JP2007072217A - 立体画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 解像度の高い立体画像を表示することが可能な立体画像表示装置を提供する。
【解決手段】 第１の表示モードでは、表示パネル２０の第１の画素２０ａに左眼用ストライプ画像Ｌを表示し、第２の画素２０ｂに右眼用ストライプ画像Ｒを表示する。第２の表示モードでは、第２の画素２０ｂに右眼用ストライプ画像Ｒを表示し、第１の画素２０ａに左眼用ストライプ画像Ｌを表示する。視差バリア３は、ストライプ画像Ｌ，Ｒの位置に対応して複数のストライプ状の開口部３１が形成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、立体画像を表示する立体画像表示装置に関する。

パララックス・バリア法により立体画像を表示する立体画像表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

このパララックス・バリア法は、左眼用画像と右眼用画像とを混在して表示装置の画面に表示し、観測者の左眼にあたる位置に左眼用画像、右眼にあたる位置に右眼用画像を見せて立体画像を視認させるために、表示装置の前側あるいは後側に、視差バリアと呼ばれるスリットを用いる方法である。また、スリットの代わりにレンチキュラと呼ばれる半円柱状レンズを用いるレンチキュラ方式も同様に立体画像を表示することができる。

図１４は、パララックス・バリア法により立体画像を表示する原理を示す。ディスプレイ１００の表示画面１００ａの前方に配置された空間光変調素子１１０を駆動して、スリット状の開口部１１１と遮光部１１２を水平方向に配列したパララックス・バリアを形成する。ディスプレイ１００の表示画面１００ａの左用ストライプ画素Ｌに左眼用画像を表示し、右眼用ストライプ画素Ｒに右眼用画像を表示することにより、左眼Ｅ_Ｌからは、左眼用ストライプ画素Ｌに表示された左眼用画像を空間光変調素子１１０の開口部１１１を通して見ることができる。同様に、右眼Ｅ_Ｒからは、右眼用ストライプ画素Ｒに表示された右眼用画像を空間光変調素子１１０の開口部１１１を通して見ることができる。左眼Ｅ_Ｌで見える左眼用画像と右眼Ｅ_Ｒで見える右眼用画像が観測者の頭の中で合成されて立体画像のように認識される。
特開平９−２１９７９号公報

しかし、従来の立体画像表示装置によると、左右一方の眼で認識する画素数が半分になるため、水平方向の解像度が半分になり、画像が粗く見えてしまうという欠点がある。

従って、本発明の目的は、解像度の高い立体画像を表示することが可能な立体画像表示装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、左眼用画像を第１の画素に表示し、右眼用画像を第２の画素に表示する第１の表示モードと、前記左眼用画像を前記第１の画素とは異なる画素に表示し、前記右眼用画像を前記第２の画素とは異なる画素に表示する第２の表示モードとを有する表示手段と、前記第１および第２の表示モードに応じて、前記表示手段により表示された前記左眼用画像および前記右眼用画像を空間的に分割し、前記左眼用画像を観察者の左眼に導き、前記右眼用画像を前記観察者の右眼に導いて前記観察者に立体画像を視認させる分割手段とを備えたことを特徴とする立体画像表示装置を提供する。

上記立体画像表示装置によれば、左眼用画像は、第１の画素、および第１の画素とは異なる画素に表示され、右眼用画像は、第２の画素、および第２の画素とは異なる画素に表示されるので、左眼用画像および右眼用画像を表示する画素数が増える。

上記第１および第２の表示モードは、左眼用画像および右眼用画像を表示する期間と、黒画像を表示する期間とを含む構成とすることができる。

上記表示手段は、Ｒ，Ｇ，Ｂの３原色の第１および第２の画像をフィールドシーケンシャルにより表示する構成とすることができる。

第１の画素とは異なる画素は、第２の画素であり、第２の画素とは異なる画素は、第１の画素であるとしてもよい。これにより、表示画面の有効利用および小型化が図れる。

上記分割手段は、表示手段の前側あるいは後側に配置された光透過型の液晶表示素子と、左眼用画像および右眼用画像の表示位置に対応して液晶表示素子の光透過パターンを制御する液晶駆動部とを備えた構成としてもよい。

上記液晶表示素子の光透過パターンは、水平方向に配置されたストライプ状の複数の開口部、あるいは千鳥状に配置された矩形状の複数の開口部からなる構成としてもよい。

上記分割手段は、表示手段の前側あるいは後側に配置されたレンズアレイと、レンズアレイを移動させることにより、第１および第２の表示モードに対応して左眼用画像および右眼用画像を空間的に分割する移動手段とを備えた構成としてもよい。

上記レンズアレイは、水平方向に指向性を有する複数のレンズからなるものでもよい。これにより、水平方向の表示角度が広がる。

上記レンズアレイは、水平方向および垂直方向に指向性を有する複数のレンズからなるものでもよい。これにより、水平方向および垂直方向の表示角度が広がる。

上記レンズアレイは、マトリックス状あるいは千鳥状に配列された複数のレンズからなるものでもよい。

上記分割手段は、表示手段の前側に配置された光透過型の第１の液晶表示素子と、表示手段の後側に配置された光透過型の第２の液晶表示素子と、第１の表示モードのとき、左眼用画像および右眼用画像の表示位置に対応して第１および第２の液晶表示素子の一方の液晶表示素子の光透過パターンを制御し、他方の液晶表示素子の全領域を光透過領域とし、第２の表示モードのとき、左眼用画像および右眼用画像の表示位置に対応して他方の液晶表示素子の光透過パターンを制御し、一方の液晶表示素子の全領域を光透過領域とする液晶駆動部とを備えた構成としてもよい。

上記表示手段は、ＴＮ液晶表示素子を用いて構成されたものでもよい。

本発明によれば、液晶表示素子の画素数を増やすことなく左眼用画像および右眼用画像を表示する画素数が従来と比較して増加するので、解像度の高い立体画像を表示することが可能となる。

[第１の実施の形態]
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る立体画像表示装置を示し、（ａ）は構成図、（ｂ）は要部斜視図である。この立体画像表示装置１は、図１（ａ）に示すように、左眼用画像Ｌおよび右眼用画像Ｒを異なる画素に表示するディスプレイ２と、ディスプレイ２の前側に配置され、ディスプレイ２に表示された左眼用画像および右眼用画像を空間的に分割し、左眼用画像Ｌを観察者の左眼Ｅ_Ｌに導き、右眼用画像Ｒを観察者の右眼Ｅ_Ｒに導いて観察者に立体画像を視認させる視差バリア３と、ディスプレイ２を駆動するディスプレイ駆動部４と、視差バリア３を駆動するバリア駆動部５と、左眼用画像および右眼用画像の画像データを記憶する画像メモリ６と、画像メモリ６に記憶されている画像データに基づいてディスプレイ駆動部４およびバリア駆動部５を制御する制御部７とを備える。なお、ディスプレイ２およびディスプレイ駆動部４は、表示手段を構成する。また、視差バリア３およびバリア駆動部５は、分割手段を構成する。

（ディスプレイ）
ディスプレイ２は、画像を表示する透過型液晶からなる表示パネル２０と、表示パネル２０にその背面側から光を照射するバックライト２１とを有する。

表示パネル２０は、全面電極と複数の画素電極との間にＴＮ型液晶表示素子を配置し、これらを一対の偏向板で挟み、互いに直交する複数のデータ線と複数の走査線との各交点に接続されたＴＦＴ等の複数のアクティブ素子により各画素をアクティブ・マトリックス駆動するように構成されている。

バックライト２１は、冷陰極管，ＬＥＤ等からなる白色光源２１０と、白色光源２１０からの白色光を端面から導入して表示パネル２０に照射する導光板２１１とを備える。

（視差バリア）
視差バリア３は、全面電極と複数のストライプ状電極との間にＴＮ型液晶を配置し、これらを一対の偏向板で挟んで構成されている。

なお、表示パネル２０は、上記全面電極および複数の画素電極の代わりに、互いに直交するように配置された複数の行電極および複数の列電極を用い、パッシブ・マトリックス駆動（単純マトリックス駆動）によって各画素を駆動してもよい。また、液晶は、上記ＴＮ型液晶の他に、ＳＴＮ液晶、強誘電性液晶等の各種の液晶を用いることができる。

バリア駆動部５は、ストライプ状の遮光部と開口部とが水平方向に交互に形成されるように視差バリア３の各ストライプ状電極にバリア駆動信号を送信して視差バリア３の各領域３ａ，３ｂを駆動するものである。

視差バリア３がバリア駆動部５により、図１のように第１の領域３ａが透過状態となって開口部を形成し、第２の領域３ｂが遮光状態となって遮光部を形成した第１の表示モードの場合には、表示パネル２０のうち第１の画素２０ａを通過したバックライト光が視差バリア３を通過して左眼Ｅ_Ｌに到達し、表示パネル２０のうち第２の画素２０ｂを通過したバックライト光が視差バリア３を通過して右眼Ｅ_Ｒに到達する。

図２は図１の本発明の第１の実施の形態に係る立体画像表示装置の第２の表示モードを示し、（ａ）は構成図、（ｂ）は要部斜視図である。視差バリア３がバリア駆動部５により、図２のように第１の領域３ａが遮光状態となって遮光部を形成し、第２の領域３ｂが透過状態となって開口部を形成した第２の表示モードの場合には、表示パネル２０のうち第１の画素２０ａを通過したバックライト光が視差バリア３を通過して右眼Ｅ_Ｒに到達し、表示パネル２０のうち第２の画素２０ｂを通過したバックライト光が視差バリア３を通過して左眼Ｅ_Ｌに到達する。

画像メモリ６には、表示パネル２０のそれぞれの画素に対応した左眼用画像データと右眼用画像データとが記憶されている。

制御部７は、第１の表示モードでは画像メモリ６から第１の画素２０ａに対しては左眼用画像データを、第２の画素２０ｂに対しては右眼用画像データを呼び出しディスプレイ駆動部４に送る。また、第２の表示モードでは画像メモリ６から第１の画素２０ａに対しては右眼用画像データを、第２の画素２０ｂに対しては左眼用画像データを呼び出しディスプレイ駆動部４に送る。

（第１の実施の形態の動作）
次に、第１の実施の形態の動作を図１、図２および図３を参照して説明する。図１は、１フレームの前半の第１の表示モードを示し、図２は、１フレームの後半の第２の表示モードを示す。図３は、本装置１の動作を示すタイミングチャートである。以下の説明では、１フレームの動作について説明する。なお、図３に示す時刻ｔ_０〜ｔ₆は、１フレームを表わす。

（１）第１の表示モード（時刻ｔ_０〜ｔ_３）
時刻ｔ_０〜ｔ_３では、制御部７は、ディスプレイ駆動部４およびバリア駆動部５を制御して第１の表示モードを実行する。すなわち、ディスプレイ駆動部４は、図１に示すように、制御部７の制御の下に、画像メモリ６に記憶されている画像データを第１の表示モードに合わせて読み出してディスプレイ駆動部４に送り、ディスプレイ駆動部４は画像データに応じた電圧を所定の時間（ｔ_０〜ｔ_２）表示パネル２０に印加し、表示パネル２０の第１の画素２０ａにＬで示す左眼用ストライプ画像を、第２の画素２０ｂにＲで示す右眼用ストライプ画像を、Ｌ，Ｒ，Ｌ，Ｒ，・・・のように交互に表示させるとともに、表示パネル２０の透過率の変化するタイミングに対応してバックライト２１の白色光源２１０を時刻ｔ_１〜ｔ_２に点灯させる。

表示パネル２０が左眼用ストライプ画像Ｌおよび右眼用ストライプ画像Ｒを表示するタイミングに同期して、バリア駆動部５は制御部７の制御の下に図１に示すように、左眼用ストライプ画像Ｌおよび右眼用ストライプ画像Ｒに対応して複数のストライプ状の開口部が形成されるように第１のバリア駆動信号と第２のバリア駆動信号を出力する。図３に示すように、第１のバリア駆動信号を時刻ｔ_０〜ｔ_２の間だけ開とし、視差バリア３の第１の領域３ａを透過状態に駆動する。第２のバリア駆動信号は時刻ｔ_０〜ｔ_２の間ずっと閉とし、視差バリア３の第２の領域３ｂを遮光状態に駆動する。

これにより、図１（ａ）に示すように、観察者の左眼Ｅ_Ｌには、複数の左眼用ストライプ画像Ｌからなる左眼用画像が視差バリア３の第１の領域（開口部）３ａを通して視認され、観察者の右眼Ｅ_Ｒには、複数の右眼用ストライプ画像Ｒからなる右眼用画像が視差バリア３の第１の領域（開口部）３ａを通して視認される。左眼Ｅ_Ｌにより視認された左眼用画像と右眼Ｅ_Ｒにより視認された右眼用画像が観察者の頭の中で合成されて第１の表示モードに基づく立体画像が認識される。

時刻ｔ_２〜ｔ_３では、制御部７は、ディスプレイ駆動部４を制御して表示パネル２０に画像データに関係の無い一定の電圧（例えば０Ｖ)を印加して黒画像を表示させるとともに、バリア駆動部５を制御して視差バリア３の第１の領域３ａ及び第２の領域３ｂを遮光状態に駆動する。

（２）第２の表示モード（時刻ｔ_３〜ｔ_６）
時刻ｔ_３〜ｔ_６では、制御部７は、ディスプレイ駆動部４およびバリア駆動部５を制御して第２の表示モードを実行する。すなわち、ディスプレイ駆動部４は、図２に示すように、制御部７の制御の下に、画像メモリ６に記憶されている画像データを第２の表示モードに合わせて読み出してディスプレイ駆動部４に送り、ディスプレイ駆動部４はの画像データに応じた電圧を所定の時間（ｔ_３〜ｔ_５）表示パネル２０に印加し、表示パネル２０の第１の画素２０ａにＲで示す右眼用ストライプ画像を、第２の画素２０ｂにＬで示す左眼用ストライプ画像を、Ｒ，Ｌ，Ｒ，Ｌ・・・のように交互に表示させるとともに、表示パネル２０の透過率の変化するタイミングに対応してバックライト２１の白色光源２１０を時刻ｔ_４〜ｔ_５に点灯させる。

表示パネル２０が左眼用ストライプ画像Ｌおよび右眼用ストライプ画像Ｒを表示するタイミングに同期して、バリア駆動部５は制御部７の制御の下に図２に示すように、左眼用ストライプ画像Ｌおよび右眼用ストライプ画像Ｒに対応して複数のストライプ状の開口部が形成されるように第１のバリア駆動信号と第２のバリア駆動信号を出力する。図３に示すように、第２のバリア駆動信号を時刻ｔ_３〜ｔ_５の間だけ開とし、視差バリア３の第２の領域３ｂを透過状態に駆動する。第１のバリア駆動信号は時刻ｔ_３〜ｔ_５の間ずっと閉とし、視差バリア３の第１の領域３ａを遮光状態に駆動する。

これにより、図２（ａ）に示すように、観察者の左眼Ｅ_Ｌには、複数の左眼用ストライプ画像Ｌからなる左眼用画像が視差バリア３の第２の領域（開口部）３ｂを通して視認され、観察者の右眼Ｅ_Ｒには、複数の右眼用ストライプ画像Ｒからなる右眼用画像が視差バリア３の第２の領域（開口部）３ｂを通して視認される。左眼Ｅ_Ｌにより視認された左眼用画像と右眼Ｅ_Ｒにより視認された右眼用画像が観察者の頭の中で合成されて第２の表示モードに基づく立体画像が認識される。

時刻ｔ_５〜ｔ_６では、時刻ｔ_２〜ｔ_３と同様に、制御部７は、ディスプレイ駆動部４を制御して表示パネル２０に画像データに関係の無い一定の電圧（例えば０Ｖ)を印加して黒画像を表示させるとともに、バリア駆動部５を制御して視差バリア３の第１の領域３ａ及び第２の領域３ｂを遮光状態に駆動する。

（第１の実施の形態の効果）
この第１の実施の形態によれば、以下の効果が得られる。
（イ）左眼用画像および右眼用画像を表示する画素が従来のように固定のものと比較して増加するので、解像度の高い立体画像を表示することができる。
（ロ）第１の画素２０ａには、時刻ｔ_０〜ｔ_２に画像データに応じた電圧が印加され、時刻ｔ_２〜ｔ_３に画像データに関係の無い一定の電圧（例えば０Ｖ）が印加され、第２の画素２０ｂも同様に画像データに応じた電圧が所定の時間（時刻ｔ_４〜ｔ_５）印加された後、画像データに関係の無い一定の電圧（例えば０Ｖ）が所定の時間印加されるので、応答性が低いとされるＴＮ型液晶表示素子でも左右の画像の混じりを無くすことができる。
（ハ）第１および第２の画像間（時刻ｔ_２〜ｔ_３および時刻ｔ_５〜ｔ_６）に黒画像を挿入することにより、動画ぼけの少ない動画像を表示することができる。

［第２の実施の形態］
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る立体画像表示装置を示し、（ａ）は構成図、（ｂ）は要部斜視図である。この第２の実施の形態は、第１の実施の形態とは、主としてバックライト２１が異なり、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。

バックライト２１は、赤色光を発生する赤色光源２１０Ｒと、緑色光を発生する緑色光源２１０Ｇと、青色光を発生する青色光源２１０Ｂと、赤色光源２１０Ｒ，緑色光源２１０Ｇ，青色光源２１０Ｂからの赤色光，緑色光，青色光を端面から導入して表示パネル２０に照射する導光板２１１とを備える。

画像メモリ６には、表示パネル２０のそれぞれの画素に対応した赤色用、緑色用および青色用の３つの左眼用画像データと赤色用、緑色用および青色用の３つの右眼用画像データとが記憶されている。

（第２の実施の形態の動作）
次に、第２の実施の形態の動作を図４および図５を参照して説明する。図５は、タイミングチャートである。以下の説明では、１フレームの動作について説明する。なお、図５に示す時刻ｔ_０〜ｔ_１８は、１フレームを表わす。

（１）第１の表示モード（時刻ｔ_０〜ｔ_９）
時刻ｔ_０〜ｔ_３では、制御部７は、ディスプレイ駆動部４およびバリア駆動部５を制御して第１の表示モードを実行する。すなわち、ディスプレイ駆動部４は、制御部７の制御の下に、画像メモリ６に記憶されている赤色用の画像データを第１の表示モードに合わせて読み出してディスプレイ駆動部４に送り、ディスプレイ駆動部４は画像データに応じた電圧を所定の時間（ｔ_０〜ｔ_２）表示パネル２０に印加し、表示パネル２０の第１の画素２０ａにＬで示す赤色用の左眼用ストライプ画像を、第２の画素２０ｂにＲで示す赤色用の右眼用ストライプ画像を、Ｌ，Ｒ，Ｌ，Ｒ，・・・のように交互に表示させるとともに、表示パネル２０の透過率の変化するタイミングに対応して赤色光源２１０Ｒを時刻ｔ_１〜ｔ_２に点灯させる。

表示パネル２０が左眼用ストライプ画像Ｌおよび右眼用ストライプ画像Ｒを表示するタイミングに同期して、バリア駆動部５は、制御部７の制御の下に、左眼用ストライプ画像Ｌおよび右眼用ストライプ画像Ｒに対応して複数のストライプ状の開口部が形成されるように第１のバリア駆動信号と第２のバリア駆動信号を出力する。図５に示すように、第１のバリア駆動信号を時刻ｔ_０〜ｔ_８の間だけ開とし、視差バリア３の第１の領域３ａを透過状態に駆動する。第２のバリア駆動信号は時刻ｔ_０〜ｔ_８の間ずっと閉とし、視差バリア３の第２の領域３ｂを遮光状態に駆動する。

これにより、観察者の左眼Ｅ_Ｌには、複数の赤色用の左眼用ストライプ画像Ｌからなる左眼用画像が視認され、右眼Ｅ_Ｒには、複数の赤色用の右眼用ストライプ画像Ｒからなる右眼用画像が視認され、左眼用画像と右眼用画像からなる赤色の立体画像が観察者に認識される。

時刻ｔ_２〜ｔ_３では、制御部７は、ディスプレイ駆動部４を制御して表示パネル２０に画像データに関係の無い一定の電圧（例えば０Ｖ)を印加して黒画像を表示させる。ここでは、第１の領域３ａは開口部のままとなっている。

時刻ｔ_３〜ｔ_５では、上述したのと同様に、緑色用の左眼用ストライプ画像Ｌおよび右眼用ストライプ画像Ｒが表示パネル２０の対応する画素に表示され、緑色光源２１０Ｇが点灯し、観察者の左眼Ｅ_Ｌには、複数の緑色用の左眼用ストライプ画像Ｌからなる左眼用画像が視認され、右眼Ｅ_Ｒには、複数の緑色用の右眼用ストライプ画像Ｒからなる右眼用画像が視認され、左眼用画像と右眼用画像からなる緑色の立体画像が観察者に認識される。

時刻ｔ_５〜ｔ_６では、前述したのと同様に表示パネル２０に黒画像を表示させる。

時刻ｔ_６〜ｔ_８では、また、青色用の左眼用ストライプ画像Ｌおよび右眼用ストライプ画像Ｒが表示パネル２０の対応する画素に表示され、青色光源２１０Ｂが点灯し、観察者の左眼Ｅ_Ｌには、複数の青色用の左眼用ストライプ画像Ｌからなる左眼用画像が視認され、右眼Ｅ_Ｒには、複数の青色用の右眼用ストライプ画像Ｒからなる右眼用画像が視認され、左眼用画像と右眼用画像からなる青色の立体画像が観察者に認識される。

観察者に視認された赤色、緑色、青色の立体画像は、観察者に残像現象により第１の画像に基づくカラーの立体画像として認識される。

時刻ｔ_８〜ｔ_９では、前述したのと同様に表示パネル２０に黒画像を表示させるとともに、バリア駆動部５を制御して視差バリア３の第１の領域３ａ及び第２の領域３ｂを遮光状態に駆動する。

（２）第２の表示モード（時刻ｔ_９〜ｔ_１８）
第１の表示モードと同様に、表示パネル２０に左眼用ストライプ画像Ｌと右眼用ストライプ画像ＲからなるＲ画像、Ｇ画像、Ｂ画像が順次表示され、観察者の左眼Ｅ_Ｌには左眼用画像が視認され、右眼Ｅ_Ｒには右眼用画像が視認され、左眼用画像と右眼用画像が観察者の頭の中で合成されて第２の画像データに基づくカラーの立体画像が認識される。

この第２の実施の形態によれば、左眼用画像および右眼用画像を表示する画素が増加するので、解像度の高いカラー立体画像を表示することができる。

［第３の実施の形態］
図６は、本発明の第３の実施の形態に係る立体画像表示装置の動作を示すタイミングチャートである。この第３の実施の形態は、第２の実施の形態とは、Ｒ光源、Ｇ光源、Ｂ光源と、バリア駆動信号のタイミングが異なるものである。

第２の実施の形態ではＲ光源、Ｇ光源、Ｂ光源の３色が順次点滅する周期を単位としてバリア駆動信号を切り替えていたのに対し、第３の実施形態では図６に示すようにＲ光源、Ｇ光源、Ｂ光源の３色のいずれかが点滅する周期を単位としてバリア駆動信号を切り替えている。表示パネル２０へは制御部７の制御の下に赤色用の第１の表示モードの画像Ｒ_１、緑色用の第２のモードの画像Ｇ_２、青色用の第１の表示状態の画像Ｂ_１、赤色用の第２の表示状態の画像Ｒ_２、緑色用の第１の表示状態の画像Ｇ_１、青色用の第２の表示モードの画像Ｂ_２の順で表示パネル２０に画像を表示する。

第２の実施の形態と同様に、観察者の左眼Ｅ_Ｌには左眼用画像が視認され、右眼Ｅ_Ｒには右眼用画像が視認され、左眼用画像と右眼用画像が観察者の頭の中で合成されてカラーの立体画像が認識される。

この第３の実施の形態によれば、左眼用画像および右眼用画像を表示する画素が増加するので、解像度の高いカラー立体画像を表示することができる。また、第２の実施の形態に対し、第３の実施の形態では第１の表示モードと第２の表示モードの切り替え周波数が３倍となるため、より落ち着いた表示となる。

［第４の実施の形態］
図７は、本発明の第４の実施の形態に係る立体画像表示装置を示し、（ａ）は構成図、（ｂ）は要部斜視図である。この第４の実施の形態は、第１の実施の形態において、視差バリア３およびバリア駆動部５の代わりに、レンチキュラーレンズ１３Ａおよびレンズ駆動部８を用いたものであり、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。

レンチキュラーレンズ１３Ａは、半円柱状の複数のシリンドリカルレンズ１３０を水平方向に配列した構成を有し、シリンドリカルレンズ１３０の焦点位置に表示パネル２０の画素が位置するように配置されている。

レンズ駆動部８は、レンチキュラーレンズ１３Ａを水平方向にシリンドリカルレンズ１３０の半ピッチ分移動させるものである。

（第４の実施の形態の動作）
次に、第４の実施の形態の動作を図７および図８を参照して説明する。図７は、１フレームの前半の動作状態を示し、図８は、１フレームの後半の動作状態を示す。タイミングチャートは図３と同様であるので、図示を省略する。

（１）第１の表示モード
制御部７は、ディスプレイ駆動部４およびバリア駆動部５を制御して第１の表示モードを実行する。すなわち、ディスプレイ駆動部４は、図７に示すように、制御部７の制御の下に、画像メモリ６に記憶されている画像データを第１の表示モードに基づいて、表示パネル２０の第１の画素２０ａにＬで示す左眼用ストライプ画像を、第２の画素２０ｂにＲで示す右眼用ストライプ画像を、Ｌ，Ｒ，Ｌ，Ｒ，・・・のように交互に表示させるとともに、バックライト２１の白色光源２１０を点灯させる。

表示パネル２０が左眼用ストライプ画像Ｌおよび右眼用ストライプ画像Ｒを表示するタイミングに同期して、レンズ駆動部８は、制御部７の制御の下に、左眼用ストライプ画像Ｌおよび右眼用ストライプ画像Ｒに対応してレンチキュラーレンズ１３Ａを移動する。

これにより、図７（ａ）に示すように、観察者の左眼Ｅ_Ｌには、複数の左眼用ストライプ画像Ｌからなる左眼用画像がレンチキュラーレンズ１３Ａを通して視認され、観察者の右眼Ｅ_Ｒには、複数の右眼用ストライプ画像Ｒからなる右眼用画像がレンチキュラーレンズ１３Ａを通して視認される。左眼Ｅ_Ｌにより視認された左眼用画像と右眼Ｅ_Ｒにより視認された右眼用画像が観察者の頭の中で合成されて第１の表示モードに基づく立体画像が認識される。

（２）第２の表示モード
制御部７は、ディスプレイ駆動部４およびバリア駆動部５を制御して第２の表示モードを実行する。すなわち、ディスプレイ駆動部４は、図８に示すように、制御部７の制御の下に、画像メモリ６に記憶されている画像データを第２の表示モードに基づいて、表示パネル２０の第２の画素２０ｂにＲで示す右眼用ストライプ画像を、第１の画素２０ａにＬで示す左眼用ストライプ画像を、Ｒ，Ｌ，Ｒ，Ｌ・・・のように交互に表示させるとともに、バックライト２１の白色光源２１０を点灯させる。

表示パネル２０が左眼用ストライプ画像Ｌおよび右眼用ストライプ画像Ｒを表示するタイミングに同期して、レンズ駆動部８は、制御部７の制御の下に、左眼用ストライプ画像Ｌおよび右眼用ストライプ画像Ｒに対応してレンチキュラーレンズ１３Ａを移動させる。

これにより、図８（ａ）に示すように、観察者の左眼Ｅ_Ｌには、複数の左眼用ストライプ画像Ｌからなる左眼用画像がレンチキュラーレンズ１３Ａを通して視認され、観察者の右眼Ｅ_Ｒには、複数の右眼用ストライプ画像Ｒからなる右眼用画像がレンチキュラーレンズ１３Ａを通して視認される。左眼Ｅ_Ｌにより視認された左眼用画像と右眼Ｅ_Ｒにより視認された右眼用画像が観察者の頭の中で合成されて第２の画像データ基づく立体画像が認識される。

この第４の実施の形態によれば、左眼用画像および右眼用画像を表示する画素が従来のように固定のものと比較して増加するので、解像度の高い立体画像を表示することができる。

［第５の実施の形態］
図９は、本発明の第５の実施の形態に係る立体画像表示装置の要部斜視図である。この第５の実施の形態は、第１の実施の形態とは、視差バリア３の開口部３１の形状および位置が異なるものであり、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。

この表示パネル２０は、図９（ａ）に示すように、四角形の開口部３１が千鳥状に形成されるように状の垂直方向および水平方向に交互に第１および第２の画素２０ａ，２０ｂが形成されている。

バリア駆動部５は、四角形の開口部３１が千鳥状に形成されるように視差バリア３にバリア駆動信号を送信して視差バリア３の各画素を駆動するものである。

（第５の実施の形態の動作）
次に、第５の実施の形態の動作を説明する。第１の表示モードでは、図９（ａ）に示すように、表示パネル２０の第１の画素２０ａにＬで示す左眼用矩形画像が表示され、第２の画素２０ｂにＲで示す右眼用矩形画像が表示される。視差バリア３は、表示パネル２０に表示される左眼用矩形画像Ｌおよび右眼用矩形画像Ｒに対応して第１の領域３ａに開口部が形成される。

これにより、観察者の左眼Ｅ_Ｌには、複数の左眼用矩形画像Ｌからなる左眼用画像が視差バリア３の第１の領域（開口部）３ａを通して視認され、観察者の右眼Ｅ_Ｒには、複数の右眼用矩形画像Ｒからなる右眼用画像が視差バリア３の第１の領域（開口部）３ａを通して視認される。左眼Ｅ_Ｌにより視認された左眼用画像と右眼Ｅ_Ｒにより視認された右眼用画像が観察者の頭の中で合成されて第１の画像データに基づく立体画像が認識される。

第２の表示モードでは、図９（ｂ）に示すように、表示パネル２０の第１の画素２０ａにＲで示す右眼用矩形画像が表示され、第２の画素２０ｂにＬで示す左眼用矩形画像が表示される。視差バリア３は、表示パネル２０に表示される左眼用矩形画像Ｌおよび右眼用矩形画像Ｒに対応して第２の領域３ｂに開口部が形成される。

これにより、観察者の左眼Ｅ_Ｌには、複数の左眼用矩形画像Ｌからなる左眼用画像が視認され、観察者の右眼Ｅ_Ｒには、複数の右眼用矩形画像Ｒからなる右眼用画像が視認される。観察者には、第２の画像データに基づく立体画像が認識される。

この第５の実施の形態によれば、左眼用画像および右眼用画像を表示する画素が従来のように固定のものと比較して増加するので、第１の実施の形態と同様に、解像度の高い立体画像を表示することができる。

［第６の実施の形態］
図１０は、本発明の第６の実施の形態に係る立体画像表示装置の要部斜視図である。この第６の実施の形態は、第５の実施の形態とは、視差バリア３をレンチキュラーレンズに代えたものであり、他は第５の実施の形態と同様に構成されている。レンチキュラーレンズ１３Ｂは、千鳥状にシリンドリカルレンズ１３１が配列されたものである。レンチキュラーレンズ１３Ｂは、第４の実施の形態と同様に、表示モードに応じてレンズ駆動部８によってシリンドリカルレンズ１３１の半ピッチ分移動されるようになっている。

（第６の実施の形態の動作）
次に、第６の実施の形態の動作を説明する。第１の表示モードでは、図１０（ａ）に示すように、表示パネル２０の第１の画素２０ａにＬで示す左眼用矩形画像が千鳥状に表示され、第２の画素２０ｂにＲで示す右眼用矩形画像が千鳥状に表示される。レンチキュラーレンズ１３Ｂは、表示パネル２０に表示される左眼用矩形画像Ｌおよび右眼用矩形画像Ｒに対応する位置に移動される。

これにより、観察者の左眼Ｅ_Ｌには、複数の左眼用矩形画像Ｌからなる左眼用画像がレンチキュラーレンズ１３Ｂを通して視認され、観察者の右眼Ｅ_Ｒには、複数の右眼用矩形画像Ｒからなる右眼用画像がレンチキュラーレンズ１３Ｂを通して視認される。左眼Ｅ_Ｌにより視認された左眼用画像と右眼Ｅ_Ｒにより視認された右眼用画像が観察者の頭の中で合成されて第１の画像データに基づく立体画像が認識される。

第２の表示モードでは、図１０（ｂ）に示すように、表示パネル２０の第１の画素２０ａにＲで示す右眼用矩形画像が千鳥状に表示され、第２の画素２０ｂにＬで示す左眼用矩形画像が千鳥状に表示される。レンチキュラーレンズ１３Ｂは、表示パネル２０に表示される左眼用矩形画像Ｌおよび右眼用矩形画像Ｒに対応する位置に移動される。

これにより、観察者の左眼Ｅ_Ｌには、複数の左眼用矩形画像Ｌからなる左眼用画像がレンチキュラーレンズ１３Ｂを通して視認され、観察者の右眼Ｅ_Ｒには、複数の右眼用矩形画像Ｒからなる右眼用画像がレンチキュラーレンズ１３Ｂを通して視認される。左眼Ｅ_Ｌにより視認された左眼用画像と右眼Ｅ_Ｒにより視認された右眼用画像が観察者の頭の中で合成されて第２の画像データに基づく立体画像が認識される。

この第６の実施の形態によれば、左眼用画像および右眼用画像を表示する画素が従来のように固定のものと比較して増加するので、第５の実施の形態と同様に、解像度の高い立体画像を表示することができる。

［第７の実施の形態］
図１１は、本発明の第７の実施の形態に係る立体画像表示装置を示し、（ａ）は構成図、（ｂ）は要部斜視図である。この第７の実施の形態は、第１の実施の形態において、表示パネル２０の裏側にもストラプ状の開口部が形成される視差バリア３Ｂを配置したものであり、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。

第１の表示モードでは、図１１（ｂ）に示すように、第１の画像データに基づく立体画像を表示パネル２０の前側に位置する視差バリア３Ａを用いて観察者に認識させ、第２の表示モードでは、図１２に示すように、第２の画像データに基づく立体画像を表示パネル２０の後側に位置する視差バリア３Ｂを用いて観察者に認識させる。

この第７の実施の形態によれば、左眼用画像および右眼用画像を表示する画素が従来のように固定のものと比較して増加するので、解像度の高い立体画像を表示することができる。

［第８の実施の形態］
図１３は、本発明の第８の実施の形態に係る立体画像表示装置の要部斜視図である。この第８の実施の形態は、第７の実施の形態において、ストライプ状の開口部が形成される視差バリアの代わりに、図９に示すように、四角形の開口部が千鳥状に形成される視差バリア３を用いたものであり、他は第７の実施の形態と同様に構成されている。

第１の表示モードでは、図１３（ａ）に示すように、第１の画像データに基づく立体画像を表示パネル２０の前側に位置する視差バリア３Ａを用いて観察者に認識させ、第２の表示モードでは、図１３（ｂ）に示すように、第２の画像データに基づく立体画像を表示パネル２０の後側に位置する視差バリア３Ｂを用いて観察者に認識させる。

この第８の実施の形態によれば、左眼用画像および右眼用画像を表示する画素が従来のように固定のものと比較して増加するので、解像度の高い立体画像を表示することができる。

[他の実施の形態]
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、その発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々と変形実施が可能である。また、上記各実施の形態の構成要素を発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に組み合わせることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る立体画像表示装置を示し、（ａ）は構成図、（ｂ）は要部斜視図である。 第１の実施の形態に係る立体画像表示装置の１フレームの後半の動作状態を示し、（ａ）は構成図、（ｂ）は要部斜視図である。 第１の実施の形態に係る立体画像表示装置の動作を示すタイミングチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る立体画像表示装置を示し、（ａ）は構成図、（ｂ）は要部斜視図である。 第２の実施の形態に係る立体画像表示装置の動作を示すタイミングチャートである。 本発明の第３の実施の形態に係る立体画像表示装置の動作を示すタイミングチャートである。 本発明の第４の実施の形態に係る立体画像表示装置を示し、（ａ）は構成図、（ｂ）は要部斜視図である。 第４の実施の形態に係る立体画像表示装置の１フレームの後半の動作状態を示し、（ａ）は構成図、（ｂ）は要部斜視図である。 本発明の第５の実施の形態に係る立体画像表示装置の要部斜視図である。 本発明の第６の実施の形態に係る立体画像表示装置の要部斜視図である。 本発明の第７の実施の形態に係る立体画像表示装置を示し、（ａ）は構成図、（ｂ）は要部斜視図である。 第７の実施の形態に係る立体画像表示装置の１フレームの後半の動作状態を示す要部斜視図である。 本発明の第８の実施の形態に係る立体画像表示装置の要部斜視図である。 従来の立体画像表示装置を示し、（ａ）は構成図、（ｂ）は要部斜視図である。

符号の説明

１ 立体画像表示装置
２ ディスプレイ
３，３Ａ，３Ｂ 視差バリア
３ａ 第１の領域
３ｂ 第２の領域
４ ディスプレイ駆動部
５ バリア駆動部
６ 画像メモリ
７ 制御部
８ レンズ駆動部
１３Ａ，１３Ｂ レンチキュラーレンズ
２０ 表示パネル
２０ａ 第１の画素
２０ｂ 第２の画素
２１ バックライト
１００ ディスプレイ
１００ａ 表示画面
１１０ 空間光変調素子
１１１ 開口部
１１２ 遮光部
１３０，１３１ シリンドリカルレンズ
２１０ 白色光源
２１０Ｒ 赤色光源
２１０Ｇ 緑色光源
２１０Ｂ 青色光源
２１１ 導光板
Ｅ_Ｌ 左眼
Ｅ_Ｒ 右眼

Claims (14)

1. 左眼用画像を第１の画素に表示し、右眼用画像を第２の画素に表示する第１の表示モードと、前記左眼用画像を前記第１の画素とは異なる画素に表示し、前記右眼用画像を前記第２の画素とは異なる画素に表示する第２の表示モードとを有する表示手段と、
   前記第１および第２の表示モードに応じて、前記表示手段により表示された前記左眼用画像および前記右眼用画像を空間的に分割し、前記左眼用画像を観察者の左眼に導き、前記右眼用画像を前記観察者の右眼に導いて前記観察者に立体画像を視認させる分割手段とを備えたことを特徴とする立体画像表示装置。
2. 前記第１および第２の表示モードは、前記左眼用画像および前記右眼用画像を表示する期間と、黒画像を表示する期間とを含むことを特徴とする請求項１に記載の立体画像表示装置。
3. 前記表示手段は、Ｒ，Ｇ，Ｂの３原色の前記左眼用画像および前記右眼用画像をフィールドシーケンシャルにより表示することを特徴とする請求項２に記載の立体画像表示装置。
4. 前記第１の画素とは異なる画素は、前記第２の画素であり、
   前記第２の画素とは異なる画素は、前記第１の画素であることを特徴とする請求項１に記載の立体画像表示装置。
5. 前記分割手段は、前記表示手段の前側あるいは後側に配置された光透過型の液晶表示素子と、前記左眼用画像および前記右眼用画像の表示位置に対応して前記液晶表示素子の光透過パターンを制御する液晶駆動部とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の立体画像表示装置。
6. 前記液晶表示素子の前記光透過パターンは、水平方向に配置されたストライプ状の複数の開口部からなることを特徴とする請求項５に記載の立体画像表示装置。
7. 前記液晶表示素子の前記光透過パターンは、千鳥状に配置された矩形状の複数の開口部からなることを特徴とする請求項５に記載の立体画像表示装置。
8. 前記分割手段は、前記表示手段の前側あるいは後側に配置されたレンズアレイと、前記左眼用画像および前記右眼用画像の表示位置に対応して前記レンズアレイを移動させる移動手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の立体画像表示装置。
9. 前記レンズアレイは、水平方向に指向性を有する複数のレンズからなることを特徴とする請求項８に記載の立体画像表示装置。
10. 前記レンズアレイは、水平方向および垂直方向に指向性を有する複数のレンズからなることを特徴とする請求項８に記載の立体画像表示装置。
11. 前記レンズアレイは、マトリックス状に配列された複数のレンズからなることを特徴とする請求項８に記載の立体画像表示装置。
12. 前記レンズアレイは、千鳥状に配列された複数のレンズからなることを特徴とする請求項８に記載の立体画像表示装置。
13. 前記分割手段は、前記表示手段の前側に配置された光透過型の第１の液晶表示素子と、前記表示手段の後側に配置された光透過型の第２の液晶表示素子と、前記第１の表示モードのとき、前記左眼用画像および前記右眼用画像の表示位置に対応して前記第１および第２の液晶表示素子の一方の液晶表示素子の光透過パターンを制御し、他方の液晶表示素子の全領域を光透過領域とし、前記第２の表示モードのとき、前記左眼用画像および前記右眼用画像の表示位置に対応して前記他方の液晶表示素子の光透過パターンを制御し、前記一方の液晶表示素子の全領域を光透過領域とする液晶駆動部とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の立体画像表示装置。
14. 前記表示手段は、ＴＮ液晶表示素子を用いて構成されたことを特徴とする請求項１に記載の立体画像表示装置。