(57)【要約】【課題】複数のレンズ素子を用いて複数の視点で３次元画像の観察を可能とする立体画像表示装置において、レンズ素子の薄型化を図る。【解決手段】複数の画素を有する表示部２１と、前記表示部２１の前面に配置された複数のレンズ素子４３とを備え、前記複数のレンズ素子４３のそれぞれが、立体画像の単位画素を透過した光を複数の視点へ集光することにより、当該複数の視点における立体画像観察が可能な立体画像表示装置である。立体画像の単位画素に含まれる垂直方向の画素数をｎ、前記立体画像の単位画素に含まれる水平方向の画素数をｍとした場合、ｄ個のレンズ素子４３が前記立体画像の単位画素を覆い、ｄは、ｍを除いた３以上の整数である。【選択図】図１
2014167493.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素を有する表示部と、前記表示部の前面に配置された複数のレンズ素子とを備え、前記複数のレンズ素子のそれぞれが、立体画像の単位画素を透過した光を複数の視点へ集光することにより、当該複数の視点における立体画像観察が可能な立体画像表示装置であって、
前記立体画像の単位画素に含まれる垂直方向の画素数をｎ、前記立体画像の単位画素に含まれる水平方向の画素数をｍとした場合、ｄ個のレンズ素子が、前記立体画像の単位画素を覆い、
ｄは、ｍを除いた３以上の整数である、立体画像表示装置。
【請求項２】
前記レンズ素子は、円柱の側面状の出射面を有し、当該円柱の軸方向が前記立体画像の単位画素における画素配列の垂直方向に対してなす角度θは、
θ＝ｔａｎ−１（１／ｄｎ）
の関係式を満たす、請求項１に記載の立体画像表示装置。
【請求項３】
前記表示部の画素は、複数色のサブ画素を含み、
前記表示部において、垂直方向には同色のサブ画素が配置され、水平方向には一定周期ごとに同色のサブ画素が配置された、請求項１または２に記載の立体画像表示装置。
【請求項４】
前記画素は、赤、緑、および青の三原色のサブ画素を含む、請求項３に記載の立体画像表示装置。
【請求項５】
前記画素は、赤、緑、および青の三原色のサブ画素と、他の一色のサブ画素とを含む、請求項３に記載の立体画像表示装置。
【請求項６】
前記他の一色は黄である、請求項５に記載の立体画像表示装置。
【請求項７】
前記レンズ素子は、電圧の印加に応じてレンズ機能をオン／オフ可能な液晶レンズである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の立体画像表示装置。
【請求項８】
前記レンズ素子は、複数のシリンドリカルレンズを有するレンチキュラーレンズである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の立体画像表示装置。
【請求項９】
前記表示部が、液晶表示パネルである、請求項１〜８のいずれか一項に記載の立体画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体画像表示装置に関し、さらに詳しくは、多眼方式の立体画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、立体画像表示装置による立体画像の表示方式として、様々な方式が提案されている。その一つとして、特殊なメガネを用いずに立体画像を鑑賞できる、いわゆる多眼方式の立体画像表示装置も知られている。多眼方式の立体画像表示装置としては、例えばレンチキュラーレンズを利用した構成がある。この構成では、前記レンチキュラーレンズは、表示パネル前に配置される。複数の視点のそれぞれにおいて、左目および右目のそれぞれで見える画素に左右の画像を割り当てることにより、各視点から見たときに立体画像が認識できる。
【０００３】
ここで、視点数を増加させる等の理由から、画素の配列方向に対して斜めにレンチキュラーレンズを配置した構成が、例えば特開２００８−２２８１９９号公報（特許文献１）などに開示されている。
【０００４】
特許文献１に記載の立体画像表示装置では、３色のサブ画素で１画素が形成されている。この立体画像表示装置が備えるレンチキュラーレンズには、水平方向に２画素分の幅と同じ幅のシリンドリカルレンズが並べられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２２８１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の装置に設けられたレンチキュラーレンズは、各シリンドリカルレンズの幅が大きい。シリンドリカルレンズは、出射面が凸レンズ形状を有するので、幅が大きくなると必然的に厚さも大きくなる。このため、上記従来の構成では、シリンドリカルレンズの厚さが厚く、装置の薄型化が困難である。
【０００７】
本発明は、複数の視点で立体画像を観察させる多眼方式の立体画像表示装置において、レンズ素子の厚さを薄くすることにより、より薄型の装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、以下に開示する立体画像表示装置は、複数の画素を有する表示部と、前記表示部の前面に配置された複数のレンズ素子とを備え、前記複数のレンズ素子のそれぞれが、立体画像の単位画素を透過した光を複数の視点へ集光することにより、当該複数の視点における立体画像観察が可能な立体画像表示装置であって、前記立体画像の単位画素に含まれる垂直方向の画素数をｎ、前記立体画像の単位画素に含まれる水平方向の画素数をｍとした場合、ｄ個のレンズ素子が、前記立体画像の単位画素を覆い、ｄは、ｍを除いた３以上の整数である。
【発明の効果】
【０００９】
上記の構成によれば、複数の視点で立体画像を観察させる多眼方式の立体画像表示装置においてレンズ素子の厚さを薄くすることにより、装置をより薄く構成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る立体画像表示装置の部分断面図である。
【図２】液晶レンズの平面図である。
【図３】液晶パネルの画素配置を示す図である。
【図４】立体画像表示装置のブロック図である。
【図５】第１の実施形態に係る立体画像表示装置の部分断面図である。
【図６】第２の実施形態の液晶パネルの画素配置を示す図である。
【図７】第３の実施形態の液晶パネルの画素配置を示す図である。
【図８】従来の液晶パネルの画素配置を示す図である。
【図９】従来の液晶パネルの画素配置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の一実施形態にかかる立体画像表示装置は、複数の画素を有する表示部と、前記表示部の前面に配置された複数のレンズ素子とを備え、前記複数のレンズ素子のそれぞれが、立体画像の単位画素を透過した光を複数の視点へ集光することにより、当該複数の視点における立体画像観察が可能な立体画像表示装置であって、前記立体画像の単位画素に含まれる垂直方向の画素数をｎ、前記立体画像の単位画素に含まれる水平方向の画素数をｍとした場合、ｄ個のレンズ素子が、前記立体画像の単位画素を覆い、ｄは、ｍを除いた３以上の整数である（第１の構成）。
【００１２】
この構成によれば、ｍを除いた３以上の整数であるｄ個のレンズ素子が、立体画像の単位画素を覆っているので、この単位画素を１枚のレンズ素子で覆う場合に比べて、１枚のレンズ素子の厚みを小さくすることができる。これにより、立体画像装置の薄型化が図れる。
【００１３】
前記第１の構成において、前記レンズ素子が、円柱の側面状の出射面を有し、当該円柱の軸方向が前記立体画像の単位画素における画素配列の垂直方向に対してなす角度θは、
ａｒｃｔａｎθ＝１／ｄｎ
の関係式を満たすことが好ましい（第２の構成）。これにより、各視点がレンズ素子の位置に対して相対的に均一にずれた構成を実現できる。
【００１４】
前記第１または第２の構成において、前記表示部の画素は、複数色のサブ画素を含み、前記表示部において、垂直方向には同色のサブ画素が配置され、水平方向には一定周期ごとに同色のサブ画素が配置された構成としても良い（第３の構成）。この第３の構成において、前記画素が、赤、緑、および青の三原色のサブ画素を含む態様としても良い（第４の構成）。あるいは、前記画素が、赤、緑、および青の三原色のサブ画素と、他の一色のサブ画素とを含む態様としても良い（第５の構成）。また、この第５の構成において、前記他の一色が黄であることが好ましい。
【００１５】
前記第１〜第６のいずれかの構成において、前記レンズ素子は、電圧の印加に応じてレンズ機能をオン／オフ可能な液晶レンズであることが好ましい（第７の構成）。レンズ素子として液晶レンズを用いることにより、液晶レンズへの供給電圧のオン／オフに応じて、２次元画像表示と立体画像表示とを切り替えることができる。
【００１６】
前記第１〜第６のいずれかの構成において、前記レンズ素子は、複数のシリンドリカルレンズを有するレンチキュラーレンズである構成としても良い（第８の構成）。レンズ素子として液層レンズを用いる第７の構成と比較して、２次元画像表示と立体画像表示との切り替えはできないが、安価に構成することができる。
【００１７】
前記第１〜第８のいずれかの構成において、前記表示部は、例えば液晶表示パネルである（第９の構成）。
【００１８】
以下、図面を参照し、本発明のより具体的な実施形態について説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付し、その説明は繰り返さない。また、図示された構成部材の寸法や、部材同士の寸法比などは、実際とは異なっている。
【００１９】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態にかかる立体画像表示装置１の概略構成を一部模式的に示す部分断面図である。立体画像表示装置１は、多視点から立体画像が観察可能な構成を採用している。立体画像表示装置１は、表示装置２と、筐体３と、液晶レンズユニット４と、レンズユニット駆動部５とを備えている。
【００２０】
表示装置２は、液晶パネル２１およびバックライト２２を備えている。なお、本実施形態においては、表示装置２として液晶表示装置を用いるが、液晶表示装置以外の任意のディスプレイを用いることができる。
【００２１】
バックライト２２は、液晶パネル２１の背面に配置されている。バックライト２２は、液晶パネル２１に光を照射する。液晶パネル２１は、バックライト２２からの光を適宜透過させて表面に画像を表示させる。液晶パネル２１は、複数の画素を有している。
【００２２】
筐体３は、表示装置２と液晶レンズユニット４とを支持する。液晶レンズユニット４は、表示装置２に対して観察者側に配置されている。
【００２３】
立体画像表示装置１は、３次元画像を表示する３Ｄ画像表示モードと、平面画像を表示する２Ｄ画像表示モードとの間で、動作モードを切替可能である。レンズユニット駆動部５は、動作モードに応じて、液晶レンズユニット４がレンズとして機能するか否かを制御する。レンズユニット駆動部５は、３Ｄ画像表示モードにおいては、液晶レンズユニット４をレンズとして機能させる。すなわち、この場合、液晶レンズユニット４は、液晶パネル２１を透過した光を適宜屈折させる。２Ｄ画像表示モードにおいては、レンズユニット駆動部５は、液晶レンズユニット４をレンズとして機能させない。これにより、２Ｄ画像表示モードの場合、液晶パネル２１を透過した光は、屈折することなく観察者側へ出射される。
【００２４】
液晶レンズユニット４は、１対の電極基板４１と、樹脂層４２と、複数のレンズ素子４３とを有している。電極基板４１は、いずれも図示を省略しているが、透明基板と、当該透明基板の表面に形成された透明導電膜とを有する。透明基板は、例えばガラスや樹脂等の絶縁部材により形成されている。透明導電膜としては、例えばＩＴＯ（酸化インジウム錫）膜が用いられる。
【００２５】
樹脂層４２は、電極基板４１の間に配置されている。樹脂層４２の材料としては、液晶への汚染がなく、透明な樹脂が用いられる。具体的には、樹脂層４２には、例えばＵＶ硬化系のアクリル樹脂が用いられる。
【００２６】
各レンズ素子４３は、樹脂層４２と電極基板４１との間にシリンドリカルレンズ形状に形成された空間に液晶が充填されて構成されている。なお、図示は省略しているが、レンズ素子４３内の液晶が接する電極基板４１には、液晶の配向を制御する配向膜が形成されている。レンズ素子４３内の液晶の配向状態は、本実施形態では水平配向とした。ただし、レンズ素子４３内の液晶の配向状態は水平配向に限定されず、垂直配向などであっても良い。
【００２７】
本実施形態では、レンズ素子４３の液晶としては、異常光屈折率ｎｅが常光屈折率ｎｏよりも大きい液晶材料を用いる。また、樹脂層４２の樹脂材料として、その屈折率ｎｒが、液晶の常光屈折率ｎｏとほぼ同じ値である材料を用いる。
【００２８】
レンズ素子４３は、図１に示したように、電極基板４１の法線に平行な断面においては凸レンズ形状を有している。液晶パネル２１から出射された光は偏光であり、この偏光がレンズ素子４３へ入射する際の偏光方向（振動方向）と、１対の電極基板４１間に電圧が印加された際に液晶分子の異常光屈折率ｎｅが作用する平面とが一致するように、液晶の配向方向が定められている。例えば、シリンドリカルレンズ形状のレンズ素子４３のレンズ長軸に平行な方向に、液晶パネル２１から出射されレンズ素子４３へ入射する光の偏光方向と液晶の配向方向とを一致させても良い。なお、液晶パネル２１からの出射光の偏光方向と液晶の配向方向とを一致させるために、液晶パネル２１における液晶レンズユニット４側の表面に、例えば位相差板などを配置しても良い。
【００２９】
以上の構成により、１対の電極基板４１間に電圧が印加されていない状態では、レンズ素子４３は、レンズ機能を果たす。すなわち、液晶パネル２１から各レンズ素子４３へ入射した光は、レンズ素子４３と樹脂層４２との界面で屈折し、所定の方向へ集光される。一方、１対の電極基板４１間に電圧が印加された状態では、レンズ素子はレンズ機能を発揮しない。したがって、この状態では、液晶パネル３１からレンズ素子４３へ入射した光は、屈折による影響を受けることなく、観察者側へ透過する。なお、１対の電極基板４１間への電圧印加のオン／オフは、レンズユニット駆動部５が制御する。
【００３０】
図２は、液晶レンズユニット４の正面図である。液晶レンズユニット４は、液晶パネル２１の全面を覆っている。図１および図２から分かるように、液晶レンズユニット４は、複数のレンズ素子４３が互いに隣接するよう配置されたレンチキュラーレンズ状の構成をとる。ただし、レンズ素子４３は、液晶パネル２１の垂直方向の辺に対して角度θだけ傾けて配置されている。
【００３１】
なお、本実施形態では、樹脂層４２を備えた液晶レンズユニット４を用いた。ただし、液晶レンズユニット４の代わりに、樹脂を用いずに液晶材料のみでレンズ効果を得るＧＲＩＮレンズ（Ｇｒａｄｉｅｎｔ  Ｉｎｄｅｘ  ｌｅｎｓ）を用いてもよい。
【００３２】
図３は、液晶パネル２１の画素配置を示す図である。なお、図３の各サブ画素の寸法は実際とは異なっている。
【００３３】
液晶パネル２１は、複数の画素を有している。各画素は、それぞれ色の異なる３種類のサブ画素から構成されている。図３の例では、１画素は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のサブ画素が水平方向に並べられて構成されている。各サブ画素は、好ましくは、水平方向の長さが垂直方向の長さの３分の１である。これにより、１画素はほぼ正方形となる。図３の例では、垂直方向に同色のサブ画素が配置され、水平方向においては、一定周期で同色のサブ画素が配置されている。この実施形態に係る立体画像表示装置では、水平方向に３画素分、垂直方向に３画素分の範囲で立体画像の単位画素が形成されている。このため、上述のように１画素がほぼ正方形である場合、立体画像の単位画素が正方形になる。
【００３４】
ここで、立体画像表示装置１が９つの視点（観察位置）で立体画像を観察できるようにする場合の、視点とサブ画素との対応関係について説明する。図３において、サブ画素の色記号に付された数字（例えば「Ｒ１」）は、９つの観察位置のうち、そのサブ画素を通過した光が観察される観察位置を示している。すなわち、９つの観察位置のうち第１の観察位置では、サブ画素Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１をそれぞれ透過した光が観察される。第２の観察地点では、サブ画素Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２をそれぞれ透過した光が観察される。ここでは、視点数が９であるため、縦３個（３画素）×横９個（３画素）の合計２７個のサブ画素で、立体画像の単位画素が形成される。
【００３５】
１つの単位画素において、最も上の行（図３の行Ａ）には、左から順に、サブ画素Ｇ３、Ｂ７、Ｒ２、Ｇ６、Ｂ１、Ｒ５、Ｇ９、Ｂ４、Ｒ８が並べられている。単位画素において、上から２行目（図３の行Ｂ）には、左から順に、サブ画素Ｇ４、Ｂ８、Ｒ３、Ｇ７、Ｂ２、Ｒ６、Ｇ１、Ｂ５、Ｒ９が並べられている。単位画素において、最も下の行（図３の行Ｃ）には、左から順に、サブ画素Ｒ１、Ｇ５、Ｂ９、Ｒ４、Ｇ８、Ｂ３、Ｒ７、Ｇ２、Ｂ６が並べられている。
【００３６】
本実施形態では、水平方向に３画素（サブ画素９個）分、垂直方向３画素分の範囲で立体画像の単位画素が形成されている。そして、図３に示すように、立体画像の単位画素は、４つのレンズ素子４３で覆われている。言い換えると、各レンズ素子４３の幅は、２．２５個分のサブ画素の水平方向幅と同じである。
【００３７】
本実施形態では、４つのレンズ素子４３で単位画素が覆われているが、単位画素を覆うレンズ素子４３の数はこれに限定されない。単位画素を覆うレンズ素子４３の数ｄは、単位画素の水平方向の画素数をｍとすると、ｍを除く３以上の整数であれば良い。例えば、図３に示した配置の単位画素の場合であれば、ｍ＝３であるので、ｄ＝５であっても良い。
【００３８】
立体画像の単位画素を構成する画素群の垂直方向の画素数をｎとしたときに、レンズ素子４３は、垂直方向に対する傾き角をθとすると、
ａｒｃｔａｎθ＝１／（ｄｎ）
が成り立つ。本実施形態の図３に示した例では、ｄ＝４、ｎ＝３であるので、各レンズ素子４３は、垂直方向に対して角度θ＝ｔａｎ−１（１／１２）だけ傾斜している。例えば、図３の例で、立体画像の単位画素を５個のレンズ素子４３で覆う場合には、各レンズ素子４３は、垂直方向に対して角度θ＝ｔａｎ−１（１／１５）だけ傾斜して配置される。
【００３９】
すなわち、この構成では、レンズ素子４３のピッチは、ｍ／ｄで計算される。多眼方式の立体画像表示装置の場合、各視点がレンズ素子の位置に対して相対的に均一にずれるような画素配列であることが必要である。各視点のずれ量（視点間のピッチ）は、１つのレンズ素子が覆う画素数を視点数で割ることで求められる。すなわち、各視点のずれ量は、
（ｍ／ｄ）／（ｍｎ）＝１／（ｄｎ）
である。したがって、レンズ素子４３の傾斜角θについては、
ａｒｃｔａｎθ＝１／（ｄｎ）
が成り立てば、多眼方式の立体画像表示装置を実現できる。
【００４０】
図４は、立体画像表示装置１の機能的構成の概略を示すブロック図である。
【００４１】
制御部６は、液晶パネル２１やバックライト２２等の各機能部を制御する。制御部６は、記憶部６１と、２Ｄ−３Ｄ切り替え部６２と、立体画像データ生成部６３とを有している。２Ｄ−３Ｄ切り替え部６２および立体画像データ生成部６３は、必ずしもハードウェアとして実装されていなくてもよい。例えば、制御部６がプロセッサを備え、記憶部６１に記憶されているプログラムをプロセッサが実行することで、２Ｄ−３Ｄ切り替え部６２および立体画像データ生成部６３の機能が具現される態様であってもよい。
【００４２】
２Ｄ−３Ｄ切り替え部６２は、平面画像を表示する２Ｄ画像表示モードと立体画像を表示する３Ｄ画像表示モードとを切り替える。２Ｄ−３Ｄ切り替え部６２は、例えば、観察者から切り替え指示を受けること等により、２Ｄ画像表示モードと３Ｄ画像表示モードとを切り替える。
【００４３】
２Ｄ−３Ｄ切り替え部６２は、２Ｄ画像表示モードから３Ｄ画像表示モードへ動作モードを切り替えるときは、立体画像データ生成部６３とレンズユニット駆動部５へ、３Ｄ画像表示モードで動作するよう指示を与える。この指示を受けて、立体画像データ生成部６３は、３次元表示用の画像を生成する。すなわち、立体画像データ生成部６３は、立体画像の単位画素を構成するサブ画素のそれぞれへ供給すべき輝度データを生成する。レンズユニット駆動部５は、電極基板４１への電圧印加をオフにする。
【００４４】
これにより、前述したとおり、液晶レンズユニット４の各レンズ素子４３は、レンズとして機能し、液晶パネル２１から出射されて、立体画像の単位画素へ入射した光は、９つの観察位置へそれぞれ集光される。この結果、９つの観察位置で立体画像を観察することができる。
【００４５】
一方、３Ｄ画像表示モードから２Ｄ画像表示モードへ動作モードを切り替えるときは、２Ｄ−３Ｄ切り替え部６２は、立体画像データ生成部６３とレンズユニット駆動部５へ、２Ｄ画像表示モードで動作するよう指示を与える。この指示を受けて、立体画像データ生成部６３は、３次元表示用の画像生成を停止する。レンズユニット駆動部５は、電極基板４１への電圧印加をオンにする。
【００４６】
この場合、液晶レンズユニット４のレンズ素子４３内の液晶分子は、電極基板４１から印加される電界にしたがって向きを変える。これにより、レンズ素子４３の屈折率が、樹脂層４２の屈折率ｎｒとほぼ同じ常光屈折率ｎｏに変わる。レンズ素子４３の屈折率ｎｒと樹脂層４２の屈折率ｎｏとがほぼ同じであるため、液晶パネル２１から液晶レンズユニット４へ入射した光は、図５中に破線矢印で模式的に示したように、レンズ素子４３と樹脂層４２との界面で屈折せずに透過する。これにより、液晶パネル２１に表示された画像は、液晶レンズユニット４の影響を受けずに観察者に観察される。
【００４７】
以上のとおり、本実施形態に係る立体画像表示装置１では、立体画像を形成する際の単位画素全体を１枚のシリンドリカルレンズで覆う場合に比べて、レンズ素子４３の幅が短い。このため、レンズ素子４３の厚さを薄くすることができる。したがって、装置全体を薄型化することができる。また、レンズ素子４３内に充填する液晶の量を減らすことができ、製造コストを下げることができる。さらに、レンズ素子４３内の液晶の応答速度が早くなるという効果もある。
【００４８】
また、レンズ素子４３が、垂直方向に対して角度θ＝ｔａｎ−１（１／ｄｎ）だけ傾斜しているため、図２に示したように、立体画像データにおけるＲ、Ｇ、Ｂの視点が水平方向において順番に規則的に並ぶ。例えば、Ｒ１は最も左側に配置され、Ｒ２〜Ｒ４がその右側、Ｒ５〜Ｒ７がさらにその右側、Ｒ９が最も右側に配置される。緑色のサブ画素Ｇ１〜Ｇ９および青色のサブ画素Ｂ１〜Ｂ９についても同様である。このため、立体画像データ生成部６３は、立体画像データの生成を行いやすくなる。また、視点が移動した場合においても、違和感のない滑らかな移動が可能となる。
【００４９】
ここで、本実施形態にかかる構成との比較のために、図８に比較例にかかる画素配置を示す。図８に示す比較例は、ｄ＝２、ｎ＝３としたものである。この比較例では、シリンドリカルレンズ状のレンズ素子１００は、水平方向に１．５画素分（サブ画素４．５個分に相当）の幅を有する。すなわち、この比較例にかかる構成は、２つのシリンドリカルレンズ１００で立体画像の単位画素が覆われている。
【００５０】
この場合には、９つの視点で立体画像を形成するためには、サブ画素Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に対して、サブ画素Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６は左側に並び、サブ画素Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９は右側に並ぶ。したがって、サブ画素Ｒ１〜Ｒ９は、左から右に向かって順番に並ぶことにはならず、不規則に並ぶ。このため、立体画像データを生成するのが難しい。また、視点が移動した場合において、観察画像に違和感が生じるという問題もある。
【００５１】
これに対して、前述のとおり、第１の実施形態にかかる構成では、サブ画素Ｒ１〜Ｒ９が左から順に並ぶので、立体画像データを生成しやすく、視点移動の際も違和感がないという利点がある。
【００５２】
［第２の実施形態］
第２の実施形態の立体画像表示装置は、立体画像を形成する単位画素が４画素で構成されている点で第１の実施形態の立体画像表示装置１と異なっている。
【００５３】
第２の実施形態に係る立体画像表示装置は、液晶パネルの構成以外は第１の実施形態に係る立体画像形成装置１と同じ構成である。このため、液晶パネル以外の構成について説明を省略する。
【００５４】
図６は、第２の実施形態にかかる立体画像表示装置が備える液晶パネル１０２の画素配置を示す図である。なお、図６の例も、視点の数は９である。
【００５５】
液晶パネル１０２は、第１の実施形態の立体画像表示装置１に用いられる液晶パネル２１と画素の構成が異なっている。すなわち、液晶パネル１０２の１画素は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、黄（Ｙ）のサブ画素が水平方向に並べられて構成されている。この黄（Ｙ）は、青色（Ｂ）の補色である。各サブ画素は、好ましくは、水平方向の長さが垂直方向の長さの４分の１である。これにより、１画素はほぼ正方形となる。水平方向に３画素分（すなわち１２個のサブ画素）、垂直方向に３画素分の範囲で、立体画像の単位画素が形成される。つまり、本実施形態では、立体画像の単位画素は、合計３６個のサブ画素で構成されている。なお、この実施形態では、１画素を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、黄（Ｙ）のサブ画素により構成したが、これに限らず、黄（Ｙ）の代わりに他の色を用いてもよい。
【００５６】
第２の実施形態に係る立体画像表示装置では、水平方向に３画素分、垂直方向に３画素分の範囲で立体画像の単位画素が形成されている。このため、上述のように１画素がほぼ正方形である場合、立体画像の単位画素が正方形になる。なお、本実施形態では、立体画像の単位画素を覆うレンズ素子の数ｄ＝４、単位画素における垂直方向の画素数ｎ＝３、単位画素における水平方向の画素数ｍ＝３である。すなわち、４つのレンズ素子４３が、立体画像の単位画素を覆っている。
【００５７】
図９は、比較例のために、ｄ＝１，ｎ＝４とした場合の画素配置を示す図である。比較例の構成では、１枚のシリンドリカルレンズ２００により、立体画像の単位画素が覆われている。この場合には、垂直方向に４画素分、水平方向に２、２５画素分の範囲で立体画像の単位画素が形成されている。図９から分かるように、比較例の場合は、垂直方向に４画素を、立体画像の単位画素に割り当てる必要がある。この場合、単位画素が正方形にならないという問題がある。単位画素を正方形にしようとすると、１６視点が必要となる。視点数が多くなるほどと、立体画像表示を行った場合の解像度の劣化が大きくなるという点で不利である。
【００５８】
これに対して、第２の実施形態の構成では、上述のように、ｄ＝４、ｎ＝３とすることにより、図９の比較例のように単位画素全体を１枚のシリンドリカルレンズで覆う場合に比べて、レンズ素子４３の幅が短くてすむ。このため、レンズ素子４３の厚さを薄くすることができる。したがって、装置全体を薄型化することができる。また、立体画像の単位画素が正方形になるようにサブ画素が配列されているので、９視点での立体画像表示が可能である。
【００５９】
［第３の実施形態］
第３の実施形態の立体画像表示装置は、視点数が１２である点で第２の実施形態の立体画像表示装置と異なっている。
【００６０】
図７は、液晶パネル２０２の画素配置を示す図である。
【００６１】
液晶パネル２０２は、立体画像の単位画素を形成する画素数が、第２実施形態の液晶パネル１０２と異なっている。液晶パネル２０２は、水平方向に３画素（すなわち１２サブ画素）、垂直方向に４画素の範囲に含まれる合計１２画素で、立体画像の単位画素が構成されている。言い換えると、立体画像の単位画素は、合計４８個のサブ画素で形成されている。なお、本実施形態では、立体画像の単位画素を覆うレンズ素子の数ｄ＝４、単位画素における垂直方向の画素数ｎ＝４、単位画素における水平方向の画素数ｍ＝３である。すなわち、本実施形態にかかる構成では、４つのレンズ素子４３が、立体画像の単位画素を覆っている。
【００６２】
レンズ素子４３の幅は、３つのサブ画素の水平方向幅と同じ長さである。すなわち、４つのレンズ素子４３で立体画像の単位画素が覆われている。レンズ素子４３は、垂直方向に対して、角度θ＝ｔａｎ−１（１／１６）だけ傾斜して配置されている。
【００６３】
本実施形態の構成でも、上述のように、ｄ＝４、ｎ＝４とすることにより、図９の比較例のように単位画素全体を１枚のシリンドリカルレンズで覆う場合に比べて、レンズ素子４３の幅が短くてすむ。このため、レンズ素子４３の厚さを薄くすることができる。したがって、装置全体を薄型化することができる。
【００６４】
〈他の実施形態〉
上記の実施形態では、立体画像の単位画素を４個のレンズ素子で覆う例について説明したが、本発明はこれに限らず、立体画像の単位画素を５個以上のレンズ素子で覆うようにしてもよい。
【００６５】
上記の実施形態では、液晶レンズユニット４を用いて、２Ｄ画像表示モードと３Ｄ画像表示モードとを切り替えられる立体画像表示装置について説明したが、前述のＧＲＩＮレンズを使用してもよい。また、本発明において、２Ｄ画像表示モードと３Ｄ画像表示モードとの間での動作モード切り替えは必須ではない。したがって、液晶レンズユニット４に替えて、通常のシリンドリカルレンズが並べられたレンチキュラーレンズを用いてもよい。この場合には、立体画像表示装置は、常に立体画像を表示することとなる。
【００６６】
上記の実施形態では、観察者の操作により２Ｄ画像表示モードと３Ｄ画像表示モードとを切り替える例を示した。しかし、本発明はこれに限らず、表示すべき画像データの内容等に応じて、動作モードを自動的に切り替えるようにしてもよい。
【００６７】
また、上記の実施形態では、２Ｄ画像表示モードの場合に、レンズユニット駆動部５から電極基板４１へ電圧を印加する構成を採用した。しかし、本発明はこれに限らない。上記とは逆に、２Ｄ画像表示モードでレンズユニット駆動部５からの電圧供給をオフとし、３Ｄ画像表示モードで電圧供給をオンとする構成を採用してもよい。
【００６８】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１  立体画像表示装置
２  液晶表示装置
４  液晶レンズユニット
５  レンズユニット駆動部
６  制御部
２１  液晶パネル（表示部）
２２  バックライト
４３  レンズ素子
６１  記憶部
６２  ２Ｄ−３Ｄ切り替え部
６３  立体画像データ生成部
１０２  液晶パネル
２０２  液晶パネル
２０３  レンズ素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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