JP2005266333A - ３ｄディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】画質を低下させずに別途特別な識別装置を装着することなく３Ｄ画像を表示可能な３Ｄディスプレイの提供を課題とする。
【解決手段】異なる２つの画像が水平方向に交互に並んだ画像表示部と、透過部及び遮蔽部が水平方向に交互に並んだ光シールドとを備え、該遮蔽部および透過部は画像表示部及び該画像表示部から同じ距離であって画像の水平方向に平行な人の左右両眼に相当する２点から決定される特定の位置に配置される。該遮蔽部は、該異なる２つの画像の一方から右目へ入射する光及び該異なる２つの画像の他方から左目へ入射する光との交差する位置に配置される。該透過部は、該異なる２つの画像の一方から左目へ入射する光及び該異なる２つの画像の他方から右目へ入射する光との交差する位置に配置される。画像表示部の異なる２つの画像を互いに切り替え、この画像の切り替えと同期して光シールドの位置も切り替える。
【選択図】図３

Description

本発明は、頭部に別途特別な識別装置を装着することなく３Ｄ表示が可能な３Ｄディスプレイに関する。

医療やアミューズメントの分野において３Ｄディスプレイが利用されるようになり、種々の３Ｄ表示技術が提案されている。従来の３Ｄ表示技術の多くは、左右両眼の視差によって距離を感知する人の視覚効果を利用したものである。予め人の視覚効果により立体的に見える右目用画像及び左目用画像を用意し、それぞれの画像を片方ずつの目で識別させて３Ｄ表示する。従来は右目用画像及び左目用画像を左右それぞれの目で識別するために、頭部に特別な識別装置を装着して３Ｄ表示された３Ｄ画像を提供していた。

特別な識別装置を装着する従来技術に、色つきメガネを用いるものがある（例えば、特許文献１参照。）。例えば右目用のレンズに赤色の透明フィルムを設置し、左目用のレンズに青色の透明フィルムを設置する。赤色又は青色の透明フィルムを透過するよう色彩を調整した画像を重ねて表示して、すなわち一の画素上に混色した色を表示して、色つきメガネで色によって分離することにより右目と左目とに異なる画像を認識させていた。しかし、この技術では、色によって透過されたり遮蔽されたりするので表現できる色彩に制限があった。

従来技術に特別な識別装置を装着しないものもある。鑑賞者の左右両眼の位置に対応する２点のそれぞれに、右目用画像及び左目用画像からのそれぞれの光が入射するようすだれ状に光シールドを配置する方法である。この従来技術では特別な識別装置を装着せずに３Ｄ表示することができるが、右目用画像と左目用画像とがディスプレイの別々の画素で表示されるので、特別な識別装置を装着する方法と比較して表示解像度が半減していた。さらに、光シールドの遮蔽部による影が画面の垂直方向に伸びる黒っぽい線として見えてしまうので、さらに表示画像の画質を低下させていた。
特開平１１−２９６１２４号公報。

本発明は、上記の問題を解決するものであり、画質を低下させずに別途特別な識別装置を装着することなく３Ｄ画像を表示可能な３Ｄディスプレイの提供を課題とする。

本発明は、上記課題を解決するために、異なる２つの画像が水平方向に交互に並んだ画像表示部と、透過部及び遮蔽部が水平方向に交互に並んだ光シールドとを備え、該遮蔽部および透過部は画像表示部及び該画像表示部から同じ距離であって画像の水平方向に平行な人の左右両眼に相当する２点から決定される特定の位置に配置される。該遮蔽部は、該異なる２つの画像の一方から右目へ入射する光及び該異なる２つの画像の他方から左目へ入射する光との交差する位置に配置される。該透過部は、該異なる２つの画像の一方から左目へ入射する光及び該異なる２つの画像の他方から右目へ入射する光との交差する位置に配置される。画像表示部に表示される異なる２つの画像の一方及び他方は互いに切り替え可能であり、該異なる２つの画像の切り替えと同期して該遮蔽部及び透過部も切り替わる。

本発明により、別途特別な識別装置を装着することなく３Ｄ画像を表示可能であり、かつ表示解像度の低下を防ぐことができる。さらに遮蔽部の位置が移動するので、遮蔽部の影による画質の低下も防ぐことが可能になる。

具体的には、本発明に係る３Ｄディスプレイは、画面の水平方向に交互に配列され、互いに切り替え可能な異なる２つの画像を表示する画像表示部と、画面の水平方向に交互に配列され、互いに切り替え可能な遮蔽部及び透過部を有する光シールドと、を備える３Ｄディスプレイであって、該画像表示部の画面から同じ距離であって画面の水平方向に平行な２点に対して、該遮蔽部は該異なる２つの画像の一方から該２点のうちの一方の点へ入射する光及び該異なる２つの画像の他方から該２点のうちの他方の点へ入射する光との交差する位置に配置され、該透過部は該異なる２つの画像の一方から該２点のうちの他方の点へ入射する光及び該異なる２つの画像の他方から該２点のうち一方の点へ入射する光との交差する位置に配置される。

本発明により、１の画素上に異なる２つの画像を表示し、かつ異なる２つの画像の一方からの光のみを画像表示部から同じ距離であって画面の水平方向に平行な２点の一方に、また該異なる２つの画像の他方からの光のみを画像表示部から同じ距離であって画面の水平方向に平行な２点の他方に、常に入射させることができる。したがって、画質を低下させずに別途特別な識別装置を装着することなく３Ｄ画像を表示可能な３Ｄディスプレイを提供できる。

前記異なる２つの画像はそれぞれ垂直方向に連続して配列されていることが好ましい。すなわち、右目用画像及び左目用画像はそれぞれ画面の垂直方向に一列に配列され、かつ画面の水平方向に交互に配列されるのが好ましい。

これによって、画像表示部から同じ距離であって画面の水平方向に平行な２点の高さに関係なく、前記２点のそれぞれの点に画像表示部に表示したどちらか一方の画像からの光のみを入射させることができる。したがって、本発明により、画像表示部の画面から同じ距離であって画面の水平方向に平行な２点の高さに関係なく画質を低下させずに別途特別な識別装置を装着することなく３Ｄ画像を表示可能な３Ｄディスプレイを提供できる。

前記異なる２つの画像はそれぞれ垂直方向に交互に配列されていることが好ましい。すなわち、右目用画像及び左目用画像は、画面の垂直方向及び水平方向に交互に配列されているのが好ましい。これにより遮蔽部は線状に並ばないので、遮蔽部による影は目立ちにくくなる。本発明により、画質を低下させずに別途特別な識別装置を装着することなく３Ｄ画像を表示可能とした３Ｄディスプレイを提供できる。

前記光シールドは透過部及び遮蔽部を形成する液晶パネルからなることが好ましい。光シールドを液晶によって切り替えることにより、光シールドの任意の位置を透過部又は遮蔽部とすることができる。したがって、画質を低下させずに別途特別な識別装置を装着することなく任意の位置に対して３Ｄ画像を表示可能な３Ｄディスプレイを提供できる。

本発明に係る他の３Ｄディスプレイは、人の位置を検出するセンサーを３Ｄディスプレイの前面にさらに備え、該センサーが検出した位置に合わせて前記遮蔽部及び前記透過部の位置及び大きさを可変する。本発明により、センサーによって画像表示部周辺に存在する人の位置を検出し、検出した位置に対して３Ｄ画像を表示するよう光シールドの透過部及び遮蔽部の位置及び大きさを変化させる。したがって、任意の位置に存在する人に対して画質を低下させずに別途特別な識別装置を装着することなく３Ｄ画像を表示可能な３Ｄディスプレイを提供できる。

本発明により、画質を低下させずに別途特別な識別装置を装着することなく３Ｄ画像を表示可能な３Ｄディスプレイを提供できる。

以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
本発明に係る実施の形態の３Ｄディスプレイの実施形態について図１、図２及び図３を用いて説明する。図１は本発明に係る３Ｄディスプレイの構成を説明する図である。１１は画像表示部であり、異なる２つの画像が画面の水平方向に交互に並ぶ。２１は光シールドであり、透過部および遮蔽部が画面の水平方向に交互に並ぶ。光シールド２１は画像表示部１１と対峙して配置される。

図１に示した画像表示部１１及び光シールド２１の構成の一例を図２に示す。図２（ａ）は、光シールド２１のある、図１に示した方向Ｅから画像表示部１１を見たときの画像表示部１１の構成を説明する図である。図２（ｂ）は、３Ｄディスプレイの正面となる、図１に示した方向Ｆから光シールド２１を見たときの光シールド２１の構成を説明する図である。図２（ａ）において、５１は右目用画像であり、画像表示部１１に備わる異なる２つの画像の一方である。５２は左目用画像であり、画像表示部１１に備わる異なる２つの画像の他方である。図２（ｂ）において、６１は透過部であり、６２は遮蔽部である。異なる２つの画像は画面の水平方向に交互に配列されるので、右目用画像５１及び左目用画像５２は画面の水平方向に交互に配列される。透過部６１及び遮蔽部６２は、画像表示部１１と対峙する面と平行な面上に、画面の水平方向に交互に配列される。

本発明に係る３Ｄディスプレイの機能について、図３を用いて説明する。図３は、図１に示した画像表示部１１からの光が画像表示部１１から同じ距離であって画面の水平方向に平行な２点に入射する様子を説明する図である。図３において、右目用画像５１、左目用画像５２、透過部６１及び遮蔽部６２は図１及び図２で説明したとおりに配置される。４２は画像表示部１１から同じ距離であって画面の水平方向に平行な２点のうちの一方の点であるＢ点である。４１は画像表示部１１から同じ距離であって画面の水平方向に平行な２点のうちの他方の点であるＡ点である。Ａ点４１及びＢ点４２は、画像表示部１１の画面の垂直方向に平行かつ画像表示部１１の画面の水平方向の中心を通る面に対して対称な位置に配置されている。

画像表示部１１に備わる異なる２つの画像の一方と他方は互いに切り替えが可能である。すなわち、右目用画像５１は、左目用画像５２が右目用画像を表示するタイミングと同期して左目用画像を表示する。左目用画像５２は、右目用画像５１が左目用画像を表示するタイミングと同期して右目用画像を表示する。右目用画像５１及び左目用画像５２は、片方の目で右目用画像５１を見て、もう片方の目で左目用画像５２を見たときに、人の視覚効果によって３Ｄ画像を認識できる画像である。

遮蔽部６２は、右目用画像５１及びＢ点４２を結ぶ光路と、左目用画像５２及びＡ点４１を結ぶ光路と、の交差する位置に配置される。透過部６１は、右目用画像５１及びＡ点４１を結ぶ光路と、左目用画像５２及びＢ点４２を結ぶ光路と、の交差する位置に配置される。

さらに、透過部６１及び遮蔽部６２は互いに切り替えが可能である。すなわち、透過部６１は右目用画像５１及び左目用画像５２の切り替えと同期して遮蔽部へ切り替わる。遮蔽部６２は、右目用画像５１及び左目用画像５２の切り替えと同期して透過部へ切り替わる。

本発明に係る３Ｄディスプレイの動作について、図３を用いて説明する。画像表示部１１は右目用画像５１及び左目用画像５２を同時に表示する。右目用画像５１に表示された画像からの光は、Ｂ点４２へは遮蔽部６２によって遮蔽され、Ａ点４１へは透過部６１から透過される。一方、左目用画像５２に表示された画像からの光は、Ａ点４１へは遮蔽部６２によって遮蔽され、Ｂ点４２へは透過部６１から透過される。これにより、画像表示部１１に表示された画像からの光は、Ａ点４１へは右目用画像５１からの光のみが、Ｂ点４２へは左目用画像５２からの光のみが入射する。すなわち、右目用画像５１及び左目用画像５２が切り替わったときにも、片方の目はＡ点４１から、もう片方の目はＢ点４２から同時に画像表示部１１を見た一人の人は、右目用画像５１及び左目用画像５２による視覚効果から３Ｄ画像を認識できる。

前述したように、右目用画像５１は左目用画像に、また左目用画像５２は右目用画像に切り替わる。これと同期して、透過部６１は遮蔽部に、遮蔽部６２は透過部に切り替わる。これにより、右目用画像５１及び左目用画像５２が切り替わっても、画像表示部１１に表示された画像からの光は、Ａ点４１へは右目用画像５１からの光のみが、Ｂ点４２へは左目用画像５２からの光のみが入射する。すなわち、右目用画像５１と左目用画像５２が切り替わったときにも、片方の目はＡ点４１から、もう片方の目はＢ点４２から同時に画像表示部１１を見た一人の人は、右目用画像５１及び左目用画像５２による視覚効果から３Ｄ画像を認識できる。

上記のように、右目用画像５１及び左目用画像５２が切り替わっても、Ａ点４１からは常に左目用画像５２は見えずに右目用画像５１のみが見え、Ｂ点４２からは常に右目用画像５１は見えずに左目用画像５２のみが見える。したがって、片方の目はＡ点４１から、もう片方の目はＢ点４２から同時に画像表示部１１を見た一人の人は、常に右目用画像５１及び左目用画像５２による視覚効果から３Ｄ画像を認識できる。

なお、右目用画像５１及び左目用画像５２は、静止画でもよいし動画でもよい。右目用画像５１及び左目用画像５２が切り替わる周期は、人の視認できる周期よりも短いことが好ましい。右目用画像５１及び左目用画像５２の切り替わる周期を人の視認できる周期よりも短くすることで、別途特別な識別装置を装着しない従来の３Ｄディスプレイと比較して実質２倍の表示解像度で３Ｄ画像を表示することが可能となる。

以上説明したように、本発明により、画像表示部に表示する異なる２つの画像を切り替えることにより単位時間当たりの表示解像度を２倍に上げることができる。さらに、異なる２つの画像の切り替えと同期して光シールドの位置が移動するので、光シールドの影による画質の低下を防ぐことも可能になる。したがって、画質を低下させずに別途特別な識別装置を装着することなく３Ｄ画像を表示可能な３Ｄディスプレイを提供できる。

さらに、画像表示部１１で表示される異なる２つの画像はそれぞれ垂直方向に連続して配列されていることが好ましい。すなわち、右目用画像５１及び左目用画像５２は、図２に示したように、画像表示部１１の画面の垂直方向には右目用画像５１であれば右目用画像のみが、左目用画像５２であれば左目用画像のみがそれぞれ連続して配列されることが好ましい。画像表示部１１の画面の垂直方向に同じ画像が連続して配列されるので、図３に示したＡ点４１及びＢ点４２が画像表示部１１の画面の垂直方向に移動しても、右目用画像５１はＡ点４１へ、また左目用画像５２はＢ点４２へ入射する。このため、画像表示部から同じ距離であって画面の水平方向に平行な２点の高さに関係なく、それぞれの点に画像表示部１１に表示された異なる２つの画像をそれぞれの点に入射させることができる。

また、画像表示部１１で表示される異なる２つの画像はそれぞれ垂直方向に交互に配列されていることが好ましい。すなわち、右目用画像５１及び左目用画像５２は、画面の垂直方向及び水平方向に交互に配列されるのが好ましい。

図４に右目用画像５１及び左目用画像５２が画面の水平方向及び垂直方向に交互に配列されるときの実施の一例を示す。図４（ａ）は、光シールド２１のある、図１に示した方向Ｅから画像表示部１１を見たときの画像表示部１１の構成を説明する図である。図４（ｂ）は、３Ｄディスプレイの正面となる図１に示した方向Ｆから光シールド２１を見たときの光シールド２１の構成を説明する図である。図４（ａ）において、５１は右目用画像であり、画像表示部１１に備わる異なる２つの画像の一方である。５２は左目用画像であり、画像表示部１１に備わる異なる２つの画像の他方である。図４（ｂ）において、６１は透過部であり、６２は遮蔽部である。図４（ａ）及び図４（ｂ）において、同一の模様で示されている部分は、同一の機能を有する。

右目用画像５１及び左目用画像５２は、画面の水平方向及び垂直方向に交互に配列される。右目用画像５１及び左目用画像５２は、複数の画素を備えていてもよい。例えば、右目用画像５１及び左目用画像５２は、３×３の画素を備えていてもよい。光シールド２１の透過部６１及び遮蔽部６２は、画像表示部１１の画面の水平方向及び垂直方向に配列される。

光シールド２１の透過部６１及び遮蔽部６２は、画像表示部１１の画面の水平方向及び垂直方向に配列される。遮蔽部６２は、右目用画像５１及びＢ点４２を結ぶ光路と、左目用画像５２及びＡ点４１を結ぶ光路と、の交差する位置に配置される。透過部６１は、右目用画像５１及びＡ点４１を結ぶ光路と、左目用画像５２及びＢ点４２を結ぶ光路と、の交差する位置に配置される。

本実施形態に係る３Ｄディスプレイの動作については、前述の図３に示したものと同様である。上記の構成及び配置により、右目用画像５１及び左目用画像５２が切り替わっても、Ａ点４１からは常に左目用画像５２は見えずに右目用画像５１のみが見え、Ｂ点４２からは常に右目用画像５１は見えずに左目用画像５２のみが見える。したがって、片方の目はＡ点４１から、もう片方の目はＢ点４２から同時に画像表示部１１を見た一人の人は、常に右目用画像５１及び左目用画像５２による視覚効果から３Ｄ画像を認識できる。

透過部６１と遮蔽部６２とは画面の水平方向及び垂直方向に交互に配列されるので、遮蔽部６２によって遮蔽される部分が３Ｄディスプレイを直線状に縦断することはない。遮蔽部６２がまんべんなく分散されるので、遮蔽部６２による影が目立ちにくくなる。さらに、分散されることにより、視覚の過程で線として認識されにくいので、遮蔽された部分を補完する視覚効果が大きくなる。

なお、上記実施形態では右目用画像５１及び左目用画像５２に３×３の画素を備えるとしたが、１×１以上であればよい。右目用画像５１及び左目用画像５２を構成する画素を少なくすることで、滑らかな画像を表示できる。

以上説明したように、画像表示部に備わる異なる２つの画像はそれぞれ垂直方向に交互に配列されていることによって、画質を低下させずに別途特別な識別装置を装着することなく３Ｄ画像を表示可能とした３Ｄディスプレイを提供できる。

さらに、前述の実施形態において、画像表示部１１は、画像を表示することのできるものであればよい。液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）、ブラウン管、及びＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）^ＴＭ方式のリアプロジェクタなどの画像表示装置が利用できる。さらに画像表示部１１は平面でなくてもよい。湾曲させることによって、より広い視野角で３Ｄ表示することも可能になる。

右目用画像５１及び左目用画像５２は等間隔で配置すればよい。画像表示部１１の中央と両端とで表示する画像の幅を変えてもよい。右目用画像５１及び左目用画像５２を表示する画像の幅を変えることで立体的に見える視覚効果を高めることもできる。

また、光シールド２１は、移動又は回転可能な平板などの光の透過と遮蔽が可能なものでよい。機能性色素及び液晶などの電気的に光の透過特性が変化するものを用いてもよい。

さらに、光シールド２１は透過部及び遮蔽部を形成する液晶パネルからなることが好ましい。光シールド２１は、液晶と、液晶に電界を印加する電極とを備える従来の液晶パネルでもよい。光シールド２１は、液晶に電界を印加する電極から印加される電界によって透過と遮蔽が切り替えられるものであればよく、透過率が微調整できるものでなくてもよい。

光シールド２１は、透過部６１及び遮蔽部６２を形成する液晶セルと、液晶セルごとに設置されたスイッチ用電極とが備わるものでもよい。液晶セルは、液晶の透過及び遮蔽を可変することのできる液晶パネルの画素に相当する部分である。液晶パネルは、図２及び図４に示した透過部６１に備わる液晶セルに入射した光は透過し、遮蔽部６２に備わる液晶セルに入射光した光は遮蔽する。液晶セルに接続されるスイッチ用電極は、液晶セルに電界を印加して液晶セルの光の透過及び遮蔽を切り替える。

本実施形態に係る光シールド及び３Ｄディスプレイの動作については、図３に示したものと同様である。光シールド２１をこのような液晶パネルで構成することにより、３Ｄ画像を表示することもできる。

なお、透過部６１及び遮蔽部６２を構成する液晶セルは、１つ以上の液晶セル及びスイッチ用電極で構成すればよい。透過部及び遮蔽部ごとにスイッチ用電極を設けることで、少ない回路で液晶のスイッチを行うことができる。

また、複数の液晶セルで透過部及び遮蔽部を構成してもよい。細分化された液晶セルで液晶パネルを構成することで、光シールドの任意の位置を遮蔽部又は透過部とすることが可能になる。したがって、前述の図３に示したＡ点４１及びＢ点４２が画像表示部１１から任意の距離及び任意の位置にあっても、透過部６１及び遮蔽部６２の位置を変更することによって、Ａ点４１へは右目用画像５１からの光のみを、Ｂ点４２へは左目用画像５２からの光のみを入射させることができる。

図３に示した３Ｄディスプレイは、図８に示す構成にしてもよい。図８は、画像表示部１１および光シールド２１に液晶を用いた３Ｄディスプレイの構成例である。図８において、１３、１６、２４は基板、１４は画像表示用電極、２２は光シールド用電極、１５、２３は液晶層である。図８において、同一の模様で示されている部分は、同一の機能を有する。

基板１３、１６、２４はガラス等の透明基板で形成してもよい。
液晶層１５及び２３は、強誘電体液晶、反強誘電性液晶、又はＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ−Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶を有する。液晶層２３は急峻な閾値特性を有する液晶材料を有してもよい。
画像表示用電極１４及び光シールド用電極２２は、インジウム錫酸化物などの透明なもので形成してもよい。

画像表示部１１は、基板１３、液晶層１５、画像表示用電極１４、基板１６を備える。基板１３と対峙して基板１６が配置される。基板１３及び基板１６の間に液晶層１５が配置される。基板１３は画像表示用電極１４及び配向層（不図示）を備え、基板１３が液晶層１５と接する面に配向層（不図示）及び画像表示用電極１４が基板１３順に配置される。

光シールド２１は、基板１６、液晶層２３、光シールド用電極２２、基板２４を備える。基板１６と対峙して基板２４が配置される。基板１６及び基板２４の間に液晶層２３及び光シールド用電極２２が配置される。基板１６から順に、液晶層２３、光シールド用電極２２の順に配置される。基板２４は配向層（不図示）を備え、基板２４から順に配向層（不図示）、光シールド用電極２２と配置される。

液晶層１５は、基板１３へ入射し、液晶層１５へ入射した光の透過率を可変する。画像表示用電極１４は、画素ごとに液晶層１５の光の透過率を可変し、図３に示した右目用画像５１及び左目用画像５２を液晶層１５に表示する。

液晶層２３は、基板１３へ入射し、液晶層１５、基板１６を透過して液晶層２３へ入射した光の透過率を可変する。光シールド用電極２２は、図３に示した透過部６１又は遮蔽部６２の部分に電界を印加し、液晶層２３の光の透過率を透過部６１及び遮蔽部６２ごとに可変する。光の透過率を可変された液晶層２３は、光シールド２１の透過部６１及び遮蔽部６２を形成する。

本実施形態に係る光シールド及び３Ｄディスプレイの動作についても図３に示したものと同様である。このように、画像表示部１１に備わる液晶層１５で右目用画像５１及び左目用画像５２を表示し、光シールド２１に備わる液晶層２３で透過部６１及び遮蔽部６２を形成することにより、３Ｄ画像を表示することもできる。

液晶パネルを用いて画像表示部からの光を透過及び遮蔽するので、機械的な方法に比べて透過部と遮蔽部との切り替えが容易である。透過部及び遮蔽部の高速での切り替えも可能になる。さらに液晶に電界を印加する液晶セル又は画素ごとに光の透過及び遮蔽の切り替えが可能なので、遮蔽部及び透過部を配置する位置の微調整も可能になる。

以上説明したように、光シールド２１が透過部及び遮蔽部を形成する液晶パネルからなることにより、光シールドの任意の位置を透過部及び遮蔽部にすることができる。したがって、画質を低下させずに別途特別な識別装置を装着することなく任意の位置に対して３Ｄ画像を表示可能な３Ｄディスプレイを提供できる。

本発明に係る他の３Ｄディスプレイは、人の位置を検出するセンサーを３Ｄディスプレイの前面にさらに備え、該センサーが検出した位置に合わせて前記遮蔽部の位置及び大きさを可変する。

すなわち、人の位置を検出するセンサーを３Ｄディスプレイの前面にさらに備え、前記該センサーが検出した人の位置から算出した新たな２点に対して、遮蔽部は前記異なる２つの画像の一方から該新たな２点のうちの一方の点へ入射する光及び前記異なる２つの画像の他方から該新たな２点のうちの他方の点へ入射する光との交差する位置に配置され、前記透過部は前記異なる２つの画像の一方から該２点のうちの他方の点へ入射する光及び該異なる２つの画像の他方から該２点のうち一方の点へ入射する光との交差する位置に配置されることを特徴とする３Ｄディスプレイ。

前述の図１から図３で説明した３Ｄディスプレイに画像表示部の周辺に存在する物体の位置を検出するセンサーが追加される。本発明に係る３Ｄディスプレイに備わるセンサーの例を図６に示す。図６は３Ｄディスプレイに備わるセンサーの機能及び動作を説明する図である。３Ｄディスプレイ７１の前面にセンサー３１、３２、３３、３４、３５及び３６が備わる。センサー３１及び３６は、３Ｄディスプレイ７１の前面であって、画像表示部の画面の水平方向に平行な直線上にある３Ｄディスプレイ７１の両端に配置される。センサー３２、３３、３４及び３５は、センサー３１及び３６を結ぶ直線上に等間隔に配置される。

センサー３１、３２、３３、３４、３５及び３６は、人の位置を検出する。赤外線等の電磁波を放射する送信部及び対象物により反射された反射波を受信する受信部を備えた、距離を測定できる従来のものでよい。例えば、近赤外線を送信部から放射し、対象物から反射されて受信部で受信された反射波が受信されるまでの時間によって距離を測定するものでもよい。

センサー３１、３２、３３、３４、３５及び３６は、３Ｄディスプレイ７１の画面に対して垂直な方向に狭い放射角で電磁波を放射する。センサー３４の前面に人が存在するとき、センサー３４のみが反射波を受信する。センサー３４は３Ｄディスプレイから人への距離を測定する。センサー３４が測定した距離と、センサー３４が設置されている３Ｄディスプレイ上の位置とから３Ｄディスプレイの前面に存在する人の位置が検出できる。
なお、配置するセンサーの数は何個でもよい。この場合は設置するセンサーの数が多いほど正確な位置が検出できる。また、センサーは３Ｄディスプレイのどこに配置されてもよい。

また、本発明に係る３Ｄディスプレイに備わるセンサーの他の例を図７に示す。図７は３Ｄディスプレイに備わるセンサーの機能及び動作を説明する図である。３Ｄディスプレイ７２の前面に、センサー３７及び３８が設置されている。センサー３７及び３８は３Ｄディスプレイ７２の前面であって、かつ画面の水平方向に平行な直線上の画像表示部の両端に配置される。

センサー３７及び３８は３Ｄディスプレイ前面の画像を撮像する。センサー３７及び３８はＣＭＯＳカメラなどの撮像機能を有するデジタルカメラであればよい。センサー３７及び３８が撮像するタイミングは同時であることが好ましい。周期的に撮像できればよく、静止画で撮像してもよいし、動画で撮像してもよい。

センサー３７及び３８は３Ｄディスプレイ７２から３Ｄディスプレイ７２の前面に向かって２次元画像を撮像するものである。センサー３７及び３８で撮像された画像から画像処理によって人を識別する。パターン認識によって識別された人の形から目の位置を算出する。各々のセンサーで検出された人の画像内での位置と、センサー３７及び３８の配置されている位置とから、三角測量法を用いて検出された人の３次元的な位置情報を測定すればよい。

さらにセンサーは、赤外線カメラによって人の体温から人を検出してもよい。３Ｄディスプレイから人との間の距離の測定は、電磁波の送受信機を３Ｄディスプレイの前面２箇所以上に設置して三角測量法を用いて測定してもよい。また、電磁波の反射波を用いた検出方法とカメラなどの撮像による方法を組み合わせたものでもよい。

センサーは上記のような配置及び機能を有するものを用いることができる。センサーが検出する物または信号を目印として予め決めておき、その目印を人として検出してもよい。センサーからの出力端子は、３Ｄディスプレイ内に配置される処理部に接続される。処理部の出力端子は、光シールドに備わる透過部６１及び遮蔽部６２へ接続される。
処理部は、センサーによって検出された距離及び位置から光シールドに備わる透過部及び遮蔽部の位置及び大きさを決める。処理部は、３Ｄディスプレイに備わる演算手段を用いればよい。

光シールドは、処理部によって決められた位置及び大きさに透過部及び遮蔽部を形成し、透過及び遮蔽を交互に切り替える。光シールドは液晶パネルなどの任意の位置に遮蔽部が配置できるものが好ましい。

本発明に係る３Ｄディスプレイの動作を図５及び図２を用いて説明する。図５は、図３で示したＡ点４１及びＢ点４２が、Ａ点４３及びＢ点４４に移動したときの光シールド２１の位置及び大きさを説明する図である。Ａ点４３及びＢ点４４は、画像表示部１１の画面の垂直方向に平行な画像表示部１１の画面の水平方向の中心を通る面で分けたどちらか一方に配置され、かつ前述の図３で示した距離よりも遠い位置に配置されている。前述の図２に示したように、右目用画像５１及び左目用画像５２は交互に配置され、それと対峙して透過部６１及び遮蔽部６２が交互に配置された光シールド２１が配置される。

センサー３１から３６は、画像表示部１１の周辺に存在する人の距離及び位置を検出する。複数の人が検出された場合、３Ｄディスプレイの正面近くに位置する人を検出する。処理部は、センサー３１から３６の少なくとも１つのセンサーで検出された人の位置から、人の目に相当する画像表示部から同じ距離であって画面の水平方向に平行な２点であるＡ点４３及びＢ点４４を算出する。さらに処理部は、算出したＡ点４３及びＢ点４４から、右目用画像５１及びＢ点４４を結ぶ光路と左目用画像５２及びＡ点４３を結ぶ光路との交差する位置を算出し、透過部６１及び遮蔽部６２の位置及び大きさを決定する。光シールドは、処理部によって決定された位置及び大きさに従い遮蔽部６２及び透過部６１を形成する。

本実施形態に係る３Ｄディスプレイの動作については、図３に示したものとほぼ同様である。異なるところは、右目用画像５１及びＢ点４４を結ぶ光路と左目用画像５２及びＡ点４３を結ぶ光路との交差する位置に遮蔽部６２を配置するよう、遮蔽部６２の位置及び大きさが変化することである。このように、遮蔽部６２の位置及び大きさが変化することにより、右目用画像５１からの光は、Ａ点４３へは透過され、Ｂ点４４へは遮蔽される。また左目用画像５２からの光は、Ａ点４３へは遮蔽され、Ｂ点４４へは透過することができる。したがって、前述した図３で説明したように、片方の目はＡ点４３から、もう片方の目はＢ点４４から同時に画像表示部１１を見た一人の人は、常に右目用画像５１及び左目用画像５２による視覚効果から３Ｄ画像を認識できる。

なお、右目用画像５１及び左目用画像５２は、静止画でもよいし動画でもよい。右目用画像５１及び左目用画像５２が切り替わる周期は、人の視認できる周期よりも短いことが好ましい。右目用画像５１及び左目用画像５２の切り替わる周期を人の視認できる周期よりも短くすることで、従来の別途特別な識別装置を装着しない従来の３Ｄディスプレイと比較して実質２倍の表示解像度で３Ｄ画像を表示することが可能となる。

以上説明したように、本発明に係る他の３Ｄディスプレイは、人の位置を検出するセンサーを３Ｄディスプレイの前面にさらに備え、センサーが検出した位置に合わせて遮蔽部及び透過部の位置及び大きさを可変することにより、鑑賞者の位置に合わせて３Ｄ画像を表示することができる。したがって、任意の位置に存在する人に対して画質を低下させずに別途特別な識別装置を装着することなく３Ｄ画像を表示可能な３Ｄディスプレイを提供できる。

本発明に係る３Ｄディスプレイは、光シールドを全て透過部にして２Ｄディスプレイとしても使用することができるため、３Ｄ画像表示も可能な個人用のディスプレイとして提供できる。

本発明に係る３Ｄディスプレイの構成を説明する図である。 図１に示した画像表示部１１及び光シールド２１の構成の一例を説明する図である。 図１及び図２に示した画像表示部１１からの光の様子を説明する図である。 右目用画像５１及び左目用画像５２が画像表示部の画面の水平方向及び垂直方向に交互に配置されるときの画像表示部１１及び光シールド２１の構成を説明する図である。 図３で示したＡ点４１及びＢ点４２が、新たな２点であるＡ点４３及びＢ点４４に移動したときの透過部及び遮蔽部の位置及び大きさを説明する図である。 ３Ｄディスプレイに備わるセンサーの機能及び動作を説明する図である。 ３Ｄディスプレイに備わるセンサーの機能及び動作を説明する図である。 画像表示部１１および光シールド２１に液晶を用いた３Ｄディスプレイの構成例である。

符号の説明

１１ 画像表示部
１３、１６、２４ 基板
１４ 画像表示用電極
１５、２３ 液晶層
２１ 光シールド
２２ 光シールド用電極
３１〜３８ センサー
４１、４２、４３、４４ 一点
５１ 右目用画像
５２ 左目用画像
６１ 透過部
６２ 遮蔽部
７１、７２ ３Ｄディスプレイ
８０ 鑑賞者である人
Ｅ、Ｆ 方向

Claims (5)

1. 画面の水平方向に交互に配列され、互いに切り替え可能な異なる２つの画像を表示する画像表示部と、
   画面の水平方向に交互に配列され、互いに切り替え可能な遮蔽部及び透過部を有する光シールドと、を備える３Ｄディスプレイであって、
   該画像表示部の画面から同じ距離であって画面の水平方向に平行な２点に対して、該遮蔽部は該異なる２つの画像の一方から該２点のうちの一方の点へ入射する光及び該異なる２つの画像の他方から該２点のうちの他方の点へ入射する光との交差する位置に配置され、
   該透過部は該異なる２つの画像の一方から該２点のうちの他方の点へ入射する光及び該異なる２つの画像の他方から該２点のうち一方の点へ入射する光との交差する位置に配置されることを特徴とする３Ｄディスプレイ。
2. 前記異なる２つの画像はそれぞれ垂直方向に連続して配列されていることを特徴とする請求項１に記載の３Ｄディスプレイ。
3. 前記異なる２つの画像はそれぞれ垂直方向に交互に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の３Ｄディスプレイ。
4. 前記光シールドは透過部及び遮蔽部を形成する液晶パネルからなることを特徴とする請求項１から４に記載のいずれかの３Ｄディスプレイ。
5. 人の位置を検出するセンサーを３Ｄディスプレイの前面にさらに備え、
   該センサーが検出した位置に合わせて前記遮蔽部及び前記透過部の位置及び大きさを可変することを特徴とする請求項１から４に記載のいずれかの３Ｄディスプレイ。
   

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