は、本発明の実施例1に係る立体映像表示装置100において、図8及び図9に示した比較例及び実験例についてモアレ評価及び光透過率評価の結果を示した図である。なお、モアレ評価値は、0〜5とし、正面、斜め、縦のそれぞれの観察位置で観察したときの評価値が低い程モアレが観察され難く、評価値が増加するに従い、モアレは鮮明になる。なお、偏光軸制御板領域遮光部183が、1つの境界部に1本の直線の場合、即ち比較例における正面及び斜めのモアレの評価値を5として、各実験例について正面、斜め、縦のそれぞれのモアレを評価し、この評価されたモアレ評価値の合計を算出した。
【0068】
また、光透過率は、各々の偏光軸制御板領域遮光部183付きの透明板を全光束透過率計(株式会社村上色彩技術研究所製 HR−100型)を用いて測定した値であり、モアレ評価値の合計と光透過率とに基づいて総合判定を行った。具体的には、光透過率が45(%)を越え、かつモアレ評価値の合計が0以上3以下の場合、総合判定を“◎”とし、モアレ評価値の合計が3を超え5以下の場合、総合判定を“○”とし、モアレ評価値の合計が5を超え7以下の場合、総合判定を“△”とし、モアレ評価値の合計が7を超え10以下の場合、総合判定を“×”とし、モアレ評価値の合計が10を超えたの場合、総合判定を“××”とした。
【0069】
図10に示すように、比較例におけるモアレ評価値の合計“10”に対して、実験例1−1、1−4、2−1におけるモアレ評価値の合計が、それぞれ“4”、“3.5”、“5”と小さい値となっているため、モアレ発生の低減に一定の効果があると言える。また、比較例における光透過率“45”(%)に対して、実験例1−1、1−4、2−1における光透過率が、それぞれ“58”、“56”、“57”と大きい値となっているため、比較例より画面が明るくなっていることが解る。
【0070】
さらに、比較例におけるモアレ評価値の合計“10”に対して、実験例2−5におけるモアレ評価値の合計が、“3”と大幅に小さい値となっており、また、光透過率は、“55”と大きい値となっているため、実験例2−5は、比較例より画面が明るく、かつモアレ発生の低減により効果があると言える。
【0071】
このように、本発明の実施例1である立体映像表示装置100によれば、偏光軸制御板領域遮光部183の線状パターン形状を変更することにより、光学的なランダム性が生じ、映像生成領域遮光部163及び画素間遮光部165との干渉が低下するので、光透過率を向上させると共に、モアレの発生を低減することができる。
【0072】
≪モアレ発生に対する円の径及び直線の線幅の影響評価を行う実験≫
次に、以下に示すように、偏光軸制御板領域遮光部183に含まれる円の径及び直線の線幅を変更してモアレの変化及び光透過率の変化を調査する実験を行った。
【0073】
図11は、本発明の実施例1である立体映像表示装置100において、偏光軸制御板領域遮光部183の線状パターンの実験例を示した図である。
【0074】
図11(a)は、実験例3−2として径が0.06(mm)の円が斜め方向及び水平方向に規則正しく配列された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。図11(b)は、実験例3−3として径が0.07(mm)の円が斜め方向及び水平方向に規則正しく配列された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。図11(c)は、実験例4−3として線幅が0.03(mm)の直線3本が水平方向に配置された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。図11(d)は、実験例4−4として線幅が0.018(mm)の直線5本が水平方向に配置された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。図11(e)は、実験例4−5として線幅が0.013(mm)の直線7本が水平方向に配置された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。
【0075】
図12は、本発明の実施例1に係る立体映像表示装置100において、図8(a)に示した比較例及び図11に示した実験例についてモアレ評価及び光透過率評価の結果を示した図である。なお、モアレ評価値及び光透過率は、図10に示したモアレ評価値及び光透過率と同様である。
【0076】
図12に示すように、比較例におけるモアレ評価値の合計“10”に対して、実験例1−1、3−2、3−3において、モアレ評価値の合計が、それぞれ“4”、“7”、“8”と小さい値となっているため、モアレ発生の低減に一定の効果があると言える。また、比較例における光透過率“45”(%)に対して、実験例1−1、3−2、3−3において、光透過率が、それぞれ“58”、“57”、“49”と大きい値となっているため、比較例より画面が明るくなる。このように、円の径が小さい程総合判定の値が高く、特に、隣接する映像生成領域遮光部163及び隣接する画素間遮光部165のいずれの間隔より短い径、即ち0.06(mm)未満の径の円の配列である実験例1−1において、実用に耐えうる程度にまで、モアレ評価値の合計が十分に小さく、かつ光透過率が十分高くなっているので、より好ましい。
【0077】
なお、実験例1−1、3−2、3−3における斜めのモアレ評価値が“2”、“3”、“4”であるのに対して、実験例2−5における斜めのモアレ評価値が、“1”と大幅に小さい値となっている。これは、0.05(mm)の線幅の1本の直線により、斜め方向における円の連続性が阻害され、より光学的なランダム性が生じることにより、映像生成領域遮光部163及び画素間遮光部165との干渉が低下したためと考えられる。
【0078】
以上のように、本発明の実施例1に係る立体映像表示装置100の偏光軸制御板領域遮光部183は、隣接する映像生成領域遮光部163及び隣接する画素間遮光部165のいずれの間隔より短い径である複数の円を含むように形成されているので、光透過率を向上させると共に、モアレの発生を低減することができる。
【0079】
また、図12に示すように、比較例におけるモアレ評価値の合計“10”に対して、実験例1−3、1−4、4−3、4−4、4−5におけるモアレ評価値の合計が、それぞれ“8”、“3.5”、“4”、“3”、“2”と小さい値となっているため、モアレ発生の低減に一定の効果があると言える。また、比較例における光透過率“45”(%)に対して、実験例1−3、1−4、4−3、4−4、4−5における光透過率が、それぞれ“57”、“56”、“57”、“52”、“47”と大きい値となっているため、比較例より画面が明るくなる。このように、直線の線幅が狭い程総合判定の値が高く、特に、映像生成領域遮光部163の線幅より狭い線幅である0.04(mm)未満である実験例1−4、4−3、4−4、4−5において、実用に耐えうる程度にまで、モアレ評価値の合計が十分に小さく、かつ光透過率が十分高くなっているので、より好ましい。
【0080】
以上のように、本発明の実施例1に係る立体映像表示装置100の偏光軸制御板領域遮光部183は、映像生成領域遮光部163の線幅より狭い線幅である複数の直線を含むように形成されているので、光透過率を向上させると共に、モアレの発生を低減することができる。
【0081】
≪モアレ発生に対する線状パターン形状の影響の評価を行う追加実験≫
次に、以下に示すように、偏光軸制御板領域遮光部183を様々な形状に変更してモアレの変化及び光透過率の変化を調査する実験を行った。
【0082】
図13は、本発明の実施例1である立体映像表示装置100において、偏光軸制御板領域遮光部183の線状パターンの実験例を示した図である。
【0083】
図13(a)は、実験例5−2として0.05(mm)の線幅の1本の直線とこの直線に沿って鉛直方向両側に、径が0.035(mm)の円が規則正しく配列された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。図13(b)は、実験例5−4として水平方向に0.06(mm)のピッチで、0.03(mm)四方の矩形穴が配置された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。図13(c)は、実験例5−6として0.035(mm)四方の矩形穴がランダムに配置された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。
【0084】
図14は、本発明の実施例1に係る立体映像表示装置100において、図8(a)に示した比較例及び図13に示した実験例についてモアレ評価及び光透過率評価の結果を示した図である。なお、モアレ評価値及び光透過率は、図10に示したモアレ評価値及び光透過率と同様である。
【0085】
図14に示すように、比較例におけるモアレ評価値の合計“10”に対して、実験例5−4、5−6におけるモアレ評価値の合計が、それぞれ“10”、“12”と同等又は大きい値となっているため、モアレ発生の低減に効果がないと言える。これは、偏光軸制御板領域遮光部183の境界部の形状が直線となっているためであると考えられる。
【0086】
一方、実験例5−2において、モアレ評価値の合計が、“2.5”と大幅に小さい値となっており、実験例2−5よりさらにモアレ発生を低減することができる。また、円の径が小さいため、光透過率は、“63”と大きい値となっており、実験例2−5よりさらに画面が明るい。
【0087】
以上のように、本発明の実施例1に係る立体映像表示装置100の偏光軸制御板領域遮光部183は、隣接する映像生成領域遮光部163及び隣接する画素間遮光部165のいずれの間隔より狭い線幅である1以上の直線と、この直線に沿って境界側に設けられた、隣接する映像生成領域遮光部163及び隣接する画素間遮光部165のいずれの間隔より短い径である複数の円とを含むように形成されているので、光学的なランダム性が生じ、映像生成領域遮光部163及び画素間遮光部165との干渉が低下するので、光透過率を向上させると共に、モアレの発生を低減することができる。
【0088】
≪モアレ発生に対する矩形の位置の影響評価を行う実験≫
次に、以下に示すように、偏光軸制御板領域遮光部183に含まれる矩形の位置を変更してモアレの変化及び光透過率の変化を調査する実験を行った。
【0089】
図15は、本発明の実施例1である立体映像表示装置100において、偏光軸制御板領域遮光部183の線状パターンの実験例を示した図である。
【0090】
図15(a)は、実験例6−1として水平方向の辺の長さが0.1(mm)、鉛直方向の辺の長さが0.135(mm)の矩形が鉛直方向及び水平方向に一列となるように規則正しく配置された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。図15(b)は、実験例6−2として水平方向の辺の長さが0.1(mm)、鉛直方向の辺の長さが0.135(mm)の矩形が、鉛直方向に隣接する矩形に対して水平方向に0.015(mm)だけスライドし、かつ水平方向に一列となるように規則正しく配置された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。図15(c)は、実験例6−3として水平方向の辺の長さが0.1(mm)、鉛直方向の辺の長さが0.135(mm)の矩形が、鉛直方向に隣接する矩形に対して水平方向に0.03(mm)だけスライドし、かつ水平方向に一列となるように規則正しく配置された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。図15(d)は、実験例6−4として水平方向の辺の長さが0.1(mm)、鉛直方向の辺の長さが0.135(mm)の矩形が、鉛直方向に隣接する矩形に対して水平方向に0.05(mm)だけスライドし、かつ水平方向に一列となるように規則正しく配置された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。図15(e)は、実験例6−5として水平方向の辺の長さが0.1(mm)、鉛直方向の辺の長さが0.135(mm)の矩形が、鉛直方向に隣接する矩形に対して水平方向に0.075(mm)だけスライドし、かつ水平方向に一列となるように規則正しく配置された偏光軸制御板領域遮光部183を示している。
【0091】
図16は、本発明の実施例1に係る立体映像表示装置100において、図8(a)に示した比較例及び図15に示した実験例についてモアレ評価及び光透過率評価の結果を示した図である。なお、モアレ評価値及び光透過率は、図10に示したモアレ評価値及び光透過率と同様である。
【0092】
図16に示すように、比較例におけるモアレ評価値の合計“10”に対して、実験例6−1、6−2におけるモアレ評価値の合計が、それぞれ“10”、“10”、と同じ値となっているため、モアレ発生の低減に効果がないと言える。
【0093】
一方、比較例におけるモアレ評価値の合計“10”に対して、実験例6−3、6−4、6−5におけるモアレ評価値の合計が、それぞれ“8”、“4”、“4”と小さい値となっているため、モアレ発生の低減に一定の効果があると言える。また、比較例における光透過率“45”(%)に対して、実験例6−3、6−4、6−5において、光透過率が、それぞれ“60”と大きい値となっているため、比較例より画面が明るくなる。
【0094】
このように、水平方向へのスライド量が大きい程総合判定の値が高く、特に、矩形の水平方向のピッチの1/3〜1/2だけ水平方向にずれて配列された実験例6−4、6−5において、実用に耐えうる程度にまで、モアレ評価値の合計が十分に小さく、かつ光透過率が十分高くなっているので、より好ましい。
【0095】
なお、一般的に、光透過率が高くなると、クロストーク率が高くなることが懸念される。
【0096】
そこで、以下に示すように、偏光軸制御板領域遮光部183の線上パターンとクロストーク率の変化を調査する実験を行った。
【0097】
図17は、本発明の実施例1に係る立体映像表示装置100において、図8(a)に示した比較例、図8(b)に示した実験例1−1、及び図13(a)に示した実験例5−2について、視野角毎のクロストーク率の結果を示した図である。
【0098】
図17に示すように、比較例における光透過率“45”(%)に対して、光透過率がそれぞれ“58”(%)、“63”(%)である実験例1−1及び実験例5−2において、クロストーク率は同等の値を示しており、偏光軸制御板領域遮光部183の形状の変更による映像の劣化はないと考えられる。
【0099】
以上のように、本発明の実施例1に係る立体映像表示装置100によれば、光透過率を向上させると共に、モアレの発生を低減することができる。
【0100】
また、本発明の実施例1では、映像生成部160の右目用映像生成領域162及び左目用映像生成領域164として、図1に示すように映像生成部160を水平方向に区切った領域として説明したが、図18に示すように映像生成部160を鉛直方向に区切った領域としてもよい。その際は、映像生成部160の駆動回路の変更と、偏光軸制御板180における第一偏光領域181及び第二偏光領域182の区切りも垂直方向とする必要がある。
【0101】
更に、映像生成部160の右目用映像生成領域162及び左目用映像生成領域164を、映像生成部160の駆動回路を変更することにより、図19に示すように水平方向及び鉛直方向に区切って格子状に構成してもよい。この場合は、偏光軸制御板180も映像生成部160に合わせて格子状に形成する必要がある。
【0102】
また、本発明の実施例1では、画面サイズが24インチである立体映像表示装置100を例に挙げて説明したが、このサイズに限らず、図20のような画面サイズが37インチである立体映像表示装置100でも同様に、光透過率を向上させると共に、モアレの発生を低減することができる。
【実施例2】
【0103】
本発明の実施例1では、第一偏光領域181及び第二偏光領域182に右目用映像光及び左目用映像光がそれぞれ入射したときに、入射した右目用映像光及び左目用映像光を、偏光軸が互いに直交した直線偏光として射出する偏光軸制御板180を備える立体映像表示装置100を例に挙げて説明したがこれに限らない。
【0104】
本発明の実施例2では、第一偏光領域181及び第二偏光領域182に右目用映像光及び左目用映像光がそれぞれ入射したときに、入射した右目用映像光及び左目用映像光を、偏光軸の回転方向が互いに逆方向である円偏光として射出する偏光軸制御板を備える立体映像表示装置102を例に挙げて説明する。
【0105】
図21は、本発明の実施例2に係る立体映像表示装置101の分解斜視図である。
【0106】
図21に示す立体映像表示装置101において、図1に示す立体映像表示装置100と同じ構成については同じ符号を付しており、以下において説明を省略する。
【0107】
図21に示すように、立体映像表示装置101は、立体映像表示装置100の偏光軸制御板180に替えて偏光軸制御板185を備える。この偏光軸制御板185は、基板184と基板184上に形成された第一偏光領域186及び第二偏光領域187とを有する。偏光軸制御板185における第一偏光領域186及び第二偏光領域187の位置及び大きさは、上記偏光軸制御板180における第一偏光領域181及び第二偏光領域182の位置及び大きさと同様に、映像生成部160の右目用映像生成領域162及び左目用映像生成領域164の位置及び大きさに対応している。したがって、立体映像表示装置101の使用状態において、第一偏光領域186には、上記右目用映像生成領域162を透過した右目用映像光が入射し、第二偏光領域187には、上記左目用映像生成領域164を透過した左目用映像光が入射する。
【0108】
第一偏光領域186は、入射した右目用映像光を右回りの円偏光として射出する。また、第二偏光領域187は、入射した左目用映像光を左回りの円偏光として射出する。なお、図21の偏光軸制御板185の矢印Y5,Y6は、この偏光軸制御板185を通過した偏光の回転方向を示している。第一偏光領域186には、例えば光学軸が水平方向である1/4波長板が用いられ、第二偏光領域187には、例えば光学軸が鉛直方向である1/4波長板が用いられる。偏光軸制御板185の第一偏光領域186及び第二偏光領域187は、上記偏光軸制御板180の第一偏光領域181及び第二偏光領域182と同様にそれぞれ水平方向において複数の小さなセルに分割されている。
【0109】
偏光軸制御板185を備えた立体映像表示装置101を観察する場合、観察者500は、右目512側にあたる位置及び左目514側にあたる位置にそれぞれ1/4波長板と偏光レンズが配された偏光眼鏡をかけて観察する。この偏光眼鏡において、観察者500の右目512側にあたる位置に配される1/4波長板は光学軸が水平方向であり、観察者500の左目514側にあたる位置に配される1/4波長板は光学軸が鉛直方向である。
【0110】
また、観察者500の右目512側にあたる位置に配される偏光レンズ、及び、観察者500の左目514側にあたる位置に配される偏光レンズは、ともに透過軸の方向が観察者500から見て右斜め45度であり、吸収軸の方向は透過軸の方向と直交する方向である。
【0111】
観察者500が上記の偏光眼鏡をかけて立体映像表示装置101を観察する場合、観察者500の右目512側では、偏光軸が観察者500から見て右回りの円偏光が入射したときに、その円偏光は上記の光学軸が水平方向である1/4波長板によって右斜め45度の直線偏光に変換された後、上記偏光レンズを透過して観察者500の右目512で観察される。
【0112】
また、観察者500の左目514側では、偏光軸が観察者500から見て左回りの円偏光が入射したときに、その円偏光は上記の光学軸が鉛直方向である1/4波長板によって右斜め45度の直線偏光に変換された後、上記偏光レンズを透過して観察者500の左目514で観察される。
【0113】
このように、上記偏光眼鏡をかけて立体映像表示装置101を観察することにより、右目512では右目用映像光に含まれる右目用映像だけを観察することができ、左目514では左目用映像光に含まれる左目用映像だけを観察することができる。したがって、観察者500は、これら右目用映像及び左目用映像を立体映像として認識することができる。
【0114】
そして、本発明の実施例2に係る立体映像表示装置101によれば、本発明の実施例1に係る立体映像表示装置100と同様に、第一偏光領域181と、第二偏光領域182と、第一偏光領域181及び第二偏光領域182の境界部に設けられた偏光軸制御板領域遮光部183とを有するので、光透過率の異なる領域がランダムに出現し、映像生成領域遮光部163及び画素間遮光部165とのモアレは黒色部と白色部のコントラストが低減し、モアレの発生を低減することができる。
【実施例3】
【0115】
本発明の実施例1に係る立体映像表示装置100では、偏光軸制御板180の第一偏光領域181及び第二偏光領域182の位置及び大きさは、映像生成部160の右目用映像生成領域162及び左目用映像生成領域164の位置及び大きさに一致するように配置されていたが、これに限らない。
【0116】
本発明の実施例3では、偏光軸制御板180の第一偏光領域181及び第二偏光領域182の位置及び大きさは、観察者の位置までの距離に応じて、映像生成部160の右目用映像生成領域162及び左目用映像生成領域164の位置及び大きさに対応するように配置された立体映像表示装置102を例に挙げて説明する。
【0117】
図22は、本発明の実施例3に係る立体映像表示装置102の構成を示した構成図である。なお、図22に示す立体映像表示装置102において、図1に示す立体映像表示装置100と同じ構成については同じ符号を付しており、以下において説明を省略する。
【0118】
図22に示すように、立体映像表示装置102は、立体映像表示装置100の偏光軸制御板180に替えて偏光軸制御板190を備える。
【0119】
偏光軸制御板190は、基板184(図示しない)と基板184上に形成された第一偏光領域191と、第二偏光領域192(共に図示しない)と、第一偏光領域191及び第二偏光領域192の境界部に設けられた偏光軸制御板領域遮光部193とを備えている。
【0120】
ここで、偏光軸制御板領域遮光部193は、本発明の実施例1に係る立体映像表示装置100が備える偏光軸制御板領域遮光部183と同一構成を有する。
【0121】
偏光軸制御板190は、立体映像表示装置100の画面サイズから想定される観察者の位置Pから映像生成部160までの距離と、観察者の位置Pから偏光軸制御板190までの距離とに基づいて、観察者から見て、映像生成領域遮光部163と偏光軸制御板領域遮光部193とが重なり合うように、偏光軸制御板190の第一偏光領域191、第二偏光領域192、及び偏光軸制御板領域遮光部193が配置されている。
【0122】
このように、本発明の実施例3に係る立体映像表示装置102によれば、観測者が位置Pにおいて観察した場合、映像生成領域遮光部と偏光軸制御板領域遮光部とが重なっているように見える。しかしながら、観察者が位置Pから立体映像表示装置102に対して近く、又は遠くの位置で観察した場合、映像生成領域遮光部と偏光軸制御板領域遮光部とがずれて見えることになる。
【0123】
本発明の実施例3に係る立体映像表示装置102によれば、このような観測者が位置P以外の位置において観察した場合においても、本発明の実施例1に係る立体映像表示装置100と同様に、第一偏光領域181と、第二偏光領域182と、第一偏光領域181及び第二偏光領域182の境界部に設けられた偏光軸制御板領域遮光部183とを有するので、光透過率の異なる領域がランダムに出現し、映像生成領域遮光部163及び画素間遮光部165とのモアレは黒色部と白色部のコントラストが低減し、モアレの発生を低減することができる。
【0124】
なお、前記した印刷工法に限らず種種の工法、例えばフォトリソグラフィー法などで偏光軸制御板領域遮光部183,193を形成しても良い。
【0125】
また、前記した印刷工法を用いて偏光軸制御板領域遮光部183の線状パターンを多分割して形成する場合、その多分割された形状同士が接近している場合やインクの粘度が低い場合には、隣接する形状同士が接続することがある。例えば、互いに隣接する直線と直線とが接続したり、互いに隣接するドット(矩形、円、楕円、多角形)とドット(矩形、円、楕円、多角形)とが接続したり、又は、互いに隣接する直線とドット(矩形、円、楕円、多角形)とが接続したりする場合がある。
【0126】
図23は、実験例1−1の分割パターンを用いた際のインク流れの一例を示したものである。図23(a)は、図8(b)のドットの拡大図であり、設計状態を示すものである。図23(b)は、図23(a)の条件で実際にドットを形成した際のドットの拡大図である。
【0127】
図23(b)に示すように、図23(a)に示した実験例1−1の線状パターンを用いて印刷した場合、ドットが接続し、ドット列の中央部の空間が埋まってしまった状態となる。
【0128】
このように、隣接する形状同士が接続する場合、偏光軸制御板領域遮光部183は、インク流れにより接続してしまった部分の膜厚がドット部分の膜厚より薄く、均一に印刷されていない。そのため、透過光の光学的なランダム性は維持され同様の効果がある。
【符号の説明】
【0129】
100,101,102…立体映像表示装置
120…光源
130…映像表示部
150…偏光板
160…映像生成部
162…右目用映像生成領域
163…映像生成領域遮光部
164…左目用映像生成領域
170…偏光板
180,185,190…偏光軸制御板
181,186,191…第一偏光領域
182,187,192…第二偏光領域
183,193…偏光軸制御板領域遮光部
200…偏光眼鏡
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の映像信号に基づいて、所定の角度の偏光軸である第1の偏光軸の直線偏光を光変調して第1の変調偏光を生成して射出する第1の変調光生成領域と、第2の映像信号に基づいて前記第1の偏光軸の直線偏光を光変調して第2の変調偏光を生成して射出する第2の変調光生成領域とを有する映像生成部から射出した前記第1の変調偏光及び前記第2の変調偏光のうち、前記第1の偏光軸と異なる角度を有する第2の偏光軸の直線偏光である前記第1の変調偏光及び前記第2の変調偏光を透過して射出する偏光板と、
前記映像生成部における第1の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第1の変調偏光が入射した際に前記第1の変調偏光の偏光軸を第3の偏光軸となるよう偏光し第3の変調偏光として射出する第1の偏光領域と、前記映像生成部における第2の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第2の変調偏光が入射した際に前記第2の変調偏光の偏光軸を前記第3偏光軸と異なる第4の偏光軸となるよう偏光し第4の変調偏光として射出する第2の偏光領域と、前記第1の偏光領域及び前記第2の偏光領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する遮光部とを有する偏光軸制御板と、
を備え、
前記映像生成部は、
前記第1の変調光生成領域及び前記第2の変調光生成領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する映像生成領域遮光部を有し、
前記遮光部は、
前記映像生成領域遮光部の線幅より狭い線幅である複数の直線を含むように形成されている
ことを特徴とする立体映像表示用光学部材。
【請求項2】
第1の映像信号に基づいて、所定の角度の偏光軸である第1の偏光軸の直線偏光を光変調して第1の変調偏光を生成して射出する第1の変調光生成領域と、第2の映像信号に基づいて前記第1の偏光軸の直線偏光を光変調して第2の変調偏光を生成して射出する第2の変調光生成領域とを有する映像生成部から射出した前記第1の変調偏光及び前記第2の変調偏光のうち、前記第1の偏光軸と異なる角度を有する第2の偏光軸の直線偏光である前記第1の変調偏光及び前記第2の変調偏光を透過して射出する偏光板と、
前記映像生成部における第1の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第1の変調偏光が入射した際に前記第1の変調偏光の偏光軸を第3の偏光軸となるよう偏光し第3の変調偏光として射出する第1の偏光領域と、前記映像生成部における第2の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第2の変調偏光が入射した際に前記第2の変調偏光の偏光軸を前記第3偏光軸と異なる第4の偏光軸となるよう偏光し第4の変調偏光として射出する第2の偏光領域と、前記第1の偏光領域及び前記第2の偏光領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する遮光部とを有する偏光軸制御板と、
を備え、
前記映像生成部は、
前記第1の変調光生成領域及び前記第2の変調光生成領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する映像生成領域遮光部と、前記第1の変調光生成領域及び前記第2の変調光生成領域それぞれに備えられた画素の境界部に設けられ入射した光を遮光する画素間遮光部とを有し、
前記遮光部は、
隣接する前記映像生成領域遮光部及び隣接する前記画素間遮光部のいずれの間隔より狭い線幅である1以上の直線と、前記直線に沿って境界側に設けられた、隣接する前記映像生成領域遮光部及び隣接する前記画素間遮光部のいずれの間隔より短い径である複数の円とを含むように形成されている
ことを特徴とする立体映像表示用光学部材。
【請求項3】
第1の映像信号に基づいて、所定の角度の偏光軸である第1の偏光軸の直線偏光を光変調して第1の変調偏光を生成して射出する第1の変調光生成領域と、第2の映像信号に基づいて前記第1の偏光軸の直線偏光を光変調して第2の変調偏光を生成して射出する第2の変調光生成領域とを有する映像生成部から射出した前記第1の変調偏光及び前記第2の変調偏光のうち、前記第1の偏光軸と異なる角度を有する第2の偏光軸の直線偏光である前記第1の変調偏光及び前記第2の変調偏光を透過して射出する偏光板と、
前記映像生成部における第1の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第1の変調偏光が入射した際に前記第1の変調偏光の偏光軸を第3の偏光軸となるよう偏光し第3の変調偏光として射出する第1の偏光領域と、前記映像生成部における第2の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第2の変調偏光が入射した際に前記第2の変調偏光の偏光軸を前記第3偏光軸と異なる第4の偏光軸となるよう偏光し第4の変調偏光として射出する第2の偏光領域と、前記第1の偏光領域及び前記第2の偏光領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する遮光部とを有する偏光軸制御板と、
を備え、
前記映像生成部は、
前記第1の変調光生成領域及び前記第2の変調光生成領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する映像生成領域遮光部と、前記第1の変調光生成領域及び前記第2の変調光生成領域それぞれに備えられた画素の境界部に設けられ入射した光を遮光する画素間遮光部とを有し、
前記遮光部は、
隣接する前記映像生成領域遮光部及び隣接する前記画素間遮光部のいずれの間隔より短い径である複数の円を含むように形成されている
ことを特徴とする立体映像表示用光学部材。
【請求項4】
第1の映像信号に基づいて、所定の角度の偏光軸である第1の偏光軸の直線偏光を光変調して第1の変調偏光を生成して射出する第1の変調光生成領域と、第2の映像信号に基づいて前記第1の偏光軸の直線偏光を光変調して第2の変調偏光を生成して射出する第2の変調光生成領域とを有する映像生成部から射出した前記第1の変調偏光及び前記第2の変調偏光のうち、前記第1の偏光軸と異なる角度を有する第2の偏光軸の直線偏光である前記第1の変調偏光及び前記第2の変調偏光を透過して射出する偏光板と、
前記映像生成部における第1の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第1の変調偏光が入射した際に前記第1の変調偏光の偏光軸を第3の偏光軸となるよう偏光し第3の変調偏光として射出する第1の偏光領域と、前記映像生成部における第2の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第2の変調偏光が入射した際に前記第2の変調偏光の偏光軸を前記第3偏光軸と異なる第4の偏光軸となるよう偏光し第4の変調偏光として射出する第2の偏光領域と、前記第1の偏光領域及び前記第2の偏光領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する遮光部とを有する偏光軸制御板と、
を備え、
前記遮光部は、
前記第1の偏光領域及び前記第2の偏光領域の境界部に沿って配列された複数の矩形を含み、隣接する前記境界部に設けられた当該遮光部に配列された矩形の水平方向のピッチの1/3〜1/2だけ前記配列方向にずれて配列されている
ことを特徴とする立体映像表示用光学部材。
【請求項5】
光源と、
前記光源を射出した光のうち前記第1偏光軸である第1の直線偏光を透過する直線偏光生成部と、
第1の変調光生成領域と第2の変調光生成領域を有し、前記直線偏光生成部を射出した前記第1の直線偏光が入射した際に光変調して前記第1の変調偏光及び前記第2の変調偏光として射出する前記映像生成部と、
請求項1〜4いずれか1項記載の立体映像表示用光学部材と、
を備え、
前記偏光軸制御板における前記第1の偏光領域を射出した前記第3変調偏光により生成される映像を右目用映像とし、前記第2の偏光領域を射出した前記第4の変調偏光により生成される映像を左目用映像とすることを特徴とする立体映像表示装置。
【請求項1】
第1の映像信号に基づいて、所定の角度の偏光軸である第1の偏光軸の直線偏光を光変調して第1の変調偏光を生成して射出する第1の変調光生成領域と、第2の映像信号に基づいて前記第1の偏光軸の直線偏光を光変調して第2の変調偏光を生成して射出する第2の変調光生成領域とを有する映像生成部から射出した前記第1の変調偏光及び前記第2の変調偏光のうち、前記第1の偏光軸と異なる角度を有する第2の偏光軸の直線偏光である前記第1の変調偏光及び前記第2の変調偏光を透過して射出する偏光板と、
前記映像生成部における第1の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第1の変調偏光が入射した際に前記第1の変調偏光の偏光軸を第3の偏光軸となるよう偏光し第3の変調偏光として射出する第1の偏光領域と、前記映像生成部における第2の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第2の変調偏光が入射した際に前記第2の変調偏光の偏光軸を前記第3偏光軸と異なる第4の偏光軸となるよう偏光し第4の変調偏光として射出する第2の偏光領域と、前記第1の偏光領域及び前記第2の偏光領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する遮光部とを有する偏光軸制御板と、
を備え、
前記映像生成部は、
前記第1の変調光生成領域及び前記第2の変調光生成領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する映像生成領域遮光部を有し、
前記遮光部は、
前記映像生成領域遮光部の線幅より狭い線幅である複数の直線を含むように形成されている
ことを特徴とする立体映像表示用光学部材。
【請求項2】
第1の映像信号に基づいて、所定の角度の偏光軸である第1の偏光軸の直線偏光を光変調して第1の変調偏光を生成して射出する第1の変調光生成領域と、第2の映像信号に基づいて前記第1の偏光軸の直線偏光を光変調して第2の変調偏光を生成して射出する第2の変調光生成領域とを有する映像生成部から射出した前記第1の変調偏光及び前記第2の変調偏光のうち、前記第1の偏光軸と異なる角度を有する第2の偏光軸の直線偏光である前記第1の変調偏光及び前記第2の変調偏光を透過して射出する偏光板と、
前記映像生成部における第1の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第1の変調偏光が入射した際に前記第1の変調偏光の偏光軸を第3の偏光軸となるよう偏光し第3の変調偏光として射出する第1の偏光領域と、前記映像生成部における第2の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第2の変調偏光が入射した際に前記第2の変調偏光の偏光軸を前記第3偏光軸と異なる第4の偏光軸となるよう偏光し第4の変調偏光として射出する第2の偏光領域と、前記第1の偏光領域及び前記第2の偏光領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する遮光部とを有する偏光軸制御板と、
を備え、
前記映像生成部は、
前記第1の変調光生成領域及び前記第2の変調光生成領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する映像生成領域遮光部と、前記第1の変調光生成領域及び前記第2の変調光生成領域それぞれに備えられた画素の境界部に設けられ入射した光を遮光する画素間遮光部とを有し、
前記遮光部は、
隣接する前記映像生成領域遮光部及び隣接する前記画素間遮光部のいずれの間隔より狭い線幅である1以上の直線と、前記直線に沿って境界側に設けられた、隣接する前記映像生成領域遮光部及び隣接する前記画素間遮光部のいずれの間隔より短い径である複数の円とを含むように形成されている
ことを特徴とする立体映像表示用光学部材。
【請求項3】
第1の映像信号に基づいて、所定の角度の偏光軸である第1の偏光軸の直線偏光を光変調して第1の変調偏光を生成して射出する第1の変調光生成領域と、第2の映像信号に基づいて前記第1の偏光軸の直線偏光を光変調して第2の変調偏光を生成して射出する第2の変調光生成領域とを有する映像生成部から射出した前記第1の変調偏光及び前記第2の変調偏光のうち、前記第1の偏光軸と異なる角度を有する第2の偏光軸の直線偏光である前記第1の変調偏光及び前記第2の変調偏光を透過して射出する偏光板と、
前記映像生成部における第1の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第1の変調偏光が入射した際に前記第1の変調偏光の偏光軸を第3の偏光軸となるよう偏光し第3の変調偏光として射出する第1の偏光領域と、前記映像生成部における第2の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第2の変調偏光が入射した際に前記第2の変調偏光の偏光軸を前記第3偏光軸と異なる第4の偏光軸となるよう偏光し第4の変調偏光として射出する第2の偏光領域と、前記第1の偏光領域及び前記第2の偏光領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する遮光部とを有する偏光軸制御板と、
を備え、
前記映像生成部は、
前記第1の変調光生成領域及び前記第2の変調光生成領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する映像生成領域遮光部と、前記第1の変調光生成領域及び前記第2の変調光生成領域それぞれに備えられた画素の境界部に設けられ入射した光を遮光する画素間遮光部とを有し、
前記遮光部は、
隣接する前記映像生成領域遮光部及び隣接する前記画素間遮光部のいずれの間隔より短い径である複数の円を含むように形成されている
ことを特徴とする立体映像表示用光学部材。
【請求項4】
第1の映像信号に基づいて、所定の角度の偏光軸である第1の偏光軸の直線偏光を光変調して第1の変調偏光を生成して射出する第1の変調光生成領域と、第2の映像信号に基づいて前記第1の偏光軸の直線偏光を光変調して第2の変調偏光を生成して射出する第2の変調光生成領域とを有する映像生成部から射出した前記第1の変調偏光及び前記第2の変調偏光のうち、前記第1の偏光軸と異なる角度を有する第2の偏光軸の直線偏光である前記第1の変調偏光及び前記第2の変調偏光を透過して射出する偏光板と、
前記映像生成部における第1の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第1の変調偏光が入射した際に前記第1の変調偏光の偏光軸を第3の偏光軸となるよう偏光し第3の変調偏光として射出する第1の偏光領域と、前記映像生成部における第2の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第2の変調偏光が入射した際に前記第2の変調偏光の偏光軸を前記第3偏光軸と異なる第4の偏光軸となるよう偏光し第4の変調偏光として射出する第2の偏光領域と、前記第1の偏光領域及び前記第2の偏光領域の境界部に設けられ入射した光を遮光する遮光部とを有する偏光軸制御板と、
を備え、
前記遮光部は、
前記第1の偏光領域及び前記第2の偏光領域の境界部に沿って配列された複数の矩形を含み、隣接する前記境界部に設けられた当該遮光部に配列された矩形の水平方向のピッチの1/3〜1/2だけ前記配列方向にずれて配列されている
ことを特徴とする立体映像表示用光学部材。
【請求項5】
光源と、
前記光源を射出した光のうち前記第1偏光軸である第1の直線偏光を透過する直線偏光生成部と、
第1の変調光生成領域と第2の変調光生成領域を有し、前記直線偏光生成部を射出した前記第1の直線偏光が入射した際に光変調して前記第1の変調偏光及び前記第2の変調偏光として射出する前記映像生成部と、
請求項1〜4いずれか1項記載の立体映像表示用光学部材と、
を備え、
前記偏光軸制御板における前記第1の偏光領域を射出した前記第3変調偏光により生成される映像を右目用映像とし、前記第2の偏光領域を射出した前記第4の変調偏光により生成される映像を左目用映像とすることを特徴とする立体映像表示装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【公開番号】特開2011−221113(P2011−221113A)
【公開日】平成23年11月4日(2011.11.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−87545(P2010−87545)
【出願日】平成22年4月6日(2010.4.6)
【出願人】(000004329)日本ビクター株式会社 (3,896)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年11月4日(2011.11.4)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年4月6日(2010.4.6)
【出願人】(000004329)日本ビクター株式会社 (3,896)
【Fターム(参考)】
[ Back to top ]