JP2013195536A - Display device, electronic apparatus and control circuit - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To optimize focal length of a lens in a lenticular lens-based display device.SOLUTION: Provided is an electronic apparatus having a display device 100 including: a lens part with a lens which has variable focal length and spatially separates light corresponding to a pixel disposed on a display surface; and a lens control part 132 which controls the lens part on the basis of information indicating the position of an observer and changes the focal length of the lens.

Description

本開示は、表示装置、電子機器および制御回路に関する。   The present disclosure relates to a display device, an electronic device, and a control circuit.

レンチキュラレンズを用いて光を空間的に分離し、表示される画像を複数の視点画像に分割して観察者に呈示する技術が知られている。かかる技術は、例えば、観察者の左右の眼に視差を与えた画像を呈示する立体表示装置や、観察方向によって異なる画像を表示する指向性表示装置などに利用されている。   A technique is known in which light is spatially separated using a lenticular lens, and a displayed image is divided into a plurality of viewpoint images and presented to an observer. Such a technique is used in, for example, a stereoscopic display device that presents an image in which parallax is given to the left and right eyes of an observer, a directional display device that displays an image that varies depending on the observation direction, and the like.

こうした表示装置において、液晶などを用いてレンチキュラレンズを電子的に構成する技術も知られている。こうした技術は、例えば特許文献１などに記載されている。このようにすることで、例えば、レンチキュラレンズのピッチや方向などを自由に調整することができるという利点がある。   In such a display device, a technique for electronically configuring a lenticular lens using liquid crystal or the like is also known. Such a technique is described in Patent Document 1, for example. By doing in this way, there exists an advantage that the pitch, direction, etc. of a lenticular lens can be adjusted freely, for example.

特開２０１１−１６４５２７号公報JP2011-164527A

レンチキュラレンズでは、複数のシリンドリカルレンズが配列されている。これらのレンズが、画像を表示する各画素に対応する光を左右方向に屈折させることによって、複数の視点画像が観察される。   In the lenticular lens, a plurality of cylindrical lenses are arranged. A plurality of viewpoint images are observed by these lenses refracting light corresponding to each pixel displaying an image in the left-right direction.

しかしながら、例えば視点画像が様々な方向から観察される場合、レンズの焦点が画素に合わず、観察される画像の画質が劣化してしまう場合があった。   However, for example, when the viewpoint image is observed from various directions, the focus of the lens is not aligned with the pixel, and the image quality of the observed image may be deteriorated.

そこで、本開示では、レンチキュラレンズ方式の表示装置において、レンズの焦点距離を最適化することが可能な、新規かつ改良された表示装置、電子機器および制御回路を提案する。   Therefore, the present disclosure proposes a new and improved display device, electronic apparatus, and control circuit that can optimize the focal length of a lens in a lenticular lens type display device.

本開示によれば、焦点距離が可変であるレンズを含み、上記レンズによって表示面に配置される画素に対応する光を空間的に分離させるレンズ部と、観察者の位置を示す情報に基づいて上記レンズ部を制御して上記レンズの焦点距離を変化させるレンズ制御部とを含む表示装置が提供される。   According to the present disclosure, the lens unit includes a lens having a variable focal length, and spatially separates the light corresponding to the pixels arranged on the display surface by the lens, and the information indicating the position of the observer There is provided a display device including a lens control unit that controls the lens unit to change a focal length of the lens.

また、本開示によれば、焦点距離が可変であるレンズを含み、上記レンズによって表示面に配置される画素に対応する光を空間的に分離させるレンズ部と、観察者の位置を示す情報に基づいて上記レンズ部を制御して上記レンズの焦点距離を変化させるレンズ制御部とを含む表示装置を有する電子機器が提供される。   Further, according to the present disclosure, the information including the lens that includes a lens having a variable focal length and spatially separates the light corresponding to the pixels arranged on the display surface by the lens and the position of the observer. There is provided an electronic apparatus having a display device including a lens control unit that controls a lens unit based on the lens unit to change a focal length of the lens.

また、本開示によれば、焦点距離が可変であるレンズを含み、上記レンズによって表示面に配置される画素に対応する光を空間的に分離させるレンズ部を制御するレンズ制御部を含み、上記レンズ制御部は、観察者の位置を示す情報に基づいて上記レンズの焦点距離を変化させる制御回路が提供される。   Further, according to the present disclosure, including a lens having a variable focal length, including a lens control unit that controls a lens unit that spatially separates light corresponding to pixels arranged on a display surface by the lens, The lens control unit is provided with a control circuit that changes the focal length of the lens based on information indicating the position of the observer.

例えば液晶レンズや液体レンズのように、焦点距離が可変であるレンズが存在する。かかるレンズによってレンチキュラレンズなどのレンズ部が実現される場合に、観察者の位置を示す情報に基づいてレンズ部を構成する各レンズの焦点距離を制御すれば、観察者の位置が変わっても、観察される各画素に焦点が合った状態を維持することが可能である。   For example, there is a lens whose focal length is variable, such as a liquid crystal lens or a liquid lens. When a lens unit such as a lenticular lens is realized by such a lens, if the focal length of each lens constituting the lens unit is controlled based on information indicating the position of the observer, even if the position of the observer changes, It is possible to maintain a state where each observed pixel is in focus.

以上説明したように本開示によれば、レンチキュラレンズ方式の表示装置において、レンズの焦点距離を最適化することができる。   As described above, according to the present disclosure, the focal length of a lens can be optimized in a lenticular lens type display device.

本開示の第１の実施形態に係る表示装置の構成を概略的に示す図である。1 is a diagram schematically illustrating a configuration of a display device according to a first embodiment of the present disclosure. 本開示の第１の実施形態に係る表示装置のＬＣＤおよび液晶レンズの構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating configurations of an LCD and a liquid crystal lens of the display device according to the first embodiment of the present disclosure. 表示装置が正面から観察される場合のレンチキュラレンズの焦点距離を示す図である。It is a figure which shows the focal distance of a lenticular lens when a display apparatus is observed from the front. 表示装置が斜めから観察される場合のレンチキュラレンズの焦点距離を示す図である。It is a figure which shows the focal distance of a lenticular lens when a display apparatus is observed from diagonally. 本開示の第１の実施形態における焦点距離変化の概要について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the outline | summary of the focal distance change in 1st Embodiment of this indication. 本開示の第１の実施形態において液晶レンズの焦点距離を変化させる構成について説明するための図である。6 is a diagram for describing a configuration for changing a focal length of a liquid crystal lens in the first embodiment of the present disclosure. FIG. 本開示の第１の実施形態における液晶レンズの電極配置の例を示す図である。It is a figure showing an example of electrode arrangement of a liquid crystal lens in a 1st embodiment of this indication. 図７に示す液晶レンズの奥行き方向の強度プロファイルを示す図である。It is a figure which shows the intensity profile of the depth direction of the liquid-crystal lens shown in FIG. 図７に示す液晶レンズのレンズ幅方向での強度プロファイルを示す図である。It is a figure which shows the intensity | strength profile in the lens width direction of the liquid crystal lens shown in FIG. 図７に示す液晶レンズの位相差のシミュレーション結果を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result of the phase difference of the liquid crystal lens shown in FIG. 図７に示す液晶レンズの位相差のシミュレーション結果を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result of the phase difference of the liquid crystal lens shown in FIG. 本開示の第１の実施形態の変形例について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the modification of 1st Embodiment of this indication. 本開示の第２の実施形態において液体レンズの焦点距離を変化させる構成について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure which changes the focal distance of a liquid lens in 2nd Embodiment of this indication. 本開示の実施形態に係る表示装置を有する電子機器の外観を示す図である。It is a figure which shows the external appearance of the electronic device which has a display apparatus which concerns on embodiment of this indication. 本開示の実施形態に係る表示装置を有する電子機器の外観を示す図である。It is a figure which shows the external appearance of the electronic device which has a display apparatus which concerns on embodiment of this indication. 本開示の実施形態に係る表示装置を有する電子機器の外観を示す図である。It is a figure which shows the external appearance of the electronic device which has a display apparatus which concerns on embodiment of this indication.

以下に添付図面を参照しながら、本開示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。   Hereinafter, preferred embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification and drawings, components having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．第１の実施形態
１−１．表示装置の概略構成
１−２．レンチキュラレンズの焦点距離について
１−３．焦点距離を可変にする構成
１−４．液晶レンズの構成例
１−５．変形例
１−６．実施形態のまとめ
２．第２の実施形態
３．電子機器に係る実施形態
４．補足 The description will be made in the following order.
1. 1. First embodiment 1-1. Schematic configuration of display device 1-2. Focal length of lenticular lens 1-3. Configuration in which focal length is variable 1-4. Configuration example of liquid crystal lens 1-5. Modification 1-6. Summary of Embodiments 2. Second embodiment 3. 3. Embodiment related to electronic device Supplement

（１．第１の実施形態）
（１−１．表示装置の概略構成）
まず、図１および図２を参照して、本開示の第１の実施形態に係る表示装置の概略的な構成について説明する。図１は、本開示の第１の実施形態に係る表示装置の構成を概略的に示す図である。図２は、本開示の第１の実施形態に係る表示装置のＬＣＤおよび液晶レンズの構成を示す図である。 (1. First embodiment)
(1-1. Schematic configuration of display device)
First, a schematic configuration of a display device according to the first embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of a display device according to the first embodiment of the present disclosure. FIG. 2 is a diagram illustrating configurations of the LCD and the liquid crystal lens of the display device according to the first embodiment of the present disclosure.

図１を参照すると、表示装置１００は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）１１０と、液晶レンズ部１２０と、制御回路１３０と、画像取得部１４０とを含む。表示装置１００は、ＬＣＤ１１０に表示される画像の光を液晶レンズ部１２０によって空間的に分離することによって、視差を有する視点画像を観察者の左右の眼に呈示する立体表示装置である。なお、表示装置１００の構成は、例えば、位置が異なる複数の観察者にそれぞれ異なる視点画像を呈示する指向性表示装置にも容易に応用することが可能である。つまり、以下で説明する立体表示装置に係る実施形態と同様にして、指向性表示装置に係る実施形態も実現することが可能である。   Referring to FIG. 1, the display device 100 includes an LCD (Liquid Crystal Display) 110, a liquid crystal lens unit 120, a control circuit 130, and an image acquisition unit 140. The display device 100 is a stereoscopic display device that presents a viewpoint image having parallax to the left and right eyes of an observer by spatially separating light of an image displayed on the LCD 110 by the liquid crystal lens unit 120. The configuration of the display device 100 can be easily applied to, for example, a directional display device that presents different viewpoint images to a plurality of observers with different positions. That is, the embodiment related to the directional display device can be realized in the same manner as the embodiment related to the stereoscopic display device described below.

図２をあわせて参照すると、ＬＣＤ１１０は、偏光板１１１，１１５と、端子基板１１２と、液晶層１１３と、カラーフィルタ基板１１４とを含む。ＬＣＤ１１０は、表示面に配置される画素によって画像を表示する。端子基板１１２上には、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）と透明な画素電極とが配置され、カラーフィルタ基板１１４側に形成された透明な共通電極との間で液晶層１１３に電圧を印加する。これによって、カラーフィルタ基板１１４に形成されたカラーフィルタの各色に対応する領域ごとにバックライト（図示せず）からの光の透過が制御され、各画素の色が表現される。なお、ＬＣＤ１１０と液晶レンズ部１２０とは、接着剤（図示せず）を用いて貼り合わされる。   Referring also to FIG. 2, the LCD 110 includes polarizing plates 111 and 115, a terminal substrate 112, a liquid crystal layer 113, and a color filter substrate 114. The LCD 110 displays an image with pixels arranged on the display surface. A TFT (Thin Film Transistor) and a transparent pixel electrode are disposed on the terminal substrate 112, and a voltage is applied to the liquid crystal layer 113 between the transparent common electrode formed on the color filter substrate 114 side. Accordingly, the transmission of light from a backlight (not shown) is controlled for each region corresponding to each color of the color filter formed on the color filter substrate 114, and the color of each pixel is expressed. The LCD 110 and the liquid crystal lens unit 120 are bonded together using an adhesive (not shown).

液晶レンズ部１２０は、端子基板１２１と、液晶層１２２と、対向基板１２３とを含む。液晶レンズ部１２０は、画素に対応する光を空間的に分離させるレンズ部の一例である。端子基板１２１上に配置された透明電極は、対向基板１２３側に配置された透明電極との間で液晶層１２２に電圧を印加して、液晶層１２２の光の屈折率を領域ごとに変化させる。これによって、液晶層１２２には、シリンドリカルレンズが配列されたレンチキュラレンズと同様のレンズ効果が等価的に発生する。図２では、等価的に実現されるシリンドリカルレンズ１２２Ｌが図示されている。各シリンドリカルレンズ１２２Ｌよって、ＬＣＤ１１０の各画素に対応する光が空間的に分離され、表示される画像が立体画像の表示のための２つの視点画像に分割される。   The liquid crystal lens unit 120 includes a terminal substrate 121, a liquid crystal layer 122, and a counter substrate 123. The liquid crystal lens unit 120 is an example of a lens unit that spatially separates light corresponding to pixels. The transparent electrode arranged on the terminal substrate 121 applies a voltage to the liquid crystal layer 122 between the transparent electrode arranged on the counter substrate 123 side and changes the refractive index of light of the liquid crystal layer 122 for each region. . As a result, the liquid crystal layer 122 equivalently generates the same lens effect as the lenticular lens in which cylindrical lenses are arranged. FIG. 2 shows a cylindrical lens 122L that is equivalently realized. The light corresponding to each pixel of the LCD 110 is spatially separated by each cylindrical lens 122L, and the displayed image is divided into two viewpoint images for displaying a stereoscopic image.

制御回路１３０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、およびＲＯＭ（Read Only Memory）、あるいはＤＳＰ（Digital Signal Processor）などによってソフトウェア的に、またはハードウェア的に実現され、表示装置１００の各部を制御する。制御回路１３０は、図示しないストレージ装置、またはリムーバブル記録媒体に格納されたプログラムに従って動作してもよい。本実施形態において、制御回路１３０は、表示制御部１３１およびレンズ制御部１３２を含む機能を実現する。   The control circuit 130 is realized by software or hardware by, for example, a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), or a DSP (Digital Signal Processor), and is displayed. Each part of the apparatus 100 is controlled. The control circuit 130 may operate according to a program stored in a storage device (not shown) or a removable recording medium. In the present embodiment, the control circuit 130 realizes a function including the display control unit 131 and the lens control unit 132.

表示制御部１３１は、ＬＣＤ１１０の表示を制御する。表示制御部１３１は、例えば、ストレージ装置もしくはリムーバブル記録媒体に格納された画像データ、放送波によって受信された画像データ、またはネットワークを介したストリーミングによって配信された画像データなどに基づいて、ＬＣＤ１１０に画像を表示させる。本実施形態において、表示制御部１３１は、液晶レンズ部１２０による各画素の光の空間的な分離に対応して各視点画像が交互に配列された画像をＬＣＤ１１０に表示させる。   The display control unit 131 controls display on the LCD 110. The display control unit 131 displays an image on the LCD 110 based on, for example, image data stored in a storage device or a removable recording medium, image data received by broadcast waves, or image data distributed by streaming via a network. Is displayed. In the present embodiment, the display control unit 131 causes the LCD 110 to display an image in which the viewpoint images are alternately arranged corresponding to the spatial separation of the light of each pixel by the liquid crystal lens unit 120.

レンズ制御部１３２は、液晶レンズ部１２０を制御する。上記のように、液晶レンズ部１２０は、液晶層１２２に電圧を印加して光の屈折率を領域ごとに変化させる。レンズ制御部１３２は、例えば、この印加電圧を制御して、液晶レンズ部１２０によって等価的に実現されるレンチキュラレンズの焦点距離を調整する。なお、レンズ制御部１３２によるレンチキュラレンズの焦点距離の調整の例については後述する。   The lens control unit 132 controls the liquid crystal lens unit 120. As described above, the liquid crystal lens unit 120 applies a voltage to the liquid crystal layer 122 to change the refractive index of light for each region. For example, the lens control unit 132 controls the applied voltage to adjust the focal length of the lenticular lens that is equivalently realized by the liquid crystal lens unit 120. An example of adjustment of the focal length of the lenticular lens by the lens control unit 132 will be described later.

画像取得部１４０は、表示装置１００の観察位置の情報を取得する観察位置情報取得部の一例である。本実施形態において、画像取得部１４０は、表示装置１００の観察者の画像を取得する撮像装置に接続されるインターフェースである。制御回路１３０は、画像取得部１４０によって取得された画像について画像処理を実行し、観察者の位置（例えば表示装置１００の周辺の空間に設定された座標などによって表される）を特定する機能をさらに有してもよい。   The image acquisition unit 140 is an example of an observation position information acquisition unit that acquires information on the observation position of the display device 100. In the present embodiment, the image acquisition unit 140 is an interface connected to an imaging device that acquires an image of an observer of the display device 100. The control circuit 130 has a function of executing image processing on the image acquired by the image acquisition unit 140 and specifying the position of the observer (for example, expressed by coordinates set in the space around the display device 100). Furthermore, you may have.

また、他の実施形態において、観察位置情報取得部は、必ずしも画像取得部でなくてもよい。例えば、観察位置情報取得部は、赤外線などを用いて観察者の位置を検出するセンサであってもよい。また、例えば表示装置１００がモバイル機器に搭載されるような場合、モバイル機器の筐体の傾きを検知する３次元加速度センサなどが観察位置情報取得部として用いられてもよい（例えば、筐体が傾いていれば、観察者が表示装置１００を斜めに観察する位置にいると判定する）。   In another embodiment, the observation position information acquisition unit is not necessarily an image acquisition unit. For example, the observation position information acquisition unit may be a sensor that detects the position of the observer using infrared rays or the like. For example, when the display device 100 is mounted on a mobile device, a three-dimensional acceleration sensor that detects the inclination of the housing of the mobile device may be used as the observation position information acquisition unit (for example, the housing is If it is tilted, it is determined that the observer is in a position to observe the display device 100 obliquely).

あるいは、観察位置情報取得部は、観察者などの操作入力に基づいて、観察者の位置を認識してもよい。この場合、例えば、表示装置１００を有する機器の操作コマンドとして、「左側から見る」、「正面から見る」、「右側から見る」といったような観察方向の選択が提供されてもよい。   Alternatively, the observation position information acquisition unit may recognize the position of the observer based on an operation input from the observer or the like. In this case, for example, selection of an observation direction such as “view from the left”, “view from the front”, and “view from the right” may be provided as an operation command of the device having the display device 100.

本実施形態において、レンズ制御部１３２は、画像取得部１４０によって取得される画像の観察位置の情報に基づいて液晶レンズ部１２０を制御し、液晶レンズ部１２０において等価的に実現されるレンチキュラレンズの焦点距離を変化させる。例えば、レンズ制御部１３２は、ＲＯＭやストレージ装置などに格納された、観察者の座標情報とレンチキュラレンズの焦点距離とを関連付けるテーブルを参照して、焦点距離を決定してもよい。このとき、レンズ制御部１３２は、レンチキュラレンズに含まれる各シリンドリカルレンズの焦点距離を一様に変化させてもよいし、後述するようにそれぞれのシリンドリカルレンズで異なる焦点距離を設定してもよい。   In the present embodiment, the lens control unit 132 controls the liquid crystal lens unit 120 based on information on the observation position of the image acquired by the image acquisition unit 140, and the lenticular lens equivalently realized in the liquid crystal lens unit 120. Change the focal length. For example, the lens control unit 132 may determine the focal length with reference to a table stored in a ROM, a storage device, or the like that associates the coordinate information of the observer with the focal length of the lenticular lens. At this time, the lens control unit 132 may change the focal length of each cylindrical lens included in the lenticular lens uniformly, or may set a different focal length for each cylindrical lens as described later.

（１−２．レンチキュラレンズの焦点距離について）
次に、引き続き図２と、図３および図４とを参照して、レンチキュラレンズの焦点距離について説明する。図３は、表示装置が正面から観察される場合のレンチキュラレンズの焦点距離を示す図である。図４は、表示装置が斜めから観察される場合のレンチキュラレンズの焦点距離を示す図である。 (1-2. Focal length of lenticular lens)
Next, the focal length of the lenticular lens will be described with reference to FIG. 2, FIG. 3, and FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating the focal length of the lenticular lens when the display device is observed from the front. FIG. 4 is a diagram illustrating the focal length of the lenticular lens when the display device is observed obliquely.

図２を参照すると、表示装置１００を観察する場合の視線の角度がθ１である場合に、対向基板１２３に入射して屈折した後の視線の角度をθ２とすると、シリンドリカルレンズ１２２Ｌを介して観察される画素は、シリンドリカルレンズ１２２Ｌの正面にある画素からΔｘ＝ｄ０・ｔａｎθ２だけずれた画素である（ｄ０は、シリンドリカルレンズ１２２Ｌの主点から表示面までの最短距離）。従って、この場合の最適焦点距離ｄは、ｄ０・ｃｏｓ−１（θ２）になる。 Referring to FIG. 2, when the viewing angle when observing the display device 100 is θ1, assuming that the viewing angle after being refracted by being incident on the counter substrate 123 is θ2, the observation is made through the cylindrical lens 122L. The pixels to be processed are pixels that are shifted by Δx = d 0 · tan θ 2 from the pixels in front of the cylindrical lens 122L (d 0 is the shortest distance from the principal point of the cylindrical lens 122L to the display surface). Accordingly, the optimum focal length d in this case is d 0 · cos −1 (θ2).

例えば、ある条件において、ｄ０＝７１０μｍとした場合、角度θ１＝６０°の場合の最適焦点距離ｄは８７０μｍになる。このように、表示装置１００を正面から観察する場合と、斜めから観察する場合とでは、最適焦点距離ｄには大きな差が生じる。 For example, when d 0 = 710 μm under certain conditions, the optimum focal length d when the angle θ1 = 60 ° is 870 μm. Thus, there is a large difference in the optimum focal length d between the case where the display device 100 is observed from the front and the case where the display device 100 is observed from an oblique direction.

上記のような現象は、例えばｄ０の値のオーダーが異なる場合でも同様である。例えば、ｄ０＝７１００μｍとした場合、角度θ１＝６０°の場合の最適焦点距離は８７００μｍになる。 The above phenomenon is the same even when the order of the value of d 0 is different, for example. For example, when d 0 = 7100 μm, the optimum focal length when the angle θ1 = 60 ° is 8700 μm.

図３および図４は、上述したような最適焦点距離の変化を、より広い範囲について説明した図である。   3 and 4 are diagrams for explaining the change in the optimum focal length as described above over a wider range.

まず、図３に示す状態では、観察者が表示装置の正面付近に位置している。図示された例では、３つのシリンドリカルレンズ１２２Ｌ１〜１２２Ｌ３のそれぞれを介して、観察者の左眼ｅＬおよび右眼ｅＲに観察される光が示されている。例えば、シリンドリカルレンズ１２２Ｌ１を介して左眼ｅＬに観察される光について、シリンドリカルレンズ１２２Ｌ１から観察される画素までの距離、すなわち最適焦点距離はｄ１である。また、シリンドリカルレンズ１２２Ｌ１を介して右眼ｅＲに観察される光について、最適焦点距離はｄ２である。   First, in the state shown in FIG. 3, the observer is located near the front of the display device. In the illustrated example, light that is observed by the observer's left eye eL and right eye eR via each of the three cylindrical lenses 122L1 to 122L3 is shown. For example, for the light observed by the left eye eL through the cylindrical lens 122L1, the distance from the cylindrical lens 122L1 to the observed pixel, that is, the optimum focal length is d1. The optimum focal length is d2 for the light observed by the right eye eR via the cylindrical lens 122L1.

従って、この場合、例えば、シリンドリカルレンズ１２２Ｌ１の焦点距離を距離ｄ１と距離ｄ２との平均値に設定してもよい。同様にして、シリンドリカルレンズ１２２Ｌ２の焦点距離は、例えば左眼向けの最適焦点距離ｄ３と右眼向けの最適焦点距離ｄ４との平均値に設定されうる。また、シリンドリカルレンズ１２２Ｌ３の焦点距離は、例えば左眼向けの最適焦点距離ｄ５と右眼向けの最適焦点距離ｄ６との平均値に設定されうる。これによって、図示された状態では、左眼ｅＬおよび右眼ｅＲのそれぞれについて、シリンドリカルレンズ１２２Ｌの焦点距離が最適焦点距離に近くなり、良好な画質の立体画像が提供されうる。   Therefore, in this case, for example, the focal length of the cylindrical lens 122L1 may be set to an average value of the distance d1 and the distance d2. Similarly, the focal length of the cylindrical lens 122L2 can be set to an average value of, for example, the optimum focal length d3 for the left eye and the optimum focal length d4 for the right eye. Further, the focal length of the cylindrical lens 122L3 can be set to an average value of, for example, the optimum focal length d5 for the left eye and the optimum focal length d6 for the right eye. Thus, in the illustrated state, the focal length of the cylindrical lens 122L becomes close to the optimum focal length for each of the left eye eL and the right eye eR, and a stereoscopic image with good image quality can be provided.

一方、図４に示す状態では、観察者が表示装置の正面付近から図中の右向きに移動している。これによって、シリンドリカルレンズ１２２Ｌ１〜１２２Ｌ３のそれぞれについて、レンズを介して観察される画素が変化し、従って最適焦点距離も変化する。例えば、シリンドリカルレンズ１２２Ｌ１を介して左眼ｅＬに観察される光の最適焦点距離は、図３の例のｄ１よりも長いｄ１’になる。また、シリンドリカルレンズ１２２Ｌ１を介して右眼に観察される光について、最適焦点距離はｄ２よりも長いｄ’２になる。   On the other hand, in the state shown in FIG. 4, the observer is moving rightward in the figure from near the front of the display device. As a result, for each of the cylindrical lenses 122L1 to 122L3, the pixel observed through the lens changes, and thus the optimum focal length also changes. For example, the optimum focal length of light observed by the left eye eL via the cylindrical lens 122L1 is d1 'longer than d1 in the example of FIG. In addition, the optimum focal length of light observed by the right eye via the cylindrical lens 122L1 is d'2 longer than d2.

従って、この場合、シリンドリカルレンズ１２２Ｌ１の焦点距離が距離ｄ１と距離ｄ２との平均値に設定されていると、シリンドリカルレンズ１２２Ｌ１の焦点は、観察される画素が位置する表示面上よりも手前に位置する。つまり、シリンドリカルレンズ１２２Ｌ１を介して観察される画素は、デフォーカスした状態で観察されることになる。これは、シリンドリカルレンズ１２２Ｌ２についても同様である。   Therefore, in this case, when the focal length of the cylindrical lens 122L1 is set to an average value of the distance d1 and the distance d2, the focal point of the cylindrical lens 122L1 is positioned in front of the display surface where the observed pixel is located. To do. That is, the pixel observed through the cylindrical lens 122L1 is observed in a defocused state. The same applies to the cylindrical lens 122L2.

このように、画素がデフォーカスした状態で観察されると、画素ごとに見かけの集光幅が異なることによって、クロストークが発生したり、画像に色がついたりする場合があり、観察される立体画像の画質の劣化につながる可能性がある。   In this way, when the pixel is observed in a defocused state, it may be observed that crosstalk may occur or the image may be colored due to the difference in the apparent light collection width for each pixel. There is a possibility that the image quality of the stereoscopic image is deteriorated.

そこで、本実施形態に係る表示装置１００では、レンズ制御部１３２が、画像取得部１４０を用いて取得される観察者の位置の情報に基づいて液晶レンズ部１２０を制御し、各シリンドリカルレンズ１２２Ｌの焦点距離を変化させる。例えば、レンズ制御部１３２は、画像取得部１４０からの情報に基づいて、観察者の位置が変化したことが検出された場合に、各シリンドリカルレンズ１２２Ｌの焦点距離を変化させてもよい。   Therefore, in the display device 100 according to the present embodiment, the lens control unit 132 controls the liquid crystal lens unit 120 based on the information on the position of the observer acquired using the image acquisition unit 140, and each cylindrical lens 122L is controlled. Change the focal length. For example, the lens control unit 132 may change the focal length of each cylindrical lens 122 </ b> L when it is detected that the position of the observer has changed based on information from the image acquisition unit 140.

（１−３．焦点距離を可変にする構成）
次に、図５および図６を参照して、本実施形態に係る表示装置において、レンチキュラレンズの焦点距離を可変にする構成について説明する。図５は、本開示の第１の実施形態における焦点距離変化の概要について説明するための図である。図６は、本開示の第１の実施形態において液晶レンズの焦点距離を変化させる構成について説明するための図である。 (1-3. Configuration in which focal length is variable)
Next, a configuration in which the focal length of the lenticular lens is made variable in the display device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. 5 is a diagram for describing an overview of a change in focal length in the first embodiment of the present disclosure. FIG. 6 is a diagram for describing a configuration for changing the focal length of the liquid crystal lens in the first embodiment of the present disclosure.

図５では、液晶レンズ部１２０の液晶層１２２によって等価的に実現されるレンチキュラレンズに含まれるシリンドリカルレンズ１２２Ｌを介して、画素１１３ａ〜１１３ｃをそれぞれ観察する場合が示されている。図では、焦点距離が変化しない場合が（ａ）として、焦点距離が変化する場合が（ｂ）として、それぞれ示されている。   FIG. 5 shows a case where the pixels 113a to 113c are observed through the cylindrical lens 122L included in the lenticular lens equivalently realized by the liquid crystal layer 122 of the liquid crystal lens unit 120. In the figure, the case where the focal length does not change is shown as (a), and the case where the focal length changes is shown as (b).

（ａ）の例では、シリンドリカルレンズ１２２Ｌの焦点距離が、画素１１３ｃまでの距離で固定されている。この場合、画素１１３ａ，１１３ｂが観察される場合には、シリンドリカルレンズ１１２Ｌの焦点が表示面上に位置しない。つまり、画素１１３ａ，１１３ｂは、デフォーカスした状態で観察される。この場合、観察される立体画像の画質が劣化する可能性があるのは、上述したとおりである。   In the example of (a), the focal length of the cylindrical lens 122L is fixed at the distance to the pixel 113c. In this case, when the pixels 113a and 113b are observed, the focal point of the cylindrical lens 112L is not positioned on the display surface. That is, the pixels 113a and 113b are observed in a defocused state. In this case, the quality of the observed stereoscopic image may be deteriorated as described above.

そこで、本実施形態に係る表示装置１００では、（ｂ）に示すように、画素１１３ａ〜１１３ｃのそれぞれが観察される場合のそれぞれで、シリンドリカルレンズ１２２Ｌと観察される画素との距離に近づくように、シリンドリカルレンズ１２２Ｌの焦点距離を変化させる。これによって、それぞれの画素が観察される場合に、シリンドリカルレンズ１２２Ｌの焦点を表示面上に位置させる、つまり、シリンドリカルレンズの焦点距離を最適焦点距離に一致させることが可能である。従って、表示装置１００では、観察位置が変化しても、観察される立体画像の画質を良好に維持することができる。   Therefore, in the display device 100 according to the present embodiment, as shown in FIG. 5B, in the case where each of the pixels 113a to 113c is observed, the distance between the cylindrical lens 122L and the observed pixel is approached. The focal length of the cylindrical lens 122L is changed. Thereby, when each pixel is observed, the focal point of the cylindrical lens 122L can be positioned on the display surface, that is, the focal length of the cylindrical lens can be matched with the optimum focal length. Therefore, in the display device 100, even when the observation position changes, the image quality of the observed stereoscopic image can be maintained satisfactorily.

図６は、上記のような焦点距離の変化を可能にする液晶レンズの構成を示す。上述の通り、液晶レンズ部１２０は、液晶層１２２に電圧を印加することによって光の屈折率を領域ごとに変化させることによって、等価的にレンズ効果を発生させる。そこで、本実施形態では、画素１１３ｃが観察される（ａ）場合と、画素１１３ａが観察される（ｂ）場合とで、レンズ制御部１３２が印加電圧を変化させる。   FIG. 6 shows a configuration of a liquid crystal lens that enables the change in focal length as described above. As described above, the liquid crystal lens unit 120 equivalently generates a lens effect by changing the refractive index of light for each region by applying a voltage to the liquid crystal layer 122. Therefore, in the present embodiment, the lens control unit 132 changes the applied voltage when the pixel 113c is observed (a) and when the pixel 113a is observed (b).

より具体的には、（ａ）の場合、レンズ制御部１３２は、印加電圧が全体としてより大きくなるように制御することによって、シリンドリカルレンズ１２２Ｌの焦点距離を短くする。一方、（ｂ）の場合、レンズ制御部１３２は、印加電圧が全体としてより小さくなるように制御することによって、シリンドリカルレンズ１２２Ｌの焦点距離を長くする。   More specifically, in the case of (a), the lens control unit 132 shortens the focal length of the cylindrical lens 122L by controlling the applied voltage to be larger as a whole. On the other hand, in the case of (b), the lens control unit 132 increases the focal length of the cylindrical lens 122L by controlling the applied voltage to be smaller as a whole.

なお、このように焦点距離を変化させるための具体的な印加電圧の設定の例については、続く液晶レンズの構成例でより詳しく説明する。   A specific example of setting the applied voltage for changing the focal length in this way will be described in more detail in the following configuration example of the liquid crystal lens.

（１−４．液晶レンズの構成例）
次に、図７〜１１を参照して、本実施形態における液晶レンズの構成例およびシミュレーション結果について説明する。図７は、本開示の第１の実施形態における液晶レンズの電極配置の例を示す図である。図８は、図７に示す液晶レンズの奥行き方向の強度プロファイルを示す図である。図９は、図７に示す液晶レンズのレンズ幅方向での強度プロファイルを示す図である。図１０および図１１は、図７に示す液晶レンズの位相差のシミュレーション結果を示すグラフである。 (1-4. Configuration Example of Liquid Crystal Lens)
Next, a configuration example and a simulation result of the liquid crystal lens in the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the electrode arrangement of the liquid crystal lens according to the first embodiment of the present disclosure. FIG. 8 is a diagram showing an intensity profile in the depth direction of the liquid crystal lens shown in FIG. FIG. 9 is a diagram showing an intensity profile in the lens width direction of the liquid crystal lens shown in FIG. 10 and 11 are graphs showing simulation results of the phase difference of the liquid crystal lens shown in FIG.

図７を参照すると、液晶レンズ部１２０では、端子基板１２１上に配設された透明電極ｅ２〜ｅ８と、対向基板１２３側に配置される共通透明電極ｅ１とによって、１つのシリンドリカルレンズ１２２Ｌが等価的に実現される。透明電極ｅ２〜ｅ８と共通透明電極ｅ１との間の電位差は、例えば、液晶層１２２の屈折率が、シリンドリカルレンズ１２２Ｌの中心付近ではより大きく、端部付近ではより小さくなるように設定される。   Referring to FIG. 7, in the liquid crystal lens unit 120, one cylindrical lens 122L is equivalent to the transparent electrodes e2 to e8 disposed on the terminal substrate 121 and the common transparent electrode e1 disposed on the counter substrate 123 side. Is realized. The potential difference between the transparent electrodes e2 to e8 and the common transparent electrode e1 is set so that, for example, the refractive index of the liquid crystal layer 122 is larger near the center of the cylindrical lens 122L and smaller near the end.

一例として、シリンドリカルレンズ１２２Ｌの焦点距離を７１０μｍと８５０μｍとの間で変化させたい場合、例えば以下の表１のように各電極に電圧を印加すればよい。   As an example, when the focal length of the cylindrical lens 122L is to be changed between 710 μm and 850 μm, for example, a voltage may be applied to each electrode as shown in Table 1 below.

Figure 2013195536
Figure 2013195536

なお、上記の数値は一例であり、実際の数値は、例えば液晶層の材料や厚さによって変化する。また、１つのレンズに対応する電極の数は、上記の例には限られず、任意に設定されうる。   In addition, said numerical value is an example and an actual numerical value changes with the materials and thickness of a liquid crystal layer, for example. The number of electrodes corresponding to one lens is not limited to the above example, and can be set arbitrarily.

図８は、上記のような電圧の印加によって等価的に実現されるシリンドリカルレンズの奥行き方向の強度プロファイルを、シミュレーションの結果を基に示す図である。この結果によれば、焦点距離を７１０μｍに設定した（ａ）の例では、集光点がｄ＝７１０μｍ付近に位置している。また、焦点距離を８５０μｍに設定した（ｂ）の例では、集光点がｄ＝８５０μｍ付近に位置している。この結果は、液晶レンズに印加する電圧を制御することで、異なる焦点距離のレンズを等価的に実現することが可能であることを示しているといえる。   FIG. 8 is a diagram showing the intensity profile in the depth direction of the cylindrical lens that is equivalently realized by applying the voltage as described above, based on the result of the simulation. According to this result, in the example (a) in which the focal length is set to 710 μm, the condensing point is located near d = 710 μm. In the example of (b) in which the focal length is set to 850 μm, the condensing point is located near d = 850 μm. This result indicates that it is possible to equivalently realize lenses having different focal lengths by controlling the voltage applied to the liquid crystal lens.

図９は、上記のような電圧の印加によって等価的に実現されるシリンドリカルレンズのレンズ幅方向での強度プロファイルを、シミュレーションの結果を基に示す図である。この結果によれば、焦点距離を７１０μｍに設定した（ａ）の例では、レンズからの距離が７１０μｍの位置で、レンズ中心付近の光の強度が鋭いピークを示す。一方、焦点距離を８５０μｍに設定した（ｂ）の例では、レンズからの距離が８５０μｍの位置で、レンズ中心付近の光の強度が鋭いピークを示す。この結果は、液晶レンズに印加する電圧を制御することで、異なる焦点距離のレンズを等価的に実現することが可能であることを示しているといえる。   FIG. 9 is a diagram showing an intensity profile in the lens width direction of the cylindrical lens that is equivalently realized by applying the voltage as described above, based on the result of the simulation. According to this result, in the example of (a) in which the focal length is set to 710 μm, the light intensity near the center of the lens shows a sharp peak at the position where the distance from the lens is 710 μm. On the other hand, in the example of (b) in which the focal length is set to 850 μm, the light intensity near the center of the lens shows a sharp peak at a distance of 850 μm from the lens. This result indicates that it is possible to equivalently realize lenses having different focal lengths by controlling the voltage applied to the liquid crystal lens.

図１０は、上記のような電圧の印加によって等価的に実現されるシリンドリカルレンズの位相差のシミュレーション結果を、それぞれの焦点距離での理想的な位相差分布と比較して示すグラフである。なお、グラフに示された位相差の単位はπである。この結果によれば、焦点距離を７１０μｍに設定した（ａ）の例、焦点距離を８５０μｍに設定した（ｂ）の例ともに、理想的な位相差分布に近い位相差分布が実現できていることがわかる。   FIG. 10 is a graph showing a simulation result of the phase difference of the cylindrical lens that is equivalently realized by applying the voltage as described above in comparison with an ideal phase difference distribution at each focal length. The unit of phase difference shown in the graph is π. According to this result, the phase difference distribution close to the ideal phase difference distribution can be realized in both the example of (a) in which the focal length is set to 710 μm and the example of (b) in which the focal length is set to 850 μm. I understand.

図１１は、上記のような電圧の印加によって等価的に実現されるシリンドリカルレンズの位相差のシミュレーション結果を、それぞれの焦点距離での結果を重ね合わせて示すグラフである。この結果によれば、液晶層への印加電圧を調整することによって、異なる焦点距離に最適化された位相差分布を実現できていることがわかる。   FIG. 11 is a graph showing the simulation results of the phase difference of the cylindrical lens equivalently realized by applying the voltage as described above, with the results at the respective focal lengths superimposed. According to this result, it is understood that the phase difference distribution optimized for different focal lengths can be realized by adjusting the voltage applied to the liquid crystal layer.

（１−５．変形例）
次に、図１２を参照して、本実施形態の変形例について説明する。図１２は、本開示の第１の実施形態の変形例について説明するための図である。 (1-5. Modification)
Next, a modification of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a diagram for describing a modification example of the first embodiment of the present disclosure.

図１２に示す状態では、観察者が、表示装置の正面付近から離れて位置している。図示された例では、３つのシリンドリカルレンズ１２２Ｌ１〜１２２Ｌ３のそれぞれを介して、観察者の左眼ｅＬおよび右眼ｅＲに観察される光が示されている。例えば、シリンドリカルレンズ１２２Ｌ１を介して左眼ｅＬに観察される光について、シリンドリカルレンズ１２２Ｌ１から観察される画素までの距離、すなわち最適焦点距離はｄ１１である。また、シリンドリカルレンズ１２２Ｌ１を介して右眼ｅＲに観察される光について、最適焦点距離はｄ１２である。同様にして、シリンドリカルレンズ１２２Ｌ２について最適焦点距離ｄ１３，ｄ１４を、シリンドリカルレンズ１２２Ｌ３について最適焦点距離ｄ１５，ｄ１６を定義する。   In the state shown in FIG. 12, the observer is located away from the vicinity of the front of the display device. In the illustrated example, light that is observed by the observer's left eye eL and right eye eR via each of the three cylindrical lenses 122L1 to 122L3 is shown. For example, for the light observed by the left eye eL through the cylindrical lens 122L1, the distance from the cylindrical lens 122L1 to the observed pixel, that is, the optimum focal length is d11. For the light observed by the right eye eR via the cylindrical lens 122L1, the optimum focal length is d12. Similarly, optimum focal lengths d13 and d14 are defined for the cylindrical lens 122L2, and optimum focal lengths d15 and d16 are defined for the cylindrical lens 122L3.

この場合、図示されているように、視線の角度が大きいと、各シリンドリカルレンズ１２２Ｌにおける最適焦点距離の差が大きくなる。つまり、距離ｄ１１および距離ｄ１２の平均値と距離ｄ１５および距離ｄ１６の間の平均値との差は、例えば上記の図４の例における距離ｄ１’および距離ｄ２’の平均値と距離ｄ５’および距離ｄ６’の間の平均値との差よりも大きい。従って、液晶レンズ部１２０において等価的に実現されるレンチキュラレンズの全体について一様に焦点距離を設定したのでは、一部のシリンドリカルレンズ１２２Ｌについて、画素のデフォーカスが許容しうる範囲を超えてしまう可能性がある。   In this case, as shown in the drawing, when the line-of-sight angle is large, the difference in optimum focal length between the cylindrical lenses 122L becomes large. That is, the difference between the average value of the distance d11 and the distance d12 and the average value between the distance d15 and the distance d16 is, for example, the average value of the distance d1 ′ and the distance d2 ′ in the example of FIG. 4 and the distance d5 ′ and the distance. It is larger than the difference from the average value during d6 ′. Therefore, if the focal length is uniformly set for the entire lenticular lens equivalently realized in the liquid crystal lens unit 120, the defocusing of the pixels exceeds the allowable range for some cylindrical lenses 122L. there is a possibility.

そこで、本変形例では、表示装置１００のレンズ制御部１３２が、液晶レンズ部１２０の部分ごとに異なる焦点距離を設定する。より具体的には、レンズ制御部１３２は、シリンドリカルレンズ１２２Ｌ３，１２２Ｌ２，１２２Ｌ１の順で、印加電圧を少しずつ弱くし、より長い焦点距離を設定する。つまり、シリンドリカルレンズ１２２Ｌ１の焦点距離をｆ１、シリンドリカルレンズ１２２Ｌ２の焦点距離をｆ２、シリンドリカルレンズＬ３の焦点距離をｆ３とすると、ｆ１＞ｆ２＞ｆ３である。   Therefore, in this modification, the lens control unit 132 of the display device 100 sets a different focal length for each portion of the liquid crystal lens unit 120. More specifically, the lens controller 132 gradually decreases the applied voltage in the order of the cylindrical lenses 122L3, 122L2, and 122L1, and sets a longer focal length. That is, if the focal length of the cylindrical lens 122L1 is f1, the focal length of the cylindrical lens 122L2 is f2, and the focal length of the cylindrical lens L3 is f3, then f1> f2> f3.

本変形例によって、例えば、より大型の表示装置１００においても、観察される立体画像の画質の劣化を防ぐことができる。なお、例えばモバイル機器に搭載されるような比較的小型の表示装置１００では、上記のような表示面の位置ごとの差が顕著ではなく、液晶レンズ部全体で一様に焦点距離を設定することで十分に効果が得られる場合もある。   According to this modification, for example, even in a larger display device 100, it is possible to prevent deterioration of the image quality of the observed stereoscopic image. For example, in a relatively small display device 100 mounted on a mobile device, the difference between the positions of the display surfaces as described above is not significant, and the focal length is set uniformly over the entire liquid crystal lens unit. In some cases, sufficient effects can be obtained.

（１−６．実施形態のまとめ）
以上で説明した本開示の第１の実施形態では、液晶レンズを用いた立体表示装置において、表示装置に表示される画像の観察位置に応じて液晶レンズの焦点距離が変化する。液晶レンズの焦点距離は、液晶層に印加する電圧の大きさを調整することで変化させることが可能である。画像の観察位置の情報は、例えば、観察者の画像を解析することによって取得されてもよいし、他の種類のセンサの検出結果から取得されてもよいし、また観察者などの操作入力によって与えられてもよい。 (1-6. Summary of Embodiment)
In the first embodiment of the present disclosure described above, in the stereoscopic display device using the liquid crystal lens, the focal length of the liquid crystal lens changes according to the observation position of the image displayed on the display device. The focal length of the liquid crystal lens can be changed by adjusting the magnitude of the voltage applied to the liquid crystal layer. The information on the observation position of the image may be acquired by analyzing the image of the observer, for example, may be acquired from the detection result of another type of sensor, or by operation input of the observer or the like May be given.

これによって、例えば、画像を観察する位置が表示装置の変化した場合に、変化に適合して液晶レンズの焦点距離を変化させ、液晶レンズを介して観察される画素に焦点が合った状態を保つことによって、立体画像の良好な画質を維持することができる。   Thereby, for example, when the position where the image is observed changes in the display device, the focal length of the liquid crystal lens is changed in accordance with the change, and the pixel observed through the liquid crystal lens is kept in focus. As a result, it is possible to maintain a good image quality of the stereoscopic image.

また、液晶レンズでは、部分ごとに異なる焦点距離が設定されてもよい。これによって、例えば表示装置が大型であり、表示面の部分ごとの最適焦点距離の差が大きいような場合にも、液晶レンズのそれぞれの部分で適切な焦点距離を設定し、位置が異なる画素の間で画質に差が生じるのを防ぐことができる。   In the liquid crystal lens, a different focal length may be set for each portion. Thus, for example, even when the display device is large and the difference in the optimum focal length for each portion of the display surface is large, an appropriate focal length is set for each portion of the liquid crystal lens, and pixels with different positions are set. It is possible to prevent a difference in image quality between them.

（２．第２の実施形態）
続いて、図１３を参照して、本開示の第２の実施形態について説明する。図１３は、本開示の第２の実施形態において液体レンズの焦点距離を変化させる構成について説明するための図である。 (2. Second Embodiment)
Subsequently, a second embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a diagram for describing a configuration in which the focal length of the liquid lens is changed in the second embodiment of the present disclosure.

図１３に示されるように、本実施形態では、液晶レンズに代えて液体レンズが用いられる。なお、それ以外の点では、本実施形態の構成は上記の第１の実施形態とほぼ同様であるため、詳細な説明は省略する。   As shown in FIG. 13, in this embodiment, a liquid lens is used instead of the liquid crystal lens. In other respects, the configuration of the present embodiment is substantially the same as that of the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.

液体レンズ部２２０は、端子基板１２１と、液体レンズ層２２２と、対向基板１２３とを含む。液体レンズ部２２０は、画素に対応する光を空間的に分離させるレンズ部の一例である。液体レンズ層２２２では、電極２２２ｆと、絶縁膜２２２ｅとによって形成されるレンズ室に、第１の液体２２２ｏと、第２の液体２２２ｗとが充填される。第１の液体２２２ｏと第２の液体２２２ｗとは、光の屈折率が異なり、互いの間に界面が形成される液体である。このような液体の組み合わせとして、例えば第１の液体２２２ｏが油であり、第２の液体２２２ｗが水であってもよい。   The liquid lens unit 220 includes a terminal substrate 121, a liquid lens layer 222, and a counter substrate 123. The liquid lens unit 220 is an example of a lens unit that spatially separates light corresponding to pixels. In the liquid lens layer 222, a lens chamber formed by the electrode 222f and the insulating film 222e is filled with the first liquid 222o and the second liquid 222w. The first liquid 222o and the second liquid 222w are liquids having different refractive indexes of light and forming an interface between them. As a combination of such liquids, for example, the first liquid 222o may be oil and the second liquid 222w may be water.

液体レンズ層２２２では、電極２２２ｆに印加される電圧によって、第１の液体２２２ｏの表面張力が変化し、例えば（ａ）および（ｂ）に示す例のように、第２の液体２２２ｗとの間の界面の形状が変化する。液体レンズ部２２０は、このような性質を利用して、液体レンズ層２２２をレンチキュラレンズとして機能させる。なお、液体レンズ部２２０では、必ずしも図示されているように１つのレンズ室に１つのレンズが形成されなくてもよく、複数のレンズ室にまたがって１つのレンズが形成されてもよい。   In the liquid lens layer 222, the surface tension of the first liquid 222o changes depending on the voltage applied to the electrode 222f. For example, as in the examples shown in FIGS. The shape of the interface changes. The liquid lens unit 220 makes the liquid lens layer 222 function as a lenticular lens using such properties. In the liquid lens unit 220, one lens does not necessarily have to be formed in one lens chamber as shown in the drawing, and one lens may extend across a plurality of lens chambers.

液体レンズ部の構成には、例えば特開２０１１−０９５３６９号公報に記載されているような、公知の各種の構成を採用することが可能である。   As the configuration of the liquid lens unit, various known configurations as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-095369 can be employed.

本実施形態に係る表示装置では、レンズ制御部１３２が、画像取得部１４０によって取得される画像の観察位置の情報に基づいて液体レンズ部２２０を制御し、液体レンズ部２２０で実現されるレンチキュラレンズの焦点距離を変化させる。ここで、レンズ制御部１３２は、電極２２２ｆに印加する電圧を制御し、各レンズ室における第１の液体２２２ｏの界面形状を変化させることによって、レンチキュラレンズの焦点距離を変化させる。   In the display device according to the present embodiment, the lens control unit 132 controls the liquid lens unit 220 based on the information on the observation position of the image acquired by the image acquisition unit 140, and the lenticular lens realized by the liquid lens unit 220. Change the focal length. Here, the lens controller 132 changes the focal length of the lenticular lens by controlling the voltage applied to the electrode 222f and changing the interface shape of the first liquid 222o in each lens chamber.

かかる構成によって、上記の第１の実施形態と同様に、観察者の位置の変化に応じて適切なレンズの焦点距離を設定することが可能である。また、液体レンズの部分ごとに異なる焦点距離を設定し、位置が異なる画素の間で画質に差が生じるのを防ぐことも可能である。   With this configuration, it is possible to set an appropriate lens focal length in accordance with a change in the position of the observer, as in the first embodiment. It is also possible to set different focal lengths for each part of the liquid lens and to prevent a difference in image quality between pixels having different positions.

（３．電子機器に係る実施形態）
次に、図１４〜図１６を参照して、電子機器にかかる本開示の実施形態の例について説明する。 (3. Embodiments related to electronic equipment)
Next, an example of an embodiment of the present disclosure relating to an electronic device will be described with reference to FIGS.

図１４は、本開示の実施形態に係る表示装置を有する電子機器の一例であるテレビジョン装置の外観を示す図である。テレビジョン装置１０は、撮像部１１、および表示部１２などを有する。表示部１２は、上記の実施形態で説明されたような本開示の実施形態に係る表示装置を用いて実現される。また、表示装置の画像取得部は、撮像部１１から観察者の画像を取得してもよい。なお、表示部１２は、タッチスクリーンであってもよい。   FIG. 14 is a diagram illustrating an appearance of a television device that is an example of an electronic apparatus including the display device according to the embodiment of the present disclosure. The television device 10 includes an imaging unit 11, a display unit 12, and the like. The display unit 12 is realized using the display device according to the embodiment of the present disclosure as described in the above embodiment. Further, the image acquisition unit of the display device may acquire an observer's image from the imaging unit 11. The display unit 12 may be a touch screen.

図１５は、本開示の実施形態に係る表示装置を有する電子機器の一例であるデジタルカメラの外観を示す図である。デジタルカメラ２０は、撮像部２１、操作部であるシャッターボタン２２、および表示部２３などを有する。表示部２３は、上記の実施形態で説明されたような本開示の実施形態に係る表示装置を用いて実現される。なお、表示部２３は、タッチスクリーンであってもよい。デジタルカメラ２０は、さらに、表示部２３の観察者側にサブ撮像部２４を有し、表示装置の画像取得部がサブ撮像部２４から観察者の画像を取得してもよい。   FIG. 15 is a diagram illustrating an appearance of a digital camera that is an example of an electronic apparatus including the display device according to the embodiment of the present disclosure. The digital camera 20 includes an imaging unit 21, a shutter button 22 that is an operation unit, a display unit 23, and the like. The display unit 23 is realized by using the display device according to the embodiment of the present disclosure as described in the above embodiment. The display unit 23 may be a touch screen. The digital camera 20 may further include a sub imaging unit 24 on the observer side of the display unit 23, and the image acquisition unit of the display device may acquire the observer's image from the sub imaging unit 24.

図１６は、本開示の実施形態に係る表示装置を有する電子機器の別の例である携帯電話（スマートフォン）の外観を示す図である。携帯電話３０は、撮像部３１、操作部である操作ボタン３２、および表示部３３などを有する。表示部３３は、上記の実施形態で説明されたような本開示の実施形態に係る表示装置を用いて実現される。なお、表示部３３は、タッチスクリーンであってもよい。携帯電話３０は、さらに、表示部３３の観察者側にサブ撮像部３４を有し、表示装置の画像取得部がサブ撮像部３４から観察者の画像を取得してもよい。   FIG. 16 is a diagram illustrating an appearance of a mobile phone (smart phone) that is another example of the electronic apparatus including the display device according to the embodiment of the present disclosure. The mobile phone 30 includes an imaging unit 31, an operation button 32 that is an operation unit, a display unit 33, and the like. The display unit 33 is realized by using the display device according to the embodiment of the present disclosure as described in the above embodiment. The display unit 33 may be a touch screen. The mobile phone 30 may further include a sub imaging unit 34 on the observer side of the display unit 33, and the image acquisition unit of the display device may acquire the observer's image from the sub imaging unit 34.

（４．補足）
なお、上記の実施形態では、ＬＣＤを用いた表示装置の実施形態について説明したが、本開示の実施形態はこれには限られない。例えば、ＬＣＤに代えて有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイなどの自発光型のディスプレイが用いられてもよい。また、レンズ部も、上記で説明した液晶レンズや液体レンズを用いたものには限られず、焦点距離を可変であるレンズを用いるものであれば、どのようなものであってもよい。 (4. Supplement)
In the above-described embodiment, the embodiment of the display device using the LCD has been described, but the embodiment of the present disclosure is not limited to this. For example, a self-luminous display such as an organic EL (Electro Luminescence) display may be used instead of the LCD. Further, the lens unit is not limited to the one using the liquid crystal lens or the liquid lens described above, and any lens unit may be used as long as a lens having a variable focal length is used.

以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、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、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。   The preferred embodiments of the present disclosure have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the technical scope of the present disclosure is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field of the present disclosure can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that it belongs to the technical scope of the present disclosure.

なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）焦点距離が可変であるレンズを含み、前記レンズによって表示面に配置される画素に対応する光を空間的に分離させるレンズ部と、
観察者の位置を示す情報に基づいて前記レンズ部を制御して前記レンズの焦点距離を変化させるレンズ制御部と
を備える表示装置。
（２）前記レンズ制御部は、前記レンズと該レンズを介して観察される前記画素との間の距離に近づくように前記レンズの焦点距離を変化させる、前記（１）に記載の表示装置。
（３）前記レンズ制御部は、前記観察者の位置が変化した場合に前記レンズの焦点距離を変化させる、前記（１）または（２）に記載の表示装置。
（４）前記レンズ制御部は、前記レンズ部の部分ごとに異なるように前記レンズの焦点距離を変化させる、前記（１）〜（３）のいずれか１項に記載の表示装置。
（５）前記観察者の位置を示す情報を取得する観察位置情報取得部をさらに備える、前記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の表示装置。
（６）前記観察位置情報取得部は、観察者の画像を取得する画像取得部である、前記（５）に記載の表示装置。
（７）前記観察位置情報取得部は、前記表示装置を有する機器の筐体の傾きを検出するセンサである、前記（５）に記載の表示装置。
（８）前記観察位置情報取得部は、前記観察者の位置を指定する操作入力を取得する操作入力部である、前記（５）に記載の表示装置。
（９）前記レンズは、液晶レンズであり、
前記レンズ制御部は、前記液晶レンズの印加電圧を制御する、前記（１）〜（８）のいずれか１項に記載の表示装置。
（１０）前記レンズは、液体レンズであり、
前記レンズ制御部は、前記液体レンズの印加電圧を制御する、前記（１）〜（８）のいずれか１項に記載の表示装置。
（１１）焦点距離が可変であるレンズを含み、前記レンズによって表示面に配置される画素に対応する光を空間的に分離させるレンズ部と、
観察者の位置を示す情報に基づいて前記レンズ部を制御して前記レンズの焦点距離を変化させるレンズ制御部と
を含む表示装置
を備える電子機器。
（１２）焦点距離が可変であるレンズを含み、前記レンズによって表示面に配置される画素に対応する光を空間的に分離させるレンズ部を制御するレンズ制御部を備え、
前記レンズ制御部は、観察者の位置を示す情報に基づいて前記レンズの焦点距離を変化させる制御回路。 The following configurations also belong to the technical scope of the present disclosure.
(1) a lens unit including a lens having a variable focal length, and spatially separating light corresponding to pixels arranged on a display surface by the lens;
A display device comprising: a lens control unit that controls the lens unit based on information indicating a position of an observer to change a focal length of the lens.
(2) The display device according to (1), wherein the lens control unit changes a focal length of the lens so as to approach a distance between the lens and the pixel observed through the lens.
(3) The display device according to (1) or (2), wherein the lens control unit changes a focal length of the lens when the position of the observer is changed.
(4) The display device according to any one of (1) to (3), wherein the lens control unit changes a focal length of the lens so as to be different for each part of the lens unit.
(5) The display device according to any one of (1) to (4), further including an observation position information acquisition unit that acquires information indicating the position of the observer.
(6) The display device according to (5), wherein the observation position information acquisition unit is an image acquisition unit that acquires an image of an observer.
(7) The display device according to (5), wherein the observation position information acquisition unit is a sensor that detects an inclination of a housing of a device including the display device.
(8) The display device according to (5), wherein the observation position information acquisition unit is an operation input unit that acquires an operation input that specifies a position of the observer.
(9) The lens is a liquid crystal lens,
The display device according to any one of (1) to (8), wherein the lens control unit controls an applied voltage of the liquid crystal lens.
(10) The lens is a liquid lens,
The display device according to any one of (1) to (8), wherein the lens control unit controls an applied voltage of the liquid lens.
(11) a lens unit that includes a lens having a variable focal length, and spatially separates light corresponding to pixels arranged on a display surface by the lens;
An electronic apparatus comprising: a display device including: a lens control unit that controls the lens unit based on information indicating a position of an observer to change a focal length of the lens.
(12) a lens control unit that includes a lens having a variable focal length, and controls a lens unit that spatially separates light corresponding to pixels arranged on a display surface by the lens;
The lens control unit is a control circuit that changes the focal length of the lens based on information indicating the position of the observer.

１００ 表示装置
１１０ ＬＣＤ
１２０ 液晶レンズ部
１２２ 液晶層
１２２Ｌ シリンドリカルレンズ
１３０ 制御回路
１３１ 表示制御部
１３２ レンズ制御部
１４０ 画像取得部
２２０ 液体レンズ部
２２２ 液体レンズ層
１０，２０，３０ 電子機器
100 display device 110 LCD
DESCRIPTION OF SYMBOLS 120 Liquid crystal lens part 122 Liquid crystal layer 122L Cylindrical lens 130 Control circuit 131 Display control part 132 Lens control part 140 Image acquisition part 220 Liquid lens part 222 Liquid lens layer 10, 20, 30 Electronic device

Claims (12)

焦点距離が可変であるレンズを含み、前記レンズによって表示面に配置される画素に対応する光を空間的に分離させるレンズ部と、
観察者の位置を示す情報に基づいて前記レンズ部を制御して前記レンズの焦点距離を変化させるレンズ制御部と
を備える表示装置。 A lens unit including a lens having a variable focal length, and spatially separating light corresponding to pixels arranged on a display surface by the lens;
A display device comprising: a lens control unit that controls the lens unit based on information indicating a position of an observer to change a focal length of the lens. 前記レンズ制御部は、前記レンズと該レンズを介して観察される前記画素との間の距離に近づくように前記レンズの焦点距離を変化させる、請求項１に記載の表示装置。   The display device according to claim 1, wherein the lens control unit changes a focal length of the lens so as to approach a distance between the lens and the pixel observed through the lens. 前記レンズ制御部は、前記観察者の位置が変化した場合に前記レンズの焦点距離を変化させる、請求項１に記載の表示装置。   The display device according to claim 1, wherein the lens control unit changes a focal length of the lens when the position of the observer is changed. 前記レンズ制御部は、前記レンズ部の部分ごとに異なるように前記レンズの焦点距離を変化させる、請求項１に記載の表示装置。   The display device according to claim 1, wherein the lens control unit changes a focal length of the lens so as to be different for each part of the lens unit. 前記観察者の位置を示す情報を取得する観察位置情報取得部をさらに備える、請求項１に記載の表示装置。   The display device according to claim 1, further comprising an observation position information acquisition unit that acquires information indicating the position of the observer. 前記観察位置情報取得部は、観察者の画像を取得する画像取得部である、請求項５に記載の表示装置。   The display device according to claim 5, wherein the observation position information acquisition unit is an image acquisition unit that acquires an image of an observer. 前記観察位置情報取得部は、前記表示装置を有する機器の筐体の傾きを検出するセンサである、請求項５に記載の表示装置。   The display device according to claim 5, wherein the observation position information acquisition unit is a sensor that detects an inclination of a housing of a device having the display device. 前記観察位置情報取得部は、前記観察者の位置を指定する操作入力を取得する操作入力部である、請求項５に記載の表示装置。   The display device according to claim 5, wherein the observation position information acquisition unit is an operation input unit that acquires an operation input that specifies a position of the observer. 前記レンズは、液晶レンズであり、
前記レンズ制御部は、前記液晶レンズの印加電圧を制御する、請求項１に記載の表示装置。 The lens is a liquid crystal lens,
The display device according to claim 1, wherein the lens control unit controls an applied voltage of the liquid crystal lens. 前記レンズは、液体レンズであり、
前記レンズ制御部は、前記液体レンズの印加電圧を制御する、請求項１に記載の表示装置。 The lens is a liquid lens;
The display device according to claim 1, wherein the lens control unit controls an applied voltage of the liquid lens. 焦点距離が可変であるレンズを含み、前記レンズによって表示面に配置される画素に対応する光を空間的に分離させるレンズ部と、
観察者の位置を示す情報に基づいて前記レンズ部を制御して前記レンズの焦点距離を変化させるレンズ制御部と
を含む表示装置
を備える電子機器。 A lens unit including a lens having a variable focal length, and spatially separating light corresponding to pixels arranged on a display surface by the lens;
An electronic apparatus comprising: a display device including: a lens control unit that controls the lens unit based on information indicating a position of an observer to change a focal length of the lens. 焦点距離が可変であるレンズを含み、前記レンズによって表示面に配置される画素に対応する光を空間的に分離させるレンズ部を制御するレンズ制御部を備え、
前記レンズ制御部は、観察者の位置を示す情報に基づいて前記レンズの焦点距離を変化させる制御回路。
A lens control unit that includes a lens having a variable focal length, and controls a lens unit that spatially separates light corresponding to pixels arranged on a display surface by the lens;
The lens control unit is a control circuit that changes the focal length of the lens based on information indicating the position of the observer.
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