JP2005010304A - 表示装置、該表示装置の制御方法および制御用プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】レンチキュラレンズなどの指向性部材を用いることなく、異なる複数の画像を表示することができるとともに、水平解像度の低下のない複数の二次元画像、例えば視差を有する画像をそれぞれ所定の位置で観察することができる表示装置、該表示装置の制御方法および制御用プログラムを提供する。
【解決手段】有機電界発光素子８と液晶パネル９と画像信号出力部１０と発光制御部１１とからなる表示装置であって、液晶パネル９は、一の発光領域からの光で、二以上の画素が照射されるように有機電界発光素子８と対向して距離をおいて配置され、各発光領域２、３の発光と消灯とが所定の周期で切り換わるのと同時期に、画像信号出力部１０は、各発光領域２、３の切り換え前に表示されていたそれぞれの画像と異なる画像をそれぞれ切り換えて表示するよう液晶パネル９の各画素５、６に画像データを出力することを特徴とする表示装置。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
指向性部材を用いることなく、複数の画像、例えば視差を有する画像をそれぞれ異なる位置に表示することができる表示装置、該表示装置の制御方法および制御用プログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】特殊な眼鏡を使用せずに立体映像表示を実現する方法として、レンチキュラレンズ方式やパララックスバリア方式等が知られており、特許文献１には、パララックスバリアを、表示画像を切り換えるタイミングに同期してバリアとスリットを切り換えるようにすることで、この立体画像表示装置で二次元画像を表示した場合に観察される画像と比べても、水平方向の解像度（以下、水平解像度）が低下しない立体画像を見ることができる立体画像表示装置が提案されている。
【０００３】
しかし、この立体画像表示装置では、液晶パネルの各画素を通った光に指向性をもたせるために、レンチキュラレンズやパララックスバリアなどの指向性部材を設ける必要があり、小型化、薄型化を図る上で不利となる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１７１１５６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、レンチキュラレンズやパララックスバリアなどの指向性部材を用いることなく、複数の画像、例えば視差を有する画像をそれぞれ異なる位置に表示するとともに、水平解像度の低下を抑えた複数の画像をそれぞれ所定の位置で観察することができる表示装置、該表示装置の制御方法および制御用プログラムを提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、面状に配置された複数の発光領域を有する光源と、光源からの光を通して、画像を表示する複数の画素を有する透過型画像表示パネルと、光源の発光する発光領域と隣接する発光領域のうち、少なくとも一部の発光領域が消灯するよう制御を行うとともに、各発光領域での発光と消灯とを、所定の周期で切り換えるよう光源を制御する発光制御部と、透過型画像表示パネルの各画素に複数の画像データを出力するとともに、一の画像を表示する画素に隣接する画素のうち、少なくとも一部の画素が、前記一の画像と異なる画像を表示するよう透過型画像表示パネルの各画素に画像データを出力する画像信号出力部とからなる表示装置であって、透過型画像表示パネルは、一の発光領域からの光で、二以上の画素が照射されるように光源と対向して距離をおいて配置され、各発光領域の発光と消灯とが所定の周期で切り換わるのと同時期に、画像信号出力部は、各画素が、各発光領域の切り換え前に表示していたそれぞれの画像とは異なる画像にそれぞれ切り換えて表示するよう透過型画像表示パネルの各画素に画像データを出力することを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、レンチキュラレンズ、パララックスバリアなどの指向性部材を用いなくても、表示装置前面の特定の位置において、発光する発光領域と重なって見える画素と、消灯する発光領域と重なって見えない画素とが選択され、表示される複数の画像のうち、特定の画像のみが特定の位置で認識できる。従って指向性部材を用いずに複数の画像をそれぞれ異なる位置で観察することができる。また、この表示装置で二次元画像を表示した場合に観察される画像と比べても、水平解像度の低下のない複数の画像をそれぞれ所定の位置で観察することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の表示装置において、一の画像および一の画像と異なる画像は、それぞれ視差を有する画像であることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、レンチキュラレンズ、パララックスバリアなどの指向性部材を用いなくても、表示装置前面の特定の位置において、三次元画像を観察することができる。また、この表示装置で二次元画像を表示した場合に観察される画像と比べても、水平解像度の低下のない三次元画像を観察することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、面状に配置された複数の発光領域を有する光源と、光源からの光を通して、画像を表示する複数の画素を有する透過型画像表示パネルと、複数の連続視差を有する１番目からｎ番目までのｎ個の画像を、それぞれ透過型画像表示パネルの水平方向に対して等分に複数分割した分割画像であって、透過型画像表示パネルの水平方向に対して、１番目からｎ番目までの各分割画像が、それぞれの表示位置において順に繰り返し表示されるよう形成された画像データを、透過型画像表示パネルの各画素に出力する画像信号出力部と、複数の発光領域が、透過型画像表示パネルの水平方向に対してｎ−１個置きに同時に発光するよう制御を行うとともに、各発光領域での発光と消灯とを、所定の周期で切り換えるよう光源を制御する発光制御部とからなる表示装置であって、透過型画像表示パネルは、一の発光領域からの光で、ｎ個以上の分割画像に相当する画素が、同時に照射されるように光源と対向して距離をおいて配置され、各発光領域の発光と消灯とが所定の周期で切り換わるのと同時期に、画像信号出力部は、各画素が、各発光領域の切り換え前に表示していた１番目からｎ番目のそれぞれの分割画像とは異なる分割画像にそれぞれ切り換えて表示するよう透過型画像表示パネルの各画素に画像データを出力することを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、レンチキュラレンズ、パララックスバリアなどの指向性部材を用いなくても、視点を左右に動かすことで画像を回り込んで立体的に見るといった感覚を得ることができる多眼式の立体画像表示装置を提供することができる。また、この表示装置で二次元画像を表示した場合に観察される画像と比べても、水平解像度の低下のない三次元画像を観察することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、面状に配置された複数の発光領域を有する光源と、光源からの光を通して、画像を表示する複数の画素を有する透過型画像表示パネルと、右眼用画像と左眼用画像を、水平方向に等分に複数分割した分割画像であって、右眼用画像の分割画像と、左眼用画像の分割画像とが、少なくとも透過型画像表示パネルの水平方向に対して交互に表示されるよう形成された画像データを、透過型画像表示パネルの各画素に出力する画像信号出力部と、各発光領域を、透過型画像表示パネルの水平方向に対して交互に発光および消灯させるとともに、各発光領域での発光と消灯とを所定の周期で切り換えるよう光源を制御する発光制御部とからなる表示装置であって、透過型画像表示パネルは、一の発光領域からの光で、二個以上の分割画像に相当する画素が同時に照射されるように前記光源と対向して距離をおいて配置され、各発光領域の発光と消灯とが所定の周期で切り換わるのと同時期に、それぞれの表示位置において、左眼用画像の分割画像と、右眼用画像の分割画像を切り換えて表示するよう前記透過型画像表示パネルの各画素に画像データを出力することを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、レンチキュラレンズ、パララックスバリアなどの指向性部材を用いなくても、表示装置前面の特定の位置において、発光する発光領域と重なって見える画素と、消灯する発光領域と重なって見えない画素とが選択され、表示される複数の画像のうち、特定の画像のみが特定の位置で認識できる。従って指向性部材を用いずに２つの画像をそれぞれ異なる位置で観察することができる。また、この表示装置で二次元画像を表示した場合に観察される画像と比べても、水平解像度の低下のない三次元画像を観察することができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の表示装置において、画像信号出力部は、切り換えるのと同時期に各画素に対して、当該各画素の水平方向の両隣の画素が、それぞれ切り換え前に表示していた右眼用または左眼用の各分割画像の中間に位置する部分の右眼用または左眼用の分割画像を切り換え後に表示するよう画像信号を出力することを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、切り換えない場合に観察される画像に比べて、水平解像度の低下のない三次元画像を観察することができる。
請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の表示装置において、透過型画像表示パネルは、カラー画像を表示する透過型画像表示パネルであって、各画素はそれぞれ赤もしくは青もしくは緑を表示すること特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、レンチキュラレンズやパララックスバリアなどの指向性部材を用いなくても、表示装置前面の特定の位置において、カラー画像をそれぞれ所定の位置に表示することができる。また、既存の液晶パネルを用いることができる。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の表示装置において、透過型画像表示パネルは、カラー画像を表示する透過型画像表示パネルであって、画素は前記透過型画像表示パネルの垂直方向に三つの区画に分けられるとともに各区画にはそれぞれ赤、青、緑の表示部分を有することを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、各画素中の垂直方向に並んだ赤、青、緑の各区画は、水平方向に並んだどの発光領域からの光もほぼ均等に入射されるため、発光する発光領域によって表示される画像の色度が変化することがない。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の表示装置において、光源は、透過型画像表示パネルの水平方向の画素数より多い数の発光領域からなることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、透過型画像表示パネルの各画素で交互に表示される複数の画像を表示する画面の左端又は右端が、欠けて見えることがなくなる。
請求項９に記載の発明は、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の表示装置において、透過型画像表示パネルは液晶パネルであることを特徴とする。
【００２１】
請求項１０に記載の発明は、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の表示装置において、透過型画像表示パネルはＰＬＺＴであることを特徴とする。
請求項１１に記載の発明は、請求項１から請求項１０いずれか一項に記載の表示装置において、光源は有機電界発光素子であることを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、発光領域を小さくできるため、より解像度の低下のない画像を表示することができる。
請求項１２に記載の発明は、面状に配置された複数の発光領域を有する光源と、前記光源からの光を通して、画像を表示する複数の画素を有し、一の発光領域からの光で、二以上の画素が照射されるように光源と対向して距離をおいて配置される透過型画像表示パネルとを有する表示装置の制御方法であって、光源の発光する発光領域と隣接する発光領域のうち、少なくとも一部の発光領域が消灯するよう各発光領域を制御するとともに、各発光領域に対して発光と消灯とを、所定の周期で切り換えるよう制御し、透過型画像表示パネルが複数の画像を表示する際に、一の画像を表示する画素に隣接する画素のうち、少なくとも一部の画素が、一の画像と異なる画像を表示するよう透過型画像表示パネルの各画素を表示制御する表示装置の制御方法において、各発光領域の発光と消灯とが所定の周期で切り換わるのと同時期に、各画素は、各発光領域の切り換え前に表示されていたそれぞれの画像と異なる画像をそれぞれ切り換えて表示するよう透過型画像表示パネルの各画素を表示制御することを特徴とする表示装置の制御方法。
【００２３】
この発明によれば、この表示装置で二次元画像を表示した場合に観察される画像と比べても、水平解像度の低下のない複数の画像をそれぞれ所定の位置で観察することができる表示装置を提供することができる。
【００２４】
請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の表示装置において、一の画像および一の画像と異なる画像は、それぞれ視差を有する画像であることを特徴とする。
【００２５】
この発明によれば、この表示装置で二次元画像を表示した場合に観察される画像と比べても、水平解像度の低下のない三次元画像を観察することができる表示装置を提供することができる。
【００２６】
請求項１４に記載の発明は、面状に配置された複数の発光領域を有する光源と、光源からの光を通して、画像を表示する複数の画素を有し、かつ一の発光領域からの光で二以上の画素が照射されるよう光源と対向して距離をおいて配置された透過型画像表示パネルと、光源に対して発光制御する発光制御部と透過型画像表示パネルに対して画像信号を出力する画像信号出力部とからなり、情報演算装置を含む制御部とを有する表示装置の制御用プログラムであって、表示装置の制御用プログラムは、情報演算装置に対して、光源の発光する発光領域と隣接する発光領域のうち、少なくとも一部の発光領域が消灯するように制御するとともに、各発光領域での発光と消灯とを、所定の周期で切り換える制御と、透過型画像表示パネルの各画素に画像データを出力するとともに、一の画像を表示する画素に隣接する画素のうち、少なくとも一部の画素が、一の画像と異なる画像を表示し、かつ各発光領域の発光と消灯とが所定の周期で切り換わるのと同時期に各画素が、各発光領域の切り換え前に表示していたそれぞれの画像とは異なる画像にそれぞれ切り換えて表示するよう透過型画像表示パネルの各画素に画像データを出力する制御とが行われるよう演算制御させることを特徴とする表示装置の制御用プログラム。
【００２７】
この発明によれば、この表示装置で二次元画像を表示した場合に観察される画像と比べても、水平解像度の低下のない複数の画像をそれぞれ所定の位置で観察することができる表示装置を提供することができる。
【００２８】
請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載の表示装置において、一の画像および一の画像と異なる画像は、それぞれ視差を有する画像であることを特徴とする。
【００２９】
この発明によれば、この表示装置で二次元画像を表示した場合に観察される画像と比べても、水平解像度の低下のない三次元画像をそれぞれ所定の位置で観察することができる表示装置を提供することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明を、異なる２つの画像を表示する透過型液晶表示装置に具体化した実施の形態を、図１〜図４に従って説明する。
【００３１】
透過型液晶表示装置１は、透過型画像表示パネルとしての液晶パネル９、画像信号出力部１０、発光制御部１１、及び光源としての有機電界発光素子８とからなる。
【００３２】
液晶パネル９は、公知の薄膜トランジスタＬＣＤを用いる。
図４ａに示すように、液晶パネル９は、互いに対向するように配設された第一透明基板１２、第二透明基板１３及び、これら第一、第二透明基板間に保持された液晶層１４を備えている。
【００３３】
第一透明基板１２、第二透明基板１３の外側表面には、偏光板２９が配置されている。
第一透明基板１２の液晶層１４と接する側には、図３ｂに示す等価回路のように走査線１５、信号線１６、画素電極１７、駆動部であるＴＦＴ１８、補助容量１９及び補助容量線２０が、それぞれ液晶層１４と接する側に設けられており、これらを一組として各画素５、６が構成されている。
【００３４】
走査線１５及びこれと交差するように配列された信号線１６の交差部には、スイッチ素子としてＴＦＴ１８が接続される。
そのＴＦＴ１８のゲート電極は走査線１５に接続され、ソース電極（またはドレイン電極）は信号線１６に接続され、さらにドレイン電極（またはソース電極）は画素電極１７に接続されている。
【００３５】
画素電極１７には、充電電荷を保持するための補助容量１９が電気的に並列に接続されている。この補助容量１９は、画素電極１７と補助容量線２０との間に容量Ｃｓを形成している。
【００３６】
なお、補助容量１９には、図示しない外部のコントロール回路から一定の電位が与えられている。
ここで、図４ｂに示す等価回路図の動作について説明する。
【００３７】
信号線１６に画像データが出力され、これと同期して走査線１５に行選択パルスが出力されると、ＴＦＴ１８のソース・ドレイン間が導通状態となり、画像データが信号線１６を通り、ＴＦＴ１８を介して画素電極１７に書き込まれる。そして、各画素電極１７には、供給される画像データに応じた電圧が印加され、これらに対向する液晶層１４がそれぞれ駆動されることで全体として表示画像が構成される。
【００３８】
第二透明基板１３の液晶層１４と接する側には、画素電極１７と相対する共通電極としてのＩＴＯ電極２１が全面に形成されている。
有機電界発光素子８は、図４ａに示すように、ガラス基板２２上に、複数の隔壁２５が液晶パネル９の画素ピッチ（任意の画素とそれと隣り合う画素との距離）と同じピッチの間隔をおいて設けられ、当該隔壁２５間にそれぞれＩＴＯ（インジウム錫酸化物）による透明電極２３、発光層を含む有機層２６及び金属電極２４を順に積層して形成されており、透明電極２３及び有機層２６は、走査線１５と平行で、かつ液晶パネル９の水平方向の画素数より多い数の発光領域を有すように短冊状に分割され、それぞれが発光領域２、３を構成する。
【００３９】
画像信号出力部１０は、例えばマイクロコンピュータ等の通常の情報処理装置よりなり、図３（ａ）、（ｂ）に示すような左眼用画像と右眼用画像を液晶パネル９の水平方向に対して等分に分割した各分割画像の画像データを、各画素５、６に出力するとともに、左眼用画像と右眼用画像とを、液晶パネル９の水平方向に対して交互に表示するように、画素５に、左眼用または右眼用画像のいずれか一方を表示するための画像データと、画素６に、画素５と異なる画像を表示するための画像データを、それぞれ液晶パネル９へ出力する。さらに、画像信号出力部１０は、それぞれ所定の周期毎に画素５と６に対して左眼用と右眼用の画像表示が相互に入れ替わるように、液晶パネル９へ画像データを出力する。
【００４０】
詳述すると、本実施の形態では、図３（ａ）に示すような、液晶パネル９の水平方向に分割した左眼用の分割画像（Ｌ１、Ｌ２…Ｌ１４）と、図３（ｂ）に示すような、右眼用の分割画像（Ｒ１、Ｒ２…Ｒ１４）を用いる。そして、画素５には、偶数列の左眼用の分割画像（Ｌ２、Ｌ４…Ｌ１４）の画像データを出力し、画素６には、奇数列の右眼用の分割画像（Ｒ１、Ｒ３…Ｒ１３）の画像データを出力する。つまり、図３（ｃ）に示すように画像データを出力する。
【００４１】
次に、所定の周期で、画素５に、偶数列の右眼用の分割画像（Ｒ２、Ｒ４…Ｒ１４）を出力し、画素６に、奇数列の左眼用の分割画像（Ｌ１、Ｌ３…Ｌ１３）を出力する。つまり、図３（ｄ）に示すように画像データを出力する。
【００４２】
発光制御部１１は、例えば有機電界発光素子８の各発光領域２、３を切り換え制御するロジック部と各発光領域２、３へ所定の電圧を印加する駆動部とからなり、液晶パネル９の水平方向に対して一の発光領域おきに発光するように制御しており、各発光領域２が、同時に発光するときには、各発光領域３は同時に消灯し、逆に各発光領域３が同時に発光しているときには、各発光領域２は同時に消灯するように制御する。この発光領域２と３が交互に切り換わる動作は、画像信号出力部１０からの信号を受けて、液晶パネル９の表示画像の切り換えと同時期になされる。
【００４３】
次に、上記のように構成された透過型液晶表示装置１の作用を図１から図３に従って説明する。
発光制御部１１から有機電界発光素子８の電極間に電圧を印加すると、有機層の中の発光領域２で白色の光が発せられ、液晶パネル９に向けて出射される。
【００４４】
液晶パネル９内に入射された光は、液晶パネル９の各画素５、６を透過する。
各画素５、６には、上述のように、画像信号出力部１０から、画素５には、偶数列の左眼用の分割画像（Ｌ２、Ｌ４…Ｌ１４）の画像データが出力され、画素６には、奇数列の右眼用の分割画像（Ｒ１、Ｒ３…Ｒ１３）の画像データが、出力され、それぞれの画像を表示する。このとき透過型液晶表示装置１の前面の観察者は、図１に示すように、透過型液晶表示装置１の正面であって、右眼用画像を表示する各画素６と、発光している各発光領域２とが重なって見える位置Ａにおいて、液晶パネル９全体として右眼用の分割画像（Ｒ１、Ｒ３…Ｒ１３）からなる右眼用画像を認識することができる。しかし、この位置Ａでは、左眼用画像を表示する各画素５は、消灯している発光領域３の前面に位置していることにより、同画素５を透過する光を認識することはできず、右眼用画像のみが見えることになる。
【００４５】
同様に左眼用画像を表示する各画素５が、発光している各発光領域２と重なって見える位置Ｂにおいては、液晶パネル９の全体として左眼用の分割画像（Ｌ２、Ｌ４…Ｌ１４）からなる左眼用画像を認識することができる。しかし同位置Ｂでは、右眼用画像を表示する画素６は、消灯している発光領域３の前面に位置するため、右眼用画像を認識することはできず、左眼用画像のみが見えることになる。
【００４６】
次に、図２に示すように画像信号出力部１０と連動する発光制御部１１によって、発光領域２が消灯し、発光領域３が発光する。
これと同時期に、画像信号出力部１０は、切り換え前に左眼用画像を表示していた各画素５には、偶数列の右眼用の分割画像（Ｒ２、Ｒ４…Ｒ１４）を出力し、切り換え前に右眼用画像を表示していた各画素６には、奇数列の左眼用の分割画像（Ｌ１、Ｌ３…Ｌ１３）を出力する。
【００４７】
これにより切り換え前に発光領域２と画素６によって右眼用画像を認識していた位置Ａにおいて、今度は発光領域３と画素５によって、偶数列の右眼用の分割画像（Ｒ２、Ｒ４…Ｒ１４）からなる右眼用画像を認識することになる。左眼用画像を認識できる位置Ｂも同様に、切り換え後は発光領域３と画素６によって奇数列の左眼用の分割画像（Ｌ１、Ｌ３…Ｌ１３）からなる左眼用画像を認識することができる。
【００４８】
そして、この各画素５、６における左右画像の切り換えと発光領域の切り換えを短い周期で繰り返せば、人の眼には、切り換え前に表示された画像と切り換え後に表示された画像が重なって１つの画像として見えるようになる。よって、液晶パネル９の画素５、６の全画素を左右の両画像表示に寄与させることができるため、この表示装置で二次元画像を表示した場合に観察される画像と比べても水平解像度の低下のない三次元画像を観察することができる。
【００４９】
以上記述したように、実施の形態によれば、以下の効果が得られる。
（１） レンチキュラレンズ、パララックスバリアなどの指向性部材を用いなくても、表示装置前面の特定の位置において、発光する発光領域と重なって見える画素と、消灯する発光領域と重なって見えない画素とが選択され、表示される複数の画像のうち、特定の画像のみが特定の位置で認識できる。従って指向性部材を用いずに２つの画像をそれぞれ異なる位置に表示することができる。また、この表示装置で二次元画像を表示した場合に観察される画像と比べても水平解像度の低下のない三次元画像を観察することができる。
【００５０】
（２） 光源は、液晶パネルの水平方向の画素数より多い数の発光領域からなる。従って、液晶パネルで交互に表示される左右の画像の全画素を左右の画像の表示に寄与させることができる。また、各画素と各発光領域が重なって見える位置Ａ、Ｂは、一ヶ所に限らず表示装置前方の水平方向に複数存在するため表示装置の正面以外の左右斜め方向に位置する観察者も正面の観察者と同様に三次元映像を見ることができる。しかし、発光領域の数が水平方向の画素数と同等か、少ない場合には、正面位置からずれれば、ずれる程、画面左端又は右端の画素を透過させる水平方向端部の光源からの光が存在しなくなり、表示装置の画面左端、又は右端が欠けて見えることになる。そのため、画素に対して発光領域の数を表示装置一の水平方向に対して多く設ければ、斜め方向からの観察者にとっても全画素の表示を認識することができ、表示画面が狭くなることがない。
【００５１】
（３） 光源は有機電界発光素子であるので、発光領域を微小区画毎に形成して小さくできるため、解像度の低下のない三次元画像を表示することができる。
また、応答を速くすることで、安定して解像度の低下のない三次元画像を表示することができる。
【００５２】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態における液晶パネル５９は、図５に示すように、第二透明基板１３の液晶層１４と接する側の面上に、カラーフィルタ２７、保護膜２８、共通電極としてのＩＴＯ電極２１が、順次形成されており、第一透明基板１２上の液晶層１４と接する側には、一画素でＲ、Ｇ、Ｂそれぞれを表示するために、画素電極５３および図示しないが、走査線、信号線、ＴＦＴ、補助容量及び補助容量線から構成されるサブ画素が、一の画素中に液晶パネルの水平方向に三つ並んで設けられている。その他の構成は第一の実施の形態と同様である。
【００５３】
カラーフィルタ２７は、図６に示すように、一の画素中に液晶パネル５９の水平方向にＲ、Ｇ、Ｂが並んで表示されるように形成されている。
第２の実施の形態によれば、上記（１）から（３）の効果に加えて、以下の効果を奏する。
【００５４】
指向性部材を用いずにカラー三次元画像を表示することができる。また、既存の液晶パネルを用いることができる。
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態の液晶パネル７９は、図７に示すように、第二透明基板１３の液晶層１４と接する側の面上に、カラーフィルタ７２、保護膜２８、共通電極としてのＩＴＯ電極２１が、順次形成されており、第一透明基板１２上の液晶層１４と接する側には、一画素でＲ、Ｇ、Ｂそれぞれを表示するために、画素電極７３及び、図示しないが、走査線、信号線、ＴＦＴ、補助容量及び補助容量線から構成されるサブ画素が、一の画素中に液晶パネルの垂直方向に三つ並んで設けられており、カラーフィルタ７２は、図８に示すように、一の画素中に液晶パネル７９の垂直方向にＲ、Ｇ、Ｂが並んで表示されるように形成されている。その他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００５５】
第３の実施の形態によれば、指向性部材を用いずに複数のカラー画像をそれぞれ異なる位置に表示することができる。また、各画素中の垂直方向に並んだ各サブ画素は、水平方向に並んだどの発光領域からの光もほぼ均等に入射されるため、発光する発光領域によって表示される画像の色度が変化することがない。
【００５６】
（第４の実施の形態）
第４の実施の形態における透過型液晶表示装置９０を、図９〜図１３に従って説明する。
【００５７】
透過型液晶表示装置９０は、異なるｎ個の画像を表示するものとして、ここではｎ＝３とし、異なる三つの画像α、β、γを表示する。
画像信号出力部１０は、第１、２の実施の形態と同様に、例えばマイクロコンピュータ等の通常の情報処理装置よりなり、外部より入力された画像信号より、画素５に画像α、β、γのいずれかを表示するための画像データと、画素６に画素５、７と異なる画像を表示するための画像データと、画素７に画素５、６と異なる画像を表示するための画像データをそれぞれ液晶パネル９へ出力することにより、三つの異なる画像が液晶パネル９の水平方向に対し、各画素５、６、７毎に表示される。さらに、画像信号出力部１０は、三つの画像α、β、γの画像データを、それぞれ所定の周期毎に画素５、６、７に対して、画像α、β、γの画像表示が入れ替わるように、液晶パネル９へ出力する。
【００５８】
詳述すると、本実施の形態では、図１２（ａ）に示すような、液晶パネル９の水平方向に等分に分割したα用の分割画像（α１、α２…α１２）と、図１２ｂに示すような、β用の分割画像（β１、β２…β１２）と図１２ｃに示すような、γ用の分割画像（γ１、γ２…γ１２）を用いる。そして画素５には、γ３、γ６、γ９、γ１２からなるγ用の分割画像の画像データを出力し、画素６には、α２、α５、α８、α１１からなるα用の分割画像の画像データを出力し、画素７には、β１、β４、β７、β１０からなるβ用の分割画像の画像データを出力する。つまり、図１３（ａ）に示すように画像データを出力する。
【００５９】
次に、所定の周期で、画素５に、β３、β６、β９、β１２からなるβ用の分割画像の画像データを出力し、画素６に、γ２、γ５、γ８、γ１１からなるγ用の分割画像の画像データを出力し、画素７に、α１、α４、α７、α１０からなるα用の分割画像の画像データに出力する。つまり、図１３（ｂ）に示すような画像データを出力する。
【００６０】
さらに、所定の周期で、画素５に、α３、α６、α９、α１２からなるα用の分割画像の画像データを出力し、画素６に、β２、β５、β８、β１１からなるβ用の分割画像の画像データを出力し、画素７に、γ１、γ４、γ７、γ１０からなるγ用の分割画像の画像データを出力する。つまり、図１３（ｃ）に示すように画像データを出力する。
【００６１】
発光制御部１１も、第１、２の実施の形態と同様に、例えば有機電界発光素子８の各発光領域２、３、４を切り換え制御するロジック部と各発光領域２、３、４へ所定の電圧を印加する駆動部とからなり、液晶パネル９の水平方向に対して二の発光領域おきに発光するように制御しており、各発光領域２が、同時に発光するときには、各発光領域３、４は消灯し、各発光領域３が同時に発光しているときには、各発光領域２、４は消灯し、各発光領域４が同時に発光しているときには、各発光領域２、３は消灯するように制御する。この発光領域２、３、４の動作は、画像信号出力部１０からの信号を受けて、液晶パネル９の表示画像の切り換えと同時期になされる。
【００６２】
その他は、第１の実施の形態と同様である。
この透過型液晶表示装置９０の作用を図９〜図１１に従って説明する。
透過型液晶表示装置９０は、以下のステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３を一サイクルとして駆動させることによって、この透過型液晶表示装置９０で二次元画像を表示した場合に観察される画像と比べても水平解像度の低下のない多眼式立体画像を観察することができる。
【００６３】
（ステップＳ１）
図９に示すように画像信号出力部１０と連動する発光制御部１１によって、各発光領域２が同時発光する。
【００６４】
これと同時期に、各画素５、６、７には、上述のように画像信号出力部１０から、画素５には、γ３、γ６、γ９、γ１２からなるγ用の分割画像の画像データが出力され、画素６には、α２、α５、α８、α１１からなるα用の分割画像の画像データが出力され、画素７には、β１、β４、β７、β１０からなるβ用の分割画像の画像データが出力され、それぞれ図１３（ａ）に示すような画像を表示する。このとき透過型液晶表示装置９０の前面の観察者は、透過型液晶表示装置９０の正面であって、画像γを表示する各画素５と、発光している各発光領域２とが重なって見える位置Ｅにおいて、液晶パネル９全体としてγ３、γ６、γ９、γ１２からなる画像γを認識することができる。しかし、この位置Ｅでは、画像αを表示する各画素６、画像βを表示する各画素７は、消灯している発光領域３、４の前面に位置していることにより、画素６、７を透過する光を認識することはできず、画像γのみが見えることになる。
【００６５】
同様に画像αを表示する各画素６が、発光している各発光領域２と重なって見える位置Ｃにおいては、α２、α５、α８、α１１からなる画像αのみが見え、画像βを表示する各画素７が、発光している各発光領域２と重なって見える位置Ｄにおいては、β１、β４、β７、β１０からなる画像βのみが見えることになる。
【００６６】
（ステップＳ２）
図１０に示すように画像信号出力部１０と連動する発光制御部１１によって、発光領域２、４が消灯し、発光領域３が発光する。
【００６７】
これと同時期に、画像信号出力部１０は、ステップＳ１時に画像γを表示していた各画素５には、β３、β６、β９、β１２からなる画像βの画像データを出力し、ステップＳ１時に画像αを表示していた各画素６には、γ２、γ５、γ８、γ１１からなる画像γの画像データを出力し、ステップＳ１時に画像βを表示していた各画素７には、α１、α４、α７、α１０からなる画像αの画像データを出力し、図１３（ｂ）に示すような画像を表示する。これにより発光する発光領域が切り換わる前に発光領域２と画素６によって画像αを認識していた位置Ｃにおいて、今度は発光領域３と画素７によって、α１、α４、α７、α１０からなる画像αを認識することになる。同様に、画像βを認識できる位置Ｄも、ステップＳ２時には発光領域３と画素５によってβ３、β６、β９、β１２からなる画像βを認識することができ、画像γを認識できる位置Ｅも、ステップＳ２時には発光領域３と画素６によってγ２、γ５、γ８、γ１１からなる画像γを認識することができる。
【００６８】
（ステップＳ３）
図１１に示すように画像信号出力部１０と連動する発光制御部１１によって、発光領域２、３が消灯し、発光領域４が発光する。
【００６９】
これと同時期に、画像信号出力部１０は、ステップＳ２時に画像βを表示していた各画素５には、α３、α６、α９、α１２からなる画像αの画像データを出力し、ステップＳ２時に画像γを表示していた各画素６には、β２、β５、β８、β１１からなる画像βの画像データを出力し、ステップＳ２時に画像αを表示していた各画素７には、γ１、γ４、γ７、γ１０からなる画像γの画像データを出力し、図１３（ｃ）に示すような画像を表示する。これによりステップＳ２時に発光領域３と画素７によって画像αを認識していた位置Ｃにおいて、今度は発光領域４と画素５によって、α３、α６、α９、α１２からなる画像αを認識することになる。同様に、画像βを認識できる位置Ｄも、ステップＳ３時には発光領域４と画素６によってβ２、β５、β８、β１１からなる画像βを認識することができ、画像γを認識できる位置Ｅも、ステップＳ３時には発光領域４と画素７によってγ１、γ４、γ７、γ１０からなる画像γを認識することができる。
【００７０】
そして、ステップＳ１からステップＳ３のサイクルを短い周期で繰り返せば、人の眼には、ステップＳ１に表示された画像と、ステップＳ２に表示された画像と、ステップＳ３に表示された画像が各観測点で同時期に観測できるようになる。よって、液晶パネル９の画素５、６、７の全画素を左右の両画像表示に寄与させることができるため、この表示装置で二次元画像を表示した場合に観察される画像と比べても水平解像度の低下のない多眼式立体画像を観察することができる。
【００７１】
更に、本実施の形態では画像数ｎ＝３であるが、同様の要領で同時に表示出来る画像数ｎを更に増やすことで、周囲から回り込んで立体像を感じるように表示することができる。
【００７２】
尚、本発明は前記実施の形態の他、以下の態様で実施してもよい。
○ 発光制御部と画像信号出力部とは、別々に構成される必要はなく、一体で両部の機能を有する制御部としてもよい。また、制御部は、情報演算装置を有し、予めインストールされた制御用プログラムによって制御される構成としてもよい。
【００７３】
○ 前記実施の形態では、面状発光素子として有機電界発光素子を用いたが、有機電界発光素子に限らず、無機電界発光素子などの面状発光素子であればよい。この場合にも、有機電界発光素子の場合と同様の効果が得られる。
【００７４】
○ 第１、２、３の実施の形態では、複数の発光領域が、液晶パネルの水平方向に対して一の発光領域おきに発光するように制御し、第３の実施の形態では液晶パネルの水平方向に対して二の発光領域おきに発光するように制御したが、これに限らず、例えば、図１４に示すように、発光する発光領域と隣接する発光領域とが液晶パネルの水平方向に対して複数領域毎に連続して表れるように各発光領域を制御してもよい。ただし、この場合、液晶パネルの各画素に出力される画像データも、例えば、図１４に示すように、右眼用画像と左眼用画像が複数画素毎に連続して交互に表示されるように画像データを出力する必要がある。
【００７５】
○ 前記実施の形態では、切り換え前後に液晶パネルの各画素に出力される画像データは、外部から直接画像信号出力部に入力される画像信号であったが、切り換え後の画像データは、切り換え前に供給されていた画像データから、周知の情報演算技術を用いて得た画像データであってもよい。ここで、情報処理技術とは、例えば、一の画素の水平方向の両隣の画素に反転前に出力されていた２つの画像データを合成し、平均値を算出するなどして、中間に位置する画素の画像データを人為的に作り出すような技術のことをいう。
【００７６】
○ 前記実施の形態では、液晶パネルの水平方向の画素数より多い数の発光領域からなる光源を用いていたが、これに限らず、用途によって発光領域の数を変えてやればよい。この構成でも、指向性部材を用いずに異なる複数の画像を表示することができるとともに、この表示装置で二次元画像を表示した場合に観察される画像と比べても水平解像度の低下のない複数の画像を観察することができる。ただし、液晶パネルの水平方向の画素数と同じ数もしくは偶数個少ない数の発光領域からなる光源を用いた場合は、表示される２つの画像の解像度に差が出る。
【００７７】
○ 第１、２、３の実施の形態では、液晶パネルの水平方向に対して、右眼用画像と左眼用画像とが各画素毎に交互に表示されるように、画像信号出力部から画像データを出力しているが、これに限らず、例えば、図１５に示すように、液晶パネル７９の水平方向だけでなく、液晶パネル７９の垂直方向にも、右眼用画像と左眼用画像とがそれぞれ画素５、６毎に交互に表示されるように、画像信号出力部から画像データを出力してもよい。この構成でも、指向性部材を用いずに異なる複数の画像を表示することができるとともに、この表示装置で二次元画像を表示した場合に観察される画像と比べても水平解像度の低下のない複数の画像を観察することができる。ただし、この場合、図１５に示すように、光源も液晶パネルの水平方向だけでなく、垂直方向にも分割する必要がある。
【００７８】
○ 第２、３の実施の形態では、一の発光領域からの光で、Ｒ、Ｇ、Ｂを表示するよう、液晶パネルを形成していたが、図１６に示すように、三つの発光領域からの光でＲ、Ｇ、Ｂを表示するように液晶パネルを形成してもよい。
【００７９】
○ 実施の形態では、第１、２、３の実施の形態では異なる二つの画像を表示し、第４の実施の形態では異なる三つの画像を表示したが、表示する画像はいくつでもよく、実施の形態と同様の要領で制御を行えば、水平解像度の低下のない多眼式立体画像を観察することができる。
【００８０】
○ 第２の実施の形態では、異なる二つのカラー画像を表示したが、表示する画像はいくつでもよく、例えば、第４の実施の形態の透過型液晶表示装置の液晶パネルを第２の実施の形態または第３の実施の形態の液晶パネルにかえることにより、異なる三つのカラー画像を表示することができる。
【００８１】
○ 実施の形態では、透過型画像表示パネルとして液晶パネルを用いたが、光を透過して画像を表示することができればよく、例えばＰＬＺＴなどでもよい。
【００８２】
【発明の効果】
上述のように、本発明によれば、レンチキュラレンズやパララックスバリアなどの指向性部材を用いることなく、複数の画像をそれぞれ異なる位置に表示することができるとともに、水平解像度の低下のない複数の画像、例えば視差を有する画像をそれぞれ所定の位置で観察することができる表示装置、該表示装置の制御方法および制御用プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の透過型液晶表示装置の切り換え前の光路を示す断面模式図。
【図２】実施の形態の透過型液晶表示装置の切り換え後の光路を示す断面模式図。
【図３】（ａ）第１、２、３の実施の形態における左眼用画像の画像を示す図。
（ｂ）第１、２、３の実施の形態における右眼用画像の画像を示す図。
（ｃ）第１、２、３の実施の形態における切り換え前の画像を表示した液晶パネルを示す図。
（ｄ）第１、２、３の実施の形態における切り換え後の画像を表示した液晶パネルを示す図。
【図４】（ａ）第１の実施の形態の透過型液晶表示装置の要部断面模式図。
（ｂ）実施の形態の透過型液晶パネルの表示画素の等価回路図。
【図５】第２の実施の形態の透過型液晶表示装置の要部断面模式図。
【図６】第２の実施の形態の透過型液晶表示装置の要部斜視図。
【図７】第３の実施の形態の透過型液晶表示装置の要部断面模式図。
【図８】第３の実施の形態の透過型液晶表示装置の要部斜視図。
【図９】第４の実施の形態の透過型液晶表示装置のＳ１時の光路を示す断面模式図。
【図１０】第４の実施の形態の透過型液晶表示装置のＳ２時の光路を示す断面模式図。
【図１１】第４の実施の形態の透過型液晶表示装置のＳ３時の光路を示す断面模式図。
【図１２】（ａ）第４の実施の形態におけるα用の画像の画像を示す図。
（ｂ）第４の実施の形態におけるβ用の画像の画像を示す図。
（ｃ）第４の実施の形態におけるγ用の画像の画像を示す図。
【図１３】（ａ）ステップＳ１時の画像を表示した液晶パネルを示す図。
（ｂ）ステップＳ２時の画像を表示した液晶パネルを示す図。
（ｃ）ステップＳ３時の画像を表示した液晶パネルを示す図。
【図１４】他の実施の形態の透過型液晶表示装置の断面模式図。
【図１５】他の実施の形態の透過型液晶表示装置の要部斜視図。
【図１６】他の実施の形態の透過型液晶表示装置の要部斜視図。
【符号の説明】
１…透過型液晶表示装置（表示装置）、２，３…発光領域、５，６…画素、８…有機電界発光素子（光源）、９…液晶パネル（透過型画像表示パネル）、１０…画像信号出力部、１１…発光制御部。

Claims (15)

1. 面状に配置された複数の発光領域を有する光源と、
   前記光源からの光を通して、画像を表示する複数の画素を有する透過型画像表示パネルと、
   前記光源の発光する発光領域と隣接する発光領域のうち、少なくとも一部の発光領域が消灯するよう制御を行うとともに、各発光領域での発光と消灯とを、所定の周期で切り換えるよう前記光源を制御する発光制御部と、
   前記透過型画像表示パネルの各画素に複数の画像データを出力するとともに、一の画像を表示する画素に隣接する画素のうち、少なくとも一部の画素が、前記一の画像と異なる画像を表示するよう前記透過型画像表示パネルの各画素に画像データを出力する画像信号出力部とからなる表示装置であって、
   前記透過型画像表示パネルは、一の発光領域からの光で、二以上の画素が照射されるように前記光源と対向して距離をおいて配置され、
   前記各発光領域の発光と消灯とが所定の周期で切り換わるのと同時期に、前記画像信号出力部は、前記各画素が、前記各発光領域の切り換え前に表示していたそれぞれの画像とは異なる画像にそれぞれ切り換えて表示するよう前記透過型画像表示パネルの各画素に画像データを出力することを特徴とする表示装置。
2. 前記一の画像および前記一の画像と異なる画像は、それぞれ視差を有する画像であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 面状に配置された複数の発光領域を有する光源と、
   前記光源からの光を通して、画像を表示する複数の画素を有する透過型画像表示パネルと、
   複数の連続視差を有する１番目からｎ番目までのｎ個の画像を、それぞれ透過型画像表示パネルの水平方向に対して等分に複数分割した分割画像であって、前記透過型画像表示パネルの水平方向に対して、１番目からｎ番目までの各分割画像が、それぞれの表示位置において順に繰り返し表示されるよう形成された画像データを、前記透過型画像表示パネルの各画素に出力する画像信号出力部と、
   前記複数の発光領域が、前記透過型画像表示パネルの水平方向に対してｎ−１個置きに同時に発光するよう制御を行うとともに、
   各発光領域での発光と消灯とを、所定の周期で切り換えるよう前記光源を制御する発光制御部とからなる表示装置であって、
   前記透過型画像表示パネルは、一の発光領域からの光で、ｎ個以上の分割画像に相当する画素が、同時に照射されるように前記光源と対向して距離をおいて配置され、
   前記各発光領域の発光と消灯とが所定の周期で切り換わるのと同時期に、前記画像信号出力部は、前記各画素が、前記各発光領域の切り換え前に表示していた１番目からｎ番目のそれぞれの分割画像とは異なる分割画像にそれぞれ切り換えて表示するよう前記透過型画像表示パネルの各画素に画像データを出力することを特徴とする表示装置。
4. 面状に配置された複数の発光領域を有する光源と、
   前記光源からの光を通して、画像を表示する複数の画素を有する透過型画像表示パネルと、右眼用画像と左眼用画像を、水平方向に等分に複数分割した分割画像であって、前記右眼用画像の分割画像と、前記左眼用画像の分割画像とが、少なくとも前記透過型画像表示パネルの水平方向に対して交互に表示されるよう形成された画像データを、前記透過型画像表示パネルの各画素に出力する画像信号出力部と、
   前記各発光領域を、前記透過型画像表示パネルの水平方向に対して交互に発光および消灯させるとともに、前記各発光領域での発光と消灯とを所定の周期で切り換えるよう前記光源を制御する発光制御部とからなる表示装置であって、
   前記透過型画像表示パネルは、一の発光領域からの光で、二個以上の分割画像に相当する画素が同時に照射されるように前記光源と対向して距離をおいて配置され、
   前記各発光領域の発光と消灯とが所定の周期で切り換わるのと同時期に、それぞれの表示位置において、前記左眼用画像の分割画像と、前記右眼用画像の分割画像を切り換えて表示するよう前記透過型画像表示パネルの各画素に画像データを出力することを特徴とする表示装置。
5. 前記画像信号出力部は、前記切り換えるのと同時期に各画素に対して、当該各画素の水平方向の両隣の画素が、それぞれ前記切り換え前に表示していた右眼用または左眼用の各分割画像の中間に位置する部分の右眼用または左眼用の分割画像を切り換え後に表示するよう画像信号を出力することを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
6. 前記透過型画像表示パネルは、カラー画像を表示する透過型画像表示パネルであって、前記各画素はそれぞれ赤もしくは青もしくは緑を表示すること特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の表示装置。
7. 前記透過型画像表示パネルは、カラー画像を表示する透過型画像表示パネルであって、前記画素は前記透過型画像表示パネルの垂直方向に三つの区画に分けられるとともに各区画にはそれぞれ赤、青、緑の表示部分を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の表示装置。
8. 前記光源は、前記透過型画像表示パネルの水平方向の画素数より多い数の発光領域からなることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の表示装置。
9. 前記透過型画像表示パネルは液晶パネルであることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の表示装置。
10. 前記透過型画像表示パネルはＰＬＺＴであることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の表示装置。
11. 前記光源は有機電界発光素子であることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の表示装置。
12. 面状に配置された複数の発光領域を有する光源と、前記光源からの光を通して、画像を表示する複数の画素を有し、一の発光領域からの光で、二以上の画素が照射されるように前記光源と対向して距離をおいて配置される透過型画像表示パネルとを有する表示装置の制御方法であって、前記光源の発光する発光領域と隣接する発光領域のうち、少なくとも一部の発光領域が消灯するよう制御するとともに、前記各発光領域に対して発光と消灯とを、所定の周期で切り換えるよう各発光領域を制御し、前記透過型画像表示パネルが複数の画像を表示する際に、一の画像を表示する画素に隣接する画素のうち、少なくとも一部の画素が、前記一の画像と異なる画像を表示するよう前記透過型画像表示パネルの各画素を表示制御する表示装置の制御方法において、前記各発光領域の発光と消灯とが所定の周期で切り換わるのと同時期に、前記各画素は、前記各発光領域の切り換え前に表示していたそれぞれの画像とは異なる画像にそれぞれ切り換えて表示するよう前記透過型画像表示パネルの各画素を表示制御することを特徴とする表示装置の制御方法。
13. 前記一の画像および前記一の画像と異なる画像は、それぞれ視差を有する画像であることを特徴とする請求項１２に記載の表示装置。
14. 面状に配置された複数の発光領域を有する光源と、
    前記光源からの光を通して、画像を表示する複数の画素を有し、かつ一の発光領域からの光で二以上の画素が照射されるよう前記光源と対向して距離をおいて配置された透過型画像表示パネルと、
    前記光源に対して発光制御する発光制御部と前記透過型画像表示パネルに対して画像信号を出力する画像信号出力部とからなり、情報演算装置を含む制御部とを有する表示装置の制御用プログラムであって、
    前記表示装置の制御用プログラムは、前記情報演算装置に対して、
    前記光源の発光する発光領域と隣接する発光領域のうち、少なくとも一部の発光領域が消灯するように制御するとともに、各発光領域での発光と消灯とを、所定の周期で切り換える制御と、
    前記透過型画像表示パネルの各画素に画像データを出力するとともに、一の画像を表示する画素に隣接する画素のうち、少なくとも一部の画素が、前記一の画像と異なる画像を表示し、かつ前記各発光領域の発光と消灯とが所定の周期で切り換わるのと同時期に前記各画素が、前記各発光領域の切り換え前に表示していたそれぞれの画像とは異なる画像にそれぞれ切り換えて表示するよう前記透過型画像表示パネルの各画素に画像データを出力する制御とが行われるよう演算制御させることを特徴とする表示装置の制御用プログラム。
15. 前記一の画像および前記一の画像と異なる画像は、それぞれ視差を有する画像であることを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。

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