JPH0678342A

JPH0678342A - 立体表示装置

Info

Publication number: JPH0678342A
Application number: JP4247347A
Authority: JP
Inventors: Ikuo Kato; 幾雄加藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1992-08-24
Filing date: 1992-08-24
Publication date: 1994-03-18

Abstract

(57)【要約】【目的】表示素子自体を高精細に作製せずとも、高解
像度の立体視を行なわせることが可能である。【構成】この立体表示装置は、液晶表示素子１と、レ
ンチキュラレンズ３と、液晶表示素子１とレンチキュラ
レンズ３との間に設けられたシャッタ素子６とにより構
成されている。シャッタ素子６は、１つの画素５を４つ
の画素に４分割するためのシャッタ７ａ，７ｂ，７ｃ，
７ｄを有している。また、レンチキュラレンズ３は、シ
ャッタ素子６の４つのシャッタ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ
によって４分割された画素を水平方向に約４倍に拡大
し、観測者の方向により、４つの画素のうちのいずれか
１つを観測者に選択的に観測させうるよう構成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、臨場感通信装置，人工
現実感装置，立体テレビなどに利用される立体表示装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、立体画像を表示するのに、例えば
特開平３−４０６９２号に開示されているようなレンチ
キュラレンズを用いたディスプレイ装置が知られてい
る。図１７はこの種の従来の立体表示装置の構成図であ
る。図１７を参照すると、従来の立体表示装置は、液晶
表示素子１と、レンチキュラレンズ３とから構成されて
おり、図１７の例では、レンチキュラレンズ３は、液晶
表示素子１の画素を水平方向に約４倍に拡大するよう構
成されている。このような構成では、レンチキュラレン
ズ３によって液晶表示素子１の４つの画素２ａ，２ｂ，
２ｃ，２ｄが１組となって新たな１つの画素４となり、
４眼の立体視が可能となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
立体表示装置において、レンチキュラレンズ３によって
４眼の立体視を良好に行なわせるようにするためには、
必要な解像度に応じて液晶表示素子１を水平方向に４倍
高精細に作製しなければならないという問題があった。

【０００４】また、液晶表示素子１の各画素間には、比
較的に幅の大きなブラックマトリックスＢＬが存在して
いるので、見る方向によっては、新たな画素４の多くの
面積をブラックマトリックスＢＬが占めることがあり、
この場合には、画素の輝度が小さくなり、また解像度が
低下し、また立体視が困難となるなどの問題があった。

【０００５】本発明は、表示素子自体を高精細に作製せ
ずとも、高解像度の立体視を行なわせることが可能であ
って、さらには、画素の輝度低下等を有効に防止するこ
との可能な立体表示装置を提供することを目的としてい
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、画素を表示する表示手段
と、表示手段に表示された画素の少なくとも一部を分割
する分割手段と、分割手段を透過した画素のうち、所定
個数の画素を１組として新たな１つの画素とし、この新
たな画素に基づく表示光をこの表示光の出射する方向に
よってそれぞれ制御して立体表示する新画素形成手段と
を有していることを特徴としている。

【０００７】また、請求項２記載の発明は、表示手段に
おいて、各画素の周辺に均等にブラックマトリックスが
設けられていることを特徴としている。

【０００８】また、請求項３記載の発明は、表示手段に
おいて、連続した複数の画素ごとに、ブラックマトリッ
クスが設けられていることを特徴としている。

【０００９】また、請求項４記載の発明は、分割手段
が、複数個のシャッタにより構成されており、各シャッ
タは、時分割駆動されることによって、画素を時分割で
分割するようになっていることを特徴としている。

【００１０】また、請求項５記載の発明は、分割手段
が、複数個のシャッタにより構成されており、各シャッ
タは、隣接するシャッタに対応した画像情報に応じて光
の透過率を変化させて駆動されるようになっていること
を特徴としている。

【００１１】また、請求項６記載の発明は、立体表示装
置を複数の観測者によって観測させる場合、各観測者の
左右眼の画像情報に対応した観測者の数に相当する組の
画素が、観測者と表示装置との位置関係により決定され
る画素位置に設けられることを特徴としている。

【００１２】

【作用】請求項１，２記載の発明では、表示手段と新画
素形成手段との間に、表示手段に表示された画素の少な
くとも一部を分割する分割手段が設けられている。これ
により、表示手段自体を高精細に作製せずとも、分割手
段によって画素の分割を行なうことによって、高解像度
の立体視を行なわせることができる。

【００１３】また、請求項３記載の発明では、表示手段
には、連続した複数の画素ごとに、ブラックマトリック
スが設けられている。これにより、ブラックマトリック
スによる画素間の輝度低下を低減することができ、違和
感のない立体視を行なわせることができる。

【００１４】また、請求項４，５記載の発明では、分割
手段が、複数個のシャッタにより構成されており、各シ
ャッタは、時分割駆動されることによって、画素を時分
割で分割するようになっているので、画素の分割を簡単
な仕方で行なうことができる。特に請求項５記載の発明
では、分割手段は、複数個のシャッタにより構成されて
おり、各シャッタは、隣接するシャッタに対応した画像
情報に応じて光の透過率を変化させて駆動されるように
なっているので、同一の画像情報については、表示光量
の減少を抑えることができる。

【００１５】また、請求項６記載の発明では、立体表示
装置を複数の観測者によって観測させる場合、各観測者
の左右眼の画像情報に対応した観測者の数に相当する組
の画素が、観測者と表示装置との位置関係により決定さ
れる画素位置に設けられているので、複数の観測者は、
観測者の位置に関係なく、左右２眼だけの画像情報で立
体視ができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明に係る立体表示装置の第１の実施例
の概略斜視図であり、図２は図１に示す立体表示装置の
分解斜視図である。図１，図２を参照すると、この立体
表示装置は、液晶表示素子（例えば白黒のＴＦＴ−ＬＣ
Ｄ）１と、レンチキュラレンズ３と、液晶表示素子１と
レンチキュラレンズ３との間に設けられたシャッタ素子
６とが、密着して構成されている。液晶表示素子１は、
各画素５が２次元に配列され、各画素５間にはブラック
マトリックスＢＬが存在している。また、シャッタ素子
６は、液晶表示素子１の１つの画素５をｎ個に分割する
ためのシャッタを有し、各シャッタは制御回路３０によ
り開閉制御されるようになっている。図２の例では、１
つの画素５を４つの画素に４分割（ｎ＝４）するための
シャッタ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄが設けられている。ま
た、レンチキュラレンズ３は、この例では、シャッタ素
子６の４つのシャッタ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄによって
４分割された画素を水平方向に約４倍（望ましくは４倍
以上）に拡大し、観測者８の方向により、４つの画素の
うちのいずれか１つを観測者８に選択的に観測させうる
よう構成されている。なお、レンチキュラレンズ３のか
わりに、パララックスバリアを設けるようにしても良
い。

【００１７】図３は図１，図２に示した立体表示装置の
詳細断面図である。図３を参照すると、液晶表示素子１
およびシャッタ素子６は、具体的には、偏光子１０ａと
検光子１０ｂとの間に一体化されて形成されている。す
なわち、偏光子１０ａと検光子１０ｂとの間には、ガラ
ス基板１１ａ，１１ｂ，１１ｃと、データバス線１２
と、互いに対向するＩＴＯ電極１３ａ，１３ｂと、配向
膜１４ａ，１４ｂと、ネマチック液晶の液晶層１６，１
９と、全面に共通なＩＴＯ電極１７と、配向膜１８ａ，
１８ｂと、ＩＴＯ電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ
とが設けられており、ガラス基板１１ａ，データバス線
１２，ＩＴＯ電極１３ａ，１３ｂ，配向膜１４ａ，１４
ｂ，液晶層１６，ガラス基板１１ｂによって液晶表示素
子１が形成され、また、ガラス基板１１ｂ，ＩＴＯ電極
１７，配向膜１８ａ，１８ｂ，液晶層１９，ＩＴＯ電極
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，ガラス基板１１ｃに
よってシャッタ素子６が形成されている。

【００１８】ここで、２つの液晶層１６，１９間の距離
をレンチキュラレンズ３の厚さＤに比べて十分に小さく
するか、または、ＩＴＯ電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，
２０ｄの大きさを適宜調整しておく必要がある。

【００１９】また、図３の例では、液晶表示素子１とシ
ャッタ素子６とが一体に形成されたものとなっている
が、これらを互いに別体として形成することもできる。
但し、一体化するときには、ガラス基板１１ｂの画面に
ＩＴＯや配向膜を形成することができ、また検光子を１
枚省略することができるので、装置構成を簡素化するこ
とができる。

【００２０】次にこのような構成の立体表示装置の動作
について説明する。液晶表示素子１の１つの画素５を表
示すると同時に、これと同期させて、シャッタ素子６の
４つのシャッタ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄに対し４分割の
時分割駆動を行なう。すなわち、４つのシャッタ７ａ，
７ｂ，７ｃ，７ｄをこの順序で順次に開けることによ
り、１つの画素５をこの４つのシャッタ７ａ，７ｂ，７
ｃ，７ｄの各々に対応させて、４つの画素に時分割する
ことができて、１つの画素５を４つの画素として用いる
ことができる。

【００２１】レンチキュラレンズ３は、シャッタ素子６
によって４分割された画素を水平方向に約４倍に拡大
し、観測者の方向により、４画素のうちのいずれか１つ
を観測させることができる。従って、この４つの画素が
１組となって新たな１つの画素４となり、４眼の立体視
が可能となる。

【００２２】図４はこの第１の実施例の立体表示装置に
よる立体視の原理を説明するための図である。なお、図
４において、９ａ，９ｂは１人の観測者の右眼，左眼を
それぞれ表わしている。いま、この観測者がレンチキュ
ラレンズ３上の画素４の部分を観察すると、眼９ａから
はレンチキュラレンズ３により水平方向に約４倍に拡大
された画素７ｄが観察され、眼９ｂからは画素７ｂが観
測される。このため、画素４に対して左右眼で異なる画
像情報を観察することになる。逆に、同一の画像情報を
異なる画素に観察させることができるため立体視差を与
え、立体視をさせることができる。この場合、４眼であ
るので、観測者の左右眼，すなわち頭部が少し左右に移
動しても、他の画素７ａ，７ｃを用いることにより、立
体視を連続的に行なうことができる。ここで一般に、左
右眼の間に、画素が多く観察される程、立体視をより連
続的に行なわせることができる。また、このときに視域
を大きくすることも重要である。

【００２３】シャッタ素子６については、静止画の場合
には、応答速度の遅い液晶を組み合わせることにより、
フリッカについては差程意識せずにこれを駆動すること
ができるが、動画の場合はフリッカが生じないように少
なくとも３０×４＝１２０Ｈ_Zで駆動することが望まし
い。しかしながら、現時点において、１２０Ｈ_Zでの駆
動に対応しうる液晶表示素子１を作製するのは難かしい
ので、分割数を少なくしたり、シャッタ素子６の駆動周
波数を液晶表示素子１に合わせて輝度を十分に下げるこ
とにより、フリッカのない動画を立体視表示できる。ま
た、低残光のＣＲＴディスプレイを液晶表示素子の代わ
りに用いれば、容易に１２０Ｈ_Zで駆動（垂直走査）す
ることもでき、この方法による立体視が可能である。

【００２４】また、図３の構成では、シャッタ素子６
は、走査線４本からなる単純なストライプ状の白黒２値
の液晶表示素子と同様の構造となっているため、高速に
駆動する以外は高精細に製作することが容易である。具
体的に、シャッタ素子６には、ＦＬＣからなるディスプ
レイを用いることができる。また、パッシブ駆動とする
ことで、ＩＴＯのみのブラックストライプのないシャッ
タを製作することができる。また、シャッタ素子６は、
単純なストライプ状の液晶表示素子と同一の構造である
ので、構成を簡単にするため、一方のＩＴＯ電極におい
てストライプ状のパターンをなくすこともできる。但
し、両方のＩＴＯ電極がともにストライプ状にパターニ
ングされている場合には、一方だけがパターニングされ
ている場合に比べてクロストークをより少なくすること
ができる。基本的には、液晶表示素子１の応答性よりも
さらに高速な応答性を必要とはしないが、変調などによ
り高速応答性が必要なときには、単純マトリックスでメ
モリ効果のあるＦＬＣが適している。このような２重構
造は、レンチキュラレンズ３が設けられていない単純な
２次元表示装置にも利用することができ、これにより表
示画素数を大きくすることができる。

【００２５】以上のように、液晶表示素子１とレンチキ
ュラレンズ３との間にシャッタ素子６を設け、このシャ
ッタ素子６を４分割の時分割駆動することにより、液晶
表示素子１の１つの画素を４つの画素に分割し、４眼の
立体視が可能となる。但し、この場合、シャッタ素子６
を４分割の時分割駆動することによって、立体視の際の
画素の輝度は、従来に比べて１／４となる。このような
輝度の低下を防止するため、シャッタ素子６においてパ
ワー変調やパルス変調を行なうこともできる。

【００２６】また、上述の例では、シャッタ素子６の４
つのシャッタを順次に時分割駆動し（すなわち順次に開
とし）液晶表示素子１の１つの画素５を４つに時分割し
て４眼の立体視を行なう場合について述べたが、シャッ
タ素子６の４つの全てのシャッタを開けることにより１
眼となり通常の２次元表示装置にすることができる。こ
れは、実際にマトリックス状に製作する画素が図１７の
従来例よりも少なくて良く、シャッタにより画素を増加
させたことによる画質の劣化もないことから１眼の２次
元表示と２眼以上の立体表示とに共用するときには有用
である。また、１眼の場合には、液晶表示素子１の面に
垂直な光線からなるバックライトを用いても、レンチキ
ュラレンズ３により表示光が拡散されるという利点もあ
る。

【００２７】また、液晶表示素子１の１つの画素５の分
割数をさらに大きくすると、複数の多眼視が可能とな
る。例えば、液晶表示素子１の画素５を１２分割して１
２眼にすれば、１２の約数の６眼，４眼，３眼，２眼，
単眼に対応することができる。もちろん、これは液晶表
示素子１の画素数が多いときも同様であるが、この場
合、画素数が増えれば、増えるほど比較して製作が容易
になる。

【００２８】カラー表示の場合には、ＲＧＢの画素をそ
れぞれ別々にシャッタを設けて分割させれば良い。縦に
ＲＧＢと画素を並べるとシャッタは１組で良い。但し、
カラー化の場合には、レンチキュラレンズに対してＲＧ
Ｂの画素を見る方向によって特定の色が強調されないよ
うにする必要がある。従って、例えば、ＯＡ用の液晶表
示素子において一般的なものとなっている横にＲＧＢと
並べるストライプ状の配列は避けた方が良い。

【００２９】また、上述した例では、液晶表示素子１の
画素ピッチと、シャッタ素子６のピッチと、レンチキュ
ラレンズ３のピッチとが同じとなっているが、図５
（ａ），（ｂ）に示すように、これらを互いに相違させ
ることもできる。すなわち、図５（ａ）は、液晶表示素
子１の１つの画素に対してシャッタで４分割にし４画素
とし、これにレンチキュラレンズのレンズ２つを割り当
てており、これにより、２眼の画素を２つとしている。
また、図５（ｂ）は、液晶表示素子１の１つの画素をシ
ャッタで２分割にし、この液晶表示素子１の画素２つに
レンチキュラレンズのレンズ１つを割り当てることによ
り、４眼の画素を１つとしている。

【００３０】換言すれば、本発明の立体表示装置は、１
組となる元の画素数をａとするとき、画素数ａのこの元
の画素をレンチキュラレンズやパララックスバリアによ
り画素数ｂ（ａ＞ｂ＞０）の新しい画素にする場合、画
素数ｂの画素の少なくとも１つにそれぞれ個数ｃ（＞
１）のシャッタを設けることによって、新たな画素の画
素数ｂを画素数ａに変換して表示させることができ、こ
の新たな画素から出射する表示光をこの表示光の出射す
る方向によってそれぞれ制御することで、画素数ａの元
の画素の画像情報を立体表示することが可能となる。

【００３１】また、図６に示すように、レンチキュラレ
ンズ３の１つのレンズに液晶表示素子１の２つの画素３
６，３７を対応させ、液晶表示素子１の各画素３６，３
７をシャッタ素子６のシャッタ３４ａ，３４ｂ，３４
ｃ，３４ｄおよび３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄでそ
れぞれ４分割し、これらを左右２眼に相当する２つの画
像情報として立体表示させることもできる。この場合、
観察する画素３６，３７の正面に観察者がいるときに
は、シャッタ３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄによって
左眼に相当する画像情報Ｌ（Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃，Ｌ₄）を表
示させ、またシャッタ３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ
によって右眼に相当する画像情報Ｒ（Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃，
Ｒ₄）を表示させる。このとき、シャッタ素子６は液晶
表示素子１と同期させて４分割の時分割駆動をする必要
がある。

【００３２】図７は液晶表示素子１の画素３６に関する
駆動方法の一例を示す図である。なお、図７において、
縦軸は画素３６の表示光量およびシャッタ３４ａ，３４
ｂ，３４ｃ，３４ｄの透過光量を任意単位で示したもの
であり、また横軸は時間ｔである。

【００３３】図７では、例えば各シャッタ３４ａ〜３４
ｄで表示する画像情報Ｌ（＝Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃，Ｌ₄）が互
いに独立している場合が示されており、この場合には、
ｔ₁までの時間、画素３６には画像情報Ｌ（Ｌ₁，Ｌ₂，
Ｌ₃，Ｌ₄）を表示すると同時に、４つのシャッタ３４ａ
〜３４ｄをｔ₁／４の時間間隔で順次に開ける。これに
より、画素３６による画像情報Ｌ（Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃，
Ｌ₄）の表示光は、各シャッタ３４ａ〜３４ｄでそれぞ
れ４分割されている期間、表示される。

【００３４】また、図８（ａ）には、図７と同様の駆動
方法が示されているが、図８（ａ）では、例えば各シャ
ッタ３４ａ〜３４ｄで表示する画像情報Ｌ（＝Ｌ₁，
Ｌ₂，Ｌ₃，Ｌ₄）が全て同じ場合，すなわち、Ｌ₁＝Ｌ₂
＝Ｌ₃＝Ｌ₄（≡Ｌ₀）の場合が示されている。この場合
にも、画素３６による画像情報Ｌ（Ｌ₀，Ｌ₀，Ｌ₀，
Ｌ₀）の表示光は、各シャッタ３４ａ〜３４ｄでそれぞ
れ４分割されている期間、表示される。

【００３５】ところで、画像情報Ｌ（Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃，
Ｌ₄）がＬ₀と全て同じ場合にも、シャッタ３４ａ〜３４
ｄを時分割で順次に開けて、表示を行なうときには、こ
のときの表示光量は、図８（ｂ）に符号３８で示すよう
に、元の表示光量４２の１／４に減少する。さらに、図
８（ａ）の例では、２眼の画像情報のため、２次元表示
の表示光量の１／８の表示光量に減少してしまう。

【００３６】一方、画像情報Ｌ（Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃，Ｌ₄）
がＬ₀と全て同じ場合には、シャッタ３４ａ〜３４ｄを
時分割駆動する必要がない。従って、この場合には、図
９（ａ）に示すように、シャッタ３４ａ〜３４ｄを時分
割駆動しないことにより、表示光量の減少を防止するこ
とができる。すなわち、図９（ａ）の例では、画素３６
に関係する４つのシャッタ３４ａ〜３４ｄはそれぞれ連
携しており、最初のｔ ₁／４までの期間、シャッタ３４
ａに対応した画素，すなわち画像情報Ｌ₀を表示するた
めシャッタ３４ａが開いているときには、３４ｂ，３４
ｃ，３４ｄも開く。また、次のｔ₁／４からｔ₁／２まで
の期間、シャッタ３４ｂに対応した画素，すなわち画像
情報Ｌ₀を表示するためシャッタ３４ｂが開いていると
きには、３４ａ，３４ｃ，３４ｄも開く。シャッタ３４
ｃ，３４ｄに対応した画像情報を表示するときも同様に
することにより、図９（ｂ）に示すように、画素３６に
よる画像情報Ｌ（Ｌ₀，Ｌ₀，Ｌ₀，Ｌ₀）の表示光は、元
の光量４２のままの表示光量３９で表示することができ
る。

【００３７】以上のことは、画素３６の画像情報Ｌ（Ｌ
₁，Ｌ₂，Ｌ₃，Ｌ₄）がＬ₀と全て同じで、シャッタ３４
ａ〜３４ｄにより画素を分割してない場合であるが、シ
ャッタ３４ａ〜３４ｄによって実際に画素を分割するよ
うにする場合も、次のような駆動方法を行なうことによ
り、表示光量の減少を防止することができる。

【００３８】図１０には図６の状態からの観測者の位置
移動により、４つのシャッタ３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，
３４ｄで画素３６を４分割した画素のうち３つ（シャッ
タ３４ａ，３４ｂ，３４ｃに対応）が画像情報Ｌの一部
であり、また、４つのシャッタ４４ａ，４４ｂ，４４
ｃ，４４ｄで画素４３を４分割した画素のうちの１つ
（シャッタ４４ｄに対応）が画像情報Ｌの残りの一部で
ある場合が示されている。

【００３９】図１１（ａ）には図１０の場合に、図７ま
たは図８（ａ）と同様の駆動方法でシャッタ素子６を時
分割駆動する場合が示されている。すなわち、図１１
（ａ）では、画素３６には３×ｔ₁／４の期間、画像情
報Ｌを表示すると同時に、３つのシャッタ３４ａ〜３４
ｃをｔ₁／４の時間づつ順に開けるようにしている。こ
のため、画像情報Ｌの表示光の表示光量は、元の表示光
量４２と比較して３／１６に減少する。なお、観測者
は、画素４３をシャッタ４４ｄで分割した画素の表示光
も観察できるので、表示光量は合計３／１６＋１／１６
＝１／４となる。従って、図１１（ｂ）に示すように、
図８（ａ），（ｂ）の場合と同様に、表示光量４０は、
元の表示光の表示光量４２の１／４に減少してしまう。

【００４０】これに対し、図１２（ａ）に示すように、
シャッタ３４ａ〜３４ｃについては時分割駆動しないこ
とにより、表示光量の減少を防止することができる。す
なわち、図１２（ａ）の例では、画素３６に関係する４
つのシャッタ３４ａ〜３４ｄのうち、３つのシャッタ３
４ａ〜３４ｃはそれぞれ連携しており、最初のｔ₁／４
の期間にシャッタ３４ａに対応した画像情報Ｌを表示す
るためシャッタ３４ａが開いているときには、シャッタ
３４ｂ，３４ｃも開く。また、次のｔ₁／４からｔ₁／２
の間に、シャッタ３４ｂに対応した画像情報Ｌを表示す
るためシャッタ３４ｂが開いているときには、シャッタ
３４ａ，３４ｃも開く。同様にして、次のｔ₁／２から
３ｔ₁／４までの間に、シャッタ３４ｃに対応した画像
情報Ｌを表示するためシャッタ３４ｃが開いているとき
には、シャッタ３４ａ，３４ｂも開く。これにより、図
１２（ｂ）に符号４１で示すように、画素３６による画
像情報Ｌの表示光４１は、元の表示光の光量４２の９／
１６の表示光量で表示することができる。また、画素４
３をシャッタ４４ｄにより分割した画素は、画素４３に
同じ画像情報を表示する他の画像がないことから元の１
／１６の表示光量なので、結果として、観測者は、元の
画素３６の表示光量に対して９／１６＋１／１６＝５／
８の表示光量で画像情報Ｌを観測することができる。

【００４１】このように、上記立体表示装置では、観測
者の位置により、またはシャッタ３４ａ〜３４ｄにより
分割される画像情報の種類により表示光量が変化するの
で、分割された画素の数や画像情報の種類によって決ま
る最低の表示光量を元に画素の表示の仕方を予め決めて
おくと、表示光量の変化をなくすことができる。例え
ば、上記例において、シャッタ３４ａ，３４ｂにより画
像情報Ｌを表示させ，またシャッタ３４ｃ，３４ｄによ
り画像情報Ｒを表示させる場合、画像情報Ｌ，Ｒの表示
光量は元の表示光量に対して、４／１６＋４／１６＝１
／２になり、これを最低表示光量としておくと良い。

【００４２】また、これらは、左眼右眼２眼の画像情報
でなくても良く、連続する多眼の画像情報であっても同
様の効果がある。

【００４３】このように、画素数ｂの画素の少なくとも
１つにそれぞれ個数ｃのシャッタを設け、このシャッタ
をｃ≧ｄ＞１なる整数ｄでの時分割を基本として駆動す
ることにより空間的に変調させて、画素数ｂの画素の少
なくとも１つをそれぞれ個数ｄの画素とし、ｅ眼に相当
するｅ種の画像情報のうち少なくとも１つ以上の画像情
報を画素数ｂの画素のうちの１つの画素で表示する場合
に、画素数ｂの画素のうちの１つの画素について個数ｄ
の画素のうちの１つの画素に対応したシャッタの透過率
を大きくするときに、その画素の位置によって決まるｅ
眼のうちの１つの画像情報を画素数ｂの画素のうちの１
つの画素に表示させ、これと同時に、透過率を大きくし
た上記個数ｄの画素のうちの１つの画素に隣接した個数
ｄの画素のうちで、上記透過率を大きくした画素と同一
の画像情報を表示する少なくとも１つ以上の画素につい
て、その画素に対応するシャッタの透過率を大きくする
ことによって、同一の画像情報の表示光量を増加させる
ことができる。

【００４４】また、図１３には、第１の実施例の立体表
示装置の他の適用例が示されている。なお、図１３の例
では、２人の観測者Ａ，Ｂが観測している場合が示され
ており、図中、３０ａ，３０ｂおよび３１ａ，３１ｂは
それぞれ観測者Ａ，観測者Ｂの右眼，左眼であり、ま
た、３２ｂ，３２ｃ，３２ｄはそれぞれ液晶表示素子１
の画素である。また、この例では、シャッタ素子６は、
液晶表示素子１の１つの画素を６分割するよう構成され
ており、従って、１つの画素に対し、６つのシャッタ３
３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅ，３３ｆが設け
られている。また、レンチキュラレンズ３は、適切な観
測者の位置により水平方向に約６倍以上の拡大倍率を与
える厚さと曲率をもつものとする。

【００４５】このような構成では、観測者Ａと観測者Ｂ
がレンチキュラレンズ３の１つのレンズからの画素を観
測するとき、観測者Ａの右眼３０ａは画素３３ｆの画像
情報Ｒ１を観測し、左眼３０ｂは画素３３ｅの画像情報
Ｌ１を観測する。また、観測者Ｂの右眼は画素３３ｃの
画像情報Ｒ２を観測し、左眼は画素３３ｂの画像情報Ｌ
２を観測する。このとき、２台のカメラで撮影した左右
眼の２つの画像情報を用意しておき、右眼用をＬ，左眼
用をＲとすると、Ｒ＝Ｒ１＝Ｒ２，Ｌ＝Ｌ１＝Ｌ２とす
ることにより、観測者Ａ，Ｂの左右眼にそれぞれ２台の
カメラで撮影した左右眼の２つの画像情報を入射させ、
観測者Ａ，Ｂに立体視させることができる。液晶表示素
子１の他の画素３２ｂ，３２ｄ等についても同様にして
２人の観測者Ａ，Ｂに立体視させることができるが、各
観測者の眼と各々の画素の位置との関係から、シャッタ
素子６上の画素の表示位置を補正することもできる。

【００４６】従来においても、６眼式立体表示装置が知
られているが、この６眼式立体表示装置では、６方向か
ら６台のカメラで撮影した連続する６種類の画像情報を
３３ａから３３ｆに順に表示していた。このため、画像
情報の入力方法が大がかりであり、実用性に向かない点
があった。これに対し、本発明の方法では、２台のカメ
ラを用いるだけで良く、画像情報の入力方法を最小限に
抑えることができる。

【００４７】なお、図１３の例では、複数の観測者Ａ，
Ｂの位置を検出する必要があるが、観測者Ａ，Ｂの位置
は、観測者Ａ，Ｂに向けたカメラの入力画像から観測者
の瞳部分を検出することなどにより容易に検出すること
ができる。あるいは、観測者Ａ，Ｂに位置センサを取り
付けることによって検出することもできる。レンチキュ
ラレンズ３の１つのレンズに対応した画素数（上記例で
は３３ａから３３ｆの６つ）が多くなればなるほどより
多くの観測者が観測でき、画像の“とび”のない自然な
立体表示が可能になる。また、この方法は２つの画像情
報しか利用しなくても良いので、この画素数がそれぞれ
の立体表示装置で異なっても良いシステムを組めること
になる。

【００４８】また、複数の観測者が同一の主ローブや副
ローブなどの観察ローブの視域にいるときは良いが、異
なるときは、同一の画素に同一のＲかＬの画像情報を表
示する必要が生じる場合がある。このときは、片方の観
測者に立体視が不可能なことを知らせたり、２次元表示
を行なったりすれば良い。また、予め単一のローブしか
用いないようにしておいても良い。

【００４９】また、これらは、シャッタ素子を設けた立
体表示装置にかかわらず、１つのレンチキュラレンズま
たはパララックスバリアに４つ以上の画素を設けている
場合の立体表示装置にも有用である。

【００５０】このように、この立体表示装置を複数の観
測者が観測する場合において、１組となる元の複数の画
素数ａを４以上とし、この画素数ａの画素に複数の観測
者の位置に対応した２組以上の同一の左右眼用の画像情
報を表示することにより、複数の観測者は、その観測者
の位置に関係なく、左右２眼だけの画像情報で立体視が
可能となる。

【００５１】また、上述の各例において、液晶表示素子
１のデータバス線１２については、これを図１４に符号
２５ａ，２５ｂ，２５ｃで示すように、等間隔に配列さ
せることができ、この場合には、ブラックマトリックス
ＢＬは、各画素（ＩＴＯ電極）２３ａ，２３ｂ，２３ｃ
の周辺に均等に設けられる。これに対し、液晶表示素子
１のデータバス線１２を図１５に符号２２ａ，２２ｂ，
２２ｃ，２２ｄで示すように、配置することもできる。
すなわち、図１５の構成例では、隣接する２つのデータ
バス線を互いに近接させて配置することにより、２つの
画素（ＩＴＯ電極）２３ａと２３ｂとの間にはデータバ
ス線がない。従って、この２つの画素２３ａ，２３ｂを
用いて２眼のレンチキュラレンズ方式による立体表示装
置を構成する場合、２眼に相当する２つの方向の間に、
見る方向によってブラックマトリックスＢＬの部分によ
る輝度低下（黒く見える）が生ずるという事態をなくす
ことができる。但し、この場合でも、２つの画素の間で
画像情報が異なると“とび”が存在するが、黒く見える
場合よりは違和感を少なくすることができる。これによ
り、例えば、画素２３ａ，２３ｂにそれぞれ４分割のシ
ャッタを設けると、連続した８眼の立体表示を容易に行
なうことができ、シャッタを用いたときに、違和感を少
なくし、連続した画素を２倍にできる。なお、図１５に
示すようなデータバス線の配列は、シャッタを設けない
場合においても有用である。なお、図１５において、符
号２１ａ，２１ｂ，２１ｃは走査線であり、符号２４
ａ，２４ｂはＴＦＴ素子である。

【００５２】図１６は本発明に係る立体表示装置の第２
の実施例の概略分解斜視図である。なお、図１６におい
て図２と対応する箇所には同じ符号を付している。図１
６の立体表示装置では、シャッタ素子６には、液晶表示
素子１の１つの画素５に対し、４×２個のシャッタ２６
ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ；２６ｅ，２６ｆ，２６
ｇ，２６ｈが設けられている。すなわち、４個のシャッ
タ２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄは、１つの画素５の
上半分を４つの画素に時分割するために設けられ、ま
た、他の４個のシャッタ２６ｅ，２６ｆ，２６ｇ，２６
ｈは、１つの画素５の下半分を４つの画素に時分割する
ために設けられており、これら８個のシャッタによっ
て、１つの画素５を水平方向に４分割し、また垂直方向
に２分割して、合計８分割するようになっている。

【００５３】また、図１６の立体表示装置では、レンチ
キュラレンズのかわりに、蝿の眼レンズ２７が設けられ
ている。この蝿の眼レンズ２７は、シャッタ素子６によ
って８分割された画素を水平方向に約４倍，垂直方向に
約２倍（合計約８倍，望ましくは８倍以上）に拡大し、
観測者の方向により、８つの画素のうちのいずれか１つ
を観測者に選択的に観測させうるよう構成されている。

【００５４】このような構成では、１つの画素５を８つ
のシャッタ２６ａ〜２６ｈによって８眼の立体視に必要
な８つの画素に時分割し、蝿の眼レンズ２７によって合
計約８倍に拡大し、観測者の方向により８つの画素のう
ちのいずれか１つを選択的に観測させることができる。
換言すれば、分割された８つの画素が１組となって新た
な１つの画素２８となり、８眼の立体視を行なうことが
できる。なお、垂直方向にシャッタで分割して垂直視差
だけを得ることもできる。但し、この場合には立体視と
はならない。

【００５５】

【発明の効果】以上に説明したように、請求項１乃至請
求項６記載の発明によれば、表示手段と新画素形成手段
との間に、表示手段に表示された画素の少なくとも一部
を分割する分割手段が設けられているので、表示手段自
体を高精細に作製せずとも、分割手段によって画素の分
割を行なうことによって、高解像度の立体視を行なわせ
ることができる。

【００５６】また、請求項３記載の発明によれば、表示
手段には、連続した複数の画素ごとに、ブラックマトリ
ックスが設けられているので、ブラックマトリックスに
よる画素間の輝度低下を低減することができ、違和感の
ない立体視を行なわせることができる。

【００５７】また、請求項４，５記載の発明によれば、
分割手段は、複数個のシャッタにより構成されており、
各シャッタは、時分割駆動されることによって、画素を
時分割で分割するようになっているので、画素の分割を
簡単な仕方で行なうことができ、特に請求項５記載の発
明では、分割手段は、複数個のシャッタにより構成され
ており、各シャッタは、隣接するシャッタに対応した画
像情報に応じて光の透過率を変化させて駆動されるよう
になっているので、同一の画像情報については、表示光
量の減少を抑えることができる。

【００５８】また、請求項６記載の発明によれば、立体
表示装置を複数の観測者によって観測させる場合、各観
測者の左右眼の画像情報に対応した観測者の数に相当す
る組の画素が、観測者と表示装置との位置関係により決
定される画素位置に設けられているので、複数の観測者
は、観測者の位置に関係なく、左右２眼だけの画像情報
で立体視ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る立体表示装置の第１の実施例の概
略斜視図である。

【図２】図１の立体表示装置の分解斜視図である。

【図３】図１，図２に示した立体表示装置の詳細断面図
である。

【図４】第１の実施例の立体表示装置による立体視の原
理を説明するための図である。

【図５】（ａ），（ｂ）は液晶表示素子の画素ピッチと
シャッタ素子のピッチとレンチキュラレンズのピッチと
を相違させた立体表示装置の構成例をそれぞれ示す図で
ある。

【図６】図１の立体表示装置の変形例を示す図である。

【図７】図６の立体表示装置の液晶表示素子の駆動方法
の一例を示す図である。

【図８】（ａ），（ｂ）は図６の立体表示装置の液晶表
示素子の駆動方法の一例を示す図である。

【図９】（ａ），（ｂ）は図６の立体表示装置の液晶表
示素子の駆動方法の一例を示す図である。

【図１０】図６の立体表示装置において、図６に示す状
態から観測者の位置を移動させたときの状態を示す図で
ある。

【図１１】（ａ），（ｂ）は図１０の状態の立体表示装
置の液晶表示素子の駆動方法の一例を示す図である。

【図１２】（ａ），（ｂ）は図１０の状態の立体表示装
置の液晶表示素子の駆動方法の一例を示す図である。

【図１３】２人の観測者により観測がなされる場合の立
体表示装置の構成例を示す図である。

【図１４】液晶表示素子の一例を示す図である。

【図１５】液晶表示素子の一例を示す図である。

【図１６】本発明に係る立体表示装置の第２の実施例の
概略分解斜視図である。

【図１７】従来の立体表示装置の構成図である。

【符号の説明】

１液晶表示素子３レンチキュラレンズ５液晶表示素子上の画素６シャッタ素子８観測者２７蝿の眼レンズ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画素を表示する表示手段と、表示手段に
表示された画素の少なくとも一部を分割する分割手段
と、分割手段を透過した画素のうち、所定個数の画素を
１組として新たな１つの画素とし、この新たな画素に基
づく表示光をこの表示光の出射する方向によってそれぞ
れ制御して立体表示する新画素形成手段とを有している
ことを特徴とする立体表示装置。
【請求項２】請求項１記載の立体表示装置において、
前記表示手段は、各画素の周辺に均等にブラックマトリ
ックスが設けられていることを特徴とする立体表示装
置。
【請求項３】請求項１記載の立体表示装置において、
前記表示手段は、連続した複数の画素ごとに、ブラック
マトリックスが設けられていることを特徴とする立体表
示装置。
【請求項４】請求項１記載の立体表示装置において、
前記分割手段は、複数個のシャッタにより構成されてお
り、各シャッタは、時分割駆動されることによって、画
素を時分割で分割するようになっていることを特徴とす
る立体表示装置。
【請求項５】請求項１記載の立体表示装置において、
前記分割手段は、複数個のシャッタにより構成されてお
り、各シャッタは、隣接するシャッタに対応した画像情
報に応じて光の透過率を変化させて駆動されるようにな
っていることを特徴とする立体表示装置。
【請求項６】請求項１記載の立体表示装置において、
該立体表示装置を複数の観測者によって観測させる場
合、各観測者の左右眼の画像情報に対応した観測者の数
に相当する組の画素が、観測者と表示装置との位置関係
により決定される画素位置に設けられることを特徴とす
る立体表示装置。