(57)【要約】【課題】複数のユーザが画像を視認している場合であっても、画像の画質が低下するのを抑制することができる表示装置を提供すること。【解決手段】光を発する光源１０１と、光源１０１からの光を所定の位置に向けて偏向する偏向領域１２１を有する光偏向器１０２と、光偏向器１０２からの光によって画像を形成する液晶パネル１０３と、一又は複数のユーザ１０６の右目１０６ａ及び左目１０６ｂの総数を検出し、検出した右目１０６ａ及び左目１０６ｂの総数に基づいて光偏向器１０２の動作を制御する制御部１０５と、を備える。制御部１０５は、検出した右目１０６ａ及び左目１０６ｂの総数に基づいて、偏向領域１２１を複数の分割偏向領域１２１ａ，１２１ｂに分割し、複数の分割偏向領域１２１ａ，１２１ｂにおいて光源１０１からの光を互いに異なる位置に向けて同時に偏向させる。【選択図】図１
2013101308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示する表示装置であって、
光を発する光源と、
前記光源からの光を所定の位置に向けて偏向する偏向領域を有する光偏向器と、
前記光偏向器からの光によって前記画像を形成する表示パネルと、
前記表示パネルに表示された前記画像を視認する一又は複数のユーザの右目及び左目の総数を検出し、検出した前記右目及び左目の総数に基づいて、前記一又は複数のユーザの各々の右目及び左目に交互に光が集光されるように前記光偏向器の動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、検出した前記右目及び左目の総数に基づいて、前記偏向領域を複数の分割偏向領域に分割し、前記複数の分割偏向領域において前記光源からの光を互いに異なる位置に向けて同時に偏向させる
表示装置。
【請求項２】
前記光偏向器が前記光源からの光を前記ユーザの１つの目に向けて偏向するのに要する単位偏向時間をΔＴとし、
前記表示パネルにおいて前記画像のフレームが表示される表示時間をＦｒａｍｅ＿Ｔとし、
前記制御部により検出された前記右目及び左目の総数をＮとし、
前記複数の分割偏向領域の数をＭとしたとき、
前記制御部は、前記複数の分割偏向領域の数Ｍを、以下の関係式を満たすように設定する
請求項１に記載の表示装置。
（Ｎ×ΔＴ）／Ｍ≦Ｆｒａｍｅ＿Ｔ
【請求項３】
前記制御部は、前記表示時間Ｆｒａｍｅ＿Ｔの間に、前記一又は複数のユーザの各々の右目及び左目に向けて光が偏向されるように、前記複数の分割偏向領域の各々における光の偏向を制御する
請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記複数の分割偏向領域の各々は、インターレース状に配置された非連続な領域である
請求項１〜３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記偏向領域には、光の偏向方向を制御可能な最小単位である光偏向素子が複数設けられ、
前記複数の光偏向素子は、所定の方向に並べて配置され、
前記表示パネルは、前記所定の方向に並べて配置された複数の画素を有しており、
前記複数の光偏向素子の各々の前記所定の方向における大きさは、前記複数の画素の各々の前記所定の方向における大きさよりも小さい
請求項１〜４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記複数のユーザの中から特定のユーザを判定し、前記特定のユーザの右目及び左目に向けて光が偏向される頻度が、前記特定のユーザ以外の他のユーザの右目及び左目に向けて光が偏向される頻度よりも多くなるように、前記複数の分割偏向領域の各々における光の偏向を制御する
請求項１〜５のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記偏向領域を第１の分割偏向領域及び第２の分割偏向領域に分割した際に、前記第１の分割偏向領域において前記光源からの光を前記ユーザの右目に向けて偏向させ、前記第２の分割偏向領域において前記光源からの光を前記ユーザの左目に向けて偏向させる
請求項１〜６のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項８】
前記制御部は、検出した前記右目及び左目の総数が所定の数以下である場合には、前記偏向領域を前記複数の分割偏向領域に分割しない
請求項１〜７のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項９】
光を発する光源と、
前記光源からの光を所定の位置に向けて偏向する偏向領域を有する光偏向器と、
前記光偏向器からの光によって画像を形成する表示パネルと、を備える表示装置の制御方法であって、
前記表示パネルに表示された前記画像を視認する一又は複数のユーザの右目及び左目の総数を検出するステップと、
検出した前記右目及び左目の総数に基づいて、前記偏向領域を複数の分割偏向領域に分割するステップと、
前記複数の分割偏向領域において前記光源からの光を互いに異なる位置に向けて同時に偏向するステップと、を含む
表示装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を自在に偏向することができる光偏向器を用いた表示装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像を表示する表示装置の一つに、液晶表示装置がある。液晶表示装置は、空間変調素子としての液晶パネルと、液晶パネルの背面に向けて光を照射する面状の光源（バックライト）と、を備えている。液晶パネルを透過する光が空間変調されることにより、液晶パネルにおいて画像が形成される。
【０００３】
液晶表示装置で表示される画像の臨場感をより向上させるために、３Ｄ（Ｔｈｒｅｅ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ）画像を表示可能な３Ｄディスプレイの開発が進められている。この３Ｄディスプレイでは、ユーザの左右の目にそれぞれ異なる画像を見せて視差を与えることにより、ユーザに３Ｄ画像を視認させることができる。
【０００４】
例えば、ユーザが特殊な光学作用を有する専用のメガネを掛けることにより、３Ｄ画像を視認することができるメガネ式の３Ｄディスプレイが提案されている。しかしながら、このメガネ式の３Ｄディスプレイでは、ユーザが３Ｄ画像を視認しようとする度にメガネを掛けるのはユーザにとって煩わしく、利便性が良いとは言えない。そのため、近年では、メガネを掛けずに３Ｄ画像の視認が可能な、裸眼式の３Ｄディスプレイが提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１に開示された裸眼式の３Ｄディスプレイでは、特殊な形状を有する導光板の両側面にそれぞれ、右側光源及び左側光源が配置されている。右側光源及び左側光源は、交互に点灯される。右側光源が点灯した際には、右側光源からの光は導光板の一側面に入射され、導光板から出射した光は、ユーザの右目に集光される。左側光源が点灯した際には、左側光源からの光は導光板の他側面に入射され、導光板から出射した光は、ユーザの左目に集光される。右側光源が点灯している間に液晶パネルに右目用画像を表示させ、左側光源が点灯している間に液晶パネルに左目用画像を表示させることにより、ユーザは裸眼で３Ｄ画像を視認することができる。
【０００６】
しかしながら、特許文献１の３Ｄディスプレイでは、３Ｄ画像を視認するためには、ユーザの左右の目の位置はそれぞれ所定の位置に固定されている必要がある。ユーザの左右の目がそれぞれ上記所定の位置からずれた場合には、導光板からの光がユーザの左右の目に集光されないため、ユーザは３Ｄ画像を視認することができない。
【０００７】
このような問題を解消するため、特許文献２に開示された裸眼式の３Ｄディスプレイが提案されている。この３Ｄディスプレイでは、光を自在に偏向することができる光偏向器が用いられる。光偏向器は、例えば、電圧の印加により液晶の屈折率が変調することを利用して光を偏向する。光偏向器に入射した光は、所定のタイミングにおいて、ユーザの右目に集光されるように偏向される。このタイミングに同期して、液晶パネルには右目用の画像が表示される。上記所定のタイミングの後に、光偏向器に入射した光は、ユーザの左目に集光されるように偏向される。このタイミングに同期して、液晶パネルには左目用の画像が表示される。液晶パネルに表示される画像が所定の周期で右目用の画像と左目用の画像とに交互に切り替えられることにより、ユーザは、液晶パネルに表示される画像を３Ｄ画像として認識することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２０１０−５２４０４７号公報
【特許文献２】特開平７−９８４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献２の３Ｄディスプレイでは、液晶パネルを視認するユーザが複数存在する場合には、液晶パネルにおける画像のフレームの表示速度に対して、光偏向器における光の偏向速度が不足するおそれがある。これにより、液晶パネルに表示される画像の画質が低下するという問題が生じる。
【００１０】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、その目的は、複数のユーザが画像を視認している場合であっても、画像の画質が低下するのを抑制することができる表示装置及びその制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る表示装置は、画像を表示する表示装置であって、光を発する光源と、前記光源からの光を所定の位置に向けて偏向する偏向領域を有する光偏向器と、前記光偏向器からの光によって前記画像を形成する表示パネルと、前記表示パネルに表示された前記画像を視認する一又は複数のユーザの右目及び左目の総数を検出し、検出した前記右目及び左目の総数に基づいて、前記一又は複数のユーザの各々の右目及び左目に交互に光が集光されるように前記光偏向器の動作を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、検出した前記右目及び左目の総数に基づいて、前記偏向領域を複数の分割偏向領域に分割し、前記複数の分割偏向領域において前記光源からの光を互いに異なる位置に向けて同時に偏向させる。
【００１２】
なお、これらの全般的又は具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の表示装置では、複数のユーザが画像を視認している場合であっても、画像の画質が低下するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置を示す図である。
【図２Ａ】図２Ａは、光源からの光が光偏向器により偏向される様子を模式的に示す斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、偏向領域が第１の分割偏向領域及び第２の分割偏向領域に分割された状態を模式的に示す斜視図である。
【図３Ａ】図３Ａは、複数の光偏向素子と複数の画素との配置関係を示す平面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、複数の光偏向素子と複数の画素との配置関係を示す側面図である。
【図４】図４は、制御部の機能的構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の制御方法の流れを示すフローチャートである。
【図６】図６は、３人のユーザが液晶パネルを視認している場合における、液晶パネルに表示される画像のフレームと光偏向器により偏向された光が向けられる位置との関係を示す図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置において、偏向領域が第１の分割偏向領域及び第２の分割偏向領域に分割された状態を模式的に示す平面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置において、偏向領域が第１の分割偏向領域及び第２の分割偏向領域に分割された状態を模式的に示す平面図である。
【図８】図８は、３人のユーザが液晶パネルを視認している場合における、液晶パネルに表示される画像のフレームと光偏向器により偏向された光が向けられる位置との関係を示す図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態３に係る液晶表示装置における制御部の機能的構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、光偏向器により偏向された光の輝度分布を示す図である。
【図１１】図１１は、光偏向器により偏向された光がユーザの左目に適切に入射している状態を示す図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、光偏向器により偏向された光がユーザの左目に適切に入射していない状態を示す図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、光偏向器により偏向された光がユーザの左目に適切に入射していない状態を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態４に係る液晶表示装置を示す図である。
【図１４】図１４は、光偏向器により光を偏向することが可能な範囲を概念的に示す図である。
【図１５】図１５は、ユーザの右目及び左目の各々が偏向可能範囲の内部に位置している状態を示す図である。
【図１６】図１６は、ユーザの左目が偏向可能範囲の外部に位置している状態を示す図である。
【図１７】図１７は、従来の液晶表示装置を示す図である。
【図１８】図１８は、２人のユーザが液晶パネルを視認している場合における、光偏向器による光の偏向制御を説明するための図である。
【図１９】図１９は、２人のユーザが液晶パネルを視認している場合における、液晶パネルに表示される画像のフレームと光偏向器により偏向された光が向けられる位置との関係を示す図である。
【図２０】図２０は、３人のユーザが液晶パネルを視認している場合における、液晶パネルに表示される画像のフレームと光偏向器により偏向された光が向けられる位置との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（本発明の基礎となった知見）
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した液晶表示装置に関し、以下の問題が生じることを見出した。
【００１６】
図１７は、従来の液晶表示装置５０を示す図である。図示の液晶表示装置５０は、光源５０１、光偏向器５０２及び液晶パネル５０３を備えている。光偏向器５０２としては、例えば、電圧の印加により液晶の屈折率が変調することを利用して光を偏向する光偏向素子、或いは、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラーで構成される素子等が用いられる。
【００１７】
光源５０１からの光は、所定の時間の間、図１７中の実線の矢印５０５ａで示すように、光偏向器５０２によりユーザ５０４の右目５０４ａに対して偏向される。このタイミングで、液晶パネル５０３には右目用の画像が表示される。上記所定の時間が経過した後に、光源５０１からの光は、図１７中の破線の矢印５０５ｂで示すように、光偏向器５０２によりユーザ５０４の左目５０４ｂに対して偏向される。このタイミングで、液晶パネル５０３には左目用の画像が表示される。このように、光偏向器５０２からの光をユーザ５０４の右目５０４ａ及び左目５０４ｂに時系列で交互に集光させることにより、ユーザ５０４は、液晶パネル５０３に表示される画像を３Ｄ画像として認識することができる。
【００１８】
なお、液晶パネル５０３に表示される右目用の画像と左目用の画像とが同じ画像である場合には、ユーザ５０４は液晶パネル５０３に表示される画像を２Ｄ（Ｔｗｏ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ）画像として認識することができるが、ユーザ５０４以外の人は、液晶パネル５０３に表示される画像を視認することができない。この場合には、液晶表示装置５０は、第三者により画像を覗き見されるのを防止するためのプライバシーディスプレイとして機能する。以下では、液晶表示装置５０がプライバシーディスプレイとして機能する場合について説明する。
【００１９】
図１８は、２人のユーザ５０５及びユーザ５０６が液晶パネル５０３を視認している場合における、光偏向器５０２による光の偏向制御を説明するための図である。図１８に示すように、２人のユーザ５０５及びユーザ５０６が液晶パネル５０３を視認している場合には、光源５０１からの光は、光偏向器５０２によりユーザ５０５の右目５０５ａ、ユーザ５０５の左目５０５ｂ、ユーザ５０６の右目５０６ａ及びユーザ５０６の左目５０６ｂに対して、この順に繰り返し偏向される。
【００２０】
図１９は、２人のユーザＡ及びユーザＢが液晶パネル５０３を視認している場合における、液晶パネル５０３に表示される画像のフレームと光偏向器５０２により偏向された光が向けられる位置との関係を示す図である。図１９に示すように、２人のユーザＡ及びユーザＢが液晶パネル５０３を視認している場合には、光偏向器５０２により偏向された光が向けられる位置は、ユーザＡの右目、ユーザＡの左目、ユーザＢの右目及びユーザＢの左目の順に繰り返し切り替えられる。また、図１９に示すように、液晶パネル５０３に表示される画像のフレームは、画像Ａのフレーム、画像Ｂのフレーム及び画像Ｃのフレームの順に切り替えられる。
【００２１】
画像Ａのフレームが表示される期間Ｔ１では、光偏向器５０２により偏向された光がユーザＡ及びユーザＢの各々の右目及び左目に対して向けられる。これにより、ユーザＡ及びユーザＢの各々は、期間Ｔ１において画像Ａを視認することができる。画像Ｂのフレームが表示される期間Ｔ２及び画像Ｃのフレームが表示される期間Ｔ３の各々においても同様に、光偏向器５０２により偏向された光がユーザＡ及びユーザＢの各々の右目及び左目に対して向けられる。これにより、ユーザＡ及びユーザＢの各々は、期間Ｔ２において画像Ｂを、期間Ｔ３において画像Ｃを視認することができる。
【００２２】
しかしながら、液晶パネル５０３を視認するユーザの数が比較的多い場合には、次のような問題が生じる。図２０は、３人のユーザＡ、ユーザＢ及びユーザＣが液晶パネル５０３を視認している場合における、液晶パネル５０３に表示される画像のフレームと光偏向器５０２により偏向された光が向けられる位置との関係を示す図である。図２０に示すように、３人のユーザＡ、ユーザＢ及びユーザＣが液晶パネル５０３を視認している場合には、光偏向器５０２により偏向された光が向けられる位置は、ユーザＡの右目、ユーザＡの左目、ユーザＢの右目、ユーザＢの左目、ユーザＣの右目及びユーザＣの左目の順に繰り返し切り替えられる。また、図２０に示すように、液晶パネル５０３に表示される画像のフレームは、画像Ａのフレーム、画像Ｂのフレーム及び画像Ｃのフレームの順に切り替えられる。
【００２３】
画像Ａのフレームが表示される期間Ｔ１では、光偏向器５０２により偏向された光は、ユーザＡ及びユーザＢの各々の右目及び左目に対してのみ向けられ、ユーザＣの右目及び左目に対しては向けられない。そのため、期間Ｔ１においては、ユーザＡ及びユーザＢの各々は画像Ａを視認することができるが、ユーザＣは画像Ａを視認することができない。同様に、画像Ｂのフレームが表示される期間Ｔ２においては、光偏向器５０２により偏向された光は、ユーザＢの右目及び左目に対して向けられず、画像Ｃのフレームが表示される期間Ｔ３においては、光偏向器５０２により偏向された光は、ユーザＡの右目及び左目に対して向けられない。そのため、期間Ｔ２においては、ユーザＢは画像Ｂを視認することができず、期間Ｔ３においては、ユーザＡは画像Ｃを視認することができない。
【００２４】
このような問題が生じる原因としては、液晶パネル５０３を視認するユーザの数が比較的多い場合には、全てのユーザの各々の右目及び左目に対して光を偏向するのに要する時間が増大するためである。ユーザの１つの目に向けて光を偏向するのに要する単位偏向時間をΔＴとし、液晶パネル５０３を視認しているユーザの数をＮとし、全てのユーザの各々の右目及び左目に対して光を偏向するのに要する時間をＴ＿ＡＬＬとしたとき、Ｔ＿ＡＬＬ＝２×Ｎ×ΔＴの関係式が成立する。液晶パネル５０３において画像のフレームが表示される表示時間をＦｒａｍｅ＿Ｔとしたとき、表示時間Ｆｒａｍｅ＿Ｔが時間Ｔ＿ＡＬＬよりも短い場合に、上述したように画像を視認することができないユーザが発生してしまう。この場合には、液晶パネル５０３に表示される画像のフレームレートが低下するため、画像の画質の低下（例えば、画像のちらつき等）が生じるという問題が生じる。
【００２５】
このような問題を解決するために、本発明の一態様に係る表示装置は、画像を表示する表示装置であって、光を発する光源と、前記光源からの光を所定の位置に向けて偏向する偏向領域を有する光偏向器と、前記光偏向器からの光によって前記画像を形成する表示パネルと、前記表示パネルに表示された前記画像を視認する一又は複数のユーザの右目及び左目の総数を検出し、検出した前記右目及び左目の総数に基づいて、前記一又は複数のユーザの各々の右目及び左目に交互に光が集光されるように前記光偏向器の動作を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、検出した前記右目及び左目の総数に基づいて、前記偏向領域を複数の分割偏向領域に分割し、前記複数の分割偏向領域において前記光源からの光を互いに異なる位置に向けて同時に偏向させる。
【００２６】
本態様によれば、複数のユーザが画像を視認している場合であっても、画像の画質が低下するのを抑制することができる。
【００２７】
例えば、本発明の一態様に係る表示装置において、前記光偏向器が前記光源からの光を前記ユーザの１つの目に向けて偏向するのに要する単位偏向時間をΔＴとし、前記表示パネルにおいて前記画像のフレームが表示される表示時間をＦｒａｍｅ＿Ｔとし、前記制御部により検出された前記右目及び左目の総数をＮとし、前記複数の分割偏向領域の数をＭとしたとき、前記制御部は、前記複数の分割偏向領域の数Ｍを、次の関係式、（Ｎ×ΔＴ）／Ｍ≦Ｆｒａｍｅ＿Ｔを満たすように設定するように構成してもよい。
【００２８】
本態様によれば、表示時間Ｆｒａｍｅ＿Ｔの間に、検出した右目及び左目の全てに対して光を偏向することができる。
【００２９】
例えば、本発明の一態様に係る表示装置において、前記制御部は、前記表示時間Ｆｒａｍｅ＿Ｔの間に、前記一又は複数のユーザの各々の右目及び左目に向けて光が偏向されるように、前記複数の分割偏向領域の各々における光の偏向を制御するように構成してもよい。
【００３０】
本態様によれば、表示時間Ｆｒａｍｅ＿Ｔの間に、検出した右目及び左目の全てに対して光を偏向することができる。
【００３１】
例えば、本発明の一態様に係る表示装置において、前記複数の分割偏向領域の各々は、インターレース状に配置された非連続な領域であるように構成してもよい。
【００３２】
本態様によれば、偏向領域を複数の分割偏向領域に分割した場合であっても、ユーザにとって違和感の少ない画像の表示を行うことができる。
【００３３】
例えば、本発明の一態様に係る表示装置において、前記偏向領域には、光の偏向方向を制御可能な最小単位である光偏向素子が複数設けられ、前記複数の光偏向素子は、所定の方向に並べて配置され、前記表示パネルは、前記所定の方向に並べて配置された複数の画素を有しており、前記複数の光偏向素子の各々の前記所定の方向における大きさは、前記複数の画素の各々の前記所定の方向における大きさよりも小さいように構成してもよい。
【００３４】
本態様によれば、全ての画素に対して複数の光偏向素子からの光を入射させることができ、いわゆる画素抜けの発生を抑制することができる。
【００３５】
例えば、本発明の一態様に係る表示装置において、前記制御部は、前記複数のユーザの中から特定のユーザを判定し、前記特定のユーザの右目及び左目に向けて光が偏向される頻度が、前記特定のユーザ以外の他のユーザの右目及び左目に向けて光が偏向される頻度よりも多くなるように、前記複数の分割偏向領域の各々における光の偏向を制御するように構成してもよい。
【００３６】
本態様によれば、複数のユーザのうちの特定のユーザに対して、光偏向器により光源からの光を優先的に偏向することができる。
【００３７】
例えば、本発明の一態様に係る表示装置において、前記制御部は、前記偏向領域を第１の分割偏向領域及び第２の分割偏向領域に分割した際に、前記第１の分割偏向領域において前記光源からの光を前記ユーザの右目に向けて偏向させ、前記第２の分割偏向領域において前記光源からの光を前記ユーザの左目に向けて偏向させるように構成してもよい。
【００３８】
本態様によれば、光の融像効果によってユーザに画像を認識させることができる。
【００３９】
例えば、本発明の一態様に係る表示装置において、前記制御部は、検出した前記右目及び左目の総数が所定の数以下である場合には、前記偏向領域を前記複数の分割偏向領域に分割しないように構成してもよい。
【００４０】
本態様によれば、比較的少人数のユーザが画像を視認している場合には、偏向領域を複数の分割偏向領域に分割することなく、光偏向器により光源からの光を少人数のユーザに対して偏向することができる。
【００４１】
本発明の一態様に係る表示装置の制御方法は、光を発する光源と、前記光源からの光を所定の位置に向けて偏向する偏向領域を有する光偏向器と、前記光偏向器からの光によって画像を形成する表示パネルと、を備える表示装置の制御方法であって、前記表示パネルに表示された前記画像を視認する一又は複数のユーザの右目及び左目の総数を検出するステップと、検出した前記右目及び左目の総数に基づいて、前記偏向領域を複数の分割偏向領域に分割するステップと、前記複数の分割偏向領域において前記光源からの光を互いに異なる位置に向けて同時に偏向するステップと、を含む。
【００４２】
本態様によれば、複数のユーザが画像を視認している場合であっても、画像の画質が低下するのを抑制することができる。
【００４３】
なお、これらの全般的又は具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【００４４】
（実施の形態）
以下、本発明の一態様に係る表示装置及びその制御方法について、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００４５】
（実施の形態１）
［液晶表示装置の構成］
図１は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置１０を示す図である。図示の液晶表示装置１０（表示装置を構成する）は、光源１０１、光偏向器１０２、液晶パネル１０３（表示パネルを構成する）、一対のアイカメラ１０４ａ，１０４ｂ及び制御部１０５を備えている。なお、液晶表示装置１０は、例えば、裸眼式の３Ｄディスプレイとしての機能及びプライバシーディスプレイとしての機能を有するテレビジョンセットである。
【００４６】
光源１０１は、面状に光を発する光源であり、光偏向器１０２の入射端面に対向して配置されている。光源１０１からの光は、光偏向器１０２の入射端面に入射する。光源１０１は、例えば、白色のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を平面状に多数配置することにより構成される。或いは、光源１０１は、例えば、赤色のＬＥＤ、青色のＬＥＤ及び緑色のＬＥＤをそれぞれ平面状に多数配置することにより構成される。
【００４７】
なお、図示しないが、光源１０１は、導光板を有するように構成することもできる。この場合には、光源１０１は、例えば、導光板と、導光板の一側面に配置されたＬＥＤ、ＣＣＦＬ（Ｃｏｌｄ  Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｌａｍｐ）及びレーザ等とで構成される。
【００４８】
光偏向器１０２は、その入射端面に入射した光を偏向させ、且つ、光の偏向方向を変調する機能を有している。図２Ａは、光源１０１からの光が光偏向器１０２により偏向される様子を模式的に示す斜視図である。図２Ａに示すように、光偏向器１０２は、光源１０１からの光を所定の位置に向けて偏向する偏向領域１２１を有している。偏向領域１２１には、光の偏向方向を制御可能な最小単位である光偏向素子１２０がマトリクス状に複数配置されている（後述する図３Ａ参照）。複数の光偏向素子１２０の各々は、電圧の印加により液晶の屈折率が変調することを利用して光を偏向する素子である。
【００４９】
偏向領域１２１は、さらに、後述する制御部１０５によって複数の分割偏向領域に分割される。図２Ａに示すように、偏向領域１２１が分割されていない状態では、光源１０１からの光は、図２Ａ中の矢印１２３で示すように、偏向領域１２１に対して略垂直に入射する。偏向領域１２１に入射した光は、図２Ａ中の矢印１２４で示すように、所定の位置（例えば、液晶パネル１０３に表示された画像を視認しているユーザ１０６の右目１０６ａ）に向けて偏向される。
【００５０】
図２Ｂは、偏向領域１２１が第１の分割偏向領域１２１ａ及び第２の分割偏向領域１２１ｂに分割された状態を模式的に示す斜視図である。例えば、偏向領域１２１が２つの分割偏向領域に分割される場合には、偏向領域１２１は、図２Ｂに示すように、偏向領域１２１の上半分の連続した領域である第１の分割偏向領域１２１ａと、偏向領域１２１の下半分の連続した領域である第２の分割偏向領域１２１ｂとに分割される。光源１０１からの光は、図２Ｂ中の矢印１２５で示すように、第１の分割偏向領域１２１ａ及び第２の分割偏向領域１２１ｂの各々に対して略垂直に入射する。第１の分割偏向領域１２１ａに入射した光は、図２Ｂ中の矢印１２６で示すように、第１の位置（例えば、ユーザ１０６の右目１０６ａ）に向けて偏向される。第２の分割偏向領域１２１ｂに入射した光は、図２Ｂ中の矢印１２７で示すように、上記第１の位置とは異なる第２の位置（例えば、ユーザ１０６とは異なるユーザの右目）に向けて偏向される。このように、第１の分割偏向領域１２１ａ及び第２の分割偏向領域１２１ｂの各々に入射した光は、互いに異なる位置に向けて同時に偏向されることが可能である。
【００５１】
液晶パネル１０３は、光偏向器１０２の出射端面に対向して設けられている。液晶パネル１０３の表示領域には、複数の画素１３０がマトリクス状に配置されている（後述する図３Ａ参照）。液晶パネル１０３には、光偏向器１０２の出射端面から出射した光によって画像が形成される。
【００５２】
図３Ａは、複数の光偏向素子１２０と複数の画素１３０との配置関係を示す平面図である。図３Ｂは、複数の光偏向素子１２０と複数の画素１３０との配置関係を示す側面図である。図３Ａに示すように、複数の光偏向素子１２０及び複数の画素１３０はそれぞれ、図３Ａにおける縦方向及び横方向（以下、これら２つの方向のいずれか一方を「所定の方向」という）にマトリクス状に配置されている。複数の光偏向素子１２０の各々の上記所定の方向における大きさＷ１は、複数の画素１３０の各々の上記所定の方向における大きさＷ２の約２分の１の大きさである。これにより、全ての画素１３０に対して複数の光偏向素子１２０からの光が入射するので、いわゆる画素抜けの発生を抑制することができる。
【００５３】
一対のアイカメラ１０４ａ，１０４ｂはそれぞれ、液晶パネル１０３を視認しているユーザ１０６の右目１０６ａ及び左目１０６ｂを撮影する。一対のアイカメラ１０４ａ，１０４ｂの各々からの画像信号は、制御部１０５に送信される。
【００５４】
制御部１０５は、一対のアイカメラ１０４ａ，１０４ｂの各々からの画像信号に基づいて、後述するように光偏向器１０２の動作を制御する。さらに、制御部１０５は、光源１０１の点灯状態を制御するとともに、液晶パネル１０３に表示される画像を制御する。
【００５５】
図４は、制御部１０５の機能的構成を示すブロック図である。図４に示すように、制御部１０５は、検出部１５１、判定部１５２及び表示管理部１５３を有している。
【００５６】
検出部１５１は、一対のアイカメラ１０４ａ，１０４ｂの各々からの画像信号に基づいて、液晶パネル１０３を視認している一又は複数のユーザの右目及び左目の総数を検出する。例えば、図１に示すように、１人のユーザ１０６が液晶パネル１０３を視認している場合には、検出部１５１により検出される右目及び左目の総数は２個である。
【００５７】
判定部１５２は、検出部１５１により検出された右目及び左目の総数に基づいて、偏向領域１２１を複数の分割偏向領域に分割する。判定部１５２の具体的な動作については後述する。
【００５８】
表示管理部１５３は、判定部１５２により分割された複数の分割偏向領域の数に基づいて、光源１０１、光偏向器１０２及び液晶パネル１０３の各々の動作を制御する。
【００５９】
［液晶表示装置の機能］
液晶表示装置１０が裸眼式の３Ｄディスプレイとして機能する場合には、表示管理部１５３は、右目用の画像と左目用の画像とを時系列で交互に液晶パネル１０３に表示させる。また、表示管理部１５３は、一対のアイカメラ１０４ａ，１０４ｂの各々からの画像信号に基づいて、次のように光偏向器１０２における光の偏向制御を行う。
【００６０】
光偏向器１０２は、所定の時間の間、光源１０１からの光をユーザ１０６の右目１０６ａに向けて偏向させる。これにより、光偏向器１０２からの光は、図１中の実線の矢印１０７ａで示すように、ユーザ１０６の右目１０６ａに集光される。このタイミングで、液晶パネル１０３には右目用の画像が表示される。
【００６１】
上記所定の時間が経過した後に、光偏向器１０２は、光源１０１からの光をユーザ１０６の左目１０６ｂに向けて偏向させる。これにより、光偏向器１０２からの光は、図１中の破線の矢印１０７ｂで示すように、ユーザ１０６の左目１０６ｂに集光される。このタイミングで、液晶パネル１０３には左目用の画像が表示される。
【００６２】
以上のように、光偏向器１０２からの光をユーザ１０６の右目１０６ａ及び左目１０６ｂに時系列で交互に集光させることにより、ユーザ１０６は、液晶パネル１０３に表示される画像を３Ｄ画像として認識することができる。
【００６３】
一方、液晶表示装置１０がプライバシーディスプレイとして機能する場合には、表示管理部１５３は、液晶パネル１０３に表示される右目用の画像と左目用の画像とを同じ画像に設定する。これにより、ユーザ１０６は液晶パネル１０３に表示される画像を２Ｄ画像として認識することができるが、ユーザ１０６以外の人は、液晶パネル１０３に表示される画像を視認することができない。本実施の形態では、以下、液晶表示装置１０がプライバシーディスプレイとして機能する場合について説明する。
【００６４】
［液晶表示装置の制御方法］
以下、図５を参照しながら、複数のユーザが液晶パネル１０３を視認している場合における、液晶表示装置１０の制御方法について説明する。図５は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置１０の制御方法の流れを示すフローチャートである。なお、液晶表示装置１０の制御が開始される段階において、偏向領域１２１が複数の分割偏向領域に分割されていない場合について説明する。
【００６５】
まず、検出部１５１は、一対のアイカメラ１０４ａ，１０４ｂの各々からの画像信号に基づいて、液晶パネル１０３を視認している複数のユーザの右目及び左目の総数を検出する（Ｓ１１）。例えば、３人のユーザが液晶パネル１０３を視認している場合には、検出部１５１により検出される右目及び左目の総数は６個である。
【００６６】
なお、検出部１５１による右目及び左目の総数の検出方法としては、種々の方法を採用することができ、特定の方法には限定されない。例えば、検出部１５１は、一対のアイカメラ１０４ａ，１０４ｂの各々からの画像信号に含まれる特徴量に基づいて、複数のユーザの各々の右目及び左目の形状を抽出することにより、右目及び左目の総数を検出することができる。或いは、検出部１５１は、一対のアイカメラ１０４ａ，１０４ｂの各々からの画像信号に含まれる特徴量に基づいて、複数のユーザの各々の顔の輪郭を抽出することによって複数のユーザの顔の総数を検出した後に、顔の総数を２倍することにより右目及び左目の総数を検出することもできる。
【００６７】
次に、判定部１５２は、検出部１５１により検出された右目及び左目の総数に基づいて、全てのユーザの各々の右目及び左目に対して光を偏向することができるか否かを判定する（Ｓ１２）。具体的には、判定部１５２は、次式１に基づいて、全てのユーザの各々の右目及び左目に対して光を偏向するのに要する偏向時間と、液晶パネル１０３において画像のフレームが表示される表示時間との大小関係を判定する。
【００６８】
Ｎ×ΔＴ＞Ｆｒａｍｅ＿Ｔ    （式１）
【００６９】
上式１において、Ｎは、検出部１５１により検出された右目及び左目の総数であり、ΔＴは、光偏向器１０２が光源１０１からの光をユーザの１つの目に向けて偏向するのに要する現在の単位偏向時間であり、Ｆｒａｍｅ＿Ｔは、液晶パネル１０３において画像のフレームが表示される表示時間である。なお、判定部１５２は、現在の単位偏向時間ΔＴ及び表示時間Ｆｒａｍｅ＿Ｔに関するデータをそれぞれ保持している。本実施の形態では、表示管理部１５３は、複数の光偏向素子１２０の各々に印加する電圧を調節することにより、単位偏向時間ΔＴを調節することができる。
【００７０】
上式１が成立しない場合には（Ｓ１２でＹＥＳ）、判定部１５２は、現在の単位偏向時間ΔＴを調節することなく、表示時間Ｆｒａｍｅ_Ｔの間に全てのユーザの各々の右目及び左目に対して光を偏向することができると判定する。なお、上式１が成立しない場合としては、例えば１〜２人程度のユーザが液晶パネル１０３を視認している場合が相当する。この場合には、表示管理部１５３は、現在の単位偏向時間ΔＴを保持した状態で、且つ、偏向領域１２１を複数の分割偏向領域に分割しない状態で、上述したように光偏向器１０２における光の偏向制御を行う（Ｓ１３）。
【００７１】
一方、上式１が成立する場合には（Ｓ１２でＮＯ）、判定部１５２は、現在の単位偏向時間ΔＴでは、表示時間Ｆｒａｍｅ_Ｔの間に全てのユーザの各々の右目及び左目に対して光を偏向することができないと判定する。なお、上式１が成立する場合としては、例えば３〜４人程度のユーザが液晶パネル１０３を視認している場合が相当する。この場合には、判定部１５２は、現在の単位偏向時間ΔＴを調節することにより、表示時間Ｆｒａｍｅ_Ｔの間に全てのユーザの各々の右目及び左目に対して光を偏向することができるか否かを判定する（Ｓ１４）。具体的には、判定部１５２は、次式２に基づいて、単位偏向時間ΔＴを最小値に調節した場合において全てのユーザの各々の右目及び左目に対して光を偏向するのに要する偏向時間と、液晶パネル１０３において画像のフレームが表示される表示時間Ｆｒａｍｅ＿Ｔとの大小関係を判定する。なお、単位偏向時間ΔＴを最小値に調節することは、光偏向器１０２における光の偏向速度を最大値に調節することと同じ意味である。
【００７２】
Ｎ×ΔＴ＿ＭＩＮ＞Ｆｒａｍｅ＿Ｔ    （式２）
【００７３】
上式２において、ΔＴ＿ＭＩＮは、単位偏向時間の調整可能な範囲のうち最小値である。なお、単位偏向時間の最小値ΔＴ＿ＭＩＮは、例えば、あるユーザの右目及び左目に向けてそれぞれ光を偏向した際に、ユーザが画像を認識することができるために最低限必要な時間に設定される。
【００７４】
上式２が成立しない場合には（Ｓ１４でＹＥＳ）、判定部１５２は、現在の単位偏向時間ΔＴを最小値ΔＴ＿ＭＩＮに調節することにより、表示時間Ｆｒａｍｅ_Ｔの間に全てのユーザの各々の右目及び左目に対して光を偏向することができると判定する。この場合には、判定部１５２は、現在の単位偏向時間ΔＴを減少させることにより、上式１が成立しないような単位偏向時間ΔＴ’（ΔＴ＿ＭＩＮ≦ΔＴ’＜ΔＴ）を算出する（Ｓ１５）。その後、表示管理部１５３は、現在の単位偏向時間ΔＴを単位偏向時間ΔＴ’に減少させ、且つ、偏向領域１２１を複数の分割偏向領域に分割しない状態で、上述したように光偏向器１０２における光の偏向制御を行う（Ｓ１３）。
【００７５】
上式２が成立しない場合には（Ｓ１４でＮＯ）、判定部１５２は、現在の単位偏向時間ΔＴを最小値ΔＴ＿ＭＩＮに調節した場合であっても、表示時間Ｆｒａｍｅ_Ｔの間に全てのユーザの各々の右目及び左目に対して光を偏向することができないと判定する。なお、上式２が成立しない場合としては、例えば５人以上のユーザが液晶パネル１０３を視認している場合が相当する。この場合には、判定部１５２は、検出部１５１により検出された右目及び左目の総数Ｎに基づいて、偏向領域１２１を複数の分割偏向領域に分割する（Ｓ１６）。具体的には、判定部１５２は、次式３の関係式を満たすように、複数の分割偏向領域の数を設定する。
【００７６】
（Ｎ×ΔＴ＿ＭＩＮ）／Ｍ≦Ｆｒａｍｅ＿Ｔ    （式３）
【００７７】
上式３において、Ｍは、複数の分割偏向領域の数である。
【００７８】
例えば、表示時間Ｆｒａｍｅ_Ｔが１６ｍｓｅｃ、単位偏向時間の最小値ΔＴ＿ＭＩＮが４ｍｓｅｃ、検出された右目及び左目の総数Ｎが６個である場合には、上式３の関係式を満たすような複数の分割偏向領域の数Ｍは２個である。この場合には、偏向領域１２１は、２個の分割偏向領域、例えば図２Ｂに示すように、第１の分割偏向領域１２１ａ及び第２の分割偏向領域１２１ｂに分割される。その後、表示管理部１５３は、現在の単位偏向時間ΔＴを最小値ΔＴ＿ＭＩＮに減少させ、且つ、複数の分割偏向領域の数Ｍを２個に設定した状態で、上述したように光偏向器１０２における光の偏向制御を行う（Ｓ１３）。
【００７９】
上述したように、偏向領域１２１が第１の分割偏向領域１２１ａ及び第２の分割偏向領域１２１ｂに分割されることにより、表示管理部１５３は、第１の分割偏向領域１２１ａ及び第２の分割偏向領域１２１ｂにおいて光源１０１からの光を互いに異なる２つの位置に向けて同時に偏向することができる。従って、表示時間Ｆｒａｍｅ＿Ｔの間に、第１の分割偏向領域１２１ａ及び第２の分割偏向領域１２１ｂの各々において偏向された光を全てのユーザの各々の右目及び左目に対して入射することができる。
【００８０】
なお、判定部１５２は、偏向領域１２１を複数の分割偏向領域に分割した後に、表示時間Ｆｒａｍｅ＿Ｔの間に全てのユーザの各々の右目及び左目に対して光が偏向されるように、複数の分割偏向領域の各々における偏向順序を決定する。なお、偏向順序とは、複数の位置の各々に向けて光を偏向する際の順序である。偏向順序については、特定の偏向順序に限定されないが、例えば、複数の位置１〜Ｎに対して複数の分割偏向領域１〜Ｍ（但し、２Ｍ＝Ｎ）が存在する場合には、分割偏向領域１〜Ｍにおいて偏向された光がそれぞれ位置１〜Ｍに向けられた後に、位置Ｍ＋１〜２Ｍに向けられるようにしてもよい。
【００８１】
本実施の形態では、判定部１５２は、一対のアイカメラ１０４ａ，１０４ｂの各々からの画像信号に基づいて、複数のユーザの中から特定のユーザを判定する。その後、判定部１５２は、特定のユーザの右目及び左目に向けて光が偏向される頻度が、特定のユーザ以外の他のユーザの右目及び左目に向けて光が偏向される頻度よりも多くなるように、複数の分割偏向領域の各々における光の偏向を制御する。特定のユーザを判定する方法としては、例えば、液晶パネル１０３の中央に対応する位置に存在するユーザを特定のユーザとして判定する方法、或いは、予め登録された瞳の形状（例えば、液晶表示装置１０の所有者であるユーザの瞳の形状）と同じ瞳の形状を有するユーザを特定のユーザとして判定する方法等を採用することができる。
【００８２】
ここで、図６を参照しながら、検出された右目及び左目の総数Ｎが６個、複数の分割偏向領域の数Ｍが２個である場合での、光偏向器１０２における光の偏向制御について説明する。図６は、３人のユーザＡ、ユーザＢ及びユーザＣが液晶パネル１０３を視認している場合における、液晶パネル１０３に表示される画像のフレームと光偏向器１０２により偏向された光が向けられる位置との関係を示す図である。なお、図２Ｂに示すように、偏向領域１２１が第１の分割偏向領域１２１ａ及び第２の分割偏向領域１２１ｂに分割される場合について説明する。また、判定部１５２がユーザＡ、ユーザＢ及びユーザＣの中からユーザＡを特定のユーザとして判定する場合について説明する。
【００８３】
画像Ａのフレームが表示される期間Ｔ１では、第１の分割偏向領域１２１ａにおいて偏向された光がユーザＡ及びユーザＢの各々の右目及び左目に対して向けられるとともに、第２の分割偏向領域１２１ｂにおいて偏向された光がユーザＡ及びユーザＣの各々の右目及び左目に対して向けられる。これにより、ユーザＡ、ユーザＢ及びユーザＣの各々は、期間Ｔ１において画像Ａを視認することができる。同様に、ユーザＡ、ユーザＢ及びユーザＣの各々は、期間Ｔ２において画像Ｂを視認することができ、期間Ｔ３において画像Ｃを視認することができる。
【００８４】
なお、ユーザＢ及びユーザＣの各々の右目及び左目には、第１の分割偏向領域１２１ａ及び第２の分割偏向領域１２１ｂのいずれか一方において偏向された光のみが入射する。このような光の偏向制御であっても、期間Ｔ１〜Ｔ３の各々において、ユーザＢ及びユーザＣの各々の右目及び左目に全く光が入射しない期間が発生するのを回避することができ、フレームレートの低下によるフリッカー（ちらつき）の発生を抑制することができる。
【００８５】
上述したステップＳ１１〜Ｓ１６の処理が所定の周期で繰り返し実行されることにより、複数のユーザが液晶パネル１０３を視認している場合であっても、光偏向器１０２における光の偏向速度の不足により画像の画質が低下するのを抑制することができる。
【００８６】
なお、上式３の関係式において、単位偏向時間の最小値ΔＴ＿ＭＩＮを現在の単位偏向時間ΔＴに置き換えることもできる。この場合には、光偏向器１０２における光の偏向速度を小さく抑えることができるので、光偏向器１０２の駆動電圧を低く抑えることができ、省電力化を図ることができる。
【００８７】
なお、本実施の形態では、ユーザＡの右目及び左目に向けて優先的に光が偏向されるように制御したが、ユーザＡ、ユーザＢ及びユーザＣの各々の右目及び左目に向けて光が偏向される頻度が等しくなるように制御することもできる。
【００８８】
なお、本実施の形態では、液晶パネル１０３に画像のフレームが表示される表示時間Ｆｒａｍｅ＿Ｔが一定である場合について説明したが、表示管理部１５３が表示時間Ｆｒａｍｅ＿Ｔを調節することができるように構成することもできる。この場合には、上述したステップＳ１５において、現在の単位偏向時間ΔＴを調節することに代えて、表示時間Ｆｒａｍｅ＿Ｔを調節することができる。
【００８９】
なお、本実施の形態では、偏向領域１２１を２個の分割偏向領域に分割する場合について説明したが、例えば多人数のユーザが液晶パネル１０３を視認している場合には、偏向領域１２１を３個以上の分割偏向領域に分割することもできる。複数の分割偏向領域の配置については、特に限定されない。
【００９０】
なお、判定部１５２が複数の分割偏向領域の各々における偏向順序を決定する際には、光の融像効果を考慮することもできる。光の融像効果とは、ユーザの右目及び左目にそれぞれ異なる像を入射した場合に、ユーザがそれらを重ね合わせることにより一つの像として認識する現象をいう。この場合には、表示管理部１５３は、例えば液晶パネル１０３に画像Ａが表示されている期間Ｔ１において、第１の分割偏向領域１２１ａにおいて光源１０１からの光をユーザの右目に向けて偏向させ、第２の分割偏向領域１２１ｂにおいて光源１０１からの光をユーザの左目に向けて偏向させる。これにより、ユーザの右目には画像Ａの上半分が入射し、ユーザの左目には画像Ａの下半分が入射するので、光の融像効果によってユーザは画像Ａを認識することができる。
【００９１】
なお、図示しないが、光偏向器１０２と液晶パネル１０３との間に、光偏向器１０２からの光をさらに偏向するためのレンズを設けることもできる。これにより、液晶パネル１０３とユーザ１０６との距離が比較的短い場合であっても、視野角を拡大することができる。
【００９２】
なお、本実施の形態では、光偏向器１０２を構成する素子として光偏向素子１２０を用いたが、ＭＥＭＳミラーで構成される素子を用いることもできる。これにより、光偏向器１０２における光の偏向角度を比較的大きくすることができるので、ユーザ１０６の頭部が液晶パネル１０３に対して大きく動いた場合であっても、ユーザ１０６は、３Ｄ画像等を視認し続けることができる。
【００９３】
（実施の形態２）
図７Ａ及び図７Ｂはそれぞれ、本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置において、偏向領域１２１Ａが第１の分割偏向領域１２１Ａａ及び第２の分割偏向領域１２１Ａｂに分割された状態を模式的に示す平面図である。以下に示す各実施の形態において、上記実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９４】
図７Ａ及び図７Ｂに示すように、光偏向器１０２Ａの偏向領域１２１Ａは、２つの分割偏向領域、すなわち、第１の分割偏向領域１２１Ａａ及び第２の分割偏向領域１２１ｂに分割される。本実施の形態では、第１の分割偏向領域１２１Ａａ及び第２の分割偏向領域１２１ｂの各々は、インターレース状に配置された非連続な領域である。第１の分割偏向領域１２１Ａａは、偏向領域１２１Ａにおける奇数行の位置に配置され、第２の分割偏向領域１２１Ａｂは、偏向領域１２１Ａにおける偶数行の位置に配置されている。
【００９５】
図８は、３人のユーザＡ、ユーザＢ及びユーザＣが液晶パネル１０３（図１参照）を視認している場合における、液晶パネル１０３に表示される画像のフレームと光偏向器１０２Ａにより偏向された光が向けられる位置との関係を示す図である。なお、本実施の形態では、液晶表示装置が裸眼式の３Ｄディスプレイである場合について説明する。また、判定部１５２がユーザＡ、ユーザＢ及びユーザＣの中からユーザＡを特定のユーザとして判定する場合について説明する。
【００９６】
右目用の画像Ａ１のフレームが表示される期間では、第１の分割偏向領域１２１Ａａにおいて偏向された光がユーザＡ及びユーザＢの各々の右目に対して向けられるとともに、第２の分割偏向領域１２１Ａｂにおいて偏向された光がユーザＡ及びユーザＣの各々の右目に対して向けられる。これにより、右目用の画像Ａ１のフレームが表示される期間において、ユーザＡ、ユーザＢ及びユーザＣの各々の右目には右目用の画像Ａ１が入射される。
【００９７】
その後、左目用の画像Ａ２のフレームが表示される期間では、第１の分割偏向領域１２１Ａａにおいて偏向された光がユーザＡ及びユーザＢの各々の左目に対して向けられるとともに、第２の分割偏向領域１２１Ａｂにおいて偏向された光がユーザＡ及びユーザＣの各々の左目に対して向けられる。これにより、左目用の画像Ａ２のフレームが表示される期間において、ユーザＡ、ユーザＢ及びユーザＣの各々の左目には左目用の画像Ａ２が入射される。
【００９８】
以上のようにして、ユーザＡ、ユーザＢ及びユーザＣの各々は、右目用の画像Ａ１及び左目用の画像Ａ２に対応する画像Ａを３Ｄ画像として認識することができる。
【００９９】
同様に、ユーザＡ、ユーザＢ及びユーザＣの各々は、右目用の画像Ｂ１及び左目用の画像Ｂ２に対応する画像Ｂを３Ｄ画像として認識することができ、右目用の画像Ｃ１及び左目用の画像Ｃ２に対応する画像Ｃを３Ｄ画像として認識することができる。従って、本実施の形態においても、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【０１００】
（実施の形態３）
図９は、本発明の実施の形態３に係る液晶表示装置２０における制御部２０５の機能的構成を示すブロック図である。図９に示すように、制御部２０５は、検出部２５１、判定部２５２及び表示管理部２５３を有している。
【０１０１】
検出部２５１は、一対のアイカメラ１０４ａ，１０４ｂの各々からの画像信号に基づいて、液晶パネル１０３を視認している一又は複数のユーザの各々の右目及び左目の位置を検出するとともに、光偏向器１０２により偏向された光により照射される範囲（以下、「偏向範囲」という）２１０（後述する図１１参照）を検出する。
【０１０２】
ここで、検出部２５１による偏向範囲２１０の検出方法について説明する。図１０は、光偏向器１０２により偏向された光の輝度分布を示す図である。図１０において、縦軸は、光偏向器１０２により偏向された光の輝度を表し、横軸は、偏向中心からの距離を表している。なお、偏向中心とは、光偏向器１０２により偏向された光の輝度が最大となる光軸である。
【０１０３】
図１０に示すように、検出部２５１は、偏向中心における輝度に対して所定の割合以上の輝度を有する範囲を偏向範囲２１０として検出する。例えば、検出部２５１が偏向中心における輝度に対して３％以上の輝度を有する範囲を偏向範囲２１０として検出した場合に、この偏向範囲２１０は、偏向中心から距離±１ｃｍの範囲である。従って、検出部２５１は、一対のアイカメラ１０４ａ，１０４ｂの各々からの画像信号に基づいて輝度が最も高い位置を検出することにより、当該位置から距離±１ｃｍの範囲を偏向範囲２１０として検出することができる。
【０１０４】
判定部２５２は、検出部２５１により検出された、一又は複数のユーザの各々の右目及び左目の位置と偏向範囲２１０との位置関係に基づいて、光偏向器１０２により偏向された光がユーザの右目又は左目に適切に入射しているか否かを判定する。判定部２５２による具体的な判定方法については後述する。
【０１０５】
表示管理部２５３は、判定部２５２の判定結果に基づいて、光源１０１、光偏向器１０２及び液晶パネル１０３の各々の動作を制御する。
【０１０６】
次に、図１１、図１２Ａ及び図１２Ｂを参照しながら、判定部２５２の判定方法について説明する。図１１は、光偏向器１０２により偏向された光がユーザ１０６の左目１０６ｂに適切に入射している状態を示す図である。図１２Ａ及び図１２Ｂはそれぞれ、光偏向器１０２により偏向された光がユーザ１０６の左目１０６ｂに適切に入射していない状態を示す図である。
【０１０７】
図１１に示すように、例えばユーザ１０６の左目１０６ｂが偏向範囲２１０に完全に含まれている場合には、判定部２５２は、光偏向器１０２により偏向された光がユーザ１０６の左目１０６ｂに適切に入射していると判定する。この場合には、ユーザ１０６は、液晶パネル１０３に表示された画像を正しく視認することができるので、表示管理部２５３は、光偏向器１０２の動作を変更しない。
【０１０８】
図１２Ａに示すように、例えばユーザ１０６の左目１０６ｂが偏向範囲２１０から完全に外れている場合には、判定部２５２は、光偏向器１０２により偏向された光がユーザ１０６の左目１０６ｂに適切に入射していないと判定する。この場合には、ユーザ１０６は、液晶パネル１０３に表示された画像を正しく視認することができないので、表示管理部２５３は、光偏向器１０２の動作を変更する。具体的には、表示管理部２５３は、複数の光偏向素子１２０（図３Ａ参照）の各々に印加される電圧を調節することにより、偏向範囲２１０をユーザ１０６の左目１０６ｂに近付く方向（図１２Ａにおいて左方向）に移動させる。ユーザ１０６の左目１０６ｂが偏向範囲２１０に完全に含まれた時点で、表示管理部２５３は、電圧の調節を終了する。これにより、ユーザ１０６は、液晶パネル１０３に表示された画像を正しく視認することができる。
【０１０９】
図１２Ｂに示すように、例えばユーザ１０６の右目１０６ａ及び左目１０６ｂの各々の一部が偏向範囲２１０に含まれている場合には、判定部２５２は、光偏向器１０２により偏向された光がユーザ１０６の左目１０６ｂに適切に入射していないと判定する。この場合には、左目用の画像がユーザ１０６の左目１０６ｂだけでなく右目１０６ａにも入射する、いわゆるクロストークが生じている。そのため、ユーザ１０６は、液晶パネル１０３に表示された画像（３Ｄ画像）を正しく視認することができないので、表示管理部２５３は、光偏向器１０２の動作を変更する。具体的には、表示管理部２５３は、複数の光偏向素子１２０の各々に印加される電圧を調節することにより、偏向範囲２１０をユーザ１０６の右目１０６ａから離れる方向（図１２Ｂにおいて右方向）に移動させる。ユーザ１０６の左目１０６ｂが偏向範囲２１０に完全に含まれた時点で、表示管理部２５３は、電圧の調節を終了する。これにより、クロストークの発生が解消され、ユーザ１０６は、液晶パネル１０３に表示された画像を正しく視認することができる。
【０１１０】
以上説明したように、ユーザ１０６の右目１０６ａ及び左目１０６ｂの一方と偏向範囲２１０とが重複するように、表示管理部２５３は、光偏向器１０２の動作を制御する。これにより、ユーザ１０６は、液晶パネル１０３に表示された画像を正しく視認することができる。
【０１１１】
なお、検出部２５１がユーザ１０６の右目１０６ａ及び左目１０６ｂの位置を検出する方法は、特定の方法及びアルゴリズムに限定する必要はなく、種々の方法を採用することができる。
【０１１２】
なお、偏向範囲２１０を検出する方法についても、特定の方法及びアルゴリズムに限定する必要はなく、種々の方法を採用することができる。例えば、光偏向器１０２により偏向された光をユーザ１０６の左目１０６ｂに対して照射する直前に撮影した画像と、光偏向器１０２により偏向された光をユーザ１０６の左目１０６に対して照射している際に撮影した画像との差分を検出することにより、偏向範囲２１０を検出することもできる。
【０１１３】
なお、検出部２５１による検出が行われるタイミングについては、任意のタイミングでよい。例えば、光偏向器１０２によるある位置に向けた光の偏向が終了したタイミングで、検出部２５１による検出が行われるように構成してもよい。この場合には、光を偏向する毎に偏向範囲２１０の位置の調節を行うことができるので、クロストークの発生等を効果的に抑制することができる。或いは、液晶表示装置２０の使用開始時にのみ、検出部２５１による検出が行われるように構成してもよい。この場合には、偏向範囲２１０の位置の調節に要する処理の負担を低減することができる。
【０１１４】
なお、例えば光偏向器１０２が光の波長依存性を有し、光源１０１から異なる波長の光（例えば、赤色の光、青色の光及び緑色の光）が順次発するフィールドシーケンシャル表示を行う場合には、光源１０１から発する光の波長が変化する毎に検出部２５１による検出が行われるように構成してもよい。これにより、光源１０１から発する光の波長が変化する毎に偏向範囲２１０の位置がずれるのを抑制することができ、液晶パネル１０３に表示される画像の画質が低下するのを抑制することができる。
【０１１５】
（実施の形態４）
図１３は、本発明の実施の形態４に係る液晶表示装置３０を示す図である。図示の液晶表示装置３０では、光偏向器１０２と液晶パネル１０３との間に可変拡散素子３０１が設けられている。この可変拡散素子３０１は、乳白色となって光偏向器１０２からの光を拡散させる拡散状態と、透明となって光偏向器１０２からの光を拡散させずに透過させる非拡散状態とに切り替え可能である。制御部３０５は、可変拡散素子３０１に印加される電圧を制御する。制御部３０５によって可変拡散素子３０１に電圧が印加されていない状態では、可変拡散素子３０１は拡散状態に保持される。制御部３０５によって可変拡散素子３０１に電圧が印加されることにより、可変拡散素子３０１は拡散状態から非拡散状態に切り替えられる。なお、可変拡散素子３０１は、例えば、電圧の印加によって干渉縞の有効及び無効を切り替えることが可能な動的ホログラム等で構成することができる。
【０１１６】
次に、図１４〜図１６を参照しながら、制御部３０５による可変拡散素子３０１の制御方法について説明する。図１４は、光偏向器１０２により光を偏向することが可能な範囲（以下、「偏向可能範囲」という）３１０を概念的に示す図である。本実施の形態では、制御部３０５は、一対のアイカメラ１０４ａ，１０４ｂの各々からの画像信号に基づいて、偏向可能範囲３１０の位置を検出するとともに、液晶パネル１０３を視認しているユーザ１０６の右目１０６ａ及び左目１０６ｂの位置を検出する。その後、制御部３０５は、偏向可能範囲３１０とユーザ１０６の右目１０６ａ及び左目１０６ｂの位置との位置関係に基づいて、可変拡散素子３０１を拡散状態又は非拡散状態に切り替える。
【０１１７】
図１５は、ユーザ１０６の右目１０６ａ及び左目１０６ｂの各々が偏向可能範囲３１０の内部に位置している状態を示す図である。図１５に示すように、ユーザ１０６の右目１０６ａ及び左目１０６ｂの各々が偏向可能範囲３１０の内部に位置している場合には、制御部３０５は、可変拡散素子３０１を非拡散状態に設定するとともに、液晶パネル１０３に表示する画像を３Ｄ画像に設定する。光偏向器１０２により偏向された光は、可変拡散素子３０１において拡散されることなく可変拡散素子３０１を透過した後に、液晶パネル１０３に入射する。これにより、液晶パネル１０３からの光をユーザ１０６の右目１０６ａ及び左目１０６ｂに時系列で交互に集光させることができる。従って、この場合には、液晶表示装置３０を裸眼式の３Ｄディスプレイ（又はプライバシーディスプレイ）として機能させることができる。
【０１１８】
図１６は、ユーザ１０６の左目１０６ｂが偏向可能範囲３１０の外部に位置している状態を示す図である。図１６に示すように、ユーザ１０６の右目１０６ａ及び左目１０６ｂの少なくとも一方が偏向可能範囲３１０の外部に位置している場合には、制御部３０５は、可変拡散素子３０１を非拡散状態から拡散状態に切り替えるとともに、液晶パネル１０３に表示する画像を３Ｄ画像から２Ｄ画像に切り替える。光偏向器１０２により偏向された光は、可変拡散素子３０１において拡散された後に、液晶パネル１０３に入射する。これにより、液晶パネル１０３からの光が拡散しながら偏向可能範囲３１０の内部及び外部に向けて照射されるので、液晶パネル１０３からの光をユーザ１０６の右目１０６ａ及び左目１０６ｂに入射させることができる。従って、この場合には、液晶表示装置３０を、通常の２Ｄ画像を表示する２Ｄディスプレイとして機能させることができる。
【０１１９】
以上説明したように、本実施の形態では、視野角の広い液晶表示装置３０を実現することができる。なお、本実施の形態では、１人のユーザ１０６が液晶パネル１０３を視認している場合について説明したが、複数のユーザが液晶パネル１０３を視認している場合でも同様である。すなわち、複数のユーザのうち少なくとも１人のユーザの右目又は左目が偏向可能範囲３１０の外部に位置している場合には、制御部３０５は、可変拡散素子３０１を非拡散状態から拡散状態に切り替えるとともに、液晶パネル１０３に表示する画像を３Ｄ画像から２Ｄ画像に切り替える。
【０１２０】
なお、本実施の形態では、制御部３０５は、一対のアイカメラ１０４ａ，１０４ｂの各々からの画像信号に基づいて可変拡散素子３０１の動作を制御したが、他の方法を用いて可変拡散素子３０１の動作を制御することもできる。例えば、液晶表示装置３０がタブレット等の持ち運び可能なディスプレイである場合には、制御部３０５は、ディスプレイの傾きを検知する加速度センサ又はディスプレイの背面に設けられた背面センサ等からの検出信号に基づいて、可変拡散素子３０１の動作を制御する。具体的には、ディスプレイが机等の上に倒されたことが検出されたときには、制御部３０５は、可変拡散素子３０１を拡散状態に切り替える。ディスプレイが机等の上から起こされたことが検出されたときには、制御部３０５は、可変拡散素子３０１を非拡散状態に切り替える。これにより、机等の上にディスプレイを置いた場合に、複数のユーザが液晶パネル１０３に表示された画像を視認することができる。
【０１２１】
なお、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵ又はプロセッサ等のプログラム実行部が、ハードディスク又は半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。ここで、上記各実施の形態の表示装置等を実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。
【０１２２】
すなわち、このプログラムは、光を発する光源と、前記光源からの光を所定の位置に向けて偏向する偏向領域を有する光偏向器と、前記光偏向器からの光によって画像を形成する表示パネルと、を備える表示装置の制御方法における、前記表示パネルに表示された前記画像を視認する一又は複数のユーザの右目及び左目の総数を検出するステップと、検出した前記右目及び左目の総数に基づいて、前記偏向領域を複数の分割偏向領域に分割するステップと、前記複数の分割偏向領域において前記光源からの光を互いに異なる位置に向けて同時に偏向するステップと、をコンピュータに実行させる。
【０１２３】
以上、本発明の一つ又は複数の態様に係る表示装置及びその制御方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思い付く各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の一つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
本発明の表示装置は、例えば、裸眼式の３Ｄディスプレイ、プライバシーディスプレイ及び省電力ディスプレイ等の液晶表示装置として用いることができる。なお、省電力ディスプレイとは、画像を視認可能な範囲（すなわち、視野角）を限定することにより、バックライトの光量を低減することが可能なディスプレイである。
【符号の説明】
【０１２５】
１０，２０，３０，５０  液晶表示装置
１０１，５０１  光源
１０２，１０２Ａ，５０２  光偏向器
１０３，５０３  液晶パネル
１０４ａ，１０４ｂ  アイカメラ
１０５，２０５，３０５  制御部
１０６，５０４，５０５，５０６  ユーザ
１０６ａ，５０４ａ，５０５ａ，５０６ａ  右目
１０６ｂ，５０４ｂ，５０５ｂ，５０６ｂ  左目
１２０  光偏向素子
１２１，１２１Ａ  偏向領域
１２１ａ，１２１Ａａ  第１の分割偏向領域
１２１ｂ，１２１Ａｂ  第２の分割偏向領域
１３０  画素
１５１，２５１  検出部
１５２，２５２  判定部
１５３，２５３  表示管理部
２１０  偏向範囲
３０１  可変拡散素子
３１０  偏向可能範囲
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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