(57)【要約】【課題】  特殊なメガネなしで立体映像を見ることができ、前後方向の最適視認距離を比較的低コストで可変にできる立体映像表示装置を提供する。【解決手段】  遮光バリアの幅を変更可能とし、そのバリアの幅に対応した幅で右目用の画像と左眼の画像を縦ストライプ状に処理を行うことにより、立体映像の最適視認距離を段階的に変更可能とする。このように、立体映像の最適視認距離を段階的に変更可能とすることにより、表示画面全体に立体映像が表示されるようなＴＶやＤＶＤを見るときには比較的離れた位置から見ることができ、資料作成時のようにキー入力等を行いながら立体映像を見るときは比較的近い位置から見ることが可能になる。【選択図】  図３
2005092103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置が固定された表示パネルに一定の距離をおいて遮光バリアが配置され、遮光バリアのバリアにて表示パネルの右画像・左画像を選択的に遮断することで３次元画像を表示する立体映像表示装置において、
視認者と表示パネルとの距離である視認距離が変わると、ちょうどその視認距離あるいはそれに近い距離で視認者の位置から見て３次元画像表示となるように、遮光バリア面内におけるバリアの各幅および位置の少なくとも一方が変化することを特徴とする立体映像表示装置。
【請求項２】
上記遮光バリアが液晶表示装置からなることを特徴とする請求項１に記載の立体映像表示装置。
【請求項３】
立体映像表示装置が、視認距離を測定し、「１以上の整数ｎと、ｎと反比例する補正視認距離との対応を示すデータテーブル」に照らし合わせ、視認距離と等しいまたは視認距離より小さくて最も視認距離と近い補正視認距離を見つけ、それに対応するｎを選び出し、
（Ｗ＋Ｗ１）／２：Ｘ１＝Ｄ：Ｄ１
ｎ・ｐ：ａ＝Ｄ：（Ｄ−Ｄ１）
（ただし、Ｗは表示パネルの幅、Ｗ１は視認者の右目と左目との距離、Ｘ１は遮光バリアの一端と表示パネルの同じ側の端との、表示パネル面に平行な方向の距離、すなわち遮光バリアの開始位置、Ｄは視認距離、Ｄ１は表示パネルと遮光バリアとの距離、ｐは表示パネルの画素１ドットあたりの幅、ａは各バリアの（ピッチ／２）である）により、Ｘ１とａとを求めることを特徴とする請求項１に記載の立体映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特殊なメガネなしで立体映像を見ることができる立体映像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特殊なメガネなしで立体映像を見ることができる立体映像表示装置は、パララックスバリアやレンチキュラーレンズを利用して右目と左眼で異なる映像を見ることができるようにし、立体を感じるようにしている。
【０００３】
その映像を表示しているものとパララックスバリアとの距離により最適視認距離が決まってしまい一定の距離からしか見ることができなかった。その問題を解決するための技術が特許文献１・２に開示されている。
【特許文献１】特開平７−８４２１３号公報（公開日平成７年３月３１日）
【特許文献２】特開２０００−９８２９９号公報（公開日平成１２年４月７日）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の方法は、スリットと映像の距離を変えることで実現しているが、そのために機械式でスリットを移動するためほこり等による故障率が高くなったり、機械精度が必要になりコストアップになったりしてしまっていた。
【０００５】
また、特許文献２に提案されている光源の距離を変更する方法は、自発光のものでは実現することが困難であった。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、特殊なメガネなしで立体映像を見ることができ、前後方向の最適視認距離を比較的低コストで可変にできる立体映像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明に係る立体映像表示装置は、位置が固定された表示パネルに一定の距離をおいて遮光バリアが配置され、遮光バリアのバリアにて表示パネルの右画像・左画像を選択的に遮断することで３次元画像を表示する立体映像表示装置において、視認者と表示パネルとの距離である視認距離が変わると、ちょうどその視認距離あるいはそれに近い距離で視認者の位置から見て３次元画像表示となるように、遮光バリア面内におけるバリアの各幅および位置の少なくとも一方が変化することを特徴としている。
【０００８】
また、本発明に係る立体映像表示装置は、上記の構成に加えて、上記遮光バリアが液晶表示装置からなることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明に係る立体映像表示装置は、上記の構成に加えて、立体映像表示装置が、視認距離を測定し、「１以上の整数ｎと、ｎと反比例する補正視認距離との対応を示すデータテーブル」に照らし合わせ、視認距離と等しいまたは視認距離より小さくて最も視認距離と近い補正視認距離を見つけ、それに対応するｎを選び出し、
（Ｗ＋Ｗ１）／２：Ｘ１＝Ｄ：Ｄ１
ｎ・ｐ：ａ＝Ｄ：（Ｄ−Ｄ１）
（ただし、Ｗは表示パネルの幅、Ｗ１は視認者の右目と左目との距離、Ｘ１は遮光バリアの一端と表示パネルの同じ側の端との、表示パネル面に平行な方向の距離、すなわち遮光バリアの開始位置、Ｄは視認距離、Ｄ１は表示パネルと遮光バリアとの距離、ｐは表示パネルの画素１ドットあたりの幅、ａは各バリアの（ピッチ／２）である）により、Ｘ１とａとを求めることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明に係る立体映像表示装置は、視認者と表示パネルとの距離である視認距離が変わると、ちょうどその視認距離あるいはそれに近い距離で視認者の位置から見て３次元画像表示となるように、遮光バリア面内におけるバリアの各幅および位置の少なくとも一方が変化するので、視認距離を変えても、表示パネルや遮光バリアと視認者との距離をそれに追随させて動かすことなく、３次元画像を表示させることができるという効果を奏する。
【００１１】
それゆえ、特殊なメガネなしで立体映像を見ることができ、前後方向の最適視認距離を比較的低コストで可変にすることができる。
【００１２】
また、本発明に係る立体映像表示装置は、上記の構成に加えて、上記遮光バリアが液晶表示装置からなるので、広く使われている装置を利用でき、新規な特別な装置を作成する必要がない。それゆえ、上記の構成による効果に加えて、製造コストの上昇を抑えることができるという効果を奏する。
【００１３】
また、本発明に係る立体映像表示装置は、上記の構成に加えて、立体映像表示装置が、視認距離を測定し、「１以上の整数ｎと、ｎと反比例する補正視認距離との対応を示すデータテーブル」に照らし合わせ、視認距離と等しいまたは視認距離より小さくて最も視認距離と近い補正視認距離を見つけ、それに対応するｎを選び出し、
（Ｗ＋Ｗ１）／２：Ｘ１＝Ｄ：Ｄ１
ｎ・ｐ：ａ＝Ｄ：（Ｄ−Ｄ１）
（ただし、Ｗは表示パネルの幅、Ｗ１は視認者の右目と左目との距離、Ｘ１は遮光バリアの一端と表示パネルの同じ側の端との、表示パネル面に平行な方向の距離、すなわち遮光バリアの開始位置、Ｄは視認距離、Ｄ１は表示パネルと遮光バリアとの距離、ｐは表示パネルの画素１ドットあたりの幅、ａは各バリアの（ピッチ／２）である）により、Ｘ１とａとを求めるので、データテーブルを格納しておくだけで、視認距離の測定結果に基づいて正しく遮光バリアを調整でき、視認者等が目測等により視認距離を例えば選択肢の中から選ぶ手間を省くことができる。それゆえ、上記の構成による効果に加えて、視認距離の変化に対して、より容易に３次元画像表示を行うことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施の一形態について図１ないし図６に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００１５】
本発明は、バックライトを光源として用いるか、ＣＲＴ（cathode ray tube）や有機ＥＬ（electroluminescence）などの自発光型表示装置である。
【００１６】
図１は、この発明の観察者（視認者）と表示パネルの全体図である。図２は、この発明の構成を示すブロック図である。図３・図４は、この発明の実施の形態における最適視認距離を変更するための状態を示す平面図である。図５は、視認距離（観察者と表示パネルとの距離）とｎの値の関連を示した例である。図６は、右画像・左画像をｎドット単位で縦ストライプに並び替えた画像である。ｎは、表示装置における右画像・左画像各画像の幅内に存在するドットの個数である。そして、
Ｘ：  表示装置における右画像・左画像各画像の幅
ｐ：  １ドットあたりの幅
であって、Ｘ＝ｎ・ｐである。ｎ＝１のときは最小画素になるためＸ＝ｎである。
【００１７】
この発明の立体映像表示装置は、図１に示すように表示パネル２０、遮光バリア３０で構成されており、観察者１０の右目１０Ｒと左目１０Ｌに違う映像を見せることで立体を認識するパララックスバリア方式により裸眼立体視を実現している。表示パネル２０は液晶・有機ＥＬ等の表示装置で実現可能である。また遮光バリア３０は光を通すところと通さないところを制御可能なもの(例えば液晶パネル)なら実現可能である。
【００１８】
この発明の構成を示すブロック図である図２は、ユーザーが指定または視認者からの距離を測定しその距離をフィードバックすることで最適視認距離切替処理制御部１００で、指定された距離からｎの値を決める。視認者からの距離の測定のやり方は、特許文献２にあるような位置検出装置を利用することができる。そのときに視認距離とｎの値の関係を記述した図５のようなデータテーブルを使用する。視認距離とｎとは反比例の関係にある。すなわち、
ｋ×視認距離（Ｄ）×液晶画面の画像の幅（ｎｐ）＝液晶パネルとバリアとの距離
という関係がある。ｎＤは、
ｎＤ＝液晶パネルとバリアとの距離／（ｋｐ）
のように、定数になる。液晶パネルとバリアとの距離とは、図４のＤ１（固定値）である。ｋは比例定数である。図５によれば、例えば１００ｃｍの時はｎ＝２となる。この例では、「ｎ・Ｄ＝定数」における定数として２００ｃｍを採用している。この定数は、Ｄ１に影響されるため、使用する部材（ガラス）の厚さ等で変わってくる。
【００１９】
ここで、ｎは必ず自然数であり、視認距離はリニアに対応できるのではなく、段階的にのみ対応可能である。そのため、２００ｃｍの次は１００ｃｍになり１５０ｃｍの位置で見ることはできない。また、この例の場合は２００ｃｍ以上にすることはできない。すなわち、視認距離とｎとの組み合わせは、この例では、（視認距離、ｎ）＝（２００、１）、（１００、２）、（６６、３）、（５０、４）、（４０、５）、（３３、６）、（２８、７）、（２５、８）、（２２、９）、（２０、１０）、・・・となる。
【００２０】
もし、視認距離を測定した結果視認距離が１００ｃｍと２００ｃｍとの間の例えば１５０ｃｍのように、ｎが存在しない距離であった場合は、測定した距離より小さく、もっとも測定した距離に近い値を採用する（ここでは１００ｃｍ）。ユーザー側では、１５０ｃｍの位置では立体に見えないので、そのような場合は、小さいほう（ここでは１００ｃｍ）に合わせるべく、ユーザーが液晶パネルに近づいていけばよい。
【００２１】
このような、図５に示すようなデータテーブルの記憶および参照や、採用すべきｎの算出等の処理は、例えば、本立体映像表示装置にコンピュータプログラムを組み込んで、適宜データテーブル用のデータをあらかじめ装置の設計者が入力しておく、等によって実現可能である。
【００２２】
図３は、パネルの最小画素ピッチである状態（すなわちｎ＝１の状態）を示している。ｎ＝２のときは、バリアの幅が２ドットの幅を持っていることになる。
【００２３】
次に遮光バリア制御部２００では下記のように図３・図４から
（Ｗ＋Ｗ１）／２：Ｘ１＝ｎＤ：Ｄ１      ・・・（１）
から遮光バリアの開始位置であるＸ１は
Ｘ１＝Ｄ１（Ｗ＋Ｗ１）／２ｎＤ          ・・・（２）
となる。
【００２４】
また
Ｘ：ａ＝ｎＤ：（ｎＤ−Ｄ１）            ・・・（３）
から、遮光バリアの（ピッチ／２）すなわちピッチの半分の長さをａとすると、ａは
ａ＝Ｘ（ｎＤ−Ｄ１）／ｎＤ              ・・・（４）
となる。
【００２５】
また、視認距離が変更になったときは、同じく遮光バリアの（ピッチ／２）をｂとすると、
Ｄ：（Ｄ−Ｄ１）＝ｎｐ：ｂ              ・・・（５）
ｎＤ：（ｎＤ−Ｄ１）＝ｐ：ａ            ・・・（６）
であり、式（５）と式（６）より、ａとｂの関係式は、
ｂ＝ｎ（ｎａ＋ｐ−ｎｐ）                ・・・（７）
となる（ただしｎは任意の自然数）。
【００２６】
（Ｗ＋Ｗ１）／２：Ｘ２＝Ｄ：Ｄ１        ・・・（８）
から遮光バリアの開始位置であるＸ２は
Ｘ２＝Ｄ１（Ｗ＋Ｗ１）／２Ｄ            ・・・（９）
となる。
【００２７】
図４から図３へ変化した場合は、Ｄをちょうどｎ（＝変化させる前の１表示幅あたりのドット数）倍したことに相当する。
【００２８】
また、Ｄを図４の状態から任意の値に変化させた場合について述べれば、図４の状態からＤをｍ倍（ｍは任意の正の数）にした場合、αを下回らない最小の整数をinit（α）と表すと、図５の関係からｎはinit（Ｃ／Ｄ）からinit（Ｃ／（ｍＤ））に変わり（これをｎ'と表記する）、１表示幅あたりの幅はｎｐからｎ'ｐに変わる。なお、Ｃは定数、例えば２００(ｃｍ)である。その結果、
ｎ'ｐ：ａ＝ｍＤ：（ｍＤ−Ｄ１）
∴ｂ＝ｍ（ｍａ−ｎｐ）＋ｎｐ              ・・・（１０）
（ａ＝（ｂ−ｎｐ＋ｍｎｐ）／ｍ2）
になる。Ｄ、ｎ、ｍ、ｎ／ｍがすべて整数だった場合は
（ｎ／ｍ）ｐ：ａ＝ｍＤ：（ｍＤ−Ｄ１）
となる。
【００２９】
なお、ｎ＝２すなわちＤ＝１００ｃｍのとき、図４は
２ｐ：ｂ＝１００(ｃｍ)：（１００(ｃｍ)−Ｄ１）
であり、図３は
１ｐ：ａ＝２００(ｃｍ)：（２００(ｃｍ)−Ｄ１）
である。
【００３０】
さらに、図４にならってｎＤをあらためてＤと表して、式（１）は
（Ｗ＋Ｗ１）／２：Ｘ１＝Ｄ：Ｄ１
（すなわち、Ｘ１とＤとは反比例）
であり、Ｄがｍ倍になれば、バリアの開始位置Ｘ１は
（Ｗ＋Ｗ１）／２：（１／ｍ）Ｘ１＝ｍＤ：Ｄ１
により（１／ｍ）倍になる。
【００３１】
また、距離Ｄを変更した場合、上記式（１０）を使ってｂ、ｎ、ｍからａを求めてそのａを装置に設定してもよいが、ここでは、別の方法で行うことができる。すなわち、変更後の距離をあらためてＤとして
（Ｗ＋Ｗ１）／２：Ｘ１＝Ｄ：Ｄ１
よりバリアの新たな開始位置Ｘ１を求め、変更後の表示画面のＬ、Ｒそれぞれの表示幅１個あたりのドット数をあらためてｎ（図５から求める）として
ｎｐ：ｂ＝Ｄ：（Ｄ−Ｄ１）
より、新たな（バリアのピッチ／２）としてのｂを求め、そのＸ１とｂとを装置に設定する。ａ、ｂの関係式を導き出すよりも、このようにしてバリアの必要量を求めたほうがより有効である。
【００３２】
これらから、遮光バリアの制御を行うことができる。
【００３３】
ここで、Ｌ・Ｒの表示部の各個数をＮとし、Ｘ１＝（Ｄ１／Ｄ）・（Ｗ＋Ｗ１）／２をも用いると、
Ｎ＝Ｗ／２Ｘ
（ただしＸ＝ｎｐでありｎはＤにより変化する）
となる。バリアはＮ個であり、バリア間隙は（Ｎ−１）個である。また、最後のバリアと表示画面の最後の端（図３・図４中、右端）との距離をＸ２とすると
Ｘ２＝ｂ＋（Ｄ１／Ｄ）・（Ｗ−Ｗ１）／２
となる。また、Ｘ１＝Ｘ２である。
【００３４】
遮光バリアは、上記のようなバリアを構成するためには、細かい制御が可能なものである必要がある。この遮光バリアは、白黒の縦ストライプを実現することが可能であれば、ドット構成のものでもストライプ構成のものでも可能である。また遮光バリアは、液晶モジュールだけではなく、光を通すところと通さないところを縦のバリアで制御できるものならば特に限定されない。
【００３５】
実際にＸ１やｂを設定して液晶モジュールなどで白黒の縦ストライプを描くための回路構成は特に限定されない。例えば、カウンタにＸ１やｂを入力し、Ｘ１相当分だけクロック信号を数えてローの期間とし、ｂ相当分だけクロック信号を数えてハイの期間とし、ｂ相当分だけクロック信号を数えてローの期間とし、・・・、Ｘ２相当分だけクロック信号を数えてローの期間とするデータ信号を作り、それをバリア用のソースドライバに入力する、などのように構成してもよい。
【００３６】
次に、画像ストライプ処理制御部４００では、入力される右画像・左画像３００を横解像度を１／２にし、ｎドット単位でストライプ状に並び替え表示画像５００を作成する。例えば右画像・左画像をｎドット単位で縦ストライプに並び替えたものが図６のようになる。すなわち、ｎドットごとに画像を入れ替えることによって、左右の画像を１／２に間引いている。これはコンピュータソフトウエア処理で可能であり、回路を特段必要としない。なお、高速化するためにはハードウエアで構成してもよく、その回路構成は特に限定されない。
【００３７】
このように、視認距離からｎの値を求め、求められたｎから遮光バリアと表示画像の制御を行うことで、最適視認距離の変更が可能となる。
【００３８】
入力される右画像・左画像の表示を液晶モジュールなどで実際にｎドット単位で切り替えるための回路構成は特に限定されない。例えば、ソースドライバが２つあって、それぞれ本来の右画像データ・左画像データが入力され、どちらから出力させるかをソースラインごとに外部からの信号に応じてスイッチング素子で垂直期間ごとに切り替えるように構成してもよい。そしてこの外部からの信号として、カウンタを用いてクロック信号ｎ個ごとにハイ／ローに切り替わる信号を作る、などのように構成してもよい。
【００３９】
実際の動作においては、種々の、より細かい取り決めを行ってもよい。例えば、ユーザーが手動で距離を設定した場合を除いて、視認距離の変化にはどの程度追随させるのかなどを取り決めておいてもよい。その場合でいえば、例えば、あまりにも短時間に頻繁に視認距離が変わっている間はＸ１やｂやｎやＸを変えない、というように取り決めておいてもよい。
【００４０】
なお、ここで述べた形態と異なり、バックライト、バリア、表示画面、視認者という順序で配置することも可能である。そのような場合は、関係式は同じで、バリアと表示パネルが入れ替わるだけである。すなわち、例えば、バリアの位置に右側画像があり、バリア同士の間隔の位置に左側画像があり、Ｒの位置にバリアがあり、Ｌの位置にはバリアがないと考えればよい。
【００４１】
なお、本発明に係る立体映像表示装置は、特殊なメガネなしで立体映像を見ることができる立体映像表示装置で、遮光バリアの幅を変更可能とし、そのバリアの幅に対応した幅で右目用の画像と左眼の画像を縦ストライプ状に処理を行うことにより、立体映像の最適視認距離を段階的に変更可能とするように構成してもよい。このように、立体映像の最適視認距離を段階的に変更可能とすることにより、表示画面全体に立体映像が表示されるようなＴＶ（テレビ）やＤＶＤ（Digital Versatile Disk）を見るときには比較的離れた位置から見ることができ、資料作成時のようにキー入力等を行いながら立体映像を見るときは比較的近い位置から見ることが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
特殊なメガネなしで立体映像を見ることができ、ＴＶやＤＶＤを見るときには比較的離れた位置から見ることができ、資料作成時のようにキー入力等を行いながら立体映像を見るときは比較的近い位置から見るなどのような用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る立体映像表示装置の観察者とパネルとの全体を示す図である。
【図２】本発明に係る立体映像表示装置の一構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る立体映像表示装置の一構成例における最適視認距離を変更するための状態を示す平面図である。
【図４】本発明に係る立体映像表示装置の一構成例における最適視認距離を変更するための状態を示す平面図である。
【図５】視認距離とｎの値との関連を示した例を示す図である。
【図６】右画像・左画像をｎドット単位で縦ストライプに並び替えた画像を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０Ｒ  右目
１０Ｌ  左目
２０    表示パネル
３０    遮光バリア
１００  最適視認距離切替処理制御部
２００  遮光バリア制御部
２５０  遮光バリア
３００  右画像・左画像
４００  画像ストライプ処理制御部
５００  表示画像
【図１】
2005092103.tif 000003
【図２】
2005092103.tif 000004
【図３】
2005092103.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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