JP5106192B2 - 三次元画像表示装置の製造装置、三次元画像表示装置の製造方法及びレンズ板 - Google Patents

Description

本発明は、三次元画像表示装置の製造装置、三次元画像表示装置の製造方法及びレンズ板に関する。

三次元画像表示装置の表示パネルとしては、通常、液晶の配向を利用して光の強弱を制御する液晶表示パネル（ＬＣＤ）、プラズマ放電の紫外線により蛍光体を発光させるプラズマ表示パネル（ＰＤＰ）、電界放出型電子放出素子の電子ビームにより蛍光体を発光させる電界放出表示パネル（ＦＥＤ）、及び、表面伝導型電子放出素子の電子ビームにより蛍光体を発光させる電子放出表示パネル等のフラットパネル型表示装置が用いられる。

また、三次元画像表示方式としては、多眼式やインテグラルイメージング方式等の様々な方式がある。このような方式を用いて三次元画像を表示する三次元画像表示装置としては、レンチキュラレンズを備える三次元画像表示装置が開発されている。このレンチキュラレンズを用いる場合には、三次元画像視認用のメガネ等を用いずに三次元画像を視認することができる。

通常、表示パネル上にレンチキュラレンズを設ける場合には、そのレンチキュラレンズを有するレンズ板を、表示パネル上に矩形の枠形状に塗布された接着剤により表示パネルに貼り合わせている。このときの位置合わせは、表示パネル及びレンズ板の各々のアライメントマークに基づいて行われる。これらのアライメントマークは、通常、表示パネル及びレンズ板に対する機械加工によりそれぞれ形成されている。なお、光の利用効率の向上を目的として、液晶表示パネル上にレンチキュラレンズを設ける技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許第３７０８１１２号公報

しかしながら、機械加工によるアライメントマークを用いる場合には、表示パネルやレンズ板にアライメントマークを加工する際の加工精度等の影響により、アライメントマークの位置精度は低くなるため、機械加工によるアライメントマークに基づいてレンチキュラレンズと表示パネルとの平面方向の相対位置を許容範囲内（例えば、目標値±数μｍの範囲内）に収めることは困難である。その相対位置が許容範囲外になると、視域中心がずれて視域に影響を与えるため、三次元画像の表示品位が低下してしまう。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、三次元画像の表示品位の低下を防止することができる三次元画像表示装置の製造装置、三次元画像表示装置の製造方法及びレンズ板を提供することである。

本発明の実施の形態に係る第１の特徴は、表示領域の周縁領域に表示領域を挟むように第１の位置検出用マーク及び第２の位置検出用マークを有する表示パネルと、複数のシリンドリカルレンズがシリンドリカルレンズの稜線方向に直交する幅方向に連続して並ぶレンチキュラレンズを有するレンズ板とを、シリンドリカルレンズの稜線方向と第１の位置検出用マーク及び第２の位置検出用マークを通る直線とを平行にして貼り合わせる三次元画像表示装置の製造装置において、表示パネルに対してレンズ板を介して撮像を行って、第１の位置検出用マーク及びレンチキュラレンズの端部を含む第１画像と、第２の位置検出用マーク及びレンチキュラレンズの端部を含む第２画像とを取得する撮像部と、取得した第１画像からレンチキュラレンズの幅方向の輝度分布を求め、求めた輝度分布から第１の位置検出マークに最も近いシリンドリカルレンズの第１の輝度変化位置を求め、求めた第１の輝度変化位置と第１の位置検出用マークとの幅方向の第１ずれ量を求める手段と、取得した第２画像からレンチキュラレンズの幅方向の輝度分布を求め、求めた輝度分布から、第１の輝度変化位置を通る直線上であって第２の位置検出マークに最も近いシリンドリカルレンズの第２の輝度変化位置を求め、求めた第２の輝度変化位置と第２の位置検出用マークとの幅方向の第２ずれ量を求める手段と、求めた第１ずれ量及び第２ずれ量と、第１の位置検出用マーク及び第２の位置検出用マークを通る直線とに基づいてレンチキュラレンズと表示パネルとの相対位置を求める手段と、求めた相対位置に基づいて表示パネルとレンズ板とを相対移動させ、表示パネルとレンチキュラレンズとの位置合わせを行う移動機構とを備え、第１ずれ量を求める手段は、第１輝度変化位置として、レンチキュラレンズの谷部を求め、第２ずれ量を求める手段は、第２輝度変化位置として、レンチキュラレンズの谷部を求めることである。

本発明の実施の形態に係る第２の特徴は、表示領域の周縁領域に表示領域を挟むように第１の位置検出用マーク及び第２の位置検出用マークを有する表示パネルと、複数のシリンドリカルレンズがシリンドリカルレンズの稜線方向に直交する幅方向に連続して並ぶレンチキュラレンズを有するレンズ板とを、シリンドリカルレンズの稜線方向と第１の位置検出用マーク及び第２の位置検出用マークを通る直線とを平行にして貼り合わせる三次元画像表示装置の製造方法において、表示パネルに対してレンズ板を介して撮像を行って、第１の位置検出用マーク及びレンチキュラレンズの端部を含む第１画像と、第２の位置検出用マーク及びレンチキュラレンズの端部を含む第２画像とを取得する工程と、取得した第１画像からレンチキュラレンズの幅方向の輝度分布を求め、求めた輝度分布から第１の位置検出マークに最も近いシリンドリカルレンズの第１の輝度変化位置を求め、求めた第１の輝度変化位置と第１の位置検出用マークとの幅方向の第１ずれ量を求める工程と、取得した第２画像からレンチキュラレンズの幅方向の輝度分布を求め、求めた輝度分布から、第１の輝度変化位置を通る直線上であって第２の位置検出マークに最も近いシリンドリカルレンズの第２の輝度変化位置を求め、求めた第２の輝度変化位置と第２の位置検出用マークとの幅方向の第２ずれ量を求める工程と、求めた第１ずれ量及び第２ずれ量と、第１の位置検出用マーク及び第２の位置検出用マークを通る直線とに基づいてレンチキュラレンズと表示パネルとの相対位置を求める工程と、求めた相対位置に基づいて表示パネルとレンズ板とを相対移動させ、表示パネルとレンチキュラレンズとの位置合わせを行う工程とを有し、第１ずれ量を求める工程では、第１輝度変化位置として、レンチキュラレンズの谷部を求め、第２ずれ量を求める工程では、第２輝度変化位置として、レンチキュラレンズの谷部を求めることである。

なお、複数のシリンドリカルレンズが稜線方向に直交する幅方向に連続して並ぶレンチキュラレンズを有するレンズ板において、複数のシリンドリカルレンズのうちどれか一つのシリンドリカルレンズの稜線方向の両端部が他のシリンドリカルレンズの稜線方向の両端部に比べて内側に位置することにより形成された一対の平面部を具備してもよい。

また、複数のシリンドリカルレンズが稜線方向に直交する幅方向に連続して並ぶレンチキュラレンズを有するレンズ板において、複数のシリンドリカルレンズのうち隣接する二つのシリンドリカルレンズが互いに離間することにより形成され、レンズ板における画像表示用の光が入射する表示領域外に設けられた平面部を具備してもよい。

本発明によれば、表示品位の低下を防止することができる。

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態について図１乃至図１０を参照して説明する。

（三次元画像表示装置）
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る三次元画像表示装置（以下、表示装置という）１は、画像を表示する表示パネル２と、その表示パネル２上に枠形状の接着部材３を介して設けられ、表示パネル２側にレンチキュラレンズ４ａを有するレンズ板４とを備えている。

表示パネル２は、アレイ基板等の背面基板となる第１基板２ａと、前面基板となる第２基板２ｂとを具備している。この表示パネル２の面内には、複数の画素が所定のパターンで、例えばマトリクス状（格子状）に配列されている。表示パネル２としては、例えば液晶表示パネルを用いる。第１基板２ａと第２基板２ｂとの間には、液晶層（図示せず）が設けられており、この表示パネル２の外面には、２つの偏光板２ｃ、２ｄが設けられている。それらの偏光板２ｃ、２ｄは、各々対向させて表示パネル２に配置されている。

第１基板２ａは、例えば矩形状のガラス基板である。この第１基板２ａの内面（第２基板２ｂに対向する面：図１中の上面）には、複数の画素電極やそれらに電位を供給するための電気配線（いずれも図示せず）等が設けられている。各画素電極は画素毎にドット状（点状）に設けられており、電気配線はマトリクス状（格子状）に設けられている。第２基板２ｂは、例えば矩形状のガラス基板である。この第２基板２ｂの内面（第１基板２ａに対向する面：図１中の下面）には、カラーフィルタＦや共通電極となる対向電極（図示せず）等が設けられている。カラーフィルタＦは、ドット状あるいはストライプ状に設けられた複数の着色層（赤、緑及び青）と、ブラックマトリクス等の遮光層とにより構成されている。

接着部材３は、表示パネル２とレンズ板４とを接着するための部材である。この接着部材３は、例えば矩形の枠形状に表示パネル２とレンズ板４との間に形成されている。接着部材３は、表示パネル２とレンズ板４とを接合して内部空間Ｎを形成する側壁として機能する。この内部空間Ｎは、表示パネル２、接着部材３及びレンズ板４により形成された空間である。接着部材３としては、例えば光硬化性樹脂等を用いる。

レンズ板４は、三次元画像を生成するためのレンチキュラレンズ４ａを有するレンズ基板やレンズシート等のレンズ部材である。このレンズ板４は、例えば矩形状の基板である。レンチキュラレンズ４ａは、円柱を軸方向に２つに割った形状であるシリンドリカルレンズ（円筒面レンズ）４ａ１を軸方向（長手方向、すなわち稜線方向）に直交する方向（短手方向）に隣接させて並べることにより形成されている。ここで、シリンドリカルレンズ４ａ１は円筒状のレンズで一方向にのみ曲率があるレンズであり、一つの屈曲面を有している。また、レンチキュラレンズ４ａは、レンズ板４の内面に固定されてレンズ板４の一部として設けられている。なお、レンチキュラレンズ４ａ及びレンズ板４は、別体で形成された後に一体化されても、最初から同一材料を用いて一体で形成されてもよい。

このような表示装置１は、マトリクス状に配置された各画素に対応する画素電極に対し、画像信号（画像データ）に応じて電圧を印加することにより、各画素（液晶層）の光学特性を変化させて画像を表示する。特に、表示装置１は、インテグラルイメージング方式を用いて、見る角度により微妙に見え方が異なる複数の視差画像（二次元画像）を表示し、三次元画像を形成する。この三次元画像は、自然で、見やすく、さらに疲れ難い画像であり、さらに、そのような三次元画像を見ることが可能な範囲は連続的となる。

（三次元画像表示装置の製造装置）
次に、前述の表示装置１の製造装置１１について説明する。

図２に示すように、本発明の実施の形態に係る製造装置１１は、表示パネル２が載置されるステージ１２と、そのステージ１２に対向させて所定の高さにレンズ板４を支持する支持部１３と、ステージ１２をＸＹＺθ方向に移動させるステージ移動機構１４と、撮像動作を行う複数の撮像部１５Ａ、１５Ｂ（図３参照）と、それらの撮像部１５Ａ、１５ＢをＺ軸方向（図２中の上下方向）に移動させる撮像移動機構１６と、各撮像部１５Ａ、１５Ｂにより撮像された画像等を表示する表示部１７と、各部を制御する制御部１８とを備えている。これらの各部は架台１９に設けられている。

ステージ１２は、表示パネル２をその自重や保持機構（例えば、吸引吸着や静電吸着等）により支持するステージである。表示パネル２はステージ１２の保持面に載置される。なお、表示パネル２の貼り合わせ面には、枠形状の接着部材３が塗布されている（図３参照）。

支持部１３は、レンズ板４を着脱可能に保持する保持枠１３ａと、その保持枠１３ａをステージ１２に対して所定の高さに支持する一対の支持板１３ｂ、１３ｃとにより構成されている。保持枠１３ａは保持機構（例えば、吸引吸着や静電吸着等）によりレンズ板４の周縁を保持する。この保持枠１３ａは、撮像部１５Ａ、１５Ｂによる撮像を妨げないように例えば透明材料等の透光性を有する材料により形成されている。一対の支持板１３ｂ、１３ｃは、ステージ移動機構１４を介して対向する位置に設置され、架台１９上に固定されている。なお、保持枠１３ａは、支持板１３ｃの上端部に回動可能に設けられている。レンズ板４を保持した状態の保持枠１３ａの自由端が支持板１３ｂの上端部に当接し、レンズ板４がステージ１２上の表示パネル２に対向して所定の高さに位置する。この状態で、保持枠１３ａの自由端はネジ等の固定部材により支持板１３ｂの上端部に固定され、その後、レンズ板４と表示パネル２との貼り合わせが行われる。

ステージ移動機構１４は、ステージ１２をＸＹθＺ方向（図２参照）に移動させる移動機構である。このステージ移動機構１４は架台１９上に設けられており、制御部１８に電気的に接続されている。なお、θ方向は、図２中のＸＹ平面での回転方向である。このようなステージ移動機構１４は、ステージ１２をＸＹθ方向に移動させて表示パネル２とレンズ板４（レンチキュラレンズ４ａ）との位置合わせを行い、さらに、ステージ１２をＺ軸方向に移動させて表示パネル２とレンズ板４との貼り合わせを行う。すなわち、ステージ移動機構１２は、表示パネル２とレンズ板４とを相対移動させる移動動作を行う移動機構として機能する。この移動動作としては、レンズ板４のレンチキュラレンズ４ａと表示パネル２との位置合わせを行う位置合わせ用の移動動作やレンズ板４と表示パネル２との貼り合わせを行う貼り合わせ用の移動動作等がある。

各撮像部１５Ａ、１５Ｂは、それぞれ表示パネル２に対してレンズ板４を介して撮像動作を行って画像を取得する。これらの撮像部１５Ａ、１５Ｂは、ステージ１２に対する接離方向であるＺ軸方向（図２中の上下方向）に移動可能に支柱１５ａに設けられており、制御部１８に電気的に接続されている。支柱１５ａは架台１９上に固定されて設けられている。各撮像部１５Ａ、１５Ｂとしては、例えばＣＣＤカメラ等を用いる。これらの撮像部１５Ａ、１５Ｂは、例えば落射照明により画像を撮像する。各撮像部１５Ａ、１５Ｂのピント合わせは、撮像移動機構１６による撮像部１５Ａ、１５Ｂの上下移動やオートフォーカス機能等により行われる。

ここで、表示パネル２には、図３及び図４に示すように、アライメントマーク等の位置検出用マークＭ１、Ｍ２が表示領域の周縁領域にその表示領域を挟むように設けられている。ここで、位置検出用マークＭ１が第１の位置検出用マークとして機能し、位置検出用マークＭ２が第２の位置検出用マークとして機能する。これらの位置検出用マークＭ１、Ｍ２は、表示パネル２の端部にその長辺の中心を通る同一直線上に位置付けられて設けられており、機械加工により十字形状に形成されている。撮像部１５Ａは、位置検出用マークＭ１及びレンチキュラレンズ４ａの端部を含む画像（第１画像）を撮像する撮像動作を行う。すなわち、撮像領域は、位置検出用マークＭ１及びレンチキュラレンズ４ａの端部を含む領域Ｒ１に設定されている。同様に、撮像部１５Ｂも、位置検出用マークＭ２及びレンチキュラレンズ４ａの端部を含む画像（第２画像）を撮像する撮像動作を行う。すなわち、撮像領域は、位置検出用マークＭ２及びレンチキュラレンズ４ａの端部を含む領域Ｒ２に設定されている。

撮像移動機構１６は、架台１９上の支柱１５ａに設けられ、各撮像部１５Ａ、１５ＢをＺ軸方向に移動させる移動機構である。この撮像移動機構１６は、支柱１５ａに固定されて設けられており、制御部１８に電気的に接続されている。撮像移動機構１６としては、例えば、リニアモータ機構や送りねじ機構等を用いる。なお、各撮像部１５Ａ、１５Ｂはアーム部材等の支持部材を介して撮像移動機構１６にそれぞれ設けられている。

表示部１７は、各撮像部１５Ａ、１５Ｂにより撮像された画像等を表示する。この表示部１７は架台１９上に設けられており、制御部１８に電気的に接続されている。なお、表示部１７としては、例えば、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ等を用いる。

制御部１８は、各部を集中的に制御するコントローラと、各種プログラムや各種データ等を記憶する記憶部と（いずれも図示せず）を備えている。記憶部は、コントローラのワークエリアとして機能するＲＡＭ（Random Access Memory）や不揮発メモリ等を有している。この制御部１８は、記憶部に格納されている各種プログラムや各種データ等に基づいて各部の制御を行う。特に、制御部１８は、データの計算又は加工等を行う一連のデータ処理、及び表示パネル２とレンズ板４との貼り合わせを行うための貼り合わせ処理等を実行する。貼り合わせ処理は、撮像を行う撮像処理、画像を表示する表示処理及び位置合わせを行う位置合わせ処理等を含んでいる。なお、記憶部には、撮像条件や検出条件等の各種パラメータが格納されている。

次に、前述の製造装置１１が行う表示装置１の製造動作（製造方法）について説明する。なお、製造装置１１の制御部１８が貼り合わせ処理を実行して各部を制御する。このとき、表示パネル２はステージ移動機構１２上に載置されており、レンズ板４は保持枠１３ａが閉じた状態でステージ移動機構１２上の表示パネル２に対する所定位置に存在している（図２及び図３参照）。

図５に示すように、制御部１８は、位置検出用マークＭ１、Ｍ２及びレンチキュラレンズ４ａの端部を含む画像（第１画像又は第２画像）が撮像可能になる位置まで、表示パネル２とレンズ板４とを近接させる（ステップＳ１）。すなわち、制御部１８は、保持枠１３ａが閉状態で、ステージ移動機構１４によりレンズ板４に対して表示パネル２を撮像用の所定位置まで移動させる。次いで、制御部１８は、表示パネル２に対しレンズ板４を介して撮像を行う（ステップＳ２）。すなわち、制御部１８は、表示パネル２とレンズ板４とが近接した状態で、各撮像部１５Ａ、１５Ｂに撮像動作を実行させる。ここで、撮像動作は、ステージ１２上の表示パネル２に対してレンズ板４を介して撮像を行う動作である。

レンズ板４は、図２及び図３に示すように、保持枠１３ａの閉状態により、ステージ１２上の表示パネル２と各撮像部１５Ａ、１５Ｂとの間に位置付けられて表示パネル２に近接しており、その状態で各撮像部１５Ａ、１５Ｂにより撮像動作が行われる。このとき、レンズ板４のレンチキュラレンズ４ａは表示パネル２側に位置している。各撮像部１５Ａ、１５Ｂの撮像動作により、図６に示すような画像Ｇ１及び図７に示すような画像Ｇ２が得られ、それらの画像Ｇ１、Ｇ２が表示部１７に並べて表示される。これらの画像Ｇ１、Ｇ２は、表示パネル２とレンズ板４（レンチキュラレンズ４ａ）との平面方向の相対位置がずれている状態の画像の一例である。

次に、制御部１８は、撮像した各画像Ｇ１、Ｇ２からレンチキュラレンズ４ａの谷部ｂ１を検出する（ステップＳ３）。このとき、各画像Ｇ１、Ｇ２から位置検出用マークＭ１、Ｍ２も検出される。レンチキュラレンズ４ａは、シリンドリカルレンズ４ａ１をその稜線方向に直交する方向に並べた形状のレンズであるため、谷部ｂ１及び頂点部ｂ２を順次繰り返す波面（図１及び図２参照）を有している。この谷部ｂ１及び頂点部ｂ２を含むレンチキュラレンズ４ａの画像は、図８に示すような濃淡を有する画像となり、この画像から輝度が積算され、図８に示すような輝度波形（輝度分布）が得られ、この輝度波形から輝度ピークが検出され、各谷部ｂ１の位置及び各頂点部ｂ２の位置（輝度変化位置）が求められる。

その後、制御部１８は、２つの位置検出用マークＭ１、Ｍ２とそれぞれ対応する各谷部ｂ１との各々のＸ軸方向のずれ量ａ１、ａ２を求める（ステップＳ４）。このとき、２つの位置検出用マークＭ１、Ｍ２に対してＸ軸方向のずれ量が小さい谷部ｂ１が用いられる。図６に示すように、撮像した画像Ｇ１に基づいて、位置検出用マークＭ１の中心線と谷部ｂ１とのＸ軸方向のずれ量ａ１（第１ずれ量ａ１）が算出される。同様に、図７に示すように、撮像した画像Ｇ２に基づいて、位置検出用マークＭ２の中心線と谷部ｂ１とのＸ軸方向のずれ量ａ２（第２ずれ量ａ２）が算出される。

このようにして、画像Ｇ１からレンチキュラレンズ４ａのＸ軸方向の輝度分布が求められ、その輝度分布の輝度ピークから位置検出マークＭ１に最も近いシリンドリカルレンズ４ａ１の谷部ｂ１の位置（第１の輝度変化位置）が求められ、その谷部ｂ１の位置と位置検出用マークＭ１とのＸ軸方向のずれ量ａ１が求められる。さらに、画像Ｇ２からレンチキュラレンズ４ａのＸ軸方向の輝度分布が求められ、その輝度分布の輝度ピークから位置検出マークＭ２に最も近いシリンドリカルレンズ４ａ１の谷部ｂ１の位置（第２の輝度変化位置）が求められ、その谷部ｂ１の位置と位置検出用マークＭ２とのＸ軸方向のずれ量ａ２が求められる。

なお、本実施の形態では、谷部ｂ１を輝度ピークにより検出して算出処理に用いているが、これに限るものではなく、例えば、頂点部ｂ２を輝度ピークにより検出して算出処理に用いるようにしてもよく、さらに、各谷部ｂ１を輝度ピークにより検出し、隣接する谷部ｂ１の中心線を算出して頂点部ｂ２として検出して算出処理に用いるようにしてもよく、逆に、各頂点部ｂ２を輝度ピークにより検出し、隣接する頂点部ｂ２の中心線を算出して谷部ｂ１として検出して算出処理に用いるようにしてもよい。ここで、谷部ｂ１（頂点部ｂ２）のピッチは例えば５００μｍ程度である。

次いで、制御部１８は、各Ｘ軸方向のずれ量ａ１、ａ２から第１直線Ｌ１（図９参照）を求め（ステップＳ５）、２つの位置検出用マークＭ１、Ｍ２間の中心ｃ（図９参照）を求め（ステップＳ６）、２つの位置検出用マークＭ１、Ｍ２（各々の中心）を通る第２直線Ｌ２（図９参照）を求める（ステップＳ７）。この第１直線Ｌ１、２つの位置検出用マークＭ１、Ｍ２の間の中心ｃ及び第２直線Ｌ２は、図９に示すように、２つの位置検出用マークＭ１、Ｍ２の各々の座標及びずれ量ａ１、ａ２から算出されて求められる。

さらに、制御部１８は、第１直線Ｌ１と中心ｃとの離間距離ｄ（図９参照）を算出し（ステップＳ８）、第１直線Ｌ１及び第２直線Ｌ２に基づいて角度θ１（図９参照）を算出する（ステップＳ９）。離間距離ｄは、図９に示すように、中心ｃと第１直線Ｌ１との最短距離が算出されて求められる。また、角度θ１は、図９に示すように、第１直線Ｌ１と第２直線Ｌ２との角度θ１が算出されて求められる。これにより、Ｘ軸方向及びθ方向のずれ量（離間距離ｄ及び角度θ１）、すなわち表示パネル２とレンチキュラレンズ４ａとの平面方向の相対位置が求められる。

その後、制御部１８は、求めた離間距離ｄ及び求めた角度θ１に基づいて位置合わせを行い、次いで貼り合わせを行う（ステップＳ１０）。すなわち、制御部１８は、ステージ移動機構１４に位置合わせ用の移動動作を実行させ、その位置合わせが完了した場合、ステージ移動機構１４に貼り合わせ用の移動動作を実行させる。これにより、ステージ１２上の表示パネル２は離間距離ｄだけスライド移動し、角度θ１だけ回転移動し、レンチキュラレンズ４ａと表示パネル２との平面方向の位置合わせが完了する。その後、ステージ１２上の表示パネル２はレンズ板４に接近し、接着部材３が押し潰され、表示パネル２とレンチキュラレンズ４ａとが当接し、表示パネル２とレンズ板４との貼り合わせが完了する。

最後に、仮硬化用の光が接着部材３に照射され、接着部材３が仮硬化される。その後、表示装置１は作業員等の人又はロボット等の機械によりステージ１２上から本硬化用の装置に搬送され、その内部の接着部材３が本硬化される。

このような貼り合わせ処理に基づく製造工程は、位置検出用マークＭ１、Ｍ２を有する表示パネル２に対し、レンチキュラレンズ４ａを有するレンズ板４を介して、位置検出用マークＭ１、Ｍ２及びレンチキュラレンズ４ａを含む各画像Ｇ１、Ｇ２の撮像を行う工程と、撮像した各画像Ｇ１、Ｇ２からレンチキュラレンズ４ａの谷部ｂ１及び各位置検出用マークＭ１、Ｍ２を検出し、検出した谷部ｂ１及び各位置検出用マークＭ１、Ｍ２から各ずれ量ａ１、ａ２を求め、求めた各ずれ量ａ１、ａ２及び各位置検出用マークＭ１、Ｍ２に基づいて表示パネル２とレンチキュラレンズ４ａとの平面方向の相対位置を求める工程と、求めた相対位置に基づいて表示パネル２とレンチキュラレンズ４ａとの平面方向の位置合わせを行い、位置合わせが完了した場合、表示パネル２とレンズ板４との貼り合わせを行う工程とを有している。

ここで、表示パネル２とレンチキュラレンズ４ａとの平面方向の相対位置のずれが許容範囲内（例えば、目標値±数μｍの範囲内）になるように、表示パネル２とレンズ板４とを貼り合わせる必要がある。それらのずれ量が大きくなると、相対位置のずれが許容範囲外になり、視域中心がずれて視域に影響を与えるため、三次元画像の表示品位が低下してしまう。例えば、視域中心のずれ量（シフト量）は十数ｍｍ以下にする必要がある。

前述の製造工程では、表示パネル２に設けられた位置検出用マークＭ１、Ｍ２とレンチキュラレンズ４ａの端部を含む画像Ｇ１、Ｇ２が撮像される。これにより、撮像画像として図６に示すような画像Ｇ１及び図７に示すような画像Ｇ２が得られる。このとき、表示パネル２の位置は、各位置検出用マークＭ１、Ｍ２により特定される。また、レンズ板４のレンチキュラレンズ４ａの位置は、各画像Ｇ１、Ｇ２中の輝線（例えば谷部ｂ１の輝線）により特定される。これらの位置検出用マークＭ１、Ｍ２及び輝線に基づいて表示パネル２とレンチキュラレンズ４ａとの平面方向の相対位置、すなわち、Ｘ軸方向及びθ方向のずれ量が求められる。

したがって、表示パネル２とレンチキュラレンズ４ａとの平面方向の相対位置は、機械加工により表示パネル２及びレンズ板４に形成したアライメントマークを用いる場合に比べると、高い精度で取得される。この精度が高い相対位置に基づいて、ずれ量がなくなるように、すなわち各位置検出用マークＭ１、Ｍ２と谷部ｂ１とが同一直線上に位置するように表示パネル２とレンチキュラレンズ４ａとの平面方向の位置合わせが行われる。これにより、表示パネル２とレンチキュラレンズ４ａとの平面方向の相対位置は許容範囲内（例えば、目標値±数μｍの範囲内）となり、視域中心のずれが抑えられる。

以上説明したように、本発明の第１の実施の形態によれば、位置検出用マークＭ１、Ｍ２を有する表示パネル２に対し、レンチキュラレンズ４ａを有するレンズ板４を介して、位置検出用マークＭ１、Ｍ２及びレンチキュラレンズ４ａの端部を含む画像Ｇ１、Ｇ２の撮像を行い、撮像した画像Ｇ１、Ｇ２からレンチキュラレンズ４ａの谷部ｂ１及び位置検出用マークＭ１、Ｍ２を検出し、検出した谷部ｂ１及び位置検出用マークＭ１、Ｍ２に基づいて、表示パネル２とレンチキュラレンズ４ａとの平面方向の相対位置を求めることによって、通常の機械加工によりレンズ板４に形成されたアライメントマークを用いる必要がなく、表示パネル２とレンチキュラレンズ４ａとの平面方向の相対位置が高い精度で得られ、その相対位置に基づいて表示パネル２とレンチキュラレンズ４ａとの位置合わせが行われるので、表示パネル２とレンチキュラレンズ４ａとの平面方向の相対位置を容易に許容範囲内（例えば、目標値±数μｍの範囲内）に収めることが可能になる。これにより、視域中心のずれが抑えられるので、三次元画像の表示品位の低下を防止することができる。

さらに、撮像した画像Ｇ１からレンチキュラレンズ４ａのＸ軸方向（幅方向）の輝度分布を求め、求めた輝度分布の輝度ピークから位置検出マークＭ１に最も近いシリンドリカルレンズ４ａ１の谷部ｂ１の位置（第１の輝度変化位置）を求め、求めた谷部ｂ１の位置と位置検出用マークＭ１とのＸ軸方向の第１ずれ量ａ１を求め、さらに、撮像した画像Ｇ２からレンチキュラレンズ４ａのＸ軸方向の輝度分布を求め、求めた輝度分布の輝度ピークから位置検出マークＭ２に最も近いシリンドリカルレンズ４ａ１の谷部ｂ１の位置（第２の輝度変化位置）を求め、求めた谷部ｂ１の位置と位置検出用マークＭ２とのＸ軸方向の第２ずれ量ａ２を求め、求めた各ずれ量ａ１、ａ２及び各位置検出用マークＭ１、Ｍ２に基づいて表示パネル２とレンチキュラレンズ４ａとの平面方向の相対位置を求めることから、簡略な計算処理により位置合わせに用いる情報を得ることが可能になるので、制御部１８の負荷を軽減し、処理時間を短縮することができる。加えて、求めたずれ量ａ１、ａ２に基づいて第１直線Ｌ１を求め、さらに、２つの位置検出用マークＭ１、Ｍ２から表示パネル２の中心ｃを求め、２つの位置検出用マークＭ１、Ｍ２を通る第２直線Ｌ２を求め、求めた第１直線Ｌ１と求めた中心ｃとの離間距離ｄを算出し、求めた第１直線Ｌ１と求めた第２直線Ｌ２との角度θ１を算出することによって、より簡略な計算処理により位置合わせに用いる情報を得ることができる。

なお、図１０に示すような輝度波形（輝度分布）が得られ、頂点部ｂ２の輝度ピークがなまる場合がある。これは、頂点部ｂ２の輝度ピークが谷部ｂ１の輝度ピークに比べて位置ずれに応じて変化しやすいためである。したがって、正確な輝度ピークを検出するためには、谷部ｂ１を用いることが好ましい。この谷部ｂ１を用いることによって、頂点部ｂ２を用いた場合に比べ、表示パネル２とレンチキュラレンズ４ａとの平面方向の相対位置をより高い精度で得ることができる。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態について図１１乃至図１４を参照して説明する。

本発明の第２の実施の形態は第１の実施の形態の変形例である。したがって、特に、第１の実施の形態と異なる部分、すなわちレンズ板４の変形例について説明する。なお、第２の実施の形態においては、第１の実施の形態で説明した部分と同じ部分の説明を省略する。

図１１及び図１２に示すように、本発明の第２の実施の形態に係るレンズ板４は、レンチキュラレンズ４ａに一対の平面部４ｂ１、４ｂ２を有している。これらの平面部４ｂ１、４ｂ２は、各シリンドリカルレンズ４ａ１のうち一つのシリンドリカルレンズ４ａ１の稜線方向の両端部が他のシリンドリカルレンズ４ａ１の稜線方向の両端部に比べて内側に位置することにより形成されている。また、各平面部４ｂ１、４ｂ２は、表示パネル２上の各位置検出用マークＭ１、Ｍ２に対向する位置にそれぞれ設けられている。

このようなレンズ板４を用いた場合には、撮像部１５Ａの撮像動作により図１３に示すような画像Ｇ３が得られる。この画像Ｇ３は、位置検出用マークＭ１とレンチキュラレンズ４ａ（その平面部４ｂ１）とが重なるような画像となる。これにより、位置検出用マークＭ１とレンチキュラレンズ４ａのシリンドリカルレンズ４ａ１とが谷部ｂ１の延伸方向に垂直な方向に隣り合う状態となり、位置検出用マークＭ１とシリンドリカルレンズ４ａ１とが谷部ｂ１の延伸方向に離間している場合に比べ（図６参照）、位置検出用マークＭ１と谷部ｂ１（あるいは頂点部ｂ２）とのずれ量ａ１を精度良く得ることができる。なお、撮像部１５Ｂの撮像動作によっても同じような画像が得られる。

ここで、レンチキュラレンズ４ａは、図１４に示すように、例えば、金型５１を用いて透光性を有する板材５２から形成される。金型５１は、回転軸５３を中心として回転可能に設けられており、一方向に移動する板材５２に対し所定圧力で当接して形状転写を行う。この金型５１には、シリンドリカルレンズ４ａ１を形成するための円筒形の屈曲面を有する凹部５１ａと、他に比べ稜線方向の長さが短いシリンドリカルレンズ４ａ１及び一対の平面部４ｂ１、４ｂ２を形成するための凹凸部５１ｂとが形成されている。この凹凸部５１ｂでは、その両端が平坦面を有する凸部となり、その中央が円筒形の屈曲面を有する凹部となっている。

板材５２は、回転する金型５１により押圧されつつ一方向に移動する。これにより、板材５２の表面には、金型５１の凹部５１ａの形状が転写され、シリンドリカルレンズ４ａ１が順次形成される。また、凹凸部５１ｂの形状（屈曲形状及び平坦形状）も転写され、他に比べ稜線方向の長さが短いシリンドリカルレンズ４ａ１と一対の平面部４ｂ１、４ｂ２とが形成される。その後、金型形状転写後の板材５２が所定の長さで切断され、レンチキュラレンズ４ａが完成する（図１１及び図１２参照）。このレンチキュラレンズ４ａが基板やシート等の部材上に設けられて、レンズ板４が製造される。

以上説明したように、本発明の第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。さらに、各シリンドリカルレンズ４ａ１のうち一つのシリンドリカルレンズ４ａ１の稜線方向の両端部が他のシリンドリカルレンズ４ａ１の稜線方向の両端部に比べて内側に位置することにより形成された一対の平面部４ｂ１、４ｂ２を有するレンズ板４を用いることによって、位置検出用マークＭ１、Ｍ２とレンチキュラレンズ４ａ（その平面部４ｂ１、４ｂ２）とが重なり、位置検出用マークＭ１、Ｍ２とレンチキュラレンズ４ａのシリンドリカルレンズ４ａ１とが谷部ｂ１の延伸方向に垂直な方向に隣り合うことになるので、位置検出用マークＭ１とシリンドリカルレンズ４ａ１とが谷部ｂ１の延伸方向に離間している場合に比べ（図６参照）、位置検出用マークＭ１、Ｍ２と谷部ｂ１とのずれ量ａ１、ａ２を精度良く得ることが可能になる。これにより、表示パネル２とレンチキュラレンズ４ａとの位置合わせの精度を向上させることができる。

（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態について図１５及び図１６を参照して説明する。

本発明の第３の実施の形態は第１の実施の形態の変形例である。したがって、特に、第１の実施の形態と異なる部分、すなわちレンズ板４の変形例について説明する。なお、第３の実施の形態においては、第１の実施の形態で説明した部分と同じ部分の説明を省略する。

図１５に示すように、本発明の第３の実施の形態に係るレンズ板４は、レンチキュラレンズ４ａに一列のシリンドリカルレンズ４ａ１が存在しない２つの平面部４ｃ１、４ｃ２を有している。これらの平面部４ｃ１、４ｃ２は、各シリンドリカルレンズ４ａ１のうち隣接する二つのシリンドリカルレンズ４ａ１が互いに離間することによりそれぞれ形成されている。また、各平面部４ｃ１、４ｃ２は、表示パネル２上の各位置検出用マークＭ１、Ｍ２に対向する位置にそれぞれ設けられており、加えて、レンズ板４における画像表示用の光が入射する表示領域Ｈ１外にそれぞれ設けられている。なお、表示パネル２には位置検出用マークＭ１、Ｍ２が合計４個設けられており、それらの位置検出用マークＭ１、Ｍ２に対応させて撮像部１５Ａ、１５Ｂも合計４個設けられている。

ここで、レンチキュラレンズ４ａは、例えば、金型５１を用いて透光性を有する板材５２から形成される（図１４参照）。金型５１は基本的に第２の実施の形態と同様の構成であるが、凹凸部５１ｂに換えて、一列のシリンドリカルレンズ４ａ１がない平面部４ｃ１、４ｃ２を形成するための凸部が形成されている。凸部の押圧面は平坦面になっている。この凸部は平面部４ｃ１、４ｃ２のピッチに応じて複数個設けられる。

板材５２は、第２の実施の形態と同様に、回転する金型５１により押圧されつつ一方向に移動する。これにより、板材５２の表面には、金型５１の凹部５１ａの形状が転写され、シリンドリカルレンズ４ａ１が順次形成される。また、凸部の形状（平坦形状）も転写され、一列のシリンドリカルレンズ４ａ１がない平面部４ｃ１、４ｃ２が形成される。その後、金型形状転写後の板材５２が所定の長さで切断され、レンチキュラレンズ４ａが完成する（図１５参照）。このレンチキュラレンズ４ａが基板やシート等の部材上に設けられて、レンズ板４が製造される。

図１６に示すように、撮像領域Ｒ１の画像では、平面部４ｃ１とシリンドリカルレンズ４ａ１との境界（谷部ｂ１の両側のどちらか一方）がずれ量計算に用いられ、同様に、撮像領域Ｒ２の画像でも、撮像領域Ｒ１の画像で用いられた境界がずれ量計算に用いられる。例えば、図１６では、谷部ｂ１の右側に位置する境界が用いられる。したがって、どちらの画像からも同じ列の谷部ｂ１の境界からのずれ量ａ１、ａ２が算出されることになる。このように平面部４ｃ１を設けることにより、同じ列の谷部ｂ１を確実に検出し、同じ境界を用いることが可能になるので、同じ列ではない異なる谷部ｂ１を用いることを防止することが可能になる。これにより、位置検出用マークＭ１、Ｍ２と谷部ｂ１とのずれ量ａ１、ａ２を精度良く得ることができ、その結果、表示パネル２とレンチキュラレンズ４ａとの位置合わせの精度を向上させることができる。

なお、前述の第１及び第２の実施の形態では、ずれ量計算に用いる２つの画像において同じ列の谷部ｂ１を用いることが前提になっており、表示パネル２及びレンズ板４は所定位置に設置されるため、通常、同じ列の谷部ｂ１を用いることが可能である。ところが、何らかの要因により、表示パネル２とレンズ板４との相対位置が大きくθ方向に回転してずれる場合がある。この表示パネル２とレンズ板４との相対位置が大きくθ方向に回転してずれた場合でも、第３の実施の形態に係るレンズ板４を用いることによって、同じ列の谷部ｂ１を確実に用いることが可能になる。

以上説明したように、本発明の第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。さらに、各シリンドリカルレンズ４ａ１のうち隣接する二つのシリンドリカルレンズ４ａ１が互いに離間することにより形成され、画像表示用の光が入射する表示領域外に設けられた平面部４ｃ１、４ｃ２を有するレンズ板４を用いることによって、第２の実施の形態と同じように、位置検出用マークＭ１、Ｍ２とレンチキュラレンズ４ａ（その平面部４ｃ１、４ｃ２）とが重なり、位置検出用マークＭ１、Ｍ２とレンチキュラレンズ４ａのシリンドリカルレンズ４ａ１とが谷部ｂ１の延伸方向に垂直な方向に隣り合うことになるので、位置検出用マークＭ１とシリンドリカルレンズ４ａ１とが谷部ｂ１の延伸方向に離間している場合に比べ（図６参照）、位置検出用マークＭ１、Ｍ２と谷部ｂ１とのずれ量ａ１、ａ２を精度良く得ることが可能になる。これにより、表示パネル２とレンチキュラレンズ４ａとの位置合わせの精度を向上させることができる。加えて、同じ列の谷部ｂ１を確実に検出することが可能になるので、同じ列ではない異なる谷部ｂ１を用いることを防止することが可能になり、位置検出用マークＭ１、Ｍ２と谷部ｂ１とのずれ量ａ１、ａ２を精度良く得ることができる。その結果、表示パネル２とレンチキュラレンズ４ａとの位置合わせの精度を向上させることができる。

（他の実施の形態）
なお、本発明は、前述の実施の形態に限るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。

例えば、前述の実施の形態においては、表示パネル２として液晶表示パネルを（ＬＣＤ）用いているが、これに限るものではなく、プラズマ表示パネル（ＰＤＰ）、電界放出表示パネル（ＦＥＤ）及び電子放出表示パネル（ＳＥＤ）等を用いるようにしてもよい。

また、前述の実施の形態においては、図４に示すような十字形状の位置検出用マークＭ１、Ｍ２を用いているが、これに限るものではなく、例えば四角形状やひし形状でもよく、その形状は限定されない。加えて、２つの位置検出用マークＭ１、Ｍ２を用いているが、これに限るものではなく、その数は限定されない。

さらに、前述の実施の形態においては、複数の撮像部１５Ａ、１５Ｂを用いているが、これに限るものではなく、例えば、Ｙ軸方向に往復移動可能に１つの撮像部を設け、その撮像部だけを用いるようにしてもよく、その数は限定されない。

最後に、前述の実施の形態においては、各種の数値を挙げているが、それらの数値は例示であり、限定されるものではない。

本発明の第１の実施の形態に係る表示装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る表示装置の製造装置の概略構成を示す模式図である。 図２に示す製造装置が行う位置合わせを説明するための説明図である。 図２に示す製造装置が行う撮像を説明するための説明図である。 図２に示す製造装置が行う貼り合わせ処理の流れを示すフローチャートである。 第１撮像部による撮像画像の一例を示す平面図である。 第２撮像部による撮像画像の一例を示す平面図である。 レンチキュラレンズの谷部又は頂点部の検出を説明するための説明図である。 第１直線、第２直線、離間距離及び角度の算出を説明するための説明図である。 レンチキュラレンズの谷部の検出を説明するための説明図である。 本発明の第２の実施の形態に係る表示装置の製造装置が行う撮像を説明するための説明図である。 本発明の第２の実施の形態に係るレンズ板の変形例の概略構成を示す斜視図である。 第１撮像部による撮像画像の一例を示す平面図である。 図１１及び図１２に示すレンズ板の製造方法を説明するための説明図である。 本発明の第３の実施の形態に係る表示装置の製造装置が行う撮像を説明するための説明図である。 第１直線、第２直線、離間距離及び角度の算出を説明するための説明図である。

符号の説明

１…三次元画像表示装置（表示装置）、２…表示パネル、４…レンズ板、４ａ…レンチキュラレンズ、４ａ１…シリンドリカルレンズ、１１…三次元画像表示装置の製造装置、１４…移動機構（ステージ移動機構）、１５Ａ，１５Ｂ…撮像部、Ｍ１，Ｍ２…位置検出用マーク、Ｇ１，Ｇ２…画像、ａ１，ａ２…ずれ量、ｂ１，ｂ２…切替部（谷部、頂点部）、４ｂ１，４ｂ２，４ｃ１，４ｃ２…平面部

Claims (2)

1. 表示領域の周縁領域に前記表示領域を挟むように第１の位置検出用マーク及び第２の位置検出用マークを有する表示パネルと、複数のシリンドリカルレンズが前記シリンドリカルレンズの稜線方向に直交する幅方向に連続して並ぶレンチキュラレンズを有するレンズ板とを、前記シリンドリカルレンズの稜線方向と前記第１の位置検出用マーク及び前記第２の位置検出用マークを通る直線とを平行にして貼り合わせる三次元画像表示装置の製造装置において、
   前記表示パネルに対して前記レンズ板を介して撮像を行って、前記第１の位置検出用マーク及び前記レンチキュラレンズの端部を含む第１画像と、前記第２の位置検出用マーク及び前記レンチキュラレンズの端部を含む第２画像とを取得する撮像部と、
   取得した前記第１画像から前記レンチキュラレンズの前記幅方向の輝度分布を求め、求めた前記輝度分布から前記第１の位置検出マークに最も近い前記シリンドリカルレンズの第１の輝度変化位置を求め、求めた前記第１の輝度変化位置と前記第１の位置検出用マークとの前記幅方向の第１ずれ量を求める手段と、
   取得した前記第２画像から前記レンチキュラレンズの前記幅方向の輝度分布を求め、求めた前記輝度分布から、前記第１の輝度変化位置を通る直線上であって前記第２の位置検出マークに最も近い前記シリンドリカルレンズの第２の輝度変化位置を求め、求めた第２の輝度変化位置と前記第２の位置検出用マークとの前記幅方向の第２ずれ量を求める手段と、
   求めた前記第１ずれ量及び前記第２ずれ量と、前記第１の位置検出用マーク及び前記第２の位置検出用マークを通る直線とに基づいて前記レンチキュラレンズと前記表示パネルとの相対位置を求める手段と、
   求めた前記相対位置に基づいて前記表示パネルと前記レンズ板とを相対移動させ、前記表示パネルと前記レンチキュラレンズとの位置合わせを行う移動機構と、
   を備え、
   前記第１ずれ量を求める手段は、前記第１輝度変化位置として、前記レンチキュラレンズの谷部を求め、
   前記第２ずれ量を求める手段は、前記第２輝度変化位置として、前記レンチキュラレンズの谷部を求めることを特徴とする三次元画像表示装置の製造装置。
2. 表示領域の周縁領域に前記表示領域を挟むように第１の位置検出用マーク及び第２の位置検出用マークを有する表示パネルと、複数のシリンドリカルレンズが前記シリンドリカルレンズの稜線方向に直交する幅方向に連続して並ぶレンチキュラレンズを有するレンズ板とを、前記シリンドリカルレンズの稜線方向と前記第１の位置検出用マーク及び前記第２の位置検出用マークを通る直線とを平行にして貼り合わせる三次元画像表示装置の製造方法において、
   前記表示パネルに対して前記レンズ板を介して撮像を行って、前記第１の位置検出用マーク及び前記レンチキュラレンズの端部を含む第１画像と、前記第２の位置検出用マーク及び前記レンチキュラレンズの端部を含む第２画像とを取得する工程と、
   取得した前記第１画像から前記レンチキュラレンズの前記幅方向の輝度分布を求め、求めた前記輝度分布から前記第１の位置検出マークに最も近い前記シリンドリカルレンズの第１の輝度変化位置を求め、求めた前記第１の輝度変化位置と前記第１の位置検出用マークとの前記幅方向の第１ずれ量を求める工程と、
   取得した前記第２画像から前記レンチキュラレンズの前記幅方向の輝度分布を求め、求めた前記輝度分布から、前記第１の輝度変化位置を通る直線上であって前記第２の位置検出マークに最も近い前記シリンドリカルレンズの第２の輝度変化位置を求め、求めた第２の輝度変化位置と前記第２の位置検出用マークとの前記幅方向の第２ずれ量を求める工程と、
   求めた前記第１ずれ量及び前記第２ずれ量と、前記第１の位置検出用マーク及び前記第２の位置検出用マークを通る直線とに基づいて前記レンチキュラレンズと前記表示パネルとの相対位置を求める工程と、
   求めた前記相対位置に基づいて前記表示パネルと前記レンズ板とを相対移動させ、前記表示パネルと前記レンチキュラレンズとの位置合わせを行う工程と、
   を有し、
   前記第１ずれ量を求める工程では、前記第１輝度変化位置として、前記レンチキュラレンズの谷部を求め、
   前記第２ずれ量を求める工程では、前記第２輝度変化位置として、前記レンチキュラレンズの谷部を求めることを特徴とする三次元画像表示装置の製造方法。