(57)【要約】【課題】複数の視点のそれぞれに画像を表示する表示装置において、複数の視点のそれぞれへと与えられる画像の光が、他の視点へと漏れることを防止する。【解決手段】画像を表示する表示パネルと、表示パネルの所定の方向において画素毎に設けられた複数の開口部と、を備え、複数の開口部のそれぞれは、対応する画素からの光のうち、所定の視点に向かう光を通過させ、他の方向の光を遮断し、所定方向において、少なくとも２つの画素に対する、対応する開口部の位置が異なる表示装置を提供する。【選択図】図３
2012058538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示する表示パネルと、
前記表示パネルの所定の方向において画素毎に設けられた複数の開口部と、
を備え、
前記複数の開口部のそれぞれは、対応する画素からの光のうち、所定の視点に向かう光を通過させ、他の方向の光を遮断し、
前記所定方向において、少なくとも２つの画素に対する、対応する開口部の位置が異なる
表示装置。
【請求項２】
前記所定方向において、それぞれの画素に対応する開口部は、前記表示パネルの周縁部に近づくにつれて、それぞれの画素に対して前記表示パネルの中心により近い相対位置に設けられる請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記表示パネルは、複数の前記視点に対して表示する複数の前記画像を、各画像に対応する前記複数の画素により表示し、
前記複数の開口部のそれぞれは、前記複数の画像のそれぞれにおける対応する位置の画素からの光を前記複数の視点のそれぞれに対して通過させ、
前記複数の画像のそれぞれにおける同一位置の画素のグループである画素群に対する対応する開口部の位置は、前記表示パネルの前記所定方向におけるそれぞれの画素群の位置によって異なる
請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記表示パネルに対する前記視点の位置および距離の少なくとも一方に応じて、前記複数の開口部の位置を変更する制御部を更に備える請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
それぞれの前記画素群において、それぞれの前記視点に対応する画素が同一の順序で配列され、
前記制御部は、前記位置および距離の少なくとも一方に応じて、それぞれの前記画素群中の同じ配列位置の画素からの光をそれぞれの前記視点に集めるように前記複数の開口部の位置を変更する
請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記表示装置の観察者の位置および距離の少なくとも一方を検出する検出部を更に備え、
前記制御部は、前記検出部が検出した前記観察者の前記視点の、前記表示パネルに対する位置および距離の少なくとも一方に応じて、前記複数の開口部の位置を変更する
請求項４または５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記検出部が複数の前記観察者を検出したことに応じて、前記制御部は、前記複数の開口部の位置を変更して、前記複数の観察者に対応する前記複数の視点の全てに対してそれぞれの前記画素群中のいずれかの画素からの光を集める
請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
当該表示装置は、立体視のための右眼用画像を観察者の右眼に対して表示し、立体視のための左眼用画像を前記観察者の左眼に対して表示する請求項３から７のいずれかに記載の表示装置。
【請求項９】
それぞれの開口部の位置は、視距離をＬ、前記表示パネルと前記複数の開口部との間の距離をｄとし、画面の中心位置から当該開口部までの距離をｘとした場合に、対応する画素群に対して下記の式（１１）に示すΔｘだけ画面の内側方向にずれて配置される
Δｘ＝（ｘ×ｄ）／Ｌ    …（１１）
請求項３から８の何れかに記載の何れかに記載の表示装置。
【請求項１０】
画面の最外周の開口部の位置は、前記表示パネルのサイズをＷとした場合に、最外周の画素群に対して下記の式（１２）に示すΔｍａｘだけ画面の内側の方向にずれて配置される
Δｍａｘ＝（Ｗ×ｄ）／（２×Ｌ）    …（１２）
請求項９に記載の表示装置。
【請求項１１】
画像を表示する表示装置の制御方法であって、
前記表示装置は、
画像を表示する表示パネルと、
前記表示パネルの所定の方向において画素毎に設けられた複数の開口部と、
を備え、
前記複数の開口部のそれぞれは、対応する画素からの光のうち、所定の視点に向かう光を通過させ、他の方向の光を遮断し、
前記所定方向において、少なくとも２つの画素に対する、対応する開口部の位置が異なるように制御する
制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の視点のそれぞれに個別の画像を表示することができるパララックスバリア方式の表示装置が知られている（例えば特許文献１）。
【０００３】
特許文献１  特表２０１０−５０５１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図６は、パララックスバリア方式の表示装置において、表示パネルから複数の視点へと与えられる光の一例を示す。パララックスバリア方式の表示装置は、表示パネルと、表示パネルの前に設けられるバリア部とを備える。表示パネルは、複数の視点のそれぞれに与える複数の画像を１つの画面に同時に表示する。バリア部には、複数の開口部が形成されている。バリア部は、表示パネルに表示された複数の画像のそれぞれの光を複数の開口部を通過させて、対応する視点へと与える。
【０００５】
ところで、パララックスバリア方式の表示装置において、視点数を増やした場合、隣接する視点間の距離が短くなる。しかし、図６に示されるように、パララックスバリア方式の表示装置において、表示パネルの表示面の各位置から一つの視点へと与えられる光は、ほぼ平行となっている。従って、隣接する視点間の距離を短くすると、ある一の視点へと与えるべき画像の光が隣接する視点に漏れてしまい、視点数を増やすには限界があった。
【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、画像を表示する表示パネルと、前記表示パネルの所定の方向において画素毎に設けられた複数の開口部と、を備え、前記複数の開口部のそれぞれは、対応する画素からの光のうち、所定の視点に向かう光を通過させ、他の方向の光を遮断し、前記所定方向において、少なくとも２つの画素に対する、対応する開口部の位置が異なる表示装置、および制御方法を提供する。
【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く、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の外観および観察者を示す。
【図２】本実施形態に係る表示装置１０の構成を示す。
【図３】表示パネル２２およびバリア部２４の構成の一例、および、複数の開口部３０および複数の画素群４０の配置関係の一例を示す。
【図４】本実施形態の第１変形例に係る表示装置１０の構成を示す。
【図５】本実施形態の第２変形例に係る表示装置１０の構成を示す。
【図６】パララックスバリア方式の表示装置において、表示パネルから複数の視点へと与えられる光の一例を示す。
【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の外観および観察者を示す。本実施形態に係る表示装置１０は、パララックスバリア方式の多視点表示装置であって、複数の視点のそれぞれに個別の画像を表示する。
【００１１】
表示装置１０は、複数の位置から被写体を撮像した複数の画像のそれぞれを、対応する方向の視点に対して表示する。これにより、表示装置１０は、異なる視点から観察する複数の観察者のそれぞれに、当該視点に対応する方向から被写体を撮像した画像を表示することができる。また、表示装置１０は、観察者が移動した場合において、当該移動位置に応じた方向から被写体を撮像した画像を表示することができる。
【００１２】
また、例えば、表示装置１０は、画面に対して右眼および左眼の間隔で水平方向に並んだ複数の視点のそれぞれに対して、対応する方向から被写体を撮像した画像を表示してもよい。これにより、当該表示装置１０は、立体視のための右眼用画像を観察者の右眼に対して表示し、立体視のための左眼用画像を観察者の左眼に対して表示することができる。
【００１３】
図２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、画像出力部２０と、表示パネル２２と、バリア部２４と、制御部２６とを備える。画像出力部２０は、複数の視点のそれぞれに与える複数の画像を出力する。
【００１４】
表示パネル２２は、画像出力部２０から出力された複数の視点のそれぞれに与える複数の画像を１つの画面に同時に表示する。表示パネル２２は、一例として、液晶表示装置と、この液晶表示装置の裏面側から光を照射するバックライトとを有する表示パネルである。
【００１５】
バリア部２４は、表示パネル２２の前に配置される。バリア部２４は、表示パネル２２の画面全面のそれぞれの位置に対応した複数の開口部３０を有する。複数の開口部３０は、表示パネル２２の所定の方向において画素毎に設けられる。例えば、表示パネル２２に対して水平方向に並んだ複数の視点のそれぞれに個別の画像を与える場合、複数の開口部３０のそれぞれは、それぞれが垂直方向に延伸して、水平方向に並べて配置される。即ち、この場合、複数の開口部３０のそれぞれは、縦方向に長いスリット状に形成される。また、複数の開口部３０のそれぞれに対応する画素は、１つのドットにより形成されてもよいし、複数のドットの集合により形成されてもよい。
【００１６】
このようなバリア部２４の複数の開口部３０のそれぞれは、対応する画素からの光のうち、所定の視点に向かう光を通過させ、他の方向の光を遮断する。バリア部２４は、例えば液晶パネルにより実現される。そして、バリア部２４は、複数の開口部３０の位置が制御部２６により制御される。
【００１７】
制御部２６は、バリア部２４が有する複数の開口部３０の位置を制御する。制御部２６は、一例として、複数の開口部３０のそれぞれについて、画面内における当該開口部３０の相対位置および観察者の視点の位置等に応じて、当該開口部３０の表示パネル２２に対する位置を制御する。
【００１８】
図３は、表示パネル２２およびバリア部２４の構成の一例、および、複数の開口部３０および複数の画素群４０の配置関係の一例を示す。表示パネル２２は、複数の視点に対して表示する複数の画像を、各画像に対応する複数の画素４２により表示する。この場合、表示パネル２２は、複数の画像のそれぞれに含まれる複数の画素４２を、視点が並んだ方向（例えば水平方向または垂直方向）に１画素ずつ順番に巡回的に並べて表示する。
【００１９】
ここで、複数の視点のそれぞれに対して与えるべき複数の画像のそれぞれの、画面内の同一位置の画素４２のグループを、画素群４０という。表示パネル２２には、このような画素群４０が複数形成される。複数の画素群４０のそれぞれは、それぞれの視点に対する画素４２が、視点が並んだ方向に同一の順序で配列される。そして、複数の画素群４０のそれぞれは、複数の画像のそれぞれにおける、画面内の対応する位置の画素４２からの画素光を同時に出力する。
【００２０】
バリア部２４は、複数の画素群４０のそれぞれに対応して設けられた複数の開口部３０を有する。複数の開口部３０のそれぞれは、複数の画素群４０のうち対応する画素群４０に含まれる複数の画素４２から出力された画素光を透過させる。
【００２１】
複数の開口部３０のそれぞれは、対応する画素群４０に含まれる複数の画素４２からの画素光のそれぞれを、複数の視点のそれぞれにおける対応する視点に対して通過させる。そして、複数の開口部３０のそれぞれは、対応する画素群４０に含まれる複数の画素４２からの画素光のそれぞれを、複数の視点のそれぞれにおける対応しない視点に対しは遮断する。
【００２２】
そして、複数の開口部３０は、表示パネル２２の所定方向において、少なくとも２つの画素４２に対する、対応する開口部３０の位置が異なるように配置される。複数の開口部３０は、一例として、表示パネル２２の所定方向のピッチが異なるように配置される。この場合において、複数の開口部３０は、表示パネル２２の周縁部に近づくにつれてピッチが狭くなるように配置されてもよい。
【００２３】
制御部２６は、表示パネル２２に対する複数の視点のそれぞれの位置および距離の少なくとも一方に応じて、それぞれの画素群４０中の同じ配列位置の画素からの光をそれぞれ同一の視点に集めるように、バリア部２４に形成される複数の開口部３０の位置を制御する。
【００２４】
即ち、制御部２６は、複数の画素群４０のそれぞれに対する対応する開口部３０の相対位置が、表示パネル２２の少なくとも一方向におけるそれぞれの画素群４０の位置に応じて異なるように配置する。より具体的には、制御部２６は、複数の画素群４０のそれぞれに対する対応する開口部３０の相対位置を、視点の並んだ方向（例えば水平方向または垂直方向）において表示パネル２２の中心から周縁部に近づくにつれて、それぞれの画素群４０に対して表示パネル２２の中心により近い方向にずらす。
【００２５】
例えば、複数の視点が水平方向に並んでいる場合であれば、制御部２６は、複数の画素群４０のそれぞれに対する対応する開口部３０の相対位置を、表示パネル２２の中心においては、対応する画素群４０の水平方向の中心位置とする。そして、制御部２６は、複数の画素群４０のそれぞれに対する対応する開口部３０の相対位置を、表示パネル２２の右側の周縁部においては対応する画素群４０の中心位置に対して左側にずれた位置とし、表示パネル２２の左側の周縁部においては対応する開口部３０の中心位置に対して右側にずれた位置とする。
【００２６】
また、例えば、複数の視点が垂直方向に並んでいる場合であれば、制御部２６は、複数の画素群４０のそれぞれに対する対応する開口部３０の相対位置を、表示パネル２２の中心においては、対応する画素群４０の垂直方向の中心位置とする。そして、制御部２６は、複数の画素群４０のそれぞれに対する対応する開口部３０の相対位置を、表示パネル２２の上側の周縁部においては対応する画素群４０の中心位置に対して下側にずれた位置とし、表示パネル２２の下側の周縁部においては対応する開口部３０の中心位置に対して上側にずれた位置とする。
【００２７】
このように制御した結果、複数の開口部３０の視点の並んだ方向におけるピッチは、表示パネル２２の中心においては複数の画素群４０の視点の並んだ方向におけるピッチと一致し、表示パネル２２の中心から周縁部に向かうに従い徐々に短くなっていく。これにより、複数の画素群４０のそれぞれおよび複数の開口部３０のそれぞれは、図３に示されるような位置関係となる。即ち、複数の画素群４０のそれぞれおよび複数の開口部３０のそれぞれは、当該画素群４０に含まれる複数の画素４２のそれぞれと対応する視点とを直線で結んだ場合において、これらの直線が当該開口部３０内において交差するように配置される。
【００２８】
より具体的には、それぞれの開口部３０の位置は、視距離をＬ、表示パネル２２のサイズをＷ、および、表示パネル２２とバリア部２４との間の距離をｄとした場合、対応する画素群４０に対して下記の式（１１）に示すΔｘだけ画面の内側方向にずれて配置される。
Δｘ＝（ｘ×ｄ）／Ｌ    …（１１）
【００２９】
この場合、画面の最外周の開口部３０の位置は、表示パネルのサイズをＷとした場合に、最外周の画素群４０に対して下記の式（１２）に示すΔｍａｘだけ画面の内側の方向にずれて配置される。
Δｍａｘ＝（Ｗ×ｄ）／（２×Ｌ）    …（１２）
【００３０】
なお、それぞれの開口部３０の位置のずれ量Δｘは、対応する画素群４０に対して下記の式（１３）の範囲で変動してもよい。
０≦Δｘ≦（ｘ×ｄ）／Ｌ    …（１３）
【００３１】
この場合、画面の最外周の開口部３０の位置のずれ量Δｍａｘは、最外周の画素群４０に対して下記の式（１４）の範囲で変動する。
０≦Δｍａｘ≦（Ｗ×ｄ）／（２×Ｌ）    …（１４）
【００３２】
このような表示装置１０は、複数の開口部３０のそれぞれから複数の視点へと出力される複数の画素光が、平行とならず、複数の視点のそれぞれに対して集光される。これにより表示装置１０によれば、隣接する視点間の距離を短くしても、一の視点へと与えられる画像の光が他の視点へと漏れることがないので、視点数を増やすことができる。
【００３３】
なお、制御部２６は、バリア部２４に形成される複数の開口部３０の位置を制御することに代えて、表示パネル２２に形成される複数の画素群４０の位置を制御してもよい。この場合、制御部２６は、複数の開口部３０のそれぞれに対応する複数の画素群４０の位置を、視点の並んだ方向（例えば水平方向または垂直方向）において表示パネル２２の中心から周縁部に近づくにつれて、それぞれの開口部３０に対して表示パネル２２の周縁により近い方向にずらす。
【００３４】
このように制御した結果、複数の画素群４０の視点の並んだ方向におけるピッチは、表示パネル２２の中心においては複数の開口部３０の視点の並んだ方向におけるピッチと一致し、表示パネル２２の中心から周縁部に向かうに従い徐々に長くなっていく。このようにしても、複数の画素群４０のそれぞれおよび複数の開口部３０のそれぞれは、図３に示されるような位置関係となる。
【００３５】
また、なお、制御部２６は、一例として、工場出荷時において予め登録された情報に応じて複数の開口部３０の位置を制御してもよいし、視聴時において観察者が入力した情報に応じて複数の開口部３０の位置を制御してもよい。
【００３６】
図４は、本実施形態の第１変形例に係る表示装置１０の構成を示す。本変形例に係る表示装置１０は、図１から図３を参照して説明した表示装置１０と略同一の構成および機能を採るので、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。
【００３７】
本変形例に係るバリア部２４は、垂直方向および水平方向に並べて配置され、それぞれが矩形状の開口とされた複数の開口部３０を有する。また、表示パネル２２が有する複数の画素群４０は、複数の開口部３０に一対一に対応する。さらに、複数の画素群４０は、それぞれが、垂直方向および水平方向に並んだ複数の画素４２を含み、垂直方向および水平方向に並んだ複数の視点へと光を与える。
【００３８】
このような本変形例に係る表示装置１０は、画面に対して垂直方向および水平方向に２次元的に並んだ複数の視点のそれぞれに対して、当該視点に対応する方向から被写体を見た画像を与えることができる。即ち、本変形例に係る表示装置１０は、インテグラルフォトのような水平方向および垂直方向に立体感を与える画像を提供することができる。
【００３９】
そして、本変形例において、制御部２６は、複数の画素群４０のそれぞれに対する対応する開口部３０の相対位置を、表示パネル２２の中心位置から当該画素群４０に方向において表示パネル２２の中心から周縁部に近づくにつれて、それぞれの画素群４０に対して表示パネル２２の中心により近い方向にずらす。即ち、複数の開口部３０のそれぞれは、対応する画素群４０よりも表示パネル２２の中心方向にずれた位置に配置され、表示パネル２２の中心位置よりも表示パネル２２の周縁部の方がそのズレ量が大きい。
【００４０】
このような表示装置１０は、複数の開口部３０のそれぞれから、２次元に並んだ複数の視点のそれぞれへと出力される複数の画素光が、それぞれの視点に対して集光される。これにより表示装置１０によれば、一の視点へと与えられる画像の光が、他の視点へと漏れることを防止することができる。
【００４１】
図５は、本実施形態の第２変形例に係る表示装置１０の構成を示す。本変形例に係る表示装置１０は、図１から図４を参照して説明した表示装置１０と略同一の構成および機能を採るので、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。
【００４２】
本変形例に係る表示装置１０は、検出部５２を更に備える。検出部５２は、当該表示装置１０の観察者の、表示パネル２２に対する位置および距離の少なくとも一方を検出する。検出部５２は、一例として、当該表示装置１０を観察している観察者が移動した場合または観察者の人数が増減した場合において、複数の観察者のそれぞれについて表示パネル２２に対する位置および距離の少なくとも一方を検出する。検出部５２は、一例として、カメラにより撮像した画像に基づき、それぞれの観察者の表示パネル２２に対する位置および距離の少なくとも一方を検出する。
【００４３】
制御部２６は、検出部５２が検出した観察者の視点の、表示パネル２２に対する位置および距離の少なくとも一方に応じて、複数の開口部３０の位置を変更する。この場合において、検出部５２が複数の観察者を検出したことに応じて、制御部２６は、複数の開口部３０の位置を変更して、複数の観察者に対応する複数の視点の全てに対してそれぞれの画素群４０中のいずれかの画素４２からの光を集める。これにより、制御部２６は、観察者の人数が増減した場合および観察者が移動した場合であっても、それぞれの観察者に対して複数の画像の光のそれぞれを精度良く集光することができる。
【００４４】
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。
【００４５】
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】
【００４６】
１０  表示装置、２０  画像出力部、２２  表示パネル、２４  バリア部、２６  制御部、３０  開口部、４０  画素群、４２  画素、５２  検出部
【図１】
2012058538.tif 000003
【図２】
2012058538.tif 000004
【図３】
2012058538.tif 000005
【図４】
2012058538.tif 000006
【図５】
2012058538.tif 000007
【図６】
2012058538.tif 000008