(57)【要約】【課題】色収差の少ない画像を提供する。【解決手段】観視者の右眼に与えるべき右眼用画像と観視者の左眼に与えるべき左眼用画像とを表示する表示パネルと、表示パネルを裏面から照らして右眼用画像を透過させた光を観視者の右眼に与える右眼用光源と、表示パネルを裏面から照らして左眼用画像を透過させた光を観視者の左眼に与える左眼用光源と、を備え、右眼用光源および左眼用光源の少なくとも一方は、波長の異なる光を照射する、異なる位置に設けられた複数の照明部を有する表示装置を提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
観視者の右眼に与えるべき右眼用画像と前記観視者の左眼に与えるべき左眼用画像とを表示する表示パネルと、
前記表示パネルを裏面から照らして前記右眼用画像を透過させた光を前記観視者の右眼に与える右眼用光源と、
前記表示パネルを裏面から照らして前記左眼用画像を透過させた光を前記観視者の左眼に与える左眼用光源と、
を備え、
前記右眼用光源および前記左眼用光源の少なくとも一方は、波長の異なる光を照射する、異なる位置に設けられた複数の照明部を有する
表示装置。
【請求項２】
前記右眼用光源および前記左眼用光源のそれぞれが、波長の異なる光を照射する、異なる位置に設けられた前記複数の照明部を有する請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記複数の照明部は、３原色のそれぞれを照射する３つの照明部を含む請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記右眼用画像および前記左眼用画像を透過させる光および透過させた光の少なくとも一方を前記観視者の右眼および左眼に集光するレンズ部を更に備え、
前記複数の照明部のそれぞれは、観視位置における色収差を補償すべく前記表示パネルに対して異なる距離に設けられる
請求項２または３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記右眼用光源および前記左眼用光源のそれぞれについて、前記複数の照明部のそれぞれは、前記表示パネルの面方向における異なる位置に設けられる請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記右眼用光源および前記左眼用光源からの光を上下方向に拡散して前記表示パネルに与える拡散板をさらに備え、
前記複数の照明部のそれぞれは、前記表示パネルの上下方向および前記表示パネルとの距離方向に異なる位置に設けられる
請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
配列された複数の発光素子を有する光源アレイと、
前記光源アレイが有する対応する発光素子からの光を入射端から入射して出射端から出射する配列された複数のカレイドスコープを、複数の前記右眼用光源および複数の前記左眼用光源のそれぞれにおける前記複数の照明部のそれぞれとして設けるカレイドスコープアレイと、
を備え、
前記カレイドスコープアレイにおける各カレイドスコープの出射端は、前記表示パネルに対して斜めに配列される
請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記観視者の位置を検出する検出部と、
前記表示パネルに対する前記観視者の左右方向の位置および前記表示パネルに対する前記観視者の距離に応じて、前記複数の発光素子のうち、前記カレイドスコープアレイにおけるいずれのカレイドスコープに対応する発光素子を発光させるかを制御する発光制御部と、
を備える請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
前記発光制御部は、
前記表示パネルに対する前記観視者の左右方向の位置および前記表示パネルに対する前記観視者の距離に応じて、波長の異なる複数の光のそれぞれを出射するべきカレイドスコープの出射端の前記表示パネルからの距離を算出し、算出した距離に応じた出射端に対応する発光素子を発光させる請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記複数の照明部からの複数の光を光学的に合成して、波長の異なる複数の光の合成光として前記表示パネルへと照射する合成部を更に備える請求項１から６のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１１】
前記複数の照明部のそれぞれは、焦点距離が異なる照明レンズを介して前記表示パネルに光を照射する請求項１から６のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１２】
前記右眼用光源および前記左眼用光源の位置を、前記観視者の移動に伴って変更する位置変更部を更に備える請求項１から６のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１３】
表示装置を用いて観視者に画像を表示する表示方法であって、
表示パネルにより、観視者の右眼に与えるべき右眼用画像と前記観視者の左眼に与えるべき左眼用画像とを表示し、
前記表示パネルを裏面から照らして前記右眼用画像を透過させた光を前記観視者の右眼に与え、
前記表示パネルを裏面から照らして前記左眼用画像を透過させた光を前記観視者の左眼に与え、
前記観視者の右眼に与える光または前記観視者の左眼に与える光の少なくとも一方を、波長の異なる光を照射する、異なる位置に設けられた複数の照明部により生成する
表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置および表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
専用メガネを用いずに立体画像を提供する裸眼用の立体表示装置として、透過型表示モニタを用いた装置が知られている。この立体表示装置は、透過型表示モニタと、透過型表示モニタの裏面側から光を照射する右眼用光源および左眼用光源と、透過型表示モニタと略同一の大きさのレンズとを備える。
【０００３】
透過型表示モニタは、一例として、第１偏光成分（例えばＳ偏光）のみを透過するラインと第２偏光成分（例えばＰ偏光）のみを透過するラインとを交互に有する。透過型表示モニタは、第１偏光成分のみを透過するラインに右眼用画像を表示し、第２偏光成分のみを透過するラインに左眼用画像を表示する。右眼用の点光源は、第１偏光成分の光を照射する。また、左眼用の点光源は、第１偏光成分の光を照射する。
【０００４】
レンズは、透過型表示モニタと点光源との間における透過型表示モニタに近接した位置に設けられる。そして、レンズは、右眼用の点光源からの光を観視者の右眼上に結像し、左眼用の点光源からの光を観視者の左眼上に結像する。このような立体表示装置は、右眼用画像を観視者の右眼のみに与え、左眼用画像を観視者の左眼のみに与えることができる。これにより、立体表示装置は、専用メガネを用いない裸眼の観視者に対して立体画像を提供することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、この立体表示装置は、透過型表示モニタと点光源との間のレンズに色収差が含まれる。従って、この立体表示装置では、このレンズによる色収差が含まれる立体画像を観視者に与えてしまっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、観視者の右眼に与えるべき右眼用画像と前記観視者の左眼に与えるべき左眼用画像とを表示する表示パネルと、前記表示パネルを裏面から照らして前記右眼用画像を透過させた光を前記観視者の右眼に与える右眼用光源と、前記表示パネルを裏面から照らして前記左眼用画像を透過させた光を前記観視者の左眼に与える左眼用光源と、を備え、前記右眼用光源および前記左眼用光源の少なくとも一方は、波長の異なる光を照射する、異なる位置に設けられた複数の照明部を有する表示装置を提供する。
【０００７】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係る表示装置１０の構成を示す。
【図２】本実施形態に係る表示部２０の構成を示す。
【図３】本実施形態に係る右眼用光源２４および左眼用光源２６の構成、右眼用光源２４および左眼用光源２６から照射された光の光路一例を示す。
【図４】本実施形態に係る右眼用光源２４および左眼用光源２６の構成の一例を示す。
【図５】本実施形態の第１変形例に係る表示部２０の構成を示す。
【図６】本実施形態の第２変形例に係る表示部２０の構成を示す。
【図７】本実施形態の第３変形例に係る表示部２０の構成を示す。
【図８】第３変形例に係る表示部２０を左右方向から見た場合の構成を示す。
【図９】本実施形態の第４変形例に係る表示部２０を左右方向から見た場合の構成を示す。
【図１０】本実施形態に係る生成部１２による右眼用画像および左眼用画像の生成方法の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１０】
図１は、本実施形態に係る表示装置１０の構成を示す。表示装置１０は、観視者の右眼に右眼用画像を与え、観視者の左眼に右眼用画像を与える。これにより、表示装置１０は、観視者に立体画像を提供することができる。
【００１１】
生成部１２は、観視者の右眼に与えるべき右眼用画像および観視者の左眼に与えるべき左眼用画像を生成する。生成部１２は、一例として、右眼に対応する視点および左眼に対応する視点から被写体を撮像して右眼用画像および左眼用画像を生成する撮像装置であってよい。
【００１２】
また、生成部１２は、一例として、右眼に対応する視点および左眼に対応する視点から仮想的な３次元物体を見た右眼用画像および左眼用画像を、コンピュータグラフィックス等により生成する装置であってもよい。また、生成部１２は、このように生成された右眼用画像および左眼用画像を記録媒体から再生する再生装置であっても、外部から与えられたデータを復号して右眼用画像および左眼用画像を生成する装置であってもよい。
【００１３】
表示部２０は、生成部１２により生成された右眼用画像および左眼用画像を観視者に表示する。本実施形態において、表示部２０は、観視者に画像分離用の専用メガネを装着させずに、右眼用画像を観視者の右眼のみに与え、左眼用画像を観視者の左眼のみに与えることができる。
【００１４】
図２は、本実施形態に係る表示部２０の構成を示す。表示部２０は、表示パネル２２と、右眼用光源２４と、左眼用光源２６と、レンズ部２８とを有する。
【００１５】
表示パネル２２は、右眼用画像と左眼用画像とを表示する。表示パネル２２は、裏面側から照射された光を透過して、表面側から観賞する観視者に表示した画像に応じた光を与える透過型の表示装置である。
【００１６】
例えば、表示パネル２２は、第１偏光成分の光を透過する第１領域と、第１偏光成分の光と直交関係となる第２偏光成分の光を透過する第２領域とを有する。そして、表示パネル２２は、第１領域に右眼用画像を表示し、第２領域に左眼用画像を表示する。第１偏光成分の光および第２偏光成分の光は、偏光方向が互いに直交する直線偏光（Ｓ偏光およびＰ偏光）であってもよいし、回転方向が互いに逆の円偏光であってもよい。
【００１７】
また、表示パネル２２は、このような第１領域と第２領域とが空間的に交互に配置される。表示パネル２２は、一例として、第１領域および第２領域を上下方向（垂直方向）に交互に有する。例えば、表示パネル２２は、第1偏光成分の光を透過する水平ラインと、第２偏光成分の光を透過する水平ラインとを交互に含む構成であってよい。
【００１８】
表示パネル２２は、このような第１領域と第２領域とを有する構成に代えて、例えば、右眼用画像と左眼用画像とを時間的に交互に表示してもよい。例えば、表示パネル２２は、右眼用画像を表示する第１期間と、左眼用画像を表示する第２期間とを所定数フレーム毎に交互に切り替える。
【００１９】
右眼用光源２４は、表示パネル２２を裏面から照らして右眼用画像を透過させた光を観視者の右眼に与える。即ち、右眼用光源２４は、観視者の右眼に対して、レンズ部２８および表示パネル２２を介して光を照射して右眼用画像の光を与える。
【００２０】
左眼用光源２６は、表示パネル２２を裏面から照らして左眼用画像を透過させた光を観視者の左眼に与える。即ち、左眼用光源２６は、観視者の左眼に対して、レンズ部２８および表示パネル２２を介して光を照射して左眼用画像の光を与える。
【００２１】
右眼用光源２４および左眼用光源２６は、例えば表示パネル２２よりも発光領域の面積が十分に小さい点光源である。右眼用光源２４および左眼用光源２６は、片眼の周囲の領域に相当する発光領域（例えば直径７〜８ｃｍの円周程度）を有する光源であってよい。
【００２２】
レンズ部２８は、表示パネル２２に表示された右眼用画像および左眼用画像を透過させる光および透過させた光の少なくとも一方を観視者の右眼および左眼に集光する。表示パネル２２と、右眼用光源２４および左眼用光源２６との間、または、表示パネル２２と観視者との間に設けられる。レンズ部２８は、表示パネル２２と略同一または表示パネル２２よりも大きく、例えば表示パネル２２に近接した位置に設けられる。レンズ部２８は、例えば、フレネルレンズであってよい。
【００２３】
このような構成の表示部２０において、右眼用光源２４は、レンズ部２８における、観視者の右眼と共役な位置に設けられる。これにより、レンズ部２８は、右眼用光源２４から照射されて表示パネル２２に表示された右眼用画像を透過させる光または透過した光を観視者の右眼に集光することができる。
【００２４】
また、左眼用光源２６は、レンズ部２８における、観視者の左眼の共役な位置に設けられる。これにより、レンズ部２８は、左眼用光源２６から照射されて表示パネル２２に表示された左眼用画像を透過させる光または透過した光を、観視者の左眼に集光することができる。
【００２５】
そして、例えば表示パネル２２が第１領域と第２領域とを有する構成である場合、右眼用光源２４は、第１偏光成分の光を表示パネル２２の裏面に照射する。また、左眼用光源２６は、第２偏光成分の光を表示パネル２２の裏面に照射する。これにより、右眼用光源２４は、右眼用画像を観視者の右眼のみに与えることができる。また、左眼用光源２６は、左眼用画像を観視者の左眼のみに与えることができる。
【００２６】
また、例えば表示パネル２２が右眼用画像と左眼用画像とを時間的に交互に表示する構成である場合、右眼用光源２４は、第１期間において点灯し、第２期間において消灯する。これにより、右眼用光源２４は、右眼用画像を観視者の右眼のみに与えることができる。また、この場合、左眼用光源２６は、第２期間において点灯し、第１期間において消灯する。これにより、左眼用光源２６は、左眼用画像を観視者の左眼のみに与えることができる。
【００２７】
以上のような表示部２０は、右眼用画像を観視者の右眼のみに与え、左眼用画像を観視者の左眼のみに与えることができる。これにより、表示装置１０によれば、画像分離用の専用メガネを装着しない裸眼の観視者に立体画像を提供することができる。
【００２８】
図３は、本実施形態に係る右眼用光源２４および左眼用光源２６の構成、右眼用光源２４および左眼用光源２６から照射された光の光路一例を示す。ここで、右眼用光源２４および左眼用光源２６の少なくとも一方は、波長の異なる光を照射する、異なる位置に設けられた複数の照明部３０を含む。
【００２９】
本例においては、右眼用光源２４および左眼用光源２６のそれぞれは、３原色のそれぞれを照射する３つの照明部３０を含む。例えば、右眼用光源２４および左眼用光源２６のそれぞれは、赤色の光を照射する赤用の照明部３０−Ｒと、緑色の光を照射する緑用の照明部３０−Ｇと、青色の光を照射する青用の照明部３０−Ｂとを含む。
【００３０】
そして、右眼用光源２４および左眼用光源２６のそれぞれについて、複数の照明部３０のそれぞれは、観視位置における色収差を補償すべく表示パネル２２に対して異なる距離に設けられる。複数の照明部３０は、一例として、波長の長い光を照射する照明部３０のレンズ部２８までの光学距離を短く、波長の短い光を照射する照明部３０のレンズ部２８までの光学距離が長くするように設けられる。例えば、複数の照明部３０は、レンズ部２８による色収差に応じて結像位置がずれた距離差分、互いに光軸方向にずらして設けられる。
【００３１】
このように、右眼用光源２４および左眼用光源２６のそれぞれは、波長の異なる光を照射する複数の照明部３０が互いに異なる位置に設けられるので、それぞれの照明部３０から照射された光の結像位置を一致または近づけることができる。これにより、右眼用光源２４および左眼用光源２６は、レンズ部２８に色収差が含まれていても、観視者に対して色収差の少ない鮮明な右眼用画像および左眼用画像を与えることができる。
【００３２】
なお、右眼用光源２４および左眼用光源２６のそれぞれについて、複数の照明部３０のそれぞれは、表示パネル２２の面方向における異なる位置に設けられていてもよい。これにより、右眼用光源２４および左眼用光源２６は、一の照明部３０から出射された光を、他の照明部３０に遮られることなく、表示パネル２２に照射することができる。
【００３３】
図４は、本実施形態に係る右眼用光源２４および左眼用光源２６の構成の一例を示す。右眼用光源２４および左眼用光源２６のそれぞれは、一例として、複数の照明部３０からの複数の光を光学的に合成して、波長の異なる複数の光の合成光として表示パネル２２へと照射する合成部３２を更に含んでよい。合成部３２は、一例として、特定波長の光を反射して特定波長以外の光を透過する、または、特定波長の光を透過して特定波長以外の光を反射するダイクロイックミラーであってよい。
【００３４】
本例においては、右眼用光源２４および左眼用光源２６のそれぞれは、赤用の照明部３０−Ｒと、緑用の照明部３０−Ｇと、青用の照明部３０−Ｂと、第１の合成部３２−１と、第２の合成部３２−２とを含む。第１の合成部３２−１は、緑色の光を反射し、緑以外の光を透過するダイクロイックミラーである。緑用の照明部３０−Ｇは、第１の合成部３２−１における一方の面（第１面）に対して緑色の光を照射する。青用の照明部３０−Ｂは、第１の合成部３２−１における第１面の反対側の面（第２面）に対して青色の光を照射する。これにより、第１の合成部３２−１は、緑色および青色の合成光を出射することができる。
【００３５】
第２の合成部３２−２は、赤色の光を反射し、赤以外の光を透過するダイクロイックミラーである。赤用の照明部３０−Ｂは、第２の合成部３２−２における一方の面（第１面）に対して光を照射する。第１の合成部３２−１は、緑色および青色の合成光を第２の合成部３２−２における第１面の反対側の面（第２面）に対して照射する。これにより、第２の合成部３２−２は、赤色、緑色および青色の合成光を出射することができる。
【００３６】
また、それぞれの照明部３０は、白色光を発光する照明レンズ３４と、照明レンズ３４により発光された白色光のうち特定波長を透過する色フィルタとを含む構成であってもよい。また、照明部３０は、白色光をダイクロイックミラーに照射して、ダイクロイックミラーにより色フィルタの役割をさせる構成であってもよい。
【００３７】
また、右眼用光源２４および左眼用光源２６のそれぞれは、複数の照明部３０のそれぞれに対応して照明レンズ３４を含む構成であってもよい。この場合、右眼用光源２４および左眼用光源２６のそれぞれは、発光する光の波長毎に焦点距離が異なる照明レンズ３４を介して表示パネル２２に光を照射する。これにより、右眼用光源２４および左眼用光源２６のそれぞれは、それぞれの照明部３０におけるレンズ部２８までの光学距離を、発光する光の波長毎に調整することができる。
【００３８】
なお、右眼用光源２４および左眼用光源２６のそれぞれは、それぞれの照明部３０におけるレンズ部２８までの光学距離を、照明レンズ３４の焦点距離により調整してもよいし、照明部３０とレンズ部２８との間の物理的な距離により調整してもよい。また、右眼用光源２４および左眼用光源２６のそれぞれは、これら両者により、それぞれの照明部３０におけるレンズ部２８までの光学距離を調整してもよい。
【００３９】
図５は、本実施形態の第１変形例に係る表示部２０の構成を示す。なお、本変形例に係る表示部２０は、図２に示された表示部２０と略同一の構成および機能を採るので、図２に示された表示部２０が備える部材と略同一の構成および機能の部材に同一の符号を付け、以下相違点を除き説明を省略する。
【００４０】
本変形例に係る表示部２０は、検出部３６と、位置変更部３８とを更に有する。本変形例において、右眼用光源２４および左眼用光源２６は、表示パネル２２に対して移動可能に設けられている。右眼用光源２４および左眼用光源２６は、一例として、表示パネル２２に対して左右方向および上下方向に移動可能に設けられる。更に、右眼用光源２４および左眼用光源２６は、一例として、表示パネル２２に対して距離方向にも移動可能に設けられてもよい。
【００４１】
検出部３６は、観視者の位置を検出する。検出部３６は、一例として、カメラにより撮影された観視者の顔および頭等を認識して観視者の位置を検出する。
【００４２】
位置変更部３８は、右眼用光源２４および左眼用光源２６の位置を、観視者の移動に伴って変更する。位置変更部３８は、一例として、予め定められた範囲内の観視者の移動に伴って、レンズ部２８における、当該観視者の右眼および左眼と共役な位置に右眼用光源２４および左眼用光源２６を移動させる。
【００４３】
以上のように、本変形例に係る表示部２０は、観視者が移動した場合であっても、当該観視者に立体画像を提供することができる。これにより、本変形例に係る表示装置１０によれば、観視者が自由な位置から立体画像を観賞することができる。
【００４４】
図６は、本実施形態の第２変形例に係る表示部２０の構成を示す。なお、本変形例に係る表示部２０は、図２および図５に示された表示部２０と略同一の構成および機能を採るので、図２および図５に示された表示部２０が備える部材と略同一の構成および機能の部材に同一の符号を付け、以下相違点を除き説明を省略する。
【００４５】
本変形例に係る表示部２０は、拡散板４０を更に有する。拡散板４０は、右眼用光源２４および左眼用光源２６からの光を上下方向に拡散して表示パネル２２に与える。また、複数の照明部３０のそれぞれは、表示パネル２２の上下方向および表示パネル２２との距離方向に異なる位置に設けられる。拡散板４０は、一例として、表示パネル２２と略同一または表示パネル２２よりも大きく、例えば表示パネル２２の裏面側における、表示パネル２２に近接した位置に設けられる。
【００４６】
以上のような表示部２０は、上下方向に長い発光領域を有する光源を用いた場合と同様に、観視者による画像の観賞可能な位置を上下方向に延ばすことができる。これにより、本変形例に係る表示装置１０によれば、観視者が上下方向に広い範囲の位置から立体画像を観賞することができる。
【００４７】
図７および図８は、本実施形態の第３変形例に係る表示部２０の構成を示す。図７は、上下方向から見た場合の表示部２０の構成を模式的に示す。また、図８は、左右方向から見た場合の表示部２０の構成を模式的に示す。なお、本変形例に係る表示部２０は、図２、図５および図６に示された表示部２０と略同一の構成および機能を採るので、図２、図５および図６に示された表示部２０が備える部材と略同一の構成および機能の部材に同一の符号を付け、以下相違点を除き説明を省略する。
【００４８】
本変形例に係る表示部２０は、表示パネル２２と、レンズ部２８と、拡散板４０と、光源アレイ４２と、カレイドスコープアレイ４４と、検出部３６と、発光制御部４６とを有する。光源アレイ４２は、配列された複数の発光素子５０を有する。複数の発光素子５０は、一例として、表示パネル２２に対して左右方向および上下方向に沿って配列される。例えば、光源アレイ４２には、表示パネル２２の上下方向に異なる波長の光を発光する発光素子５０が配置され、表示パネル２２の左右方向に同一の波長の光を発光する発光素子５０が配置される。
【００４９】
例えば、図７および図８の例においては、光源アレイ４２は、左右方向のラインが上下方向に３本の並んだ配列の複数の発光素子５０を有する。そして、光源アレイ４２は、３本の水平方向のラインのうちの第１ラインには赤色を発光する赤用の発光素子５０−Ｒを含み、第２ラインには緑色を発光する緑用の発光素子５０−Ｇを含み、第３ラインには青色を発光する青用の発光素子５０−Ｂを含む。
【００５０】
カレイドスコープアレイ４４は、配列された複数のカレイドスコープ５２を有する。複数のカレイドスコープ５２のそれぞれは、光源アレイ４２が有する複数の発光素子５０のそれぞれに対応して設けられる。複数のカレイドスコープ５２のそれぞれは、光源アレイ４２が有する対応する発光素子５０からの光を入射端から入射して出射端から出射する。複数のカレイドスコープ５２のそれぞれは、対応する発光素子５０からの光を均一化して出射する。複数のカレイドスコープ５２のそれぞれは、ロッドインテグレータと呼ばれる光学素子であってよい。
【００５１】
そして、カレイドスコープアレイ４４は、このような複数のカレイドスコープ５２を、複数の右眼用光源２４および複数の左眼用光源２６のそれぞれにおける複数の照明部３０のそれぞれとして設ける。即ち、複数のカレイドスコープ５２のそれぞれは、出射する光の波長に応じて、出射端とレンズ部２８までの光学距離が異なるように配置される。例えば、複数のカレイドスコープ５２のそれぞれは、図２に示された照明部３０における照射する光の波長と位置との関係と同様に、出射する光の波長に応じて出射端とレンズ部２８までの距離を変えて配置される。
【００５２】
発光制御部４６は、検出部３６により検出された、表示パネル２２に対する観視者の左右方向の位置に応じて、光源アレイ４２が有する複数の発光素子５０のうち、カレイドスコープアレイ４４におけるいずれのカレイドスコープ５２に対応する発光素子５０を発光させるかを制御する。例えば、発光制御部４６は、レンズ部２８における、観視者の右眼および左眼のそれぞれの共役な位置に設けられたカレイドスコープ５２に対応する発光素子５０（例えば、赤用の発光素子５０−Ｒ、緑用の発光素子５０−Ｇおよび青用の発光素子５０−Ｂ）を発光させる。
【００５３】
以上のような表示部２０は、観視者が表示パネル２２に対する左右方向のいずれの位置にいても、観視者の右眼および左眼に対して右眼用画像および左眼用画像を与えることができる。これにより、本変形例に係る表示装置１０によれば、観視者が自由な位置から立体画像を観賞することができる。
【００５４】
また、例えば、観視者が複数存在する場合、検出部３６は、それぞれの観視者の位置を検出してもよい。そして、発光制御部４６は、それぞれの観視者に対応して発光素子５０を発光させる。これにより、表示部２０は、複数の観視者に対して同時に立体画像を提供することができる。
【００５５】
図９は、本実施形態の第４変形例に係る表示部２０の、左右方向から見た場合の構成を示す。なお、本変形例に係る表示部２０は、図７および図８に示された表示部２０と略同一の構成および機能を採るので、図７および図８に示された表示部２０が備える部材と略同一の構成および機能の部材に同一の符号を付け、以下相違点を除き説明を省略する。
【００５６】
本変形例に係る表示部２０は、光路調整用レンズ５４を更に有する。本変形例において、光源アレイ４２は、表示パネル２２に対して、上下方向および左右方向に並んだ複数の発光素子５０を有する。例えば、光源アレイ４２には、赤用の発光素子５０−Ｒが配置されたライン、緑用の発光素子５０−Ｇが配置されたラインおよび青用の発光素子５０−Ｂが配置されたラインが上下方向に繰返して配置される。
【００５７】
また、本変形例において、カレイドスコープアレイ４４における各カレイドスコープ５２の出射端は、表示パネル２２に対して斜めに配列される。カレイドスコープアレイ４４は、一例として、各カレイドスコープ５２の出射端とレンズ部２８までの光学距離が、ライン毎に異なるように配置される。光路調整用レンズ５４は、カレイドスコープアレイ４４の各カレイドスコープ５２の出射端から出射された光を屈折させて表示パネル２２に照射する。
【００５８】
このような光源アレイ４２およびカレイドスコープアレイ４４は、表示パネル２２に対する左右方向の任意の位置で結像する光を照射することができる。更に、このような光源アレイ４２およびカレイドスコープアレイ４４は、表示パネル２２に対する任意の距離で結像する光を照射することができる。
【００５９】
検出部３６は、表示パネル２２に対する観視者の左右方向の位置および表示パネル２２に対する観視者の距離を検出する。発光制御部４６は、表示パネル２２に対する観視者の左右方向の位置および表示パネル２２に対する観視者の距離に応じて、複数の発光素子５０のうち、カレイドスコープアレイ４４におけるいずれのカレイドスコープ５２に対応する発光素子５０を発光させるかを制御する。
【００６０】
例えば、発光制御部４６は、表示パネル２２に対する観視者の左右方向の位置および表示パネル２２に対する観視者の距離に応じて、波長の異なる複数の光のそれぞれを出射するべきカレイドスコープ５２の出射端の表示パネル２２からの距離を算出する。例えば、発光制御部４６は、赤色、緑色および青色毎に、出射した光の結像位置と検出した観視者の位置とが一致する、カレイドスコープ５２の出射端の表示パネル２２からの距離を算出する。そして、発光制御部４６は、算出した距離に応じた出射端を有するカレイドスコープ５２に対応する発光素子５０を発光させる。
【００６１】
以上のように、本変形例に係る表示部２０は、表示パネル２２に対する左右方向の位置および表示パネル２２までの距離に関わらず、観視者の右眼および左眼に対して右眼用画像および左眼用画像を与えることができる。これにより、本変形例に係る表示部２０によれば、観視者が自由な位置から立体画像を観賞することができる。
【００６２】
図１０は、右眼用画像および左眼用画像の生成方法の一例を示す。生成部１２は、一例として、共通の画像を左右にずらして右眼用画像および左眼用画像を生成する。これにより、生成部１２は、立体視用に生成されていない画像から、簡単な処理で立体視用の右眼用画像および左眼用画像を生成することができる。
【００６３】
より具体的には、生成部１２は、共通の画像を右側に水平にシフトして右眼用画像を生成し、共通の画像を左側に水平にシフトして左眼用画像を生成する。この場合において、生成部１２は左眼用画像および右眼用画像の水平方向における相対位置の差を、観視者の瞳孔間距離Ｌ以下とする。例えば、生成部１２は、共通の画像を左にＬ／２シフトした画像を左眼用画像とし、共通の画像を右にＬ／２シフトした画像を右眼用画像とする。
【００６４】
ここで、瞳孔間距離Ｌは、観視者の瞳間の距離（４０ｍｍから９０ｍｍ）である。瞳孔間距離Ｌだけ離した位置に左眼用画像および右眼用画像を表示すると、観視者は、左眼で見た左眼用画像の表示物と右眼で見た右眼用画像の表示物とを融合して一つの像として認識することができ、且つ、融合した像を無限遠に認識することができる。従って、生成部１２は、右眼用画像と左眼用画像との相対位置の差を瞳孔間距離Ｌ以下とすることにより、観視者に立体像を提示することができる。
【００６５】
また、共通の画像を左右にずらして右眼用画像および左眼用画像を生成した場合、右眼用画像の左端に空白部分が生じる。同様に、左眼用画像の右端にも空白部分が生じる。これらの領域は、右眼または左眼の一方のみにしか画像を与えることができないので、観視者に自然な立体感を与える上で障害となることがある。
【００６６】
そこで、生成部１２は、一例として、右眼用画像の左端の空白部分に左端画像を付加し、左眼用画像の右端の空白部分に右端画像を付加してもよい。生成部１２は、一例として、右眼用画像の右端領域の画像をコピーして右端画像を生成し、左眼用画像の左端領域の画像をコピーして左端画像を生成する。また、この場合において、生成部１２は、右端画像および左端画像をぼかしてもよい。これにより、生成部１２は、端部部分において右眼および左眼に同一の画像を提示して、端部における不自然さを軽減することができる。
【００６７】
また、生成部１２は、一例として、右眼用画像の表示領域の左端から所定範囲を左側に拡大して左端画像を生成し、左眼用画像の表示領域の右端から所定範囲の画像を右側に拡大して右端画像を生成する。これにより、生成部１２は、端部部分において画像が連続した自然な立体像を観視者に提示することができる。
【００６８】
また、生成部１２は、一例として、右眼用画像および左眼用画像のそれぞれにおける右端部分および左端部分に、黒等の枠画像を表示してもよい。これにより、生成部１２は、左端および右端における立体感を与えない領域を無くして、枠内の全ての領域で立体感を与えることができる。さらに、このような枠画像を表示することにより、枠（窓枠および虫眼鏡の枠等）を通して物体を見るような感覚を観視者に与えることができるので、自然な立体感を観視者に提供することができる。
【００６９】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００７０】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００７１】
１０  表示装置、１２  生成部、２０  表示部、２２  表示パネル、２４  右眼用光源、２６  左眼用光源、２８  レンズ部、３０  照明部、３２  合成部、３４  照明レンズ、３６  検出部、３８  位置変更部、４０  拡散板、４２  光源アレイ、４４  カレイドスコープアレイ、４６  発光制御部、５０  発光素子、５２  カレイドスコープ、５４  光路調整用レンズ
【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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【図１０】
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