(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に配置された複数の画素を有し、入力された映像信号に基づいて映像を表示画面に表示する映像表示部と、
印加される電圧信号に応じて指向性が規定される少なくとも１以上の指向性制御素子を有し、前記指向性制御素子ごとに前記指向性制御素子が対応する前記画素から発せられる光の指向性を定める指向性規定部と、
前記表示画面を前記指向性制御素子それぞれに対応する複数の分割領域に分割し、入力された映像信号に基づいて輝度が高い分割領域を検出する指向性検出部と、
前記指向性検出部の検出結果に基づいて、検出された前記分割領域に対応する前記指向性制御素子に電圧信号を印加する指向性制御部と、
を備えることを特徴とする、表示装置。
【請求項２】
前記指向性規定部は、前記画素それぞれに一対一に対応する複数の指向性制御素子を有することを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記指向性検出部は、前記分割領域に対応する一の画素と前記一の画素の周囲の画素との間の輝度差の絶対値が所定の値より大きい場合に、前記分割領域を前記輝度が高い分割領域として検出することを特徴とする、請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記指向性規定部は、２以上の前記画素に対応する少なくとも１以上の指向性制御素子を有することを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記指向性検出部は、前記分割領域に対応する前記２以上の画素それぞれについて、一の画素と前記一の画素の周囲の画素との間の輝度差の絶対値と、所定の値との大きさを比較し、前記輝度差の絶対値と前記所定の値との比較結果の頻度に応じて前記輝度が高い分割領域を検出することを特徴とする、請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記指向性制御素子は、可変焦点レンズであることを特徴とする、請求項１〜５に記載の表示装置。
【請求項７】
マトリクス状に配置された複数の画素を有し、入力された映像信号に基づいて映像を表示画面に表示する映像表示部と、印加される電圧信号に応じて指向性が規定される少なくとも１以上の指向性制御素子を有し、前記指向性制御素子ごとに前記指向性制御素子が対応する前記画素から発せられる光の指向性を定める指向性規定部とを備える表示装置における指向性制御方法であって：
表示画面を前記指向性制御素子それぞれに対応する複数の分割領域に分割し、入力された映像信号に基づいて輝度が高い分割領域を検出するステップと、
前記検出するステップにおける検出結果に基づいて、検出された前記分割領域に対応する前記指向性制御素子に電圧信号を印加するステップと、
を有することを特徴とする、指向性制御方法。
【請求項８】
マトリクス状に配置された複数の画素を有し、入力された映像信号に基づいて映像を表示画面に表示する映像表示部と、印加される電圧信号に応じて指向性が規定される少なくとも１以上の指向性制御素子を有し、前記指向性制御素子ごとに前記指向性制御素子が対応する前記画素から発せられる光の指向性を定める指向性規定部とを備える表示装置に用いることが可能なプログラムであって：
表示画面を前記指向性制御素子それぞれに対応する複数の分割領域に分割し、入力された映像信号に基づいて輝度が高い分割領域を検出するステップ、
前記検出するステップにおける検出結果に基づいて、検出された前記分割領域に対応する前記指向性制御素子に電圧信号を印加するステップ、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置、指向性制御方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＲＴディスプレイ（Cathode  Ray  Tube  display）に替わる表示装置として、有機ＥＬディスプレイ（organic  ElectroLuminescence  display。または、ＯＬＥＤディスプレイ（Organic  Light  Emitting  Diode  display）とも呼ばれる。）、ＦＥＤ（Field  Emission  Display。電界放出ディスプレイ）、ＬＣＤ（Liquid  Crystal  Display。液晶ディスプレイ）、ＰＤＰ（Plasma  Display  Panel。プラズマディスプレイ）など様々な表示装置が開発されている。
【０００３】
ＣＲＴディスプレイを含む上記に示す表示装置は、装置ごとにある決まったダイナミックレンジ（dynamic  range）を有し、限られたダイナミックレンジの中で入力された映像信号が示す映像を表示することができる。
【０００４】
このような中、映像信号に応じて強調する周波数成分や領域を変更することによって映像の臨場感や立体感の向上を図る技術が開発されている。映像信号における高域の周波数成分の量に基づいて、強調する周波数帯域とその量を調整することによって臨場感や立体感の向上を図る技術としては、例えば、特許文献１が挙げられる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１５８９９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、映像信号に応じて強調する周波数成分や領域を変更することによって映像の臨場感や立体感の向上を図る従来の技術を用いたとしても、表示装置のダイナミックレンジに限りがあるために、臨場感や立体感の向上の効果は表示装置のダイナミックレンジに依存してしまう。
【０００７】
また、映像信号に応じて強調する周波数成分や領域を変更することによって映像の臨場感や立体感の向上を図る従来の技術を用いた従来の表示装置では、表示される光そのものが基本的に２次元の広がりしか持たない。したがって、従来の表示装置は、映像信号が示す映像の被写体（例えば、人や動物、あるいは、木や車、建物などの物。）の奥行き感や立体感を表現することができない。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、入力される映像信号に基づいて光の指向性を制御することにより映像の臨場感や立体感を向上させることが可能な、新規かつ改良された表示装置、指向性制御方法、およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点によれば、マトリクス状に配置された複数の画素を有し、入力された映像信号に基づいて映像を表示画面に表示する映像表示部と、印加される電圧信号に応じて指向性が規定される少なくとも１以上の指向性制御素子を有し、上記指向性制御素子ごとに上記指向性制御素子が対応する上記画素から発せられる光の指向性を定める指向性規定部と、上記表示画面を上記指向性制御素子それぞれに対応する複数の分割領域に分割し、入力された映像信号に基づいて輝度が高い分割領域を検出する指向性検出部と、上記指向性検出部の検出結果に基づいて、検出された上記分割領域に対応する上記指向性制御素子に電圧信号を印加する指向性制御部とを備える表示装置が提供される。
【００１０】
上記表示装置は、映像表示部と、指向性規定部と、指向性検出部と、指向性制御部とを備える。映像表示部は、例えば、画素がマトリクス状（行列状）に配置され、入力された映像信号に基づいて映像を表示画面に表示する。指向性規定部は、印加される電圧信号に応じて指向性が規定される少なくとも１以上の指向性制御素子を有する。また、指向性規定部が備える各指向性制御素子は、対応する画素から発せられる光に対して指向性を定める。指向性検出部は、入力された映像信号に基づいて輝度が高い分割領域を検出する。ここで、指向性検出部が検出する分割領域は、例えば、指向性制御素子それぞれに対応する表示画面上の領域（すなわち、表示画面が指向性制御素子に応じて分割された領域）とすることができる。指向性制御部は、指向性検出部の検出結果に基づいて、輝度が高い分割領域に対応する指向性制御素子に電圧信号を印加する。かかる構成により、入力される映像信号に基づいて光の指向性を制御し、映像の臨場感や立体感を向上させることができる。
【００１１】
また、上記指向性規定部は、上記画素それぞれに一対一に対応する複数の指向性制御素子を有してもよい。
【００１２】
かかる構成により、入力される映像信号に基づいて光の指向性を制御し、映像の臨場感や立体感を向上させることができる。
【００１３】
また、上記指向性検出部は、上記分割領域に対応する一の画素と上記一の画素の周囲の画素との間の輝度差の絶対値が所定の値より大きい場合に、上記分割領域を上記輝度が高い分割領域として検出してもよい。
【００１４】
かかる構成により、映像の臨場感や立体感を効果的に向上させることができる。
【００１５】
また、上記指向性規定部は、２以上の上記画素に対応する少なくとも１以上の指向性制御素子を有してもよい。
【００１６】
かかる構成により、入力される映像信号に基づいて光の指向性を制御し、映像の臨場感や立体感を向上させることができる。
【００１７】
また、上記指向性検出部は、上記分割領域に対応する上記２以上の画素それぞれについて、一の画素と上記一の画素の周囲の画素との間の輝度差の絶対値と、所定の値との大きさを比較し、上記輝度差の絶対値と上記所定の値との比較結果の頻度に応じて上記輝度が高い分割領域を検出してもよい。
【００１８】
かかる構成により、映像の臨場感や立体感を効果的に向上させることができる。
【００１９】
また、上記指向性制御素子は、可変焦点レンズであってもよい。
【００２０】
かかる構成により、印加される電圧信号に応じて画素から発せられる光に対して指向性を定めることができる。
【００２１】
また、上記目的を達成するために、本発明の第２の観点によれば、マトリクス状に配置された複数の画素を有し、入力された映像信号に基づいて映像を表示画面に表示する映像表示部と、印加される電圧信号に応じて指向性が規定される少なくとも１以上の指向性制御素子を有し、上記指向性制御素子ごとに上記指向性制御素子が対応する上記画素から発せられる光の指向性を定める指向性規定部とを備える表示装置における指向性制御方法であって、表示画面を上記指向性制御素子それぞれに対応する複数の分割領域に分割し、入力された映像信号に基づいて輝度が高い分割領域を検出するステップと、上記検出するステップにおける検出結果に基づいて、検出された上記分割領域に対応する上記指向性制御素子に電圧信号を印加するステップとを有する指向性制御方法が提供される。
【００２２】
かかる方法を用いることにより、入力される映像信号に基づいて光の指向性を制御し、映像の臨場感や立体感を向上させることができる。
【００２３】
また、上記目的を達成するために、本発明の第３の観点によれば、マトリクス状に配置された複数の画素を有し、入力された映像信号に基づいて映像を表示画面に表示する映像表示部と、印加される電圧信号に応じて指向性が規定される少なくとも１以上の指向性制御素子を有し、上記指向性制御素子ごとに上記指向性制御素子が対応する上記画素から発せられる光の指向性を定める指向性規定部とを備える表示装置に用いることが可能なプログラムであって、表示画面を上記指向性制御素子それぞれに対応する複数の分割領域に分割し、入力された映像信号に基づいて輝度が高い分割領域を検出するステップ、上記検出するステップにおける検出結果に基づいて、検出された上記分割領域に対応する上記指向性制御素子に電圧信号を印加するステップをコンピュータに実行させるためのプログラムが提供される。
【００２４】
かかるプログラムにより、入力される映像信号に基づいて光の指向性を制御し、映像の臨場感や立体感を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、入力される映像信号に基づいて光の指向性を制御することにより映像の臨場感や立体感を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２７】
（本発明の実施形態に係る映像の臨場感や立体感を向上させるためのアプローチ）
本発明の実施形態に係る表示装置の構成について説明する前に、まず、本発明の実施形態に係る表示装置における映像の臨場感や立体感を向上させるためのアプローチについて説明する。
【００２８】
図１は、本発明の実施形態に係る表示装置における映像の臨場感や立体感を向上させるためのアプローチを説明するための説明図である。ここで、図１は、本発明の実施形態に係る表示装置の表示画面１０に表示された映像の一例を示している。
【００２９】
表示画面１０に表示された映像において、例えば、湖面Ａ、窓Ｂ、壁面Ｃなど様々な画面位置から光が発せられる。しかしながら、例えば、湖面Ａと窓Ｂから発せられる光が光源（例えば、太陽など）からの光を反射して光る「反射光」であるのに対して、壁面Ｃから発せられる光は太陽などの光源によって照らされた「照明光」である。すなわち、壁面Ｃから発せられる光を見る視聴者は間接的に太陽などの光源の光を見ていることになり、壁面Ｃから発せられる光は、例えば湖面Ａから発せられる「反射光」と性質が大きく異なる。
【００３０】
そこで、本発明の実施形態に係る表示装置では、例えば、「反射光」や「照明光」などのように表示画面１０から発せられる光に違いがあることに着目し、例えば、以下の（Ａ）、（Ｂ）に示す方法によって映像の臨場感や立体感の向上を図る。
（Ａ）映像信号に基づいて相対的に輝度が高い領域を検出する
（Ｂ）検出された輝度が高い領域から発せられる光（表示画面からの光）に対して、指向性を規定する
【００３１】
本発明の実施形態に係る表示装置は、従来の表示装置のように映像信号そのものを補正するのではなく、映像信号に応じて表示装置から発せられた光に対して指向性を規定することによって映像の臨場感や立体感の向上を図る。したがって、本発明の実施形態に係る表示装置は、映像信号に応じて強調する周波数成分や領域を変更することによって映像の臨場感や立体感の向上を図る従来の技術を用いた従来の表示装置のように、臨場感や立体感の向上の効果が表示装置のダイナミックレンジに依存しない。
【００３２】
また、本発明の実施形態に係る表示装置は、映像信号に応じて表示装置から発せられた光に対して指向性を規定するので、基本的に２次元の広がりしか持たない表示される光を、３次元に拡張することができる。
【００３３】
したがって、本発明の実施形態に係る表示装置は、映像信号に応じて強調する周波数成分や領域を変更することによって映像の臨場感や立体感の向上を図る従来の技術を用いた従来の表示装置よりも、映像の臨場感や立体感を向上させることができる。以下、本発明の実施形態に係る表示装置についてより具体的に説明する。
【００３４】
（実施形態）
図２は、本発明の実施形態に係る表示装置１００を示すブロック図である。ここで、図２では一の映像信号を示しているが、本発明の実施形態はかかる構成に限られず、例えば、入力される映像信号がＲ、Ｇ、Ｂ各色ごとに独立の信号であってもよい。また、以下では、本発明の実施形態に係る表示装置として、ＯＬＥＤディスプレイやＬＣＤ、ＰＤＰなどのドットマトリクス型の表示装置を例に挙げて説明するが、本発明の実施形態はかかる構成に限られず、例えば、ＣＲＴディスプレイに適用することもできる。
【００３５】
また、以下では、表示装置１００に入力される映像信号が、例えば、デジタル放送などで用いられるデジタル信号であるとして説明するが、上記に限られず、例えば、アナログ放送などで用いられるアナログ信号とすることもできる。なお、本発明の実施形態に係る表示装置１００に入力される映像信号は、例えば、放送局から送信され表示装置１００が受信したものとすることができるが、上記に限られない。例えば、本発明の実施形態に係る表示装置１００に入力される映像信号は、ＬＡＮ（Local  Area  Network）などのネットワークを介して外部装置から送信され表示装置１００が受信したものであってもよいし、または、表示装置１００が備える記憶部（図示せず）に保持された映像ファイルや画像ファイルを表示装置１００が読み出したものであってもよい。
【００３６】
図２を参照すると、表示装置１００は、映像表示部１０２と、指向性規定部１０４と、指向性検出部１０６と、指向性制御部１０８とを備える。
【００３７】
また、表示装置１００は、例えば、ＭＰＵ（Micro  Processing  Unit）などで構成され表示装置１００全体を制御することが可能な制御部（図示せず）や、制御部が使用するプログラムや演算パラメータなどの制御用データが記録されたＲＯＭ（Read  Only  Memory。図示せず）、制御部により実行されるプログラムなどを一次記憶するＲＡＭ（Random  Access  Memory。図示せず）、放送局などから送信される映像信号を受信する受信部（図示せず）、映像ファイルや画像ファイルなどを記憶可能な記憶部（図示せず）、ユーザが操作可能な操作部（図示せず）、外部装置（図示せず）と通信を行うための通信部（図示せず）などを備えてもよい。表示装置１００は、例えば、データの伝送路としてのバス（bus）により上記各構成要素間を接続する。
【００３８】
ここで、記憶部（図示せず）としては、例えば、ハードディスク（Hard  Disk）などの磁気記録媒体や、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically  Erasable  and  Programmable  Read  Only  Memory）、フラッシュメモリ（flash  memory）、ＭＲＡＭ（Magnetoresistive  Random  Access  Memory）、ＦｅＲＡＭ（Ferroelectric  Random  Access  Memory）、ＰＲＡＭ(Phase  change  Random  Access  Memory)などの不揮発性メモリ（nonvolatile  memory）、あるいは、ＤＶＤディスク、Ｂｌｕ−Ｒａｙディスク、ＨＤ  ＤＶＤディスクなどの光ディスクを再生可能な光ディスクドライブなどが挙げられるが、上記に限られない。
【００３９】
また、操作部（図示せず）としては、例えば、キーボード（keyboard）やマウス（mouse）などの操作入力デバイスや、ボタン、方向キー、あるいは、これらの組み合わせなどが挙げられるが、上記に限られない。例えば、操作部（図示せず）は、リモート・コントローラ（remote  controller）などの外部装置からの入力を受信する機能を有していてもよい。また、表示装置１００と外部装置（図示せず）とは、例えば、ＵＳＢ（Universal  Serial  Bus）端子やＩＥＥＥ１３９４規格の端子などを介して物理的に接続されてもよいし、また、ＷＵＳＢ（Wireless  Universal  Serial  Bus）やＩＥＥＥ８０２．１１などを利用して無線で接続することもできる。さらに、表示装置１００と外部装置（図示せず）とは、例えば、ネットワークを介して接続することもできる。ネットワークとしては、例えば、ＬＡＮやＷＡＮ（Wide  Area  Network）など有線ネットワーク、ＭＩＭＯ（Multiple-Input  Multiple-Output）を用いたＷＬＡＮ（Wireless  Local  Area  Network）などの無線ネットワーク、あるいは、ＴＣＰ／ＩＰ（Transmission  Control  Protocol/Internet  Protocol）などの通信プロトコルを用いたインターネットなどが挙げられるが、上記に限られない。したがって、通信部（図示せず）は、外部装置（図示せず）との接続形態に応じたインタフェースを有する。
【００４０】
映像表示部１０２は、入力された映像信号に基づいて、映像を表示する。
【００４１】
[映像表示部１０２の構成例]
映像表示部１０２は、表示部１２０と、行駆動部１２２と、列駆動部１２４と、電源供給部１２６と、表示制御部１２８とを備える。
【００４２】
表示部１２０は、マトリクス状（行列状）に配置された複数の画素を備える。例えば、ＳＤ（Standard  Definition）解像度の映像を表示する表示部は、少なくとも６４０×４８０＝３０７２００（データ線×走査線）の画素を有し、カラー表示のために当該画素が赤（Red）、緑（Green）、青（Blue）のサブピクセル（sub  pixel）からなる場合には、６４０×４８０×３＝９２１６００（データ線×走査線×サブピクセルの数）のサブピクセルを有する。同様に、例えば、ＨＤ（High  Definition）解像度の映像を表示する表示部は、１９２０×１０８０の画素を有し、カラー表示の場合には、１９２０×１０８０×３のサブピクセルを有する。
【００４３】
また、表示部１２０は、例えば、画素ごとに印加する電圧量／電流量を制御するための画素回路（図示せず）を備えていてもよい。画素回路は、例えば、印加される走査信号および電圧信号により電流量を制御するためのスイッチ素子およびドライブ素子と、電圧信号を保持するためのキャパシタで構成される。上記スイッチ素子および上記ドライブ素子は、例えば、薄膜トランジスタ（Thin  Film  Transistor）で構成される。
【００４４】
行駆動部１２２、および列駆動部１２４は、例えば、表示部１２０が有する複数の画素に電圧信号を印加して各画素を発光させる。ここで、行駆動部１２２、および列駆動部１２４は、一方が画素のＯＮ／ＯＦＦを決定する電圧信号（走査信号）を印加し、他方が表示させる映像に応じた電圧信号（映像信号）を印加する役割を果たすことができる。
【００４５】
また、行駆動部１２２、および列駆動部１２４の駆動方式としては、例えば、上記行列状に配置された画素ごとに発光させる点順次駆動走査方式、上記行列状に配置された画素を一列ごとに発光させる線順次駆動走査方式、そして、上記行列状に配置された全ての画素を発光させる面順次駆動走査方式などが挙げられる。なお、図２に示す表示装置１００の映像表示部１０２は、行駆動部１２２と列駆動部１２４との２つの駆動部を備えているが、本発明の実施形態に係る表示装置が１つの駆動部で構成できることは、言うまでもない。
【００４６】
電源供給部１２６は、行駆動部１２２および列駆動部１２４に電源を供給し、行駆動部１２２および列駆動部１２４には電圧が印加される。また、電源供給部１２６が、行駆動部１２２および列駆動部１２４に印加する電圧の大きさは、入力された映像信号に応じて可変する。
【００４７】
表示制御部１２８は、例えば、ＭＰＵなどで構成され、入力された映像信号に応じて、行駆動部１２２および列駆動部１２４の一方に画素のＯＮ／ＯＦＦを決定する電圧を画素に印加するための制御信号を入力し、また、他方に映像信号を入力する。また、表示制御部１２８は、入力された映像信号に応じて、電源供給部１２６による行駆動部１２２および列駆動部１２４への電源の供給を制御することもできる。
【００４８】
映像表示部１０２は、例えば、図２に示す構成により、入力された映像信号に応じた映像を表示する。
【００４９】
指向性規定部１０４は、例えば、印加される電圧信号に応じて通過する光の指向性を定める指向性制御素子を少なくとも１以上備える。そして、指向性規定部１０４は、映像信号に基づいて表示される映像に応じて表示部１２０から発せられる光に対して、指向性制御素子ごとに指向性を規定する。なお、図２では、映像表示部１０２と指向性規定部１０４とを水平方向に分けて示しているが、これは説明の便宜上のためである。本発明の実施形態に係る表示装置１００は、映像表示部１０２の表示部１２０の前面、すなわち、映像に応じた光が発せられる表示画面上に、指向性規定部１０４を備える。
【００５０】
図３は、本発明の実施形態に係る表示装置１００における指向性規定部１０４の機能を説明するための説明図である。
【００５１】
〔１〕第１のパターン（図３（ａ））
図３（ａ）に示すように、指向性規定部１０４が備える指向性制御素子は、例えば、表示部１２０が備える画素それぞれに一対一に対応するように配置される。また、指向性制御素子は、画素から発せられる光の指向性を規定しなくてもよい。したがって、上記の場合には、画素から発せられる光は、図３（ａ）に示すように、指向性をもたない状態（無指向性の状態）をとることができ、広範囲に光を放射することができる。
【００５２】
〔２〕第２のパターン（図３（ｂ））
また、指向性規定部１０４が備える指向性制御素子は、図３（ｂ）に示すように、表示部１２０が備える画素それぞれに一対一に対応するように配置され、画素から発せられる光の指向性を規定することもできる。したがって、上記の場合には、図３（ｂ）に示すように、指向性制御素子によって規定された所定の方向に画素から発せられる光が収束し、指向性の状態が実現される。
【００５３】
〔３〕第３のパターン（図３（ｃ））
図３（ａ）、図３（ｂ）では、表示部１２０が備える画素それぞれに一対一に対応するように指向性制御素子が配置される構成を示したが、本発明の実施形態に係る指向性規定部１０４は、上記の構成に限られない。指向性規定部１０４は、例えば、図３（ｃ）に示すように、複数の画素に対応する指向性制御素子を備えることができる。
【００５４】
ここで、図３（ｃ）では、図３（ａ）と同様に、指向性制御素子によって画素から発せられる光が無指向性の状態となった場合を示しているが、指向性制御素子によって指向性の状態を実現することもできることは、言うまでもない。また、図３（ｃ）では、１の指向性制御素子が、１行（または、１列）方向の複数の画素（例えば、４つの画素）に対応する例を示しているが、上記の構成に限られず、１の指向性制御素子が行列方向の複数の画素（例えば、４×４の画素）に対応することもできる。
【００５５】
図３に示すように、指向性規定部１０４が備える指向性制御素子と表示部１２０が備える各画素とは、一対一、あるいは、一対多に対応する。以下では、指向性規定部１０４が備える指向性制御素子が対応する映像表示部１０２の表示部１２０（表示画面）の領域を「分割領域」と呼ぶ。ここで、分割領域は、表示画面が複数の領域に分割された領域と捉えることができる。
【００５６】
したがって、指向性制御素子と画素とが一対一に対応する場合には、分割領域は画素単位の領域となり、また、指向性制御素子と画素とが一対多に対応する場合には、分割領域は指向性制御素子が対応する複数の画素が含まれる領域となる。
【００５７】
[本発明の実施形態に係る指向性制御素子の例]
指向性規定部１０４は、指向性制御素子を備えることによって、例えば、図３に示すように、各分割領域から発せられる光に対して指向性を規定する。ここで、指向性規定部１０４は、例えば、可変焦点レンズを指向性制御素子として用いることができる。可変焦点レンズは、レンズの位置関係を変化させることなく焦点距離を変化させる。したがって、表示装置１００は、可変焦点レンズの焦点距離を制御することによって、各分割領域から発せられる光に対して指向性を規定することができる。以下に、指向性規定部１０４が備えることが可能な本発明の実施形態に係る可変焦点レンズ（指向性制御素子）の例を示す。
【００５８】
（Ｉ）液体レンズ
指向性規定部１０４は、液体レンズを可変焦点レンズとして用いることができる。本発明の実施形態に係る液体レンズは、例えば、２種類の液体がレンズに封入され、一方に電圧信号を印加することにより、電気湿潤（electrowetting）現象を利用して焦点を変化させる。したがって、指向性規定部１０４は、印加される電圧信号に応じて焦点距離を変化させることによって、各分割領域から発せられる光に対して指向性を規定することができる。ここで、電気湿潤現象とは、界面に存在する電荷が変化することによって、界面の張力が変化する現象である。また、本発明の実施形態に係る液体レンズとしては、例えば、特開２００６−１９５４７４公報や特開２００６−３２３３９０公報の技術を用いることもできる。
【００５９】
（ＩＩ）その他
なお、本発明の実施形態に係る可変焦点レンズは、上記液体レンズに限られない。例えば、指向性規定部１０４は、液晶をレンズ状の空間に封入し印加された電圧信号に応じて液晶の屈折率を変化させる液晶レンズを、指向性制御素子として備えることもできる。
【００６０】
指向性規定部１０４は、例えば、液体レンズや液晶レンズなどの可変焦点レンズを用いることによって、印加される電圧信号に応じて通過する光の指向性を定め、各分割領域から発せられる光に対して指向性を規定する。なお、本発明の実施形態に係る指向性規定部１０４は、可変焦点レンズに限られない。例えば、指向性規定部１０４は、レンズおよび圧電素子を指向性制御素子として備え、印加される電圧信号に応じた圧電効果（piezoelectric  effect）によりレンズの焦点を変化させることによって、各分割領域から発せられる光に対して指向性を規定することもできる。また、本発明の実施形態に係る指向性制御素子は、例えば、ＭＥＭＳ（Micro  Electro  Mechanical  Systems）を用いて実現することもできる。
【００６１】
再度図２を参照して表示装置１００の構成要素について説明する。指向性検出部１０６は、入力される映像信号に基づいて、各分割領域（すなわち、指向性制御素子が対応する領域。）のうちの輝度が高い分割領域を、指向性を規定する領域として検出する。ここで、指向性検出部１０６は、例えば、周辺の分割領域よりも相対的に輝度が高い領域を、輝度が高い分割領域として検出する。以下に、本発明の実施形態に係る指向性を規定する領域の検出方法について説明する。なお、以下では、指向性検出部１０６が、映像信号に基づく輝度値を用いて輝度が高い分割領域を検出する例を示すが、本発明の実施形態に係る指向性を規定する領域の検出方法は、上記に限られない。例えば、指向性検出部１０６は、物体の平均の色が灰色であると仮定する灰色仮説などの仮定を用いて反射光と照明光とを分離することにより、指向性を規定する領域を検出することもできる。
【００６２】
[指向性を規定する領域の検出方法]
図４は、本発明の実施形態に係る指向性を規定する領域の検出方法の一例を説明するための説明図である。ここで、図４（ａ）は、指向性制御素子と画素とが一対一に対応する場合、すなわち分割領域が画素単位の領域となる場合における検出方法の一例を説明する説明図である。また、図４（ｂ）は、指向性制御素子と画素とが一対多に対応する場合、すなわち分割領域が複数の画素に対応する領域である場合における検出方法の一例を説明する説明図である。
【００６３】
（ｉ）指向性制御素子と画素とが一対一に対応する場合（図４（ａ））
指向性制御素子と画素とが一対一に対応する場合には、指向性検出部１０６は、例えば、以下の（イ）〜（ハ）の処理により周辺の分割領域よりも相対的に輝度が高い分割領域を検出し、検出された当該領域を指向性を規定する領域をとする。
【００６４】
（イ）判定対象となる分割領域ａの輝度値と、分割領域ａの周辺の画素１１〜１８それぞれとの輝度差を算出する
（ロ）算出された輝度差を加算し、その絶対値をとる
（ハ）絶対値と所定の閾値との大きさを比較し、当該絶対値が所定の閾値よりも大きい場合に、分割領域ａを周辺の分割領域よりも相対的に輝度が高い分割領域として検出する
【００６５】
指向性検出部１０６は、例えば、上記（イ）〜（ハ）の処理を行うことによって、周辺の分割領域よりも相対的に輝度が高い分割領域を検出する。ここで、上記（ハ）で用いる所定の閾値の情報は、例えば、指向性検出部１０６が記憶手段を備え、当該記憶手段に保持することができる。指向性検出部１０６が備える記憶手段としては、例えば、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリなどの不揮発性メモリが挙げられるが、上記に限られない。なお、指向性検出部１０６が上記（ハ）で用いる所定の閾値の情報は、例えば、表示装置１００の記憶部（図示せず）に記憶され、指向性検出部１０６が当該記憶部（図示せず）から適宜読み出してもよいことは、言うまでもない。
【００６６】
また、指向性検出部１０６は、指向性制御部１０８に対して検出の結果を送信する。ここで、指向性検出部１０６は、例えば、分割領域ごとに指向性を規定する領域であるか否かを示す所定ビット（bit）のデータ（例えば「分割領域を特定する値」＋「０」／「分割領域を特定する値」＋「１」。ここで、例えば、「０」は指向性を規定する領域ではないことを示し、「１」は指向性を規定する領域であることを示す。）を検出の結果として送信することができるが、上記に限られない。
【００６７】
（ｉｉ）指向性制御素子と画素とが一対多に対応する場合（図４（ｂ））
指向性制御素子と画素とが一対多に対応する場合には、指向性検出部１０６は、例えば、以下の（ニ）、（ホ）の処理により周辺の分割領域よりも相対的に輝度が高い分割領域を検出し、検出された当該領域を指向性を規定する領域をとする。
【００６８】
（ニ）分割領域ｂ内の画素２１〜３６それぞれについて、上記（イ）〜（ハ）に示す処理と同様に、周辺の画素との相対的な輝度差を判定する
（ホ）判定結果の頻度が高い結果に基づいて、絶対値が所定の閾値よりも大きい頻度が、絶対値が所定の閾値よりも小さい頻度よりも高い場合に、分割領域ｂを周辺の分割領域よりも相対的に輝度が高い分割領域として検出する
【００６９】
指向性検出部１０６は、例えば、上記（ニ）、（ホ）の処理を行うことによって、周辺の分割領域よりも相対的に輝度が高い分割領域を検出する。また、指向性検出部１０６は、上記（ｉ）の場合と同様に、指向性制御部１０８に対して検出の結果を送信する。なお、上記（ホ）の処理において、例えば、絶対値が所定の閾値よりも大きい頻度と、絶対値が所定の閾値よりも小さい頻度とが同一の場合には、指向性検出部１０６は、予め規定された結果を送信することができることは、言うまでもない。
【００７０】
また、指向性検出部１０６は、周辺の分割領域よりも相対的に輝度が高い分割領域であると判定された分割領域について、絶対値が所定の閾値よりも大きい頻度に応じた検出結果を送信することもできる。絶対値が所定の閾値よりも大きい頻度に応じた検出結果が指向性制御部１０８に伝達されることによって、指向性規定部１０４が備える指向性制御素子の指向性をよりフレキシブルに制御することができる。
【００７１】
指向性検出部１０６は、例えば、上記（ｉ）、（ｉｉ）に示した方法を用いることにより、入力される映像信号に基づいて、各分割領域のうちの輝度が高い分割領域を指向性を規定する領域として検出し、検出結果を指向性制御部１０８に伝達する。なお、指向性検出部１０６は、例えば、ＭＰＵなどを備えることにより輝度値を用いた各種演算処理を行うことができるが、かかる構成に限られない。
【００７２】
再度図２を参照して表示装置１００の構成要素について説明する。指向性制御部１０８は、指向性検出部１０６から伝達される検出結果（例えば、各分割領域ごとに指向性を規定する領域であるか否かを示すデータ）に基づいて、各分割領域に対応する指向性規定部１０４の指向性制御素子に電圧信号を印加する。ここで、指向性制御部１０８は、指向性検出部１０６から伝達される検出結果に応じて、例えば、以下の〔Ａ〕、〔Ｂ〕のように指向性規定部１０４が備える指向性制御素子に電圧信号を印加する。
【００７３】
〔Ａ〕指向性検出部１０６から伝達される検出結果が２値である場合
指向性検出部１０６から伝達される検出結果が、例えば、指向性を規定する分割領域であることを示す「１」または指向性を規定する分割領域ではないことを示す「０」という２値で表される場合には、指向性制御部１０８は、指向性を規定する分割領域（すなわち、検出結果が「１」を示す分割領域）に対応する指向性制御素子に対して、例えば、数十ボルトの電圧信号を印加する。
【００７４】
また、指向性制御部１０８は、指向性を規定しない分割領域（すなわち、検出結果が「０」を示す分割領域）に対応する指向性制御素子に対して、例えば、電圧信号を印加しない。
【００７５】
したがって、指向性規定部１０４が備える指向性制御素子のうち、指向性を規定する分割領域に対応する指向性制御素子には、例えば、可変焦点レンズの焦点が変化することによって通過する光に指向性が定められ（例えば、図３（ａ）の状態）、また、指向性を規定しない分割領域に対応する指向性制御素子には通過する光に指向性が定められない（例えば、図３（ｂ）の状態）こととなる。よって、表示装置１００は、映像信号に応じて表示装置１００から発せられた光に対して指向性を規定することができるので、基本的に２次元の広がりしか持たない表示される光を、３次元に拡張することができる。
【００７６】
〔Ｂ〕指向性検出部１０６から伝達される検出結果が複数の値（３値以上）である場合
指向性検出部１０６から伝達される検出結果が複数の値（３値以上）である場合には、指向性制御部１０８は、検出結果の値に応じた電圧信号を対応する指向性制御素子に印加する。例えば、指向性検出部１０６から伝達される検出結果が、上記（イ）および（ロ）の処理により算出される絶対値が所定の閾値よりも大きい頻度に応じたものである場合には、当該頻度に応じた大きさの電圧を対応する指向性制御素子に印加する。ここで、指向性制御部１０８は、例えば、指向性検出部１０６から伝達される検出結果と印加する電圧値とが対応付けられたルックアップテーブル（Look  Up  Table）を用いることにより、上記頻度に応じた大きさの電圧を一意に決定することができる。指向性制御部１０８が補正値を設定するために用いるルックアップテーブルなどの情報は、例えば、指向性制御部１０８が備える記憶手段（例えば、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリなどの不揮発性メモリ）に記憶することができるが、上記に限られず、表示装置１００の記憶部（図示せず）に記憶されていてもよい。
【００７７】
また、例えば、指向性検出部１０６から伝達される検出結果が、指向性を規定する分割領域ではないことを示す値である場合には、対応する指向性制御素子に対して電圧信号を印加しない。
【００７８】
したがって、指向性規定部１０４が備える指向性制御素子のうち、電圧信号が印加された指向性制御素子には、例えば、印加された電圧に応じて可変焦点レンズの焦点が変化することによって通過する光に指向性が定められ（例えば、図３（ａ）の状態）、また、電圧信号が印加されない指向性制御素子には通過する光に指向性が定められない（例えば、図３（ｂ）の状態）こととなる。よって、表示装置１００は、指向性検出部１０６から伝達される検出結果が複数の値（３値以上）である場合であっても２値の場合と同様に、映像信号に応じて表示装置１００から発せられた光に対して指向性を規定することができるので、基本的に２次元の広がりしか持たない表示される光を、３次元に拡張することができる。
【００７９】
指向性制御部１０８は、指向性検出部１０６から伝達される検出結果に応じて、例えば、上記〔Ａ〕、〔Ｂ〕に示すように指向性規定部１０４が備える各指向性制御素子に電圧信号を印加する。なお、指向性制御部１０８は、例えば、バッテリーなどの電源と、電圧信号の印加を制御するＭＰＵなどを備えることができるが、かかる構成に限られない。例えば、指向性制御部１０８は、電源を備えず、電源供給部１２６から指向性規定部１０４が備える各指向性制御素子への電圧信号の印加を制御する構成とすることもできる。
【００８０】
以上のように、本発明の実施形態に係る表示装置１００は、入力された映像信号に基づいて、周辺の分割領域よりも輝度が高い分割領域を検出する。そして、表示装置１００は、各分割領域それぞれに対応して備えられる指向性制御素子に対して、上記検出の結果に応じた電圧信号を印加する。表示装置１００は、指向性制御素子として、例えば、液体レンズなどの可変焦点レンズを備えるので、本発明の実施形態に係る指向性制御素子は、印加される電圧信号に応じて焦点を可変させて表示画面（表示部１２０）から表示される光に対して指向性を定めることができる。したがって、表示装置１００は、入力される映像信号に基づいて光の指向性を制御することにより映像の臨場感や立体感を向上させることができる。
【００８１】
また、表示装置１００は、映像信号に応じて強調する周波数成分や領域を変更することによって映像の臨場感や立体感の向上を図る従来の表示装置のように映像信号そのものを補正するのではなく、映像信号に応じて表示装置１００から発せられた光に対して指向性を規定するので、臨場感や立体感の向上の効果は表示装置１００が備える表示部１２０のダイナミックレンジに依存しない。さらに、表示装置１００は、映像信号に応じて表示部１２０から発せられた光に対して指向性を規定するので、基本的に２次元の広がりしか持たない表示される光を、３次元に拡張することができる。
【００８２】
したがって、表示装置１００は、映像信号に応じて強調する周波数成分や領域を変更することによって映像の臨場感や立体感の向上を図る従来の技術を用いた従来の表示装置よりも、映像の臨場感や立体感を向上させることができる。
【００８３】
[表示装置１００の変形例]
上記では、本発明の実施形態に係る表示装置として、入力される映像信号に基づいて指向性規定部１０４が備える各指向性制御素子に電圧信号を印加することによって、表示画面（表示部１２０）から発せられた映像に応じた光に指向性を規定する構成を示した。しかしながら、本発明の実施形態に係る表示装置は、かかる構成に限られない。例えば、本発明の実施形態に係る表示装置は、ユーザ操作に応じて操作部（図示せず）から伝達される指向性設定命令に基づいて、指向性規定部１０４が備える各指向性制御素子に電圧信号を印加することもできる。
【００８４】
本発明の実施形態の変形例に係る表示装置が、操作部（図示せず）から伝達される指向性設定命令に基づいて、指向性規定部が備える各指向性制御素子に電圧信号を印加することによって、例えば、指向性規定部が備える全ての指向性制御素子に指向性を規定させることもできる。上記の場合には、表示画面（表示部）からの光を所定の方向に集光させることができるので、本発明の実施形態の変形例に係る表示装置は、当該所定の方向に向けて高輝度の映像を表示させることができる。上記のように、本発明の実施形態の変形例に係る表示装置は、ユーザ操作に応じて表示画面（表示部）からの光の指向性を定めることができるので、映像の臨場感や立体感をフレキシブルに向上させることができる。
【００８５】
また、本発明の実施形態として表示装置１００を挙げて説明したが、本発明の実施形態は、かかる形態に限られず、例えば、ＣＲＴディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ、ＬＣＤ、ＰＤＰなどの表示装置や、ＰＣ（Personal  Computer）などのコンピュータ、携帯電話などの携帯型通信装置などに適用することができる。
【００８６】
[表示装置１００の適用例]
本発明の第１の実施形態に係る表示装置１００は、例えば、街頭や商業施設内などに設置され、所定の静止画像を表示するポスター展示用途に用いることができる。上述したように、表示装置１００は、分割領域ごとに光の指向性を規定することができるので、表示装置１００が表示する静止画像（映像）をみる視聴者が表示装置１００の前を通り過ぎるとき、視聴者の動きに従って静止画像内の反射光等の見せ方を変えることができる。したがって、表示装置１００は、上記視聴者に対して、視聴者が静止画像に映る被写体の実物を見ているかのような印象を与えることができる。
【００８７】
（表示装置１００に係るプログラム）
本発明の実施形態に係る表示装置１００をコンピュータとして機能させるためのプログラムによって、入力される映像信号に基づいて光の指向性を制御し、映像の臨場感や立体感の向上させることができる。
【００８８】
（指向性制御方法）
次に、本発明の実施形態に係る指向性制御方法について説明する。図５は、本発明の実施形態に係る指向性制御方法を示す流れ図である。
【００８９】
表示装置１００は、入力された映像信号に基づいて、周辺の分割領域よりも輝度が高い領域を分割領域ごとに検出する（Ｓ１００。指向性検出処理）。ここで、分割領域とは、表示装置１００が備える指向性制御素子それぞれに対応する表示画面（表示部１２０）の領域である。また、各分割領域には、例えば、１つの画素を含むことができ、また複数の画素を含むこともできる。また、表示装置１００は、ステップＳ１００における指向性検出処理を、例えば、図４（ａ）、図４（ｂ）を用いて説明した方法を用いることにより行うことができる
【００９０】
表示装置１００は、ステップＳ１００における検出結果に基づいて、分割領域ごとに周辺の分割領域よりも輝度が高い領域か否かを判定する（Ｓ１０２）。ここで、ステップＳ１００における検出結果は、例えば、分割領域が指向性を規定する分割領域であるか否かを示す２値のデータとすることができるが、上記に限られず、２値以上の値をとるデータであってもよい。
【００９１】
ステップＳ１０２において、一の分割領域が周辺の分割領域よりも輝度が高い領域であると判定された場合には、表示装置１００は、電圧信号を当該一の分割領域に対応する指向性制御素子に印加する（Ｓ１０４。指向性制御処理）。表示装置１００は、例えば、例えば、液体レンズなど印加される電圧に応じて焦点が可変する可変焦点レンズを指向性制御素子として備える。したがって、ステップＳ１０４において電圧信号が印加されることによって、表示装置１００は、表示画面（表示部１２０）から発せられる映像に応じた光に指向性を定めることができる。
【００９２】
また、ステップＳ１０２において、一の分割領域が周辺の分割領域よりも輝度が高い領域ではないと判定された場合には、表示装置１００は、電圧信号を当該一の分割領域に対応する指向性制御素子に印加しない（Ｓ１０６。指向性制御処理）。電圧信号が印加されない場合には、指向性制御素子は表示画面（表示部１２０）から発せられる映像に応じた光に指向性を定めないので、例えば、図３（ａ）に示すように広範囲に光を放射することができる。
【００９３】
図５に示すように、本発明の実施形態に係る指向性制御方法は、入力された映像信号に基づいて、周辺の分割領域よりも輝度が高い分割領域を検出し、検出結果に基づいて表示装置１００が備える各指向性制御素子の指向性を制御する。したがって、図５に示す指向性制御方法を用いることによって、表示装置１００は、入力される映像信号に基づいて光の指向性を制御することにより映像の臨場感や立体感の向上させることができる。
【００９４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００９５】
例えば、図２に示す本発明の実施形態に係る表示装置１００では、入力される映像信号がデジタル信号であるとして説明したが、かかる形態に限られない。例えば、本発明の実施形態に係る表示装置が、例えば、Ａ／Ｄコンバータ（Analog  to  Digital  converter）を備え、入力されるアナログ信号（映像信号）をデジタル信号に変換して、当該変換後の映像信号を処理してもよい。また、本発明の実施形態に係る表示装置は、例えば、各構成要素をアナログ回路で構成することにより、アナログ信号（映像信号）を処理することもできる。
【００９６】
上述した構成は、本発明の実施形態の一例を示すものであり、当然に、本発明の技術的範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の実施形態に係る表示装置における処理の概要を説明するための説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係る表示装置を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る表示装置における指向性規定部の機能を説明するための説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係る指向性を規定する領域の検出方法の一例を説明するための説明図である。
【図５】本発明の実施形態に係る指向性制御方法を示す流れ図である。
【符号の説明】
【００９８】
１００    表示装置
１０２    映像表示部
１０４    指向性規定部
１０６    指向性検出部
１０８    指向性制御部
１２０    表示部
１２２    行駆動部
１２４    列駆動部
１２６    電源供給部
１２８    表示制御部
【図１】
0004897630.tif 000002
【図２】
0004897630.tif 000003
【図３】
0004897630.tif 000004
【図４】
0004897630.tif 000005
【図５】
0004897630.tif 000006