(57)【要約】【課題】  像数の異なる複数の多眼画像を表示することができ、極めて利便性に優れた信頼性の高い立体画像表示装置を実現する。【解決手段】  可変バリア１２は、開口部２１及び遮光部２２を有し、開口部２１は垂直方向に延びるスリット状の固定状態とされた開口部２１ａと開口状態（開口／遮光）を制御できる開口部２１ｂが交互に形成されてなるものであり、遮光部２２は固定状態とされている。この可変バリア１２は、表示された多眼画像の画像配列パターンに対応して開口部２１ｂの開口状態を可変自在とされてなる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多眼画像を表示する立体画像表示装置であって、
像数の異なる複数の前記多眼画像に対応して、所定の画像配列パターンに合わせて前記多眼画像を表示する画像表示手段と、
遮光部及び開口部を有しており、表示された前記多眼画像の前記画像配列パターンに対応して、前記開口部の開口状態を可変自在とされてなる可変バリア手段と
を含むことを特徴とする立体画像表示装置。
【請求項２】
前記可変バリア手段は、前記開口部の少なくとも一部が切り替え変更自在とされていることを特徴とする請求項１に記載の立体画像表示装置。
【請求項３】
前記可変バリア手段は、前記開口部が縦ストライプ状に配列してなることを特徴とする請求項１又は２に記載の立体画像表示装置。
【請求項４】
前記可変バリア手段は、前記開口部が水平走査線ごとに開口位置が水平にずれた階段状に配列してなることを特徴とする請求項１又は２に記載の立体画像表示装置。
【請求項５】
画像表示手段は、前記画像配列パターンを画素の配列に合わせて配置して画像を表示するものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の立体画像表示装置。
【請求項６】
前記可変バリア手段は、前記画像表示手段に対して、前記開口パターンが前記画像配列パターンの中央部位に対応するように配置されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の立体画像表示装置。
【請求項７】
多眼画像を表示する立体画像表示方法であって、
像数の異なる複数の前記多眼画像に対応して、所定の画像配列パターンに合わせて前記多眼画像を表示する画像表示手段に対して、遮光部及び開口部を有する可変バリア手段を用い、表示された前記多眼画像の前記画像配列パターンに対応して前記開口部の開口状態を可変させ、前記多眼画像を表示することを特徴とする立体画像表示方法。
【請求項８】
前記開口部の少なくとも一部を切り替え変更自在とすることを特徴とする請求項７に記載の立体画像表示方法。
【請求項９】
前記開口部を縦ストライプ状に配列させることを特徴とする請求項７又は８に記載の立体画像表示方法。
【請求項１０】
前記開口部を水平走査線毎に開口位置が水平にずれた階段状に配列させることを特徴とする請求項７又は８に記載の立体画像表示方法。
【請求項１１】
前記画像配列パターンを画素の配列に合わせて配置して画像を表示することを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載の立体画像表示方法。
【請求項１２】
前記開口部を前記画像配列パターンの中央部位に対応するように配置することを特徴とする請求項７〜１１のいずれか１項に記載の立体画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体画像を表示することが可能な立体画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１１は、従来の多眼方式の立体画像表示装置（立体ディスプレイ）の水平断面図である。
この立体ディスプレイは、表示パネル１０１と縦ストライプ状を有するバリア１０２を有して構成されており、いわゆる４眼式とされている。
【０００３】
表示パネル１０１は、図中１，２，３，４で示す視差画像の画像配列パターンが水平走査線上に１画素単位で順に表示される構成を有するものである。
バリア１０２は、垂直方向に延びるスリット状の開口部１０２ａが多数形成されており、その間は遮光部１０２ｂとされている。バリア１０２の開口部１０２ａにより、４つの画像の光束は観察者２０の観察位置に向かい、破線で囲まれた領域で各々の視差画像１，２，３，４が分離して観察できる。観察者２０は、両眼で各々異なる視差画像を見ることで立体視することが可能である。また、観察者２０の頭部が横に移動しても、その眼には隣接する視差画像が入り込み、回り込んだように画像が見えることになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の多眼方式の立体ディスプレイは、表示パネルに表示される多眼画像の画像配列パターンが固定されたものであり、像数の異なる多眼画像には対応できない。現在の立体画像の主流は２眼方式であり、上記のような４眼式のものであれば当然、２眼方式に対応した多くの立体画像ソフトを使用できないことになる。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、像数の異なる複数の多眼画像を表示することでき、極めて利便性に優れた信頼性の高い立体画像表示装置及び方法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】
【０００６】
本発明の立体画像表示装置は、多眼画像を表示する立体画像表示装置であって、像数の異なる複数の前記多眼画像に対応して、所定の画像配列パターンに合わせて前記多眼画像を表示する画像表示手段と、遮光部及び開口部を有しており、表示された前記多眼画像の前記画像配列パターンに対応して、前記開口部の開口状態を可変自在とされてなる可変バリア手段とを含む。
【０００７】
本発明の立体画像表示装置の一態様では、前記可変バリア手段は、前記開口部の少なくとも一部が切り替え変更自在とされている。
【０００８】
本発明の立体画像表示装置の一態様では、前記可変バリア手段は、前記開口部が縦ストライプ状に配列してなる。
【０００９】
本発明の立体画像表示装置の一態様では、前記可変バリア手段は、前記開口部が水平走査線ごとに開口位置が水平にずれた階段状に配列してなる。
【００１０】
本発明の立体画像表示装置の一態様では、画像表示手段は、前記画像配列パターンを画素の配列に合わせて配置して画像を表示するものである。
【００１１】
本発明の立体画像表示装置の一態様では、前記可変バリア手段は、前記画像表示手段に対して、前記開口パターンが前記画像配列パターンの中央部位に対応するように配置される。
【００１２】
本発明の立体画像表示方法は、多眼画像を表示する立体画像表示方法であって、像数の異なる複数の前記多眼画像に対応して、所定の画像配列パターンに合わせて前記多眼画像を表示する画像表示手段に対して、遮光部及び開口部を有する可変バリア手段を用い、表示された前記多眼画像の前記画像配列パターンに対応して前記開口部の開口状態を可変させ、前記多眼画像を表示する。
【００１３】
本発明の立体画像表示方法の一態様では、前記開口部の少なくとも一部を切り替え変更自在とする。
【００１４】
本発明の立体画像表示方法の一態様では、前記開口部を縦ストライプ状に配列させる。
【００１５】
本発明の立体画像表示方法の一態様では、前記開口部を水平走査線毎に開口位置が水平にずれた階段状に配列させる。
【００１６】
本発明の立体画像表示方法の一態様では、前記画像配列パターンを画素の配列に合わせて配置して画像を表示する。
【００１７】
本発明の立体画像表示方法の一態様では、前記開口部を前記画像配列パターンの中央部位に対応するように配置する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、像数の異なる複数の多眼画像を表示することでき、例えば２眼や４眼、８眼、近時検討されている１５眼等の多眼画像にも一の装置で表示自在となり、極めて利便性に優れた信頼性の高い立体画像表示装置及び方法が実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を適用した好適な諸実施携帯について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】
（第１の実施形態）
図１は、第１の本実施形態による多眼方式の立体画像表示装置（立体ディスプレイ）の水平断面図である。
この立体ディスプレイでは、１１は表示パネル、１２は可変バリア、２０は観察者を表している。表示パネル１１の背面にはバックライトが設けられ、また偏光板やガラス基板や、表示パネル１１に画像を表示させるドライバ、可変バリア１２を制御するドライバ等も設けられるが、ここでは便宜上これらの図示を省略する。
【００２１】
表示パネル１１は、像数の異なる複数（ここでは、以下で２眼及び４眼を例示する。）の前記多眼画像に対応して、所定の画像配列パターンに合わせて多眼画像を表示することができるものである。
【００２２】
可変バリア１２は、開口部２１及び遮光部２２を有し、開口部２１は垂直方向に延びるスリット状の固定状態とされた開口部２１ａと開口状態（開口／遮光）を制御できる開口部２１ｂが交互に形成されてなるものであり、遮光部２２は固定状態とされている。この可変バリア１２は、表示された多眼画像の画像配列パターンに対応して開口部２１ｂの開口状態を可変自在とされてなるものである。この可変バリア１２は、例えば液晶により構成されており、開口部１２ｃは液晶シャッタのように切り替え可能であって、表示パネル１１に表示される立体画像の光束を所定の方向に指向する役割を有している。開口部１２ａのピッチや表示パネル１１と可変バリア１２との距離は最適観察距離や最適観察距離における視差画像の観察幅の設計値から決定される。
【００２３】
図２（ａ）は、２眼画像が表示パネル１１に表示される様子を示す平面図である。図中、１つの矩形状の升目が１画素を表しており、図示のように互いに視差を持つ視差画像１，２が縦ストライプ状に交互に繰り返し配置される。図２（ｂ）は、図２（ａ）に対応しており、可変バリア１２を示す平面図である。図示のように、可変バリア１２の開口部２１もストライプ状に配列しており、各開口部２１が表示パネル１１における画像配列パターンの中央部位（視差画像１，２間）に対応している。
【００２４】
図２（ｃ）は、４眼画像が表示パネル１１に表示される様子を示す平面図である。図中、１つの矩形状の升目が１画素を表しており、図示のように互いに視差を持つ視差画像１，２，３，４が縦ストライプ状に交互に繰り返し配置される。図２（ｄ）は、図２（ｂ）に対応しており、可変バリア１２を示す平面図である。図示のように、可変バリア１２の開口部２１もストライプ状に配列しており、各開口部２１が表示パネル１１における画像配列パターンの中央部位（視差画像２，３間）に対応している。
【００２５】
図３は、図２（ａ）の２眼画像を表示するときの立体原理を示す模式図である。
各視差画像１，２からの線は各開口部２１を通過する光束の中心光束を表しており、各開口部２１が表示パネル１１における画像配列パターンの中央部位（視差画像２，３間）に対応している。２眼画像を表示する場合には、可変バリア１２の開口／遮光を制御できる開口部２１ｂを開口状態となるように電気的に制御する。まず、表示パネル１１の視差画像１は、可変バリア１２の遮光部２２により左眼方向への進行が遮光されるので、開口部２１ａ，２１ｂを通過して観察者２０の右眼方向のみに指向される。次に、表示パネル１１の視差画像２についても同様に、視差画像２は開口部２１ａ，２１ｂを通過して左眼方向のみに指向される。このようにして、観察者２０は視差画像１及び視差画像２を左右の眼で分離して見るため、立体感を感じることができる。
【００２６】
図４は、表示画像を図２（ｃ）の４眼画像に切り替えて表示するときの立体原理を示す模式図である。
ここで、各開口部２１が表示パネル１１における画像配列パターンの中央部位（視差画像２，３間）に対応している。４眼画像を表示する場合には、開口部２１ｂを電気的に遮光状態に制御しておく。そのため、開口部２１は開口部２１ａのみとなる。各視差画像１，２，３，４は開口部２１ａを通過し、４つの方向に指向される。図示の例では、観察者２０は左眼、右眼で視差画像２，３を見て、立体視している。また、頭部を横に動かし視差画像１，２や、視差画像３，４の組み合わせで立体画像を観察することもできる。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態によれば、可変バリア１２の開口部２１を制御することにより、複数の多眼画像を表示することができる。
【００２８】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、表示パネルの画素を指向する方式を説明したが、視差画像の画像配列パターンをＲＧＢ画素の配列に合わせて配置して画像を表示する方式、即ちＲＧＢの画素ドット毎に指向する方式もあり、その場合の実施形態を説明する。
【００２９】
図５（ａ）は、２眼画像が表示パネル１１に表示される様子を示す平面図である。
ここで、１つの矩形の升目が１画素ドットを表しており、ＲＧＢの配列は升目の上に示されている。２眼画像はＲＧＢの画素ドット毎に分割されている。従って、視差画像１のＲドット、視差画像２のＧドット、視差画像１のＢドットのように繰り返し２眼画像が配置される。
【００３０】
図５（ｂ）は、４眼画像が表示パネル１１に表示される様子を示す平面図である。
ここで、１つの矩形の升目が１画素ドットを表しており、ＲＧＢの配列は升目の上に示されている。４眼画像はＲＧＢの画素ドット毎に分割されている。従って、視差画像１のＲドット、視差画像２のＧドット、視差画像３のＢドット、視差画像３のＲドットのように繰り返し４眼画像が配置される。
【００３１】
図６は、図５（ａ）の２眼画像を表示するときの立体原理を示す模式図である。
ここで、各開口部２１が表示パネル１１における画像配列パターンの中央部位（視差画像１，２間）に対応している。２眼画像を表示する場合には、可変バリア１２の開口／遮光を制御できる開口部２１を開口状態に電気的に制御する。視差画像１の画素ドットＲＧＢは、遮光部２２で左眼方向への進行が遮光されるため、それぞれ開口部２１ａ，２１ｂを通過して、観察者２０の右眼のみに指向される。同様に、視差画像２の画素ドットＲＧＢは左眼のみに指向される。最適観察距離にて指向されたＲＧＢは混色されることから、観察者２０は画像として認識できる。そのため、観察者２０は立体画像を観察することができる。
【００３２】
図７は、表示画像を図５（ｂ）の４眼画像に切り替えて表示するときの立体原理を示す模式図である。
ここで、各開口部２１が表示パネル１１における画像配列パターンの中央部位（視差画像２，３間）に対応している。４眼画像を表示する場合、開口部２１ｂを電気的に遮光状態に制御しておく。そのため開口部２１は開口部２１ａのみとなる。各視差画像１，２，３，４の画素ドットＲＧＢは、開口部２１ａのみを通過し、４つの方向に指向される。このようにして、観察者２０は頭部を動かしても、視差画像１，２、視差画像２，３、視差画像３，４の組み合わせで立体画像を観察することができる。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態によれば、可変バリア１２の開口部２１を制御することにより、複数の多眼画像を表示することができる。
【００３４】
（第３の実施形態）
第１及び第２の実施形態では、可変バリアとして縦ストライプ状に配列する開口部を有するものを開示したが、第３の実施形態では、可変バリアとして開口部が水平走査線ごとに開口位置が水平にずれた階段状に配列するものを例示する。
【００３５】
図８（ａ）は、２眼画像が表示パネル１１に表示される様子を示す平面図である。
ここで、１つの水平走査線のＲＧＢの画素ドット毎に２眼画像が分割されている。そして、隣接する水平走査線のＲＧＢの画素ドットは、上記の水平走査線の配列とは1つおきに画像がずれて配置されている。
【００３６】
図８（ｂ）は４眼画像が配置されている様子を示す平面図である。
ここで、１つの水平走査線のＲＧＢの画素ドット毎に４眼画像が分割されている。そして、隣接する水平走査線のＲＧＢの画素ドットは、上記の水平走査線の配列とは1つおきに画像がずれて配置されている。
【００３７】
図９は、２眼画像が表示されたときの表示パネル１１と可変バリア１２の開口部２１との位置関係を示す平面図である。
可変バリア１２の開口部２１は、図８（ａ）の画像表示パターンに対応して、水平走査線ごとに固定の開口部２１ａ、開口／遮光が制御できる開口部２１ｂ、及び固定の遮光部２２の位置がずれて、市松状の開口パターンを形成する。
【００３８】
画像が２つの方向に指向される原理は、第２の実施形態と同様であるため説明を省くが、指向される画像の範囲は走査線ごとにずれるため、観察者は垂直方向に広い立体視域を感じることになる。
【００３９】
図１０は、表示画像を切り替えて４眼画像が表示されたときの表示パネル１１と可変バリア１２の位置関係を示す平面図である。
４眼画像を表示する場合、開口部２１ｂは電気的に遮光状態に制御しておく。そのため開口部は開口部２１ａのみとなる。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態によれば、可変バリア１２の開口部２１を制御することにより、複数の多眼画像を表示することができる。
【００４１】
なお、第１〜第３の実施形態では、可変バリアの遮光部を固定状態のもとして説明したが、遮光部も開口部と同様に開口状態に制御できるようにし、例えば可変バリアの全面を透過状態にして通常のディスプレイとして使用することもできる。
【００４２】
また、第１〜第３の実施形態では、可変バリアを表示パネルの前面に配置する構成を開示したが、表示パネルの背面に配置する構成でも、表示パネルと可変バリアとの距離や可変バリアの開口部のピッチ、大きさを調整することで立体ディスプレイを実現することができる。
【００４３】
また、第１〜第３の実施形態では、２眼画像と４眼画像を切り替える構成を開示したが、複数の多眼画像の切り替え、例えば４眼画像と８眼画像や、２眼画像と４眼画像と８眼画像の切り替え等も可能である。
【００４４】
また、可変バリアは構成上の簡便さやコストの安さから液晶で構成することが望ましいが、上記で説明したような開口部と遮光部との切り替えを行えるデバイスであれば良い。
【００４５】
以上、表示パネルとして液晶パネルを例に説明したが、プラズマディスプレイ、有機ＥＬ、ＦＥＤなどのパネルにも同様の構成で立体ディスプレイを構成できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】第１の本実施形態による多眼方式の立体画像表示装置（立体ディスプレイ）の水平断面図である。
【図２】２眼画像及び４眼画像が表示パネルに表示される様子、及びそれに対して設けられる可変バリアを示す平面図である。
【図３】図２（ａ）の２眼画像を表示するときの立体原理を示す模式図である。
【図４】表示画像を図２（ｃ）の４眼画像に切り替えて表示するときの立体原理を示す模式図である。
【図５】第２の実施形態において、２眼画像及び４眼画像が表示パネルに表示される様子を示す平面図である。
【図６】図５（ａ）の２眼画像を表示するときの立体原理を示す模式図である。
【図７】表示画像を図５（ｂ）の４眼画像に切り替えて表示するときの立体原理を示す模式図である。
【図８】第３の実施形態において、２眼画像及び４眼画像が表示パネルに表示される様子を示す平面図である。
【図９】２眼画像が表示されたときの表示パネルと可変バリアの開口部との位置関係を示す平面図である。
【図１０】表示画像を切り替えて４眼画像が表示されたときの表示パネルと可変バリアの位置関係を示す平面図である。
【図１１】従来の多眼方式の立体画像表示装置の水平断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１〜４  視差画像
１１  表示パネル
１２  可変バリア
２１  開口部
２１ａ  固定された開口部
２１ｂ  開口状態が可変な開口部
２２  遮光部
【図１】
2005172925.tif 000003
【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】
2005172925.tif 000009
【図８】
2005172925.tif 000010
【図９】
2005172925.tif 000011
【図１０】
2005172925.tif 000012
【図１１】
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